lib/Transforms/Scalar/SCCP.cpp

   1 //===- SCCP.cpp - Sparse Conditional Constant Propagation -----------------===//
   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 file implements sparse conditional constant propagation and merging:
  11 //
  12 // Specifically, this:
  13 //   * Assumes values are constant unless proven otherwise
  14 //   * Assumes BasicBlocks are dead unless proven otherwise
  15 //   * Proves values to be constant, and replaces them with constants
  16 //   * Proves conditional branches to be unconditional
  17 //
  18 // Notice that:
  19 //   * This pass has a habit of making definitions be dead.  It is a good idea
  20 //     to to run a DCE pass sometime after running this pass.
  21 //
  22 //===----------------------------------------------------------------------===//
  23
  24 #define DEBUG_TYPE "sccp"
  25 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  26 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
  27 #include "llvm/Constants.h"
  28 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  29 #include "llvm/Instructions.h"
  30 #include "llvm/LLVMContext.h"
  31 #include "llvm/Pass.h"
  32 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  33 #include "llvm/Analysis/MallocHelper.h"
  34 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  35 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  36 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  37 #include "llvm/Support/Debug.h"
  38 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  39 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  40 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  41 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  42 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  43 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  44 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  45 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  46 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  47 #include <algorithm>
  48 #include <map>
  49 using namespace llvm;
  50
  51 STATISTIC(NumInstRemoved, "Number of instructions removed");
  52 STATISTIC(NumDeadBlocks , "Number of basic blocks unreachable");
  53
  54 STATISTIC(IPNumInstRemoved, "Number of instructions removed by IPSCCP");
  55 STATISTIC(IPNumDeadBlocks , "Number of basic blocks unreachable by IPSCCP");
  56 STATISTIC(IPNumArgsElimed ,"Number of arguments constant propagated by IPSCCP");
  57 STATISTIC(IPNumGlobalConst, "Number of globals found to be constant by IPSCCP");
  58
  59 namespace {
  60 /// LatticeVal class - This class represents the different lattice values that
  61 /// an LLVM value may occupy.  It is a simple class with value semantics.
  62 ///
  63 class LatticeVal {
  64   enum {
  65     /// undefined - This LLVM Value has no known value yet.
  66     undefined,
  67
  68     /// constant - This LLVM Value has a specific constant value.
  69     constant,
  70
  71     /// forcedconstant - This LLVM Value was thought to be undef until
  72     /// ResolvedUndefsIn.  This is treated just like 'constant', but if merged
  73     /// with another (different) constant, it goes to overdefined, instead of
  74     /// asserting.
  75     forcedconstant,
  76
  77     /// overdefined - This instruction is not known to be constant, and we know
  78     /// it has a value.
  79     overdefined
  80   } LatticeValue;    // The current lattice position
  81
  82   Constant *ConstantVal; // If Constant value, the current value
  83 public:
  84   inline LatticeVal() : LatticeValue(undefined), ConstantVal(0) {}
  85
  86   // markOverdefined - Return true if this is a new status to be in...
  87   inline bool markOverdefined() {
  88     if (LatticeValue != overdefined) {
  89       LatticeValue = overdefined;
  90       return true;
  91     }
  92     return false;
  93   }
  94
  95   // markConstant - Return true if this is a new status for us.
  96   inline bool markConstant(Constant *V) {
  97     if (LatticeValue != constant) {
  98       if (LatticeValue == undefined) {
  99         LatticeValue = constant;
 100         assert(V && "Marking constant with NULL");
 101         ConstantVal = V;
 102       } else {
 103         assert(LatticeValue == forcedconstant &&
 104                "Cannot move from overdefined to constant!");
 105         // Stay at forcedconstant if the constant is the same.
 106         if (V == ConstantVal) return false;
 107
 108         // Otherwise, we go to overdefined.  Assumptions made based on the
 109         // forced value are possibly wrong.  Assuming this is another constant
 110         // could expose a contradiction.
 111         LatticeValue = overdefined;
 112       }
 113       return true;
 114     } else {
 115       assert(ConstantVal == V && "Marking constant with different value");
 116     }
 117     return false;
 118   }
 119
 120   inline void markForcedConstant(Constant *V) {
 121     assert(LatticeValue == undefined && "Can't force a defined value!");
 122     LatticeValue = forcedconstant;
 123     ConstantVal = V;
 124   }
 125
 126   inline bool isUndefined() const { return LatticeValue == undefined; }
 127   inline bool isConstant() const {
 128     return LatticeValue == constant || LatticeValue == forcedconstant;
 129   }
 130   inline bool isOverdefined() const { return LatticeValue == overdefined; }
 131
 132   inline Constant *getConstant() const {
 133     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
 134     return ConstantVal;
 135   }
 136 };
 137
 138 //===----------------------------------------------------------------------===//
 139 //
 140 /// SCCPSolver - This class is a general purpose solver for Sparse Conditional
 141 /// Constant Propagation.
 142 ///
 143 class SCCPSolver : public InstVisitor<SCCPSolver> {
 144   LLVMContext *Context;
 145   DenseSet<BasicBlock*> BBExecutable;// The basic blocks that are executable
 146   std::map<Value*, LatticeVal> ValueState;  // The state each value is in.
 147
 148   /// GlobalValue - If we are tracking any values for the contents of a global
 149   /// variable, we keep a mapping from the constant accessor to the element of
 150   /// the global, to the currently known value.  If the value becomes
 151   /// overdefined, it's entry is simply removed from this map.
 152   DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> TrackedGlobals;
 153
 154   /// TrackedRetVals - If we are tracking arguments into and the return
 155   /// value out of a function, it will have an entry in this map, indicating
 156   /// what the known return value for the function is.
 157   DenseMap<Function*, LatticeVal> TrackedRetVals;
 158
 159   /// TrackedMultipleRetVals - Same as TrackedRetVals, but used for functions
 160   /// that return multiple values.
 161   DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal> TrackedMultipleRetVals;
 162
 163   // The reason for two worklists is that overdefined is the lowest state
 164   // on the lattice, and moving things to overdefined as fast as possible
 165   // makes SCCP converge much faster.
 166   // By having a separate worklist, we accomplish this because everything
 167   // possibly overdefined will become overdefined at the soonest possible
 168   // point.
 169   SmallVector<Value*, 64> OverdefinedInstWorkList;
 170   SmallVector<Value*, 64> InstWorkList;
 171
 172
 173   SmallVector<BasicBlock*, 64>  BBWorkList;  // The BasicBlock work list
 174
 175   /// UsersOfOverdefinedPHIs - Keep track of any users of PHI nodes that are not
 176   /// overdefined, despite the fact that the PHI node is overdefined.
 177   std::multimap<PHINode*, Instruction*> UsersOfOverdefinedPHIs;
 178
 179   /// KnownFeasibleEdges - Entries in this set are edges which have already had
 180   /// PHI nodes retriggered.
 181   typedef std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*> Edge;
 182   DenseSet<Edge> KnownFeasibleEdges;
 183 public:
 184   void setContext(LLVMContext *C) { Context = C; }
 185
 186   /// MarkBlockExecutable - This method can be used by clients to mark all of
 187   /// the blocks that are known to be intrinsically live in the processed unit.
 188   void MarkBlockExecutable(BasicBlock *BB) {
 189     DEBUG(errs() << "Marking Block Executable: " << BB->getName() << "\n");
 190     BBExecutable.insert(BB);   // Basic block is executable!
 191     BBWorkList.push_back(BB);  // Add the block to the work list!
 192   }
 193
 194   /// TrackValueOfGlobalVariable - Clients can use this method to
 195   /// inform the SCCPSolver that it should track loads and stores to the
 196   /// specified global variable if it can.  This is only legal to call if
 197   /// performing Interprocedural SCCP.
 198   void TrackValueOfGlobalVariable(GlobalVariable *GV) {
 199     const Type *ElTy = GV->getType()->getElementType();
 200     if (ElTy->isFirstClassType()) {
 201       LatticeVal &IV = TrackedGlobals[GV];
 202       if (!isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 203         IV.markConstant(GV->getInitializer());
 204     }
 205   }
 206
 207   /// AddTrackedFunction - If the SCCP solver is supposed to track calls into
 208   /// and out of the specified function (which cannot have its address taken),
 209   /// this method must be called.
 210   void AddTrackedFunction(Function *F) {
 211     assert(F->hasLocalLinkage() && "Can only track internal functions!");
 212     // Add an entry, F -> undef.
 213     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType())) {
 214       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
 215         TrackedMultipleRetVals.insert(std::make_pair(std::make_pair(F, i),
 216                                                      LatticeVal()));
 217     } else
 218       TrackedRetVals.insert(std::make_pair(F, LatticeVal()));
 219   }
 220
 221   /// Solve - Solve for constants and executable blocks.
 222   ///
 223   void Solve();
 224
 225   /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
 226   /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
 227   /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
 228   /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
 229   /// should be rerun.
 230   bool ResolvedUndefsIn(Function &F);
 231
 232   bool isBlockExecutable(BasicBlock *BB) const {
 233     return BBExecutable.count(BB);
 234   }
 235
 236   /// getValueMapping - Once we have solved for constants, return the mapping of
 237   /// LLVM values to LatticeVals.
 238   std::map<Value*, LatticeVal> &getValueMapping() {
 239     return ValueState;
 240   }
 241
 242   /// getTrackedRetVals - Get the inferred return value map.
