API changes for class Use size reduction, wave 1.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / GlobalOpt.cpp
index 59ea4a6f6f0a3c35d5fac7eb1eaec005893c82d2..50c5eccbd8ffdee4275c7746d27a1568f2f8d19c 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- GlobalOpt.cpp - Optimize Global Variables --------------------------===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This pass transforms simple global variables that never have their address
 
 #define DEBUG_TYPE "globalopt"
 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
+#include "llvm/CallingConv.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+#include "llvm/Support/CallSite.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
-#include <set>
 #include <algorithm>
+#include <map>
+#include <set>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumMarked    , "Number of globals marked constant");
+STATISTIC(NumSRA       , "Number of aggregate globals broken into scalars");
+STATISTIC(NumHeapSRA   , "Number of heap objects SRA'd");
+STATISTIC(NumSubstitute,"Number of globals with initializers stored into them");
+STATISTIC(NumDeleted   , "Number of globals deleted");
+STATISTIC(NumFnDeleted , "Number of functions deleted");
+STATISTIC(NumGlobUses  , "Number of global uses devirtualized");
+STATISTIC(NumLocalized , "Number of globals localized");
+STATISTIC(NumShrunkToBool  , "Number of global vars shrunk to booleans");
+STATISTIC(NumFastCallFns   , "Number of functions converted to fastcc");
+STATISTIC(NumCtorsEvaluated, "Number of static ctors evaluated");
+STATISTIC(NumNestRemoved   , "Number of nest attributes removed");
+
 namespace {
-  Statistic<> NumMarked   ("globalopt", "Number of globals marked constant");
-  Statistic<> NumSRA      ("globalopt", "Number of aggregate globals broken "
-                           "into scalars");
-  Statistic<> NumSubstitute("globalopt",
-                        "Number of globals with initializers stored into them");
-  Statistic<> NumDeleted  ("globalopt", "Number of globals deleted");
-  Statistic<> NumFnDeleted("globalopt", "Number of functions deleted");
-  Statistic<> NumGlobUses ("globalopt", "Number of global uses devirtualized");
-  Statistic<> NumLocalized("globalopt", "Number of globals localized");
-  Statistic<> NumShrunkToBool("globalopt",
-                              "Number of global vars shrunk to booleans");
-
-  struct GlobalOpt : public ModulePass {
+  struct VISIBILITY_HIDDEN GlobalOpt : public ModulePass {
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       AU.addRequired<TargetData>();
     }
-    
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    GlobalOpt() : ModulePass((intptr_t)&ID) {}
+
     bool runOnModule(Module &M);
 
   private:
-    bool ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV, Module::giterator &GVI);
+    GlobalVariable *FindGlobalCtors(Module &M);
+    bool OptimizeFunctions(Module &M);
+    bool OptimizeGlobalVars(Module &M);
+    bool OptimizeGlobalCtorsList(GlobalVariable *&GCL);
+    bool ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,Module::global_iterator &GVI);
   };
 
-  RegisterOpt<GlobalOpt> X("globalopt", "Global Variable Optimizer");
+  char GlobalOpt::ID = 0;
+  RegisterPass<GlobalOpt> X("globalopt", "Global Variable Optimizer");
 }
 
 ModulePass *llvm::createGlobalOptimizerPass() { return new GlobalOpt(); }
@@ -61,7 +77,7 @@ ModulePass *llvm::createGlobalOptimizerPass() { return new GlobalOpt(); }
 /// GlobalStatus - As we analyze each global, keep track of some information
 /// about it.  If we find out that the address of the global is taken, none of
 /// this info will be accurate.
-struct GlobalStatus {
+struct VISIBILITY_HIDDEN GlobalStatus {
   /// isLoaded - True if the global is ever loaded.  If the global isn't ever
   /// loaded it can be deleted.
   bool isLoaded;
@@ -93,21 +109,23 @@ struct GlobalStatus {
   /// ever stored to this global, keep track of what value it is.
   Value *StoredOnceValue;
 
-  // AccessingFunction/HasMultipleAccessingFunctions - These start out
-  // null/false.  When the first accessing function is noticed, it is recorded.
-  // When a second different accessing function is noticed,
-  // HasMultipleAccessingFunctions is set to true.
+  /// AccessingFunction/HasMultipleAccessingFunctions - These start out
+  /// null/false.  When the first accessing function is noticed, it is recorded.
+  /// When a second different accessing function is noticed,
+  /// HasMultipleAccessingFunctions is set to true.
   Function *AccessingFunction;
   bool HasMultipleAccessingFunctions;
 
-  /// isNotSuitableForSRA - Keep track of whether any SRA preventing users of
-  /// the global exist.  Such users include GEP instruction with variable
-  /// indexes, and non-gep/load/store users like constant expr casts.
-  bool isNotSuitableForSRA;
+  /// HasNonInstructionUser - Set to true if this global has a user that is not
+  /// an instruction (e.g. a constant expr or GV initializer).
+  bool HasNonInstructionUser;
 
+  /// HasPHIUser - Set to true if this global has a user that is a PHI node.
+  bool HasPHIUser;
+  
   GlobalStatus() : isLoaded(false), StoredType(NotStored), StoredOnceValue(0),
                    AccessingFunction(0), HasMultipleAccessingFunctions(false),
-                   isNotSuitableForSRA(false) {}
+                   HasNonInstructionUser(false), HasPHIUser(false) {}
 };
 
