]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blob - lib/Transforms/Utils/Local.cpp
Trivial simplification.
[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/Constants.h"
17 #include "llvm/GlobalAlias.h"
18 #include "llvm/GlobalVariable.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Intrinsics.h"
22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
23 #include "llvm/Operator.h"
24 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
26 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
27 #include "llvm/Analysis/DIBuilder.h"
28 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
29 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
31 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
32 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
34 #include "llvm/Support/CFG.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
37 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
38 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
40 using namespace llvm;
42 //===----------------------------------------------------------------------===//
43 //  Local constant propagation.
44 //
46 // ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
47 // constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
48 // destination.
49 //
50 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB) {
51   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
53   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
54   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
55     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
56     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
57     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
59     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
60       // Are we branching on constant?
61       // YES.  Change to unconditional branch...
62       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
63       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
65       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
66       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
67       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
69       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
70       // it will adjust it's PHI nodes.
71       OldDest->removePredecessor(BB);
73       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
74       BranchInst::Create(Destination, BI);
75       BI->eraseFromParent();
76       return true;
77     }
78     
79     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
80       // This branch matches something like this:
81       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
82       // and changes it into:  br label %Dest
84       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
85       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
86       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
88       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
89       BranchInst::Create(Dest1, BI);
90       BI->eraseFromParent();
91       return true;
92     }
93     return false;
94   }
95   
96   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
97     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
98     // single branch instruction!
99     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
100     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getSuccessor(0);  // The default dest
101     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
102     assert(TheOnlyDest == SI->getDefaultDest() &&
103            "Default destination is not successor #0?");
105     // Figure out which case it goes to.
106     for (unsigned i = 1, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
107       // Found case matching a constant operand?
108       if (SI->getSuccessorValue(i) == CI) {
109         TheOnlyDest = SI->getSuccessor(i);
110         break;
111       }
113       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
114       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
115       if (SI->getSuccessor(i) == DefaultDest) {
116         // Remove this entry.
117         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
118         SI->removeCase(i);
119         --i; --e;  // Don't skip an entry...
120         continue;
121       }
123       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
124       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
125       // destinations.
126       if (SI->getSuccessor(i) != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
127     }
129     if (CI && !TheOnlyDest) {
130       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
131       // successor.
132       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
133     }
135     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
136     // now.
137     if (TheOnlyDest) {
138       // Insert the new branch.
139       BranchInst::Create(TheOnlyDest, SI);
140       BasicBlock *BB = SI->getParent();
142       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
143       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
144         // Found case matching a constant operand?
145         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
146         if (Succ == TheOnlyDest)
147           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
148         else
149           Succ->removePredecessor(BB);
150       }
152       // Delete the old switch.
153       BB->getInstList().erase(SI);
154       return true;
155     }
156     
157     if (SI->getNumSuccessors() == 2) {
158       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
159       // instruction if it has only one non-default destination.
160       Value *Cond = new ICmpInst(SI, ICmpInst::ICMP_EQ, SI->getCondition(),
161                                  SI->getSuccessorValue(1), "cond");
162       // Insert the new branch.
163       BranchInst::Create(SI->getSuccessor(1), SI->getSuccessor(0), Cond, SI);
165       // Delete the old switch.
166       SI->eraseFromParent();
167       return true;
168     }
169     return false;
170   }
172   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
173     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
174     if (BlockAddress *BA =
175           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
176       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
177       // Insert the new branch.
178       BranchInst::Create(TheOnlyDest, IBI);
179       
180       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
181         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
182           TheOnlyDest = 0;
183         else
184           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
185       }
186       IBI->eraseFromParent();
187       
188       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
189       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
190       // 'unreachable' instruction.
191       if (TheOnlyDest) {
192         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
193         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
194       }
195       
196       return true;
197     }
198   }
199   
200   return false;
204 //===----------------------------------------------------------------------===//
205 //  Local dead code elimination.
