]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/lib/Transforms/Scalar/SCCP.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / lib / Transforms / Scalar / SCCP.cpp
1 //===- SCCP.cpp - Sparse Conditional Constant Propagation -----------------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file implements sparse conditional constant propagation and merging:
10 //
11 // Specifically, this:
12 //   * Assumes values are constant unless proven otherwise
13 //   * Assumes BasicBlocks are dead unless proven otherwise
14 //   * Proves values to be constant, and replaces them with constants
15 //   * Proves conditional branches to be unconditional
16 //
17 //===----------------------------------------------------------------------===//
18
19 #include "llvm/Transforms/Scalar/SCCP.h"
20 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
21 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
22 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
23 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
24 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
25 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
27 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
29 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
30 #include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
31 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
33 #include "llvm/Analysis/ValueLattice.h"
34 #include "llvm/Analysis/ValueLatticeUtils.h"
35 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
36 #include "llvm/IR/CallSite.h"
37 #include "llvm/IR/Constant.h"
38 #include "llvm/IR/Constants.h"
39 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
40 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
41 #include "llvm/IR/Function.h"
42 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
43 #include "llvm/IR/InstVisitor.h"
44 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
45 #include "llvm/IR/Instruction.h"
46 #include "llvm/IR/Instructions.h"
47 #include "llvm/IR/Module.h"
48 #include "llvm/IR/PassManager.h"
49 #include "llvm/IR/Type.h"
50 #include "llvm/IR/User.h"
51 #include "llvm/IR/Value.h"
52 #include "llvm/Pass.h"
53 #include "llvm/Support/Casting.h"
54 #include "llvm/Support/Debug.h"
55 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
56 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
57 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
58 #include "llvm/Transforms/Utils/PredicateInfo.h"
59 #include <cassert>
60 #include <utility>
61 #include <vector>
62
63 using namespace llvm;
64
65 #define DEBUG_TYPE "sccp"
66
67 STATISTIC(NumInstRemoved, "Number of instructions removed");
68 STATISTIC(NumDeadBlocks , "Number of basic blocks unreachable");
69
70 STATISTIC(IPNumInstRemoved, "Number of instructions removed by IPSCCP");
71 STATISTIC(IPNumArgsElimed ,"Number of arguments constant propagated by IPSCCP");
72 STATISTIC(IPNumGlobalConst, "Number of globals found to be constant by IPSCCP");
73
74 namespace {
75
76 /// LatticeVal class - This class represents the different lattice values that
77 /// an LLVM value may occupy.  It is a simple class with value semantics.
78 ///
79 class LatticeVal {
80   enum LatticeValueTy {
81     /// unknown - This LLVM Value has no known value yet.
82     unknown,
83
84     /// constant - This LLVM Value has a specific constant value.
85     constant,
86
87     /// forcedconstant - This LLVM Value was thought to be undef until
88     /// ResolvedUndefsIn.  This is treated just like 'constant', but if merged
89     /// with another (different) constant, it goes to overdefined, instead of
90     /// asserting.
91     forcedconstant,
92
93     /// overdefined - This instruction is not known to be constant, and we know
94     /// it has a value.
95     overdefined
96   };
97
98   /// Val: This stores the current lattice value along with the Constant* for
99   /// the constant if this is a 'constant' or 'forcedconstant' value.
100   PointerIntPair<Constant *, 2, LatticeValueTy> Val;
101
102   LatticeValueTy getLatticeValue() const {
103     return Val.getInt();
104   }
105
106 public:
107   LatticeVal() : Val(nullptr, unknown) {}
108
109   bool isUnknown() const { return getLatticeValue() == unknown; }
110
111   bool isConstant() const {
112     return getLatticeValue() == constant || getLatticeValue() == forcedconstant;
113   }
114
115   bool isOverdefined() const { return getLatticeValue() == overdefined; }
116
117   Constant *getConstant() const {
118     assert(isConstant() && "Cannot get the constant of a non-constant!");
119     return Val.getPointer();
120   }
121
122   /// markOverdefined - Return true if this is a change in status.
123   bool markOverdefined() {
124     if (isOverdefined())
125       return false;
126
127     Val.setInt(overdefined);
128     return true;
129   }
130
131   /// markConstant - Return true if this is a change in status.
132   bool markConstant(Constant *V) {
133     if (getLatticeValue() == constant) { // Constant but not forcedconstant.
134       assert(getConstant() == V && "Marking constant with different value");
135       return false;
136     }
137
138     if (isUnknown()) {
139       Val.setInt(constant);
140       assert(V && "Marking constant with NULL");
141       Val.setPointer(V);
142     } else {
143       assert(getLatticeValue() == forcedconstant &&
144              "Cannot move from overdefined to constant!");
145       // Stay at forcedconstant if the constant is the same.
146       if (V == getConstant()) return false;
147
148       // Otherwise, we go to overdefined.  Assumptions made based on the
149       // forced value are possibly wrong.  Assuming this is another constant
150       // could expose a contradiction.
151       Val.setInt(overdefined);
152     }
153     return true;
154   }
155
156   /// getConstantInt - If this is a constant with a ConstantInt value, return it
157   /// otherwise return null.
158   ConstantInt *getConstantInt() const {
159     if (isConstant())
160       return dyn_cast<ConstantInt>(getConstant());
161     return nullptr;
162   }
163
164   /// getBlockAddress - If this is a constant with a BlockAddress value, return
165   /// it, otherwise return null.
166   BlockAddress *getBlockAddress() const {
167     if (isConstant())
168       return dyn_cast<BlockAddress>(getConstant());
169     return nullptr;
170   }
171
172   void markForcedConstant(Constant *V) {
173     assert(isUnknown() && "Can't force a defined value!");
174     Val.setInt(forcedconstant);
175     Val.setPointer(V);
176   }
177
178   ValueLatticeElement toValueLattice() const {
179     if (isOverdefined())
180       return ValueLatticeElement::getOverdefined();
181     if (isConstant())
182       return ValueLatticeElement::get(getConstant());
183     return ValueLatticeElement();
184   }
185 };
186
187 //===----------------------------------------------------------------------===//
188 //
189 /// SCCPSolver - This class is a general purpose solver for Sparse Conditional
190 /// Constant Propagation.
191 ///
192 class SCCPSolver : public InstVisitor<SCCPSolver> {
193   const DataLayout &DL;
194   const TargetLibraryInfo *TLI;
195   SmallPtrSet<BasicBlock *, 8> BBExecutable; // The BBs that are executable.
196   DenseMap<Value *, LatticeVal> ValueState;  // The state each value is in.
197   // The state each parameter is in.
198   DenseMap<Value *, ValueLatticeElement> ParamState;
199
200   /// StructValueState - This maintains ValueState for values that have
201   /// StructType, for example for formal arguments, calls, insertelement, etc.
202   DenseMap<std::pair<Value *, unsigned>, LatticeVal> StructValueState;
203
204   /// GlobalValue - If we are tracking any values for the contents of a global
205   /// variable, we keep a mapping from the constant accessor to the element of
206   /// the global, to the currently known value.  If the value becomes
207   /// overdefined, it's entry is simply removed from this map.
208   DenseMap<GlobalVariable *, LatticeVal> TrackedGlobals;
209
210   /// TrackedRetVals - If we are tracking arguments into and the return
211   /// value out of a function, it will have an entry in this map, indicating
212   /// what the known return value for the function is.
213   MapVector<Function *, LatticeVal> TrackedRetVals;
214
215   /// TrackedMultipleRetVals - Same as TrackedRetVals, but used for functions
216   /// that return multiple values.
217   MapVector<std::pair<Function *, unsigned>, LatticeVal> TrackedMultipleRetVals;
218
219   /// MRVFunctionsTracked - Each function in TrackedMultipleRetVals is
220   /// represented here for efficient lookup.
221   SmallPtrSet<Function *, 16> MRVFunctionsTracked;
222
223   /// MustTailFunctions - Each function here is a callee of non-removable
224   /// musttail call site.
225   SmallPtrSet<Function *, 16> MustTailCallees;
226
227   /// TrackingIncomingArguments - This is the set of functions for whose
228   /// arguments we make optimistic assumptions about and try to prove as
229   /// constants.
230   SmallPtrSet<Function *, 16> TrackingIncomingArguments;
231
232   /// The reason for two worklists is that overdefined is the lowest state
233   /// on the lattice, and moving things to overdefined as fast as possible
234   /// makes SCCP converge much faster.
235   ///
236   /// By having a separate worklist, we accomplish this because everything
237   /// possibly overdefined will become overdefined at the soonest possible
238   /// point.
239   SmallVector<Value *, 64> OverdefinedInstWorkList;
240   SmallVector<Value *, 64> InstWorkList;
241
242   // The BasicBlock work list
243   SmallVector<BasicBlock *, 64>  BBWorkList;
244
245   /// KnownFeasibleEdges - Entries in this set are edges which have already had
246   /// PHI nodes retriggered.
247   using Edge = std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *>;
248   DenseSet<Edge> KnownFeasibleEdges;
249
250   DenseMap<Function *, AnalysisResultsForFn> AnalysisResults;
251   DenseMap<Value *, SmallPtrSet<User *, 2>> AdditionalUsers;
252
253 public:
254   void addAnalysis(Function &F, AnalysisResultsForFn A) {
255     AnalysisResults.insert({&F, std::move(A)});
256   }
257
258   const PredicateBase *getPredicateInfoFor(Instruction *I) {
259     auto A = AnalysisResults.find(I->getParent()->getParent());
260     if (A == AnalysisResults.end())
261       return nullptr;
262     return A->second.PredInfo->getPredicateInfoFor(I);
263   }
264
265   DomTreeUpdater getDTU(Function &F) {
266     auto A = AnalysisResults.find(&F);
267     assert(A != AnalysisResults.end() && "Need analysis results for function.");
268     return {A->second.DT, A->second.PDT, DomTreeUpdater::UpdateStrategy::Lazy};
269   }
270
271   SCCPSolver(const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *tli)
272       : DL(DL), TLI(tli) {}
273
274   /// MarkBlockExecutable - This method can be used by clients to mark all of
275   /// the blocks that are known to be intrinsically live in the processed unit.
276   ///
277   /// This returns true if the block was not considered live before.
278   bool MarkBlockExecutable(BasicBlock *BB) {
279     if (!BBExecutable.insert(BB).second)
280       return false;
281     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Marking Block Executable: " << BB->getName() << '\n');
282     BBWorkList.push_back(BB);  // Add the block to the work list!
283     return true;
284   }
285
286   /// TrackValueOfGlobalVariable - Clients can use this method to
287   /// inform the SCCPSolver that it should track loads and stores to the
288   /// specified global variable if it can.  This is only legal to call if
289   /// performing Interprocedural SCCP.