 
@@ -136,23 +154,9 @@ static bool AnalyzeGlobal(Value *V, GlobalStatus &GS,
                           std::set<PHINode*> &PHIUsers) {
   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ++UI)
     if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(*UI)) {
+      GS.HasNonInstructionUser = true;
+
       if (AnalyzeGlobal(CE, GS, PHIUsers)) return true;
-      if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr)
-        GS.isNotSuitableForSRA = true;
-      else if (!GS.isNotSuitableForSRA) {
-        // Check to see if this ConstantExpr GEP is SRA'able.  In particular, we
-        // don't like < 3 operand CE's, and we don't like non-constant integer
-        // indices.
-        if (CE->getNumOperands() < 3 || !CE->getOperand(1)->isNullValue())
-          GS.isNotSuitableForSRA = true;
-        else {
-          for (unsigned i = 1, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
-            if (!isa<ConstantInt>(CE->getOperand(i))) {
-              GS.isNotSuitableForSRA = true;
-              break;
-            }
-        }
-      }
 
     } else if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(*UI)) {
       if (!GS.HasMultipleAccessingFunctions) {
@@ -162,16 +166,19 @@ static bool AnalyzeGlobal(Value *V, GlobalStatus &GS,
         else if (GS.AccessingFunction != F)
           GS.HasMultipleAccessingFunctions = true;
       }
-      if (isa<LoadInst>(I)) {
+      if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
         GS.isLoaded = true;
+        if (LI->isVolatile()) return true;  // Don't hack on volatile loads.
       } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
         // Don't allow a store OF the address, only stores TO the address.
         if (SI->getOperand(0) == V) return true;
 
+        if (SI->isVolatile()) return true;  // Don't hack on volatile stores.
+
         // If this is a direct store to the global (i.e., the global is a scalar
         // value, not an aggregate), keep more specific information about
         // stores.
-        if (GS.StoredType != GlobalStatus::isStored)
+        if (GS.StoredType != GlobalStatus::isStored) {
           if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(SI->getOperand(1))){
             Value *StoredVal = SI->getOperand(0);
             if (StoredVal == GV->getInitializer()) {
@@ -194,44 +201,37 @@ static bool AnalyzeGlobal(Value *V, GlobalStatus &GS,
           } else {
             GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
           }
-      } else if (I->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-        if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
-
-        // If the first two indices are constants, this can be SRA'd.
-        if (isa<GlobalVariable>(I->getOperand(0))) {
-          if (I->getNumOperands() < 3 || !isa<Constant>(I->getOperand(1)) ||
-              !cast<Constant>(I->getOperand(1))->isNullValue() || 
-              !isa<ConstantInt>(I->getOperand(2)))
-            GS.isNotSuitableForSRA = true;
-        } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(I->getOperand(0))){
-          if (CE->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr ||
-              CE->getNumOperands() < 3 || I->getNumOperands() < 2 ||
-              !isa<Constant>(I->getOperand(0)) ||
-              !cast<Constant>(I->getOperand(0))->isNullValue())
-            GS.isNotSuitableForSRA = true;
-        } else {
-          GS.isNotSuitableForSRA = true;
         }
-      } else if (I->getOpcode() == Instruction::Select) {
+      } else if (isa<GetElementPtrInst>(I)) {
+        if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
+      } else if (isa<SelectInst>(I)) {
         if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
-        GS.isNotSuitableForSRA = true;
       } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
         // PHI nodes we can check just like select or GEP instructions, but we
         // have to be careful about infinite recursion.
         if (PHIUsers.insert(PN).second)  // Not already visited.
           if (AnalyzeGlobal(I, GS, PHIUsers)) return true;
-        GS.isNotSuitableForSRA = true;
-      } else if (isa<SetCondInst>(I)) {
-        GS.isNotSuitableForSRA = true;
+        GS.HasPHIUser = true;
+      } else if (isa<CmpInst>(I)) {
+      } else if (isa<MemCpyInst>(I) || isa<MemMoveInst>(I)) {
+        if (I->getOperand(1) == V)
+          GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
+        if (I->getOperand(2) == V)
+          GS.isLoaded = true;
+      } else if (isa<MemSetInst>(I)) {
+        assert(I->getOperand(1) == V && "Memset only takes one pointer!");
+        GS.StoredType = GlobalStatus::isStored;
       } else {
         return true;  // Any other non-load instruction might take address!
       }
     } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(*UI)) {
+      GS.HasNonInstructionUser = true;
       // We might have a dead and dangling constant hanging off of here.
       if (!ConstantIsDead(C))
         return true;
     } else {
-      // Otherwise must be a global or some other user.
+      GS.HasNonInstructionUser = true;
+      // Otherwise must be some other user.
       return true;
     }
 
@@ -241,13 +241,13 @@ static bool AnalyzeGlobal(Value *V, GlobalStatus &GS,
 static Constant *getAggregateConstantElement(Constant *Agg, Constant *Idx) {
   ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx);
   if (!CI) return 0;
-  unsigned IdxV = (unsigned)CI->getRawValue();
+  unsigned IdxV = CI->getZExtValue();
 
   if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Agg)) {
     if (IdxV < CS->getNumOperands()) return CS->getOperand(IdxV);
   } else if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Agg)) {
     if (IdxV < CA->getNumOperands()) return CA->getOperand(IdxV);
-  } else if (ConstantPacked *CP = dyn_cast<ConstantPacked>(Agg)) {
+  } else if (ConstantVector *CP = dyn_cast<ConstantVector>(Agg)) {
     if (IdxV < CP->getNumOperands()) return CP->getOperand(IdxV);
   } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Agg)) {
     if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Agg->getType())) {
@@ -269,20 +269,6 @@ static Constant *getAggregateConstantElement(Constant *Agg, Constant *Idx) {
   return 0;
 }
 
