]> Gitweb @ Texas Instruments - Open Source Git Repositories - git.TI.com/gitweb - opencl/llvm.git/blob - lib/Transforms/Utils/Local.cpp
Add in the first iteration of support for llvm/clang/lldb to allow variable per addre...
[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/DIBuilder.h"
18 #include "llvm/DebugInfo.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/GlobalAlias.h"
21 #include "llvm/GlobalVariable.h"
22 #include "llvm/IRBuilder.h"
23 #include "llvm/Instructions.h"
24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
25 #include "llvm/Intrinsics.h"
26 #include "llvm/MDBuilder.h"
27 #include "llvm/Metadata.h"
28 #include "llvm/Operator.h"
29 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
30 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
31 #include "llvm/Analysis/Dominators.h"
32 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
33 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
34 #include "llvm/Analysis/ProfileInfo.h"
35 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
36 #include "llvm/Support/CFG.h"
37 #include "llvm/Support/Debug.h"
38 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
39 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
40 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
42 #include "llvm/DataLayout.h"
43 using namespace llvm;
45 //===----------------------------------------------------------------------===//
46 //  Local constant propagation.
47 //
49 /// ConstantFoldTerminator - If a terminator instruction is predicated on a
50 /// constant value, convert it into an unconditional branch to the constant
51 /// destination.  This is a nontrivial operation because the successors of this
52 /// basic block must have their PHI nodes updated.
53 /// Also calls RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions() on any branch/switch
54 /// conditions and indirectbr addresses this might make dead if
55 /// DeleteDeadConditions is true.
56 bool llvm::ConstantFoldTerminator(BasicBlock *BB, bool DeleteDeadConditions,
57                                   const TargetLibraryInfo *TLI) {
58   TerminatorInst *T = BB->getTerminator();
59   IRBuilder<> Builder(T);
61   // Branch - See if we are conditional jumping on constant
62   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(T)) {
63     if (BI->isUnconditional()) return false;  // Can't optimize uncond branch
64     BasicBlock *Dest1 = BI->getSuccessor(0);
65     BasicBlock *Dest2 = BI->getSuccessor(1);
67     if (ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
68       // Are we branching on constant?
69       // YES.  Change to unconditional branch...
70       BasicBlock *Destination = Cond->getZExtValue() ? Dest1 : Dest2;
71       BasicBlock *OldDest     = Cond->getZExtValue() ? Dest2 : Dest1;
73       //cerr << "Function: " << T->getParent()->getParent()
74       //     << "\nRemoving branch from " << T->getParent()
75       //     << "\n\nTo: " << OldDest << endl;
77       // Let the basic block know that we are letting go of it.  Based on this,
78       // it will adjust it's PHI nodes.
79       OldDest->removePredecessor(BB);
81       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
82       Builder.CreateBr(Destination);
83       BI->eraseFromParent();
84       return true;
85     }
86     
87     if (Dest2 == Dest1) {       // Conditional branch to same location?
88       // This branch matches something like this:
89       //     br bool %cond, label %Dest, label %Dest
90       // and changes it into:  br label %Dest
92       // Let the basic block know that we are letting go of one copy of it.
93       assert(BI->getParent() && "Terminator not inserted in block!");
94       Dest1->removePredecessor(BI->getParent());
96       // Replace the conditional branch with an unconditional one.
97       Builder.CreateBr(Dest1);
98       Value *Cond = BI->getCondition();
99       BI->eraseFromParent();
100       if (DeleteDeadConditions)
101         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
102       return true;
103     }
104     return false;
105   }
106   
107   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(T)) {
108     // If we are switching on a constant, we can convert the switch into a
109     // single branch instruction!
110     ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
111     BasicBlock *TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
112     BasicBlock *DefaultDest = TheOnlyDest;
114     // Figure out which case it goes to.
115     for (SwitchInst::CaseIt i = SI->case_begin(), e = SI->case_end();
116          i != e; ++i) {
117       // Found case matching a constant operand?
118       if (i.getCaseValue() == CI) {
119         TheOnlyDest = i.getCaseSuccessor();
120         break;
121       }
123       // Check to see if this branch is going to the same place as the default
124       // dest.  If so, eliminate it as an explicit compare.
125       if (i.getCaseSuccessor() == DefaultDest) {
126         MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
127         // MD should have 2 + NumCases operands.
128         if (MD && MD->getNumOperands() == 2 + SI->getNumCases()) {
129           // Collect branch weights into a vector.
130           SmallVector<uint32_t, 8> Weights;
131           for (unsigned MD_i = 1, MD_e = MD->getNumOperands(); MD_i < MD_e;
132                ++MD_i) {
133             ConstantInt* CI = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(MD_i));
134             assert(CI);
135             Weights.push_back(CI->getValue().getZExtValue());
136           }
137           // Merge weight of this case to the default weight.