 243   ///
 244   const DenseMap<Function*, LatticeVal> &getTrackedRetVals() {
 245     return TrackedRetVals;
 246   }
 247
 248   /// getTrackedGlobals - Get and return the set of inferred initializers for
 249   /// global variables.
 250   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &getTrackedGlobals() {
 251     return TrackedGlobals;
 252   }
 253
 254   inline void markOverdefined(Value *V) {
 255     markOverdefined(ValueState[V], V);
 256   }
 257
 258 private:
 259   // markConstant - Make a value be marked as "constant".  If the value
 260   // is not already a constant, add it to the instruction work list so that
 261   // the users of the instruction are updated later.
 262   //
 263   inline void markConstant(LatticeVal &IV, Value *V, Constant *C) {
 264     if (IV.markConstant(C)) {
 265       DEBUG(errs() << "markConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
 266       InstWorkList.push_back(V);
 267     }
 268   }
 269
 270   inline void markForcedConstant(LatticeVal &IV, Value *V, Constant *C) {
 271     IV.markForcedConstant(C);
 272     DEBUG(errs() << "markForcedConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
 273     InstWorkList.push_back(V);
 274   }
 275
 276   inline void markConstant(Value *V, Constant *C) {
 277     markConstant(ValueState[V], V, C);
 278   }
 279
 280   // markOverdefined - Make a value be marked as "overdefined". If the
 281   // value is not already overdefined, add it to the overdefined instruction
 282   // work list so that the users of the instruction are updated later.
 283   inline void markOverdefined(LatticeVal &IV, Value *V) {
 284     if (IV.markOverdefined()) {
 285       DEBUG(errs() << "markOverdefined: ";
 286             if (Function *F = dyn_cast<Function>(V))
 287               errs() << "Function '" << F->getName() << "'\n";
 288             else
 289               errs() << *V << '\n');
 290       // Only instructions go on the work list
 291       OverdefinedInstWorkList.push_back(V);
 292     }
 293   }
 294
 295   inline void mergeInValue(LatticeVal &IV, Value *V, LatticeVal &MergeWithV) {
 296     if (IV.isOverdefined() || MergeWithV.isUndefined())
 297       return;  // Noop.
 298     if (MergeWithV.isOverdefined())
 299       markOverdefined(IV, V);
 300     else if (IV.isUndefined())
 301       markConstant(IV, V, MergeWithV.getConstant());
 302     else if (IV.getConstant() != MergeWithV.getConstant())
 303       markOverdefined(IV, V);
 304   }
 305
 306   inline void mergeInValue(Value *V, LatticeVal &MergeWithV) {
 307     return mergeInValue(ValueState[V], V, MergeWithV);
 308   }
 309
 310
 311   // getValueState - Return the LatticeVal object that corresponds to the value.
 312   // This function is necessary because not all values should start out in the
 313   // underdefined state... Argument's should be overdefined, and
 314   // constants should be marked as constants.  If a value is not known to be an
 315   // Instruction object, then use this accessor to get its value from the map.
 316   //
 317   inline LatticeVal &getValueState(Value *V) {
 318     std::map<Value*, LatticeVal>::iterator I = ValueState.find(V);
 319     if (I != ValueState.end()) return I->second;  // Common case, in the map
 320
 321     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 322       if (isa<UndefValue>(V)) {
 323         // Nothing to do, remain undefined.
 324       } else {
 325         LatticeVal &LV = ValueState[C];
 326         LV.markConstant(C);          // Constants are constant
 327         return LV;
 328       }
 329     }
 330     // All others are underdefined by default...
 331     return ValueState[V];
 332   }
 333
 334   // markEdgeExecutable - Mark a basic block as executable, adding it to the BB
 335   // work list if it is not already executable...
 336   //
 337   void markEdgeExecutable(BasicBlock *Source, BasicBlock *Dest) {
 338     if (!KnownFeasibleEdges.insert(Edge(Source, Dest)).second)
 339       return;  // This edge is already known to be executable!
 340
 341     if (BBExecutable.count(Dest)) {
 342       DEBUG(errs() << "Marking Edge Executable: " << Source->getName()
 343             << " -> " << Dest->getName() << "\n");
 344
 345       // The destination is already executable, but we just made an edge
 346       // feasible that wasn't before.  Revisit the PHI nodes in the block
 347       // because they have potentially new operands.
 348       for (BasicBlock::iterator I = Dest->begin(); isa<PHINode>(I); ++I)
 349         visitPHINode(*cast<PHINode>(I));
 350
 351     } else {
 352       MarkBlockExecutable(Dest);
 353     }
 354   }
 355
 356   // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
 357   // successors are reachable from a given terminator instruction.
 358   //
 359   void getFeasibleSuccessors(TerminatorInst &TI, SmallVector<bool, 16> &Succs);
 360
 361   // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
 362   // block to the 'To' basic block is currently feasible...
 363   //
 364   bool isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To);
 365
 366   // OperandChangedState - This method is invoked on all of the users of an
 367   // instruction that was just changed state somehow....  Based on this
 368   // information, we need to update the specified user of this instruction.
 369   //
 370   void OperandChangedState(User *U) {
 371     // Only instructions use other variable values!
 372     Instruction &I = cast<Instruction>(*U);
 373     if (BBExecutable.count(I.getParent()))   // Inst is executable?
 374       visit(I);
 375   }
 376
 377 private:
 378   friend class InstVisitor<SCCPSolver>;
 379
 380   // visit implementations - Something changed in this instruction... Either an
 381   // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
 382   // the value type of I to reflect these changes if appropriate.
 383   //
 384   void visitPHINode(PHINode &I);
 385
 386   // Terminators
 387   void visitReturnInst(ReturnInst &I);
 388   void visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI);
 389
 390   void visitCastInst(CastInst &I);
 391   void visitSelectInst(SelectInst &I);
 392   void visitBinaryOperator(Instruction &I);
 393   void visitCmpInst(CmpInst &I);
 394   void visitExtractElementInst(ExtractElementInst &I);
 395   void visitInsertElementInst(InsertElementInst &I);
 396   void visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &I);
 397   void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
 398   void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
 399
 400   // Instructions that cannot be folded away...
 401   void visitStoreInst     (Instruction &I);
 402   void visitLoadInst      (LoadInst &I);
 403   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
 404   void visitCallInst      (CallInst &I) {
 405     if (isFreeCall(&I))
 406       return;
 407     visitCallSite(CallSite::get(&I));
 408   }
 409   void visitInvokeInst    (InvokeInst &II) {
 410     visitCallSite(CallSite::get(&II));
 411     visitTerminatorInst(II);
 412   }
 413   void visitCallSite      (CallSite CS);
 414   void visitUnwindInst    (TerminatorInst &I) { /*returns void*/ }
 415   void visitUnreachableInst(TerminatorInst &I) { /*returns void*/ }
 416   void visitAllocaInst    (Instruction &I) { markOverdefined(&I); }
 417   void visitVANextInst    (Instruction &I) { markOverdefined(&I); }
 418   void visitVAArgInst     (Instruction &I) { markOverdefined(&I); }
 419   void visitFreeInst      (Instruction &I) { /*returns void*/ }
 420
 421   void visitInstruction(Instruction &I) {
 422     // If a new instruction is added to LLVM that we don't handle...
 423     errs() << "SCCP: Don't know how to handle: " << I;
 424     markOverdefined(&I);   // Just in case
 425   }
 426 };
 427
 428 } // end anonymous namespace
 429
 430
 431 // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
 432 // successors are reachable from a given terminator instruction.
 433 //
 434 void SCCPSolver::getFeasibleSuccessors(TerminatorInst &TI,
 435                                        SmallVector<bool, 16> &Succs) {
 436   Succs.resize(TI.getNumSuccessors());
 437   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(&TI)) {
 438     if (BI->isUnconditional()) {
 439       Succs[0] = true;
 440     } else {
 441       LatticeVal &BCValue = getValueState(BI->getCondition());
 442       if (BCValue.isOverdefined() ||
 443           (BCValue.isConstant() && !isa<ConstantInt>(BCValue.getConstant()))) {
 444         // Overdefined condition variables, and branches on unfoldable constant
 445         // conditions, mean the branch could go either way.
 446         Succs[0] = Succs[1] = true;
 447       } else if (BCValue.isConstant()) {
 448         // Constant condition variables mean the branch can only go a single way
 449         Succs[BCValue.getConstant() == ConstantInt::getFalse(*Context)] = true;
 450       }
 451     }
 452   } else if (isa<InvokeInst>(&TI)) {
 453     // Invoke instructions successors are always executable.
 454     Succs[0] = Succs[1] = true;
 455   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(&TI)) {
 456     LatticeVal &SCValue = getValueState(SI->getCondition());
 457     if (SCValue.isOverdefined() ||   // Overdefined condition?
 458         (SCValue.isConstant() && !isa<ConstantInt>(SCValue.getConstant()))) {
 459       // All destinations are executable!
 460       Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
 461     } else if (SCValue.isConstant())
 462       Succs[SI->findCaseValue(cast<ConstantInt>(SCValue.getConstant()))] = true;
 463   } else {
 464     llvm_unreachable("SCCP: Don't know how to handle this terminator!");
 465   }
 466 }
 467
 468
 469 // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
 470 // block to the 'To' basic block is currently feasible...
 471 //
 472 bool SCCPSolver::isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To) {
 473   assert(BBExecutable.count(To) && "Dest should always be alive!");
 474
 475   // Make sure the source basic block is executable!!