-static Constant *TraverseGEPInitializer(User *GEP, Constant *Init) {
-  if (GEP->getNumOperands() == 1 ||
-      !isa<Constant>(GEP->getOperand(1)) ||
-      !cast<Constant>(GEP->getOperand(1))->isNullValue())
-    return 0;
-
-  for (unsigned i = 2, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-    ConstantInt *Idx = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i));
-    if (!Idx) return 0;
-    Init = getAggregateConstantElement(Init, Idx);
-    if (Init == 0) return 0;
-  }
-  return Init;
-}
 
 /// CleanupConstantGlobalUsers - We just marked GV constant.  Loop over all
 /// users of the global, cleaning up the obvious ones.  This is largely just a
@@ -292,49 +278,63 @@ static bool CleanupConstantGlobalUsers(Value *V, Constant *Init) {
   bool Changed = false;
   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E;) {
     User *U = *UI++;
-    
+
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(U)) {
-      // Replace the load with the initializer.
-      LI->replaceAllUsesWith(Init);
-      LI->eraseFromParent();
-      Changed = true;
+      if (Init) {
+        // Replace the load with the initializer.
+        LI->replaceAllUsesWith(Init);
+        LI->eraseFromParent();
+        Changed = true;
+      }
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U)) {
       // Store must be unreachable or storing Init into the global.
       SI->eraseFromParent();
       Changed = true;
     } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(U)) {
       if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-        if (Constant *SubInit = TraverseGEPInitializer(CE, Init))
-          Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(CE, SubInit);
-        if (CE->use_empty()) {
-          CE->destroyConstant();
-          Changed = true;
-        }
+        Constant *SubInit = 0;
+        if (Init)
+          SubInit = ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Init, CE);
+        Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(CE, SubInit);
+      } else if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast && 
+                 isa<PointerType>(CE->getType())) {
+        // Pointer cast, delete any stores and memsets to the global.
+        Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(CE, 0);
+      }
+
+      if (CE->use_empty()) {
+        CE->destroyConstant();
+        Changed = true;
       }
     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(U)) {
-      if (Constant *SubInit = TraverseGEPInitializer(GEP, Init))
-        Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(GEP, SubInit);
-      else {
-        // If this GEP has variable indexes, we should still be able to delete
-        // any stores through it.
-        for (Value::use_iterator GUI = GEP->use_begin(), E = GEP->use_end();
-             GUI != E;)
-          if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*GUI++)) {
-            SI->eraseFromParent();
-            Changed = true;
-          }
+      // Do not transform "gepinst (gep constexpr (GV))" here, because forming
+      // "gepconstexpr (gep constexpr (GV))" will cause the two gep's to fold
+      // and will invalidate our notion of what Init is.
+      Constant *SubInit = 0;
+      if (!isa<ConstantExpr>(GEP->getOperand(0))) {
+        ConstantExpr *CE = 
+          dyn_cast_or_null<ConstantExpr>(ConstantFoldInstruction(GEP));
+        if (Init && CE && CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
+          SubInit = ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(Init, CE);
       }
+      Changed |= CleanupConstantGlobalUsers(GEP, SubInit);
 
       if (GEP->use_empty()) {
         GEP->eraseFromParent();
         Changed = true;
       }
+    } else if (MemIntrinsic *MI = dyn_cast<MemIntrinsic>(U)) { // memset/cpy/mv
+      if (MI->getRawDest() == V) {
+        MI->eraseFromParent();
+        Changed = true;
+      }
+
     } else if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(U)) {
       // If we have a chain of dead constantexprs or other things dangling from
       // us, and if they are all dead, nuke them without remorse.
       if (ConstantIsDead(C)) {
         C->destroyConstant();
-        // This could have incalidated UI, start over from scratch.x
+        // This could have invalidated UI, start over from scratch.
         CleanupConstantGlobalUsers(V, Init);
         return true;
       }
@@ -343,16 +343,127 @@ static bool CleanupConstantGlobalUsers(Value *V, Constant *Init) {
   return Changed;
 }
 