138           unsigned idx = i.getCaseIndex();
139           Weights[0] += Weights[idx+1];
140           // Remove weight for this case.
141           std::swap(Weights[idx+1], Weights.back());
142           Weights.pop_back();
143           SI->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
144                           MDBuilder(BB->getContext()).
145                           createBranchWeights(Weights));
146         }
147         // Remove this entry.
148         DefaultDest->removePredecessor(SI->getParent());
149         SI->removeCase(i);
150         --i; --e;
151         continue;
152       }
154       // Otherwise, check to see if the switch only branches to one destination.
155       // We do this by reseting "TheOnlyDest" to null when we find two non-equal
156       // destinations.
157       if (i.getCaseSuccessor() != TheOnlyDest) TheOnlyDest = 0;
158     }
160     if (CI && !TheOnlyDest) {
161       // Branching on a constant, but not any of the cases, go to the default
162       // successor.
163       TheOnlyDest = SI->getDefaultDest();
164     }
166     // If we found a single destination that we can fold the switch into, do so
167     // now.
168     if (TheOnlyDest) {
169       // Insert the new branch.
170       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
171       BasicBlock *BB = SI->getParent();
173       // Remove entries from PHI nodes which we no longer branch to...
174       for (unsigned i = 0, e = SI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
175         // Found case matching a constant operand?
176         BasicBlock *Succ = SI->getSuccessor(i);
177         if (Succ == TheOnlyDest)
178           TheOnlyDest = 0;  // Don't modify the first branch to TheOnlyDest
179         else
180           Succ->removePredecessor(BB);
181       }
183       // Delete the old switch.
184       Value *Cond = SI->getCondition();
185       SI->eraseFromParent();
186       if (DeleteDeadConditions)
187         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Cond, TLI);
188       return true;
189     }
190     
191     if (SI->getNumCases() == 1) {
192       // Otherwise, we can fold this switch into a conditional branch
193       // instruction if it has only one non-default destination.
194       SwitchInst::CaseIt FirstCase = SI->case_begin();
195       IntegersSubset& Case = FirstCase.getCaseValueEx();
196       if (Case.isSingleNumber()) {
197         // FIXME: Currently work with ConstantInt based numbers.
198         Value *Cond = Builder.CreateICmpEQ(SI->getCondition(),
199              Case.getSingleNumber(0).toConstantInt(),
200             "cond");
202         // Insert the new branch.
203         BranchInst *NewBr = Builder.CreateCondBr(Cond,
204                                 FirstCase.getCaseSuccessor(),
205                                 SI->getDefaultDest());
206         MDNode* MD = SI->getMetadata(LLVMContext::MD_prof);
207         if (MD && MD->getNumOperands() == 3) {
208           ConstantInt *SICase = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(2));
209           ConstantInt *SIDef = dyn_cast<ConstantInt>(MD->getOperand(1));
210           assert(SICase && SIDef);
211           // The TrueWeight should be the weight for the single case of SI.
212           NewBr->setMetadata(LLVMContext::MD_prof,
213                  MDBuilder(BB->getContext()).
214                  createBranchWeights(SICase->getValue().getZExtValue(),
215                                      SIDef->getValue().getZExtValue()));
216         }
218         // Delete the old switch.
219         SI->eraseFromParent();
220         return true;
221       }
222     }
223     return false;
224   }
226   if (IndirectBrInst *IBI = dyn_cast<IndirectBrInst>(T)) {
227     // indirectbr blockaddress(@F, @BB) -> br label @BB
228     if (BlockAddress *BA =
229           dyn_cast<BlockAddress>(IBI->getAddress()->stripPointerCasts())) {
230       BasicBlock *TheOnlyDest = BA->getBasicBlock();
231       // Insert the new branch.
232       Builder.CreateBr(TheOnlyDest);
233       
234       for (unsigned i = 0, e = IBI->getNumDestinations(); i != e; ++i) {
235         if (IBI->getDestination(i) == TheOnlyDest)
236           TheOnlyDest = 0;
237         else
238           IBI->getDestination(i)->removePredecessor(IBI->getParent());
239       }
240       Value *Address = IBI->getAddress();
241       IBI->eraseFromParent();
242       if (DeleteDeadConditions)
243         RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Address, TLI);
244       
245       // If we didn't find our destination in the IBI successor list, then we
246       // have undefined behavior.  Replace the unconditional branch with an
247       // 'unreachable' instruction.