290   void TrackValueOfGlobalVariable(GlobalVariable *GV) {
291     // We only track the contents of scalar globals.
292     if (GV->getValueType()->isSingleValueType()) {
293       LatticeVal &IV = TrackedGlobals[GV];
294       if (!isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
295         IV.markConstant(GV->getInitializer());
296     }
297   }
298
299   /// AddTrackedFunction - If the SCCP solver is supposed to track calls into
300   /// and out of the specified function (which cannot have its address taken),
301   /// this method must be called.
302   void AddTrackedFunction(Function *F) {
303     // Add an entry, F -> undef.
304     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType())) {
305       MRVFunctionsTracked.insert(F);
306       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
307         TrackedMultipleRetVals.insert(std::make_pair(std::make_pair(F, i),
308                                                      LatticeVal()));
309     } else
310       TrackedRetVals.insert(std::make_pair(F, LatticeVal()));
311   }
312
313   /// AddMustTailCallee - If the SCCP solver finds that this function is called
314   /// from non-removable musttail call site.
315   void AddMustTailCallee(Function *F) {
316     MustTailCallees.insert(F);
317   }
318
319   /// Returns true if the given function is called from non-removable musttail
320   /// call site.
321   bool isMustTailCallee(Function *F) {
322     return MustTailCallees.count(F);
323   }
324
325   void AddArgumentTrackedFunction(Function *F) {
326     TrackingIncomingArguments.insert(F);
327   }
328
329   /// Returns true if the given function is in the solver's set of
330   /// argument-tracked functions.
331   bool isArgumentTrackedFunction(Function *F) {
332     return TrackingIncomingArguments.count(F);
333   }
334
335   /// Solve - Solve for constants and executable blocks.
336   void Solve();
337
338   /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
339   /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
340   /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
341   /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
342   /// should be rerun.
343   bool ResolvedUndefsIn(Function &F);
344
345   bool isBlockExecutable(BasicBlock *BB) const {
346     return BBExecutable.count(BB);
347   }
348
349   // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
350   // block to the 'To' basic block is currently feasible.
351   bool isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To);
352
353   std::vector<LatticeVal> getStructLatticeValueFor(Value *V) const {
354     std::vector<LatticeVal> StructValues;
355     auto *STy = dyn_cast<StructType>(V->getType());
356     assert(STy && "getStructLatticeValueFor() can be called only on structs");
357     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
358       auto I = StructValueState.find(std::make_pair(V, i));
359       assert(I != StructValueState.end() && "Value not in valuemap!");
360       StructValues.push_back(I->second);
361     }
362     return StructValues;
363   }
364
365   const LatticeVal &getLatticeValueFor(Value *V) const {
366     assert(!V->getType()->isStructTy() &&
367            "Should use getStructLatticeValueFor");
368     DenseMap<Value *, LatticeVal>::const_iterator I = ValueState.find(V);
369     assert(I != ValueState.end() &&
370            "V not found in ValueState nor Paramstate map!");
371     return I->second;
372   }
373
374   /// getTrackedRetVals - Get the inferred return value map.
375   const MapVector<Function*, LatticeVal> &getTrackedRetVals() {
376     return TrackedRetVals;
377   }
378
379   /// getTrackedGlobals - Get and return the set of inferred initializers for
380   /// global variables.
381   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &getTrackedGlobals() {
382     return TrackedGlobals;
383   }
384
385   /// getMRVFunctionsTracked - Get the set of functions which return multiple
386   /// values tracked by the pass.
387   const SmallPtrSet<Function *, 16> getMRVFunctionsTracked() {
388     return MRVFunctionsTracked;
389   }
390
391   /// getMustTailCallees - Get the set of functions which are called
392   /// from non-removable musttail call sites.
393   const SmallPtrSet<Function *, 16> getMustTailCallees() {
394     return MustTailCallees;
395   }
396
397   /// markOverdefined - Mark the specified value overdefined.  This
398   /// works with both scalars and structs.
399   void markOverdefined(Value *V) {
400     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(V->getType()))
401       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
402         markOverdefined(getStructValueState(V, i), V);
403     else
404       markOverdefined(ValueState[V], V);
405   }
406
407   // isStructLatticeConstant - Return true if all the lattice values
408   // corresponding to elements of the structure are not overdefined,
409   // false otherwise.
410   bool isStructLatticeConstant(Function *F, StructType *STy) {
411     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
412       const auto &It = TrackedMultipleRetVals.find(std::make_pair(F, i));
413       assert(It != TrackedMultipleRetVals.end());
414       LatticeVal LV = It->second;
415       if (LV.isOverdefined())
416         return false;
417     }
418     return true;
419   }
420
421 private:
422   // pushToWorkList - Helper for markConstant/markForcedConstant/markOverdefined
423   void pushToWorkList(LatticeVal &IV, Value *V) {
424     if (IV.isOverdefined())
425       return OverdefinedInstWorkList.push_back(V);
426     InstWorkList.push_back(V);
427   }
428
429   // markConstant - Make a value be marked as "constant".  If the value
430   // is not already a constant, add it to the instruction work list so that
431   // the users of the instruction are updated later.
432   bool markConstant(LatticeVal &IV, Value *V, Constant *C) {
433     if (!IV.markConstant(C)) return false;
434     LLVM_DEBUG(dbgs() << "markConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
435     pushToWorkList(IV, V);
436     return true;
437   }
438
439   bool markConstant(Value *V, Constant *C) {
440     assert(!V->getType()->isStructTy() && "structs should use mergeInValue");
441     return markConstant(ValueState[V], V, C);
442   }
443
444   void markForcedConstant(Value *V, Constant *C) {
445     assert(!V->getType()->isStructTy() && "structs should use mergeInValue");
446     LatticeVal &IV = ValueState[V];
447     IV.markForcedConstant(C);
448     LLVM_DEBUG(dbgs() << "markForcedConstant: " << *C << ": " << *V << '\n');
449     pushToWorkList(IV, V);
450   }
451
452   // markOverdefined - Make a value be marked as "overdefined". If the
453   // value is not already overdefined, add it to the overdefined instruction
454   // work list so that the users of the instruction are updated later.
455   bool markOverdefined(LatticeVal &IV, Value *V) {
456     if (!IV.markOverdefined()) return false;
457
458     LLVM_DEBUG(dbgs() << "markOverdefined: ";
459                if (auto *F = dyn_cast<Function>(V)) dbgs()
460                << "Function '" << F->getName() << "'\n";
461                else dbgs() << *V << '\n');
462     // Only instructions go on the work list
463     pushToWorkList(IV, V);
464     return true;
465   }
466
467   bool mergeInValue(LatticeVal &IV, Value *V, LatticeVal MergeWithV) {
468     if (IV.isOverdefined() || MergeWithV.isUnknown())
469       return false; // Noop.
470     if (MergeWithV.isOverdefined())
471       return markOverdefined(IV, V);
472     if (IV.isUnknown())
473       return markConstant(IV, V, MergeWithV.getConstant());
474     if (IV.getConstant() != MergeWithV.getConstant())
475       return markOverdefined(IV, V);
476     return false;
477   }
478
479   bool mergeInValue(Value *V, LatticeVal MergeWithV) {
480     assert(!V->getType()->isStructTy() &&
481            "non-structs should use markConstant");
482     return mergeInValue(ValueState[V], V, MergeWithV);
483   }
484
485   /// getValueState - Return the LatticeVal object that corresponds to the
486   /// value.  This function handles the case when the value hasn't been seen yet
487   /// by properly seeding constants etc.
488   LatticeVal &getValueState(Value *V) {
489     assert(!V->getType()->isStructTy() && "Should use getStructValueState");
490
491     std::pair<DenseMap<Value*, LatticeVal>::iterator, bool> I =
492       ValueState.insert(std::make_pair(V, LatticeVal()));
493     LatticeVal &LV = I.first->second;
494
495     if (!I.second)
496       return LV;  // Common case, already in the map.
497
498     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
499       // Undef values remain unknown.
500       if (!isa<UndefValue>(V))
501         LV.markConstant(C);          // Constants are constant
502     }
503
504     // All others are underdefined by default.
505     return LV;
506   }
507
508   ValueLatticeElement &getParamState(Value *V) {
509     assert(!V->getType()->isStructTy() && "Should use getStructValueState");
510
511     std::pair<DenseMap<Value*, ValueLatticeElement>::iterator, bool>
512         PI = ParamState.insert(std::make_pair(V, ValueLatticeElement()));
513     ValueLatticeElement &LV = PI.first->second;
514     if (PI.second)
515       LV = getValueState(V).toValueLattice();
516
517     return LV;
518   }
519
520   /// getStructValueState - Return the LatticeVal object that corresponds to the
521   /// value/field pair.  This function handles the case when the value hasn't
522   /// been seen yet by properly seeding constants etc.
523   LatticeVal &getStructValueState(Value *V, unsigned i) {
524     assert(V->getType()->isStructTy() && "Should use getValueState");
525     assert(i < cast<StructType>(V->getType())->getNumElements() &&
526            "Invalid element #");
527
528     std::pair<DenseMap<std::pair<Value*, unsigned>, LatticeVal>::iterator,
529               bool> I = StructValueState.insert(
530                         std::make_pair(std::make_pair(V, i), LatticeVal()));
531     LatticeVal &LV = I.first->second;
532
533     if (!I.second)
534       return LV;  // Common case, already in the map.
535
536     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
537       Constant *Elt = C->getAggregateElement(i);
538
539       if (!Elt)
540         LV.markOverdefined();      // Unknown sort of constant.
541       else if (isa<UndefValue>(Elt))
542         ; // Undef values remain unknown.
543       else
544         LV.markConstant(Elt);      // Constants are constant.
545     }
546
547     // All others are underdefined by default.
548     return LV;
549   }
550
551   /// markEdgeExecutable - Mark a basic block as executable, adding it to the BB
552   /// work list if it is not already executable.
553   bool markEdgeExecutable(BasicBlock *Source, BasicBlock *Dest) {
554     if (!KnownFeasibleEdges.insert(Edge(Source, Dest)).second)
555       return false;  // This edge is already known to be executable!
556
557     if (!MarkBlockExecutable(Dest)) {
558       // If the destination is already executable, we just made an *edge*
559       // feasible that wasn't before.  Revisit the PHI nodes in the block
560       // because they have potentially new operands.
561       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Marking Edge Executable: " << Source->getName()
562                         << " -> " << Dest->getName() << '\n');
563
564       for (PHINode &PN : Dest->phis())
565         visitPHINode(PN);
566     }
567     return true;
568   }
569
570   // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
571   // successors are reachable from a given terminator instruction.