+/// isSafeSROAElementUse - Return true if the specified instruction is a safe
+/// user of a derived expression from a global that we want to SROA.
+static bool isSafeSROAElementUse(Value *V) {
+  // We might have a dead and dangling constant hanging off of here.
+  if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V))
+    return ConstantIsDead(C);
+  
+  Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
+  if (!I) return false;
+
+  // Loads are ok.
+  if (isa<LoadInst>(I)) return true;
+
+  // Stores *to* the pointer are ok.
+  if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
+    return SI->getOperand(0) != V;
+    
+  // Otherwise, it must be a GEP.
+  GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I);
+  if (GEPI == 0) return false;
+  
+  if (GEPI->getNumOperands() < 3 || !isa<Constant>(GEPI->getOperand(1)) ||
+      !cast<Constant>(GEPI->getOperand(1))->isNullValue())
+    return false;
+  
+  for (Value::use_iterator I = GEPI->use_begin(), E = GEPI->use_end();
+       I != E; ++I)
+    if (!isSafeSROAElementUse(*I))
+      return false;
+  return true;
+}
+
+
+/// IsUserOfGlobalSafeForSRA - U is a direct user of the specified global value.
+/// Look at it and its uses and decide whether it is safe to SROA this global.
+///
+static bool IsUserOfGlobalSafeForSRA(User *U, GlobalValue *GV) {
+  // The user of the global must be a GEP Inst or a ConstantExpr GEP.
+  if (!isa<GetElementPtrInst>(U) && 
+      (!isa<ConstantExpr>(U) || 
+       cast<ConstantExpr>(U)->getOpcode() != Instruction::GetElementPtr))
+    return false;
+  
+  // Check to see if this ConstantExpr GEP is SRA'able.  In particular, we
+  // don't like < 3 operand CE's, and we don't like non-constant integer
+  // indices.  This enforces that all uses are 'gep GV, 0, C, ...' for some
+  // value of C.
+  if (U->getNumOperands() < 3 || !isa<Constant>(U->getOperand(1)) ||
+      !cast<Constant>(U->getOperand(1))->isNullValue() ||
+      !isa<ConstantInt>(U->getOperand(2)))
+    return false;
+
+  gep_type_iterator GEPI = gep_type_begin(U), E = gep_type_end(U);
+  ++GEPI;  // Skip over the pointer index.
+  
+  // If this is a use of an array allocation, do a bit more checking for sanity.
+  if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(*GEPI)) {
+    uint64_t NumElements = AT->getNumElements();
+    ConstantInt *Idx = cast<ConstantInt>(U->getOperand(2));
+    
+    // Check to make sure that index falls within the array.  If not,
+    // something funny is going on, so we won't do the optimization.
+    //
+    if (Idx->getZExtValue() >= NumElements)
+      return false;
+      
+    // We cannot scalar repl this level of the array unless any array
+    // sub-indices are in-range constants.  In particular, consider:
+    // A[0][i].  We cannot know that the user isn't doing invalid things like
+    // allowing i to index an out-of-range subscript that accesses A[1].
+    //
+    // Scalar replacing *just* the outer index of the array is probably not
+    // going to be a win anyway, so just give up.
+    for (++GEPI; // Skip array index.
+         GEPI != E && (isa<ArrayType>(*GEPI) || isa<VectorType>(*GEPI));
+         ++GEPI) {
+      uint64_t NumElements;
+      if (const ArrayType *SubArrayTy = dyn_cast<ArrayType>(*GEPI))
+        NumElements = SubArrayTy->getNumElements();
+      else
+        NumElements = cast<VectorType>(*GEPI)->getNumElements();
+      
+      ConstantInt *IdxVal = dyn_cast<ConstantInt>(GEPI.getOperand());
+      if (!IdxVal || IdxVal->getZExtValue() >= NumElements)
+        return false;
+    }
+  }
+
+  for (Value::use_iterator I = U->use_begin(), E = U->use_end(); I != E; ++I)
+    if (!isSafeSROAElementUse(*I))
+      return false;
+  return true;
+}
+
+/// GlobalUsersSafeToSRA - Look at all uses of the global and decide whether it
+/// is safe for us to perform this transformation.
+///
+static bool GlobalUsersSafeToSRA(GlobalValue *GV) {
+  for (Value::use_iterator UI = GV->use_begin(), E = GV->use_end();
+       UI != E; ++UI) {
+    if (!IsUserOfGlobalSafeForSRA(*UI, GV))
+      return false;
+  }
+  return true;
+}
+
 /// SRAGlobal - Perform scalar replacement of aggregates on the specified global
 /// variable.  This opens the door for other optimizations by exposing the
 /// behavior of the program in a more fine-grained way.  We have determined that
 /// this transformation is safe already.  We return the first global variable we
 /// insert so that the caller can reprocess it.
 static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
+  // Make sure this global only has simple uses that we can SRA.
+  if (!GlobalUsersSafeToSRA(GV))
+    return 0;
+  
   assert(GV->hasInternalLinkage() && !GV->isConstant());
   Constant *Init = GV->getInitializer();
   const Type *Ty = Init->getType();
-  
+
   std::vector<GlobalVariable*> NewGlobals;
   Module::GlobalListType &Globals = GV->getParent()->getGlobalList();
 
@@ -360,11 +471,13 @@ static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
     NewGlobals.reserve(STy->getNumElements());
     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
       Constant *In = getAggregateConstantElement(Init,
-                                            ConstantUInt::get(Type::UIntTy, i));
+                                            ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
       assert(In && "Couldn't get element of initializer?");
       GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(STy->getElementType(i), false,
                                                GlobalVariable::InternalLinkage,
-                                               In, GV->getName()+"."+utostr(i));
+                                               In, GV->getName()+"."+utostr(i),
+                                               (Module *)NULL,
+                                               GV->isThreadLocal());
       Globals.insert(GV, NGV);
       NewGlobals.push_back(NGV);
     }
@@ -372,22 +485,24 @@ static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
     unsigned NumElements = 0;
     if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(STy))
       NumElements = ATy->getNumElements();
-    else if (const PackedType *PTy = dyn_cast<PackedType>(STy))
+    else if (const VectorType *PTy = dyn_cast<VectorType>(STy))
       NumElements = PTy->getNumElements();
     else
       assert(0 && "Unknown aggregate sequential type!");
 
-    if (NumElements > 16 && GV->getNumUses() > 16)
+    if (NumElements > 16 && GV->hasNUsesOrMore(16))
       return 0; // It's not worth it.
     NewGlobals.reserve(NumElements);
     for (unsigned i = 0, e = NumElements; i != e; ++i) {
       Constant *In = getAggregateConstantElement(Init,
-                                            ConstantUInt::get(Type::UIntTy, i));
+                                            ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i));
       assert(In && "Couldn't get element of initializer?");
 
       GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(STy->getElementType(), false,
                                                GlobalVariable::InternalLinkage,
-                                               In, GV->getName()+"."+utostr(i));
+                                               In, GV->getName()+"."+utostr(i),
+                                               (Module *)NULL,
+                                               GV->isThreadLocal());
       Globals.insert(GV, NGV);
       NewGlobals.push_back(NGV);
     }
@@ -396,9 +511,9 @@ static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
   if (NewGlobals.empty())
     return 0;
 
