lib/Transforms/IPO/GlobalDCE.cpp

   1 //===-- GlobalDCE.cpp - DCE unreachable internal functions ----------------===//
   2 //
   3 // This transform is designed to eliminate unreachable internal globals
   4 // FIXME: GlobalDCE should update the callgraph, not destroy it!
   5 //
   6 //===----------------------------------------------------------------------===//
   7
   8 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
   9 #include "llvm/Module.h"
  10 #include "llvm/Constants.h"
  11 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  12 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
  13 #include "Support/DepthFirstIterator.h"
  14 #include "Support/Statistic.h"
  15 #include <algorithm>
  16
  17 namespace {
  18   Statistic<> NumFunctions("globaldce","Number of functions removed");
  19   Statistic<> NumVariables("globaldce","Number of global variables removed");
  20   Statistic<> NumCPRs("globaldce", "Number of const pointer refs removed");
  21   Statistic<> NumConsts("globaldce", "Number of init constants removed");
  22
  23   bool RemoveUnreachableFunctions(Module &M, CallGraph &CallGraph) {
  24     // Calculate which functions are reachable from the external functions in
  25     // the call graph.
  26     //
  27     std::set<CallGraphNode*> ReachableNodes(df_begin(&CallGraph),
  28                                             df_end(&CallGraph));
  29
  30     // Loop over the functions in the module twice.  The first time is used to
  31     // drop references that functions have to each other before they are
  32     // deleted.  The second pass removes the functions that need to be removed.
  33     //
  34     std::vector<CallGraphNode*> FunctionsToDelete;   // Track unused functions
  35     for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
  36       CallGraphNode *N = CallGraph[I];
  37
  38       if (!ReachableNodes.count(N)) {              // Not reachable??
  39         I->dropAllReferences();
  40         N->removeAllCalledFunctions();
  41         FunctionsToDelete.push_back(N);
  42         ++NumFunctions;
  43       }
  44     }
  45
  46     // Nothing to do if no unreachable functions have been found...
  47     if (FunctionsToDelete.empty()) return false;
  48
  49     // Unreachable functions have been found and should have no references to
  50     // them, delete them now.
  51     //
  52     for (std::vector<CallGraphNode*>::iterator I = FunctionsToDelete.begin(),
  53            E = FunctionsToDelete.end(); I != E; ++I)
  54       delete CallGraph.removeFunctionFromModule(*I);
  55
  56     // Walk the function list, removing prototypes for functions which are not
  57     // used.
  58     for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
  59       if (I->use_size() == 0 && I->isExternal())
  60         delete CallGraph.removeFunctionFromModule(I);
  61
  62     return true;
  63   }
  64
  65   struct GlobalDCE : public Pass {
  66     // run - Do the GlobalDCE pass on the specified module, optionally updating
  67     // the specified callgraph to reflect the changes.
  68     //
  69     bool run(Module &M) {
  70       return RemoveUnreachableFunctions(M, getAnalysis<CallGraph>()) |
  71              RemoveUnreachableGlobalVariables(M);
  72     }
  73
  74     // getAnalysisUsage - This function works on the call graph of a module.
  75     // It is capable of updating the call graph to reflect the new state of the
  76     // module.
  77     //
  78     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  79       AU.addRequired<CallGraph>();
  80     }
  81
  82   private:
  83     std::vector<GlobalValue*> WorkList;
  84
  85     inline bool RemoveIfDead(GlobalValue *GV);
  86     void DestroyInitializer(Constant *C);
  87
  88     bool RemoveUnreachableGlobalVariables(Module &M);
  89     bool RemoveUnusedConstantPointerRef(GlobalValue &GV);
  90     bool SafeToDestroyConstant(Constant *C);
  91   };
  92   RegisterOpt<GlobalDCE> X("globaldce", "Dead Global Elimination");
  93 }
  94
  95 Pass *createGlobalDCEPass() { return new GlobalDCE(); }
  96
  97
  98 // RemoveIfDead - If this global value is dead, remove it from the current
  99 // module and return true.
 100 //
 101 bool GlobalDCE::RemoveIfDead(GlobalValue *GV) {
 102   // If there is only one use of the global value, it might be a
 103   // ConstantPointerRef... which means that this global might actually be
 104   // dead.
 105   if (GV->use_size() == 1)
 106     RemoveUnusedConstantPointerRef(*GV);
 107
 108   if (!GV->use_empty()) return false;
 109
 110   if (GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GV)) {
 111     // Eliminate all global variables that are unused, and that are internal, or
 112     // do not have an initializer.
 113     //
 114     if (GVar->hasInternalLinkage() || GVar->isExternal()) {
 115       Constant *Init = GVar->hasInitializer() ? GVar->getInitializer() : 0;
 116       GV->getParent()->getGlobalList().erase(GVar);
 117       ++NumVariables;
 118
 119       // If there was an initializer for the global variable, try to destroy it
 120       // now.
 121       if (Init) DestroyInitializer(Init);
 122
 123       // If the global variable is still on the worklist, remove it now.