248       if (TheOnlyDest) {
249         BB->getTerminator()->eraseFromParent();
250         new UnreachableInst(BB->getContext(), BB);
251       }
252       
253       return true;
254     }
255   }
256   
257   return false;
261 //===----------------------------------------------------------------------===//
262 //  Local dead code elimination.
263 //
265 /// isInstructionTriviallyDead - Return true if the result produced by the
266 /// instruction is not used, and the instruction has no side effects.
267 ///
268 bool llvm::isInstructionTriviallyDead(Instruction *I,
269                                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
270   if (!I->use_empty() || isa<TerminatorInst>(I)) return false;
272   // We don't want the landingpad instruction removed by anything this general.
273   if (isa<LandingPadInst>(I))
274     return false;
276   // We don't want debug info removed by anything this general, unless
277   // debug info is empty.
278   if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
279     if (DDI->getAddress())
280       return false;
281     return true;
282   }
283   if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(I)) {
284     if (DVI->getValue())
285       return false;
286     return true;
287   }
289   if (!I->mayHaveSideEffects()) return true;
291   // Special case intrinsics that "may have side effects" but can be deleted
292   // when dead.
293   if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
294     // Safe to delete llvm.stacksave if dead.
295     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::stacksave)
296       return true;
298     // Lifetime intrinsics are dead when their right-hand is undef.
299     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
300         II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end)
301       return isa<UndefValue>(II->getArgOperand(1));
302   }
304   if (isAllocLikeFn(I, TLI)) return true;
306   if (CallInst *CI = isFreeCall(I, TLI))
307     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(CI->getArgOperand(0)))
308       return C->isNullValue() || isa<UndefValue>(C);
310   return false;
313 /// RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions - If the specified value is a
314 /// trivially dead instruction, delete it.  If that makes any of its operands
315 /// trivially dead, delete them too, recursively.  Return true if any
316 /// instructions were deleted.
317 bool
318 llvm::RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Value *V,
319                                                  const TargetLibraryInfo *TLI) {
320   Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
321   if (!I || !I->use_empty() || !isInstructionTriviallyDead(I, TLI))
322     return false;
323   
324   SmallVector<Instruction*, 16> DeadInsts;
325   DeadInsts.push_back(I);
326   
327   do {
328     I = DeadInsts.pop_back_val();
330     // Null out all of the instruction's operands to see if any operand becomes
331     // dead as we go.
332     for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
333       Value *OpV = I->getOperand(i);
334       I->setOperand(i, 0);
335       
336       if (!OpV->use_empty()) continue;
337     
338       // If the operand is an instruction that became dead as we nulled out the
339       // operand, and if it is 'trivially' dead, delete it in a future loop
340       // iteration.
341       if (Instruction *OpI = dyn_cast<Instruction>(OpV))
342         if (isInstructionTriviallyDead(OpI, TLI))
343           DeadInsts.push_back(OpI);
344     }
345     
346     I->eraseFromParent();
347   } while (!DeadInsts.empty());
349   return true;
352 /// areAllUsesEqual - Check whether the uses of a value are all the same.
353 /// This is similar to Instruction::hasOneUse() except this will also return
354 /// true when there are no uses or multiple uses that all refer to the same
355 /// value.
356 static bool areAllUsesEqual(Instruction *I) {
357   Value::use_iterator UI = I->use_begin();
358   Value::use_iterator UE = I->use_end();
359   if (UI == UE)
360     return true;
362   User *TheUse = *UI;
363   for (++UI; UI != UE; ++UI) {
364     if (*UI != TheUse)
365       return false;
366   }
367   return true;
370 /// RecursivelyDeleteDeadPHINode - If the specified value is an effectively
371 /// dead PHI node, due to being a def-use chain of single-use nodes that
372 /// either forms a cycle or is terminated by a trivially dead instruction,
373 /// delete it.  If that makes any of its operands trivially dead, delete them
374 /// too, recursively.  Return true if a change was made.
375 bool llvm::RecursivelyDeleteDeadPHINode(PHINode *PN,
376                                         const TargetLibraryInfo *TLI) {
377   SmallPtrSet<Instruction*, 4> Visited;
378   for (Instruction *I = PN; areAllUsesEqual(I) && !I->mayHaveSideEffects();
379        I = cast<Instruction>(*I->use_begin())) {
380     if (I->use_empty())
381       return RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
383     // If we find an instruction more than once, we're on a cycle that
384     // won't prove fruitful.
385     if (!Visited.insert(I)) {
386       // Break the cycle and delete the instruction and its operands.
387       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
388       (void)RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(I, TLI);
389       return true;
390     }
391   }
392   return false;
395 /// SimplifyInstructionsInBlock - Scan the specified basic block and try to
396 /// simplify any instructions in it and recursively delete dead instructions.
