Remove the simplify-libcalls pass (finally)
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / ConstantMerge.cpp
index 28c6519478f5a0f23726cbb8f45641c5dba0d03d..a7bf18896b52709acaab35c53a1fa80280e52483 100644 (file)
@@ -1,4 +1,11 @@
-//===- ConstantMerge.cpp - Merge duplicate global constants -----------------=//
+//===- ConstantMerge.cpp - Merge duplicate global constants ---------------===//
+//
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the interface to a pass that merges duplicate global
 // constants together into a single constant that is shared.  This is useful
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "constmerge"
 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "Support/StatisticReporter.h"
+using namespace llvm;
+
+STATISTIC(NumMerged, "Number of global constants merged");
 
 namespace {
-  struct ConstantMerge : public Pass {
-    // run - For this pass, process all of the globals in the module,
-    // eliminating duplicate constants.
-    //
-    bool run(Module &M);
-
-  private:
-    void replaceUsesOfWith(GlobalVariable *Old, GlobalVariable *New);
-    void replaceConstantWith(Constant *Old, Constant *New);
+  struct ConstantMerge : public ModulePass {
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    ConstantMerge() : ModulePass(ID) {
+      initializeConstantMergePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+    }
+
+    // For this pass, process all of the globals in the module, eliminating
+    // duplicate constants.
+    bool runOnModule(Module &M);
+
+    // Return true iff we can determine the alignment of this global variable.
+    bool hasKnownAlignment(GlobalVariable *GV) const;
+
+    // Return the alignment of the global, including converting the default
+    // alignment to a concrete value.
+    unsigned getAlignment(GlobalVariable *GV) const;
+
+    const DataLayout *TD;
   };
+}
 
-  Statistic<> NumMerged("constmerge\t\t- Number of global constants merged");
-  RegisterOpt<ConstantMerge> X("constmerge","Merge Duplicate Global Constants");
+char ConstantMerge::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(ConstantMerge, "constmerge",
+                "Merge Duplicate Global Constants", false, false)
+
+ModulePass *llvm::createConstantMergePass() { return new ConstantMerge(); }
+
+
+
+/// Find values that are marked as llvm.used.
+static void FindUsedValues(GlobalVariable *LLVMUsed,
+                           SmallPtrSet<const GlobalValue*, 8> &UsedValues) {
+  if (LLVMUsed == 0) return;
+  ConstantArray *Inits = cast<ConstantArray>(LLVMUsed->getInitializer());
+
+  for (unsigned i = 0, e = Inits->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    Value *Operand = Inits->getOperand(i)->stripPointerCastsNoFollowAliases();
+    GlobalValue *GV = cast<GlobalValue>(Operand);
+    UsedValues.insert(GV);
+  }
 }
 
-Pass *createConstantMergePass() { return new ConstantMerge(); }
+// True if A is better than B.
+static bool IsBetterCannonical(const GlobalVariable &A,
+                               const GlobalVariable &B) {
+  if (!A.hasLocalLinkage() && B.hasLocalLinkage())
+    return true;
 
+  if (A.hasLocalLinkage() && !B.hasLocalLinkage())
+    return false;
 
-bool ConstantMerge::run(Module &M) {
-  std::map<Constant*, GlobalVariable*> CMap;
-  bool MadeChanges = false;
-  
-  for (Module::giterator GV = M.gbegin(), E = M.gend(); GV != E; ++GV)
-    if (GV->isConstant()) {  // Only process constants
-      assert(GV->hasInitializer() && "Globals constants must have inits!");
-      Constant *Init = GV->getInitializer();
+  return A.hasUnnamedAddr();
+}
 
-      // Check to see if the initializer is already known...
-      std::map<Constant*, GlobalVariable*>::iterator I = CMap.find(Init);
+bool ConstantMerge::hasKnownAlignment(GlobalVariable *GV) const {
+  return TD || GV->getAlignment() != 0;
+}
 
-      if (I == CMap.end()) {    // Nope, add it to the map
-        CMap.insert(I, std::make_pair(Init, GV));
-      } else {                  // Yup, this is a duplicate!
-        // Make all uses of the duplicate constant use the cannonical version...
-        replaceUsesOfWith(GV, I->second);
+unsigned ConstantMerge::getAlignment(GlobalVariable *GV) const {
+  if (TD)
+    return TD->getPreferredAlignment(GV);
+  return GV->getAlignment();
+}
 
-        // Delete the global value from the module... and back up iterator to
-        // not skip the next global...
-        GV = --M.getGlobalList().erase(GV);
+bool ConstantMerge::runOnModule(Module &M) {
+  TD = getAnalysisIfAvailable<DataLayout>();
 
