]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blob - lib/Transforms/Utils/Local.cpp
69c9346c0277e0811c687440d014031773213e14
[opencl/llvm.git] / lib / Transforms / Utils / Local.cpp
1 //===-- Local.cpp - Functions to perform local transformations ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This family of functions perform various local transformations to the
11 // program.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
16 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
19 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
20 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
21 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
22 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
23 #include "llvm/IR/CFG.h"
24 #include "llvm/IR/Constants.h"
25 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
28 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
29 #include "llvm/IR/Dominators.h"
30 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
31 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
32 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
33 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
34 #include "llvm/IR/Instructions.h"
35 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
36 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
37 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
38 #include "llvm/IR/Metadata.h"
39 #include "llvm/IR/Operator.h"
40 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/Debug.h"
42 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
43 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
44 using namespace llvm;
46 #define DEBUG_TYPE "local"
48 STATISTIC(NumRemoved, "Number of unreachable basic blocks removed");
50 //===----------------------------------------------------------------------===//
51 //  Local constant propagation.
52 //
54 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
55 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
56 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
57 /// basic block must have their PHI nodes updated.
58 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
59 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
60 /// DeleteDeadConditions is true.
61 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
62                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
63   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
64   IRBuilder<> Builder(T);
66   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
67   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
68     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
69     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
70     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
72     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
73       // Are we branching on constant?
74       // YES.  Change to unconditional branch...
75       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
76       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
78       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
79       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
80       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
82       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
83       // it will adjust it's PHI nodes.
84       OldDest->removePredecessor(BB);
86       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
87       Builder.CreateBr(Destination);
88       BI->eraseFromParent();
89       return true;
90     }
92     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
93       // This branch matches something like this:
94       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
95       // and changes it into:  br label %Dest
97       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
98       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
99       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
101       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
102       Builder.CreateBr(Dest1);
103       Value *Cond = BI->getCondition();
104       BI->eraseFromParent();
105       if (DeleteDeadConditions)
106         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
107       return true;
108     }
109     return false;
110   }
112   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
113     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
114     // single branch instruction!
115     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
116     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
117     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
119     // Figure out which case it goes to.
120     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
121          i != e; ++i) {
122       // Found case matching a constant operand?
123       if (i.getCaseValue() == CI) {
124         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
125         break;
126       }
128       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
129       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
130       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
131         MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
132         unsigned NCases = SI->getNumCases();
133         // Fold the case metadata into the default if there will be any branches
134         // left, unless the metadata doesn't match the switch.
135         if (NCases > 1 && MD && MD->getNumOperands() == 2 + NCases) {
136           // Collect branch weights into a vector.
137           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
138           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
139                ++MD_i) {
140             ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
141             assert(CI);
142             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
143           }
144           // Merge weight of this case to the default weight.
145           unsigned idx = i.getCaseIndex();
146           Weights[0] += Weights[idx+1];
147           // Remove weight for this case.
148           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
149           Weights.pop_back();
150           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
151                           MDBuilder(BB->getContext()).
152                           createBranchWeights(Weights));
153         }
154         // Remove this entry.
155         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
156         SI->removeCase(i);
157         --i; --e;
158         continue;
159       }
161       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
162       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
163       // destinations.
164       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = nullptr;
165     }
167     if (CI && !TheOnlyDest) {
168       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
169       // successor.
170       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
171     }
173     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
174     // now.
175     if (TheOnlyDest) {
176       // Insert the new branch.
177       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
178       BasicBlock *BB = SI->getParent();
180       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
181       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
182         // Found case matching a constant operand?
183         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
184         if (Succ == TheOnlyDest)
185           TheOnlyDest = nullptr; // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
186         else
187           Succ->removePredecessor(BB);
188       }
190       // Delete the old switch.
191       Value *Cond = SI->getCondition();
192       SI->eraseFromParent();
193       if (DeleteDeadConditions)
194         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
195       return true;
196     }
198     if (SI->getNumCases() == 1) {
199       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
200       // instruction if it has only one non-default destination.
201       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
202       Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
203           FirstCase.getCaseValue(), "cond");
205       // Insert the new branch.
