lib/Transforms/IPO/GlobalOpt.cpp

   1 //===- GlobalOpt.cpp - Optimize Global Variables --------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This pass transforms simple global variables that never have their address
  11 // taken.  If obviously true, it marks read/write globals as constant, deletes
  12 // variables only stored to, etc.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "globalopt"
  17 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
  18 #include "llvm/CallingConv.h"
  19 #include "llvm/Constants.h"
  20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  21 #include "llvm/Instructions.h"
  22 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  23 #include "llvm/Module.h"
  24 #include "llvm/Pass.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  27 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  29 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  30 #include <set>
  31 #include <algorithm>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 namespace {
  35   Statistic<> NumMarked   ("globalopt", "Number of globals marked constant");
  36   Statistic<> NumSRA      ("globalopt", "Number of aggregate globals broken "
  37                            "into scalars");
  38   Statistic<> NumSubstitute("globalopt",
  39                         "Number of globals with initializers stored into them");
  40   Statistic<> NumDeleted  ("globalopt", "Number of globals deleted");
  41   Statistic<> NumFnDeleted("globalopt", "Number of functions deleted");
  42   Statistic<> NumGlobUses ("globalopt", "Number of global uses devirtualized");
  43   Statistic<> NumLocalized("globalopt", "Number of globals localized");
  44   Statistic<> NumShrunkToBool("globalopt",
  45                               "Number of global vars shrunk to booleans");
  46   Statistic<> NumFastCallFns("globalopt",
  47                              "Number of functions converted to fastcc");
  48   Statistic<> NumCtorsEvaluated("globalopt","Number of static ctors evaluated");
  49
  50   struct GlobalOpt : public ModulePass {
  51     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  52       AU.addRequired<TargetData>();
  53     }
  54
  55     bool runOnModule(Module &M);
  56
  57   private:
  58     GlobalVariable *FindGlobalCtors(Module &M);
  59     bool OptimizeFunctions(Module &M);
  60     bool OptimizeGlobalVars(Module &M);
  61     bool OptimizeGlobalCtorsList(GlobalVariable *&GCL);
  62     bool ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV, Module::global_iterator &GVI);
  63   };
  64
  65   RegisterOpt<GlobalOpt> X("globalopt", "Global Variable Optimizer");
  66 }
  67
  68 ModulePass *llvm::createGlobalOptimizerPass() { return new GlobalOpt(); }
  69
  70 /// GlobalStatus - As we analyze each global, keep track of some information
  71 /// about it.  If we find out that the address of the global is taken, none of
  72 /// this info will be accurate.
  73 struct GlobalStatus {
  74   /// isLoaded - True if the global is ever loaded.  If the global isn't ever
  75   /// loaded it can be deleted.
  76   bool isLoaded;
  77
  78   /// StoredType - Keep track of what stores to the global look like.
  79   ///
  80   enum StoredType {
  81     /// NotStored - There is no store to this global.  It can thus be marked
  82     /// constant.
  83     NotStored,
  84
  85     /// isInitializerStored - This global is stored to, but the only thing
  86     /// stored is the constant it was initialized with.  This is only tracked
  87     /// for scalar globals.
  88     isInitializerStored,
  89
  90     /// isStoredOnce - This global is stored to, but only its initializer and
  91     /// one other value is ever stored to it.  If this global isStoredOnce, we
  92     /// track the value stored to it in StoredOnceValue below.  This is only
  93     /// tracked for scalar globals.
  94     isStoredOnce,
  95
  96     /// isStored - This global is stored to by multiple values or something else
  97     /// that we cannot track.
  98     isStored
  99   } StoredType;
 100
 101   /// StoredOnceValue - If only one value (besides the initializer constant) is
 102   /// ever stored to this global, keep track of what value it is.
 103   Value *StoredOnceValue;
 104
 105   // AccessingFunction/HasMultipleAccessingFunctions - These start out
 106   // null/false.  When the first accessing function is noticed, it is recorded.
 107   // When a second different accessing function is noticed,
 108   // HasMultipleAccessingFunctions is set to true.
 109   Function *AccessingFunction;
 110   bool HasMultipleAccessingFunctions;
 111
 112   // HasNonInstructionUser - Set to true if this global has a user that is not
 113   // an instruction (e.g. a constant expr or GV initializer).
 114   bool HasNonInstructionUser;
 115
 116   /// isNotSuitableForSRA - Keep track of whether any SRA preventing users of
 117   /// the global exist.  Such users include GEP instruction with variable
 118   /// indexes, and non-gep/load/store users like constant expr casts.
 119   bool isNotSuitableForSRA;
 120
 121   GlobalStatus() : isLoaded(false), StoredType(NotStored), StoredOnceValue(0),
 122                    AccessingFunction(0), HasMultipleAccessingFunctions(false),
 123                    HasNonInstructionUser(false), isNotSuitableForSRA(false) {}
 124 };
 125
 126
 127
 128 /// ConstantIsDead - Return true if the specified constant is (transitively)
 129 /// dead.  The constant may be used by other constants (e.g. constant arrays and
 130 /// constant exprs) as long as they are dead, but it cannot be used by anything
 131 /// else.
 132 static bool ConstantIsDead(Constant *C) {
 133   if (isa<GlobalValue>(C)) return false;
 134
 135   for (Value::use_iterator UI = C->use_begin(), E = C->use_end(); UI != E; ++UI)
 136     if (Constant *CU = dyn_cast<Constant>(*UI)) {
 137       if (!ConstantIsDead(CU)) return false;
 138     } else
 139       return false;
 140   return true;
 141 }
 142
 143
 144 /// AnalyzeGlobal - Look at all uses of the global and fill in the GlobalStatus
 145 /// structure.  If the global has its address taken, return true to indicate we
 146 /// can't do anything with it.
 147 ///
 148 static bool AnalyzeGlobal(Value *V, GlobalStatus &GS,
 149                           std::set<PHINode*> &PHIUsers) {
 150   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ++UI)
 151     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(*UI)) {
 152       GS.HasNonInstructionUser = true;
 153
 154       if (AnalyzeGlobal(CE, GS, PHIUsers)) return true;
 155       if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
 156         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 157       else if (!GS.isNotSuitableForSRA) {
 158         // Check to see if this ConstantExpr GEP is SRA'able.  In particular, we
 159         // don't like < 3 operand CE's, and we don't like non-constant integer
 160         // indices.
 161         if (CE->getNumOperands() < 3 || !CE->getOperand(1)->isNullValue())
 162           GS.isNotSuitableForSRA = true;
 163         else {
 164           for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 165             if (!isa<ConstantInt>(CE->getOperand(i))) {
 166               GS.isNotSuitableForSRA = true;
 167               break;
 168             }
 169         }
 170       }
 171
 172     } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(*UI)) {
 173       if (!GS.HasMultipleAccessingFunctions) {
 174         Function *F = I->getParent()->getParent();
 175         if (GS.AccessingFunction == 0)
 176           GS.AccessingFunction = F;
 177         else if (GS.AccessingFunction != F)
 178           GS.HasMultipleAccessingFunctions = true;
 179       }
 180       if (isa<LoadInst>(I)) {
 181         GS.isLoaded = true;
 182       } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 183         // Don't allow a store OF the address, only stores TO the address.
 184         if (SI->getOperand(0) == V) return true;
 185
 186         // If this is a direct store to the global (i.e., the global is a scalar
 187         // value, not an aggregate), keep more specific information about
 188         // stores.
 189         if (GS.StoredType != GlobalStatus::isStored)
 190           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(SI->getOperand(1))){
 191             Value *StoredVal = SI->getOperand(0);
 192             if (StoredVal == GV->getInitializer()) {
 193               if (GS.StoredType < GlobalStatus::isInitializerStored)
 194                 GS.StoredType = GlobalStatus::isInitializerStored;
 195             } else if (isa<LoadInst>(StoredVal) &&
 196                        cast<LoadInst>(StoredVal)->getOperand(0) == GV) {
 197               // G = G
 198               if (GS.StoredType < GlobalStatus::isInitializerStored)
 199                 GS.StoredType = GlobalStatus::isInitializerStored;
 200             } else if (GS.StoredType < GlobalStatus::isStoredOnce) {
 201               GS.StoredType = GlobalStatus::isStoredOnce;
 202               GS.StoredOnceValue = StoredVal;
 203             } else if (GS.StoredType == GlobalStatus::isStoredOnce &&
 204                        GS.StoredOnceValue == StoredVal) {
 205               // noop.
 206             } else {
 207               GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
 208             }
 209           } else {
 210             GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
 211           }
 212       } else if (isa<GetElementPtrInst>(I)) {
 213         if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
 214
 215         // If the first two indices are constants, this can be SRA'd.