206 //
208 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
209 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
210 ///
211 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I) {
212   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
214   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
215   // debug info is empty.
216   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
217     if (DDI->getAddress()) 
218       return false;
219     return true;
220   } 
221   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
222     if (DVI->getValue())
223       return false;
224     return true;
225   }
227   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
229   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
230   // when dead.
231   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I))
232     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
233     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
234       return true;
235   return false;
238 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
239 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
240 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
241 /// instructions were deleted.
242 bool llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V) {
243   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
244   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I))
245     return false;
246   
247   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
248   DeadInsts.push_back(I);
249   
250   do {
251     I = DeadInsts.pop_back_val();
253     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
254     // dead as we go.
255     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
256       Value *OpV = I->getOperand(i);
257       I->setOperand(i, 0);
258       
259       if (!OpV->use_empty()) continue;
260     
261       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
262       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
263       // iteration.
264       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
265         if (isInstructionTriviallyDead(OpI))
266           DeadInsts.push_back(OpI);
267     }
268     
269     I->eraseFromParent();
270   } while (!DeadInsts.empty());
272   return true;
275 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
276 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
277 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
278 /// value.
279 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
280   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
281   Value::use_iterator UE = I->use_end();
282   if (UI == UE)
283     return true;
285   User *TheUse = *UI;
286   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
287     if (*UI != TheUse)
288       return false;
289   }
290   return true;
293 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
294 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
295 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
296 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
297 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
298 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN) {
299   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
300   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
301        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
302     if (I->use_empty())
303       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
305     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
306     // won't prove fruitful.
307     if (!Visited.insert(I)) {
308       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
309       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
310       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I);
311       return true;
312     }
313   }
314   return false;
317 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
318 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
319 ///
320 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
321 /// instructions in other blocks as well in this block.
322 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const TargetData *TD) {
323   bool MadeChange = false;
324   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
325     Instruction *Inst = BI++;
326     
327     if (Value *V = SimplifyInstruction(Inst, TD)) {
328       WeakVH BIHandle(BI);
329       ReplaceAndSimplifyAllUses(Inst, V, TD);
330       MadeChange = true;
331       if (BIHandle != BI)
332         BI = BB->begin();
333       continue;
334     }
336     if (Inst->isTerminator())
337       break;
339     WeakVH BIHandle(BI);
340     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst);
341     if (BIHandle != BI)
342       BI = BB->begin();
343   }
344   return MadeChange;
347 //===----------------------------------------------------------------------===//
348 //  Control Flow Graph Restructuring.
349 //
352 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
353 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
354 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
355 ///
356 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
357 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
358 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
359 ///   y = and x, z
360 ///
361 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
362 /// recursively fold the and to 0.
363 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
364                                         TargetData *TD) {
365   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
366   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
367     return;
368   
369   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
370   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
371   // that can be removed.
372   BB->removePredecessor(Pred, true);
373   
374   WeakVH PhiIt = &BB->front();
375   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
376     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
378     Value *PNV = SimplifyInstruction(PN, TD);
379     if (PNV == 0) continue;
381     // If we're able to simplify the phi to a single value, substitute the new
382     // value into all of its uses.
383     assert(PNV != PN && "SimplifyInstruction broken!");
384     
385     Value *OldPhiIt = PhiIt;
386     ReplaceAndSimplifyAllUses(PN, PNV, TD);
387     
388     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
389     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
390     // of the block.
391     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
392   }
396 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
397 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
398 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
399 /// deleting the predecessor block.
400 ///
401 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
402   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
403   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
404     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
405     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
406     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
407     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
408     PN->eraseFromParent();
409   }
410   
411   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
412   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
413   
414   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
415   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
416   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
418   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
419   // address an invalid value.