206       BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
207                                                FirstCase.getCaseSuccessor(),
208                                                SI->getDefaultDest());
209       MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
210       if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
211         ConstantInt *SICase = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
212         ConstantInt *SIDef = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
213         assert(SICase && SIDef);
214         // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
215         NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
216                         MDBuilder(BB->getContext()).
217                         createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
218                                             SIDef->getValue().getZExtValue()));
219       }
221       // Delete the old switch.
222       SI->eraseFromParent();
223       return true;
224     }
225     return false;
226   }
228   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
229     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
230     if (BlockAddress *BA =
231           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
232       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
233       // Insert the new branch.
234       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
236       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
237         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
238           TheOnlyDest = nullptr;
239         else
240           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
241       }
242       Value *Address = IBI->getAddress();
243       IBI->eraseFromParent();
244       if (DeleteDeadConditions)
245         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
247       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
248       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
249       // 'unreachable' instruction.
250       if (TheOnlyDest) {
251         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
252         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
253       }
255       return true;
256     }
257   }
259   return false;
263 //===----------------------------------------------------------------------===//
264 //  Local dead code elimination.
265 //
267 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
268 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
269 ///
270 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
271                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
272   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
274   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
275   if (isa<LandingPadInst>(I))
276     return false;
278   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
279   // debug info is empty.
280   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
281     if (DDI->getAddress())
282       return false;
283     return true;
284   }
285   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
286     if (DVI->getValue())
287       return false;
288     return true;
289   }
291   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
293   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
294   // when dead.
295   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
296     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
297     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
298       return true;
300     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
301     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
302         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
303       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
305     // Assumptions are dead if their condition is trivially true.
306     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
307       if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
308         return !Cond->isZero();
310       return false;
311     }
312   }
314   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
316   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
317     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
318       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
320   return false;
323 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
324 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
325 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
326 /// instructions were deleted.
327 bool
328 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
329                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
330   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
331   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
332     return false;
334   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
335   DeadInsts.push_back(I);
337   do {
338     I = DeadInsts.pop_back_val();
340     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
341     // dead as we go.
342     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
343       Value *OpV = I->getOperand(i);
344       I->setOperand(i, nullptr);
346       if (!OpV->use_empty()) continue;
348       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
349       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
350       // iteration.
351       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
352         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
353           DeadInsts.push_back(OpI);
354     }
356     I->eraseFromParent();
357   } while (!DeadInsts.empty());
359   return true;
362 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
363 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
364 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
365 /// value.
366 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
367   Value::user_iterator UI = I->user_begin();
368   Value::user_iterator UE = I->user_end();
369   if (UI == UE)
370     return true;
372   User *TheUse = *UI;
373   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
374     if (*UI != TheUse)
375       return false;
376   }
377   return true;
380 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
381 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
382 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
383 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
384 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
385 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
386                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
387   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
388   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
389        I = cast<Instruction>(*I->user_begin())) {
390     if (I->use_empty())
391       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
393     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
394     // won't prove fruitful.
395     if (!Visited.insert(I)) {
396       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
397       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
398       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
399       return true;
400     }
401   }
402   return false;
405 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
406 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
407 ///
408 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
409 /// instructions in other blocks as well in this block.
410 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const DataLayout *TD,
411                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
412   bool MadeChange = false;
414 #ifndef NDEBUG
415   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
416   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
417   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
418   // terminator of a block without introducing a new instruction.
419   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
420 #endif
422   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
423     assert(!BI->isTerminator());
424     Instruction *Inst = BI++;
426     WeakVH BIHandle(BI);
427     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD, TLI)) {
428       MadeChange = true;
429       if (BIHandle != BI)
430         BI = BB->begin();
431       continue;
432     }
434     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
435     if (BIHandle != BI)
436       BI = BB->begin();
437   }
438   return MadeChange;
441 //===----------------------------------------------------------------------===//
442 //  Control Flow Graph Restructuring.
443 //
446 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
447 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
448 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
449 ///
450 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
451 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
452 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
453 ///   y = and x, z
454 ///
455 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
456 /// recursively fold the and to 0.