572   void getFeasibleSuccessors(Instruction &TI, SmallVectorImpl<bool> &Succs);
573
574   // OperandChangedState - This method is invoked on all of the users of an
575   // instruction that was just changed state somehow.  Based on this
576   // information, we need to update the specified user of this instruction.
577   void OperandChangedState(Instruction *I) {
578     if (BBExecutable.count(I->getParent()))   // Inst is executable?
579       visit(*I);
580   }
581
582   // Add U as additional user of V.
583   void addAdditionalUser(Value *V, User *U) {
584     auto Iter = AdditionalUsers.insert({V, {}});
585     Iter.first->second.insert(U);
586   }
587
588   // Mark I's users as changed, including AdditionalUsers.
589   void markUsersAsChanged(Value *I) {
590     for (User *U : I->users())
591       if (auto *UI = dyn_cast<Instruction>(U))
592         OperandChangedState(UI);
593
594     auto Iter = AdditionalUsers.find(I);
595     if (Iter != AdditionalUsers.end()) {
596       for (User *U : Iter->second)
597         if (auto *UI = dyn_cast<Instruction>(U))
598           OperandChangedState(UI);
599     }
600   }
601
602 private:
603   friend class InstVisitor<SCCPSolver>;
604
605   // visit implementations - Something changed in this instruction.  Either an
606   // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
607   // the value type of I to reflect these changes if appropriate.
608   void visitPHINode(PHINode &I);
609
610   // Terminators
611
612   void visitReturnInst(ReturnInst &I);
613   void visitTerminator(Instruction &TI);
614
615   void visitCastInst(CastInst &I);
616   void visitSelectInst(SelectInst &I);
617   void visitUnaryOperator(Instruction &I);
618   void visitBinaryOperator(Instruction &I);
619   void visitCmpInst(CmpInst &I);
620   void visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI);
621   void visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI);
622
623   void visitCatchSwitchInst(CatchSwitchInst &CPI) {
624     markOverdefined(&CPI);
625     visitTerminator(CPI);
626   }
627
628   // Instructions that cannot be folded away.
629
630   void visitStoreInst     (StoreInst &I);
631   void visitLoadInst      (LoadInst &I);
632   void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
633
634   void visitCallInst      (CallInst &I) {
635     visitCallSite(&I);
636   }
637
638   void visitInvokeInst    (InvokeInst &II) {
639     visitCallSite(&II);
640     visitTerminator(II);
641   }
642
643   void visitCallBrInst    (CallBrInst &CBI) {
644     visitCallSite(&CBI);
645     visitTerminator(CBI);
646   }
647
648   void visitCallSite      (CallSite CS);
649   void visitResumeInst    (ResumeInst &I) { /*returns void*/ }
650   void visitUnreachableInst(UnreachableInst &I) { /*returns void*/ }
651   void visitFenceInst     (FenceInst &I) { /*returns void*/ }
652
653   void visitInstruction(Instruction &I) {
654     // All the instructions we don't do any special handling for just
655     // go to overdefined.
656     LLVM_DEBUG(dbgs() << "SCCP: Don't know how to handle: " << I << '\n');
657     markOverdefined(&I);
658   }
659 };
660
661 } // end anonymous namespace
662
663 // getFeasibleSuccessors - Return a vector of booleans to indicate which
664 // successors are reachable from a given terminator instruction.
665 void SCCPSolver::getFeasibleSuccessors(Instruction &TI,
666                                        SmallVectorImpl<bool> &Succs) {
667   Succs.resize(TI.getNumSuccessors());
668   if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(&TI)) {
669     if (BI->isUnconditional()) {
670       Succs[0] = true;
671       return;
672     }
673
674     LatticeVal BCValue = getValueState(BI->getCondition());
675     ConstantInt *CI = BCValue.getConstantInt();
676     if (!CI) {
677       // Overdefined condition variables, and branches on unfoldable constant
678       // conditions, mean the branch could go either way.
679       if (!BCValue.isUnknown())
680         Succs[0] = Succs[1] = true;
681       return;
682     }
683
684     // Constant condition variables mean the branch can only go a single way.
685     Succs[CI->isZero()] = true;
686     return;
687   }
688
689   // Unwinding instructions successors are always executable.
690   if (TI.isExceptionalTerminator()) {
691     Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
692     return;
693   }
694
695   if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(&TI)) {
696     if (!SI->getNumCases()) {
697       Succs[0] = true;
698       return;
699     }
700     LatticeVal SCValue = getValueState(SI->getCondition());
701     ConstantInt *CI = SCValue.getConstantInt();
702
703     if (!CI) {   // Overdefined or unknown condition?
704       // All destinations are executable!
705       if (!SCValue.isUnknown())
706         Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
707       return;
708     }
709
710     Succs[SI->findCaseValue(CI)->getSuccessorIndex()] = true;
711     return;
712   }
713
714   // In case of indirect branch and its address is a blockaddress, we mark
715   // the target as executable.
716   if (auto *IBR = dyn_cast<IndirectBrInst>(&TI)) {
717     // Casts are folded by visitCastInst.
718     LatticeVal IBRValue = getValueState(IBR->getAddress());
719     BlockAddress *Addr = IBRValue.getBlockAddress();
720     if (!Addr) {   // Overdefined or unknown condition?
721       // All destinations are executable!
722       if (!IBRValue.isUnknown())
723         Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
724       return;
725     }
726
727     BasicBlock* T = Addr->getBasicBlock();
728     assert(Addr->getFunction() == T->getParent() &&
729            "Block address of a different function ?");
730     for (unsigned i = 0; i < IBR->getNumSuccessors(); ++i) {
731       // This is the target.
732       if (IBR->getDestination(i) == T) {
733         Succs[i] = true;
734         return;
735       }
736     }
737
738     // If we didn't find our destination in the IBR successor list, then we
739     // have undefined behavior. Its ok to assume no successor is executable.
740     return;
741   }
742
743   // In case of callbr, we pessimistically assume that all successors are
744   // feasible.
745   if (isa<CallBrInst>(&TI)) {
746     Succs.assign(TI.getNumSuccessors(), true);
747     return;
748   }
749
750   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Unknown terminator instruction: " << TI << '\n');
751   llvm_unreachable("SCCP: Don't know how to handle this terminator!");
752 }
753
754 // isEdgeFeasible - Return true if the control flow edge from the 'From' basic
755 // block to the 'To' basic block is currently feasible.
756 bool SCCPSolver::isEdgeFeasible(BasicBlock *From, BasicBlock *To) {
757   // Check if we've called markEdgeExecutable on the edge yet. (We could
758   // be more aggressive and try to consider edges which haven't been marked
759   // yet, but there isn't any need.)
760   return KnownFeasibleEdges.count(Edge(From, To));
761 }
762
763 // visit Implementations - Something changed in this instruction, either an
764 // operand made a transition, or the instruction is newly executable.  Change
765 // the value type of I to reflect these changes if appropriate.  This method
766 // makes sure to do the following actions:
767 //
768 // 1. If a phi node merges two constants in, and has conflicting value coming
769 //    from different branches, or if the PHI node merges in an overdefined
770 //    value, then the PHI node becomes overdefined.
771 // 2. If a phi node merges only constants in, and they all agree on value, the
772 //    PHI node becomes a constant value equal to that.
773 // 3. If V <- x (op) y && isConstant(x) && isConstant(y) V = Constant
774 // 4. If V <- x (op) y && (isOverdefined(x) || isOverdefined(y)) V = Overdefined
775 // 5. If V <- MEM or V <- CALL or V <- (unknown) then V = Overdefined
776 // 6. If a conditional branch has a value that is constant, make the selected
777 //    destination executable
778 // 7. If a conditional branch has a value that is overdefined, make all
779 //    successors executable.
780 void SCCPSolver::visitPHINode(PHINode &PN) {
781   // If this PN returns a struct, just mark the result overdefined.
782   // TODO: We could do a lot better than this if code actually uses this.
783   if (PN.getType()->isStructTy())
784     return (void)markOverdefined(&PN);
785
786   if (getValueState(&PN).isOverdefined())
787     return;  // Quick exit
788
789   // Super-extra-high-degree PHI nodes are unlikely to ever be marked constant,
790   // and slow us down a lot.  Just mark them overdefined.
791   if (PN.getNumIncomingValues() > 64)
792     return (void)markOverdefined(&PN);
793
794   // Look at all of the executable operands of the PHI node.  If any of them
795   // are overdefined, the PHI becomes overdefined as well.  If they are all
796   // constant, and they agree with each other, the PHI becomes the identical
797   // constant.  If they are constant and don't agree, the PHI is overdefined.
798   // If there are no executable operands, the PHI remains unknown.
799   Constant *OperandVal = nullptr;
800   for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
801     LatticeVal IV = getValueState(PN.getIncomingValue(i));
802     if (IV.isUnknown()) continue;  // Doesn't influence PHI node.
803
804     if (!isEdgeFeasible(PN.getIncomingBlock(i), PN.getParent()))
805       continue;
806
807     if (IV.isOverdefined())    // PHI node becomes overdefined!
808       return (void)markOverdefined(&PN);
809
810     if (!OperandVal) {   // Grab the first value.
811       OperandVal = IV.getConstant();
812       continue;
813     }
814
815     // There is already a reachable operand.  If we conflict with it,
816     // then the PHI node becomes overdefined.  If we agree with it, we
817     // can continue on.
818
819     // Check to see if there are two different constants merging, if so, the PHI
820     // node is overdefined.
821     if (IV.getConstant() != OperandVal)
822       return (void)markOverdefined(&PN);
823   }
824
825   // If we exited the loop, this means that the PHI node only has constant
826   // arguments that agree with each other(and OperandVal is the constant) or
827   // OperandVal is null because there are no defined incoming arguments.  If
828   // this is the case, the PHI remains unknown.
829   if (OperandVal)
830     markConstant(&PN, OperandVal);      // Acquire operand value
831 }
832
833 void SCCPSolver::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
834   if (I.getNumOperands() == 0) return;  // ret void
835
836   Function *F = I.getParent()->getParent();
837   Value *ResultOp = I.getOperand(0);
838
839   // If we are tracking the return value of this function, merge it in.
840   if (!TrackedRetVals.empty() && !ResultOp->getType()->isStructTy()) {
841     MapVector<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI =
842       TrackedRetVals.find(F);
843     if (TFRVI != TrackedRetVals.end()) {
844       mergeInValue(TFRVI->second, F, getValueState(ResultOp));
845       return;
846     }
847   }
848
849   // Handle functions that return multiple values.
850   if (!TrackedMultipleRetVals.empty()) {
851     if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(ResultOp->getType()))
852       if (MRVFunctionsTracked.count(F))
853         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
854           mergeInValue(TrackedMultipleRetVals[std::make_pair(F, i)], F,
855                        getStructValueState(ResultOp, i));
856   }
857 }
858
859 void SCCPSolver::visitTerminator(Instruction &TI) {
860   SmallVector<bool, 16> SuccFeasible;
861   getFeasibleSuccessors(TI, SuccFeasible);
862
863   BasicBlock *BB = TI.getParent();
864
865   // Mark all feasible successors executable.