 216         if (isa<GlobalVariable>(I->getOperand(0))) {
 217           if (I->getNumOperands() < 3 || !isa<Constant>(I->getOperand(1)) ||
 218               !cast<Constant>(I->getOperand(1))->isNullValue() ||
 219               !isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
 220             GS.isNotSuitableForSRA = true;
 221         } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(I->getOperand(0))){
 222           if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr ||
 223               CE->getNumOperands() < 3 || I->getNumOperands() < 2 ||
 224               !isa<Constant>(I->getOperand(0)) ||
 225               !cast<Constant>(I->getOperand(0))->isNullValue())
 226             GS.isNotSuitableForSRA = true;
 227         } else {
 228           GS.isNotSuitableForSRA = true;
 229         }
 230       } else if (isa<SelectInst>(I)) {
 231         if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
 232         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 233       } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 234         // PHI nodes we can check just like select or GEP instructions, but we
 235         // have to be careful about infinite recursion.
 236         if (PHIUsers.insert(PN).second)  // Not already visited.
 237           if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
 238         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 239       } else if (isa<SetCondInst>(I)) {
 240         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 241       } else if (isa<MemCpyInst>(I) || isa<MemMoveInst>(I)) {
 242         if (I->getOperand(1) == V)
 243           GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
 244         if (I->getOperand(2) == V)
 245           GS.isLoaded = true;
 246         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 247       } else if (isa<MemSetInst>(I)) {
 248         assert(I->getOperand(1) == V && "Memset only takes one pointer!");
 249         GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
 250         GS.isNotSuitableForSRA = true;
 251       } else {
 252         return true;  // Any other non-load instruction might take address!
 253       }
 254     } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(*UI)) {
 255       GS.HasNonInstructionUser = true;
 256       // We might have a dead and dangling constant hanging off of here.
 257       if (!ConstantIsDead(C))
 258         return true;
 259     } else {
 260       GS.HasNonInstructionUser = true;
 261       // Otherwise must be some other user.
 262       return true;
 263     }
 264
 265   return false;
 266 }
 267
 268 static Constant *getAggregateConstantElement(Constant *Agg, Constant *Idx) {
 269   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
 270   if (!CI) return 0;
 271   unsigned IdxV = (unsigned)CI->getRawValue();
 272
 273   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg)) {
 274     if (IdxV < CS->getNumOperands()) return CS->getOperand(IdxV);
 275   } else if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg)) {
 276     if (IdxV < CA->getNumOperands()) return CA->getOperand(IdxV);
 277   } else if (ConstantPacked *CP = dyn_cast<ConstantPacked>(Agg)) {
 278     if (IdxV < CP->getNumOperands()) return CP->getOperand(IdxV);
 279   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
 280     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Agg->getType())) {
 281       if (IdxV < STy->getNumElements())
 282         return Constant::getNullValue(STy->getElementType(IdxV));
 283     } else if (const SequentialType *STy =
 284                dyn_cast<SequentialType>(Agg->getType())) {
 285       return Constant::getNullValue(STy->getElementType());
 286     }
 287   } else if (isa<UndefValue>(Agg)) {
 288     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Agg->getType())) {
 289       if (IdxV < STy->getNumElements())
 290         return UndefValue::get(STy->getElementType(IdxV));
 291     } else if (const SequentialType *STy =
 292                dyn_cast<SequentialType>(Agg->getType())) {
 293       return UndefValue::get(STy->getElementType());
 294     }
 295   }
 296   return 0;
 297 }
 298
 299
 300 /// CleanupConstantGlobalUsers - We just marked GV constant.  Loop over all
 301 /// users of the global, cleaning up the obvious ones.  This is largely just a
 302 /// quick scan over the use list to clean up the easy and obvious cruft.  This
 303 /// returns true if it made a change.
 304 static bool CleanupConstantGlobalUsers(Value *V, Constant *Init) {
 305   bool Changed = false;
 306   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E;) {
 307     User *U = *UI++;
 308
 309     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U)) {
 310       if (Init) {
 311         // Replace the load with the initializer.
 312         LI->replaceAllUsesWith(Init);
 313         LI->eraseFromParent();
 314         Changed = true;
 315       }
 316     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U)) {
 317       // Store must be unreachable or storing Init into the global.
 318       SI->eraseFromParent();
 319       Changed = true;
 320     } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(U)) {
 321       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
 322         Constant *SubInit = 0;
 323         if (Init)
 324           SubInit = ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Init, CE);
 325         Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(CE, SubInit);
 326       } else if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast &&
 327                  isa<PointerType>(CE->getType())) {
 328         // Pointer cast, delete any stores and memsets to the global.
 329         Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(CE, 0);
 330       }
 331
 332       if (CE->use_empty()) {
 333         CE->destroyConstant();
 334         Changed = true;
 335       }
 336     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(U)) {
 337       Constant *SubInit = 0;
 338       ConstantExpr *CE =
 339         dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(ConstantFoldInstruction(GEP));
 340       if (Init && CE && CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
 341         SubInit = ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Init, CE);
 342       Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(GEP, SubInit);
 343
 344       if (GEP->use_empty()) {
 345         GEP->eraseFromParent();
 346         Changed = true;
 347       }
 348     } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U)) { // memset/cpy/mv
 349       if (MI->getRawDest() == V) {
 350         MI->eraseFromParent();
 351         Changed = true;
 352       }
 353
 354     } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(U)) {
 355       // If we have a chain of dead constantexprs or other things dangling from
 356       // us, and if they are all dead, nuke them without remorse.
 357       if (ConstantIsDead(C)) {
 358         C->destroyConstant();
 359         // This could have invalidated UI, start over from scratch.
 360         CleanupConstantGlobalUsers(V, Init);
 361         return true;
 362       }
 363     }
 364   }
 365   return Changed;
 366 }
 367
 368 /// SRAGlobal - Perform scalar replacement of aggregates on the specified global
 369 /// variable.  This opens the door for other optimizations by exposing the
 370 /// behavior of the program in a more fine-grained way.  We have determined that
 371 /// this transformation is safe already.  We return the first global variable we
 372 /// insert so that the caller can reprocess it.
 373 static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
 374   assert(GV->hasInternalLinkage() && !GV->isConstant());
 375   Constant *Init = GV->getInitializer();
 376   const Type *Ty = Init->getType();
 377
 378   std::vector<GlobalVariable*> NewGlobals;
 379   Module::GlobalListType &Globals = GV->getParent()->getGlobalList();
 380
 381   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 382     NewGlobals.reserve(STy->getNumElements());
 383     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
 384       Constant *In = getAggregateConstantElement(Init,
 385                                             ConstantUInt::get(Type::UIntTy, i));
 386       assert(In && "Couldn't get element of initializer?");
 387       GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(STy->getElementType(i), false,
 388                                                GlobalVariable::InternalLinkage,
 389                                                In, GV->getName()+"."+utostr(i));
 390       Globals.insert(GV, NGV);
 391       NewGlobals.push_back(NGV);
 392     }
 393   } else if (const SequentialType *STy = dyn_cast<SequentialType>(Ty)) {
 394     unsigned NumElements = 0;
 395     if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(STy))
 396       NumElements = ATy->getNumElements();
 397     else if (const PackedType *PTy = dyn_cast<PackedType>(STy))
 398       NumElements = PTy->getNumElements();
 399     else
 400       assert(0 && "Unknown aggregate sequential type!");
 401
 402     if (NumElements > 16 && GV->hasNUsesOrMore(16))
 403       return 0; // It's not worth it.
 404     NewGlobals.reserve(NumElements);
 405     for (unsigned i = 0, e = NumElements; i != e; ++i) {
 406       Constant *In = getAggregateConstantElement(Init,
 407                                             ConstantUInt::get(Type::UIntTy, i));
 408       assert(In && "Couldn't get element of initializer?");
 409
 410       GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(STy->getElementType(), false,
 411                                                GlobalVariable::InternalLinkage,
 412                                                In, GV->getName()+"."+utostr(i));
 413       Globals.insert(GV, NGV);
 414       NewGlobals.push_back(NGV);
 415     }
 416   }
 417
 418   if (NewGlobals.empty())
 419     return 0;
 420
 421   DEBUG(std::cerr << "PERFORMING GLOBAL SRA ON: " << *GV);
 422
 423   Constant *NullInt = Constant::getNullValue(Type::IntTy);
 424
 425   // Loop over all of the uses of the global, replacing the constantexpr geps,
 426   // with smaller constantexpr geps or direct references.