 476   if (!BBExecutable.count(From)) return false;
 477
 478   // Check to make sure this edge itself is actually feasible now...
 479   TerminatorInst *TI = From->getTerminator();
 480   if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
 481     if (BI->isUnconditional())
 482       return true;
 483     else {
 484       LatticeVal &BCValue = getValueState(BI->getCondition());
 485       if (BCValue.isOverdefined()) {
 486         // Overdefined condition variables mean the branch could go either way.
 487         return true;
 488       } else if (BCValue.isConstant()) {
 489         // Not branching on an evaluatable constant?
 490         if (!isa<ConstantInt>(BCValue.getConstant())) return true;
 491
 492         // Constant condition variables mean the branch can only go a single way
 493         return BI->getSuccessor(BCValue.getConstant() ==
 494                                        ConstantInt::getFalse(*Context)) == To;
 495       }
 496       return false;
 497     }
 498   } else if (isa<InvokeInst>(TI)) {
 499     // Invoke instructions successors are always executable.
 500     return true;
 501   } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
 502     LatticeVal &SCValue = getValueState(SI->getCondition());
 503     if (SCValue.isOverdefined()) {  // Overdefined condition?
 504       // All destinations are executable!
 505       return true;
 506     } else if (SCValue.isConstant()) {
 507       Constant *CPV = SCValue.getConstant();
 508       if (!isa<ConstantInt>(CPV))
 509         return true;  // not a foldable constant?
 510
 511       // Make sure to skip the "default value" which isn't a value
 512       for (unsigned i = 1, E = SI->getNumSuccessors(); i != E; ++i)
 513         if (SI->getSuccessorValue(i) == CPV) // Found the taken branch...
 514           return SI->getSuccessor(i) == To;
 515
 516       // Constant value not equal to any of the branches... must execute
 517       // default branch then...
 518       return SI->getDefaultDest() == To;
 519     }
 520     return false;
 521   } else {
 522 #ifndef NDEBUG
 523     errs() << "Unknown terminator instruction: " << *TI << '\n';
 524 #endif
 525     llvm_unreachable(0);
 526   }
 527 }
 528
 529 // visit Implementations - Something changed in this instruction... Either an
 530 // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
 531 // the value type of I to reflect these changes if appropriate.  This method
 532 // makes sure to do the following actions:
 533 //
 534 // 1. If a phi node merges two constants in, and has conflicting value coming
 535 //    from different branches, or if the PHI node merges in an overdefined
 536 //    value, then the PHI node becomes overdefined.
 537 // 2. If a phi node merges only constants in, and they all agree on value, the
 538 //    PHI node becomes a constant value equal to that.
 539 // 3. If V <- x (op) y && isConstant(x) && isConstant(y) V = Constant
 540 // 4. If V <- x (op) y && (isOverdefined(x) || isOverdefined(y)) V = Overdefined
 541 // 5. If V <- MEM or V <- CALL or V <- (unknown) then V = Overdefined
 542 // 6. If a conditional branch has a value that is constant, make the selected
 543 //    destination executable
 544 // 7. If a conditional branch has a value that is overdefined, make all
 545 //    successors executable.
 546 //
 547 void SCCPSolver::visitPHINode(PHINode &PN) {
 548   LatticeVal &PNIV = getValueState(&PN);
 549   if (PNIV.isOverdefined()) {
 550     // There may be instructions using this PHI node that are not overdefined
 551     // themselves.  If so, make sure that they know that the PHI node operand
 552     // changed.
 553     std::multimap<PHINode*, Instruction*>::iterator I, E;
 554     tie(I, E) = UsersOfOverdefinedPHIs.equal_range(&PN);
 555     if (I != E) {
 556       SmallVector<Instruction*, 16> Users;
 557       for (; I != E; ++I) Users.push_back(I->second);
 558       while (!Users.empty()) {
 559         visit(Users.back());
 560         Users.pop_back();
 561       }
 562     }
 563     return;  // Quick exit
 564   }
 565
 566   // Super-extra-high-degree PHI nodes are unlikely to ever be marked constant,
 567   // and slow us down a lot.  Just mark them overdefined.
 568   if (PN.getNumIncomingValues() > 64) {
 569     markOverdefined(PNIV, &PN);
 570     return;
 571   }
 572
 573   // Look at all of the executable operands of the PHI node.  If any of them
 574   // are overdefined, the PHI becomes overdefined as well.  If they are all
 575   // constant, and they agree with each other, the PHI becomes the identical
 576   // constant.  If they are constant and don't agree, the PHI is overdefined.
 577   // If there are no executable operands, the PHI remains undefined.
 578   //
 579   Constant *OperandVal = 0;
 580   for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 581     LatticeVal &IV = getValueState(PN.getIncomingValue(i));
 582     if (IV.isUndefined()) continue;  // Doesn't influence PHI node.
 583
 584     if (isEdgeFeasible(PN.getIncomingBlock(i), PN.getParent())) {
 585       if (IV.isOverdefined()) {   // PHI node becomes overdefined!
 586         markOverdefined(&PN);
 587         return;
 588       }
 589
 590       if (OperandVal == 0) {   // Grab the first value...
 591         OperandVal = IV.getConstant();
 592       } else {                // Another value is being merged in!
 593         // There is already a reachable operand.  If we conflict with it,
 594         // then the PHI node becomes overdefined.  If we agree with it, we
 595         // can continue on.
 596
 597         // Check to see if there are two different constants merging...
 598         if (IV.getConstant() != OperandVal) {
 599           // Yes there is.  This means the PHI node is not constant.
 600           // You must be overdefined poor PHI.
 601           //
 602           markOverdefined(&PN);    // The PHI node now becomes overdefined
 603           return;    // I'm done analyzing you
 604         }
 605       }
 606     }
 607   }
 608
 609   // If we exited the loop, this means that the PHI node only has constant
 610   // arguments that agree with each other(and OperandVal is the constant) or
 611   // OperandVal is null because there are no defined incoming arguments.  If
 612   // this is the case, the PHI remains undefined.
 613   //
 614   if (OperandVal)
 615     markConstant(&PN, OperandVal);      // Acquire operand value
 616 }
 617
 618 void SCCPSolver::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 619   if (I.getNumOperands() == 0) return;  // Ret void
 620
 621   Function *F = I.getParent()->getParent();
 622   // If we are tracking the return value of this function, merge it in.
 623   if (!F->hasLocalLinkage())
 624     return;
 625
 626   if (!TrackedRetVals.empty() && I.getNumOperands() == 1) {
 627     DenseMap<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI =
 628       TrackedRetVals.find(F);
 629     if (TFRVI != TrackedRetVals.end() &&
 630         !TFRVI->second.isOverdefined()) {
 631       LatticeVal &IV = getValueState(I.getOperand(0));
 632       mergeInValue(TFRVI->second, F, IV);
 633       return;
 634     }
 635   }
 636
 637   // Handle functions that return multiple values.
 638   if (!TrackedMultipleRetVals.empty() && I.getNumOperands() > 1) {
 639     for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
 640       DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal>::iterator
 641         It = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, i));
 642       if (It == TrackedMultipleRetVals.end()) break;
 643       mergeInValue(It->second, F, getValueState(I.getOperand(i)));
 644     }
 645   } else if (!TrackedMultipleRetVals.empty() &&
 646              I.getNumOperands() == 1 &&
 647              isa<StructType>(I.getOperand(0)->getType())) {
 648     for (unsigned i = 0, e = I.getOperand(0)->getType()->getNumContainedTypes();
 649          i != e; ++i) {
 650       DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal>::iterator
 651         It = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, i));
 652       if (It == TrackedMultipleRetVals.end()) break;
 653       if (Value *Val = FindInsertedValue(I.getOperand(0), i, I.getContext()))
 654         mergeInValue(It->second, F, getValueState(Val));
 655     }
 656   }
 657 }
 658
 659 void SCCPSolver::visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI) {
 660   SmallVector<bool, 16> SuccFeasible;
 661   getFeasibleSuccessors(TI, SuccFeasible);
 662
 663   BasicBlock *BB = TI.getParent();
 664
 665   // Mark all feasible successors executable...
 666   for (unsigned i = 0, e = SuccFeasible.size(); i != e; ++i)
 667     if (SuccFeasible[i])
 668       markEdgeExecutable(BB, TI.getSuccessor(i));
 669 }
 670
 671 void SCCPSolver::visitCastInst(CastInst &I) {
 672   Value *V = I.getOperand(0);
 673   LatticeVal &VState = getValueState(V);
 674   if (VState.isOverdefined())          // Inherit overdefinedness of operand
 675     markOverdefined(&I);
 676   else if (VState.isConstant())        // Propagate constant value
 677     markConstant(&I, ConstantExpr::getCast(I.getOpcode(),
 678                                            VState.getConstant(), I.getType()));
 679 }
 680
 681 void SCCPSolver::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
 682   Value *Aggr = EVI.getAggregateOperand();
 683
 684   // If the operand to the extractvalue is an undef, the result is undef.
 685   if (isa<UndefValue>(Aggr))
 686     return;
 687
 688   // Currently only handle single-index extractvalues.
 689   if (EVI.getNumIndices() != 1) {
 690     markOverdefined(&EVI);
 691     return;
 692   }
 693
 694   Function *F = 0;
 695   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Aggr))
 696     F = CI->getCalledFunction();
 697   else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Aggr))
 698     F = II->getCalledFunction();
 699
 700   // TODO: If IPSCCP resolves the callee of this function, we could propagate a
 701   // result back!