866   for (unsigned i = 0, e = SuccFeasible.size(); i != e; ++i)
867     if (SuccFeasible[i])
868       markEdgeExecutable(BB, TI.getSuccessor(i));
869 }
870
871 void SCCPSolver::visitCastInst(CastInst &I) {
872   LatticeVal OpSt = getValueState(I.getOperand(0));
873   if (OpSt.isOverdefined())          // Inherit overdefinedness of operand
874     markOverdefined(&I);
875   else if (OpSt.isConstant()) {
876     // Fold the constant as we build.
877     Constant *C = ConstantFoldCastOperand(I.getOpcode(), OpSt.getConstant(),
878                                           I.getType(), DL);
879     if (isa<UndefValue>(C))
880       return;
881     // Propagate constant value
882     markConstant(&I, C);
883   }
884 }
885
886 void SCCPSolver::visitExtractValueInst(ExtractValueInst &EVI) {
887   // If this returns a struct, mark all elements over defined, we don't track
888   // structs in structs.
889   if (EVI.getType()->isStructTy())
890     return (void)markOverdefined(&EVI);
891
892   // If this is extracting from more than one level of struct, we don't know.
893   if (EVI.getNumIndices() != 1)
894     return (void)markOverdefined(&EVI);
895
896   Value *AggVal = EVI.getAggregateOperand();
897   if (AggVal->getType()->isStructTy()) {
898     unsigned i = *EVI.idx_begin();
899     LatticeVal EltVal = getStructValueState(AggVal, i);
900     mergeInValue(getValueState(&EVI), &EVI, EltVal);
901   } else {
902     // Otherwise, must be extracting from an array.
903     return (void)markOverdefined(&EVI);
904   }
905 }
906
907 void SCCPSolver::visitInsertValueInst(InsertValueInst &IVI) {
908   auto *STy = dyn_cast<StructType>(IVI.getType());
909   if (!STy)
910     return (void)markOverdefined(&IVI);
911
912   // If this has more than one index, we can't handle it, drive all results to
913   // undef.
914   if (IVI.getNumIndices() != 1)
915     return (void)markOverdefined(&IVI);
916
917   Value *Aggr = IVI.getAggregateOperand();
918   unsigned Idx = *IVI.idx_begin();
919
920   // Compute the result based on what we're inserting.
921   for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
922     // This passes through all values that aren't the inserted element.
923     if (i != Idx) {
924       LatticeVal EltVal = getStructValueState(Aggr, i);
925       mergeInValue(getStructValueState(&IVI, i), &IVI, EltVal);
926       continue;
927     }
928
929     Value *Val = IVI.getInsertedValueOperand();
930     if (Val->getType()->isStructTy())
931       // We don't track structs in structs.
932       markOverdefined(getStructValueState(&IVI, i), &IVI);
933     else {
934       LatticeVal InVal = getValueState(Val);
935       mergeInValue(getStructValueState(&IVI, i), &IVI, InVal);
936     }
937   }
938 }
939
940 void SCCPSolver::visitSelectInst(SelectInst &I) {
941   // If this select returns a struct, just mark the result overdefined.
942   // TODO: We could do a lot better than this if code actually uses this.
943   if (I.getType()->isStructTy())
944     return (void)markOverdefined(&I);
945
946   LatticeVal CondValue = getValueState(I.getCondition());
947   if (CondValue.isUnknown())
948     return;
949
950   if (ConstantInt *CondCB = CondValue.getConstantInt()) {
951     Value *OpVal = CondCB->isZero() ? I.getFalseValue() : I.getTrueValue();
952     mergeInValue(&I, getValueState(OpVal));
953     return;
954   }
955
956   // Otherwise, the condition is overdefined or a constant we can't evaluate.
957   // See if we can produce something better than overdefined based on the T/F
958   // value.
959   LatticeVal TVal = getValueState(I.getTrueValue());
960   LatticeVal FVal = getValueState(I.getFalseValue());
961
962   // select ?, C, C -> C.
963   if (TVal.isConstant() && FVal.isConstant() &&
964       TVal.getConstant() == FVal.getConstant())
965     return (void)markConstant(&I, FVal.getConstant());
966
967   if (TVal.isUnknown())   // select ?, undef, X -> X.
968     return (void)mergeInValue(&I, FVal);
969   if (FVal.isUnknown())   // select ?, X, undef -> X.
970     return (void)mergeInValue(&I, TVal);
971   markOverdefined(&I);
972 }
973
974 // Handle Unary Operators.
975 void SCCPSolver::visitUnaryOperator(Instruction &I) {
976   LatticeVal V0State = getValueState(I.getOperand(0));
977
978   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
979   if (IV.isOverdefined()) return;
980
981   if (V0State.isConstant()) {
982     Constant *C = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), V0State.getConstant());
983
984     // op Y -> undef.
985     if (isa<UndefValue>(C))
986       return;
987     return (void)markConstant(IV, &I, C);
988   }
989
990   // If something is undef, wait for it to resolve.
991   if (!V0State.isOverdefined())
992     return;
993
994   markOverdefined(&I);
995 }
996
997 // Handle Binary Operators.
998 void SCCPSolver::visitBinaryOperator(Instruction &I) {
999   LatticeVal V1State = getValueState(I.getOperand(0));
1000   LatticeVal V2State = getValueState(I.getOperand(1));
1001
1002   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
1003   if (IV.isOverdefined()) return;
1004
1005   if (V1State.isConstant() && V2State.isConstant()) {
1006     Constant *C = ConstantExpr::get(I.getOpcode(), V1State.getConstant(),
1007                                     V2State.getConstant());
1008     // X op Y -> undef.
1009     if (isa<UndefValue>(C))
1010       return;
1011     return (void)markConstant(IV, &I, C);
1012   }
1013
1014   // If something is undef, wait for it to resolve.
1015   if (!V1State.isOverdefined() && !V2State.isOverdefined())
1016     return;
1017
1018   // Otherwise, one of our operands is overdefined.  Try to produce something
1019   // better than overdefined with some tricks.
1020   // If this is 0 / Y, it doesn't matter that the second operand is
1021   // overdefined, and we can replace it with zero.
1022   if (I.getOpcode() == Instruction::UDiv || I.getOpcode() == Instruction::SDiv)
1023     if (V1State.isConstant() && V1State.getConstant()->isNullValue())
1024       return (void)markConstant(IV, &I, V1State.getConstant());
1025
1026   // If this is:
1027   // -> AND/MUL with 0
1028   // -> OR with -1
1029   // it doesn't matter that the other operand is overdefined.
1030   if (I.getOpcode() == Instruction::And || I.getOpcode() == Instruction::Mul ||
1031       I.getOpcode() == Instruction::Or) {
1032     LatticeVal *NonOverdefVal = nullptr;
1033     if (!V1State.isOverdefined())
1034       NonOverdefVal = &V1State;
1035     else if (!V2State.isOverdefined())
1036       NonOverdefVal = &V2State;
1037
1038     if (NonOverdefVal) {
1039       if (NonOverdefVal->isUnknown())
1040         return;
1041
1042       if (I.getOpcode() == Instruction::And ||
1043           I.getOpcode() == Instruction::Mul) {
1044         // X and 0 = 0
1045         // X * 0 = 0
1046         if (NonOverdefVal->getConstant()->isNullValue())
1047           return (void)markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
1048       } else {
1049         // X or -1 = -1
1050         if (ConstantInt *CI = NonOverdefVal->getConstantInt())
1051           if (CI->isMinusOne())
1052             return (void)markConstant(IV, &I, NonOverdefVal->getConstant());
1053       }
1054     }
1055   }
1056
1057   markOverdefined(&I);
1058 }
1059
1060 // Handle ICmpInst instruction.
1061 void SCCPSolver::visitCmpInst(CmpInst &I) {
1062   // Do not cache this lookup, getValueState calls later in the function might
1063   // invalidate the reference.
1064   if (ValueState[&I].isOverdefined()) return;
1065
1066   Value *Op1 = I.getOperand(0);
1067   Value *Op2 = I.getOperand(1);
1068
1069   // For parameters, use ParamState which includes constant range info if
1070   // available.
1071   auto V1Param = ParamState.find(Op1);
1072   ValueLatticeElement V1State = (V1Param != ParamState.end())
1073                                     ? V1Param->second
1074                                     : getValueState(Op1).toValueLattice();
1075
1076   auto V2Param = ParamState.find(Op2);
1077   ValueLatticeElement V2State = V2Param != ParamState.end()
1078                                     ? V2Param->second
1079                                     : getValueState(Op2).toValueLattice();
1080
1081   Constant *C = V1State.getCompare(I.getPredicate(), I.getType(), V2State);
1082   if (C) {
1083     if (isa<UndefValue>(C))
1084       return;
1085     LatticeVal CV;
1086     CV.markConstant(C);
1087     mergeInValue(&I, CV);
1088     return;
1089   }
1090
1091   // If operands are still unknown, wait for it to resolve.
1092   if (!V1State.isOverdefined() && !V2State.isOverdefined() &&
1093       !ValueState[&I].isConstant())
1094     return;
1095
1096   markOverdefined(&I);
1097 }
1098
1099 // Handle getelementptr instructions.  If all operands are constants then we
1100 // can turn this into a getelementptr ConstantExpr.
1101 void SCCPSolver::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
1102   if (ValueState[&I].isOverdefined()) return;
1103
1104   SmallVector<Constant*, 8> Operands;
1105   Operands.reserve(I.getNumOperands());
1106
1107   for (unsigned i = 0, e = I.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1108     LatticeVal State = getValueState(I.getOperand(i));
1109     if (State.isUnknown())
1110       return;  // Operands are not resolved yet.
1111
1112     if (State.isOverdefined())
1113       return (void)markOverdefined(&I);
1114
1115     assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
1116     Operands.push_back(State.getConstant());
1117   }
1118
1119   Constant *Ptr = Operands[0];
1120   auto Indices = makeArrayRef(Operands.begin() + 1, Operands.end());
1121   Constant *C =
1122       ConstantExpr::getGetElementPtr(I.getSourceElementType(), Ptr, Indices);
1123   if (isa<UndefValue>(C))
1124       return;
1125   markConstant(&I, C);
1126 }
1127
1128 void SCCPSolver::visitStoreInst(StoreInst &SI) {
1129   // If this store is of a struct, ignore it.