-        ++NumMerged;
-        MadeChanges = true;
+  // Find all the globals that are marked "used".  These cannot be merged.
+  SmallPtrSet<const GlobalValue*, 8> UsedGlobals;
+  FindUsedValues(M.getGlobalVariable("llvm.used"), UsedGlobals);
+  FindUsedValues(M.getGlobalVariable("llvm.compiler.used"), UsedGlobals);
+  
+  // Map unique <constants, has-unknown-alignment> pairs to globals.  We don't
+  // want to merge globals of unknown alignment with those of explicit
+  // alignment.  If we have DataLayout, we always know the alignment.
+  DenseMap<PointerIntPair<Constant*, 1, bool>, GlobalVariable*> CMap;
+
+  // Replacements - This vector contains a list of replacements to perform.
+  SmallVector<std::pair<GlobalVariable*, GlobalVariable*>, 32> Replacements;
+
+  bool MadeChange = false;
+
+  // Iterate constant merging while we are still making progress.  Merging two
+  // constants together may allow us to merge other constants together if the
+  // second level constants have initializers which point to the globals that
+  // were just merged.
+  while (1) {
+
+    // First: Find the canonical constants others will be merged with.
+    for (Module::global_iterator GVI = M.global_begin(), E = M.global_end();
+         GVI != E; ) {
+      GlobalVariable *GV = GVI++;
+
+      // If this GV is dead, remove it.
+      GV->removeDeadConstantUsers();
+      if (GV->use_empty() && GV->hasLocalLinkage()) {
+        GV->eraseFromParent();
+        continue;
       }
+
+      // Only process constants with initializers in the default address space.
+      if (!GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
+          GV->getType()->getAddressSpace() != 0 || GV->hasSection() ||
+          // Don't touch values marked with attribute(used).
+          UsedGlobals.count(GV))
+        continue;
+
+      // This transformation is legal for weak ODR globals in the sense it
+      // doesn't change semantics, but we really don't want to perform it
+      // anyway; it's likely to pessimize code generation, and some tools
+      // (like the Darwin linker in cases involving CFString) don't expect it.
+      if (GV->isWeakForLinker())
+        continue;
+
+      Constant *Init = GV->getInitializer();
+
+      // Check to see if the initializer is already known.
+      PointerIntPair<Constant*, 1, bool> Pair(Init, hasKnownAlignment(GV));
+      GlobalVariable *&Slot = CMap[Pair];
+
+      // If this is the first constant we find or if the old one is local,
+      // replace with the current one. If the current is externally visible
+      // it cannot be replace, but can be the canonical constant we merge with.
+      if (Slot == 0 || IsBetterCannonical(*GV, *Slot))
+        Slot = GV;
     }
 
-  return MadeChanges;
-}
+    // Second: identify all globals that can be merged together, filling in
+    // the Replacements vector.  We cannot do the replacement in this pass
+    // because doing so may cause initializers of other globals to be rewritten,
+    // invalidating the Constant* pointers in CMap.
+    for (Module::global_iterator GVI = M.global_begin(), E = M.global_end();
+         GVI != E; ) {
+      GlobalVariable *GV = GVI++;
+
+      // Only process constants with initializers in the default address space.
+      if (!GV->isConstant() || !GV->hasDefinitiveInitializer() ||
+          GV->getType()->getAddressSpace() != 0 || GV->hasSection() ||
+          // Don't touch values marked with attribute(used).
+          UsedGlobals.count(GV))
+        continue;
+
+      // We can only replace constant with local linkage.
+      if (!GV->hasLocalLinkage())
+        continue;
 
-/// replaceUsesOfWith - Replace all uses of Old with New.  For instructions,
-/// this is a really simple matter of replacing the reference to Old with a
-/// reference to New.  For constants references, however, we must carefully
-/// build replacement constants to substitute in.
-///
-void ConstantMerge::replaceUsesOfWith(GlobalVariable *Old, GlobalVariable *New){
-  while (!Old->use_empty()) {
-    User *U = Old->use_back();
-    if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(U))
-      replaceConstantWith(CPR, ConstantPointerRef::get(New));
-    else
-      U->replaceUsesOfWith(Old, New);
-  }
-}
+      Constant *Init = GV->getInitializer();
+
+      // Check to see if the initializer is already known.
+      PointerIntPair<Constant*, 1, bool> Pair(Init, hasKnownAlignment(GV));
+      GlobalVariable *Slot = CMap[Pair];
+
+      if (!Slot || Slot == GV)
+        continue;
+
+      if (!Slot->hasUnnamedAddr() && !GV->hasUnnamedAddr())
+        continue;
 