 427   while (!GV->use_empty()) {
 428     User *GEP = GV->use_back();
 429     assert(((isa<ConstantExpr>(GEP) &&
 430              cast<ConstantExpr>(GEP)->getOpcode()==Instruction::GetElementPtr)||
 431             isa<GetElementPtrInst>(GEP)) && "NonGEP CE's are not SRAable!");
 432
 433     // Ignore the 1th operand, which has to be zero or else the program is quite
 434     // broken (undefined).  Get the 2nd operand, which is the structure or array
 435     // index.
 436     unsigned Val =
 437        (unsigned)cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getRawValue();
 438     if (Val >= NewGlobals.size()) Val = 0; // Out of bound array access.
 439
 440     Value *NewPtr = NewGlobals[Val];
 441
 442     // Form a shorter GEP if needed.
 443     if (GEP->getNumOperands() > 3)
 444       if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GEP)) {
 445         std::vector<Constant*> Idxs;
 446         Idxs.push_back(NullInt);
 447         for (unsigned i = 3, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
 448           Idxs.push_back(CE->getOperand(i));
 449         NewPtr = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(NewPtr), Idxs);
 450       } else {
 451         GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(GEP);
 452         std::vector<Value*> Idxs;
 453         Idxs.push_back(NullInt);
 454         for (unsigned i = 3, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 455           Idxs.push_back(GEPI->getOperand(i));
 456         NewPtr = new GetElementPtrInst(NewPtr, Idxs,
 457                                        GEPI->getName()+"."+utostr(Val), GEPI);
 458       }
 459     GEP->replaceAllUsesWith(NewPtr);
 460
 461     if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(GEP))
 462       GEPI->eraseFromParent();
 463     else
 464       cast<ConstantExpr>(GEP)->destroyConstant();
 465   }
 466
 467   // Delete the old global, now that it is dead.
 468   Globals.erase(GV);
 469   ++NumSRA;
 470
 471   // Loop over the new globals array deleting any globals that are obviously
 472   // dead.  This can arise due to scalarization of a structure or an array that
 473   // has elements that are dead.
 474   unsigned FirstGlobal = 0;
 475   for (unsigned i = 0, e = NewGlobals.size(); i != e; ++i)
 476     if (NewGlobals[i]->use_empty()) {
 477       Globals.erase(NewGlobals[i]);
 478       if (FirstGlobal == i) ++FirstGlobal;
 479     }
 480
 481   return FirstGlobal != NewGlobals.size() ? NewGlobals[FirstGlobal] : 0;
 482 }
 483
 484 /// AllUsesOfValueWillTrapIfNull - Return true if all users of the specified
 485 /// value will trap if the value is dynamically null.
 486 static bool AllUsesOfValueWillTrapIfNull(Value *V) {
 487   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ++UI)
 488     if (isa<LoadInst>(*UI)) {
 489       // Will trap.
 490     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
 491       if (SI->getOperand(0) == V) {
 492         //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
 493         return false;  // Storing the value.
 494       }
 495     } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(*UI)) {
 496       if (CI->getOperand(0) != V) {
 497         //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
 498         return false;  // Not calling the ptr
 499       }
 500     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(*UI)) {
 501       if (II->getOperand(0) != V) {
 502         //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
 503         return false;  // Not calling the ptr
 504       }
 505     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*UI)) {
 506       if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(CI)) return false;
 507     } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
 508       if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(GEPI)) return false;
 509     } else if (isa<SetCondInst>(*UI) &&
 510                isa<ConstantPointerNull>(UI->getOperand(1))) {
 511       // Ignore setcc X, null
 512     } else {
 513       //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
 514       return false;
 515     }
 516   return true;
 517 }
 518
 519 /// AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull - Return true if all uses of any loads
 520 /// from GV will trap if the loaded value is null.  Note that this also permits
 521 /// comparisons of the loaded value against null, as a special case.
 522 static bool AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull(GlobalVariable *GV) {
 523   for (Value::use_iterator UI = GV->use_begin(), E = GV->use_end(); UI!=E; ++UI)
 524     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
 525       if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(LI))
 526         return false;
 527     } else if (isa<StoreInst>(*UI)) {
 528       // Ignore stores to the global.
 529     } else {
 530       // We don't know or understand this user, bail out.
 531       //std::cerr << "UNKNOWN USER OF GLOBAL!: " << **UI;
 532       return false;
 533     }
 534
 535   return true;
 536 }
 537
 538 static bool OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(Value *V, Constant *NewV) {
 539   bool Changed = false;
 540   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ) {
 541     Instruction *I = cast<Instruction>(*UI++);
 542     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
 543       LI->setOperand(0, NewV);
 544       Changed = true;
 545     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
 546       if (SI->getOperand(1) == V) {
 547         SI->setOperand(1, NewV);
 548         Changed = true;
 549       }
 550     } else if (isa<CallInst>(I) || isa<InvokeInst>(I)) {
 551       if (I->getOperand(0) == V) {
 552         // Calling through the pointer!  Turn into a direct call, but be careful
 553         // that the pointer is not also being passed as an argument.
 554         I->setOperand(0, NewV);
 555         Changed = true;
 556         bool PassedAsArg = false;
 557         for (unsigned i = 1, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
 558           if (I->getOperand(i) == V) {
 559             PassedAsArg = true;
 560             I->setOperand(i, NewV);
 561           }
 562
 563         if (PassedAsArg) {
 564           // Being passed as an argument also.  Be careful to not invalidate UI!
 565           UI = V->use_begin();
 566         }
 567       }
 568     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
 569       Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(CI,
 570                                     ConstantExpr::getCast(NewV, CI->getType()));
 571       if (CI->use_empty()) {
 572         Changed = true;
 573         CI->eraseFromParent();
 574       }
 575     } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
 576       // Should handle GEP here.
 577       std::vector<Constant*> Indices;
 578       Indices.reserve(GEPI->getNumOperands()-1);
 579       for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 580         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPI->getOperand(i)))
 581           Indices.push_back(C);
 582         else
 583           break;
 584       if (Indices.size() == GEPI->getNumOperands()-1)
 585         Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(GEPI,
 586                                 ConstantExpr::getGetElementPtr(NewV, Indices));
 587       if (GEPI->use_empty()) {
 588         Changed = true;
 589         GEPI->eraseFromParent();
 590       }
 591     }
 592   }
 593
 594   return Changed;
 595 }
 596
 597
 598 /// OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads - The specified global has only one non-null
 599 /// value stored into it.  If there are uses of the loaded value that would trap
 600 /// if the loaded value is dynamically null, then we know that they cannot be
 601 /// reachable with a null optimize away the load.
 602 static bool OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads(GlobalVariable *GV, Constant *LV) {
 603   std::vector<LoadInst*> Loads;
 604   bool Changed = false;
 605
 606   // Replace all uses of loads with uses of uses of the stored value.
 607   for (Value::use_iterator GUI = GV->use_begin(), E = GV->use_end();
 608        GUI != E; ++GUI)
 609     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*GUI)) {
 610       Loads.push_back(LI);
 611       Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(LI, LV);
 612     } else {
 613       assert(isa<StoreInst>(*GUI) && "Only expect load and stores!");
 614     }
 615
 616   if (Changed) {
 617     DEBUG(std::cerr << "OPTIMIZED LOADS FROM STORED ONCE POINTER: " << *GV);
 618     ++NumGlobUses;
 619   }
 620
 621   // Delete all of the loads we can, keeping track of whether we nuked them all!
 622   bool AllLoadsGone = true;
 623   while (!Loads.empty()) {
 624     LoadInst *L = Loads.back();
 625     if (L->use_empty()) {
 626       L->eraseFromParent();
 627       Changed = true;
 628     } else {
 629       AllLoadsGone = false;
 630     }
 631     Loads.pop_back();
 632   }
 633
 634   // If we nuked all of the loads, then none of the stores are needed either,
 635   // nor is the global.
 636   if (AllLoadsGone) {
 637     DEBUG(std::cerr << "  *** GLOBAL NOW DEAD!\n");
 638     CleanupConstantGlobalUsers(GV, 0);
 639     if (GV->use_empty()) {
 640       GV->eraseFromParent();
 641       ++NumDeleted;
 642     }
 643     Changed = true;
 644   }
 645   return Changed;
 646 }
 647
 648 /// ConstantPropUsersOf - Walk the use list of V, constant folding all of the
 649 /// instructions that are foldable.
 650 static void ConstantPropUsersOf(Value *V) {
 651   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; )
 652     if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(*UI++))
 653       if (Constant *NewC = ConstantFoldInstruction(I)) {
 654         I->replaceAllUsesWith(NewC);
 655
 656         // Advance UI to the next non-I use to avoid invalidating it!
 657         // Instructions could multiply use V.