1130   if (SI.getOperand(0)->getType()->isStructTy())
1131     return;
1132
1133   if (TrackedGlobals.empty() || !isa<GlobalVariable>(SI.getOperand(1)))
1134     return;
1135
1136   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(SI.getOperand(1));
1137   DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator I = TrackedGlobals.find(GV);
1138   if (I == TrackedGlobals.end() || I->second.isOverdefined()) return;
1139
1140   // Get the value we are storing into the global, then merge it.
1141   mergeInValue(I->second, GV, getValueState(SI.getOperand(0)));
1142   if (I->second.isOverdefined())
1143     TrackedGlobals.erase(I);      // No need to keep tracking this!
1144 }
1145
1146 // Handle load instructions.  If the operand is a constant pointer to a constant
1147 // global, we can replace the load with the loaded constant value!
1148 void SCCPSolver::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1149   // If this load is of a struct, just mark the result overdefined.
1150   if (I.getType()->isStructTy())
1151     return (void)markOverdefined(&I);
1152
1153   LatticeVal PtrVal = getValueState(I.getOperand(0));
1154   if (PtrVal.isUnknown()) return;   // The pointer is not resolved yet!
1155
1156   LatticeVal &IV = ValueState[&I];
1157   if (IV.isOverdefined()) return;
1158
1159   if (!PtrVal.isConstant() || I.isVolatile())
1160     return (void)markOverdefined(IV, &I);
1161
1162   Constant *Ptr = PtrVal.getConstant();
1163
1164   // load null is undefined.
1165   if (isa<ConstantPointerNull>(Ptr)) {
1166     if (NullPointerIsDefined(I.getFunction(), I.getPointerAddressSpace()))
1167       return (void)markOverdefined(IV, &I);
1168     else
1169       return;
1170   }
1171
1172   // Transform load (constant global) into the value loaded.
1173   if (auto *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Ptr)) {
1174     if (!TrackedGlobals.empty()) {
1175       // If we are tracking this global, merge in the known value for it.
1176       DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::iterator It =
1177         TrackedGlobals.find(GV);
1178       if (It != TrackedGlobals.end()) {
1179         mergeInValue(IV, &I, It->second);
1180         return;
1181       }
1182     }
1183   }
1184
1185   // Transform load from a constant into a constant if possible.
1186   if (Constant *C = ConstantFoldLoadFromConstPtr(Ptr, I.getType(), DL)) {
1187     if (isa<UndefValue>(C))
1188       return;
1189     return (void)markConstant(IV, &I, C);
1190   }
1191
1192   // Otherwise we cannot say for certain what value this load will produce.
1193   // Bail out.
1194   markOverdefined(IV, &I);
1195 }
1196
1197 void SCCPSolver::visitCallSite(CallSite CS) {
1198   Function *F = CS.getCalledFunction();
1199   Instruction *I = CS.getInstruction();
1200
1201   if (auto *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
1202     if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::ssa_copy) {
1203       if (ValueState[I].isOverdefined())
1204         return;
1205
1206       auto *PI = getPredicateInfoFor(I);
1207       if (!PI)
1208         return;
1209
1210       Value *CopyOf = I->getOperand(0);
1211       auto *PBranch = dyn_cast<PredicateBranch>(PI);
1212       if (!PBranch) {
1213         mergeInValue(ValueState[I], I, getValueState(CopyOf));
1214         return;
1215       }
1216
1217       Value *Cond = PBranch->Condition;
1218
1219       // Everything below relies on the condition being a comparison.
1220       auto *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(Cond);
1221       if (!Cmp) {
1222         mergeInValue(ValueState[I], I, getValueState(CopyOf));
1223         return;
1224       }
1225
1226       Value *CmpOp0 = Cmp->getOperand(0);
1227       Value *CmpOp1 = Cmp->getOperand(1);
1228       if (CopyOf != CmpOp0 && CopyOf != CmpOp1) {
1229         mergeInValue(ValueState[I], I, getValueState(CopyOf));
1230         return;
1231       }
1232
1233       if (CmpOp0 != CopyOf)
1234         std::swap(CmpOp0, CmpOp1);
1235
1236       LatticeVal OriginalVal = getValueState(CopyOf);
1237       LatticeVal EqVal = getValueState(CmpOp1);
1238       LatticeVal &IV = ValueState[I];
1239       if (PBranch->TrueEdge && Cmp->getPredicate() == CmpInst::ICMP_EQ) {
1240         addAdditionalUser(CmpOp1, I);
1241         if (OriginalVal.isConstant())
1242           mergeInValue(IV, I, OriginalVal);
1243         else
1244           mergeInValue(IV, I, EqVal);
1245         return;
1246       }
1247       if (!PBranch->TrueEdge && Cmp->getPredicate() == CmpInst::ICMP_NE) {
1248         addAdditionalUser(CmpOp1, I);
1249         if (OriginalVal.isConstant())
1250           mergeInValue(IV, I, OriginalVal);
1251         else
1252           mergeInValue(IV, I, EqVal);
1253         return;
1254       }
1255
1256       return (void)mergeInValue(IV, I, getValueState(CopyOf));
1257     }
1258   }
1259
1260   // The common case is that we aren't tracking the callee, either because we
1261   // are not doing interprocedural analysis or the callee is indirect, or is
1262   // external.  Handle these cases first.
1263   if (!F || F->isDeclaration()) {
1264 CallOverdefined:
1265     // Void return and not tracking callee, just bail.
1266     if (I->getType()->isVoidTy()) return;
1267
1268     // Otherwise, if we have a single return value case, and if the function is
1269     // a declaration, maybe we can constant fold it.
1270     if (F && F->isDeclaration() && !I->getType()->isStructTy() &&
1271         canConstantFoldCallTo(cast<CallBase>(CS.getInstruction()), F)) {
1272       SmallVector<Constant*, 8> Operands;
1273       for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
1274            AI != E; ++AI) {
1275         if (AI->get()->getType()->isStructTy())
1276           return markOverdefined(I); // Can't handle struct args.
1277         LatticeVal State = getValueState(*AI);
1278
1279         if (State.isUnknown())
1280           return;  // Operands are not resolved yet.
1281         if (State.isOverdefined())
1282           return (void)markOverdefined(I);
1283         assert(State.isConstant() && "Unknown state!");
1284         Operands.push_back(State.getConstant());
1285       }
1286
1287       if (getValueState(I).isOverdefined())
1288         return;
1289
1290       // If we can constant fold this, mark the result of the call as a
1291       // constant.
1292       if (Constant *C = ConstantFoldCall(cast<CallBase>(CS.getInstruction()), F,
1293                                          Operands, TLI)) {
1294         // call -> undef.
1295         if (isa<UndefValue>(C))
1296           return;
1297         return (void)markConstant(I, C);
1298       }
1299     }
1300
1301     // Otherwise, we don't know anything about this call, mark it overdefined.
1302     return (void)markOverdefined(I);
1303   }
1304
1305   // If this is a local function that doesn't have its address taken, mark its
1306   // entry block executable and merge in the actual arguments to the call into
1307   // the formal arguments of the function.
1308   if (!TrackingIncomingArguments.empty() && TrackingIncomingArguments.count(F)){
1309     MarkBlockExecutable(&F->front());
1310
1311     // Propagate information from this call site into the callee.
1312     CallSite::arg_iterator CAI = CS.arg_begin();
1313     for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1314          AI != E; ++AI, ++CAI) {
1315       // If this argument is byval, and if the function is not readonly, there
1316       // will be an implicit copy formed of the input aggregate.
1317       if (AI->hasByValAttr() && !F->onlyReadsMemory()) {
1318         markOverdefined(&*AI);
1319         continue;
1320       }
1321
1322       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(AI->getType())) {
1323         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1324           LatticeVal CallArg = getStructValueState(*CAI, i);
1325           mergeInValue(getStructValueState(&*AI, i), &*AI, CallArg);
1326         }
1327       } else {
1328         // Most other parts of the Solver still only use the simpler value
1329         // lattice, so we propagate changes for parameters to both lattices.
1330         LatticeVal ConcreteArgument = getValueState(*CAI);
1331         bool ParamChanged =
1332             getParamState(&*AI).mergeIn(ConcreteArgument.toValueLattice(), DL);
1333          bool ValueChanged = mergeInValue(&*AI, ConcreteArgument);
1334         // Add argument to work list, if the state of a parameter changes but
1335         // ValueState does not change (because it is already overdefined there),
1336         // We have to take changes in ParamState into account, as it is used
1337         // when evaluating Cmp instructions.
1338         if (!ValueChanged && ParamChanged)
1339           pushToWorkList(ValueState[&*AI], &*AI);
1340       }
1341     }
1342   }
1343
1344   // If this is a single/zero retval case, see if we're tracking the function.
1345   if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType())) {
1346     if (!MRVFunctionsTracked.count(F))
1347       goto CallOverdefined;  // Not tracking this callee.
1348
1349     // If we are tracking this callee, propagate the result of the function
1350     // into this call site.
1351     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1352       mergeInValue(getStructValueState(I, i), I,
1353                    TrackedMultipleRetVals[std::make_pair(F, i)]);
1354   } else {
1355     MapVector<Function*, LatticeVal>::iterator TFRVI = TrackedRetVals.find(F);
1356     if (TFRVI == TrackedRetVals.end())
1357       goto CallOverdefined;  // Not tracking this callee.
1358
1359     // If so, propagate the return value of the callee into this call result.
1360     mergeInValue(I, TFRVI->second);
1361   }
1362 }
1363
1364 void SCCPSolver::Solve() {
1365   // Process the work lists until they are empty!
1366   while (!BBWorkList.empty() || !InstWorkList.empty() ||
1367          !OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1368     // Process the overdefined instruction's work list first, which drives other
1369     // things to overdefined more quickly.
1370     while (!OverdefinedInstWorkList.empty()) {
1371       Value *I = OverdefinedInstWorkList.pop_back_val();
1372
1373       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nPopped off OI-WL: " << *I << '\n');
1374
1375       // "I" got into the work list because it either made the transition from
1376       // bottom to constant, or to overdefined.
1377       //
1378       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1379       // since all of its users will have already been marked as overdefined
1380       // Update all of the users of this instruction's value.
1381       //
1382       markUsersAsChanged(I);
1383     }
1384
1385     // Process the instruction work list.
1386     while (!InstWorkList.empty()) {
1387       Value *I = InstWorkList.pop_back_val();
1388
1389       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nPopped off I-WL: " << *I << '\n');
1390
1391       // "I" got into the work list because it made the transition from undef to
1392       // constant.
1393       //
1394       // Anything on this worklist that is overdefined need not be visited
1395       // since all of its users will have already been marked as overdefined.
1396       // Update all of the users of this instruction's value.
1397       //
1398       if (I->getType()->isStructTy() || !getValueState(I).isOverdefined())
1399         markUsersAsChanged(I);
1400     }
1401
1402     // Process the basic block work list.