 702   if (F == 0 || TrackedMultipleRetVals.empty()) {
 703     markOverdefined(&EVI);
 704     return;
 705   }
 706
 707   // See if we are tracking the result of the callee.  If not tracking this
 708   // function (for example, it is a declaration) just move to overdefined.
 709   if (!TrackedMultipleRetVals.count(std::make_pair(F, *EVI.idx_begin()))) {
 710     markOverdefined(&EVI);
 711     return;
 712   }
 713
 714   // Otherwise, the value will be merged in here as a result of CallSite
 715   // handling.
 716 }
 717
 718 void SCCPSolver::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
 719   Value *Aggr = IVI.getAggregateOperand();
 720   Value *Val = IVI.getInsertedValueOperand();
 721
 722   // If the operands to the insertvalue are undef, the result is undef.
 723   if (isa<UndefValue>(Aggr) && isa<UndefValue>(Val))
 724     return;
 725
 726   // Currently only handle single-index insertvalues.
 727   if (IVI.getNumIndices() != 1) {
 728     markOverdefined(&IVI);
 729     return;
 730   }
 731
 732   // Currently only handle insertvalue instructions that are in a single-use
 733   // chain that builds up a return value.
 734   for (const InsertValueInst *TmpIVI = &IVI; ; ) {
 735     if (!TmpIVI->hasOneUse()) {
 736       markOverdefined(&IVI);
 737       return;
 738     }
 739     const Value *V = *TmpIVI->use_begin();
 740     if (isa<ReturnInst>(V))
 741       break;
 742     TmpIVI = dyn_cast<InsertValueInst>(V);
 743     if (!TmpIVI) {
 744       markOverdefined(&IVI);
 745       return;
 746     }
 747   }
 748
 749   // See if we are tracking the result of the callee.
 750   Function *F = IVI.getParent()->getParent();
 751   DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal>::iterator
 752     It = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, *IVI.idx_begin()));
 753
 754   // Merge in the inserted member value.
 755   if (It != TrackedMultipleRetVals.end())
 756     mergeInValue(It->second, F, getValueState(Val));
 757
 758   // Mark the aggregate result of the IVI overdefined; any tracking that we do
 759   // will be done on the individual member values.
 760   markOverdefined(&IVI);
 761 }
 762
 763 void SCCPSolver::visitSelectInst(SelectInst &I) {
 764   LatticeVal &CondValue = getValueState(I.getCondition());
 765   if (CondValue.isUndefined())
 766     return;
 767   if (CondValue.isConstant()) {
 768     if (ConstantInt *CondCB = dyn_cast<ConstantInt>(CondValue.getConstant())){
 769       mergeInValue(&I, getValueState(CondCB->getZExtValue() ? I.getTrueValue()
 770                                                           : I.getFalseValue()));
 771       return;
 772     }
 773   }
 774
 775   // Otherwise, the condition is overdefined or a constant we can't evaluate.
 776   // See if we can produce something better than overdefined based on the T/F
 777   // value.
 778   LatticeVal &TVal = getValueState(I.getTrueValue());
 779   LatticeVal &FVal = getValueState(I.getFalseValue());
 780
 781   // select ?, C, C -> C.
 782   if (TVal.isConstant() && FVal.isConstant() &&
 783       TVal.getConstant() == FVal.getConstant()) {
 784     markConstant(&I, FVal.getConstant());
 785     return;
 786   }
 787
 788   if (TVal.isUndefined()) {  // select ?, undef, X -> X.
 789     mergeInValue(&I, FVal);
 790   } else if (FVal.isUndefined()) {  // select ?, X, undef -> X.
 791     mergeInValue(&I, TVal);
 792   } else {
 793     markOverdefined(&I);
 794   }
 795 }
 796
 797 // Handle BinaryOperators and Shift Instructions...
 798 void SCCPSolver::visitBinaryOperator(Instruction &I) {
 799   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
 800   if (IV.isOverdefined()) return;
 801
 802   LatticeVal &V1State = getValueState(I.getOperand(0));
 803   LatticeVal &V2State = getValueState(I.getOperand(1));
 804
 805   if (V1State.isOverdefined() || V2State.isOverdefined()) {
 806     // If this is an AND or OR with 0 or -1, it doesn't matter that the other
 807     // operand is overdefined.
 808     if (I.getOpcode() == Instruction::And || I.getOpcode() == Instruction::Or) {
 809       LatticeVal *NonOverdefVal = 0;
 810       if (!V1State.isOverdefined()) {
 811         NonOverdefVal = &V1State;
 812       } else if (!V2State.isOverdefined()) {
 813         NonOverdefVal = &V2State;
 814       }
 815
 816       if (NonOverdefVal) {
 817         if (NonOverdefVal->isUndefined()) {
 818           // Could annihilate value.
 819           if (I.getOpcode() == Instruction::And)
 820             markConstant(IV, &I, Constant::getNullValue(I.getType()));
 821           else if (const VectorType *PT = dyn_cast<VectorType>(I.getType()))
 822             markConstant(IV, &I, Constant::getAllOnesValue(PT));
 823           else
 824             markConstant(IV, &I,
 825                          Constant::getAllOnesValue(I.getType()));
 826           return;
 827         } else {
 828           if (I.getOpcode() == Instruction::And) {
 829             if (NonOverdefVal->getConstant()->isNullValue()) {
 830               markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
 831               return;      // X and 0 = 0
 832             }
 833           } else {
 834             if (ConstantInt *CI =
 835                      dyn_cast<ConstantInt>(NonOverdefVal->getConstant()))
 836               if (CI->isAllOnesValue()) {
 837                 markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
 838                 return;    // X or -1 = -1
 839               }
 840           }
 841         }
 842       }
 843     }
 844
 845
 846     // If both operands are PHI nodes, it is possible that this instruction has
 847     // a constant value, despite the fact that the PHI node doesn't.  Check for
 848     // this condition now.
 849     if (PHINode *PN1 = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(0)))
 850       if (PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(1)))
 851         if (PN1->getParent() == PN2->getParent()) {
 852           // Since the two PHI nodes are in the same basic block, they must have
 853           // entries for the same predecessors.  Walk the predecessor list, and
 854           // if all of the incoming values are constants, and the result of
 855           // evaluating this expression with all incoming value pairs is the
 856           // same, then this expression is a constant even though the PHI node
 857           // is not a constant!
 858           LatticeVal Result;
 859           for (unsigned i = 0, e = PN1->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 860             LatticeVal &In1 = getValueState(PN1->getIncomingValue(i));
 861             BasicBlock *InBlock = PN1->getIncomingBlock(i);
 862             LatticeVal &In2 =
 863               getValueState(PN2->getIncomingValueForBlock(InBlock));
 864
 865             if (In1.isOverdefined() || In2.isOverdefined()) {
 866               Result.markOverdefined();
 867               break;  // Cannot fold this operation over the PHI nodes!
 868             } else if (In1.isConstant() && In2.isConstant()) {
 869               Constant *V =
 870                      ConstantExpr::get(I.getOpcode(), In1.getConstant(),
 871                                               In2.getConstant());
 872               if (Result.isUndefined())
 873                 Result.markConstant(V);
 874               else if (Result.isConstant() && Result.getConstant() != V) {
 875                 Result.markOverdefined();
 876                 break;
 877               }
 878             }
 879           }
 880
 881           // If we found a constant value here, then we know the instruction is
 882           // constant despite the fact that the PHI nodes are overdefined.
 883           if (Result.isConstant()) {
 884             markConstant(IV, &I, Result.getConstant());
 885             // Remember that this instruction is virtually using the PHI node
 886             // operands.
 887             UsersOfOverdefinedPHIs.insert(std::make_pair(PN1, &I));
 888             UsersOfOverdefinedPHIs.insert(std::make_pair(PN2, &I));
 889             return;
 890           } else if (Result.isUndefined()) {
 891             return;
 892           }
 893
 894           // Okay, this really is overdefined now.  Since we might have
 895           // speculatively thought that this was not overdefined before, and
 896           // added ourselves to the UsersOfOverdefinedPHIs list for the PHIs,
 897           // make sure to clean out any entries that we put there, for
 898           // efficiency.
 899           std::multimap<PHINode*, Instruction*>::iterator It, E;
 900           tie(It, E) = UsersOfOverdefinedPHIs.equal_range(PN1);
 901           while (It != E) {
 902             if (It->second == &I) {
 903               UsersOfOverdefinedPHIs.erase(It++);
 904             } else
 905               ++It;
 906           }
 907           tie(It, E) = UsersOfOverdefinedPHIs.equal_range(PN2);
 908           while (It != E) {
 909             if (It->second == &I) {
 910               UsersOfOverdefinedPHIs.erase(It++);
 911             } else
 912               ++It;
 913           }
 914         }
 915
 916     markOverdefined(IV, &I);
 917   } else if (V1State.isConstant() && V2State.isConstant()) {
 918     markConstant(IV, &I,
 919                 ConstantExpr::get(I.getOpcode(), V1State.getConstant(),
 920                                            V2State.getConstant()));
 921   }
 922 }
 923
 924 // Handle ICmpInst instruction...