 658         while (UI != E && *UI == I)
 659           ++UI;
 660         I->eraseFromParent();
 661       }
 662 }
 663
 664 /// OptimizeGlobalAddressOfMalloc - This function takes the specified global
 665 /// variable, and transforms the program as if it always contained the result of
 666 /// the specified malloc.  Because it is always the result of the specified
 667 /// malloc, there is no reason to actually DO the malloc.  Instead, turn the
 668 /// malloc into a global, and any laods of GV as uses of the new global.
 669 static GlobalVariable *OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GlobalVariable *GV,
 670                                                      MallocInst *MI) {
 671   DEBUG(std::cerr << "PROMOTING MALLOC GLOBAL: " << *GV << "  MALLOC = " <<*MI);
 672   ConstantInt *NElements = cast<ConstantInt>(MI->getArraySize());
 673
 674   if (NElements->getRawValue() != 1) {
 675     // If we have an array allocation, transform it to a single element
 676     // allocation to make the code below simpler.
 677     Type *NewTy = ArrayType::get(MI->getAllocatedType(),
 678                                  (unsigned)NElements->getRawValue());
 679     MallocInst *NewMI =
 680       new MallocInst(NewTy, Constant::getNullValue(Type::UIntTy),
 681                      MI->getAlignment(), MI->getName(), MI);
 682     std::vector<Value*> Indices;
 683     Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::IntTy));
 684     Indices.push_back(Indices[0]);
 685     Value *NewGEP = new GetElementPtrInst(NewMI, Indices,
 686                                           NewMI->getName()+".el0", MI);
 687     MI->replaceAllUsesWith(NewGEP);
 688     MI->eraseFromParent();
 689     MI = NewMI;
 690   }
 691
 692   // Create the new global variable.  The contents of the malloc'd memory is
 693   // undefined, so initialize with an undef value.
 694   Constant *Init = UndefValue::get(MI->getAllocatedType());
 695   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(MI->getAllocatedType(), false,
 696                                              GlobalValue::InternalLinkage, Init,
 697                                              GV->getName()+".body");
 698   GV->getParent()->getGlobalList().insert(GV, NewGV);
 699
 700   // Anything that used the malloc now uses the global directly.
 701   MI->replaceAllUsesWith(NewGV);
 702
 703   Constant *RepValue = NewGV;
 704   if (NewGV->getType() != GV->getType()->getElementType())
 705     RepValue = ConstantExpr::getCast(RepValue, GV->getType()->getElementType());
 706
 707   // If there is a comparison against null, we will insert a global bool to
 708   // keep track of whether the global was initialized yet or not.
 709   GlobalVariable *InitBool =
 710     new GlobalVariable(Type::BoolTy, false, GlobalValue::InternalLinkage,
 711                        ConstantBool::False, GV->getName()+".init");
 712   bool InitBoolUsed = false;
 713
 714   // Loop over all uses of GV, processing them in turn.
 715   std::vector<StoreInst*> Stores;
 716   while (!GV->use_empty())
 717     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(GV->use_back())) {
 718       while (!LI->use_empty()) {
 719         Use &LoadUse = LI->use_begin().getUse();
 720         if (!isa<SetCondInst>(LoadUse.getUser()))
 721           LoadUse = RepValue;
 722         else {
 723           // Replace the setcc X, 0 with a use of the bool value.
 724           SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(LoadUse.getUser());
 725           Value *LV = new LoadInst(InitBool, InitBool->getName()+".val", SCI);
 726           InitBoolUsed = true;
 727           switch (SCI->getOpcode()) {
 728           default: assert(0 && "Unknown opcode!");
 729           case Instruction::SetLT:
 730             LV = ConstantBool::False;   // X < null -> always false
 731             break;
 732           case Instruction::SetEQ:
 733           case Instruction::SetLE:
 734             LV = BinaryOperator::createNot(LV, "notinit", SCI);
 735             break;
 736           case Instruction::SetNE:
 737           case Instruction::SetGE:
 738           case Instruction::SetGT:
 739             break;  // no change.
 740           }
 741           SCI->replaceAllUsesWith(LV);
 742           SCI->eraseFromParent();
 743         }
 744       }
 745       LI->eraseFromParent();
 746     } else {
 747       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->use_back());
 748       // The global is initialized when the store to it occurs.
 749       new StoreInst(ConstantBool::True, InitBool, SI);
 750       SI->eraseFromParent();
 751     }
 752
 753   // If the initialization boolean was used, insert it, otherwise delete it.
 754   if (!InitBoolUsed) {
 755     while (!InitBool->use_empty())  // Delete initializations
 756       cast<Instruction>(InitBool->use_back())->eraseFromParent();
 757     delete InitBool;
 758   } else
 759     GV->getParent()->getGlobalList().insert(GV, InitBool);
 760
 761
 762   // Now the GV is dead, nuke it and the malloc.
 763   GV->eraseFromParent();
 764   MI->eraseFromParent();
 765
 766   // To further other optimizations, loop over all users of NewGV and try to
 767   // constant prop them.  This will promote GEP instructions with constant
 768   // indices into GEP constant-exprs, which will allow global-opt to hack on it.
 769   ConstantPropUsersOf(NewGV);
 770   if (RepValue != NewGV)
 771     ConstantPropUsersOf(RepValue);
 772
 773   return NewGV;
 774 }
 775
 776 /// ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal - Scan the use-list of V checking
 777 /// to make sure that there are no complex uses of V.  We permit simple things
 778 /// like dereferencing the pointer, but not storing through the address, unless
 779 /// it is to the specified global.
 780 static bool ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(Instruction *V,
 781                                                       GlobalVariable *GV) {
 782   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E;++UI)
 783     if (isa<LoadInst>(*UI) || isa<SetCondInst>(*UI)) {
 784       // Fine, ignore.
 785     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
 786       if (SI->getOperand(0) == V && SI->getOperand(1) != GV)
 787         return false;  // Storing the pointer itself... bad.
 788       // Otherwise, storing through it, or storing into GV... fine.
 789     } else if (isa<GetElementPtrInst>(*UI) || isa<SelectInst>(*UI)) {
 790       if (!ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(cast<Instruction>(*UI),GV))
 791         return false;
 792     } else {
 793       return false;
 794     }
 795   return true;
 796
 797 }
 798
 799 // OptimizeOnceStoredGlobal - Try to optimize globals based on the knowledge
 800 // that only one value (besides its initializer) is ever stored to the global.
 801 static bool OptimizeOnceStoredGlobal(GlobalVariable *GV, Value *StoredOnceVal,
 802                                      Module::global_iterator &GVI, TargetData &TD) {
 803   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(StoredOnceVal))
 804     StoredOnceVal = CI->getOperand(0);
 805   else if (GetElementPtrInst *GEPI =dyn_cast<GetElementPtrInst>(StoredOnceVal)){
 806     // "getelementptr Ptr, 0, 0, 0" is really just a cast.
 807     bool IsJustACast = true;
 808     for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 809       if (!isa<Constant>(GEPI->getOperand(i)) ||
 810           !cast<Constant>(GEPI->getOperand(i))->isNullValue()) {
 811         IsJustACast = false;
 812         break;
 813       }
 814     if (IsJustACast)
 815       StoredOnceVal = GEPI->getOperand(0);
 816   }
 817
 818   // If we are dealing with a pointer global that is initialized to null and
 819   // only has one (non-null) value stored into it, then we can optimize any
 820   // users of the loaded value (often calls and loads) that would trap if the
 821   // value was null.
 822   if (isa<PointerType>(GV->getInitializer()->getType()) &&
 823       GV->getInitializer()->isNullValue()) {
 824     if (Constant *SOVC = dyn_cast<Constant>(StoredOnceVal)) {
 825       if (GV->getInitializer()->getType() != SOVC->getType())
 826         SOVC = ConstantExpr::getCast(SOVC, GV->getInitializer()->getType());
 827
 828       // Optimize away any trapping uses of the loaded value.
 829       if (OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads(GV, SOVC))
 830         return true;
 831     } else if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(StoredOnceVal)) {
 832       // If we have a global that is only initialized with a fixed size malloc,
 833       // and if all users of the malloc trap, and if the malloc'd address is not
 834       // put anywhere else, transform the program to use global memory instead
 835       // of malloc'd memory.  This eliminates dynamic allocation (good) and
 836       // exposes the resultant global to further GlobalOpt (even better).  Note
 837       // that we restrict this transformation to only working on small
 838       // allocations (2048 bytes currently), as we don't want to introduce a 16M
 839       // global or something.
