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[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / 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 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #include "llvm/Transforms/IPO/SCCP.h"
21 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
22 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
23 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
26 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
27 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
28 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
29 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
30 #include "llvm/IR/CallSite.h"
31 #include "llvm/IR/Constants.h"
32 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
33 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
34 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
35 #include "llvm/IR/Instructions.h"
36 #include "llvm/Pass.h"
37 #include "llvm/Support/Debug.h"
38 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
40 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
41 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
42 #include "llvm/Transforms/Scalar/SCCP.h"
43 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
44 #include <algorithm>
45 using namespace llvm;
46
47 #define DEBUG_TYPE "sccp"
48
49 STATISTIC(NumInstRemoved, "Number of instructions removed");
50 STATISTIC(NumDeadBlocks , "Number of basic blocks unreachable");
51
52 STATISTIC(IPNumInstRemoved, "Number of instructions removed by IPSCCP");
53 STATISTIC(IPNumArgsElimed ,"Number of arguments constant propagated by IPSCCP");
54 STATISTIC(IPNumGlobalConst, "Number of globals found to be constant by IPSCCP");
55
56 namespace {
57 /// LatticeVal class - This class represents the different lattice values that
58 /// an LLVM value may occupy.  It is a simple class with value semantics.
59 ///
60 class LatticeVal {
61   enum LatticeValueTy {
62     /// unknown - This LLVM Value has no known value yet.
63     unknown,
64
65     /// constant - This LLVM Value has a specific constant value.
66     constant,
67
68     /// forcedconstant - This LLVM Value was thought to be undef until
69     /// ResolvedUndefsIn.  This is treated just like 'constant', but if merged
70     /// with another (different) constant, it goes to overdefined, instead of
71     /// asserting.
72     forcedconstant,
73
74     /// overdefined - This instruction is not known to be constant, and we know
75     /// it has a value.
76     overdefined
77   };
78
79   /// Val: This stores the current lattice value along with the Constant* for
80   /// the constant if this is a 'constant' or 'forcedconstant' value.
81   PointerIntPair<Constant *, 2, LatticeValueTy> Val;
82
83   LatticeValueTy getLatticeValue() const {
84     return Val.getInt();
85   }
86
87 public:
88   LatticeVal() : Val(nullptr, unknown) {}
89
90   bool isUnknown() const { return getLatticeValue() == unknown; }
91   bool isConstant() const {
92     return getLatticeValue() == constant || getLatticeValue() == forcedconstant;
93   }
94   bool isOverdefined() const { return getLatticeValue() == overdefined; }
95
96   Constant *getConstant() const {
97     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
98     return Val.getPointer();
99   }
100
101   /// markOverdefined - Return true if this is a change in status.
102   bool markOverdefined() {
103     if (isOverdefined())
104       return false;
105
106     Val.setInt(overdefined);
107     return true;
108   }
109
110   /// markConstant - Return true if this is a change in status.
111   bool markConstant(Constant *V) {
112     if (getLatticeValue() == constant) { // Constant but not forcedconstant.
113       assert(getConstant() == V && "Marking constant with different value");
114       return false;
115     }
116
117     if (isUnknown()) {
118       Val.setInt(constant);
119       assert(V && "Marking constant with NULL");
120       Val.setPointer(V);
121     } else {
122       assert(getLatticeValue() == forcedconstant &&
123              "Cannot move from overdefined to constant!");
124       // Stay at forcedconstant if the constant is the same.
125       if (V == getConstant()) return false;
126
127       // Otherwise, we go to overdefined.  Assumptions made based on the
128       // forced value are possibly wrong.  Assuming this is another constant
129       // could expose a contradiction.
130       Val.setInt(overdefined);
131     }
132     return true;
133   }
134
135   /// getConstantInt - If this is a constant with a ConstantInt value, return it
136   /// otherwise return null.
137   ConstantInt *getConstantInt() const {
138     if (isConstant())
139       return dyn_cast<ConstantInt>(getConstant());
140     return nullptr;
141   }
142
143   void markForcedConstant(Constant *V) {
144     assert(isUnknown() && "Can't force a defined value!");
145     Val.setInt(forcedconstant);
146     Val.setPointer(V);
147   }
148 };
149 } // end anonymous namespace.
150
151
152 namespace {
153
154 //===----------------------------------------------------------------------===//
155 //
156 /// SCCPSolver - This class is a general purpose solver for Sparse Conditional
157 /// Constant Propagation.
158 ///
159 class SCCPSolver : public InstVisitor<SCCPSolver> {
160   const DataLayout &DL;
161   const TargetLibraryInfo *TLI;
162   SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> BBExecutable; // The BBs that are executable.
163   DenseMap<Value*, LatticeVal> ValueState;  // The state each value is in.
164
165   /// StructValueState - This maintains ValueState for values that have
166   /// StructType, for example for formal arguments, calls, insertelement, etc.
167   ///
168   DenseMap<std::pair<Value*, unsigned>, LatticeVal> StructValueState;
169
170   /// GlobalValue - If we are tracking any values for the contents of a global
171   /// variable, we keep a mapping from the constant accessor to the element of
172   /// the global, to the currently known value.  If the value becomes
173   /// overdefined, it's entry is simply removed from this map.
174   DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> TrackedGlobals;
175
176   /// TrackedRetVals - If we are tracking arguments into and the return
177   /// value out of a function, it will have an entry in this map, indicating
178   /// what the known return value for the function is.
179   DenseMap<Function*, LatticeVal> TrackedRetVals;
180
181   /// TrackedMultipleRetVals - Same as TrackedRetVals, but used for functions
182   /// that return multiple values.
183   DenseMap<std::pair<Function*, unsigned>, LatticeVal> TrackedMultipleRetVals;
184
185   /// MRVFunctionsTracked - Each function in TrackedMultipleRetVals is
186   /// represented here for efficient lookup.
187   SmallPtrSet<Function*, 16> MRVFunctionsTracked;
188
189   /// TrackingIncomingArguments - This is the set of functions for whose
190   /// arguments we make optimistic assumptions about and try to prove as
191   /// constants.
192   SmallPtrSet<Function*, 16> TrackingIncomingArguments;
193
194   /// The reason for two worklists is that overdefined is the lowest state
195   /// on the lattice, and moving things to overdefined as fast as possible
196   /// makes SCCP converge much faster.
197   ///
198   /// By having a separate worklist, we accomplish this because everything
199   /// possibly overdefined will become overdefined at the soonest possible
200   /// point.
201   SmallVector<Value*, 64> OverdefinedInstWorkList;
202   SmallVector<Value*, 64> InstWorkList;
203
204
205   SmallVector<BasicBlock*, 64>  BBWorkList;  // The BasicBlock work list
206
207   /// KnownFeasibleEdges - Entries in this set are edges which have already had
208   /// PHI nodes retriggered.
209   typedef std::pair<BasicBlock*, BasicBlock*> Edge;
210   DenseSet<Edge> KnownFeasibleEdges;
211 public:
212   SCCPSolver(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *tli)
213       : DL(DL), TLI(tli) {}
214
215   /// MarkBlockExecutable - This method can be used by clients to mark all of
216   /// the blocks that are known to be intrinsically live in the processed unit.
217   ///
218   /// This returns true if the block was not considered live before.
219   bool MarkBlockExecutable(BasicBlock *BB) {
220     if (!BBExecutable.insert(BB).second)
221       return false;
222     DEBUG(dbgs() << "Marking Block Executable: " << BB->getName() << '\n');
223     BBWorkList.push_back(BB);  // Add the block to the work list!
224     return true;
225   }
226
227   /// TrackValueOfGlobalVariable - Clients can use this method to
228   /// inform the SCCPSolver that it should track loads and stores to the
229   /// specified global variable if it can.  This is only legal to call if
230   /// performing Interprocedural SCCP.
231   void TrackValueOfGlobalVariable(GlobalVariable *GV) {
232     // We only track the contents of scalar globals.
233     if (GV->getValueType()->isSingleValueType()) {
234       LatticeVal &IV = TrackedGlobals[GV];
235       if (!isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
236         IV.markConstant(GV->getInitializer());
237     }
238   }
239
240   /// AddTrackedFunction - If the SCCP solver is supposed to track calls into
241   /// and out of the specified function (which cannot have its address taken),
242   /// this method must be called.
243   void AddTrackedFunction(Function *F) {
244     // Add an entry, F -> undef.
245     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType())) {
246       MRVFunctionsTracked.insert(F);
247       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
248         TrackedMultipleRetVals.insert(std::make_pair(std::make_pair(F, i),
249                                                      LatticeVal()));
250     } else
251       TrackedRetVals.insert(std::make_pair(F, LatticeVal()));
252   }
253
254   void AddArgumentTrackedFunction(Function *F) {
255     TrackingIncomingArguments.insert(F);
256   }
257
258   /// Solve - Solve for constants and executable blocks.
259   ///
260   void Solve();
261
262   /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
263   /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
264   /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
265   /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
266   /// should be rerun.