 925 void SCCPSolver::visitCmpInst(CmpInst &I) {
 926   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
 927   if (IV.isOverdefined()) return;
 928
 929   LatticeVal &V1State = getValueState(I.getOperand(0));
 930   LatticeVal &V2State = getValueState(I.getOperand(1));
 931
 932   if (V1State.isOverdefined() || V2State.isOverdefined()) {
 933     // If both operands are PHI nodes, it is possible that this instruction has
 934     // a constant value, despite the fact that the PHI node doesn't.  Check for
 935     // this condition now.
 936     if (PHINode *PN1 = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(0)))
 937       if (PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(I.getOperand(1)))
 938         if (PN1->getParent() == PN2->getParent()) {
 939           // Since the two PHI nodes are in the same basic block, they must have
 940           // entries for the same predecessors.  Walk the predecessor list, and
 941           // if all of the incoming values are constants, and the result of
 942           // evaluating this expression with all incoming value pairs is the
 943           // same, then this expression is a constant even though the PHI node
 944           // is not a constant!
 945           LatticeVal Result;
 946           for (unsigned i = 0, e = PN1->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 947             LatticeVal &In1 = getValueState(PN1->getIncomingValue(i));
 948             BasicBlock *InBlock = PN1->getIncomingBlock(i);
 949             LatticeVal &In2 =
 950               getValueState(PN2->getIncomingValueForBlock(InBlock));
 951
 952             if (In1.isOverdefined() || In2.isOverdefined()) {
 953               Result.markOverdefined();
 954               break;  // Cannot fold this operation over the PHI nodes!
 955             } else if (In1.isConstant() && In2.isConstant()) {
 956               Constant *V = ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(),
 957                                                      In1.getConstant(),
 958                                                      In2.getConstant());
 959               if (Result.isUndefined())
 960                 Result.markConstant(V);
 961               else if (Result.isConstant() && Result.getConstant() != V) {
 962                 Result.markOverdefined();
 963                 break;
 964               }
 965             }
 966           }
 967
 968           // If we found a constant value here, then we know the instruction is
 969           // constant despite the fact that the PHI nodes are overdefined.
 970           if (Result.isConstant()) {
 971             markConstant(IV, &I, Result.getConstant());
 972             // Remember that this instruction is virtually using the PHI node
 973             // operands.
 974             UsersOfOverdefinedPHIs.insert(std::make_pair(PN1, &I));
 975             UsersOfOverdefinedPHIs.insert(std::make_pair(PN2, &I));
 976             return;
 977           } else if (Result.isUndefined()) {
 978             return;
 979           }
 980
 981           // Okay, this really is overdefined now.  Since we might have
 982           // speculatively thought that this was not overdefined before, and
 983           // added ourselves to the UsersOfOverdefinedPHIs list for the PHIs,
 984           // make sure to clean out any entries that we put there, for
 985           // efficiency.
 986           std::multimap<PHINode*, Instruction*>::iterator It, E;
 987           tie(It, E) = UsersOfOverdefinedPHIs.equal_range(PN1);
 988           while (It != E) {
 989             if (It->second == &I) {
 990               UsersOfOverdefinedPHIs.erase(It++);
 991             } else
 992               ++It;
 993           }
 994           tie(It, E) = UsersOfOverdefinedPHIs.equal_range(PN2);
 995           while (It != E) {
 996             if (It->second == &I) {
 997               UsersOfOverdefinedPHIs.erase(It++);
 998             } else
 999               ++It;
1000           }
1001         }
1002
1003     markOverdefined(IV, &I);
1004   } else if (V1State.isConstant() && V2State.isConstant()) {
1005     markConstant(IV, &I, ConstantExpr::getCompare(I.getPredicate(),
1006                                                   V1State.getConstant(),
1007                                                   V2State.getConstant()));
1008   }
1009 }
1010
1011 void SCCPSolver::visitExtractElementInst(ExtractElementInst &I) {
1012   // FIXME : SCCP does not handle vectors properly.
1013   markOverdefined(&I);
1014   return;
1015
1016 #if 0
1017   LatticeVal &ValState = getValueState(I.getOperand(0));
1018   LatticeVal &IdxState = getValueState(I.getOperand(1));
1019
1020   if (ValState.isOverdefined() || IdxState.isOverdefined())
1021     markOverdefined(&I);
1022   else if(ValState.isConstant() && IdxState.isConstant())
1023     markConstant(&I, ConstantExpr::getExtractElement(ValState.getConstant(),
1024                                                      IdxState.getConstant()));
1025 #endif
1026 }
1027
1028 void SCCPSolver::visitInsertElementInst(InsertElementInst &I) {
1029   // FIXME : SCCP does not handle vectors properly.
1030   markOverdefined(&I);
1031   return;
1032 #if 0
1033   LatticeVal &ValState = getValueState(I.getOperand(0));
1034   LatticeVal &EltState = getValueState(I.getOperand(1));
1035   LatticeVal &IdxState = getValueState(I.getOperand(2));
1036
1037   if (ValState.isOverdefined() || EltState.isOverdefined() ||
1038       IdxState.isOverdefined())
1039     markOverdefined(&I);
1040   else if(ValState.isConstant() && EltState.isConstant() &&
1041           IdxState.isConstant())
1042     markConstant(&I, ConstantExpr::getInsertElement(ValState.getConstant(),
1043                                                     EltState.getConstant(),
1044                                                     IdxState.getConstant()));
1045   else if (ValState.isUndefined() && EltState.isConstant() &&
1046            IdxState.isConstant())
1047     markConstant(&I,ConstantExpr::getInsertElement(UndefValue::get(I.getType()),
1048                                                    EltState.getConstant(),
1049                                                    IdxState.getConstant()));
1050 #endif
1051 }
1052
1053 void SCCPSolver::visitShuffleVectorInst(ShuffleVectorInst &I) {
1054   // FIXME : SCCP does not handle vectors properly.
1055   markOverdefined(&I);
1056   return;
1057 #if 0
1058   LatticeVal &V1State   = getValueState(I.getOperand(0));
1059   LatticeVal &V2State   = getValueState(I.getOperand(1));
1060   LatticeVal &MaskState = getValueState(I.getOperand(2));
1061
1062   if (MaskState.isUndefined() ||
1063       (V1State.isUndefined() && V2State.isUndefined()))
1064     return;  // Undefined output if mask or both inputs undefined.
1065
1066   if (V1State.isOverdefined() || V2State.isOverdefined() ||
1067       MaskState.isOverdefined()) {
1068     markOverdefined(&I);
1069   } else {
1070     // A mix of constant/undef inputs.
1071     Constant *V1 = V1State.isConstant() ?
1072         V1State.getConstant() : UndefValue::get(I.getType());
1073     Constant *V2 = V2State.isConstant() ?
1074         V2State.getConstant() : UndefValue::get(I.getType());
1075     Constant *Mask = MaskState.isConstant() ?
1076       MaskState.getConstant() : UndefValue::get(I.getOperand(2)->getType());
1077     markConstant(&I, ConstantExpr::getShuffleVector(V1, V2, Mask));
1078   }
1079 #endif
1080 }
1081
1082 // Handle getelementptr instructions... if all operands are constants then we
1083 // can turn this into a getelementptr ConstantExpr.
1084 //
1085 void SCCPSolver::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
1086   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
1087   if (IV.isOverdefined()) return;
1088
1089   SmallVector<Constant*, 8> Operands;
1090   Operands.reserve(I.getNumOperands());
1091
1092   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1093     LatticeVal &State = getValueState(I.getOperand(i));
1094     if (State.isUndefined())
1095       return;  // Operands are not resolved yet...
1096     else if (State.isOverdefined()) {
1097       markOverdefined(IV, &I);
1098       return;
1099     }
1100     assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
1101     Operands.push_back(State.getConstant());
1102   }
1103
1104   Constant *Ptr = Operands[0];
1105   Operands.erase(Operands.begin());  // Erase the pointer from idx list...
1106
1107   markConstant(IV, &I, ConstantExpr::getGetElementPtr(Ptr, &Operands[0],
1108                                                       Operands.size()));
1109 }
1110
1111 void SCCPSolver::visitStoreInst(Instruction &SI) {
1112   if (TrackedGlobals.empty() || !isa<GlobalVariable>(SI.getOperand(1)))
1113     return;
1114   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(SI.getOperand(1));
1115   DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator I = TrackedGlobals.find(GV);
1116   if (I == TrackedGlobals.end() || I->second.isOverdefined()) return;
1117
1118   // Get the value we are storing into the global.
1119   LatticeVal &PtrVal = getValueState(SI.getOperand(0));
1120
1121   mergeInValue(I->second, GV, PtrVal);
1122   if (I->second.isOverdefined())
1123     TrackedGlobals.erase(I);      // No need to keep tracking this!
1124 }
1125
1126
1127 // Handle load instructions.  If the operand is a constant pointer to a constant
1128 // global, we can replace the load with the loaded constant value!
1129 void SCCPSolver::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1130   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
1131   if (IV.isOverdefined()) return;
1132
1133   LatticeVal &PtrVal = getValueState(I.getOperand(0));
1134   if (PtrVal.isUndefined()) return;   // The pointer is not resolved yet!
1135   if (PtrVal.isConstant() && !I.isVolatile()) {
1136     Value *Ptr = PtrVal.getConstant();
1137     // TODO: Consider a target hook for valid address spaces for this xform.