420   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
421     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
422     Constant *Replacement =
423       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
424     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
425                                                      BA->getType()));
426     BA->destroyConstant();
427   }
428   
429   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
430   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
431   
432   if (P) {
433     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
434     if (DT) {
435       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
436       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
437       DT->eraseNode(PredBB);
438     }
439     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
440     if (PI) {
441       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
442       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
443     }
444   }
445   // Nuke BB.
446   PredBB->eraseFromParent();
449 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
450 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
451 ///
452 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
453 ///
454 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
455   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
457   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
458         << Succ->getName() << "\n");
459   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
460   // is always safe
461   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
463   // Make a list of the predecessors of BB
464   typedef SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BlockSet;
465   BlockSet BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
467   // Use that list to make another list of common predecessors of BB and Succ
468   BlockSet CommonPreds;
469   for (pred_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
470        PI != PE; ++PI) {
471     BasicBlock *P = *PI;
472     if (BBPreds.count(P))
473       CommonPreds.insert(P);
474   }
476   // Shortcut, if there are no common predecessors, merging is always safe
477   if (CommonPreds.empty())
478     return true;
479   
480   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
481   // merging these blocks
482   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
483     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
485     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
486     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
487     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
488     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
489     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
490       for (BlockSet::iterator PI = CommonPreds.begin(), PE = CommonPreds.end();
491             PI != PE; PI++) {
492         if (BBPN->getIncomingValueForBlock(*PI) 
493               != PN->getIncomingValueForBlock(*PI)) {
494           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
495                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
496                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
497                 << (*PI)->getName() << "\n");
498           return false;
499         }
500       }
501     } else {
502       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
503       for (BlockSet::iterator PI = CommonPreds.begin(), PE = CommonPreds.end();
504             PI != PE; PI++) {
505         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
506         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
507         // of the block.
508         if (Val != PN->getIncomingValueForBlock(*PI)) {
509           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
510                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
511                 << "predecessor " << (*PI)->getName() << "\n");
512           return false;
513         }
514       }
515     }
516   }
518   return true;
521 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
522 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
523 /// potential debug intrinsics and the branch.  If possible, eliminate BB by
524 /// rewriting all the predecessors to branch to the successor block and return
525 /// true.  If we can't transform, return false.
526 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
527   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
528          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
530   // We can't eliminate infinite loops.
531   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
532   if (BB == Succ) return false;
533   
534   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
535   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
536   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
538   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
539   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
540   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
541   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
542   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
543   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
544   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
545   // was incorrect.
546   //
547   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
548   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
549   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
550   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
551     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
552     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
553       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
554            UI != E; ++UI) {
555         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
556           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
557             return false;
558         } else {
559           return false;
560         }
561       }
562       ++BBI;
563     }
564   }
566   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
567   
568   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
569     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
570     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
571     //
572     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
573     
574     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
575     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
576       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
577       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
578       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
579       
580       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
581       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
582       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
583         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
584         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
585           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
586           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
587           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
588           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
589           // simplifying the corresponding conditional branch).
590           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
591                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
592       } else {
593         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
594         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
595           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
596       }
597     }
598   }
599   
600   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
601     if (Succ->getSinglePredecessor()) {
602       // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
603       // the same predecessors BB had.
604       Succ->getInstList().splice(Succ->begin(),
605                                  BB->getInstList(), BB->begin());
606     } else {
607       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
608       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
609       PN->eraseFromParent();
610     }
611   }
612     
613   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
614   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
615   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
616   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
617   return true;
620 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
621 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
622 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
623 /// orders them so it usually won't matter.
624 ///
625 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
626   bool Changed = false;
628   // This implementation doesn't currently consider undef operands
629   // specially. Theroetically, two phis which are identical except for
630   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
632   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
633   // the same hash value, the element is the first PHI in the
634   // linked list in CollisionMap.
635   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
637   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
638   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
640   // Examine each PHI.