457 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
458                                         DataLayout *TD) {
459   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
460   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
461     return;
463   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
464   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
465   // that can be removed.
466   BB->removePredecessor(Pred, true);
468   WeakVH PhiIt = &BB->front();
469   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
470     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
471     Value *OldPhiIt = PhiIt;
473     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
474       continue;
476     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
477     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
478     // of the block.
479     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
480   }
484 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
485 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
486 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
487 /// deleting the predecessor block.
488 ///
489 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
490   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
491   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
492     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
493     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
494     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
495     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
496     PN->eraseFromParent();
497   }
499   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
500   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
502   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
503   // address an invalid value.
504   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
505     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
506     Constant *Replacement =
507       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
508     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
509                                                      BA->getType()));
510     BA->destroyConstant();
511   }
513   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
514   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
516   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
517   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
518   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
520   // If the PredBB is the entry block of the function, move DestBB up to
521   // become the entry block after we erase PredBB.
522   if (PredBB == &DestBB->getParent()->getEntryBlock())
523     DestBB->moveAfter(PredBB);
525   if (P) {
526     if (DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
527             P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>()) {
528       DominatorTree &DT = DTWP->getDomTree();
529       BasicBlock *PredBBIDom = DT.getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
530       DT.changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
531       DT.eraseNode(PredBB);
532     }
533   }
534   // Nuke BB.
535   PredBB->eraseFromParent();
538 /// CanMergeValues - Return true if we can choose one of these values to use
539 /// in place of the other. Note that we will always choose the non-undef
540 /// value to keep.
541 static bool CanMergeValues(Value *First, Value *Second) {
542   return First == Second || isa<UndefValue>(First) || isa<UndefValue>(Second);
545 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
546 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into Succ.
547 ///
548 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
549 ///
550 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
551   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
553   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into "
554         << Succ->getName() << "\n");
555   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
556   // is always safe
557   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
559   // Make a list of the predecessors of BB
560   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
562   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
563   // merging these blocks
564   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
565     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
567     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
568     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
569     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
570     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
571     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
572       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
573         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
574         if (BBPreds.count(IBB) &&
575             !CanMergeValues(BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB),
576                             PN->getIncomingValue(PI))) {
577           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
578                 << Succ->getName() << " is conflicting with "
579                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
580                 << IBB->getName() << "\n");
581           return false;
582         }
583       }
584     } else {
585       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
586       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
587         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
588         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
589         // of the block.
590         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
591         if (BBPreds.count(IBB) &&
592             !CanMergeValues(Val, PN->getIncomingValue(PI))) {
593           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in "
594                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
595                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
596           return false;
597         }
598       }
599     }
600   }
602   return true;
605 typedef SmallVector<BasicBlock *, 16> PredBlockVector;
606 typedef DenseMap<BasicBlock *, Value *> IncomingValueMap;
608 /// \brief Determines the value to use as the phi node input for a block.
609 ///
610 /// Select between \p OldVal any value that we know flows from \p BB
611 /// to a particular phi on the basis of which one (if either) is not
612 /// undef. Update IncomingValues based on the selected value.
613 ///
614 /// \param OldVal The value we are considering selecting.
615 /// \param BB The block that the value flows in from.
616 /// \param IncomingValues A map from block-to-value for other phi inputs
617 /// that we have examined.
618 ///
619 /// \returns the selected value.
620 static Value *selectIncomingValueForBlock(Value *OldVal, BasicBlock *BB,
621                                           IncomingValueMap &IncomingValues) {
622   if (!isa<UndefValue>(OldVal)) {
623     assert((!IncomingValues.count(BB) ||
624             IncomingValues.find(BB)->second == OldVal) &&
625            "Expected OldVal to match incoming value from BB!");
627     IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, OldVal));
628     return OldVal;
629   }
631   IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
632   if (It != IncomingValues.end()) return It->second;
634   return OldVal;
637 /// \brief Create a map from block to value for the operands of a
638 /// given phi.
639 ///
640 /// Create a map from block to value for each non-undef value flowing
641 /// into \p PN.
642 ///
643 /// \param PN The phi we are collecting the map for.
644 /// \param IncomingValues [out] The map from block to value for this phi.