1138     if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) && I.getPointerAddressSpace() == 0) {
1139       // load null -> null
1140       markConstant(IV, &I, Constant::getNullValue(I.getType()));
1141       return;
1142     }
1143
1144     // Transform load (constant global) into the value loaded.
1145     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Ptr)) {
1146       if (GV->isConstant()) {
1147         if (GV->hasDefinitiveInitializer()) {
1148           markConstant(IV, &I, GV->getInitializer());
1149           return;
1150         }
1151       } else if (!TrackedGlobals.empty()) {
1152         // If we are tracking this global, merge in the known value for it.
1153         DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator It =
1154           TrackedGlobals.find(GV);
1155         if (It != TrackedGlobals.end()) {
1156           mergeInValue(IV, &I, It->second);
1157           return;
1158         }
1159       }
1160     }
1161
1162     // Transform load (constantexpr_GEP global, 0, ...) into the value loaded.
1163     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Ptr))
1164       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
1165     if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0)))
1166       if (GV->isConstant() && GV->hasDefinitiveInitializer())
1167         if (Constant *V =
1168              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE)) {
1169           markConstant(IV, &I, V);
1170           return;
1171         }
1172   }
1173
1174   // Otherwise we cannot say for certain what value this load will produce.
1175   // Bail out.
1176   markOverdefined(IV, &I);
1177 }
1178
1179 void SCCPSolver::visitCallSite(CallSite CS) {
1180   Function *F = CS.getCalledFunction();
1181   Instruction *I = CS.getInstruction();
1182
1183   // The common case is that we aren't tracking the callee, either because we
1184   // are not doing interprocedural analysis or the callee is indirect, or is
1185   // external.  Handle these cases first.
1186   if (F == 0 || !F->hasLocalLinkage()) {
1187 CallOverdefined:
1188     // Void return and not tracking callee, just bail.
1189     if (I->getType()->isVoidTy()) return;
1190
1191     // Otherwise, if we have a single return value case, and if the function is
1192     // a declaration, maybe we can constant fold it.
1193     if (!isa<StructType>(I->getType()) && F && F->isDeclaration() &&
1194         canConstantFoldCallTo(F)) {
1195
1196       SmallVector<Constant*, 8> Operands;
1197       for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1198            AI != E; ++AI) {
1199         LatticeVal &State = getValueState(*AI);
1200         if (State.isUndefined())
1201           return;  // Operands are not resolved yet.
1202         else if (State.isOverdefined()) {
1203           markOverdefined(I);
1204           return;
1205         }
1206         assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
1207         Operands.push_back(State.getConstant());
1208       }
1209
1210       // If we can constant fold this, mark the result of the call as a
1211       // constant.
1212       if (Constant *C = ConstantFoldCall(F, Operands.data(), Operands.size())) {
1213         markConstant(I, C);
1214         return;
1215       }
1216     }
1217
1218     // Otherwise, we don't know anything about this call, mark it overdefined.
1219     markOverdefined(I);
1220     return;
1221   }
1222
1223   // If this is a single/zero retval case, see if we're tracking the function.
1224   DenseMap<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI = TrackedRetVals.find(F);
1225   if (TFRVI != TrackedRetVals.end()) {
1226     // If so, propagate the return value of the callee into this call result.
1227     mergeInValue(I, TFRVI->second);
1228   } else if (isa<StructType>(I->getType())) {
1229     // Check to see if we're tracking this callee, if not, handle it in the
1230     // common path above.
1231     DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal>::iterator
1232     TMRVI = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, 0));
1233     if (TMRVI == TrackedMultipleRetVals.end())
1234       goto CallOverdefined;
1235
1236     // Need to mark as overdefined, otherwise it stays undefined which
1237     // creates extractvalue undef, <idx>
1238     markOverdefined(I);
1239     // If we are tracking this callee, propagate the return values of the call
1240     // into this call site.  We do this by walking all the uses. Single-index
1241     // ExtractValueInst uses can be tracked; anything more complicated is
1242     // currently handled conservatively.
1243     for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1244          UI != E; ++UI) {
1245       if (ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(*UI)) {
1246         if (EVI->getNumIndices() == 1) {
1247           mergeInValue(EVI,
1248                   TrackedMultipleRetVals[std::make_pair(F, *EVI->idx_begin())]);
1249           continue;
1250         }
1251       }
1252       // The aggregate value is used in a way not handled here. Assume nothing.
1253       markOverdefined(*UI);
1254     }
1255   } else {
1256     // Otherwise we're not tracking this callee, so handle it in the
1257     // common path above.
1258     goto CallOverdefined;
1259   }
1260
1261   // Finally, if this is the first call to the function hit, mark its entry
1262   // block executable.
1263   if (!BBExecutable.count(F->begin()))
1264     MarkBlockExecutable(F->begin());
1265
1266   // Propagate information from this call site into the callee.
1267   CallSite::arg_iterator CAI = CS.arg_begin();
1268   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1269        AI != E; ++AI, ++CAI) {
1270     LatticeVal &IV = ValueState[AI];
1271     if (AI->hasByValAttr() && !F->onlyReadsMemory()) {
1272       IV.markOverdefined();
1273       continue;
1274     }
1275     if (!IV.isOverdefined())
1276       mergeInValue(IV, AI, getValueState(*CAI));
1277   }
1278 }
1279
1280 void SCCPSolver::Solve() {
1281   // Process the work lists until they are empty!
1282   while (!BBWorkList.empty() || !InstWorkList.empty() ||
1283          !OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1284     // Process the instruction work list...
1285     while (!OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1286       Value *I = OverdefinedInstWorkList.back();
1287       OverdefinedInstWorkList.pop_back();
1288
1289       DEBUG(errs() << "\nPopped off OI-WL: " << *I << '\n');
1290
1291       // "I" got into the work list because it either made the transition from
1292       // bottom to constant
1293       //
1294       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1295       // since all of its users will have already been marked as overdefined
1296       // Update all of the users of this instruction's value...
1297       //
1298       for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1299            UI != E; ++UI)
1300         OperandChangedState(*UI);
1301     }
1302     // Process the instruction work list...
1303     while (!InstWorkList.empty()) {
1304       Value *I = InstWorkList.back();
1305       InstWorkList.pop_back();
1306
1307       DEBUG(errs() << "\nPopped off I-WL: " << *I << '\n');
1308
1309       // "I" got into the work list because it either made the transition from
1310       // bottom to constant
1311       //
1312       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1313       // since all of its users will have already been marked as overdefined.
1314       // Update all of the users of this instruction's value...
1315       //
1316       if (!getValueState(I).isOverdefined())
1317         for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
1318              UI != E; ++UI)
1319           OperandChangedState(*UI);
1320     }
1321
1322     // Process the basic block work list...
1323     while (!BBWorkList.empty()) {
1324       BasicBlock *BB = BBWorkList.back();
1325       BBWorkList.pop_back();
1326
1327       DEBUG(errs() << "\nPopped off BBWL: " << *BB << '\n');
1328
1329       // Notify all instructions in this basic block that they are newly
1330       // executable.
1331       visit(BB);
1332     }
1333   }
1334 }
1335
1336 /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
1337 /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
1338 /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
1339 /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
1340 /// should be rerun.
1341 ///
1342 /// This method handles this by finding an unresolved branch and marking it one
1343 /// of the edges from the block as being feasible, even though the condition
1344 /// doesn't say it would otherwise be.  This allows SCCP to find the rest of the
1345 /// CFG and only slightly pessimizes the analysis results (by marking one,
1346 /// potentially infeasible, edge feasible).  This cannot usefully modify the
1347 /// constraints on the condition of the branch, as that would impact other users
1348 /// of the value.
1349 ///
1350 /// This scan also checks for values that use undefs, whose results are actually
1351 /// defined.  For example, 'zext i8 undef to i32' should produce all zeros
1352 /// conservatively, as "(zext i8 X -> i32) & 0xFF00" must always return zero,
1353 /// even if X isn't defined.
1354 bool SCCPSolver::ResolvedUndefsIn(Function &F) {
1355   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1356     if (!BBExecutable.count(BB))
1357       continue;
1358
1359     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
1360       // Look for instructions which produce undef values.
1361       if (I->getType()->isVoidTy()) continue;
1362
1363       LatticeVal &LV = getValueState(I);
1364       if (!LV.isUndefined()) continue;
1365
1366       // Get the lattice values of the first two operands for use below.
1367       LatticeVal &Op0LV = getValueState(I->getOperand(0));
1368       LatticeVal Op1LV;
1369       if (I->getNumOperands() == 2) {
1370         // If this is a two-operand instruction, and if both operands are
1371         // undefs, the result stays undef.
1372         Op1LV = getValueState(I->getOperand(1));
1373         if (Op0LV.isUndefined() && Op1LV.isUndefined())
1374           continue;
1375       }
1376
1377       // If this is an instructions whose result is defined even if the input is
1378       // not fully defined, propagate the information.
1379       const Type *ITy = I->getType();
1380       switch (I->getOpcode()) {
1381       default: break;          // Leave the instruction as an undef.
1382       case Instruction::ZExt:
1383         // After a zero extend, we know the top part is zero.  SExt doesn't have
1384         // to be handled here, because we don't know whether the top part is 1's
1385         // or 0's.
1386         assert(Op0LV.isUndefined());
1387         markForcedConstant(LV, I, Constant::getNullValue(ITy));
1388         return true;
1389       case Instruction::Mul:
1390       case Instruction::And:
1391         // undef * X -> 0.   X could be zero.