397 ///
398 /// This returns true if it changed the code, note that it can delete
399 /// instructions in other blocks as well in this block.
400 bool llvm::SimplifyInstructionsInBlock(BasicBlock *BB, const DataLayout *TD,
401                                        const TargetLibraryInfo *TLI) {
402   bool MadeChange = false;
404 #ifndef NDEBUG
405   // In debug builds, ensure that the terminator of the block is never replaced
406   // or deleted by these simplifications. The idea of simplification is that it
407   // cannot introduce new instructions, and there is no way to replace the
408   // terminator of a block without introducing a new instruction.
409   AssertingVH<Instruction> TerminatorVH(--BB->end());
410 #endif
412   for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = --BB->end(); BI != E; ) {
413     assert(!BI->isTerminator());
414     Instruction *Inst = BI++;
416     WeakVH BIHandle(BI);
417     if (recursivelySimplifyInstruction(Inst, TD)) {
418       MadeChange = true;
419       if (BIHandle != BI)
420         BI = BB->begin();
421       continue;
422     }
424     MadeChange |= RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(Inst, TLI);
425     if (BIHandle != BI)
426       BI = BB->begin();
427   }
428   return MadeChange;
431 //===----------------------------------------------------------------------===//
432 //  Control Flow Graph Restructuring.
433 //
436 /// RemovePredecessorAndSimplify - Like BasicBlock::removePredecessor, this
437 /// method is called when we're about to delete Pred as a predecessor of BB.  If
438 /// BB contains any PHI nodes, this drops the entries in the PHI nodes for Pred.
439 ///
440 /// Unlike the removePredecessor method, this attempts to simplify uses of PHI
441 /// nodes that collapse into identity values.  For example, if we have:
442 ///   x = phi(1, 0, 0, 0)
443 ///   y = and x, z
444 ///
445 /// .. and delete the predecessor corresponding to the '1', this will attempt to
446 /// recursively fold the and to 0.
447 void llvm::RemovePredecessorAndSimplify(BasicBlock *BB, BasicBlock *Pred,
448                                         DataLayout *TD) {
449   // This only adjusts blocks with PHI nodes.
450   if (!isa<PHINode>(BB->begin()))
451     return;
452   
453   // Remove the entries for Pred from the PHI nodes in BB, but do not simplify
454   // them down.  This will leave us with single entry phi nodes and other phis
455   // that can be removed.
456   BB->removePredecessor(Pred, true);
457   
458   WeakVH PhiIt = &BB->front();
459   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(PhiIt)) {
460     PhiIt = &*++BasicBlock::iterator(cast<Instruction>(PhiIt));
461     Value *OldPhiIt = PhiIt;
463     if (!recursivelySimplifyInstruction(PN, TD))
464       continue;
466     // If recursive simplification ended up deleting the next PHI node we would
467     // iterate to, then our iterator is invalid, restart scanning from the top
468     // of the block.
469     if (PhiIt != OldPhiIt) PhiIt = &BB->front();
470   }
474 /// MergeBasicBlockIntoOnlyPred - DestBB is a block with one predecessor and its
475 /// predecessor is known to have one successor (DestBB!).  Eliminate the edge
476 /// between them, moving the instructions in the predecessor into DestBB and
477 /// deleting the predecessor block.
478 ///
479 void llvm::MergeBasicBlockIntoOnlyPred(BasicBlock *DestBB, Pass *P) {
480   // If BB has single-entry PHI nodes, fold them.
481   while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(DestBB->begin())) {
482     Value *NewVal = PN->getIncomingValue(0);
483     // Replace self referencing PHI with undef, it must be dead.
484     if (NewVal == PN) NewVal = UndefValue::get(PN->getType());
485     PN->replaceAllUsesWith(NewVal);
486     PN->eraseFromParent();
487   }
488   
489   BasicBlock *PredBB = DestBB->getSinglePredecessor();
490   assert(PredBB && "Block doesn't have a single predecessor!");
491   
492   // Zap anything that took the address of DestBB.  Not doing this will give the
493   // address an invalid value.
494   if (DestBB->hasAddressTaken()) {
495     BlockAddress *BA = BlockAddress::get(DestBB);
496     Constant *Replacement =
497       ConstantInt::get(llvm::Type::getInt32Ty(BA->getContext()), 1);
498     BA->replaceAllUsesWith(ConstantExpr::getIntToPtr(Replacement,
499                                                      BA->getType()));
500     BA->destroyConstant();
501   }
502   
503   // Anything that branched to PredBB now branches to DestBB.
504   PredBB->replaceAllUsesWith(DestBB);
505   
506   // Splice all the instructions from PredBB to DestBB.