267   bool ResolvedUndefsIn(Function &F);
268
269   bool isBlockExecutable(BasicBlock *BB) const {
270     return BBExecutable.count(BB);
271   }
272
273   std::vector<LatticeVal> getStructLatticeValueFor(Value *V) const {
274     std::vector<LatticeVal> StructValues;
275     auto *STy = dyn_cast<StructType>(V->getType());
276     assert(STy && "getStructLatticeValueFor() can be called only on structs");
277     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
278       auto I = StructValueState.find(std::make_pair(V, i));
279       assert(I != StructValueState.end() && "Value not in valuemap!");
280       StructValues.push_back(I->second);
281     }
282     return StructValues;
283   }
284
285   LatticeVal getLatticeValueFor(Value *V) const {
286     DenseMap<Value*, LatticeVal>::const_iterator I = ValueState.find(V);
287     assert(I != ValueState.end() && "V is not in valuemap!");
288     return I->second;
289   }
290
291   /// getTrackedRetVals - Get the inferred return value map.
292   ///
293   const DenseMap<Function*, LatticeVal> &getTrackedRetVals() {
294     return TrackedRetVals;
295   }
296
297   /// getTrackedGlobals - Get and return the set of inferred initializers for
298   /// global variables.
299   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &getTrackedGlobals() {
300     return TrackedGlobals;
301   }
302
303   /// getMRVFunctionsTracked - Get the set of functions which return multiple
304   /// values tracked by the pass.
305   const SmallPtrSet<Function *, 16> getMRVFunctionsTracked() {
306     return MRVFunctionsTracked;
307   }
308
309   void markOverdefined(Value *V) {
310     assert(!V->getType()->isStructTy() &&
311            "structs should use markAnythingOverdefined");
312     markOverdefined(ValueState[V], V);
313   }
314
315   /// markAnythingOverdefined - Mark the specified value overdefined.  This
316   /// works with both scalars and structs.
317   void markAnythingOverdefined(Value *V) {
318     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(V->getType()))
319       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
320         markOverdefined(getStructValueState(V, i), V);
321     else
322       markOverdefined(V);
323   }
324
325   // isStructLatticeConstant - Return true if all the lattice values
326   // corresponding to elements of the structure are not overdefined,
327   // false otherwise.
328   bool isStructLatticeConstant(Function *F, StructType *STy) {
329     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
330       const auto &It = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, i));
331       assert(It != TrackedMultipleRetVals.end());
332       LatticeVal LV = It->second;
333       if (LV.isOverdefined())
334         return false;
335     }
336     return true;
337   }
338
339 private:
340   // pushToWorkList - Helper for markConstant/markForcedConstant/markOverdefined
341   void pushToWorkList(LatticeVal &IV, Value *V) {
342     if (IV.isOverdefined())
343       return OverdefinedInstWorkList.push_back(V);
344     InstWorkList.push_back(V);
345   }
346
347   // markConstant - Make a value be marked as "constant".  If the value
348   // is not already a constant, add it to the instruction work list so that
349   // the users of the instruction are updated later.
350   //
351   void markConstant(LatticeVal &IV, Value *V, Constant *C) {
352     if (!IV.markConstant(C)) return;
353     DEBUG(dbgs() << "markConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
354     pushToWorkList(IV, V);
355   }
356
357   void markConstant(Value *V, Constant *C) {
358     assert(!V->getType()->isStructTy() && "structs should use mergeInValue");
359     markConstant(ValueState[V], V, C);
360   }
361
362   void markForcedConstant(Value *V, Constant *C) {
363     assert(!V->getType()->isStructTy() && "structs should use mergeInValue");
364     LatticeVal &IV = ValueState[V];
365     IV.markForcedConstant(C);
366     DEBUG(dbgs() << "markForcedConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
367     pushToWorkList(IV, V);
368   }
369
370
371   // markOverdefined - Make a value be marked as "overdefined". If the
372   // value is not already overdefined, add it to the overdefined instruction
373   // work list so that the users of the instruction are updated later.
374   void markOverdefined(LatticeVal &IV, Value *V) {
375     if (!IV.markOverdefined()) return;
376
377     DEBUG(dbgs() << "markOverdefined: ";
378           if (auto *F = dyn_cast<Function>(V))
379             dbgs() << "Function '" << F->getName() << "'\n";
380           else
381             dbgs() << *V << '\n');
382     // Only instructions go on the work list
383     pushToWorkList(IV, V);
384   }
385
386   void mergeInValue(LatticeVal &IV, Value *V, LatticeVal MergeWithV) {
387     if (IV.isOverdefined() || MergeWithV.isUnknown())
388       return;  // Noop.
389     if (MergeWithV.isOverdefined())
390       return markOverdefined(IV, V);
391     if (IV.isUnknown())
392       return markConstant(IV, V, MergeWithV.getConstant());
393     if (IV.getConstant() != MergeWithV.getConstant())
394       return markOverdefined(IV, V);
395   }
396
397   void mergeInValue(Value *V, LatticeVal MergeWithV) {
398     assert(!V->getType()->isStructTy() &&
399            "non-structs should use markConstant");
400     mergeInValue(ValueState[V], V, MergeWithV);
401   }
402
403
404   /// getValueState - Return the LatticeVal object that corresponds to the
405   /// value.  This function handles the case when the value hasn't been seen yet
406   /// by properly seeding constants etc.
407   LatticeVal &getValueState(Value *V) {
408     assert(!V->getType()->isStructTy() && "Should use getStructValueState");
409
410     std::pair<DenseMap<Value*, LatticeVal>::iterator, bool> I =
411       ValueState.insert(std::make_pair(V, LatticeVal()));
412     LatticeVal &LV = I.first->second;
413
414     if (!I.second)
415       return LV;  // Common case, already in the map.
416
417     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
418       // Undef values remain unknown.
419       if (!isa<UndefValue>(V))
420         LV.markConstant(C);          // Constants are constant
421     }
422
423     // All others are underdefined by default.
424     return LV;
425   }
426
427   /// getStructValueState - Return the LatticeVal object that corresponds to the
428   /// value/field pair.  This function handles the case when the value hasn't
429   /// been seen yet by properly seeding constants etc.
430   LatticeVal &getStructValueState(Value *V, unsigned i) {
431     assert(V->getType()->isStructTy() && "Should use getValueState");
432     assert(i < cast<StructType>(V->getType())->getNumElements() &&
433            "Invalid element #");
434
435     std::pair<DenseMap<std::pair<Value*, unsigned>, LatticeVal>::iterator,
436               bool> I = StructValueState.insert(
437                         std::make_pair(std::make_pair(V, i), LatticeVal()));
438     LatticeVal &LV = I.first->second;
439
440     if (!I.second)
441       return LV;  // Common case, already in the map.
442
443     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
444       Constant *Elt = C->getAggregateElement(i);
445
446       if (!Elt)
447         LV.markOverdefined();      // Unknown sort of constant.
448       else if (isa<UndefValue>(Elt))
449         ; // Undef values remain unknown.
450       else
451         LV.markConstant(Elt);      // Constants are constant.
452     }
453
454     // All others are underdefined by default.
455     return LV;
456   }
457
458
459   /// markEdgeExecutable - Mark a basic block as executable, adding it to the BB
460   /// work list if it is not already executable.
461   void markEdgeExecutable(BasicBlock *Source, BasicBlock *Dest) {
462     if (!KnownFeasibleEdges.insert(Edge(Source, Dest)).second)
463       return;  // This edge is already known to be executable!
464
465     if (!MarkBlockExecutable(Dest)) {
466       // If the destination is already executable, we just made an *edge*
467       // feasible that wasn't before.  Revisit the PHI nodes in the block
468       // because they have potentially new operands.
469       DEBUG(dbgs() << "Marking Edge Executable: " << Source->getName()
470             << " -> " << Dest->getName() << '\n');
471
472       PHINode *PN;
473       for (BasicBlock::iterator I = Dest->begin();
474            (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I)
475         visitPHINode(*PN);
476     }
477   }
478
479   // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
480   // successors are reachable from a given terminator instruction.
481   //
482   void getFeasibleSuccessors(TerminatorInst &TI, SmallVectorImpl<bool> &Succs);
483
484   // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
485   // block to the 'To' basic block is currently feasible.
486   //
487   bool isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To);
488
489   // OperandChangedState - This method is invoked on all of the users of an
490   // instruction that was just changed state somehow.  Based on this
491   // information, we need to update the specified user of this instruction.
492   //
493   void OperandChangedState(Instruction *I) {
494     if (BBExecutable.count(I->getParent()))   // Inst is executable?
495       visit(*I);
496   }
497
498 private:
499   friend class InstVisitor<SCCPSolver>;
500
501   // visit implementations - Something changed in this instruction.  Either an
502   // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
503   // the value type of I to reflect these changes if appropriate.
