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