645 static void gatherIncomingValuesToPhi(PHINode *PN,
646                                       IncomingValueMap &IncomingValues) {
647   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
648     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
649     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
651     if (!isa<UndefValue>(V))
652       IncomingValues.insert(std::make_pair(BB, V));
653   }
656 /// \brief Replace the incoming undef values to a phi with the values
657 /// from a block-to-value map.
658 ///
659 /// \param PN The phi we are replacing the undefs in.
660 /// \param IncomingValues A map from block to value.
661 static void replaceUndefValuesInPhi(PHINode *PN,
662                                     const IncomingValueMap &IncomingValues) {
663   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
664     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
666     if (!isa<UndefValue>(V)) continue;
668     BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(i);
669     IncomingValueMap::const_iterator It = IncomingValues.find(BB);
670     if (It == IncomingValues.end()) continue;
672     PN->setIncomingValue(i, It->second);
673   }
676 /// \brief Replace a value flowing from a block to a phi with
677 /// potentially multiple instances of that value flowing from the
678 /// block's predecessors to the phi.
679 ///
680 /// \param BB The block with the value flowing into the phi.
681 /// \param BBPreds The predecessors of BB.
682 /// \param PN The phi that we are updating.
683 static void redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BasicBlock *BB,
684                                                 const PredBlockVector &BBPreds,
685                                                 PHINode *PN) {
686   Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
687   assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
689   IncomingValueMap IncomingValues;
691   // We are merging two blocks - BB, and the block containing PN - and
692   // as a result we need to redirect edges from the predecessors of BB
693   // to go to the block containing PN, and update PN
694   // accordingly. Since we allow merging blocks in the case where the
695   // predecessor and successor blocks both share some predecessors,
696   // and where some of those common predecessors might have undef
697   // values flowing into PN, we want to rewrite those values to be
698   // consistent with the non-undef values.
700   gatherIncomingValuesToPhi(PN, IncomingValues);
702   // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
703   // in the PHI node are the entries from the old PHI.
704   if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
705     PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
706     for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
707       // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
708       // have common predecessors, we could end up with a phi node with
709       // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
710       // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
711       // simplifying the corresponding conditional branch).
712       BasicBlock *PredBB = OldValPN->getIncomingBlock(i);
713       Value *PredVal = OldValPN->getIncomingValue(i);
714       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(PredVal, PredBB,
715                                                     IncomingValues);
717       // And add a new incoming value for this predecessor for the
718       // newly retargeted branch.
719       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
720     }
721   } else {
722     for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i) {
723       // Update existing incoming values in PN for this
724       // predecessor of BB.
725       BasicBlock *PredBB = BBPreds[i];
726       Value *Selected = selectIncomingValueForBlock(OldVal, PredBB,
727                                                     IncomingValues);
729       // And add a new incoming value for this predecessor for the
730       // newly retargeted branch.
731       PN->addIncoming(Selected, PredBB);
732     }
733   }
735   replaceUndefValuesInPhi(PN, IncomingValues);
738 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
739 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
740 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
741 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
742 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
743 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
744   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
745          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
747   // We can't eliminate infinite loops.
748   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
749   if (BB == Succ) return false;
751   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
752   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
753   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
755   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
756   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
757   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
758   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
759   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
760   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't introduce any
761   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
762   // was incorrect.
763   //
764   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
765   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
766   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
767   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
768     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
769     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
770       for (Use &U : BBI->uses()) {
771         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(U.getUser())) {
772           if (PN->getIncomingBlock(U) != BB)
773             return false;
774         } else {
775           return false;
776         }
777       }
778       ++BBI;
779     }
780   }
782   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
784   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
785     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
786     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
787     //
788     const PredBlockVector BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
790     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
791     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
792       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
794       redirectValuesFromPredecessorsToPhi(BB, BBPreds, PN);
795     }
796   }
798   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
799     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
800     // the same predecessors BB had.
802     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
803     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
804     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
805   } else {
806     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
807       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
808       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
809       PN->eraseFromParent();
810     }
811   }
813   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
814   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
815   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
816   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
817   return true;
820 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
821 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
822 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
823 /// orders them so it usually won't matter.