504   void visitPHINode(PHINode &I);
505
506   // Terminators
507   void visitReturnInst(ReturnInst &I);
508   void visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI);
509
510   void visitCastInst(CastInst &I);
511   void visitSelectInst(SelectInst &I);
512   void visitBinaryOperator(Instruction &I);
513   void visitCmpInst(CmpInst &I);
514   void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
515   void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
516   void visitLandingPadInst(LandingPadInst &I) { markAnythingOverdefined(&I); }
517   void visitFuncletPadInst(FuncletPadInst &FPI) {
518     markAnythingOverdefined(&FPI);
519   }
520   void visitCatchSwitchInst(CatchSwitchInst &CPI) {
521     markAnythingOverdefined(&CPI);
522     visitTerminatorInst(CPI);
523   }
524
525   // Instructions that cannot be folded away.
526   void visitStoreInst     (StoreInst &I);
527   void visitLoadInst      (LoadInst &I);
528   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
529   void visitCallInst      (CallInst &I) {
530     visitCallSite(&I);
531   }
532   void visitInvokeInst    (InvokeInst &II) {
533     visitCallSite(&II);
534     visitTerminatorInst(II);
535   }
536   void visitCallSite      (CallSite CS);
537   void visitResumeInst    (TerminatorInst &I) { /*returns void*/ }
538   void visitUnreachableInst(TerminatorInst &I) { /*returns void*/ }
539   void visitFenceInst     (FenceInst &I) { /*returns void*/ }
540   void visitAtomicCmpXchgInst(AtomicCmpXchgInst &I) {
541     markAnythingOverdefined(&I);
542   }
543   void visitAtomicRMWInst (AtomicRMWInst &I) { markOverdefined(&I); }
544   void visitAllocaInst    (Instruction &I) { markOverdefined(&I); }
545   void visitVAArgInst     (Instruction &I) { markAnythingOverdefined(&I); }
546
547   void visitInstruction(Instruction &I) {
548     // If a new instruction is added to LLVM that we don't handle.
549     DEBUG(dbgs() << "SCCP: Don't know how to handle: " << I << '\n');
550     markAnythingOverdefined(&I);   // Just in case
551   }
552 };
553
554 } // end anonymous namespace
555
556
557 // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
558 // successors are reachable from a given terminator instruction.
559 //
560 void SCCPSolver::getFeasibleSuccessors(TerminatorInst &TI,
561                                        SmallVectorImpl<bool> &Succs) {
562   Succs.resize(TI.getNumSuccessors());
563   if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(&TI)) {
564     if (BI->isUnconditional()) {
565       Succs[0] = true;
566       return;
567     }
568
569     LatticeVal BCValue = getValueState(BI->getCondition());
570     ConstantInt *CI = BCValue.getConstantInt();
571     if (!CI) {
572       // Overdefined condition variables, and branches on unfoldable constant
573       // conditions, mean the branch could go either way.
574       if (!BCValue.isUnknown())
575         Succs[0] = Succs[1] = true;
576       return;
577     }
578
579     // Constant condition variables mean the branch can only go a single way.
580     Succs[CI->isZero()] = true;
581     return;
582   }
583
584   // Unwinding instructions successors are always executable.
585   if (TI.isExceptional()) {
586     Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
587     return;
588   }
589
590   if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(&TI)) {
591     if (!SI->getNumCases()) {
592       Succs[0] = true;
593       return;
594     }
595     LatticeVal SCValue = getValueState(SI->getCondition());
596     ConstantInt *CI = SCValue.getConstantInt();
597
598     if (!CI) {   // Overdefined or unknown condition?
599       // All destinations are executable!
600       if (!SCValue.isUnknown())
601         Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
602       return;
603     }
604
605     Succs[SI->findCaseValue(CI).getSuccessorIndex()] = true;
606     return;
607   }
608
609   // TODO: This could be improved if the operand is a [cast of a] BlockAddress.
610   if (isa<IndirectBrInst>(&TI)) {
611     // Just mark all destinations executable!
612     Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
613     return;
614   }
615
616   DEBUG(dbgs() << "Unknown terminator instruction: " << TI << '\n');
617   llvm_unreachable("SCCP: Don't know how to handle this terminator!");
618 }
619
620
621 // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
622 // block to the 'To' basic block is currently feasible.
623 //
624 bool SCCPSolver::isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To) {
625   assert(BBExecutable.count(To) && "Dest should always be alive!");
626
627   // Make sure the source basic block is executable!!
628   if (!BBExecutable.count(From)) return false;
629
630   // Check to make sure this edge itself is actually feasible now.
631   TerminatorInst *TI = From->getTerminator();
632   if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
633     if (BI->isUnconditional())
634       return true;
635
636     LatticeVal BCValue = getValueState(BI->getCondition());
637
638     // Overdefined condition variables mean the branch could go either way,
639     // undef conditions mean that neither edge is feasible yet.
640     ConstantInt *CI = BCValue.getConstantInt();
641     if (!CI)
642       return !BCValue.isUnknown();
643
644     // Constant condition variables mean the branch can only go a single way.
645     return BI->getSuccessor(CI->isZero()) == To;
646   }
647
648   // Unwinding instructions successors are always executable.
649   if (TI->isExceptional())
650     return true;
651
652   if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
653     if (SI->getNumCases() < 1)
654       return true;
655
656     LatticeVal SCValue = getValueState(SI->getCondition());
657     ConstantInt *CI = SCValue.getConstantInt();
658
659     if (!CI)
660       return !SCValue.isUnknown();
661
662     return SI->findCaseValue(CI).getCaseSuccessor() == To;
663   }
664
665   // Just mark all destinations executable!
666   // TODO: This could be improved if the operand is a [cast of a] BlockAddress.
667   if (isa<IndirectBrInst>(TI))
668     return true;
669
670   DEBUG(dbgs() << "Unknown terminator instruction: " << *TI << '\n');
671   llvm_unreachable("SCCP: Don't know how to handle this terminator!");
672 }
673
674 // visit Implementations - Something changed in this instruction, either an
675 // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
676 // the value type of I to reflect these changes if appropriate.  This method
677 // makes sure to do the following actions:
678 //
679 // 1. If a phi node merges two constants in, and has conflicting value coming
680 //    from different branches, or if the PHI node merges in an overdefined
681 //    value, then the PHI node becomes overdefined.
682 // 2. If a phi node merges only constants in, and they all agree on value, the
683 //    PHI node becomes a constant value equal to that.
684 // 3. If V <- x (op) y && isConstant(x) && isConstant(y) V = Constant
685 // 4. If V <- x (op) y && (isOverdefined(x) || isOverdefined(y)) V = Overdefined
686 // 5. If V <- MEM or V <- CALL or V <- (unknown) then V = Overdefined
687 // 6. If a conditional branch has a value that is constant, make the selected
688 //    destination executable
689 // 7. If a conditional branch has a value that is overdefined, make all
690 //    successors executable.
691 //
692 void SCCPSolver::visitPHINode(PHINode &PN) {
693   // If this PN returns a struct, just mark the result overdefined.
694   // TODO: We could do a lot better than this if code actually uses this.
695   if (PN.getType()->isStructTy())
696     return markAnythingOverdefined(&PN);
697
698   if (getValueState(&PN).isOverdefined())
699     return;  // Quick exit
700
701   // Super-extra-high-degree PHI nodes are unlikely to ever be marked constant,
702   // and slow us down a lot.  Just mark them overdefined.
703   if (PN.getNumIncomingValues() > 64)
704     return markOverdefined(&PN);
705
706   // Look at all of the executable operands of the PHI node.  If any of them
707   // are overdefined, the PHI becomes overdefined as well.  If they are all
708   // constant, and they agree with each other, the PHI becomes the identical
709   // constant.  If they are constant and don't agree, the PHI is overdefined.
710   // If there are no executable operands, the PHI remains unknown.
711   //
712   Constant *OperandVal = nullptr;
713   for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
714     LatticeVal IV = getValueState(PN.getIncomingValue(i));
715     if (IV.isUnknown()) continue;  // Doesn't influence PHI node.
716
717     if (!isEdgeFeasible(PN.getIncomingBlock(i), PN.getParent()))
718       continue;
719
720     if (IV.isOverdefined())    // PHI node becomes overdefined!
721       return markOverdefined(&PN);
722
723     if (!OperandVal) {   // Grab the first value.
724       OperandVal = IV.getConstant();
725       continue;
726     }
727
728     // There is already a reachable operand.  If we conflict with it,
729     // then the PHI node becomes overdefined.  If we agree with it, we
730     // can continue on.
731
732     // Check to see if there are two different constants merging, if so, the PHI
733     // node is overdefined.
734     if (IV.getConstant() != OperandVal)
735       return markOverdefined(&PN);
736   }
737
738   // If we exited the loop, this means that the PHI node only has constant
739   // arguments that agree with each other(and OperandVal is the constant) or
740   // OperandVal is null because there are no defined incoming arguments.  If
741   // this is the case, the PHI remains unknown.
742   //
743   if (OperandVal)
744     markConstant(&PN, OperandVal);      // Acquire operand value
745 }
746
747 void SCCPSolver::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
748   if (I.getNumOperands() == 0) return;  // ret void
749
750   Function *F = I.getParent()->getParent();
751   Value *ResultOp = I.getOperand(0);
752
753   // If we are tracking the return value of this function, merge it in.