1403     while (!BBWorkList.empty()) {
1404       BasicBlock *BB = BBWorkList.back();
1405       BBWorkList.pop_back();
1406
1407       LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nPopped off BBWL: " << *BB << '\n');
1408
1409       // Notify all instructions in this basic block that they are newly
1410       // executable.
1411       visit(BB);
1412     }
1413   }
1414 }
1415
1416 /// ResolvedUndefsIn - While solving the dataflow for a function, we assume
1417 /// that branches on undef values cannot reach any of their successors.
1418 /// However, this is not a safe assumption.  After we solve dataflow, this
1419 /// method should be use to handle this.  If this returns true, the solver
1420 /// should be rerun.
1421 ///
1422 /// This method handles this by finding an unresolved branch and marking it one
1423 /// of the edges from the block as being feasible, even though the condition
1424 /// doesn't say it would otherwise be.  This allows SCCP to find the rest of the
1425 /// CFG and only slightly pessimizes the analysis results (by marking one,
1426 /// potentially infeasible, edge feasible).  This cannot usefully modify the
1427 /// constraints on the condition of the branch, as that would impact other users
1428 /// of the value.
1429 ///
1430 /// This scan also checks for values that use undefs, whose results are actually
1431 /// defined.  For example, 'zext i8 undef to i32' should produce all zeros
1432 /// conservatively, as "(zext i8 X -> i32) & 0xFF00" must always return zero,
1433 /// even if X isn't defined.
1434 bool SCCPSolver::ResolvedUndefsIn(Function &F) {
1435   for (BasicBlock &BB : F) {
1436     if (!BBExecutable.count(&BB))
1437       continue;
1438
1439     for (Instruction &I : BB) {
1440       // Look for instructions which produce undef values.
1441       if (I.getType()->isVoidTy()) continue;
1442
1443       if (auto *STy = dyn_cast<StructType>(I.getType())) {
1444         // Only a few things that can be structs matter for undef.
1445
1446         // Tracked calls must never be marked overdefined in ResolvedUndefsIn.
1447         if (CallSite CS = CallSite(&I))
1448           if (Function *F = CS.getCalledFunction())
1449             if (MRVFunctionsTracked.count(F))
1450               continue;
1451
1452         // extractvalue and insertvalue don't need to be marked; they are
1453         // tracked as precisely as their operands.
1454         if (isa<ExtractValueInst>(I) || isa<InsertValueInst>(I))
1455           continue;
1456
1457         // Send the results of everything else to overdefined.  We could be
1458         // more precise than this but it isn't worth bothering.
1459         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
1460           LatticeVal &LV = getStructValueState(&I, i);
1461           if (LV.isUnknown())
1462             markOverdefined(LV, &I);
1463         }
1464         continue;
1465       }
1466
1467       LatticeVal &LV = getValueState(&I);
1468       if (!LV.isUnknown()) continue;
1469
1470       // extractvalue is safe; check here because the argument is a struct.
1471       if (isa<ExtractValueInst>(I))
1472         continue;
1473
1474       // Compute the operand LatticeVals, for convenience below.
1475       // Anything taking a struct is conservatively assumed to require
1476       // overdefined markings.
1477       if (I.getOperand(0)->getType()->isStructTy()) {
1478         markOverdefined(&I);
1479         return true;
1480       }
1481       LatticeVal Op0LV = getValueState(I.getOperand(0));
1482       LatticeVal Op1LV;
1483       if (I.getNumOperands() == 2) {
1484         if (I.getOperand(1)->getType()->isStructTy()) {
1485           markOverdefined(&I);
1486           return true;
1487         }
1488
1489         Op1LV = getValueState(I.getOperand(1));
1490       }
1491       // If this is an instructions whose result is defined even if the input is
1492       // not fully defined, propagate the information.
1493       Type *ITy = I.getType();
1494       switch (I.getOpcode()) {
1495       case Instruction::Add:
1496       case Instruction::Sub:
1497       case Instruction::Trunc:
1498       case Instruction::FPTrunc:
1499       case Instruction::BitCast:
1500         break; // Any undef -> undef
1501       case Instruction::FSub:
1502       case Instruction::FAdd:
1503       case Instruction::FMul:
1504       case Instruction::FDiv:
1505       case Instruction::FRem:
1506         // Floating-point binary operation: be conservative.
1507         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1508           markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1509         else
1510           markOverdefined(&I);
1511         return true;
1512       case Instruction::FNeg:
1513         break; // fneg undef -> undef
1514       case Instruction::ZExt:
1515       case Instruction::SExt:
1516       case Instruction::FPToUI:
1517       case Instruction::FPToSI:
1518       case Instruction::FPExt:
1519       case Instruction::PtrToInt:
1520       case Instruction::IntToPtr:
1521       case Instruction::SIToFP:
1522       case Instruction::UIToFP:
1523         // undef -> 0; some outputs are impossible
1524         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1525         return true;
1526       case Instruction::Mul:
1527       case Instruction::And:
1528         // Both operands undef -> undef
1529         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1530           break;
1531         // undef * X -> 0.   X could be zero.
1532         // undef & X -> 0.   X could be zero.
1533         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1534         return true;
1535       case Instruction::Or:
1536         // Both operands undef -> undef
1537         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown())
1538           break;
1539         // undef | X -> -1.   X could be -1.
1540         markForcedConstant(&I, Constant::getAllOnesValue(ITy));
1541         return true;
1542       case Instruction::Xor:
1543         // undef ^ undef -> 0; strictly speaking, this is not strictly
1544         // necessary, but we try to be nice to people who expect this
1545         // behavior in simple cases
1546         if (Op0LV.isUnknown() && Op1LV.isUnknown()) {
1547           markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1548           return true;
1549         }
1550         // undef ^ X -> undef
1551         break;
1552       case Instruction::SDiv:
1553       case Instruction::UDiv:
1554       case Instruction::SRem:
1555       case Instruction::URem:
1556         // X / undef -> undef.  No change.
1557         // X % undef -> undef.  No change.
1558         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1559
1560         // X / 0 -> undef.  No change.
1561         // X % 0 -> undef.  No change.
1562         if (Op1LV.isConstant() && Op1LV.getConstant()->isZeroValue())
1563           break;
1564
1565         // undef / X -> 0.   X could be maxint.
1566         // undef % X -> 0.   X could be 1.
1567         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1568         return true;
1569       case Instruction::AShr:
1570         // X >>a undef -> undef.
1571         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1572
1573         // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1574         if (Op1LV.isConstant()) {
1575           if (auto *ShiftAmt = Op1LV.getConstantInt())
1576             if (ShiftAmt->getLimitedValue() >=
1577                 ShiftAmt->getType()->getScalarSizeInBits())
1578               break;
1579         }
1580
1581         // undef >>a X -> 0
1582         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1583         return true;
1584       case Instruction::LShr:
1585       case Instruction::Shl:
1586         // X << undef -> undef.
1587         // X >> undef -> undef.
1588         if (Op1LV.isUnknown()) break;
1589
1590         // Shifting by the bitwidth or more is undefined.
1591         if (Op1LV.isConstant()) {
1592           if (auto *ShiftAmt = Op1LV.getConstantInt())
1593             if (ShiftAmt->getLimitedValue() >=
1594                 ShiftAmt->getType()->getScalarSizeInBits())
1595               break;
1596         }
1597
1598         // undef << X -> 0
1599         // undef >> X -> 0
1600         markForcedConstant(&I, Constant::getNullValue(ITy));
1601         return true;
1602       case Instruction::Select:
1603         Op1LV = getValueState(I.getOperand(1));
1604         // undef ? X : Y  -> X or Y.  There could be commonality between X/Y.
1605         if (Op0LV.isUnknown()) {
1606           if (!Op1LV.isConstant())  // Pick the constant one if there is any.
1607             Op1LV = getValueState(I.getOperand(2));
1608         } else if (Op1LV.isUnknown()) {
1609           // c ? undef : undef -> undef.  No change.
1610           Op1LV = getValueState(I.getOperand(2));
1611           if (Op1LV.isUnknown())
1612             break;
1613           // Otherwise, c ? undef : x -> x.
1614         } else {
1615           // Leave Op1LV as Operand(1)'s LatticeValue.
1616         }
1617
1618         if (Op1LV.isConstant())
1619           markForcedConstant(&I, Op1LV.getConstant());
1620         else
1621           markOverdefined(&I);
1622         return true;
1623       case Instruction::Load:
1624         // A load here means one of two things: a load of undef from a global,
1625         // a load from an unknown pointer.  Either way, having it return undef
1626         // is okay.
1627         break;
1628       case Instruction::ICmp:
1629         // X == undef -> undef.  Other comparisons get more complicated.
1630         Op0LV = getValueState(I.getOperand(0));
1631         Op1LV = getValueState(I.getOperand(1));
1632
1633         if ((Op0LV.isUnknown() || Op1LV.isUnknown()) &&
1634             cast<ICmpInst>(&I)->isEquality())
1635           break;
1636         markOverdefined(&I);
1637         return true;
1638       case Instruction::Call:
1639       case Instruction::Invoke:
1640       case Instruction::CallBr:
1641         // There are two reasons a call can have an undef result
1642         // 1. It could be tracked.
1643         // 2. It could be constant-foldable.
1644         // Because of the way we solve return values, tracked calls must
1645         // never be marked overdefined in ResolvedUndefsIn.
1646         if (Function *F = CallSite(&I).getCalledFunction())
1647           if (TrackedRetVals.count(F))
1648             break;
1649
1650         // If the call is constant-foldable, we mark it overdefined because
1651         // we do not know what return values are valid.
1652         markOverdefined(&I);
1653         return true;
1654       default:
1655         // If we don't know what should happen here, conservatively mark it
1656         // overdefined.
1657         markOverdefined(&I);
1658         return true;
1659       }
1660     }
1661
1662     // Check to see if we have a branch or switch on an undefined value.  If so
1663     // we force the branch to go one way or the other to make the successor
1664     // values live.  It doesn't really matter which way we force it.
1665     Instruction *TI = BB.getTerminator();
1666     if (auto *BI = dyn_cast<BranchInst>(TI)) {
1667       if (!BI->isConditional()) continue;
1668       if (!getValueState(BI->getCondition()).isUnknown())
1669         continue;
1670
1671       // If the input to SCCP is actually branch on undef, fix the undef to
1672       // false.
1673       if (isa<UndefValue>(BI->getCondition())) {
1674         BI->setCondition(ConstantInt::getFalse(BI->getContext()));
1675         markEdgeExecutable(&BB, TI->getSuccessor(1));
1676         return true;
1677       }
1678
1679       // Otherwise, it is a branch on a symbolic value which is currently
1680       // considered to be undef.  Make sure some edge is executable, so a
1681       // branch on "undef" always flows somewhere.