 840       if (ConstantInt *NElements = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArraySize()))
 841         if (MI->getAllocatedType()->isSized() &&
 842             NElements->getRawValue()*
 843                      TD.getTypeSize(MI->getAllocatedType()) < 2048 &&
 844             AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull(GV) &&
 845             ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(MI, GV)) {
 846           GVI = OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GV, MI);
 847           return true;
 848         }
 849     }
 850   }
 851
 852   return false;
 853 }
 854
 855 /// ShrinkGlobalToBoolean - At this point, we have learned that the only two
 856 /// values ever stored into GV are its initializer and OtherVal.
 857 static void ShrinkGlobalToBoolean(GlobalVariable *GV, Constant *OtherVal) {
 858   // Create the new global, initializing it to false.
 859   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(Type::BoolTy, false,
 860          GlobalValue::InternalLinkage, ConstantBool::False, GV->getName()+".b");
 861   GV->getParent()->getGlobalList().insert(GV, NewGV);
 862
 863   Constant *InitVal = GV->getInitializer();
 864   assert(InitVal->getType() != Type::BoolTy && "No reason to shrink to bool!");
 865
 866   // If initialized to zero and storing one into the global, we can use a cast
 867   // instead of a select to synthesize the desired value.
 868   bool IsOneZero = false;
 869   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal))
 870     IsOneZero = InitVal->isNullValue() && CI->equalsInt(1);
 871
 872   while (!GV->use_empty()) {
 873     Instruction *UI = cast<Instruction>(GV->use_back());
 874     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(UI)) {
 875       // Change the store into a boolean store.
 876       bool StoringOther = SI->getOperand(0) == OtherVal;
 877       // Only do this if we weren't storing a loaded value.
 878       Value *StoreVal;
 879       if (StoringOther || SI->getOperand(0) == InitVal)
 880         StoreVal = ConstantBool::get(StoringOther);
 881       else {
 882         // Otherwise, we are storing a previously loaded copy.  To do this,
 883         // change the copy from copying the original value to just copying the
 884         // bool.
 885         Instruction *StoredVal = cast<Instruction>(SI->getOperand(0));
 886
 887         // If we're already replaced the input, StoredVal will be a cast or
 888         // select instruction.  If not, it will be a load of the original
 889         // global.
 890         if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(StoredVal)) {
 891           assert(LI->getOperand(0) == GV && "Not a copy!");
 892           // Insert a new load, to preserve the saved value.
 893           StoreVal = new LoadInst(NewGV, LI->getName()+".b", LI);
 894         } else {
 895           assert((isa<CastInst>(StoredVal) || isa<SelectInst>(StoredVal)) &&
 896                  "This is not a form that we understand!");
 897           StoreVal = StoredVal->getOperand(0);
 898           assert(isa<LoadInst>(StoreVal) && "Not a load of NewGV!");
 899         }
 900       }
 901       new StoreInst(StoreVal, NewGV, SI);
 902     } else if (!UI->use_empty()) {
 903       // Change the load into a load of bool then a select.
 904       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(UI);
 905
 906       std::string Name = LI->getName(); LI->setName("");
 907       LoadInst *NLI = new LoadInst(NewGV, Name+".b", LI);
 908       Value *NSI;
 909       if (IsOneZero)
 910         NSI = new CastInst(NLI, LI->getType(), Name, LI);
 911       else
 912         NSI = new SelectInst(NLI, OtherVal, InitVal, Name, LI);
 913       LI->replaceAllUsesWith(NSI);
 914     }
 915     UI->eraseFromParent();
 916   }
 917
 918   GV->eraseFromParent();
 919 }
 920
 921
 922 /// ProcessInternalGlobal - Analyze the specified global variable and optimize
 923 /// it if possible.  If we make a change, return true.
 924 bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
 925                                       Module::global_iterator &GVI) {
 926   std::set<PHINode*> PHIUsers;
 927   GlobalStatus GS;
 928   GV->removeDeadConstantUsers();
 929
 930   if (GV->use_empty()) {
 931     DEBUG(std::cerr << "GLOBAL DEAD: " << *GV);
 932     GV->eraseFromParent();
 933     ++NumDeleted;
 934     return true;
 935   }
 936
 937   if (!AnalyzeGlobal(GV, GS, PHIUsers)) {
 938     // If this is a first class global and has only one accessing function
 939     // and this function is main (which we know is not recursive we can make
 940     // this global a local variable) we replace the global with a local alloca
 941     // in this function.
 942     //
 943     // NOTE: It doesn't make sense to promote non first class types since we
 944     // are just replacing static memory to stack memory.
 945     if (!GS.HasMultipleAccessingFunctions &&
 946         GS.AccessingFunction && !GS.HasNonInstructionUser &&
 947         GV->getType()->getElementType()->isFirstClassType() &&
 948         GS.AccessingFunction->getName() == "main" &&
 949         GS.AccessingFunction->hasExternalLinkage()) {
 950       DEBUG(std::cerr << "LOCALIZING GLOBAL: " << *GV);
 951       Instruction* FirstI = GS.AccessingFunction->getEntryBlock().begin();
 952       const Type* ElemTy = GV->getType()->getElementType();
 953       // FIXME: Pass Global's alignment when globals have alignment
 954       AllocaInst* Alloca = new AllocaInst(ElemTy, NULL, GV->getName(), FirstI);
 955       if (!isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
 956         new StoreInst(GV->getInitializer(), Alloca, FirstI);
 957
 958       GV->replaceAllUsesWith(Alloca);
 959       GV->eraseFromParent();
 960       ++NumLocalized;
 961       return true;
 962     }
 963     // If the global is never loaded (but may be stored to), it is dead.
 964     // Delete it now.
 965     if (!GS.isLoaded) {
 966       DEBUG(std::cerr << "GLOBAL NEVER LOADED: " << *GV);
 967
 968       // Delete any stores we can find to the global.  We may not be able to
 969       // make it completely dead though.
 970       bool Changed = CleanupConstantGlobalUsers(GV, GV->getInitializer());
 971
 972       // If the global is dead now, delete it.
 973       if (GV->use_empty()) {
 974         GV->eraseFromParent();
 975         ++NumDeleted;
 976         Changed = true;
 977       }
 978       return Changed;
 979
 980     } else if (GS.StoredType <= GlobalStatus::isInitializerStored) {
 981       DEBUG(std::cerr << "MARKING CONSTANT: " << *GV);
 982       GV->setConstant(true);
 983
 984       // Clean up any obviously simplifiable users now.
 985       CleanupConstantGlobalUsers(GV, GV->getInitializer());
 986
 987       // If the global is dead now, just nuke it.
 988       if (GV->use_empty()) {
 989         DEBUG(std::cerr << "   *** Marking constant allowed us to simplify "
 990               "all users and delete global!\n");
 991         GV->eraseFromParent();
 992         ++NumDeleted;
 993       }
 994
 995       ++NumMarked;
 996       return true;
 997     } else if (!GS.isNotSuitableForSRA &&
 998                !GV->getInitializer()->getType()->isFirstClassType()) {
 999       if (GlobalVariable *FirstNewGV = SRAGlobal(GV)) {
1000         GVI = FirstNewGV;  // Don't skip the newly produced globals!
1001         return true;
1002       }
1003     } else if (GS.StoredType == GlobalStatus::isStoredOnce) {
1004       // If the initial value for the global was an undef value, and if only
1005       // one other value was stored into it, we can just change the
1006       // initializer to be an undef value, then delete all stores to the
1007       // global.  This allows us to mark it constant.
1008       if (Constant *SOVConstant = dyn_cast<Constant>(GS.StoredOnceValue))
1009         if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer())) {
1010           // Change the initial value here.
1011           GV->setInitializer(SOVConstant);
1012
1013           // Clean up any obviously simplifiable users now.
1014           CleanupConstantGlobalUsers(GV, GV->getInitializer());
1015
1016           if (GV->use_empty()) {
1017             DEBUG(std::cerr << "   *** Substituting initializer allowed us to "
1018                   "simplify all users and delete global!\n");
1019             GV->eraseFromParent();
1020             ++NumDeleted;
1021           } else {
1022             GVI = GV;
1023           }
1024           ++NumSubstitute;
1025           return true;
1026         }
1027
1028       // Try to optimize globals based on the knowledge that only one value
1029       // (besides its initializer) is ever stored to the global.
1030       if (OptimizeOnceStoredGlobal(GV, GS.StoredOnceValue, GVI,
1031                                    getAnalysis<TargetData>()))
1032         return true;
1033
1034       // Otherwise, if the global was not a boolean, we can shrink it to be a
1035       // boolean.