754   if (!TrackedRetVals.empty() && !ResultOp->getType()->isStructTy()) {
755     DenseMap<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI =
756       TrackedRetVals.find(F);
757     if (TFRVI != TrackedRetVals.end()) {
758       mergeInValue(TFRVI->second, F, getValueState(ResultOp));
759       return;
760     }
761   }
762
763   // Handle functions that return multiple values.
764   if (!TrackedMultipleRetVals.empty()) {
765     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(ResultOp->getType()))
766       if (MRVFunctionsTracked.count(F))
767         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
768           mergeInValue(TrackedMultipleRetVals[std::make_pair(F, i)], F,
769                        getStructValueState(ResultOp, i));
770
771   }
772 }
773
774 void SCCPSolver::visitTerminatorInst(TerminatorInst &TI) {
775   SmallVector<bool, 16> SuccFeasible;
776   getFeasibleSuccessors(TI, SuccFeasible);
777
778   BasicBlock *BB = TI.getParent();
779
780   // Mark all feasible successors executable.
781   for (unsigned i = 0, e = SuccFeasible.size(); i != e; ++i)
782     if (SuccFeasible[i])
783       markEdgeExecutable(BB, TI.getSuccessor(i));
784 }
785
786 void SCCPSolver::visitCastInst(CastInst &I) {
787   LatticeVal OpSt = getValueState(I.getOperand(0));
788   if (OpSt.isOverdefined())          // Inherit overdefinedness of operand
789     markOverdefined(&I);
790   else if (OpSt.isConstant()) {
791     // Fold the constant as we build.
792     Constant *C = ConstantFoldCastOperand(I.getOpcode(), OpSt.getConstant(),
793                                           I.getType(), DL);
794     if (isa<UndefValue>(C))
795       return;
796     // Propagate constant value
797     markConstant(&I, C);
798   }
799 }
800
801
802 void SCCPSolver::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
803   // If this returns a struct, mark all elements over defined, we don't track
804   // structs in structs.
805   if (EVI.getType()->isStructTy())
806     return markAnythingOverdefined(&EVI);
807
808   // If this is extracting from more than one level of struct, we don't know.
809   if (EVI.getNumIndices() != 1)
810     return markOverdefined(&EVI);
811
812   Value *AggVal = EVI.getAggregateOperand();
813   if (AggVal->getType()->isStructTy()) {
814     unsigned i = *EVI.idx_begin();
815     LatticeVal EltVal = getStructValueState(AggVal, i);
816     mergeInValue(getValueState(&EVI), &EVI, EltVal);
817   } else {
818     // Otherwise, must be extracting from an array.
819     return markOverdefined(&EVI);
820   }
821 }
822
823 void SCCPSolver::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
824   auto *STy = dyn_cast<StructType>(IVI.getType());
825   if (!STy)
826     return markOverdefined(&IVI);
827
828   // If this has more than one index, we can't handle it, drive all results to
829   // undef.
830   if (IVI.getNumIndices() != 1)
831     return markAnythingOverdefined(&IVI);
832
833   Value *Aggr = IVI.getAggregateOperand();
834   unsigned Idx = *IVI.idx_begin();
835
836   // Compute the result based on what we're inserting.
837   for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
838     // This passes through all values that aren't the inserted element.
839     if (i != Idx) {
840       LatticeVal EltVal = getStructValueState(Aggr, i);
841       mergeInValue(getStructValueState(&IVI, i), &IVI, EltVal);
842       continue;
843     }
844
845     Value *Val = IVI.getInsertedValueOperand();
846     if (Val->getType()->isStructTy())
847       // We don't track structs in structs.
848       markOverdefined(getStructValueState(&IVI, i), &IVI);
849     else {
850       LatticeVal InVal = getValueState(Val);
851       mergeInValue(getStructValueState(&IVI, i), &IVI, InVal);
852     }
853   }
854 }
855
856 void SCCPSolver::visitSelectInst(SelectInst &I) {
857   // If this select returns a struct, just mark the result overdefined.
858   // TODO: We could do a lot better than this if code actually uses this.
859   if (I.getType()->isStructTy())
860     return markAnythingOverdefined(&I);
861
862   LatticeVal CondValue = getValueState(I.getCondition());
863   if (CondValue.isUnknown())
864     return;
865
866   if (ConstantInt *CondCB = CondValue.getConstantInt()) {
867     Value *OpVal = CondCB->isZero() ? I.getFalseValue() : I.getTrueValue();
868     mergeInValue(&I, getValueState(OpVal));
869     return;
870   }
871
872   // Otherwise, the condition is overdefined or a constant we can't evaluate.
873   // See if we can produce something better than overdefined based on the T/F
874   // value.
875   LatticeVal TVal = getValueState(I.getTrueValue());
876   LatticeVal FVal = getValueState(I.getFalseValue());
877
878   // select ?, C, C -> C.
879   if (TVal.isConstant() && FVal.isConstant() &&
880       TVal.getConstant() == FVal.getConstant())
881     return markConstant(&I, FVal.getConstant());
882
883   if (TVal.isUnknown())   // select ?, undef, X -> X.
884     return mergeInValue(&I, FVal);
885   if (FVal.isUnknown())   // select ?, X, undef -> X.
886     return mergeInValue(&I, TVal);
887   markOverdefined(&I);
888 }
889
890 // Handle Binary Operators.
891 void SCCPSolver::visitBinaryOperator(Instruction &I) {
892   LatticeVal V1State = getValueState(I.getOperand(0));
893   LatticeVal V2State = getValueState(I.getOperand(1));
894
895   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
896   if (IV.isOverdefined()) return;
897
898   if (V1State.isConstant() && V2State.isConstant()) {
899     Constant *C = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), V1State.getConstant(),
900                                     V2State.getConstant());
901     // X op Y -> undef.
902     if (isa<UndefValue>(C))
903       return;
904     return markConstant(IV, &I, C);
905   }
906
907   // If something is undef, wait for it to resolve.
908   if (!V1State.isOverdefined() && !V2State.isOverdefined())
909     return;
910
911   // Otherwise, one of our operands is overdefined.  Try to produce something
912   // better than overdefined with some tricks.
913
914   // If this is an AND or OR with 0 or -1, it doesn't matter that the other
915   // operand is overdefined.
916   if (I.getOpcode() == Instruction::And || I.getOpcode() == Instruction::Mul ||
917       I.getOpcode() == Instruction::Or) {
918     LatticeVal *NonOverdefVal = nullptr;
919     if (!V1State.isOverdefined())
920       NonOverdefVal = &V1State;
921     else if (!V2State.isOverdefined())
922       NonOverdefVal = &V2State;
923
924     if (NonOverdefVal) {
925       if (NonOverdefVal->isUnknown())
926         return;
927
928       if (I.getOpcode() == Instruction::And ||
929           I.getOpcode() == Instruction::Mul) {
930         // X and 0 = 0
931         // X * 0 = 0
932         if (NonOverdefVal->getConstant()->isNullValue())
933           return markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
934       } else {
935         // X or -1 = -1
936         if (ConstantInt *CI = NonOverdefVal->getConstantInt())
937           if (CI->isAllOnesValue())
938             return markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
939       }
940     }
941   }
942
943
944   markOverdefined(&I);
945 }
946
947 // Handle ICmpInst instruction.
948 void SCCPSolver::visitCmpInst(CmpInst &I) {
949   LatticeVal V1State = getValueState(I.getOperand(0));
950   LatticeVal V2State = getValueState(I.getOperand(1));
951
952   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
953   if (IV.isOverdefined()) return;
954
955   if (V1State.isConstant() && V2State.isConstant()) {
956     Constant *C = ConstantExpr::getCompare(
957         I.getPredicate(), V1State.getConstant(), V2State.getConstant());
958     if (isa<UndefValue>(C))
959       return;
960     return markConstant(IV, &I, C);
961   }
962
963   // If operands are still unknown, wait for it to resolve.
964   if (!V1State.isOverdefined() && !V2State.isOverdefined())
965     return;
966
967   markOverdefined(&I);
968 }
969
970 // Handle getelementptr instructions.  If all operands are constants then we
971 // can turn this into a getelementptr ConstantExpr.
972 //
973 void SCCPSolver::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
974   if (ValueState[&I].isOverdefined()) return;
975
976   SmallVector<Constant*, 8> Operands;
977   Operands.reserve(I.getNumOperands());
978
979   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
980     LatticeVal State = getValueState(I.getOperand(i));
981     if (State.isUnknown())
982       return;  // Operands are not resolved yet.
983
984     if (State.isOverdefined())
985       return markOverdefined(&I);
986
987     assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
988     Operands.push_back(State.getConstant());
989   }
990
991   Constant *Ptr = Operands[0];
992   auto Indices = makeArrayRef(Operands.begin() + 1, Operands.end());
993   Constant *C =
994       ConstantExpr::getGetElementPtr(I.getSourceElementType(), Ptr, Indices);
995   if (isa<UndefValue>(C))
996       return;
997   markConstant(&I, C);
998 }
999
1000 void SCCPSolver::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
1001   // If this store is of a struct, ignore it.