824 ///
825 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
826   bool Changed = false;
828   // This implementation doesn't currently consider undef operands
829   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
830   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
832   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
833   // the same hash value, the element is the first PHI in the
834   // linked list in CollisionMap.
835   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
837   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
838   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
840   // Examine each PHI.
841   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
842        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
843     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
844     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
845     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
846     uintptr_t Hash = 0;
847     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
848     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
849     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
850       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
851       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
852     }
853     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
854          I != E; ++I) {
855       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
856       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
857     }
858     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
859     Hash >>= 1;
860     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
861     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
862       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
863     if (Pair.second) continue;
864     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
865     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
866       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
867         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
868         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
869         PN->eraseFromParent();
870         Changed = true;
871         break;
872       }
873       // A non-duplicate hash collision.
874       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
875       if (I == CollisionMap.end()) {
876         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
877         PHINode *Old = Pair.first->second;
878         Pair.first->second = PN;
879         CollisionMap[PN] = Old;
880         break;
881       }
882       // Proceed to the next PHI in the list.
883       OtherPN = I->second;
884     }
885   }
887   return Changed;
890 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
891 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
892 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
893 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
894 /// their preferred alignment from the beginning.
895 ///
896 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
897                                       unsigned PrefAlign, const DataLayout *TD) {
898   V = V->stripPointerCasts();
900   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
901     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
902     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
903     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
904       return Align;
905     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
906     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
907       return AI->getAlignment();
908     AI->setAlignment(PrefAlign);
909     return PrefAlign;
910   }
912   if (auto *GO = dyn_cast<GlobalObject>(V)) {
913     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
914     // of the global.
915     if (GO->isDeclaration())
916       return Align;
917     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
918     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
919     // preferred alignment.
920     if (GO->isWeakForLinker())
921       return Align;
923     if (GO->getAlignment() >= PrefAlign)
924       return GO->getAlignment();
925     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
926     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
927     // section, the global could be densely packed with other objects in the
928     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
929     if (!GO->hasSection() || GO->getAlignment() == 0)
930       GO->setAlignment(PrefAlign);
931     return GO->getAlignment();
932   }
934   return Align;
937 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
938 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
939 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
940 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
941 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
942                                           const DataLayout *DL,
943                                           AssumptionTracker *AT,
944                                           const Instruction *CxtI,
945                                           const DominatorTree *DT) {
946   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
947          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
948   unsigned BitWidth = DL ? DL->getPointerTypeSizeInBits(V->getType()) : 64;
950   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
951   computeKnownBits(V, KnownZero, KnownOne, DL, 0, AT, CxtI, DT);
952   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
954   // Avoid trouble with ridiculously large TrailZ values, such as
955   // those computed from a null pointer.
956   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
958   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
960   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
961   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
963   if (PrefAlign > Align)
964     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, DL);
966   // We don't need to make any adjustment.
967   return Align;
970 ///===---------------------------------------------------------------------===//
971 ///  Dbg Intrinsic utilities
972 ///
974 /// See if there is a dbg.value intrinsic for DIVar before I.
975 static bool LdStHasDebugValue(DIVariable &DIVar, Instruction *I) {
976   // Since we can't guarantee that the original dbg.declare instrinsic
977   // is removed by LowerDbgDeclare(), we need to make sure that we are
978   // not inserting the same dbg.value intrinsic over and over.
979   llvm::BasicBlock::InstListType::iterator PrevI(I);
980   if (PrevI != I->getParent()->getInstList().begin()) {
981     --PrevI;
982     if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(PrevI))
983       if (DVI->getValue() == I->getOperand(0) &&
984           DVI->getOffset() == 0 &&
985           DVI->getVariable() == DIVar)
986         return true;
987   }
988   return false;
991 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a store to an alloca'd value
992 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
993 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
994                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
995   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
996   DIExpression DIExpr(DDI->getExpression());
997   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
998          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
999   if (!DIVar)
1000     return false;
1002   if (LdStHasDebugValue(DIVar, SI))
1003     return true;
1005   Instruction *DbgVal = nullptr;
1006   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
1007   // may be zapped by an optimization pass in future.