1036       if (Constant *SOVConstant = dyn_cast<Constant>(GS.StoredOnceValue))
1037         if (GV->getType()->getElementType() != Type::BoolTy &&
1038             !GV->getType()->getElementType()->isFloatingPoint()) {
1039           DEBUG(std::cerr << "   *** SHRINKING TO BOOL: " << *GV);
1040           ShrinkGlobalToBoolean(GV, SOVConstant);
1041           ++NumShrunkToBool;
1042           return true;
1043         }
1044     }
1045   }
1046   return false;
1047 }
1048
1049 /// OnlyCalledDirectly - Return true if the specified function is only called
1050 /// directly.  In other words, its address is never taken.
1051 static bool OnlyCalledDirectly(Function *F) {
1052   for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end(); UI != E;++UI){
1053     Instruction *User = dyn_cast<Instruction>(*UI);
1054     if (!User) return false;
1055     if (!isa<CallInst>(User) && !isa<InvokeInst>(User)) return false;
1056
1057     // See if the function address is passed as an argument.
1058     for (unsigned i = 1, e = User->getNumOperands(); i != e; ++i)
1059       if (User->getOperand(i) == F) return false;
1060   }
1061   return true;
1062 }
1063
1064 /// ChangeCalleesToFastCall - Walk all of the direct calls of the specified
1065 /// function, changing them to FastCC.
1066 static void ChangeCalleesToFastCall(Function *F) {
1067   for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end(); UI != E;++UI){
1068     Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
1069     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(User))
1070       CI->setCallingConv(CallingConv::Fast);
1071     else
1072       cast<InvokeInst>(User)->setCallingConv(CallingConv::Fast);
1073   }
1074 }
1075
1076 bool GlobalOpt::OptimizeFunctions(Module &M) {
1077   bool Changed = false;
1078   // Optimize functions.
1079   for (Module::iterator FI = M.begin(), E = M.end(); FI != E; ) {
1080     Function *F = FI++;
1081     F->removeDeadConstantUsers();
1082     if (F->use_empty() && (F->hasInternalLinkage() ||
1083                            F->hasLinkOnceLinkage())) {
1084       M.getFunctionList().erase(F);
1085       Changed = true;
1086       ++NumFnDeleted;
1087     } else if (F->hasInternalLinkage() &&
1088                F->getCallingConv() == CallingConv::C &&  !F->isVarArg() &&
1089                OnlyCalledDirectly(F)) {
1090       // If this function has C calling conventions, is not a varargs
1091       // function, and is only called directly, promote it to use the Fast
1092       // calling convention.
1093       F->setCallingConv(CallingConv::Fast);
1094       ChangeCalleesToFastCall(F);
1095       ++NumFastCallFns;
1096       Changed = true;
1097     }
1098   }
1099   return Changed;
1100 }
1101
1102 bool GlobalOpt::OptimizeGlobalVars(Module &M) {
1103   bool Changed = false;
1104   for (Module::global_iterator GVI = M.global_begin(), E = M.global_end();
1105        GVI != E; ) {
1106     GlobalVariable *GV = GVI++;
1107     if (!GV->isConstant() && GV->hasInternalLinkage() &&
1108         GV->hasInitializer())
1109       Changed |= ProcessInternalGlobal(GV, GVI);
1110   }
1111   return Changed;
1112 }
1113
1114 /// FindGlobalCtors - Find the llvm.globalctors list, verifying that all
1115 /// initializers have an init priority of 65535.
1116 GlobalVariable *GlobalOpt::FindGlobalCtors(Module &M) {
1117   for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
1118        I != E; ++I)
1119     if (I->getName() == "llvm.global_ctors") {
1120       // Found it, verify it's an array of { int, void()* }.
1121       const ArrayType *ATy =dyn_cast<ArrayType>(I->getType()->getElementType());
1122       if (!ATy) return 0;
1123       const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ATy->getElementType());
1124       if (!STy || STy->getNumElements() != 2 ||
1125           STy->getElementType(0) != Type::IntTy) return 0;
1126       const PointerType *PFTy = dyn_cast<PointerType>(STy->getElementType(1));
1127       if (!PFTy) return 0;
1128       const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(PFTy->getElementType());
1129       if (!FTy || FTy->getReturnType() != Type::VoidTy || FTy->isVarArg() ||
1130           FTy->getNumParams() != 0)
1131         return 0;
1132
1133       // Verify that the initializer is simple enough for us to handle.
1134       if (!I->hasInitializer()) return 0;
1135       ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(I->getInitializer());
1136       if (!CA) return 0;
1137       for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i)
1138         if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(CA->getOperand(i))) {
1139           if (isa<ConstantPointerNull>(CS->getOperand(1)))
1140             continue;
1141
1142           // Must have a function or null ptr.
1143           if (!isa<Function>(CS->getOperand(1)))
1144             return 0;
1145
1146           // Init priority must be standard.
1147           ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CS->getOperand(0));
1148           if (!CI || CI->getRawValue() != 65535)
1149             return 0;
1150         } else {
1151           return 0;
1152         }
1153
1154       return I;
1155     }
1156   return 0;
1157 }
1158
1159 /// ParseGlobalCtors - Given a llvm.global_ctors list that we can understand,
1160 /// return a list of the functions and null terminator as a vector.
1161 static std::vector<Function*> ParseGlobalCtors(GlobalVariable *GV) {
1162   ConstantArray *CA = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
1163   std::vector<Function*> Result;
1164   Result.reserve(CA->getNumOperands());
1165   for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1166     ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(CA->getOperand(i));
1167     Result.push_back(dyn_cast<Function>(CS->getOperand(1)));
1168   }
1169   return Result;
1170 }
1171
1172 /// InstallGlobalCtors - Given a specified llvm.global_ctors list, install the
1173 /// specified array, returning the new global to use.
1174 static GlobalVariable *InstallGlobalCtors(GlobalVariable *GCL,
1175                                           const std::vector<Function*> &Ctors) {
1176   // If we made a change, reassemble the initializer list.
1177   std::vector<Constant*> CSVals;
1178   CSVals.push_back(ConstantSInt::get(Type::IntTy, 65535));
1179   CSVals.push_back(0);
1180
1181   // Create the new init list.
1182   std::vector<Constant*> CAList;
1183   for (unsigned i = 0, e = Ctors.size(); i != e; ++i) {
1184     if (Ctors[i]) {
1185       CSVals[1] = Ctors[i];
1186     } else {
1187       const Type *FTy = FunctionType::get(Type::VoidTy,
1188                                           std::vector<const Type*>(), false);
1189       const PointerType *PFTy = PointerType::get(FTy);
1190       CSVals[1] = Constant::getNullValue(PFTy);
1191       CSVals[0] = ConstantSInt::get(Type::IntTy, 2147483647);
1192     }
1193     CAList.push_back(ConstantStruct::get(CSVals));
1194   }
1195
1196   // Create the array initializer.
1197   const Type *StructTy =
1198     cast<ArrayType>(GCL->getType()->getElementType())->getElementType();
1199   Constant *CA = ConstantArray::get(ArrayType::get(StructTy, CAList.size()),
1200                                     CAList);
1201
1202   // If we didn't change the number of elements, don't create a new GV.
1203   if (CA->getType() == GCL->getInitializer()->getType()) {
1204     GCL->setInitializer(CA);
1205     return GCL;
1206   }
1207
1208   // Create the new global and insert it next to the existing list.
1209   GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(CA->getType(), GCL->isConstant(),
1210                                            GCL->getLinkage(), CA,
1211                                            GCL->getName());
1212   GCL->setName("");
1213   GCL->getParent()->getGlobalList().insert(GCL, NGV);
1214
1215   // Nuke the old list, replacing any uses with the new one.
1216   if (!GCL->use_empty()) {
1217     Constant *V = NGV;
1218     if (V->getType() != GCL->getType())
1219       V = ConstantExpr::getCast(V, GCL->getType());
1220     GCL->replaceAllUsesWith(V);
1221   }
1222   GCL->eraseFromParent();
1223
1224   if (Ctors.size())
1225     return NGV;
1226   else
1227     return 0;
1228 }
1229
1230
1231 static Constant *getVal(std::map<Value*, Constant*> &ComputedValues,
1232                         Value *V) {
1233   if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V)) return CV;
1234   Constant *R = ComputedValues[V];
1235   assert(R && "Reference to an uncomputed value!");
1236   return R;
1237 }
1238
1239 /// isSimpleEnoughPointerToCommit - Return true if this constant is simple
1240 /// enough for us to understand.  In particular, if it is a cast of something,
1241 /// we punt.  We basically just support direct accesses to globals and GEP's of
1242 /// globals.  This should be kept up to date with CommitValueTo.