1002   if (SI.getOperand(0)->getType()->isStructTy())
1003     return;
1004
1005   if (TrackedGlobals.empty() || !isa<GlobalVariable>(SI.getOperand(1)))
1006     return;
1007
1008   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(SI.getOperand(1));
1009   DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator I = TrackedGlobals.find(GV);
1010   if (I == TrackedGlobals.end() || I->second.isOverdefined()) return;
1011
1012   // Get the value we are storing into the global, then merge it.
1013   mergeInValue(I->second, GV, getValueState(SI.getOperand(0)));
1014   if (I->second.isOverdefined())
1015     TrackedGlobals.erase(I);      // No need to keep tracking this!
1016 }
1017
1018
1019 // Handle load instructions.  If the operand is a constant pointer to a constant
1020 // global, we can replace the load with the loaded constant value!
1021 void SCCPSolver::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1022   // If this load is of a struct, just mark the result overdefined.
1023   if (I.getType()->isStructTy())
1024     return markAnythingOverdefined(&I);
1025
1026   LatticeVal PtrVal = getValueState(I.getOperand(0));
1027   if (PtrVal.isUnknown()) return;   // The pointer is not resolved yet!
1028
1029   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
1030   if (IV.isOverdefined()) return;
1031
1032   if (!PtrVal.isConstant() || I.isVolatile())
1033     return markOverdefined(IV, &I);
1034
1035   Constant *Ptr = PtrVal.getConstant();
1036
1037   // load null is undefined.
1038   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr) && I.getPointerAddressSpace() == 0)
1039     return;
1040
1041   // Transform load (constant global) into the value loaded.
1042   if (auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Ptr)) {
1043     if (!TrackedGlobals.empty()) {
1044       // If we are tracking this global, merge in the known value for it.
1045       DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator It =
1046         TrackedGlobals.find(GV);
1047       if (It != TrackedGlobals.end()) {
1048         mergeInValue(IV, &I, It->second);
1049         return;
1050       }
1051     }
1052   }
1053
1054   // Transform load from a constant into a constant if possible.
1055   if (Constant *C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(Ptr, I.getType(), DL)) {
1056     if (isa<UndefValue>(C))
1057       return;
1058     return markConstant(IV, &I, C);
1059   }
1060
1061   // Otherwise we cannot say for certain what value this load will produce.
1062   // Bail out.
1063   markOverdefined(IV, &I);
1064 }
1065
1066 void SCCPSolver::visitCallSite(CallSite CS) {
1067   Function *F = CS.getCalledFunction();
1068   Instruction *I = CS.getInstruction();
1069
1070   // The common case is that we aren't tracking the callee, either because we
1071   // are not doing interprocedural analysis or the callee is indirect, or is
1072   // external.  Handle these cases first.
1073   if (!F || F->isDeclaration()) {
1074 CallOverdefined:
1075     // Void return and not tracking callee, just bail.
1076     if (I->getType()->isVoidTy()) return;
1077
1078     // Otherwise, if we have a single return value case, and if the function is
1079     // a declaration, maybe we can constant fold it.
1080     if (F && F->isDeclaration() && !I->getType()->isStructTy() &&
1081         canConstantFoldCallTo(F)) {
1082
1083       SmallVector<Constant*, 8> Operands;
1084       for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1085            AI != E; ++AI) {
1086         LatticeVal State = getValueState(*AI);
1087
1088         if (State.isUnknown())
1089           return;  // Operands are not resolved yet.
1090         if (State.isOverdefined())
1091           return markOverdefined(I);
1092         assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
1093         Operands.push_back(State.getConstant());
1094       }
1095
1096       if (getValueState(I).isOverdefined())
1097         return;
1098
1099       // If we can constant fold this, mark the result of the call as a
1100       // constant.
1101       if (Constant *C = ConstantFoldCall(F, Operands, TLI)) {
1102         // call -> undef.
1103         if (isa<UndefValue>(C))
1104           return;
1105         return markConstant(I, C);
1106       }
1107     }
1108
1109     // Otherwise, we don't know anything about this call, mark it overdefined.
1110     return markAnythingOverdefined(I);
1111   }
1112
1113   // If this is a local function that doesn't have its address taken, mark its
1114   // entry block executable and merge in the actual arguments to the call into
1115   // the formal arguments of the function.
1116   if (!TrackingIncomingArguments.empty() && TrackingIncomingArguments.count(F)){
1117     MarkBlockExecutable(&F->front());
1118
1119     // Propagate information from this call site into the callee.
1120     CallSite::arg_iterator CAI = CS.arg_begin();
1121     for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1122          AI != E; ++AI, ++CAI) {
1123       // If this argument is byval, and if the function is not readonly, there
1124       // will be an implicit copy formed of the input aggregate.
1125       if (AI->hasByValAttr() && !F->onlyReadsMemory()) {
1126         markOverdefined(&*AI);
1127         continue;
1128       }
1129
1130       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(AI->getType())) {
1131         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1132           LatticeVal CallArg = getStructValueState(*CAI, i);
1133           mergeInValue(getStructValueState(&*AI, i), &*AI, CallArg);
1134         }
1135       } else {
1136         mergeInValue(&*AI, getValueState(*CAI));
1137       }
1138     }
1139   }
1140
1141   // If this is a single/zero retval case, see if we're tracking the function.
1142   if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType())) {
1143     if (!MRVFunctionsTracked.count(F))
1144       goto CallOverdefined;  // Not tracking this callee.
1145
1146     // If we are tracking this callee, propagate the result of the function
1147     // into this call site.
1148     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1149       mergeInValue(getStructValueState(I, i), I,
1150                    TrackedMultipleRetVals[std::make_pair(F, i)]);
1151   } else {
1152     DenseMap<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI = TrackedRetVals.find(F);
1153     if (TFRVI == TrackedRetVals.end())
1154       goto CallOverdefined;  // Not tracking this callee.
1155
1156     // If so, propagate the return value of the callee into this call result.
1157     mergeInValue(I, TFRVI->second);
1158   }
1159 }
1160
1161 void SCCPSolver::Solve() {
1162   // Process the work lists until they are empty!
1163   while (!BBWorkList.empty() || !InstWorkList.empty() ||
1164          !OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1165     // Process the overdefined instruction's work list first, which drives other
1166     // things to overdefined more quickly.
1167     while (!OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1168       Value *I = OverdefinedInstWorkList.pop_back_val();
1169
1170       DEBUG(dbgs() << "\nPopped off OI-WL: " << *I << '\n');
1171
1172       // "I" got into the work list because it either made the transition from
1173       // bottom to constant, or to overdefined.
1174       //
1175       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1176       // since all of its users will have already been marked as overdefined
1177       // Update all of the users of this instruction's value.
1178       //
1179       for (User *U : I->users())
1180         if (auto *UI = dyn_cast<Instruction>(U))
1181           OperandChangedState(UI);
1182     }
1183
1184     // Process the instruction work list.
1185     while (!InstWorkList.empty()) {
1186       Value *I = InstWorkList.pop_back_val();
1187
1188       DEBUG(dbgs() << "\nPopped off I-WL: " << *I << '\n');
1189
1190       // "I" got into the work list because it made the transition from undef to
1191       // constant.
1192       //
1193       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1194       // since all of its users will have already been marked as overdefined.
1195       // Update all of the users of this instruction's value.
1196       //
1197       if (I->getType()->isStructTy() || !getValueState(I).isOverdefined())
1198         for (User *U : I->users())
1199           if (auto *UI = dyn_cast<Instruction>(U))
1200             OperandChangedState(UI);
1201     }
1202
1203     // Process the basic block work list.
1204     while (!BBWorkList.empty()) {
1205       BasicBlock *BB = BBWorkList.back();
1206       BBWorkList.pop_back();
1207
1208       DEBUG(dbgs() << "\nPopped off BBWL: " << *BB << '\n');
1209
1210       // Notify all instructions in this basic block that they are newly
1211       // executable.
1212       visit(BB);
1213     }
1214   }
1215 }
1216
1217 /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
1218 /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
1219 /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
1220 /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
1221 /// should be rerun.
1222 ///
1223 /// This method handles this by finding an unresolved branch and marking it one
1224 /// of the edges from the block as being feasible, even though the condition
1225 /// doesn't say it would otherwise be.  This allows SCCP to find the rest of the
1226 /// CFG and only slightly pessimizes the analysis results (by marking one,
1227 /// potentially infeasible, edge feasible).  This cannot usefully modify the
1228 /// constraints on the condition of the branch, as that would impact other users
1229 /// of the value.
1230 ///
1231 /// This scan also checks for values that use undefs, whose results are actually
1232 /// defined.  For example, 'zext i8 undef to i32' should produce all zeros
1233 /// conservatively, as "(zext i8 X -> i32) & 0xFF00" must always return zero,
1234 /// even if X isn't defined.