1392         // undef & X -> 0.   X could be zero.
1393         markForcedConstant(LV, I, Constant::getNullValue(ITy));
1394         return true;
1395
1396       case Instruction::Or:
1397         // undef | X -> -1.   X could be -1.
1398         if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(ITy))
1399           markForcedConstant(LV, I,
1400                              Constant::getAllOnesValue(PTy));
1401         else
1402           markForcedConstant(LV, I, Constant::getAllOnesValue(ITy));
1403         return true;
1404
1405       case Instruction::SDiv:
1406       case Instruction::UDiv:
1407       case Instruction::SRem:
1408       case Instruction::URem:
1409         // X / undef -> undef.  No change.
1410         // X % undef -> undef.  No change.
1411         if (Op1LV.isUndefined()) break;
1412
1413         // undef / X -> 0.   X could be maxint.
1414         // undef % X -> 0.   X could be 1.
1415         markForcedConstant(LV, I, Constant::getNullValue(ITy));
1416         return true;
1417
1418       case Instruction::AShr:
1419         // undef >>s X -> undef.  No change.
1420         if (Op0LV.isUndefined()) break;
1421
1422         // X >>s undef -> X.  X could be 0, X could have the high-bit known set.
1423         if (Op0LV.isConstant())
1424           markForcedConstant(LV, I, Op0LV.getConstant());
1425         else
1426           markOverdefined(LV, I);
1427         return true;
1428       case Instruction::LShr:
1429       case Instruction::Shl:
1430         // undef >> X -> undef.  No change.
1431         // undef << X -> undef.  No change.
1432         if (Op0LV.isUndefined()) break;
1433
1434         // X >> undef -> 0.  X could be 0.
1435         // X << undef -> 0.  X could be 0.
1436         markForcedConstant(LV, I, Constant::getNullValue(ITy));
1437         return true;
1438       case Instruction::Select:
1439         // undef ? X : Y  -> X or Y.  There could be commonality between X/Y.
1440         if (Op0LV.isUndefined()) {
1441           if (!Op1LV.isConstant())  // Pick the constant one if there is any.
1442             Op1LV = getValueState(I->getOperand(2));
1443         } else if (Op1LV.isUndefined()) {
1444           // c ? undef : undef -> undef.  No change.
1445           Op1LV = getValueState(I->getOperand(2));
1446           if (Op1LV.isUndefined())
1447             break;
1448           // Otherwise, c ? undef : x -> x.
1449         } else {
1450           // Leave Op1LV as Operand(1)'s LatticeValue.
1451         }
1452
1453         if (Op1LV.isConstant())
1454           markForcedConstant(LV, I, Op1LV.getConstant());
1455         else
1456           markOverdefined(LV, I);
1457         return true;
1458       case Instruction::Call:
1459         // If a call has an undef result, it is because it is constant foldable
1460         // but one of the inputs was undef.  Just force the result to
1461         // overdefined.
1462         markOverdefined(LV, I);
1463         return true;
1464       }
1465     }
1466
1467     TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1468     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1469       if (!BI->isConditional()) continue;
1470       if (!getValueState(BI->getCondition()).isUndefined())
1471         continue;
1472     } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1473       if (SI->getNumSuccessors()<2)   // no cases
1474         continue;
1475       if (!getValueState(SI->getCondition()).isUndefined())
1476         continue;
1477     } else {
1478       continue;
1479     }
1480
1481     // If the edge to the second successor isn't thought to be feasible yet,
1482     // mark it so now.  We pick the second one so that this goes to some
1483     // enumerated value in a switch instead of going to the default destination.
1484     if (KnownFeasibleEdges.count(Edge(BB, TI->getSuccessor(1))))
1485       continue;
1486
1487     // Otherwise, it isn't already thought to be feasible.  Mark it as such now
1488     // and return.  This will make other blocks reachable, which will allow new
1489     // values to be discovered and existing ones to be moved in the lattice.
1490     markEdgeExecutable(BB, TI->getSuccessor(1));
1491
1492     // This must be a conditional branch of switch on undef.  At this point,
1493     // force the old terminator to branch to the first successor.  This is
1494     // required because we are now influencing the dataflow of the function with
1495     // the assumption that this edge is taken.  If we leave the branch condition
1496     // as undef, then further analysis could think the undef went another way
1497     // leading to an inconsistent set of conclusions.
1498     if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1499       BI->setCondition(ConstantInt::getFalse(*Context));
1500     } else {
1501       SwitchInst *SI = cast<SwitchInst>(TI);
1502       SI->setCondition(SI->getCaseValue(1));
1503     }
1504
1505     return true;
1506   }
1507
1508   return false;
1509 }
1510
1511
1512 namespace {
1513   //===--------------------------------------------------------------------===//
1514   //
1515   /// SCCP Class - This class uses the SCCPSolver to implement a per-function
1516   /// Sparse Conditional Constant Propagator.
1517   ///
1518   struct SCCP : public FunctionPass {
1519     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
1520     SCCP() : FunctionPass(&ID) {}
1521
1522     // runOnFunction - Run the Sparse Conditional Constant Propagation
1523     // algorithm, and return true if the function was modified.
1524     //
1525     bool runOnFunction(Function &F);
1526
1527     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1528       AU.setPreservesCFG();
1529     }
1530   };
1531 } // end anonymous namespace
1532
1533 char SCCP::ID = 0;
1534 static RegisterPass<SCCP>
1535 X("sccp", "Sparse Conditional Constant Propagation");
1536
1537 // createSCCPPass - This is the public interface to this file...
1538 FunctionPass *llvm::createSCCPPass() {
1539   return new SCCP();
1540 }
1541
1542
1543 // runOnFunction() - Run the Sparse Conditional Constant Propagation algorithm,
1544 // and return true if the function was modified.
1545 //
1546 bool SCCP::runOnFunction(Function &F) {
1547   DEBUG(errs() << "SCCP on function '" << F.getName() << "'\n");
1548   SCCPSolver Solver;
1549   Solver.setContext(&F.getContext());
1550
1551   // Mark the first block of the function as being executable.
1552   Solver.MarkBlockExecutable(F.begin());
1553
1554   // Mark all arguments to the function as being overdefined.
1555   for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); AI != E;++AI)
1556     Solver.markOverdefined(AI);
1557
1558   // Solve for constants.
1559   bool ResolvedUndefs = true;
1560   while (ResolvedUndefs) {
1561     Solver.Solve();
1562     DEBUG(errs() << "RESOLVING UNDEFs\n");
1563     ResolvedUndefs = Solver.ResolvedUndefsIn(F);
1564   }
1565
1566   bool MadeChanges = false;
1567
1568   // If we decided that there are basic blocks that are dead in this function,
1569   // delete their contents now.  Note that we cannot actually delete the blocks,
1570   // as we cannot modify the CFG of the function.
1571   //
1572   SmallVector<Instruction*, 512> Insts;
1573   std::map<Value*, LatticeVal> &Values = Solver.getValueMapping();
1574
1575   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
1576     if (!Solver.isBlockExecutable(BB)) {
1577       DEBUG(errs() << "  BasicBlock Dead:" << *BB);
1578       ++NumDeadBlocks;
1579
1580       // Delete the instructions backwards, as it has a reduced likelihood of
1581       // having to update as many def-use and use-def chains.
1582       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->getTerminator();
1583            I != E; ++I)
1584         Insts.push_back(I);
1585       while (!Insts.empty()) {
1586         Instruction *I = Insts.back();
1587         Insts.pop_back();
1588         if (!I->use_empty())
1589           I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
1590         BB->getInstList().erase(I);
1591         MadeChanges = true;
1592         ++NumInstRemoved;
1593       }
1594     } else {
1595       // Iterate over all of the instructions in a function, replacing them with
1596       // constants if we have found them to be of constant values.
1597       //
1598       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
1599         Instruction *Inst = BI++;
1600         if (Inst->getType()->isVoidTy() || isa<TerminatorInst>(Inst))
1601           continue;
1602
1603         LatticeVal &IV = Values[Inst];
1604         if (!IV.isConstant() && !IV.isUndefined())
1605           continue;
1606
1607         Constant *Const = IV.isConstant()
1608           ? IV.getConstant() : UndefValue::get(Inst->getType());
1609         DEBUG(errs() << "  Constant: " << *Const << " = " << *Inst);
1610
1611         // Replaces all of the uses of a variable with uses of the constant.
1612         Inst->replaceAllUsesWith(Const);
1613
1614         // Delete the instruction.
1615         Inst->eraseFromParent();
1616
1617         // Hey, we just changed something!
1618         MadeChanges = true;
1619         ++NumInstRemoved;
1620       }
1621     }
1622
1623   return MadeChanges;
1624 }
1625
1626 namespace {
1627   //===--------------------------------------------------------------------===//
1628   //
1629   /// IPSCCP Class - This class implements interprocedural Sparse Conditional
1630   /// Constant Propagation.
1631   ///
1632   struct IPSCCP : public ModulePass {
1633     static char ID;
1634     IPSCCP() : ModulePass(&ID) {}
1635     bool runOnModule(Module &M);
1636   };
1637 } // end anonymous namespace
1638
1639 char IPSCCP::ID = 0;
1640 static RegisterPass<IPSCCP>
1641 Y("ipsccp", "Interprocedural Sparse Conditional Constant Propagation");
1642
1643 // createIPSCCPPass - This is the public interface to this file...