 124       std::vector<GlobalValue*>::iterator I = std::find(WorkList.begin(),
 125                                                         WorkList.end(), GV);
 126       while (I != WorkList.end())
 127         I = std::find(WorkList.erase(I), WorkList.end(), GV);
 128
 129       return true;
 130     }
 131   } else {
 132     Function *F = cast<Function>(GV);
 133     // FIXME: TODO
 134
 135   }
 136   return false;
 137 }
 138
 139 // DestroyInitializer - A global variable was just destroyed and C is its
 140 // initializer. If we can, destroy C and all of the constants it refers to.
 141 //
 142 void GlobalDCE::DestroyInitializer(Constant *C) {
 143   // Cannot destroy constants still being used, and cannot destroy primitive
 144   // types.
 145   if (!C->use_empty() || C->getType()->isPrimitiveType()) return;
 146
 147   // If this is a CPR, the global value referred to may be dead now!  Add it to
 148   // the worklist.
 149   //
 150   if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
 151     WorkList.push_back(CPR->getValue());
 152     C->destroyConstant();
 153     ++NumCPRs;
 154   } else {
 155     bool DestroyContents = true;
 156
 157     // As an optimization to the GlobalDCE algorithm, do attempt to destroy the
 158     // contents of an array of primitive types, because we know that this will
 159     // never succeed, and there could be a lot of them.
 160     //
 161     if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(C))
 162       if (CA->getType()->getElementType()->isPrimitiveType())
 163         DestroyContents = false;    // Nothing we can do with the subcontents
 164
 165     // All other constants refer to other constants.  Destroy them if possible
 166     // as well.
 167     //
 168     std::vector<Value*> SubConstants;
 169     if (DestroyContents) SubConstants.insert(SubConstants.end(),
 170                                              C->op_begin(), C->op_end());
 171
 172     // Destroy the actual constant...
 173     C->destroyConstant();
 174     ++NumConsts;
 175
 176     if (DestroyContents) {
 177       // Remove duplicates from SubConstants, so that we do not call
 178       // DestroyInitializer on the same constant twice (the first call might
 179       // delete it, so this would be bad)
 180       //
 181       std::sort(SubConstants.begin(), SubConstants.end());
 182       SubConstants.erase(std::unique(SubConstants.begin(), SubConstants.end()),
 183                          SubConstants.end());
 184
 185       // Loop over the subconstants, destroying them as well.
 186       for (unsigned i = 0, e = SubConstants.size(); i != e; ++i)
 187         DestroyInitializer(cast<Constant>(SubConstants[i]));
 188     }
 189   }
 190 }
 191
 192 bool GlobalDCE::RemoveUnreachableGlobalVariables(Module &M) {
 193   bool Changed = false;
 194   WorkList.reserve(M.gsize());
 195
 196   // Insert all of the globals into the WorkList, making sure to run
 197   // RemoveUnusedConstantPointerRef at least once on all globals...
 198   //
 199   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
 200     Changed |= RemoveUnusedConstantPointerRef(*I);
 201     WorkList.push_back(I);
 202   }
 203   for (Module::giterator I = M.gbegin(), E = M.gend(); I != E; ++I) {
 204     Changed |= RemoveUnusedConstantPointerRef(*I);
 205     WorkList.push_back(I);
 206   }
 207
 208   // Loop over the worklist, deleting global objects that we can.  Whenever we
 209   // delete something that might make something else dead, it gets added to the
 210   // worklist.
 211   //
 212   while (!WorkList.empty()) {
 213     GlobalValue *GV = WorkList.back();
 214     WorkList.pop_back();
 215
 216     Changed |= RemoveIfDead(GV);
 217   }
 218
 219   // Make sure that all memory is free'd from the worklist...
 220   std::vector<GlobalValue*>().swap(WorkList);
 221   return Changed;
 222 }
 223
 224
 225 // RemoveUnusedConstantPointerRef - Loop over all of the uses of the specified
 226 // GlobalValue, looking for the constant pointer ref that may be pointing to it.
 227 // If found, check to see if the constant pointer ref is safe to destroy, and if
 228 // so, nuke it.  This will reduce the reference count on the global value, which
 229 // might make it deader.
 230 //
 231 bool GlobalDCE::RemoveUnusedConstantPointerRef(GlobalValue &GV) {
 232   for (Value::use_iterator I = GV.use_begin(), E = GV.use_end(); I != E; ++I)
 233     if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(*I))
 234       if (SafeToDestroyConstant(CPR)) {  // Only if unreferenced...
 235         CPR->destroyConstant();
 236         ++NumCPRs;
 237         return true;
 238       }
 239
 240   return false;
 241 }
 242
 243 // SafeToDestroyConstant - It is safe to destroy a constant iff it is only used
 244 // by constants itself.  Note that constants cannot be cyclic, so this test is
 245 // pretty easy to implement recursively.
 246 //
 247 bool GlobalDCE::SafeToDestroyConstant(Constant *C) {
 248   for (Value::use_iterator I = C->use_begin(), E = C->use_end(); I != E; ++I)
 249     if (Constant *User = dyn_cast<Constant>(*I)) {
 250       if (!SafeToDestroyConstant(User)) return false;
 251     } else {
 252       return false;
 253     }
 254
 255   return true;
 256 }