1235 bool SCCPSolver::ResolvedUndefsIn(Function &F) {
1236   for (BasicBlock &BB : F) {
1237     if (!BBExecutable.count(&BB))
1238       continue;
1239
1240     for (Instruction &I : BB) {
1241       // Look for instructions which produce undef values.
1242       if (I.getType()->isVoidTy()) continue;
1243
1244       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(I.getType())) {
1245         // Only a few things that can be structs matter for undef.
1246
1247         // Tracked calls must never be marked overdefined in ResolvedUndefsIn.
1248         if (CallSite CS = CallSite(&I))
1249           if (Function *F = CS.getCalledFunction())
1250             if (MRVFunctionsTracked.count(F))
1251               continue;
1252
1253         // extractvalue and insertvalue don't need to be marked; they are
1254         // tracked as precisely as their operands.
1255         if (isa<ExtractValueInst>(I) || isa<InsertValueInst>(I))
1256           continue;
1257
1258         // Send the results of everything else to overdefined.  We could be
1259         // more precise than this but it isn't worth bothering.
1260         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1261           LatticeVal &LV = getStructValueState(&I, i);
1262           if (LV.isUnknown())
1263             markOverdefined(LV, &I);
1264         }
1265         continue;
1266       }
1267
1268       LatticeVal &LV = getValueState(&I);
1269       if (!LV.isUnknown()) continue;
1270
1271       // extractvalue is safe; check here because the argument is a struct.
1272       if (isa<ExtractValueInst>(I))
1273         continue;
1274
1275       // Compute the operand LatticeVals, for convenience below.
1276       // Anything taking a struct is conservatively assumed to require
1277       // overdefined markings.
1278       if (I.getOperand(0)->getType()->isStructTy()) {
1279         markOverdefined(&I);
1280         return true;
1281       }
1282       LatticeVal Op0LV = getValueState(I.getOperand(0));
1283       LatticeVal Op1LV;
1284       if (I.getNumOperands() == 2) {
1285         if (I.getOperand(1)->getType()->isStructTy()) {
1286           markOverdefined(&I);
1287           return true;
1288         }
1289
1290         Op1LV = getValueState(I.getOperand(1));
1291       }
1292       // If this is an instructions whose result is defined even if the input is
1293       // not fully defined, propagate the information.
1294       Type *ITy = I.getType();
1295       switch (I.getOpcode()) {
1296       case Instruction::Add:
1297       case Instruction::Sub:
1298       case Instruction::Trunc:
1299       case Instruction::FPTrunc:
1300       case Instruction::BitCast:
1301         break; // Any undef -> undef
1302       case Instruction::FSub:
1303       case Instruction::FAdd:
1304       case Instruction::FMul:
1305       case Instruction::FDiv:
1306       case Instruction::FRem:
1307         // Floating-point binary operation: be conservative.
1308         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1309           markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1310         else
1311           markOverdefined(&I);
1312         return true;
1313       case Instruction::ZExt:
1314       case Instruction::SExt:
1315       case Instruction::FPToUI:
1316       case Instruction::FPToSI:
1317       case Instruction::FPExt:
1318       case Instruction::PtrToInt:
1319       case Instruction::IntToPtr:
1320       case Instruction::SIToFP:
1321       case Instruction::UIToFP:
1322         // undef -> 0; some outputs are impossible
1323         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1324         return true;
1325       case Instruction::Mul:
1326       case Instruction::And:
1327         // Both operands undef -> undef
1328         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1329           break;
1330         // undef * X -> 0.   X could be zero.
1331         // undef & X -> 0.   X could be zero.
1332         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1333         return true;
1334
1335       case Instruction::Or:
1336         // Both operands undef -> undef
1337         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1338           break;
1339         // undef | X -> -1.   X could be -1.
1340         markForcedConstant(&I, Constant::getAllOnesValue(ITy));
1341         return true;
1342
1343       case Instruction::Xor:
1344         // undef ^ undef -> 0; strictly speaking, this is not strictly
1345         // necessary, but we try to be nice to people who expect this
1346         // behavior in simple cases
1347         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown()) {
1348           markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1349           return true;
1350         }
1351         // undef ^ X -> undef
1352         break;
1353
1354       case Instruction::SDiv:
1355       case Instruction::UDiv:
1356       case Instruction::SRem:
1357       case Instruction::URem:
1358         // X / undef -> undef.  No change.
1359         // X % undef -> undef.  No change.
1360         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1361
1362         // X / 0 -> undef.  No change.
1363         // X % 0 -> undef.  No change.
1364         if (Op1LV.isConstant() && Op1LV.getConstant()->isZeroValue())
1365           break;
1366
1367         // undef / X -> 0.   X could be maxint.
1368         // undef % X -> 0.   X could be 1.
1369         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1370         return true;
1371
1372       case Instruction::AShr:
1373         // X >>a undef -> undef.
1374         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1375
1376         // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1377         if (Op1LV.isConstant()) {
1378           if (auto *ShiftAmt = Op1LV.getConstantInt())
1379             if (ShiftAmt->getLimitedValue() >=
1380                 ShiftAmt->getType()->getScalarSizeInBits())
1381               break;
1382         }
1383
1384         // undef >>a X -> 0
1385         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1386         return true;
1387       case Instruction::LShr:
1388       case Instruction::Shl:
1389         // X << undef -> undef.
1390         // X >> undef -> undef.
1391         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1392
1393         // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1394         if (Op1LV.isConstant()) {
1395           if (auto *ShiftAmt = Op1LV.getConstantInt())
1396             if (ShiftAmt->getLimitedValue() >=
1397                 ShiftAmt->getType()->getScalarSizeInBits())
1398               break;
1399         }
1400
1401         // undef << X -> 0
1402         // undef >> X -> 0
1403         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1404         return true;
1405       case Instruction::Select:
1406         Op1LV = getValueState(I.getOperand(1));
1407         // undef ? X : Y  -> X or Y.  There could be commonality between X/Y.
1408         if (Op0LV.isUnknown()) {
1409           if (!Op1LV.isConstant())  // Pick the constant one if there is any.
1410             Op1LV = getValueState(I.getOperand(2));
1411         } else if (Op1LV.isUnknown()) {
1412           // c ? undef : undef -> undef.  No change.
1413           Op1LV = getValueState(I.getOperand(2));
1414           if (Op1LV.isUnknown())
1415             break;
1416           // Otherwise, c ? undef : x -> x.
1417         } else {
1418           // Leave Op1LV as Operand(1)'s LatticeValue.
1419         }
1420
1421         if (Op1LV.isConstant())
1422           markForcedConstant(&I, Op1LV.getConstant());
1423         else
1424           markOverdefined(&I);
1425         return true;
1426       case Instruction::Load:
1427         // A load here means one of two things: a load of undef from a global,
1428         // a load from an unknown pointer.  Either way, having it return undef
1429         // is okay.
1430         break;
1431       case Instruction::ICmp:
1432         // X == undef -> undef.  Other comparisons get more complicated.
1433         if (cast<ICmpInst>(&I)->isEquality())
1434           break;
1435         markOverdefined(&I);
1436         return true;
1437       case Instruction::Call:
1438       case Instruction::Invoke: {
1439         // There are two reasons a call can have an undef result
1440         // 1. It could be tracked.
1441         // 2. It could be constant-foldable.
1442         // Because of the way we solve return values, tracked calls must
1443         // never be marked overdefined in ResolvedUndefsIn.
1444         if (Function *F = CallSite(&I).getCalledFunction())
1445           if (TrackedRetVals.count(F))
1446             break;
1447
1448         // If the call is constant-foldable, we mark it overdefined because
1449         // we do not know what return values are valid.
1450         markOverdefined(&I);
1451         return true;
1452       }
1453       default:
1454         // If we don't know what should happen here, conservatively mark it
1455         // overdefined.
1456         markOverdefined(&I);
1457         return true;
1458       }
1459     }
1460
1461     // Check to see if we have a branch or switch on an undefined value.  If so
1462     // we force the branch to go one way or the other to make the successor
1463     // values live.  It doesn't really matter which way we force it.
1464     TerminatorInst *TI = BB.getTerminator();
1465     if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1466       if (!BI->isConditional()) continue;
1467       if (!getValueState(BI->getCondition()).isUnknown())
1468         continue;
1469
1470       // If the input to SCCP is actually branch on undef, fix the undef to
1471       // false.
1472       if (isa<UndefValue>(BI->getCondition())) {
1473         BI->setCondition(ConstantInt::getFalse(BI->getContext()));
1474         markEdgeExecutable(&BB, TI->getSuccessor(1));
1475         return true;
1476       }
1477
1478       // Otherwise, it is a branch on a symbolic value which is currently
1479       // considered to be undef.  Handle this by forcing the input value to the
1480       // branch to false.
1481       markForcedConstant(BI->getCondition(),
1482                          ConstantInt::getFalse(TI->getContext()));
1483       return true;
1484     }
1485
1486     if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1487       if (!SI->getNumCases() || !getValueState(SI->getCondition()).isUnknown())
1488         continue;
1489
1490       // If the input to SCCP is actually switch on undef, fix the undef to
1491       // the first constant.