1243 static bool isSimpleEnoughPointerToCommit(Constant *C) {
1244   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C)) {
1245     if (!GV->hasExternalLinkage() && !GV->hasInternalLinkage())
1246       return false;  // do not allow weak/linkonce linkage.
1247     return !GV->isExternal();  // reject external globals.
1248   }
1249   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
1250     // Handle a constantexpr gep.
1251     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
1252         isa<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
1253       GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
1254       if (!GV->hasExternalLinkage() && !GV->hasInternalLinkage())
1255         return false;  // do not allow weak/linkonce linkage.
1256       return GV->hasInitializer() &&
1257              ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE);
1258     }
1259   return false;
1260 }
1261
1262 /// EvaluateStoreInto - Evaluate a piece of a constantexpr store into a global
1263 /// initializer.  This returns 'Init' modified to reflect 'Val' stored into it.
1264 /// At this point, the GEP operands of Addr [0, OpNo) have been stepped into.
1265 static Constant *EvaluateStoreInto(Constant *Init, Constant *Val,
1266                                    ConstantExpr *Addr, unsigned OpNo) {
1267   // Base case of the recursion.
1268   if (OpNo == Addr->getNumOperands()) {
1269     assert(Val->getType() == Init->getType() && "Type mismatch!");
1270     return Val;
1271   }
1272
1273   if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Init->getType())) {
1274     std::vector<Constant*> Elts;
1275
1276     // Break up the constant into its elements.
1277     if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
1278       for (unsigned i = 0, e = CS->getNumOperands(); i != e; ++i)
1279         Elts.push_back(CS->getOperand(i));
1280     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
1281       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1282         Elts.push_back(Constant::getNullValue(STy->getElementType(i)));
1283     } else if (isa<UndefValue>(Init)) {
1284       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
1285         Elts.push_back(UndefValue::get(STy->getElementType(i)));
1286     } else {
1287       assert(0 && "This code is out of sync with "
1288              " ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr");
1289     }
1290
1291     // Replace the element that we are supposed to.
1292     ConstantUInt *CU = cast<ConstantUInt>(Addr->getOperand(OpNo));
1293     assert(CU->getValue() < STy->getNumElements() &&
1294            "Struct index out of range!");
1295     unsigned Idx = (unsigned)CU->getValue();
1296     Elts[Idx] = EvaluateStoreInto(Elts[Idx], Val, Addr, OpNo+1);
1297
1298     // Return the modified struct.
1299     return ConstantStruct::get(Elts);
1300   } else {
1301     ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(Addr->getOperand(OpNo));
1302     const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(Init->getType());
1303
1304     // Break up the array into elements.
1305     std::vector<Constant*> Elts;
1306     if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
1307       for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i)
1308         Elts.push_back(CA->getOperand(i));
1309     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
1310       Constant *Elt = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
1311       Elts.assign(ATy->getNumElements(), Elt);
1312     } else if (isa<UndefValue>(Init)) {
1313       Constant *Elt = UndefValue::get(ATy->getElementType());
1314       Elts.assign(ATy->getNumElements(), Elt);
1315     } else {
1316       assert(0 && "This code is out of sync with "
1317              " ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr");
1318     }
1319
1320     assert((uint64_t)CI->getRawValue() < ATy->getNumElements());
1321     Elts[(uint64_t)CI->getRawValue()] =
1322       EvaluateStoreInto(Elts[(uint64_t)CI->getRawValue()], Val, Addr, OpNo+1);
1323     return ConstantArray::get(ATy, Elts);
1324   }
1325 }
1326
1327 /// CommitValueTo - We have decided that Addr (which satisfies the predicate
1328 /// isSimpleEnoughPointerToCommit) should get Val as its value.  Make it happen.
1329 static void CommitValueTo(Constant *Val, Constant *Addr) {
1330   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Addr)) {
1331     assert(GV->hasInitializer());
1332     GV->setInitializer(Val);
1333     return;
1334   }
1335
1336   ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(Addr);
1337   GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
1338
1339   Constant *Init = GV->getInitializer();
1340   Init = EvaluateStoreInto(Init, Val, CE, 2);
1341   GV->setInitializer(Init);
1342 }
1343
1344 /// ComputeLoadResult - Return the value that would be computed by a load from
1345 /// P after the stores reflected by 'memory' have been performed.  If we can't
1346 /// decide, return null.
1347 static Constant *ComputeLoadResult(Constant *P,
1348                                 const std::map<Constant*, Constant*> &Memory) {
1349   // If this memory location has been recently stored, use the stored value: it
1350   // is the most up-to-date.
1351   std::map<Constant*, Constant*>::const_iterator I = Memory.find(P);
1352   if (I != Memory.end()) return I->second;
1353
1354   // Access it.
1355   if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(P)) {
1356     if (GV->hasInitializer())
1357       return GV->getInitializer();
1358     return 0;
1359   }
1360
1361   // Handle a constantexpr getelementptr.
1362   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(P))
1363     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
1364         isa<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
1365       GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
1366       if (GV->hasInitializer())
1367         return ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE);
1368     }
1369
1370   return 0;  // don't know how to evaluate.
1371 }
1372
1373 /// EvaluateFunction - Evaluate a call to function F, returning true if
1374 /// successful, false if we can't evaluate it.  ActualArgs contains the formal
1375 /// arguments for the function.
1376 static bool EvaluateFunction(Function *F, Constant *&RetVal,
1377                              const std::vector<Constant*> &ActualArgs,
1378                              std::vector<Function*> &CallStack,
1379                              std::map<Constant*, Constant*> &MutatedMemory,
1380                              std::vector<GlobalVariable*> &AllocaTmps) {
1381   // Check to see if this function is already executing (recursion).  If so,
1382   // bail out.  TODO: we might want to accept limited recursion.
1383   if (std::find(CallStack.begin(), CallStack.end(), F) != CallStack.end())
1384     return false;
1385
1386   CallStack.push_back(F);
1387
1388   /// Values - As we compute SSA register values, we store their contents here.
1389   std::map<Value*, Constant*> Values;
1390
1391   // Initialize arguments to the incoming values specified.
1392   unsigned ArgNo = 0;
1393   for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); AI != E;
1394        ++AI, ++ArgNo)
1395     Values[AI] = ActualArgs[ArgNo];
1396
1397   /// ExecutedBlocks - We only handle non-looping, non-recursive code.  As such,
1398   /// we can only evaluate any one basic block at most once.  This set keeps
1399   /// track of what we have executed so we can detect recursive cases etc.
1400   std::set<BasicBlock*> ExecutedBlocks;
1401
1402   // CurInst - The current instruction we're evaluating.
1403   BasicBlock::iterator CurInst = F->begin()->begin();
1404
1405   // This is the main evaluation loop.
1406   while (1) {
1407     Constant *InstResult = 0;
1408
1409     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(CurInst)) {
1410       if (SI->isVolatile()) return false;  // no volatile accesses.
1411       Constant *Ptr = getVal(Values, SI->getOperand(1));
1412       if (!isSimpleEnoughPointerToCommit(Ptr))
1413         // If this is too complex for us to commit, reject it.
1414         return false;
1415       Constant *Val = getVal(Values, SI->getOperand(0));
1416       MutatedMemory[Ptr] = Val;
1417     } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(CurInst)) {
1418       InstResult = ConstantExpr::get(BO->getOpcode(),
1419                                      getVal(Values, BO->getOperand(0)),
1420                                      getVal(Values, BO->getOperand(1)));
1421     } else if (ShiftInst *SI = dyn_cast<ShiftInst>(CurInst)) {
1422       InstResult = ConstantExpr::get(SI->getOpcode(),
1423                                      getVal(Values, SI->getOperand(0)),
1424                                      getVal(Values, SI->getOperand(1)));
1425     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(CurInst)) {
1426       InstResult = ConstantExpr::getCast(getVal(Values, CI->getOperand(0)),
1427                                          CI->getType());
1428     } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CurInst)) {
1429       InstResult = ConstantExpr::getSelect(getVal(Values, SI->getOperand(0)),
1430                                            getVal(Values, SI->getOperand(1)),
1431                                            getVal(Values, SI->getOperand(2)));
1432     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(CurInst)) {
1433       Constant *P = getVal(Values, GEP->getOperand(0));
1434       std::vector<Constant*> GEPOps;
1435       for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
1436         GEPOps.push_back(getVal(Values, GEP->getOperand(i)));
1437       InstResult = ConstantExpr::getGetElementPtr(P, GEPOps);
1438     } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CurInst)) {
1439       if (LI->isVolatile()) return false;  // no volatile accesses.
1440       InstResult = ComputeLoadResult(getVal(Values, LI->getOperand(0)),
1441                                      MutatedMemory);
1442       if (InstResult == 0) return false; // Could not evaluate load.