507   PredBB->getTerminator()->eraseFromParent();
508   DestBB->getInstList().splice(DestBB->begin(), PredBB->getInstList());
510   if (P) {
511     DominatorTree *DT = P->getAnalysisIfAvailable<DominatorTree>();
512     if (DT) {
513       BasicBlock *PredBBIDom = DT->getNode(PredBB)->getIDom()->getBlock();
514       DT->changeImmediateDominator(DestBB, PredBBIDom);
515       DT->eraseNode(PredBB);
516     }
517     ProfileInfo *PI = P->getAnalysisIfAvailable<ProfileInfo>();
518     if (PI) {
519       PI->replaceAllUses(PredBB, DestBB);
520       PI->removeEdge(ProfileInfo::getEdge(PredBB, DestBB));
521     }
522   }
523   // Nuke BB.
524   PredBB->eraseFromParent();
527 /// CanPropagatePredecessorsForPHIs - Return true if we can fold BB, an
528 /// almost-empty BB ending in an unconditional branch to Succ, into succ.
529 ///
530 /// Assumption: Succ is the single successor for BB.
531 ///
532 static bool CanPropagatePredecessorsForPHIs(BasicBlock *BB, BasicBlock *Succ) {
533   assert(*succ_begin(BB) == Succ && "Succ is not successor of BB!");
535   DEBUG(dbgs() << "Looking to fold " << BB->getName() << " into " 
536         << Succ->getName() << "\n");
537   // Shortcut, if there is only a single predecessor it must be BB and merging
538   // is always safe
539   if (Succ->getSinglePredecessor()) return true;
541   // Make a list of the predecessors of BB
542   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
544   // Look at all the phi nodes in Succ, to see if they present a conflict when
545   // merging these blocks
546   for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
547     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
549     // If the incoming value from BB is again a PHINode in
550     // BB which has the same incoming value for *PI as PN does, we can
551     // merge the phi nodes and then the blocks can still be merged
552     PHINode *BBPN = dyn_cast<PHINode>(PN->getIncomingValueForBlock(BB));
553     if (BBPN && BBPN->getParent() == BB) {
554       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
555         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
556         if (BBPreds.count(IBB) &&
557             BBPN->getIncomingValueForBlock(IBB) != PN->getIncomingValue(PI)) {
558           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
559                 << Succ->getName() << " is conflicting with " 
560                 << BBPN->getName() << " with regard to common predecessor "
561                 << IBB->getName() << "\n");
562           return false;
563         }
564       }
565     } else {
566       Value* Val = PN->getIncomingValueForBlock(BB);
567       for (unsigned PI = 0, PE = PN->getNumIncomingValues(); PI != PE; ++PI) {
568         // See if the incoming value for the common predecessor is equal to the
569         // one for BB, in which case this phi node will not prevent the merging
570         // of the block.
571         BasicBlock *IBB = PN->getIncomingBlock(PI);
572         if (BBPreds.count(IBB) && Val != PN->getIncomingValue(PI)) {
573           DEBUG(dbgs() << "Can't fold, phi node " << PN->getName() << " in " 
574                 << Succ->getName() << " is conflicting with regard to common "
575                 << "predecessor " << IBB->getName() << "\n");
576           return false;
577         }
578       }
579     }
580   }
582   return true;
585 /// TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock - BB is known to contain an
586 /// unconditional branch, and contains no instructions other than PHI nodes,
587 /// potential side-effect free intrinsics and the branch.  If possible,
588 /// eliminate BB by rewriting all the predecessors to branch to the successor
589 /// block and return true.  If we can't transform, return false.
590 bool llvm::TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock(BasicBlock *BB) {
591   assert(BB != &BB->getParent()->getEntryBlock() &&
592          "TryToSimplifyUncondBranchFromEmptyBlock called on entry block!");
594   // We can't eliminate infinite loops.
595   BasicBlock *Succ = cast<BranchInst>(BB->getTerminator())->getSuccessor(0);
596   if (BB == Succ) return false;
597   
598   // Check to see if merging these blocks would cause conflicts for any of the
599   // phi nodes in BB or Succ. If not, we can safely merge.
600   if (!CanPropagatePredecessorsForPHIs(BB, Succ)) return false;
602   // Check for cases where Succ has multiple predecessors and a PHI node in BB
603   // has uses which will not disappear when the PHI nodes are merged.  It is
604   // possible to handle such cases, but difficult: it requires checking whether
605   // BB dominates Succ, which is non-trivial to calculate in the case where
606   // Succ has multiple predecessors.  Also, it requires checking whether
607   // constructing the necessary self-referential PHI node doesn't intoduce any
608   // conflicts; this isn't too difficult, but the previous code for doing this
609   // was incorrect.