641   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
642        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
643     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
644     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
645     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
646     uintptr_t Hash = 0;
647     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
648       // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
649       // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
650       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
651       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
652     }
653     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
654     Hash >>= 1;
655     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
656     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
657       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
658     if (Pair.second) continue;
659     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
660     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
661       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
662         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
663         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
664         PN->eraseFromParent();
665         Changed = true;
666         break;
667       }
668       // A non-duplicate hash collision.
669       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
670       if (I == CollisionMap.end()) {
671         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
672         PHINode *Old = Pair.first->second;
673         Pair.first->second = PN;
674         CollisionMap[PN] = Old;
675         break;
676       }
677       // Procede to the next PHI in the list.
678       OtherPN = I->second;
679     }
680   }
682   return Changed;
685 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
686 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
687 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
688 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
689 /// their preferred alignment from the beginning.
690 ///
691 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
692                                       unsigned PrefAlign) {
694   User *U = dyn_cast<User>(V);
695   if (!U) return Align;
697   switch (Operator::getOpcode(U)) {
698   default: break;
699   case Instruction::BitCast:
700     return enforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
701   case Instruction::GetElementPtr: {
702     // If all indexes are zero, it is just the alignment of the base pointer.
703     bool AllZeroOperands = true;
704     for (User::op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e; ++i)
705       if (!isa<Constant>(*i) ||
706           !cast<Constant>(*i)->isNullValue()) {
707         AllZeroOperands = false;
708         break;
709       }
711     if (AllZeroOperands) {
712       // Treat this like a bitcast.
713       return enforceKnownAlignment(U->getOperand(0), Align, PrefAlign);
714     }
715     return Align;
716   }
717   case Instruction::Alloca: {
718     AllocaInst *AI = cast<AllocaInst>(V);
719     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
720     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
721       return AI->getAlignment();
722     AI->setAlignment(PrefAlign);
723     return PrefAlign;
724   }
725   }
727   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
728     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
729     // of the global.
730     if (GV->isDeclaration()) return Align;
731     
732     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
733       return GV->getAlignment();
734     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
735     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
736     // section, the global could be densely packed with other objects in the
737     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
738     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
739       GV->setAlignment(PrefAlign);
740     return GV->getAlignment();
741   }
743   return Align;
746 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
747 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
748 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
749 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
750 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
751                                           const TargetData *TD) {
752   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
753          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
754   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits() : 64;
755   APInt Mask = APInt::getAllOnesValue(BitWidth);
756   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
757   ComputeMaskedBits(V, Mask, KnownZero, KnownOne, TD);
758   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
759   
760   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
761   // those computed from a null pointer.
762   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
763   
764   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
765   
766   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
767   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
768   
769   if (PrefAlign > Align)
770     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign);
771     
772   // We don't need to make any adjustment.
773   return Align;
776 ///===---------------------------------------------------------------------===//
777 ///  Dbg Intrinsic utilities
778 ///
780 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
781 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
782 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
783                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
784   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
785   if (!DIVar.Verify())
786     return false;
788   Instruction *DbgVal = 
789     Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0,
790                                     DIVar, SI);
791   
792   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
793   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
794   if (!SIDL.isUnknown())
795     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
796   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
797   else
798     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
799   return true;
802 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
803 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
804 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
805                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
806   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
807   if (!DIVar.Verify())
808     return false;
810   Instruction *DbgVal = 
811     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
812                                     DIVar, LI);
813   
814   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
815   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
816   if (!LIDL.isUnknown())
817     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
818   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
819   else
820     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
821   return true;
824 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
825 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
826 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
827   DIBuilder DIB(*F.getParent());
828   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
829   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
830     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
831       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
832         Dbgs.push_back(DDI);
833     }
834   if (Dbgs.empty())
835     return false;
837   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
838          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
839     DbgDeclareInst *DDI = *I;
840     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
841       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
842            UI != E; ++UI)
843         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
844           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
845         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
846           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
847     }
848     DDI->eraseFromParent();
849   }
850   return true;