-  DEBUG(std::cerr << "PERFORMING GLOBAL SRA ON: " << *GV);
+  DOUT << "PERFORMING GLOBAL SRA ON: " << *GV;
 
-  Constant *NullInt = Constant::getNullValue(Type::IntTy);
+  Constant *NullInt = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
 
   // Loop over all of the uses of the global, replacing the constantexpr geps,
   // with smaller constantexpr geps or direct references.
@@ -407,33 +522,34 @@ static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
     assert(((isa<ConstantExpr>(GEP) &&
              cast<ConstantExpr>(GEP)->getOpcode()==Instruction::GetElementPtr)||
             isa<GetElementPtrInst>(GEP)) && "NonGEP CE's are not SRAable!");
-             
+
     // Ignore the 1th operand, which has to be zero or else the program is quite
     // broken (undefined).  Get the 2nd operand, which is the structure or array
     // index.
-    unsigned Val =
-       (unsigned)cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getRawValue();
+    unsigned Val = cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(2))->getZExtValue();
     if (Val >= NewGlobals.size()) Val = 0; // Out of bound array access.
 
     Value *NewPtr = NewGlobals[Val];
 
     // Form a shorter GEP if needed.
-    if (GEP->getNumOperands() > 3)
+    if (GEP->getNumOperands() > 3) {
       if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(GEP)) {
-        std::vector<Constant*> Idxs;
+        SmallVector<Constant*, 8> Idxs;
         Idxs.push_back(NullInt);
         for (unsigned i = 3, e = CE->getNumOperands(); i != e; ++i)
           Idxs.push_back(CE->getOperand(i));
-        NewPtr = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(NewPtr), Idxs);
+        NewPtr = ConstantExpr::getGetElementPtr(cast<Constant>(NewPtr),
+                                                &Idxs[0], Idxs.size());
       } else {
         GetElementPtrInst *GEPI = cast<GetElementPtrInst>(GEP);
-        std::vector<Value*> Idxs;
+        SmallVector<Value*, 8> Idxs;
         Idxs.push_back(NullInt);
         for (unsigned i = 3, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
           Idxs.push_back(GEPI->getOperand(i));
-        NewPtr = new GetElementPtrInst(NewPtr, Idxs,
-                                       GEPI->getName()+"."+utostr(Val), GEPI);
+        NewPtr = GetElementPtrInst::Create(NewPtr, Idxs.begin(), Idxs.end(),
+                                           GEPI->getName()+"."+utostr(Val), GEPI);
       }
+    }
     GEP->replaceAllUsesWith(NewPtr);
 
     if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(GEP))
@@ -460,35 +576,42 @@ static GlobalVariable *SRAGlobal(GlobalVariable *GV) {
 }
 
 /// AllUsesOfValueWillTrapIfNull - Return true if all users of the specified
-/// value will trap if the value is dynamically null.
-static bool AllUsesOfValueWillTrapIfNull(Value *V) {
+/// value will trap if the value is dynamically null.  PHIs keeps track of any 
+/// phi nodes we've seen to avoid reprocessing them.
+static bool AllUsesOfValueWillTrapIfNull(Value *V,
+                                         SmallPtrSet<PHINode*, 8> &PHIs) {
   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ++UI)
     if (isa<LoadInst>(*UI)) {
       // Will trap.
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
       if (SI->getOperand(0) == V) {
-        //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
+        //cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
         return false;  // Storing the value.
       }
     } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(*UI)) {
       if (CI->getOperand(0) != V) {
-        //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
+        //cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
         return false;  // Not calling the ptr
       }
     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(*UI)) {
       if (II->getOperand(0) != V) {
-        //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
+        //cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
         return false;  // Not calling the ptr
       }
-    } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(*UI)) {
-      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(CI)) return false;
+    } else if (BitCastInst *CI = dyn_cast<BitCastInst>(*UI)) {
+      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(CI, PHIs)) return false;
     } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
-      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(GEPI)) return false;
-    } else if (isa<SetCondInst>(*UI) && 
+      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(GEPI, PHIs)) return false;
+    } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
+      // If we've already seen this phi node, ignore it, it has already been
+      // checked.
+      if (PHIs.insert(PN))
+        return AllUsesOfValueWillTrapIfNull(PN, PHIs);
+    } else if (isa<ICmpInst>(*UI) &&
                isa<ConstantPointerNull>(UI->getOperand(1))) {
       // Ignore setcc X, null
     } else {
-      //std::cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
+      //cerr << "NONTRAPPING USE: " << **UI;
       return false;
     }
   return true;
@@ -500,13 +623,14 @@ static bool AllUsesOfValueWillTrapIfNull(Value *V) {
 static bool AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull(GlobalVariable *GV) {
   for (Value::use_iterator UI = GV->use_begin(), E = GV->use_end(); UI!=E; ++UI)
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
-      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(LI))
+      SmallPtrSet<PHINode*, 8> PHIs;
+      if (!AllUsesOfValueWillTrapIfNull(LI, PHIs))
         return false;
     } else if (isa<StoreInst>(*UI)) {
       // Ignore stores to the global.
     } else {
       // We don't know or understand this user, bail out.
-      //std::cerr << "UNKNOWN USER OF GLOBAL!: " << **UI;
+      //cerr << "UNKNOWN USER OF GLOBAL!: " << **UI;
       return false;
     }
 