1492       if (isa<UndefValue>(SI->getCondition())) {
1493         SI->setCondition(SI->case_begin().getCaseValue());
1494         markEdgeExecutable(&BB, SI->case_begin().getCaseSuccessor());
1495         return true;
1496       }
1497
1498       markForcedConstant(SI->getCondition(), SI->case_begin().getCaseValue());
1499       return true;
1500     }
1501   }
1502
1503   return false;
1504 }
1505
1506 static bool tryToReplaceWithConstant(SCCPSolver &Solver, Value *V) {
1507   Constant *Const = nullptr;
1508   if (V->getType()->isStructTy()) {
1509     std::vector<LatticeVal> IVs = Solver.getStructLatticeValueFor(V);
1510     if (any_of(IVs, [](const LatticeVal &LV) { return LV.isOverdefined(); }))
1511       return false;
1512     std::vector<Constant *> ConstVals;
1513     auto *ST = dyn_cast<StructType>(V->getType());
1514     for (unsigned i = 0, e = ST->getNumElements(); i != e; ++i) {
1515       LatticeVal V = IVs[i];
1516       ConstVals.push_back(V.isConstant()
1517                               ? V.getConstant()
1518                               : UndefValue::get(ST->getElementType(i)));
1519     }
1520     Const = ConstantStruct::get(ST, ConstVals);
1521   } else {
1522     LatticeVal IV = Solver.getLatticeValueFor(V);
1523     if (IV.isOverdefined())
1524       return false;
1525     Const = IV.isConstant() ? IV.getConstant() : UndefValue::get(V->getType());
1526   }
1527   assert(Const && "Constant is nullptr here!");
1528   DEBUG(dbgs() << "  Constant: " << *Const << " = " << *V << '\n');
1529
1530   // Replaces all of the uses of a variable with uses of the constant.
1531   V->replaceAllUsesWith(Const);
1532   return true;
1533 }
1534
1535 // runSCCP() - Run the Sparse Conditional Constant Propagation algorithm,
1536 // and return true if the function was modified.
1537 //
1538 static bool runSCCP(Function &F, const DataLayout &DL,
1539                     const TargetLibraryInfo *TLI) {
1540   DEBUG(dbgs() << "SCCP on function '" << F.getName() << "'\n");
1541   SCCPSolver Solver(DL, TLI);
1542
1543   // Mark the first block of the function as being executable.
1544   Solver.MarkBlockExecutable(&F.front());
1545
1546   // Mark all arguments to the function as being overdefined.
1547   for (Argument &AI : F.args())
1548     Solver.markAnythingOverdefined(&AI);
1549
1550   // Solve for constants.
1551   bool ResolvedUndefs = true;
1552   while (ResolvedUndefs) {
1553     Solver.Solve();
1554     DEBUG(dbgs() << "RESOLVING UNDEFs\n");
1555     ResolvedUndefs = Solver.ResolvedUndefsIn(F);
1556   }
1557
1558   bool MadeChanges = false;
1559
1560   // If we decided that there are basic blocks that are dead in this function,
1561   // delete their contents now.  Note that we cannot actually delete the blocks,
1562   // as we cannot modify the CFG of the function.
1563
1564   for (BasicBlock &BB : F) {
1565     if (!Solver.isBlockExecutable(&BB)) {
1566       DEBUG(dbgs() << "  BasicBlock Dead:" << BB);
1567
1568       ++NumDeadBlocks;
1569       NumInstRemoved += removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(&BB);
1570
1571       MadeChanges = true;
1572       continue;
1573     }
1574
1575     // Iterate over all of the instructions in a function, replacing them with
1576     // constants if we have found them to be of constant values.
1577     //
1578     for (BasicBlock::iterator BI = BB.begin(), E = BB.end(); BI != E;) {
1579       Instruction *Inst = &*BI++;
1580       if (Inst->getType()->isVoidTy() || isa<TerminatorInst>(Inst))
1581         continue;
1582
1583       if (tryToReplaceWithConstant(Solver, Inst)) {
1584         if (isInstructionTriviallyDead(Inst))
1585           Inst->eraseFromParent();
1586         // Hey, we just changed something!
1587         MadeChanges = true;
1588         ++NumInstRemoved;
1589       }
1590     }
1591   }
1592
1593   return MadeChanges;
1594 }
1595
1596 PreservedAnalyses SCCPPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
1597   const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
1598   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
1599   if (!runSCCP(F, DL, &TLI))
1600     return PreservedAnalyses::all();
1601
1602   auto PA = PreservedAnalyses();
1603   PA.preserve<GlobalsAA>();
1604   return PA;
1605 }
1606
1607 namespace {
1608 //===--------------------------------------------------------------------===//
1609 //
1610 /// SCCP Class - This class uses the SCCPSolver to implement a per-function
1611 /// Sparse Conditional Constant Propagator.
1612 ///
1613 class SCCPLegacyPass : public FunctionPass {
1614 public:
1615   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1616     AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
1617     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
1618   }
1619   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
1620   SCCPLegacyPass() : FunctionPass(ID) {
1621     initializeSCCPLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1622   }
1623
1624   // runOnFunction - Run the Sparse Conditional Constant Propagation
1625   // algorithm, and return true if the function was modified.
1626   //
1627   bool runOnFunction(Function &F) override {
1628     if (skipFunction(F))
1629       return false;
1630     const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
1631     const TargetLibraryInfo *TLI =
1632         &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
1633     return runSCCP(F, DL, TLI);
1634   }
1635 };
1636 } // end anonymous namespace
1637
1638 char SCCPLegacyPass::ID = 0;
1639 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SCCPLegacyPass, "sccp",
1640                       "Sparse Conditional Constant Propagation", false, false)
1641 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
1642 INITIALIZE_PASS_END(SCCPLegacyPass, "sccp",
1643                     "Sparse Conditional Constant Propagation", false, false)
1644
1645 // createSCCPPass - This is the public interface to this file.
1646 FunctionPass *llvm::createSCCPPass() { return new SCCPLegacyPass(); }
1647
1648 static bool AddressIsTaken(const GlobalValue *GV) {
1649   // Delete any dead constantexpr klingons.
1650   GV->removeDeadConstantUsers();
1651
1652   for (const Use &U : GV->uses()) {
1653     const User *UR = U.getUser();
1654     if (const auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(UR)) {
1655       if (SI->getOperand(0) == GV || SI->isVolatile())
1656         return true;  // Storing addr of GV.
1657     } else if (isa<InvokeInst>(UR) || isa<CallInst>(UR)) {
1658       // Make sure we are calling the function, not passing the address.
1659       ImmutableCallSite CS(cast<Instruction>(UR));
1660       if (!CS.isCallee(&U))
1661         return true;
1662     } else if (const auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(UR)) {
1663       if (LI->isVolatile())
1664         return true;
1665     } else if (isa<BlockAddress>(UR)) {
1666       // blockaddress doesn't take the address of the function, it takes addr
1667       // of label.
1668     } else {
1669       return true;
1670     }
1671   }
1672   return false;
1673 }
1674
1675 static void findReturnsToZap(Function &F,
1676                              SmallPtrSet<Function *, 32> &AddressTakenFunctions,
1677                              SmallVector<ReturnInst *, 8> &ReturnsToZap) {
1678   // We can only do this if we know that nothing else can call the function.
1679   if (!F.hasLocalLinkage() || AddressTakenFunctions.count(&F))
1680     return;
1681
1682   for (BasicBlock &BB : F)
1683     if (auto *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator()))
1684       if (!isa<UndefValue>(RI->getOperand(0)))
1685         ReturnsToZap.push_back(RI);
1686 }
1687
1688 static bool runIPSCCP(Module &M, const DataLayout &DL,
1689                       const TargetLibraryInfo *TLI) {
1690   SCCPSolver Solver(DL, TLI);
1691
1692   // AddressTakenFunctions - This set keeps track of the address-taken functions
1693   // that are in the input.  As IPSCCP runs through and simplifies code,
1694   // functions that were address taken can end up losing their
1695   // address-taken-ness.  Because of this, we keep track of their addresses from
1696   // the first pass so we can use them for the later simplification pass.
1697   SmallPtrSet<Function*, 32> AddressTakenFunctions;
1698
1699   // Loop over all functions, marking arguments to those with their addresses
1700   // taken or that are external as overdefined.
1701   //
1702   for (Function &F : M) {
1703     if (F.isDeclaration())
1704       continue;
1705
1706     // If this is an exact definition of this function, then we can propagate
1707     // information about its result into callsites of it.
1708     if (F.hasExactDefinition())
1709       Solver.AddTrackedFunction(&F);
1710
1711     // If this function only has direct calls that we can see, we can track its
1712     // arguments and return value aggressively, and can assume it is not called
1713     // unless we see evidence to the contrary.