-/// replaceWith - Ok, so we have a constant 'Old' and we want to replace it with
-/// 'New'.  To do this, we have to recursively go through the uses of Old,
-/// replacing them with new things.  The problem is that if a constant uses Old,
-/// then we need to replace the uses of the constant with uses of the equivalent
-/// constant that uses New instead.
-///
-void ConstantMerge::replaceConstantWith(Constant *Old, Constant *New) {
-  while (!Old->use_empty()) {
-    User *U = Old->use_back();
-
-    if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(U)) {
-      Constant *Replacement = 0;
-      
-      // Depending on the type of constant, build a suitable replacement...
-      if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
-        if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-          std::vector<Constant*> Indices;
-          Constant *Pointer = cast<Constant>(CE->getOperand(0));
-          Indices.reserve(CE->getNumOperands()-1);
-          if (Pointer == Old) Pointer = New;
-
-          for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-            Constant *Val = cast<Constant>(CE->getOperand(i));
-            if (Val == Old) Val = New;
-            Indices.push_back(Val);
-          }
-          Replacement = ConstantExpr::getGetElementPtr(Pointer, Indices);
-        } else if (CE->getOpcode() == Instruction::Cast) {
-          assert(CE->getOperand(0) == Old && "Cast only has one use!");
-          Replacement = ConstantExpr::getCast(New, CE->getType());
-        } else if (CE->getNumOperands() == 2) {
-          Constant *C1 = cast<Constant>(CE->getOperand(0));
-          Constant *C2 = cast<Constant>(CE->getOperand(1));
-          if (C1 == Old) C1 = New;
-          if (C2 == Old) C2 = New;
-          Replacement = ConstantExpr::get(CE->getOpcode(), C1, C2);
-        } else {
-          assert(0 && "Unknown ConstantExpr type!");
-        }
-
-
-      } else if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C)) {
-        std::vector<Constant*> Values;
-        Values.reserve(CA->getValues().size());
-        for (unsigned i = 0, e = CA->getValues().size(); i != e; ++i) {
-          Constant *Val = cast<Constant>(CA->getValues()[i]);
-          if (Val == Old) Val = New;
-          Values.push_back(Val);
-        }
-
-        Replacement = ConstantArray::get(CA->getType(), Values);
-      } else if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(C)) {
-        std::vector<Constant*> Values;
-        Values.reserve(CS->getValues().size());
-
-        for (unsigned i = 0, e = CS->getValues().size(); i != e; ++i) {
-          Constant *Val = cast<Constant>(CS->getValues()[i]);
-          if (Val == Old) Val = New;
-          Values.push_back(Val);
-        }
-
-        Replacement = ConstantStruct::get(CS->getType(), Values);
-      } else {
-        assert(0 && "Unexpected/unknown constant type!");
+      if (!GV->hasUnnamedAddr())
+        Slot->setUnnamedAddr(false);
+
+      // Make all uses of the duplicate constant use the canonical version.
+      Replacements.push_back(std::make_pair(GV, Slot));
+    }
+
+    if (Replacements.empty())
+      return MadeChange;
+    CMap.clear();
+
+    // Now that we have figured out which replacements must be made, do them all
+    // now.  This avoid invalidating the pointers in CMap, which are unneeded
+    // now.
+    for (unsigned i = 0, e = Replacements.size(); i != e; ++i) {
+      // Bump the alignment if necessary.
+      if (Replacements[i].first->getAlignment() ||
+          Replacements[i].second->getAlignment()) {
+        Replacements[i].second->setAlignment(std::max(
+            Replacements[i].first->getAlignment(),
+            Replacements[i].second->getAlignment()));
       }
-      
-      // Now that we have a suitable replacement, recursively eliminate C.
-      replaceConstantWith(C, Replacement);
 
-    } else {
-      // If it is not a constant, we can simply replace uses of Old with New.
-      U->replaceUsesOfWith(Old, New);
+      // Eliminate any uses of the dead global.
+      Replacements[i].first->replaceAllUsesWith(Replacements[i].second);
+
+      // Delete the global value from the module.
+      assert(Replacements[i].first->hasLocalLinkage() &&
+             "Refusing to delete an externally visible global variable.");
+      Replacements[i].first->eraseFromParent();
     }
 
+    NumMerged += Replacements.size();
+    Replacements.clear();
   }
-
-  // No-one refers to this old dead constant now, destroy it!
-  Old->destroyConstant();
 }