610   //
611   // Note that if this check finds a live use, BB dominates Succ, so BB is
612   // something like a loop pre-header (or rarely, a part of an irreducible CFG);
613   // folding the branch isn't profitable in that case anyway.
614   if (!Succ->getSinglePredecessor()) {
615     BasicBlock::iterator BBI = BB->begin();
616     while (isa<PHINode>(*BBI)) {
617       for (Value::use_iterator UI = BBI->use_begin(), E = BBI->use_end();
618            UI != E; ++UI) {
619         if (PHINode* PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
620           if (PN->getIncomingBlock(UI) != BB)
621             return false;
622         } else {
623           return false;
624         }
625       }
626       ++BBI;
627     }
628   }
630   DEBUG(dbgs() << "Killing Trivial BB: \n" << *BB);
631   
632   if (isa<PHINode>(Succ->begin())) {
633     // If there is more than one pred of succ, and there are PHI nodes in
634     // the successor, then we need to add incoming edges for the PHI nodes
635     //
636     const SmallVector<BasicBlock*, 16> BBPreds(pred_begin(BB), pred_end(BB));
637     
638     // Loop over all of the PHI nodes in the successor of BB.
639     for (BasicBlock::iterator I = Succ->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
640       PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
641       Value *OldVal = PN->removeIncomingValue(BB, false);
642       assert(OldVal && "No entry in PHI for Pred BB!");
643       
644       // If this incoming value is one of the PHI nodes in BB, the new entries
645       // in the PHI node are the entries from the old PHI.
646       if (isa<PHINode>(OldVal) && cast<PHINode>(OldVal)->getParent() == BB) {
647         PHINode *OldValPN = cast<PHINode>(OldVal);
648         for (unsigned i = 0, e = OldValPN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
649           // Note that, since we are merging phi nodes and BB and Succ might
650           // have common predecessors, we could end up with a phi node with
651           // identical incoming branches. This will be cleaned up later (and
652           // will trigger asserts if we try to clean it up now, without also
653           // simplifying the corresponding conditional branch).
654           PN->addIncoming(OldValPN->getIncomingValue(i),
655                           OldValPN->getIncomingBlock(i));
656       } else {
657         // Add an incoming value for each of the new incoming values.
658         for (unsigned i = 0, e = BBPreds.size(); i != e; ++i)
659           PN->addIncoming(OldVal, BBPreds[i]);
660       }
661     }
662   }
663   
664   if (Succ->getSinglePredecessor()) {
665     // BB is the only predecessor of Succ, so Succ will end up with exactly
666     // the same predecessors BB had.
668     // Copy over any phi, debug or lifetime instruction.
669     BB->getTerminator()->eraseFromParent();
670     Succ->getInstList().splice(Succ->getFirstNonPHI(), BB->getInstList());
671   } else {
672     while (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(&BB->front())) {
673       // We explicitly check for such uses in CanPropagatePredecessorsForPHIs.
674       assert(PN->use_empty() && "There shouldn't be any uses here!");
675       PN->eraseFromParent();
676     }
677   }
678     
679   // Everything that jumped to BB now goes to Succ.
680   BB->replaceAllUsesWith(Succ);
681   if (!Succ->hasName()) Succ->takeName(BB);
682   BB->eraseFromParent();              // Delete the old basic block.
683   return true;
686 /// EliminateDuplicatePHINodes - Check for and eliminate duplicate PHI
687 /// nodes in this block. This doesn't try to be clever about PHI nodes
688 /// which differ only in the order of the incoming values, but instcombine
689 /// orders them so it usually won't matter.
690 ///
691 bool llvm::EliminateDuplicatePHINodes(BasicBlock *BB) {
692   bool Changed = false;
694   // This implementation doesn't currently consider undef operands
695   // specially. Theoretically, two phis which are identical except for
696   // one having an undef where the other doesn't could be collapsed.
698   // Map from PHI hash values to PHI nodes. If multiple PHIs have
699   // the same hash value, the element is the first PHI in the
700   // linked list in CollisionMap.
701   DenseMap<uintptr_t, PHINode *> HashMap;
703   // Maintain linked lists of PHI nodes with common hash values.
704   DenseMap<PHINode *, PHINode *> CollisionMap;
706   // Examine each PHI.
707   for (BasicBlock::iterator I = BB->begin();
708        PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I++); ) {
709     // Compute a hash value on the operands. Instcombine will likely have sorted
710     // them, which helps expose duplicates, but we have to check all the
711     // operands to be safe in case instcombine hasn't run.
712     uintptr_t Hash = 0;
713     // This hash algorithm is quite weak as hash functions go, but it seems
714     // to do a good enough job for this particular purpose, and is very quick.