1008   Argument *ExtendedArg = nullptr;
1009   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
1010     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
1011   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
1012     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
1013   if (ExtendedArg)
1014     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, DIExpr, SI);
1015   else
1016     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar,
1017                                              DIExpr, SI);
1018   DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1019   return true;
1022 /// Inserts a llvm.dbg.value intrinsic before a load of an alloca'd value
1023 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
1024 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
1025                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
1026   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1027   DIExpression DIExpr(DDI->getExpression());
1028   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1029          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1030   if (!DIVar)
1031     return false;
1033   if (LdStHasDebugValue(DIVar, LI))
1034     return true;
1036   Instruction *DbgVal =
1037       Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0, DIVar, DIExpr, LI);
1038   DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1039   return true;
1042 /// Determine whether this alloca is either a VLA or an array.
1043 static bool isArray(AllocaInst *AI) {
1044   return AI->isArrayAllocation() ||
1045     AI->getType()->getElementType()->isArrayTy();
1048 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
1049 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
1050 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
1051   DIBuilder DIB(*F.getParent());
1052   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
1053   for (auto &FI : F)
1054     for (BasicBlock::iterator BI : FI)
1055       if (auto DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
1056         Dbgs.push_back(DDI);
1058   if (Dbgs.empty())
1059     return false;
1061   for (auto &I : Dbgs) {
1062     DbgDeclareInst *DDI = I;
1063     AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress());
1064     // If this is an alloca for a scalar variable, insert a dbg.value
1065     // at each load and store to the alloca and erase the dbg.declare.
1066     // The dbg.values allow tracking a variable even if it is not
1067     // stored on the stack, while the dbg.declare can only describe
1068     // the stack slot (and at a lexical-scope granularity). Later
1069     // passes will attempt to elide the stack slot.
1070     if (AI && !isArray(AI)) {
1071       for (User *U : AI->users())
1072         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U))
1073           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
1074         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U))
1075           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
1076         else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(U)) {
1077           // This is a call by-value or some other instruction that
1078           // takes a pointer to the variable. Insert a *value*
1079           // intrinsic that describes the alloca.
1080           auto DbgVal = DIB.insertDbgValueIntrinsic(
1081               AI, 0, DIVariable(DDI->getVariable()),
1082               DIExpression(DDI->getExpression()), CI);
1083           DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
1084         }
1085       DDI->eraseFromParent();
1086     }
1087   }
1088   return true;
1091 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
1092 /// alloca 'V', if any.
1093 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
1094   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
1095     for (User *U : DebugNode->users())
1096       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(U))
1097         return DDI;
1099   return nullptr;
1102 bool llvm::replaceDbgDeclareForAlloca(AllocaInst *AI, Value *NewAllocaAddress,
1103                                       DIBuilder &Builder) {
1104   DbgDeclareInst *DDI = FindAllocaDbgDeclare(AI);
1105   if (!DDI)
1106     return false;
1107   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
1108   DIExpression DIExpr(DDI->getExpression());
1109   assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
1110          "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
1111   if (!DIVar)
1112     return false;
1114   // Create a copy of the original DIDescriptor for user variable, appending
1115   // "deref" operation to a list of address elements, as new llvm.dbg.declare
1116   // will take a value storing address of the memory for variable, not
1117   // alloca itself.
1118   Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(AI->getContext());
1119   SmallVector<Value *, 4> NewDIExpr;
1120   if (DIExpr) {
1121     for (unsigned i = 0, n = DIExpr.getNumElements(); i < n; ++i) {
1122       NewDIExpr.push_back(ConstantInt::get(Int64Ty, DIExpr.getElement(i)));
1123     }
1124   }
1125   NewDIExpr.push_back(ConstantInt::get(Int64Ty, dwarf::DW_OP_deref));
1127   // Insert llvm.dbg.declare in the same basic block as the original alloca,
1128   // and remove old llvm.dbg.declare.
1129   BasicBlock *BB = AI->getParent();
1130   Builder.insertDeclare(NewAllocaAddress, DIVar,
1131                         Builder.createExpression(NewDIExpr), BB);
1132   DDI->eraseFromParent();
1133   return true;
1136 /// changeToUnreachable - Insert an unreachable instruction before the specified
1137 /// instruction, making it and the rest of the code in the block dead.