1682       // FIXME: Distinguish between dead code and an LLVM "undef" value.
1683       BasicBlock *DefaultSuccessor = TI->getSuccessor(1);
1684       if (markEdgeExecutable(&BB, DefaultSuccessor))
1685         return true;
1686
1687       continue;
1688     }
1689
1690    if (auto *IBR = dyn_cast<IndirectBrInst>(TI)) {
1691       // Indirect branch with no successor ?. Its ok to assume it branches
1692       // to no target.
1693       if (IBR->getNumSuccessors() < 1)
1694         continue;
1695
1696       if (!getValueState(IBR->getAddress()).isUnknown())
1697         continue;
1698
1699       // If the input to SCCP is actually branch on undef, fix the undef to
1700       // the first successor of the indirect branch.
1701       if (isa<UndefValue>(IBR->getAddress())) {
1702         IBR->setAddress(BlockAddress::get(IBR->getSuccessor(0)));
1703         markEdgeExecutable(&BB, IBR->getSuccessor(0));
1704         return true;
1705       }
1706
1707       // Otherwise, it is a branch on a symbolic value which is currently
1708       // considered to be undef.  Make sure some edge is executable, so a
1709       // branch on "undef" always flows somewhere.
1710       // FIXME: IndirectBr on "undef" doesn't actually need to go anywhere:
1711       // we can assume the branch has undefined behavior instead.
1712       BasicBlock *DefaultSuccessor = IBR->getSuccessor(0);
1713       if (markEdgeExecutable(&BB, DefaultSuccessor))
1714         return true;
1715
1716       continue;
1717     }
1718
1719     if (auto *SI = dyn_cast<SwitchInst>(TI)) {
1720       if (!SI->getNumCases() || !getValueState(SI->getCondition()).isUnknown())
1721         continue;
1722
1723       // If the input to SCCP is actually switch on undef, fix the undef to
1724       // the first constant.
1725       if (isa<UndefValue>(SI->getCondition())) {
1726         SI->setCondition(SI->case_begin()->getCaseValue());
1727         markEdgeExecutable(&BB, SI->case_begin()->getCaseSuccessor());
1728         return true;
1729       }
1730
1731       // Otherwise, it is a branch on a symbolic value which is currently
1732       // considered to be undef.  Make sure some edge is executable, so a
1733       // branch on "undef" always flows somewhere.
1734       // FIXME: Distinguish between dead code and an LLVM "undef" value.
1735       BasicBlock *DefaultSuccessor = SI->case_begin()->getCaseSuccessor();
1736       if (markEdgeExecutable(&BB, DefaultSuccessor))
1737         return true;
1738
1739       continue;
1740     }
1741   }
1742
1743   return false;
1744 }
1745
1746 static bool tryToReplaceWithConstant(SCCPSolver &Solver, Value *V) {
1747   Constant *Const = nullptr;
1748   if (V->getType()->isStructTy()) {
1749     std::vector<LatticeVal> IVs = Solver.getStructLatticeValueFor(V);
1750     if (llvm::any_of(IVs,
1751                      [](const LatticeVal &LV) { return LV.isOverdefined(); }))
1752       return false;
1753     std::vector<Constant *> ConstVals;
1754     auto *ST = dyn_cast<StructType>(V->getType());
1755     for (unsigned i = 0, e = ST->getNumElements(); i != e; ++i) {
1756       LatticeVal V = IVs[i];
1757       ConstVals.push_back(V.isConstant()
1758                               ? V.getConstant()
1759                               : UndefValue::get(ST->getElementType(i)));
1760     }
1761     Const = ConstantStruct::get(ST, ConstVals);
1762   } else {
1763     const LatticeVal &IV = Solver.getLatticeValueFor(V);
1764     if (IV.isOverdefined())
1765       return false;
1766
1767     Const = IV.isConstant() ? IV.getConstant() : UndefValue::get(V->getType());
1768   }
1769   assert(Const && "Constant is nullptr here!");
1770
1771   // Replacing `musttail` instructions with constant breaks `musttail` invariant
1772   // unless the call itself can be removed
1773   CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(V);
1774   if (CI && CI->isMustTailCall() && !CI->isSafeToRemove()) {
1775     CallSite CS(CI);
1776     Function *F = CS.getCalledFunction();
1777
1778     // Don't zap returns of the callee
1779     if (F)
1780       Solver.AddMustTailCallee(F);
1781
1782     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  Can\'t treat the result of musttail call : " << *CI
1783                       << " as a constant\n");
1784     return false;
1785   }
1786
1787   LLVM_DEBUG(dbgs() << "  Constant: " << *Const << " = " << *V << '\n');
1788
1789   // Replaces all of the uses of a variable with uses of the constant.
1790   V->replaceAllUsesWith(Const);
1791   return true;
1792 }
1793
1794 // runSCCP() - Run the Sparse Conditional Constant Propagation algorithm,
1795 // and return true if the function was modified.
1796 static bool runSCCP(Function &F, const DataLayout &DL,
1797                     const TargetLibraryInfo *TLI) {
1798   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SCCP on function '" << F.getName() << "'\n");
1799   SCCPSolver Solver(DL, TLI);
1800
1801   // Mark the first block of the function as being executable.
1802   Solver.MarkBlockExecutable(&F.front());
1803
1804   // Mark all arguments to the function as being overdefined.
1805   for (Argument &AI : F.args())
1806     Solver.markOverdefined(&AI);
1807
1808   // Solve for constants.
1809   bool ResolvedUndefs = true;
1810   while (ResolvedUndefs) {
1811     Solver.Solve();
1812     LLVM_DEBUG(dbgs() << "RESOLVING UNDEFs\n");
1813     ResolvedUndefs = Solver.ResolvedUndefsIn(F);
1814   }
1815
1816   bool MadeChanges = false;
1817
1818   // If we decided that there are basic blocks that are dead in this function,
1819   // delete their contents now.  Note that we cannot actually delete the blocks,
1820   // as we cannot modify the CFG of the function.
1821
1822   for (BasicBlock &BB : F) {
1823     if (!Solver.isBlockExecutable(&BB)) {
1824       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  BasicBlock Dead:" << BB);
1825
1826       ++NumDeadBlocks;
1827       NumInstRemoved += removeAllNonTerminatorAndEHPadInstructions(&BB);
1828
1829       MadeChanges = true;
1830       continue;
1831     }
1832
1833     // Iterate over all of the instructions in a function, replacing them with
1834     // constants if we have found them to be of constant values.
1835     for (BasicBlock::iterator BI = BB.begin(), E = BB.end(); BI != E;) {
1836       Instruction *Inst = &*BI++;
1837       if (Inst->getType()->isVoidTy() || Inst->isTerminator())
1838         continue;
1839
1840       if (tryToReplaceWithConstant(Solver, Inst)) {
1841         if (isInstructionTriviallyDead(Inst))
1842           Inst->eraseFromParent();
1843         // Hey, we just changed something!
1844         MadeChanges = true;
1845         ++NumInstRemoved;
1846       }
1847     }
1848   }
1849
1850   return MadeChanges;
1851 }
1852
1853 PreservedAnalyses SCCPPass::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
1854   const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
1855   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
1856   if (!runSCCP(F, DL, &TLI))
1857     return PreservedAnalyses::all();
1858
1859   auto PA = PreservedAnalyses();
1860   PA.preserve<GlobalsAA>();
1861   PA.preserveSet<CFGAnalyses>();
1862   return PA;
1863 }
1864
1865 namespace {
1866
1867 //===--------------------------------------------------------------------===//
1868 //
1869 /// SCCP Class - This class uses the SCCPSolver to implement a per-function
1870 /// Sparse Conditional Constant Propagator.
1871 ///
1872 class SCCPLegacyPass : public FunctionPass {
1873 public:
1874   // Pass identification, replacement for typeid
1875   static char ID;
1876
1877   SCCPLegacyPass() : FunctionPass(ID) {
1878     initializeSCCPLegacyPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1879   }
1880
1881   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
1882     AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
1883     AU.addPreserved<GlobalsAAWrapperPass>();
1884     AU.setPreservesCFG();
1885   }
1886
1887   // runOnFunction - Run the Sparse Conditional Constant Propagation
1888   // algorithm, and return true if the function was modified.
1889   bool runOnFunction(Function &F) override {
1890     if (skipFunction(F))
1891       return false;
1892     const DataLayout &DL = F.getParent()->getDataLayout();
1893     const TargetLibraryInfo *TLI =
1894         &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
1895     return runSCCP(F, DL, TLI);
1896   }
1897 };
1898
1899 } // end anonymous namespace
1900
1901 char SCCPLegacyPass::ID = 0;
1902
1903 INITIALIZE_PASS_BEGIN(SCCPLegacyPass, "sccp",
1904                       "Sparse Conditional Constant Propagation", false, false)
1905 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
1906 INITIALIZE_PASS_END(SCCPLegacyPass, "sccp",
1907                     "Sparse Conditional Constant Propagation", false, false)
1908
1909 // createSCCPPass - This is the public interface to this file.
1910 FunctionPass *llvm::createSCCPPass() { return new SCCPLegacyPass(); }
1911
1912 static void findReturnsToZap(Function &F,
1913                              SmallVector<ReturnInst *, 8> &ReturnsToZap,
1914                              SCCPSolver &Solver) {
1915   // We can only do this if we know that nothing else can call the function.
1916   if (!Solver.isArgumentTrackedFunction(&F))
1917     return;
1918
1919   // There is a non-removable musttail call site of this function. Zapping
1920   // returns is not allowed.
1921   if (Solver.isMustTailCallee(&F)) {
1922     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Can't zap returns of the function : " << F.getName()
1923                       << " due to present musttail call of it\n");
1924     return;
1925   }
1926
1927   for (BasicBlock &BB : F) {
1928     if (CallInst *CI = BB.getTerminatingMustTailCall()) {
1929       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Can't zap return of the block due to present "
1930                         << "musttail call : " << *CI << "\n");
1931       (void)CI;
1932       return;
1933     }
1934
1935     if (auto *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator()))
1936       if (!isa<UndefValue>(RI->getOperand(0)))
1937         ReturnsToZap.push_back(RI);
1938   }
1939 }
1940
1941 // Update the condition for terminators that are branching on indeterminate
1942 // values, forcing them to use a specific edge.
1943 static void forceIndeterminateEdge(Instruction* I, SCCPSolver &Solver) {
1944   BasicBlock *Dest = nullptr;
1945   Constant *C = nullptr;
1946   if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(I)) {
1947     if (!isa<ConstantInt>(SI->getCondition())) {
1948       // Indeterminate switch; use first case value.