@@ -545,23 +669,25 @@ static bool OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(Value *V, Constant *NewV) {
       }
     } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(I)) {
       Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(CI,
-                                    ConstantExpr::getCast(NewV, CI->getType()));
+                                ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(),
+                                                      NewV, CI->getType()));
       if (CI->use_empty()) {
         Changed = true;
         CI->eraseFromParent();
       }
     } else if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
       // Should handle GEP here.
-      std::vector<Constant*> Indices;
-      Indices.reserve(GEPI->getNumOperands()-1);
+      SmallVector<Constant*, 8> Idxs;
+      Idxs.reserve(GEPI->getNumOperands()-1);
       for (unsigned i = 1, e = GEPI->getNumOperands(); i != e; ++i)
         if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPI->getOperand(i)))
-          Indices.push_back(C);
+          Idxs.push_back(C);
         else
           break;
-      if (Indices.size() == GEPI->getNumOperands()-1)
+      if (Idxs.size() == GEPI->getNumOperands()-1)
         Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(GEPI,
-                                ConstantExpr::getGetElementPtr(NewV, Indices));
+                                ConstantExpr::getGetElementPtr(NewV, &Idxs[0],
+                                                               Idxs.size()));
       if (GEPI->use_empty()) {
         Changed = true;
         GEPI->eraseFromParent();
@@ -588,11 +714,15 @@ static bool OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads(GlobalVariable *GV, Constant *LV) {
       Loads.push_back(LI);
       Changed |= OptimizeAwayTrappingUsesOfValue(LI, LV);
     } else {
-      assert(isa<StoreInst>(*GUI) && "Only expect load and stores!");
+      // If we get here we could have stores, selects, or phi nodes whose values
+      // are loaded.
+      assert((isa<StoreInst>(*GUI) || isa<PHINode>(*GUI) ||
+              isa<SelectInst>(*GUI) || isa<ConstantExpr>(*GUI)) &&
+             "Only expect load and stores!");
     }
 
   if (Changed) {
-    DEBUG(std::cerr << "OPTIMIZED LOADS FROM STORED ONCE POINTER: " << *GV);
+    DOUT << "OPTIMIZED LOADS FROM STORED ONCE POINTER: " << *GV;
     ++NumGlobUses;
   }
 
@@ -612,7 +742,7 @@ static bool OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads(GlobalVariable *GV, Constant *LV) {
   // If we nuked all of the loads, then none of the stores are needed either,
   // nor is the global.
   if (AllLoadsGone) {
-    DEBUG(std::cerr << "  *** GLOBAL NOW DEAD!\n");
+    DOUT << "  *** GLOBAL NOW DEAD!\n";
     CleanupConstantGlobalUsers(GV, 0);
     if (GV->use_empty()) {
       GV->eraseFromParent();
@@ -643,50 +773,53 @@ static void ConstantPropUsersOf(Value *V) {
 /// variable, and transforms the program as if it always contained the result of
 /// the specified malloc.  Because it is always the result of the specified
 /// malloc, there is no reason to actually DO the malloc.  Instead, turn the
-/// malloc into a global, and any laods of GV as uses of the new global.
+/// malloc into a global, and any loads of GV as uses of the new global.
 static GlobalVariable *OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GlobalVariable *GV,
                                                      MallocInst *MI) {
-  DEBUG(std::cerr << "PROMOTING MALLOC GLOBAL: " << *GV << "  MALLOC = " <<*MI);
+  DOUT << "PROMOTING MALLOC GLOBAL: " << *GV << "  MALLOC = " << *MI;
   ConstantInt *NElements = cast<ConstantInt>(MI->getArraySize());
 
-  if (NElements->getRawValue() != 1) {
+  if (NElements->getZExtValue() != 1) {
     // If we have an array allocation, transform it to a single element
     // allocation to make the code below simpler.
     Type *NewTy = ArrayType::get(MI->getAllocatedType(),
-                                 (unsigned)NElements->getRawValue());
+                                 NElements->getZExtValue());
     MallocInst *NewMI =
-      new MallocInst(NewTy, Constant::getNullValue(Type::UIntTy),
-                     MI->getName(), MI);
-    std::vector<Value*> Indices;
-    Indices.push_back(Constant::getNullValue(Type::IntTy));
-    Indices.push_back(Indices[0]);
-    Value *NewGEP = new GetElementPtrInst(NewMI, Indices,
-                                          NewMI->getName()+".el0", MI);
+      new MallocInst(NewTy, Constant::getNullValue(Type::Int32Ty),
+                     MI->getAlignment(), MI->getName(), MI);
+    Value* Indices[2];
+    Indices[0] = Indices[1] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
+    Value *NewGEP = GetElementPtrInst::Create(NewMI, Indices, Indices + 2,
+                                              NewMI->getName()+".el0", MI);
     MI->replaceAllUsesWith(NewGEP);
     MI->eraseFromParent();
     MI = NewMI;
   }
-  
+
   // Create the new global variable.  The contents of the malloc'd memory is
   // undefined, so initialize with an undef value.
   Constant *Init = UndefValue::get(MI->getAllocatedType());
   GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(MI->getAllocatedType(), false,
                                              GlobalValue::InternalLinkage, Init,
-                                             GV->getName()+".body");
+                                             GV->getName()+".body",
+                                             (Module *)NULL,
+                                             GV->isThreadLocal());
   GV->getParent()->getGlobalList().insert(GV, NewGV);
-  
+
   // Anything that used the malloc now uses the global directly.
   MI->replaceAllUsesWith(NewGV);
 
   Constant *RepValue = NewGV;
   if (NewGV->getType() != GV->getType()->getElementType())
-    RepValue = ConstantExpr::getCast(RepValue, GV->getType()->getElementType());
+    RepValue = ConstantExpr::getBitCast(RepValue, 
+                                        GV->getType()->getElementType());
 