1138 static void changeToUnreachable(Instruction *I, bool UseLLVMTrap) {
1139   BasicBlock *BB = I->getParent();
1140   // Loop over all of the successors, removing BB's entry from any PHI
1141   // nodes.
1142   for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1143     (*SI)->removePredecessor(BB);
1145   // Insert a call to llvm.trap right before this.  This turns the undefined
1146   // behavior into a hard fail instead of falling through into random code.
1147   if (UseLLVMTrap) {
1148     Function *TrapFn =
1149       Intrinsic::getDeclaration(BB->getParent()->getParent(), Intrinsic::trap);
1150     CallInst *CallTrap = CallInst::Create(TrapFn, "", I);
1151     CallTrap->setDebugLoc(I->getDebugLoc());
1152   }
1153   new UnreachableInst(I->getContext(), I);
1155   // All instructions after this are dead.
1156   BasicBlock::iterator BBI = I, BBE = BB->end();
1157   while (BBI != BBE) {
1158     if (!BBI->use_empty())
1159       BBI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(BBI->getType()));
1160     BB->getInstList().erase(BBI++);
1161   }
1164 /// changeToCall - Convert the specified invoke into a normal call.
1165 static void changeToCall(InvokeInst *II) {
1166   SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin(), II->op_end() - 3);
1167   CallInst *NewCall = CallInst::Create(II->getCalledValue(), Args, "", II);
1168   NewCall->takeName(II);
1169   NewCall->setCallingConv(II->getCallingConv());
1170   NewCall->setAttributes(II->getAttributes());
1171   NewCall->setDebugLoc(II->getDebugLoc());
1172   II->replaceAllUsesWith(NewCall);
1174   // Follow the call by a branch to the normal destination.
1175   BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1177   // Update PHI nodes in the unwind destination
1178   II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1179   II->eraseFromParent();
1182 static bool markAliveBlocks(BasicBlock *BB,
1183                             SmallPtrSetImpl<BasicBlock*> &Reachable) {
1185   SmallVector<BasicBlock*, 128> Worklist;
1186   Worklist.push_back(BB);
1187   Reachable.insert(BB);
1188   bool Changed = false;
1189   do {
1190     BB = Worklist.pop_back_val();
1192     // Do a quick scan of the basic block, turning any obviously unreachable
1193     // instructions into LLVM unreachable insts.  The instruction combining pass
1194     // canonicalizes unreachable insts into stores to null or undef.
1195     for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E;++BBI){
1196       // Assumptions that are known to be false are equivalent to unreachable.
1197       // Also, if the condition is undefined, then we make the choice most
1198       // beneficial to the optimizer, and choose that to also be unreachable.
1199       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(BBI))
1200         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::assume) {
1201           bool MakeUnreachable = false;
1202           if (isa<UndefValue>(II->getArgOperand(0)))
1203             MakeUnreachable = true;
1204           else if (ConstantInt *Cond =
1205                    dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0)))
1206             MakeUnreachable = Cond->isZero();
1208           if (MakeUnreachable) { 
1209             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1210             changeToUnreachable(BBI, false);
1211             Changed = true;
1212             break;
1213           }
1214         }
1216       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(BBI)) {
1217         if (CI->doesNotReturn()) {
1218           // If we found a call to a no-return function, insert an unreachable
1219           // instruction after it.  Make sure there isn't *already* one there
1220           // though.
1221           ++BBI;
1222           if (!isa<UnreachableInst>(BBI)) {
1223             // Don't insert a call to llvm.trap right before the unreachable.
1224             changeToUnreachable(BBI, false);
1225             Changed = true;
1226           }
1227           break;
1228         }
1229       }
1231       // Store to undef and store to null are undefined and used to signal that
1232       // they should be changed to unreachable by passes that can't modify the
1233       // CFG.
1234       if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(BBI)) {
1235         // Don't touch volatile stores.