715     for (User::op_iterator I = PN->op_begin(), E = PN->op_end(); I != E; ++I) {
716       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<Value *>(*I));
717       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
718     }
719     for (PHINode::block_iterator I = PN->block_begin(), E = PN->block_end();
720          I != E; ++I) {
721       Hash ^= reinterpret_cast<uintptr_t>(static_cast<BasicBlock *>(*I));
722       Hash = (Hash << 7) | (Hash >> (sizeof(uintptr_t) * CHAR_BIT - 7));
723     }
724     // Avoid colliding with the DenseMap sentinels ~0 and ~0-1.
725     Hash >>= 1;
726     // If we've never seen this hash value before, it's a unique PHI.
727     std::pair<DenseMap<uintptr_t, PHINode *>::iterator, bool> Pair =
728       HashMap.insert(std::make_pair(Hash, PN));
729     if (Pair.second) continue;
730     // Otherwise it's either a duplicate or a hash collision.
731     for (PHINode *OtherPN = Pair.first->second; ; ) {
732       if (OtherPN->isIdenticalTo(PN)) {
733         // A duplicate. Replace this PHI with its duplicate.
734         PN->replaceAllUsesWith(OtherPN);
735         PN->eraseFromParent();
736         Changed = true;
737         break;
738       }
739       // A non-duplicate hash collision.
740       DenseMap<PHINode *, PHINode *>::iterator I = CollisionMap.find(OtherPN);
741       if (I == CollisionMap.end()) {
742         // Set this PHI to be the head of the linked list of colliding PHIs.
743         PHINode *Old = Pair.first->second;
744         Pair.first->second = PN;
745         CollisionMap[PN] = Old;
746         break;
747       }
748       // Proceed to the next PHI in the list.
749       OtherPN = I->second;
750     }
751   }
753   return Changed;
756 /// enforceKnownAlignment - If the specified pointer points to an object that
757 /// we control, modify the object's alignment to PrefAlign. This isn't
758 /// often possible though. If alignment is important, a more reliable approach
759 /// is to simply align all global variables and allocation instructions to
760 /// their preferred alignment from the beginning.
761 ///
762 static unsigned enforceKnownAlignment(Value *V, unsigned Align,
763                                       unsigned PrefAlign, const DataLayout *TD) {
764   V = V->stripPointerCasts();
766   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
767     // If the preferred alignment is greater than the natural stack alignment
768     // then don't round up. This avoids dynamic stack realignment.
769     if (TD && TD->exceedsNaturalStackAlignment(PrefAlign))
770       return Align;
771     // If there is a requested alignment and if this is an alloca, round up.
772     if (AI->getAlignment() >= PrefAlign)
773       return AI->getAlignment();
774     AI->setAlignment(PrefAlign);
775     return PrefAlign;
776   }
778   if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
779     // If there is a large requested alignment and we can, bump up the alignment
780     // of the global.
781     if (GV->isDeclaration()) return Align;
782     // If the memory we set aside for the global may not be the memory used by
783     // the final program then it is impossible for us to reliably enforce the
784     // preferred alignment.
785     if (GV->isWeakForLinker()) return Align;
786     
787     if (GV->getAlignment() >= PrefAlign)
788       return GV->getAlignment();
789     // We can only increase the alignment of the global if it has no alignment
790     // specified or if it is not assigned a section.  If it is assigned a
791     // section, the global could be densely packed with other objects in the
792     // section, increasing the alignment could cause padding issues.
793     if (!GV->hasSection() || GV->getAlignment() == 0)
794       GV->setAlignment(PrefAlign);
795     return GV->getAlignment();
796   }
798   return Align;
801 /// getOrEnforceKnownAlignment - If the specified pointer has an alignment that
802 /// we can determine, return it, otherwise return 0.  If PrefAlign is specified,
803 /// and it is more than the alignment of the ultimate object, see if we can
804 /// increase the alignment of the ultimate object, making this check succeed.
805 unsigned llvm::getOrEnforceKnownAlignment(Value *V, unsigned PrefAlign,
806                                           const DataLayout *TD) {
807   assert(V->getType()->isPointerTy() &&
808          "getOrEnforceKnownAlignment expects a pointer!");
809   unsigned AS = cast<PointerType>(V->getType())->getAddressSpace();
810   unsigned BitWidth = TD ? TD->getPointerSizeInBits(AS) : 64;
811   APInt KnownZero(BitWidth, 0), KnownOne(BitWidth, 0);
812   ComputeMaskedBits(V, KnownZero, KnownOne, TD);
813   unsigned TrailZ = KnownZero.countTrailingOnes();
814   
815   // Avoid trouble with rediculously large TrailZ values, such as
816   // those computed from a null pointer.