   // If there is a comparison against null, we will insert a global bool to
   // keep track of whether the global was initialized yet or not.
-  GlobalVariable *InitBool = 
-    new GlobalVariable(Type::BoolTy, false, GlobalValue::InternalLinkage, 
-                       ConstantBool::False, GV->getName()+".init");
+  GlobalVariable *InitBool =
+    new GlobalVariable(Type::Int1Ty, false, GlobalValue::InternalLinkage,
+                       ConstantInt::getFalse(), GV->getName()+".init",
+                       (Module *)NULL, GV->isThreadLocal());
   bool InitBoolUsed = false;
 
   // Loop over all uses of GV, processing them in turn.
@@ -695,36 +828,40 @@ static GlobalVariable *OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GlobalVariable *GV,
     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(GV->use_back())) {
       while (!LI->use_empty()) {
         Use &LoadUse = LI->use_begin().getUse();
-        if (!isa<SetCondInst>(LoadUse.getUser()))
+        if (!isa<ICmpInst>(LoadUse.getUser()))
           LoadUse = RepValue;
         else {
-          // Replace the setcc X, 0 with a use of the bool value.
-          SetCondInst *SCI = cast<SetCondInst>(LoadUse.getUser());
-          Value *LV = new LoadInst(InitBool, InitBool->getName()+".val", SCI);
+          ICmpInst *CI = cast<ICmpInst>(LoadUse.getUser());
+          // Replace the cmp X, 0 with a use of the bool value.
+          Value *LV = new LoadInst(InitBool, InitBool->getName()+".val", CI);
           InitBoolUsed = true;
-          switch (SCI->getOpcode()) {
-          default: assert(0 && "Unknown opcode!");
-          case Instruction::SetLT:
-            LV = ConstantBool::False;   // X < null -> always false
+          switch (CI->getPredicate()) {
+          default: assert(0 && "Unknown ICmp Predicate!");
+          case ICmpInst::ICMP_ULT:
+          case ICmpInst::ICMP_SLT:
+            LV = ConstantInt::getFalse();   // X < null -> always false
             break;
-          case Instruction::SetEQ:
-          case Instruction::SetLE:
-            LV = BinaryOperator::createNot(LV, "notinit", SCI);
+          case ICmpInst::ICMP_ULE:
+          case ICmpInst::ICMP_SLE:
+          case ICmpInst::ICMP_EQ:
+            LV = BinaryOperator::createNot(LV, "notinit", CI);
             break;
-          case Instruction::SetNE:
-          case Instruction::SetGE:
-          case Instruction::SetGT:
+          case ICmpInst::ICMP_NE:
+          case ICmpInst::ICMP_UGE:
+          case ICmpInst::ICMP_SGE:
+          case ICmpInst::ICMP_UGT:
+          case ICmpInst::ICMP_SGT:
             break;  // no change.
           }
-          SCI->replaceAllUsesWith(LV);
-          SCI->eraseFromParent();
+          CI->replaceAllUsesWith(LV);
+          CI->eraseFromParent();
         }
       }
       LI->eraseFromParent();
     } else {
       StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->use_back());
       // The global is initialized when the store to it occurs.
-      new StoreInst(ConstantBool::True, InitBool, SI);
+      new StoreInst(ConstantInt::getTrue(), InitBool, SI);
       SI->eraseFromParent();
     }
 
@@ -756,28 +893,358 @@ static GlobalVariable *OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GlobalVariable *GV,
 /// like dereferencing the pointer, but not storing through the address, unless
 /// it is to the specified global.
 static bool ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(Instruction *V,
-                                                      GlobalVariable *GV) {
-  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E;++UI)
-    if (isa<LoadInst>(*UI) || isa<SetCondInst>(*UI)) {
+                                                      GlobalVariable *GV,
+                                              SmallPtrSet<PHINode*, 8> &PHIs) {
+  for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end(); UI != E; ++UI)
+    if (isa<LoadInst>(*UI) || isa<CmpInst>(*UI)) {
       // Fine, ignore.
     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(*UI)) {
       if (SI->getOperand(0) == V && SI->getOperand(1) != GV)
         return false;  // Storing the pointer itself... bad.
       // Otherwise, storing through it, or storing into GV... fine.
-    } else if (isa<GetElementPtrInst>(*UI) || isa<SelectInst>(*UI)) {
-      if (!ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(cast<Instruction>(*UI),GV))
+    } else if (isa<GetElementPtrInst>(*UI)) {
+      if (!ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(cast<Instruction>(*UI),
+                                                     GV, PHIs))
         return false;
+    } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
+      // PHIs are ok if all uses are ok.  Don't infinitely recurse through PHI
+      // cycles.
+      if (PHIs.insert(PN))
+        if (!ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(PN, GV, PHIs))
+          return false;
     } else {
       return false;
     }
   return true;
+}
 