1236         if (SI->isVolatile()) continue;
1238         Value *Ptr = SI->getOperand(1);
1240         if (isa<UndefValue>(Ptr) ||
1241             (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) &&
1242              SI->getPointerAddressSpace() == 0)) {
1243           changeToUnreachable(SI, true);
1244           Changed = true;
1245           break;
1246         }
1247       }
1248     }
1250     // Turn invokes that call 'nounwind' functions into ordinary calls.
1251     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
1252       Value *Callee = II->getCalledValue();
1253       if (isa<ConstantPointerNull>(Callee) || isa<UndefValue>(Callee)) {
1254         changeToUnreachable(II, true);
1255         Changed = true;
1256       } else if (II->doesNotThrow()) {
1257         if (II->use_empty() && II->onlyReadsMemory()) {
1258           // jump to the normal destination branch.
1259           BranchInst::Create(II->getNormalDest(), II);
1260           II->getUnwindDest()->removePredecessor(II->getParent());
1261           II->eraseFromParent();
1262         } else
1263           changeToCall(II);
1264         Changed = true;
1265       }
1266     }
1268     Changed |= ConstantFoldTerminator(BB, true);
1269     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1270       if (Reachable.insert(*SI))
1271         Worklist.push_back(*SI);
1272   } while (!Worklist.empty());
1273   return Changed;
1276 /// removeUnreachableBlocksFromFn - Remove blocks that are not reachable, even
1277 /// if they are in a dead cycle.  Return true if a change was made, false
1278 /// otherwise.
1279 bool llvm::removeUnreachableBlocks(Function &F) {
1280   SmallPtrSet<BasicBlock*, 128> Reachable;
1281   bool Changed = markAliveBlocks(F.begin(), Reachable);
1283   // If there are unreachable blocks in the CFG...
1284   if (Reachable.size() == F.size())
1285     return Changed;
1287   assert(Reachable.size() < F.size());
1288   NumRemoved += F.size()-Reachable.size();
1290   // Loop over all of the basic blocks that are not reachable, dropping all of
1291   // their internal references...
1292   for (Function::iterator BB = ++F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1293     if (Reachable.count(BB))
1294       continue;
1296     for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), SE = succ_end(BB); SI != SE; ++SI)
1297       if (Reachable.count(*SI))
1298         (*SI)->removePredecessor(BB);
1299     BB->dropAllReferences();
1300   }
1302   for (Function::iterator I = ++F.begin(); I != F.end();)
1303     if (!Reachable.count(I))
1304       I = F.getBasicBlockList().erase(I);
1305     else
1306       ++I;
1308   return true;
1311 void llvm::combineMetadata(Instruction *K, const Instruction *J, ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1312   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode*>, 4> Metadata;
1313   K->dropUnknownMetadata(KnownIDs);
1314   K->getAllMetadataOtherThanDebugLoc(Metadata);
1315   for (unsigned i = 0, n = Metadata.size(); i < n; ++i) {
1316     unsigned Kind = Metadata[i].first;
1317     MDNode *JMD = J->getMetadata(Kind);
1318     MDNode *KMD = Metadata[i].second;
1320     switch (Kind) {
1321       default:
1322         K->setMetadata(Kind, nullptr); // Remove unknown metadata
1323         break;
1324       case LLVMContext::MD_dbg:
1325         llvm_unreachable("getAllMetadataOtherThanDebugLoc returned a MD_dbg");
1326       case LLVMContext::MD_tbaa:
1327         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericTBAA(JMD, KMD));
1328         break;
1329       case LLVMContext::MD_alias_scope:
1330       case LLVMContext::MD_noalias:
1331         K->setMetadata(Kind, MDNode::intersect(JMD, KMD));
1332         break;
1333       case LLVMContext::MD_range:
1334         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericRange(JMD, KMD));
1335         break;
1336       case LLVMContext::MD_fpmath:
1337         K->setMetadata(Kind, MDNode::getMostGenericFPMath(JMD, KMD));
1338         break;
1339       case LLVMContext::MD_invariant_load:
1340         // Only set the !invariant.load if it is present in both instructions.
1341         K->setMetadata(Kind, JMD);
1342         break;
1343     }
1344   }