1644 ModulePass *llvm::createIPSCCPPass() {
1645   return new IPSCCP();
1646 }
1647
1648
1649 static bool AddressIsTaken(GlobalValue *GV) {
1650   // Delete any dead constantexpr klingons.
1651   GV->removeDeadConstantUsers();
1652
1653   for (Value::use_iterator UI = GV->use_begin(), E = GV->use_end();
1654        UI != E; ++UI)
1655     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
1656       if (SI->getOperand(0) == GV || SI->isVolatile())
1657         return true;  // Storing addr of GV.
1658     } else if (isa<InvokeInst>(*UI) || isa<CallInst>(*UI)) {
1659       // Make sure we are calling the function, not passing the address.
1660       CallSite CS = CallSite::get(cast<Instruction>(*UI));
1661       if (CS.hasArgument(GV))
1662         return true;
1663     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
1664       if (LI->isVolatile())
1665         return true;
1666     } else {
1667       return true;
1668     }
1669   return false;
1670 }
1671
1672 bool IPSCCP::runOnModule(Module &M) {
1673   LLVMContext *Context = &M.getContext();
1674
1675   SCCPSolver Solver;
1676   Solver.setContext(Context);
1677
1678   // Loop over all functions, marking arguments to those with their addresses
1679   // taken or that are external as overdefined.
1680   //
1681   for (Module::iterator F = M.begin(), E = M.end(); F != E; ++F)
1682     if (!F->hasLocalLinkage() || AddressIsTaken(F)) {
1683       if (!F->isDeclaration())
1684         Solver.MarkBlockExecutable(F->begin());
1685       for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1686            AI != E; ++AI)
1687         Solver.markOverdefined(AI);
1688     } else {
1689       Solver.AddTrackedFunction(F);
1690     }
1691
1692   // Loop over global variables.  We inform the solver about any internal global
1693   // variables that do not have their 'addresses taken'.  If they don't have
1694   // their addresses taken, we can propagate constants through them.
1695   for (Module::global_iterator G = M.global_begin(), E = M.global_end();
1696        G != E; ++G)
1697     if (!G->isConstant() && G->hasLocalLinkage() && !AddressIsTaken(G))
1698       Solver.TrackValueOfGlobalVariable(G);
1699
1700   // Solve for constants.
1701   bool ResolvedUndefs = true;
1702   while (ResolvedUndefs) {
1703     Solver.Solve();
1704
1705     DEBUG(errs() << "RESOLVING UNDEFS\n");
1706     ResolvedUndefs = false;
1707     for (Module::iterator F = M.begin(), E = M.end(); F != E; ++F)
1708       ResolvedUndefs |= Solver.ResolvedUndefsIn(*F);
1709   }
1710
1711   bool MadeChanges = false;
1712
1713   // Iterate over all of the instructions in the module, replacing them with
1714   // constants if we have found them to be of constant values.
1715   //
1716   SmallVector<Instruction*, 512> Insts;
1717   SmallVector<BasicBlock*, 512> BlocksToErase;
1718   std::map<Value*, LatticeVal> &Values = Solver.getValueMapping();
1719
1720   for (Module::iterator F = M.begin(), E = M.end(); F != E; ++F) {
1721     for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1722          AI != E; ++AI)
1723       if (!AI->use_empty()) {
1724         LatticeVal &IV = Values[AI];
1725         if (IV.isConstant() || IV.isUndefined()) {
1726           Constant *CST = IV.isConstant() ?
1727             IV.getConstant() : UndefValue::get(AI->getType());
1728           DEBUG(errs() << "***  Arg " << *AI << " = " << *CST <<"\n");
1729
1730           // Replaces all of the uses of a variable with uses of the
1731           // constant.
1732           AI->replaceAllUsesWith(CST);
1733           ++IPNumArgsElimed;
1734         }
1735       }
1736
1737     for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
1738       if (!Solver.isBlockExecutable(BB)) {
1739         DEBUG(errs() << "  BasicBlock Dead:" << *BB);
1740         ++IPNumDeadBlocks;
1741
1742         // Delete the instructions backwards, as it has a reduced likelihood of
1743         // having to update as many def-use and use-def chains.
1744         TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
1745         for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = TI; I != E; ++I)
1746           Insts.push_back(I);
1747
1748         while (!Insts.empty()) {
1749           Instruction *I = Insts.back();
1750           Insts.pop_back();
1751           if (!I->use_empty())
1752             I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
1753           BB->getInstList().erase(I);
1754           MadeChanges = true;
1755           ++IPNumInstRemoved;
1756         }
1757
1758         for (unsigned i = 0, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i) {
1759           BasicBlock *Succ = TI->getSuccessor(i);
1760           if (!Succ->empty() && isa<PHINode>(Succ->begin()))
1761             TI->getSuccessor(i)->removePredecessor(BB);
1762         }
1763         if (!TI->use_empty())
1764           TI->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TI->getType()));
1765         BB->getInstList().erase(TI);
1766
1767         if (&*BB != &F->front())
1768           BlocksToErase.push_back(BB);
1769         else
1770           new UnreachableInst(M.getContext(), BB);
1771
1772       } else {
1773         for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
1774           Instruction *Inst = BI++;
1775           if (Inst->getType()->isVoidTy())
1776             continue;
1777
1778           LatticeVal &IV = Values[Inst];
1779           if (!IV.isConstant() && !IV.isUndefined())
1780             continue;
1781
1782           Constant *Const = IV.isConstant()
1783             ? IV.getConstant() : UndefValue::get(Inst->getType());
1784           DEBUG(errs() << "  Constant: " << *Const << " = " << *Inst);
1785
1786           // Replaces all of the uses of a variable with uses of the
1787           // constant.
1788           Inst->replaceAllUsesWith(Const);
1789
1790           // Delete the instruction.
1791           if (!isa<CallInst>(Inst) && !isa<TerminatorInst>(Inst))
1792             Inst->eraseFromParent();
1793
1794           // Hey, we just changed something!
1795           MadeChanges = true;
1796           ++IPNumInstRemoved;
1797         }
1798       }
1799
1800     // Now that all instructions in the function are constant folded, erase dead
1801     // blocks, because we can now use ConstantFoldTerminator to get rid of
1802     // in-edges.
1803     for (unsigned i = 0, e = BlocksToErase.size(); i != e; ++i) {
1804       // If there are any PHI nodes in this successor, drop entries for BB now.
1805       BasicBlock *DeadBB = BlocksToErase[i];
1806       while (!DeadBB->use_empty()) {
1807         Instruction *I = cast<Instruction>(DeadBB->use_back());
1808         bool Folded = ConstantFoldTerminator(I->getParent());
1809         if (!Folded) {
1810           // The constant folder may not have been able to fold the terminator
1811           // if this is a branch or switch on undef.  Fold it manually as a
1812           // branch to the first successor.
1813 #ifndef NDEBUG
1814           if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
1815             assert(BI->isConditional() && isa<UndefValue>(BI->getCondition()) &&
1816                    "Branch should be foldable!");
1817           } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(I)) {
1818             assert(isa<UndefValue>(SI->getCondition()) && "Switch should fold");
1819           } else {
1820             llvm_unreachable("Didn't fold away reference to block!");
1821           }
1822 #endif
1823
1824           // Make this an uncond branch to the first successor.
1825           TerminatorInst *TI = I->getParent()->getTerminator();
1826           BranchInst::Create(TI->getSuccessor(0), TI);
1827
1828           // Remove entries in successor phi nodes to remove edges.
1829           for (unsigned i = 1, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1830             TI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
1831
1832           // Remove the old terminator.
1833           TI->eraseFromParent();
1834         }
1835       }
1836
1837       // Finally, delete the basic block.
1838       F->getBasicBlockList().erase(DeadBB);
1839     }
1840     BlocksToErase.clear();
1841   }
1842
1843   // If we inferred constant or undef return values for a function, we replaced
1844   // all call uses with the inferred value.  This means we don't need to bother
1845   // actually returning anything from the function.  Replace all return
1846   // instructions with return undef.
1847   // TODO: Process multiple value ret instructions also.
1848   const DenseMap<Function*, LatticeVal> &RV = Solver.getTrackedRetVals();
1849   for (DenseMap<Function*, LatticeVal>::const_iterator I = RV.begin(),
1850          E = RV.end(); I != E; ++I)
1851     if (!I->second.isOverdefined() &&
1852         !I->first->getReturnType()->isVoidTy()) {
1853       Function *F = I->first;
1854       for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
1855         if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator()))
1856           if (!isa<UndefValue>(RI->getOperand(0)))
1857             RI->setOperand(0, UndefValue::get(F->getReturnType()));
1858     }
1859
1860   // If we infered constant or undef values for globals variables, we can delete
1861   // the global and any stores that remain to it.
1862   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &TG = Solver.getTrackedGlobals();
1863   for (DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::const_iterator I = TG.begin(),
1864          E = TG.end(); I != E; ++I) {
1865     GlobalVariable *GV = I->first;
1866     assert(!I->second.isOverdefined() &&
1867            "Overdefined values should have been taken out of the map!");
1868     DEBUG(errs() << "Found that GV '" << GV->getName() << "' is constant!\n");
1869     while (!GV->use_empty()) {
1870       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->use_back());
1871       SI->eraseFromParent();
1872     }
1873     M.getGlobalList().erase(GV);
1874     ++IPNumGlobalConst;
1875   }
1876
1877   return MadeChanges;
1878 }