1714     if (F.hasLocalLinkage()) {
1715       if (AddressIsTaken(&F))
1716         AddressTakenFunctions.insert(&F);
1717       else {
1718         Solver.AddArgumentTrackedFunction(&F);
1719         continue;
1720       }
1721     }
1722
1723     // Assume the function is called.
1724     Solver.MarkBlockExecutable(&F.front());
1725
1726     // Assume nothing about the incoming arguments.
1727     for (Argument &AI : F.args())
1728       Solver.markAnythingOverdefined(&AI);
1729   }
1730
1731   // Loop over global variables.  We inform the solver about any internal global
1732   // variables that do not have their 'addresses taken'.  If they don't have
1733   // their addresses taken, we can propagate constants through them.
1734   for (GlobalVariable &G : M.globals())
1735     if (!G.isConstant() && G.hasLocalLinkage() && !AddressIsTaken(&G))
1736       Solver.TrackValueOfGlobalVariable(&G);
1737
1738   // Solve for constants.
1739   bool ResolvedUndefs = true;
1740   while (ResolvedUndefs) {
1741     Solver.Solve();
1742
1743     DEBUG(dbgs() << "RESOLVING UNDEFS\n");
1744     ResolvedUndefs = false;
1745     for (Function &F : M)
1746       ResolvedUndefs |= Solver.ResolvedUndefsIn(F);
1747   }
1748
1749   bool MadeChanges = false;
1750
1751   // Iterate over all of the instructions in the module, replacing them with
1752   // constants if we have found them to be of constant values.
1753   //
1754   SmallVector<BasicBlock*, 512> BlocksToErase;
1755
1756   for (Function &F : M) {
1757     if (F.isDeclaration())
1758       continue;
1759
1760     if (Solver.isBlockExecutable(&F.front())) {
1761       for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); AI != E;
1762            ++AI) {
1763         if (AI->use_empty())
1764           continue;
1765         if (tryToReplaceWithConstant(Solver, &*AI))
1766           ++IPNumArgsElimed;
1767       }
1768     }
1769
1770     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
1771       if (!Solver.isBlockExecutable(&*BB)) {
1772         DEBUG(dbgs() << "  BasicBlock Dead:" << *BB);
1773
1774         ++NumDeadBlocks;
1775         NumInstRemoved +=
1776             changeToUnreachable(BB->getFirstNonPHI(), /*UseLLVMTrap=*/false);
1777
1778         MadeChanges = true;
1779
1780         if (&*BB != &F.front())
1781           BlocksToErase.push_back(&*BB);
1782         continue;
1783       }
1784
1785       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
1786         Instruction *Inst = &*BI++;
1787         if (Inst->getType()->isVoidTy())
1788           continue;
1789         if (tryToReplaceWithConstant(Solver, Inst)) {
1790           if (!isa<CallInst>(Inst) && !isa<TerminatorInst>(Inst))
1791             Inst->eraseFromParent();
1792           // Hey, we just changed something!
1793           MadeChanges = true;
1794           ++IPNumInstRemoved;
1795         }
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       for (Value::user_iterator UI = DeadBB->user_begin(),
1806                                 UE = DeadBB->user_end();
1807            UI != UE;) {
1808         // Grab the user and then increment the iterator early, as the user
1809         // will be deleted. Step past all adjacent uses from the same user.
1810         auto *I = dyn_cast<Instruction>(*UI);
1811         do { ++UI; } while (UI != UE && *UI == I);
1812
1813         // Ignore blockaddress users; BasicBlock's dtor will handle them.
1814         if (!I) continue;
1815
1816         bool Folded = ConstantFoldTerminator(I->getParent());
1817         if (!Folded) {
1818           // The constant folder may not have been able to fold the terminator
1819           // if this is a branch or switch on undef.  Fold it manually as a
1820           // branch to the first successor.
1821 #ifndef NDEBUG
1822           if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
1823             assert(BI->isConditional() && isa<UndefValue>(BI->getCondition()) &&
1824                    "Branch should be foldable!");
1825           } else if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(I)) {
1826             assert(isa<UndefValue>(SI->getCondition()) && "Switch should fold");
1827           } else {
1828             llvm_unreachable("Didn't fold away reference to block!");
1829           }
1830 #endif
1831
1832           // Make this an uncond branch to the first successor.
1833           TerminatorInst *TI = I->getParent()->getTerminator();
1834           BranchInst::Create(TI->getSuccessor(0), TI);
1835
1836           // Remove entries in successor phi nodes to remove edges.
1837           for (unsigned i = 1, e = TI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
1838             TI->getSuccessor(i)->removePredecessor(TI->getParent());
1839
1840           // Remove the old terminator.
1841           TI->eraseFromParent();
1842         }
1843       }
1844
1845       // Finally, delete the basic block.
1846       F.getBasicBlockList().erase(DeadBB);
1847     }
1848     BlocksToErase.clear();
1849   }
1850
1851   // If we inferred constant or undef return values for a function, we replaced
1852   // all call uses with the inferred value.  This means we don't need to bother
1853   // actually returning anything from the function.  Replace all return
1854   // instructions with return undef.
1855   //
1856   // Do this in two stages: first identify the functions we should process, then
1857   // actually zap their returns.  This is important because we can only do this
1858   // if the address of the function isn't taken.  In cases where a return is the
1859   // last use of a function, the order of processing functions would affect
1860   // whether other functions are optimizable.
1861   SmallVector<ReturnInst*, 8> ReturnsToZap;
1862
1863   const DenseMap<Function*, LatticeVal> &RV = Solver.getTrackedRetVals();
1864   for (const auto &I : RV) {
1865     Function *F = I.first;
1866     if (I.second.isOverdefined() || F->getReturnType()->isVoidTy())
1867       continue;
1868     findReturnsToZap(*F, AddressTakenFunctions, ReturnsToZap);
1869   }
1870
1871   for (const auto &F : Solver.getMRVFunctionsTracked()) {
1872     assert(F->getReturnType()->isStructTy() &&
1873            "The return type should be a struct");
1874     StructType *STy = cast<StructType>(F->getReturnType());
1875     if (Solver.isStructLatticeConstant(F, STy))
1876       findReturnsToZap(*F, AddressTakenFunctions, ReturnsToZap);
1877   }
1878
1879   // Zap all returns which we've identified as zap to change.
1880   for (unsigned i = 0, e = ReturnsToZap.size(); i != e; ++i) {
1881     Function *F = ReturnsToZap[i]->getParent()->getParent();
1882     ReturnsToZap[i]->setOperand(0, UndefValue::get(F->getReturnType()));
1883   }
1884
1885   // If we inferred constant or undef values for globals variables, we can
1886   // delete the global and any stores that remain to it.
1887   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &TG = Solver.getTrackedGlobals();
1888   for (DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::const_iterator I = TG.begin(),
1889          E = TG.end(); I != E; ++I) {
1890     GlobalVariable *GV = I->first;
1891     assert(!I->second.isOverdefined() &&
1892            "Overdefined values should have been taken out of the map!");
1893     DEBUG(dbgs() << "Found that GV '" << GV->getName() << "' is constant!\n");
1894     while (!GV->use_empty()) {
1895       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->user_back());
1896       SI->eraseFromParent();
1897     }
1898     M.getGlobalList().erase(GV);
1899     ++IPNumGlobalConst;
1900   }
1901
1902   return MadeChanges;
1903 }
1904
1905 PreservedAnalyses IPSCCPPass::run(Module &M, ModuleAnalysisManager &AM) {
1906   const DataLayout &DL = M.getDataLayout();
1907   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(M);
1908   if (!runIPSCCP(M, DL, &TLI))
1909     return PreservedAnalyses::all();
1910   return PreservedAnalyses::none();
1911 }
1912
1913 namespace {
1914 //===--------------------------------------------------------------------===//
1915 //
1916 /// IPSCCP Class - This class implements interprocedural Sparse Conditional
1917 /// Constant Propagation.
1918 ///
1919 class IPSCCPLegacyPass : public ModulePass {
1920 public:
1921   static char ID;
1922
1923   IPSCCPLegacyPass() : ModulePass(ID) {
1924     initializeIPSCCPLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1925   }
1926
1927   bool runOnModule(Module &M) override {
1928     if (skipModule(M))
1929       return false;
1930     const DataLayout &DL = M.getDataLayout();
1931     const TargetLibraryInfo *TLI =
1932         &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
1933     return runIPSCCP(M, DL, TLI);
1934   }
1935
1936   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1937     AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
1938   }
1939 };
1940 } // end anonymous namespace
1941
1942 char IPSCCPLegacyPass::ID = 0;
1943 INITIALIZE_PASS_BEGIN(IPSCCPLegacyPass, "ipsccp",
1944                       "Interprocedural Sparse Conditional Constant Propagation",
1945                       false, false)
1946 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
1947 INITIALIZE_PASS_END(IPSCCPLegacyPass, "ipsccp",
1948                     "Interprocedural Sparse Conditional Constant Propagation",
1949                     false, false)
1950
1951 // createIPSCCPPass - This is the public interface to this file.
1952 ModulePass *llvm::createIPSCCPPass() { return new IPSCCPLegacyPass(); }