1443     } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(CurInst)) {
1444       if (AI->isArrayAllocation()) return false;  // Cannot handle array allocs.
1445       const Type *Ty = AI->getType()->getElementType();
1446       AllocaTmps.push_back(new GlobalVariable(Ty, false,
1447                                               GlobalValue::InternalLinkage,
1448                                               UndefValue::get(Ty),
1449                                               AI->getName()));
1450       InstResult = AllocaTmps.back();
1451     } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CurInst)) {
1452       // Resolve function pointers.
1453       Function *Callee = dyn_cast<Function>(getVal(Values, CI->getOperand(0)));
1454       if (!Callee) return false;  // Cannot resolve.
1455
1456       std::vector<Constant*> Formals;
1457       for (unsigned i = 1, e = CI->getNumOperands(); i != e; ++i)
1458         Formals.push_back(getVal(Values, CI->getOperand(i)));
1459
1460       if (Callee->isExternal()) {
1461         // If this is a function we can constant fold, do it.
1462         if (Constant *C = ConstantFoldCall(Callee, Formals)) {
1463           InstResult = C;
1464         } else {
1465           return false;
1466         }
1467       } else {
1468         if (Callee->getFunctionType()->isVarArg())
1469           return false;
1470
1471         Constant *RetVal;
1472
1473         // Execute the call, if successful, use the return value.
1474         if (!EvaluateFunction(Callee, RetVal, Formals, CallStack,
1475                               MutatedMemory, AllocaTmps))
1476           return false;
1477         InstResult = RetVal;
1478       }
1479     } else if (TerminatorInst *TI = dyn_cast<TerminatorInst>(CurInst)) {
1480       BasicBlock *NewBB = 0;
1481       if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CurInst)) {
1482         if (BI->isUnconditional()) {
1483           NewBB = BI->getSuccessor(0);
1484         } else {
1485           ConstantBool *Cond =
1486             dyn_cast<ConstantBool>(getVal(Values, BI->getCondition()));
1487           if (!Cond) return false;  // Cannot determine.
1488           NewBB = BI->getSuccessor(!Cond->getValue());
1489         }
1490       } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(CurInst)) {
1491         ConstantInt *Val =
1492           dyn_cast<ConstantInt>(getVal(Values, SI->getCondition()));
1493         if (!Val) return false;  // Cannot determine.
1494         NewBB = SI->getSuccessor(SI->findCaseValue(Val));
1495       } else if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(CurInst)) {
1496         if (RI->getNumOperands())
1497           RetVal = getVal(Values, RI->getOperand(0));
1498
1499         CallStack.pop_back();  // return from fn.
1500         return true;  // We succeeded at evaluating this ctor!
1501       } else {
1502         // invoke, unwind, unreachable.
1503         return false;  // Cannot handle this terminator.
1504       }
1505
1506       // Okay, we succeeded in evaluating this control flow.  See if we have
1507       // executed the new block before.  If so, we have a looping function,
1508       // which we cannot evaluate in reasonable time.
1509       if (!ExecutedBlocks.insert(NewBB).second)
1510         return false;  // looped!
1511
1512       // Okay, we have never been in this block before.  Check to see if there
1513       // are any PHI nodes.  If so, evaluate them with information about where
1514       // we came from.
1515       BasicBlock *OldBB = CurInst->getParent();
1516       CurInst = NewBB->begin();
1517       PHINode *PN;
1518       for (; (PN = dyn_cast<PHINode>(CurInst)); ++CurInst)
1519         Values[PN] = getVal(Values, PN->getIncomingValueForBlock(OldBB));
1520
1521       // Do NOT increment CurInst.  We know that the terminator had no value.
1522       continue;
1523     } else {
1524       // Did not know how to evaluate this!
1525       return false;
1526     }
1527
1528     if (!CurInst->use_empty())
1529       Values[CurInst] = InstResult;
1530
1531     // Advance program counter.
1532     ++CurInst;
1533   }
1534 }
1535
1536 /// EvaluateStaticConstructor - Evaluate static constructors in the function, if
1537 /// we can.  Return true if we can, false otherwise.
1538 static bool EvaluateStaticConstructor(Function *F) {
1539   /// MutatedMemory - For each store we execute, we update this map.  Loads
1540   /// check this to get the most up-to-date value.  If evaluation is successful,
1541   /// this state is committed to the process.
1542   std::map<Constant*, Constant*> MutatedMemory;
1543
1544   /// AllocaTmps - To 'execute' an alloca, we create a temporary global variable
1545   /// to represent its body.  This vector is needed so we can delete the
1546   /// temporary globals when we are done.
1547   std::vector<GlobalVariable*> AllocaTmps;
1548
1549   /// CallStack - This is used to detect recursion.  In pathological situations
1550   /// we could hit exponential behavior, but at least there is nothing
1551   /// unbounded.
1552   std::vector<Function*> CallStack;
1553
1554   // Call the function.
1555   Constant *RetValDummy;
1556   bool EvalSuccess = EvaluateFunction(F, RetValDummy, std::vector<Constant*>(),
1557                                        CallStack, MutatedMemory, AllocaTmps);
1558   if (EvalSuccess) {
1559     // We succeeded at evaluation: commit the result.
1560     DEBUG(std::cerr << "FULLY EVALUATED GLOBAL CTOR FUNCTION '" <<
1561           F->getName() << "' to " << MutatedMemory.size() << " stores.\n");
1562     for (std::map<Constant*, Constant*>::iterator I = MutatedMemory.begin(),
1563          E = MutatedMemory.end(); I != E; ++I)
1564       CommitValueTo(I->second, I->first);
1565   }
1566
1567   // At this point, we are done interpreting.  If we created any 'alloca'
1568   // temporaries, release them now.
1569   while (!AllocaTmps.empty()) {
1570     GlobalVariable *Tmp = AllocaTmps.back();
1571     AllocaTmps.pop_back();
1572
1573     // If there are still users of the alloca, the program is doing something
1574     // silly, e.g. storing the address of the alloca somewhere and using it
1575     // later.  Since this is undefined, we'll just make it be null.
1576     if (!Tmp->use_empty())
1577       Tmp->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(Tmp->getType()));
1578     delete Tmp;
1579   }
1580
1581   return EvalSuccess;
1582 }
1583
1584
1585
1586
1587 /// OptimizeGlobalCtorsList - Simplify and evaluation global ctors if possible.
1588 /// Return true if anything changed.
1589 bool GlobalOpt::OptimizeGlobalCtorsList(GlobalVariable *&GCL) {
1590   std::vector<Function*> Ctors = ParseGlobalCtors(GCL);
1591   bool MadeChange = false;
1592   if (Ctors.empty()) return false;
1593
1594   // Loop over global ctors, optimizing them when we can.
1595   for (unsigned i = 0; i != Ctors.size(); ++i) {
1596     Function *F = Ctors[i];
1597     // Found a null terminator in the middle of the list, prune off the rest of
1598     // the list.
1599     if (F == 0) {
1600       if (i != Ctors.size()-1) {
1601         Ctors.resize(i+1);
1602         MadeChange = true;
1603       }
1604       break;
1605     }
1606
1607     // We cannot simplify external ctor functions.
1608     if (F->empty()) continue;
1609
1610     // If we can evaluate the ctor at compile time, do.
1611     if (EvaluateStaticConstructor(F)) {
1612       Ctors.erase(Ctors.begin()+i);
1613       MadeChange = true;
1614       --i;
1615       ++NumCtorsEvaluated;
1616       continue;
1617     }
1618   }
1619
1620   if (!MadeChange) return false;
1621
1622   GCL = InstallGlobalCtors(GCL, Ctors);
1623   return true;
1624 }
1625
1626
1627 bool GlobalOpt::runOnModule(Module &M) {
1628   bool Changed = false;
1629
1630   // Try to find the llvm.globalctors list.
1631   GlobalVariable *GlobalCtors = FindGlobalCtors(M);
1632
1633   bool LocalChange = true;
1634   while (LocalChange) {
1635     LocalChange = false;
1636
1637     // Delete functions that are trivially dead, ccc -> fastcc
1638     LocalChange |= OptimizeFunctions(M);
1639
1640     // Optimize global_ctors list.
1641     if (GlobalCtors)
1642       LocalChange |= OptimizeGlobalCtorsList(GlobalCtors);
1643
1644     // Optimize non-address-taken globals.
1645     LocalChange |= OptimizeGlobalVars(M);
1646     Changed |= LocalChange;
1647   }
1648
1649   // TODO: Move all global ctors functions to the end of the module for code
1650   // layout.
1651
1652   return Changed;
1653 }