817   TrailZ = std::min(TrailZ, unsigned(sizeof(unsigned) * CHAR_BIT - 1));
818   
819   unsigned Align = 1u << std::min(BitWidth - 1, TrailZ);
820   
821   // LLVM doesn't support alignments larger than this currently.
822   Align = std::min(Align, +Value::MaximumAlignment);
823   
824   if (PrefAlign > Align)
825     Align = enforceKnownAlignment(V, Align, PrefAlign, TD);
826     
827   // We don't need to make any adjustment.
828   return Align;
831 ///===---------------------------------------------------------------------===//
832 ///  Dbg Intrinsic utilities
833 ///
835 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
836 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
837 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
838                                            StoreInst *SI, DIBuilder &Builder) {
839   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
840   if (!DIVar.Verify())
841     return false;
843   Instruction *DbgVal = NULL;
844   // If an argument is zero extended then use argument directly. The ZExt
845   // may be zapped by an optimization pass in future.
846   Argument *ExtendedArg = NULL;
847   if (ZExtInst *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(SI->getOperand(0)))
848     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(ZExt->getOperand(0));
849   if (SExtInst *SExt = dyn_cast<SExtInst>(SI->getOperand(0)))
850     ExtendedArg = dyn_cast<Argument>(SExt->getOperand(0));
851   if (ExtendedArg)
852     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(ExtendedArg, 0, DIVar, SI);
853   else
854     DbgVal = Builder.insertDbgValueIntrinsic(SI->getOperand(0), 0, DIVar, SI);
856   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
857   DebugLoc SIDL = SI->getDebugLoc();
858   if (!SIDL.isUnknown())
859     DbgVal->setDebugLoc(SIDL);
860   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
861   else
862     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
863   return true;
866 /// Inserts a llvm.dbg.value instrinsic before the stores to an alloca'd value
867 /// that has an associated llvm.dbg.decl intrinsic.
868 bool llvm::ConvertDebugDeclareToDebugValue(DbgDeclareInst *DDI,
869                                            LoadInst *LI, DIBuilder &Builder) {
870   DIVariable DIVar(DDI->getVariable());
871   if (!DIVar.Verify())
872     return false;
874   Instruction *DbgVal = 
875     Builder.insertDbgValueIntrinsic(LI->getOperand(0), 0,
876                                     DIVar, LI);
877   
878   // Propagate any debug metadata from the store onto the dbg.value.
879   DebugLoc LIDL = LI->getDebugLoc();
880   if (!LIDL.isUnknown())
881     DbgVal->setDebugLoc(LIDL);
882   // Otherwise propagate debug metadata from dbg.declare.
883   else
884     DbgVal->setDebugLoc(DDI->getDebugLoc());
885   return true;
888 /// LowerDbgDeclare - Lowers llvm.dbg.declare intrinsics into appropriate set
889 /// of llvm.dbg.value intrinsics.
890 bool llvm::LowerDbgDeclare(Function &F) {
891   DIBuilder DIB(*F.getParent());
892   SmallVector<DbgDeclareInst *, 4> Dbgs;
893   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE; ++FI)
894     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end(); BI != BE; ++BI) {
895       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(BI))
896         Dbgs.push_back(DDI);
897     }
898   if (Dbgs.empty())
899     return false;
901   for (SmallVector<DbgDeclareInst *, 4>::iterator I = Dbgs.begin(),
902          E = Dbgs.end(); I != E; ++I) {
903     DbgDeclareInst *DDI = *I;
904     if (AllocaInst *AI = dyn_cast_or_null<AllocaInst>(DDI->getAddress())) {
905       bool RemoveDDI = true;
906       for (Value::use_iterator UI = AI->use_begin(), E = AI->use_end();
907            UI != E; ++UI)
908         if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI))
909           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, SI, DIB);
910         else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI))
911           ConvertDebugDeclareToDebugValue(DDI, LI, DIB);
912         else
913           RemoveDDI = false;
914       if (RemoveDDI)
915         DDI->eraseFromParent();
916     }
917   }
918   return true;
921 /// FindAllocaDbgDeclare - Finds the llvm.dbg.declare intrinsic describing the
922 /// alloca 'V', if any.
923 DbgDeclareInst *llvm::FindAllocaDbgDeclare(Value *V) {
924   if (MDNode *DebugNode = MDNode::getIfExists(V->getContext(), V))
925     for (Value::use_iterator UI = DebugNode->use_begin(),
926          E = DebugNode->use_end(); UI != E; ++UI)
927       if (DbgDeclareInst *DDI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(*UI))
928         return DDI;
930   return 0;