1949       Dest = SI->case_begin()->getCaseSuccessor();
1950       C = SI->case_begin()->getCaseValue();
1951     }
1952   } else if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I)) {
1953     if (!isa<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
1954       // Indeterminate branch; use false.
1955       Dest = BI->getSuccessor(1);
1956       C = ConstantInt::getFalse(BI->getContext());
1957     }
1958   } else if (IndirectBrInst *IBR = dyn_cast<IndirectBrInst>(I)) {
1959     if (!isa<BlockAddress>(IBR->getAddress()->stripPointerCasts())) {
1960       // Indeterminate indirectbr; use successor 0.
1961       Dest = IBR->getSuccessor(0);
1962       C = BlockAddress::get(IBR->getSuccessor(0));
1963     }
1964   } else {
1965     llvm_unreachable("Unexpected terminator instruction");
1966   }
1967   if (C) {
1968     assert(Solver.isEdgeFeasible(I->getParent(), Dest) &&
1969            "Didn't find feasible edge?");
1970     (void)Dest;
1971
1972     I->setOperand(0, C);
1973   }
1974 }
1975
1976 bool llvm::runIPSCCP(
1977     Module &M, const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo *TLI,
1978     function_ref<AnalysisResultsForFn(Function &)> getAnalysis) {
1979   SCCPSolver Solver(DL, TLI);
1980
1981   // Loop over all functions, marking arguments to those with their addresses
1982   // taken or that are external as overdefined.
1983   for (Function &F : M) {
1984     if (F.isDeclaration())
1985       continue;
1986
1987     Solver.addAnalysis(F, getAnalysis(F));
1988
1989     // Determine if we can track the function's return values. If so, add the
1990     // function to the solver's set of return-tracked functions.
1991     if (canTrackReturnsInterprocedurally(&F))
1992       Solver.AddTrackedFunction(&F);
1993
1994     // Determine if we can track the function's arguments. If so, add the
1995     // function to the solver's set of argument-tracked functions.
1996     if (canTrackArgumentsInterprocedurally(&F)) {
1997       Solver.AddArgumentTrackedFunction(&F);
1998       continue;
1999     }
2000
2001     // Assume the function is called.
2002     Solver.MarkBlockExecutable(&F.front());
2003
2004     // Assume nothing about the incoming arguments.
2005     for (Argument &AI : F.args())
2006       Solver.markOverdefined(&AI);
2007   }
2008
2009   // Determine if we can track any of the module's global variables. If so, add
2010   // the global variables we can track to the solver's set of tracked global
2011   // variables.
2012   for (GlobalVariable &G : M.globals()) {
2013     G.removeDeadConstantUsers();
2014     if (canTrackGlobalVariableInterprocedurally(&G))
2015       Solver.TrackValueOfGlobalVariable(&G);
2016   }
2017
2018   // Solve for constants.
2019   bool ResolvedUndefs = true;
2020   Solver.Solve();
2021   while (ResolvedUndefs) {
2022     LLVM_DEBUG(dbgs() << "RESOLVING UNDEFS\n");
2023     ResolvedUndefs = false;
2024     for (Function &F : M)
2025       if (Solver.ResolvedUndefsIn(F)) {
2026         // We run Solve() after we resolved an undef in a function, because
2027         // we might deduce a fact that eliminates an undef in another function.
2028         Solver.Solve();
2029         ResolvedUndefs = true;
2030       }
2031   }
2032
2033   bool MadeChanges = false;
2034
2035   // Iterate over all of the instructions in the module, replacing them with
2036   // constants if we have found them to be of constant values.
2037
2038   for (Function &F : M) {
2039     if (F.isDeclaration())
2040       continue;
2041
2042     SmallVector<BasicBlock *, 512> BlocksToErase;
2043
2044     if (Solver.isBlockExecutable(&F.front()))
2045       for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); AI != E;
2046            ++AI) {
2047         if (!AI->use_empty() && tryToReplaceWithConstant(Solver, &*AI)) {
2048           ++IPNumArgsElimed;
2049           continue;
2050         }
2051       }
2052
2053     for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
2054       if (!Solver.isBlockExecutable(&*BB)) {
2055         LLVM_DEBUG(dbgs() << "  BasicBlock Dead:" << *BB);
2056         ++NumDeadBlocks;
2057
2058         MadeChanges = true;
2059
2060         if (&*BB != &F.front())
2061           BlocksToErase.push_back(&*BB);
2062         continue;
2063       }
2064
2065       for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), E = BB->end(); BI != E; ) {
2066         Instruction *Inst = &*BI++;
2067         if (Inst->getType()->isVoidTy())
2068           continue;
2069         if (tryToReplaceWithConstant(Solver, Inst)) {
2070           if (Inst->isSafeToRemove())
2071             Inst->eraseFromParent();
2072           // Hey, we just changed something!
2073           MadeChanges = true;
2074           ++IPNumInstRemoved;
2075         }
2076       }
2077     }
2078
2079     DomTreeUpdater DTU = Solver.getDTU(F);
2080     // Change dead blocks to unreachable. We do it after replacing constants
2081     // in all executable blocks, because changeToUnreachable may remove PHI
2082     // nodes in executable blocks we found values for. The function's entry
2083     // block is not part of BlocksToErase, so we have to handle it separately.
2084     for (BasicBlock *BB : BlocksToErase) {
2085       NumInstRemoved +=
2086           changeToUnreachable(BB->getFirstNonPHI(), /*UseLLVMTrap=*/false,
2087                               /*PreserveLCSSA=*/false, &DTU);
2088     }
2089     if (!Solver.isBlockExecutable(&F.front()))
2090       NumInstRemoved += changeToUnreachable(F.front().getFirstNonPHI(),
2091                                             /*UseLLVMTrap=*/false,
2092                                             /*PreserveLCSSA=*/false, &DTU);
2093
2094     // Now that all instructions in the function are constant folded,
2095     // use ConstantFoldTerminator to get rid of in-edges, record DT updates and
2096     // delete dead BBs.
2097     for (BasicBlock *DeadBB : BlocksToErase) {
2098       // If there are any PHI nodes in this successor, drop entries for BB now.
2099       for (Value::user_iterator UI = DeadBB->user_begin(),
2100                                 UE = DeadBB->user_end();
2101            UI != UE;) {
2102         // Grab the user and then increment the iterator early, as the user
2103         // will be deleted. Step past all adjacent uses from the same user.
2104         auto *I = dyn_cast<Instruction>(*UI);
2105         do { ++UI; } while (UI != UE && *UI == I);
2106
2107         // Ignore blockaddress users; BasicBlock's dtor will handle them.
2108         if (!I) continue;
2109
2110         // If we have forced an edge for an indeterminate value, then force the
2111         // terminator to fold to that edge.
2112         forceIndeterminateEdge(I, Solver);
2113         BasicBlock *InstBB = I->getParent();
2114         bool Folded = ConstantFoldTerminator(InstBB,
2115                                              /*DeleteDeadConditions=*/false,
2116                                              /*TLI=*/nullptr, &DTU);
2117         assert(Folded &&
2118               "Expect TermInst on constantint or blockaddress to be folded");
2119         (void) Folded;
2120         // If we folded the terminator to an unconditional branch to another
2121         // dead block, replace it with Unreachable, to avoid trying to fold that
2122         // branch again.
2123         BranchInst *BI = cast<BranchInst>(InstBB->getTerminator());
2124         if (BI && BI->isUnconditional() &&
2125             !Solver.isBlockExecutable(BI->getSuccessor(0))) {
2126           InstBB->getTerminator()->eraseFromParent();
2127           new UnreachableInst(InstBB->getContext(), InstBB);
2128         }
2129       }
2130       // Mark dead BB for deletion.
2131       DTU.deleteBB(DeadBB);
2132     }
2133
2134     for (BasicBlock &BB : F) {
2135       for (BasicBlock::iterator BI = BB.begin(), E = BB.end(); BI != E;) {
2136         Instruction *Inst = &*BI++;
2137         if (Solver.getPredicateInfoFor(Inst)) {
2138           if (auto *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
2139             if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::ssa_copy) {
2140               Value *Op = II->getOperand(0);
2141               Inst->replaceAllUsesWith(Op);
2142               Inst->eraseFromParent();
2143             }
2144           }
2145         }
2146       }
2147     }
2148   }
2149
2150   // If we inferred constant or undef return values for a function, we replaced
2151   // all call uses with the inferred value.  This means we don't need to bother
2152   // actually returning anything from the function.  Replace all return
2153   // instructions with return undef.
2154   //
2155   // Do this in two stages: first identify the functions we should process, then
2156   // actually zap their returns.  This is important because we can only do this
2157   // if the address of the function isn't taken.  In cases where a return is the
2158   // last use of a function, the order of processing functions would affect
2159   // whether other functions are optimizable.
2160   SmallVector<ReturnInst*, 8> ReturnsToZap;
2161
2162   const MapVector<Function*, LatticeVal> &RV = Solver.getTrackedRetVals();
2163   for (const auto &I : RV) {
2164     Function *F = I.first;
2165     if (I.second.isOverdefined() || F->getReturnType()->isVoidTy())
2166       continue;
2167     findReturnsToZap(*F, ReturnsToZap, Solver);
2168   }
2169
2170   for (const auto &F : Solver.getMRVFunctionsTracked()) {
2171     assert(F->getReturnType()->isStructTy() &&
2172            "The return type should be a struct");
2173     StructType *STy = cast<StructType>(F->getReturnType());
2174     if (Solver.isStructLatticeConstant(F, STy))
2175       findReturnsToZap(*F, ReturnsToZap, Solver);
2176   }
2177
2178   // Zap all returns which we've identified as zap to change.
2179   for (unsigned i = 0, e = ReturnsToZap.size(); i != e; ++i) {
2180     Function *F = ReturnsToZap[i]->getParent()->getParent();
2181     ReturnsToZap[i]->setOperand(0, UndefValue::get(F->getReturnType()));
2182   }
2183
2184   // If we inferred constant or undef values for globals variables, we can
2185   // delete the global and any stores that remain to it.
2186   const DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal> &TG = Solver.getTrackedGlobals();
2187   for (DenseMap<GlobalVariable*, LatticeVal>::const_iterator I = TG.begin(),
2188          E = TG.end(); I != E; ++I) {
2189     GlobalVariable *GV = I->first;
2190     assert(!I->second.isOverdefined() &&
2191            "Overdefined values should have been taken out of the map!");
2192     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Found that GV '" << GV->getName()
2193                       << "' is constant!\n");
2194     while (!GV->use_empty()) {
2195       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->user_back());
2196       SI->eraseFromParent();
2197     }
2198     M.getGlobalList().erase(GV);
2199     ++IPNumGlobalConst;
2200   }
2201
2202   return MadeChanges;
2203 }