+/// ReplaceUsesOfMallocWithGlobal - The Alloc pointer is stored into GV
+/// somewhere.  Transform all uses of the allocation into loads from the
+/// global and uses of the resultant pointer.  Further, delete the store into
+/// GV.  This assumes that these value pass the 
+/// 'ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal' predicate.
+static void ReplaceUsesOfMallocWithGlobal(Instruction *Alloc, 
+                                          GlobalVariable *GV) {
+  while (!Alloc->use_empty()) {
+    Instruction *U = cast<Instruction>(*Alloc->use_begin());
+    Instruction *InsertPt = U;
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(U)) {
+      // If this is the store of the allocation into the global, remove it.
+      if (SI->getOperand(1) == GV) {
+        SI->eraseFromParent();
+        continue;
+      }
+    } else if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(U)) {
+      // Insert the load in the corresponding predecessor, not right before the
+      // PHI.
+      unsigned PredNo = Alloc->use_begin().getOperandNo()/2;
+      InsertPt = PN->getIncomingBlock(PredNo)->getTerminator();
+    }
+    
+    // Insert a load from the global, and use it instead of the malloc.
+    Value *NL = new LoadInst(GV, GV->getName()+".val", InsertPt);
+    U->replaceUsesOfWith(Alloc, NL);
+  }
+}
+
+/// GlobalLoadUsesSimpleEnoughForHeapSRA - If all users of values loaded from
+/// GV are simple enough to perform HeapSRA, return true.
+static bool GlobalLoadUsesSimpleEnoughForHeapSRA(GlobalVariable *GV,
+                                                 MallocInst *MI) {
+  for (Value::use_iterator UI = GV->use_begin(), E = GV->use_end(); UI != E; 
+       ++UI)
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
+      // We permit two users of the load: setcc comparing against the null
+      // pointer, and a getelementptr of a specific form.
+      for (Value::use_iterator UI = LI->use_begin(), E = LI->use_end(); UI != E; 
+           ++UI) {
+        // Comparison against null is ok.
+        if (ICmpInst *ICI = dyn_cast<ICmpInst>(*UI)) {
+          if (!isa<ConstantPointerNull>(ICI->getOperand(1)))
+            return false;
+          continue;
+        }
+        
+        // getelementptr is also ok, but only a simple form.
+        if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
+          // Must index into the array and into the struct.
+          if (GEPI->getNumOperands() < 3)
+            return false;
+          
+          // Otherwise the GEP is ok.
+          continue;
+        }
+        
+        if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(*UI)) {
+          // We have a phi of a load from the global.  We can only handle this
+          // if the other PHI'd values are actually the same.  In this case,
+          // the rewriter will just drop the phi entirely.
+          for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+            Value *IV = PN->getIncomingValue(i);
+            if (IV == LI) continue;  // Trivial the same.
+            
+            // If the phi'd value is from the malloc that initializes the value,
+            // we can xform it.
+            if (IV == MI) continue;
+            
+            // Otherwise, we don't know what it is.
+            return false;
+          }
+          return true;
+        }
+        
+        // Otherwise we don't know what this is, not ok.
+        return false;
+      }
+    }
+  return true;
+}
+
+/// GetHeapSROALoad - Return the load for the specified field of the HeapSROA'd
+/// value, lazily creating it on demand.
+static Value *GetHeapSROALoad(Instruction *Load, unsigned FieldNo,
+                              const std::vector<GlobalVariable*> &FieldGlobals,
+                              std::vector<Value *> &InsertedLoadsForPtr) {
+  if (InsertedLoadsForPtr.size() <= FieldNo)
+    InsertedLoadsForPtr.resize(FieldNo+1);
+  if (InsertedLoadsForPtr[FieldNo] == 0)
+    InsertedLoadsForPtr[FieldNo] = new LoadInst(FieldGlobals[FieldNo],
+                                                Load->getName()+".f" + 
+                                                utostr(FieldNo), Load);
+  return InsertedLoadsForPtr[FieldNo];
+}
+
+/// RewriteHeapSROALoadUser - Given a load instruction and a value derived from
+/// the load, rewrite the derived value to use the HeapSRoA'd load.
+static void RewriteHeapSROALoadUser(LoadInst *Load, Instruction *LoadUser, 
+                               const std::vector<GlobalVariable*> &FieldGlobals,
+                                    std::vector<Value *> &InsertedLoadsForPtr) {
+  // If this is a comparison against null, handle it.
+  if (ICmpInst *SCI = dyn_cast<ICmpInst>(LoadUser)) {
+    assert(isa<ConstantPointerNull>(SCI->getOperand(1)));
+    // If we have a setcc of the loaded pointer, we can use a setcc of any
+    // field.
+    Value *NPtr;
+    if (InsertedLoadsForPtr.empty()) {
+      NPtr = GetHeapSROALoad(Load, 0, FieldGlobals, InsertedLoadsForPtr);
+    } else {
+      NPtr = InsertedLoadsForPtr.back();
+    }
+    
+    Value *New = new ICmpInst(SCI->getPredicate(), NPtr,
+                              Constant::getNullValue(NPtr->getType()),
+                              SCI->getName(), SCI);
+    SCI->replaceAllUsesWith(New);
+    SCI->eraseFromParent();
+    return;
+  }
+  
+  // Handle 'getelementptr Ptr, Idx, uint FieldNo ...'
+  if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(LoadUser)) {
+    assert(GEPI->getNumOperands() >= 3 && isa<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))
+           && "Unexpected GEPI!");
+  
+    // Load the pointer for this field.
+    unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(GEPI->getOperand(2))->getZExtValue();
+    Value *NewPtr = GetHeapSROALoad(Load, FieldNo,
+                                    FieldGlobals, InsertedLoadsForPtr);
+    
+    // Create the new GEP idx vector.
+    SmallVector<Value*, 8> GEPIdx;
+    GEPIdx.push_back(GEPI->getOperand(1));
+    GEPIdx.append(GEPI->op_begin()+3, GEPI->op_end());
+    
+    Value *NGEPI = GetElementPtrInst::Create(NewPtr, GEPIdx.begin(), GEPIdx.end(),
+                                             GEPI->getName(), GEPI);
+    GEPI->replaceAllUsesWith(NGEPI);
+    GEPI->eraseFromParent();
+    return;
+  }
+  
+  // Handle PHI nodes.  PHI nodes must be merging in the same values, plus
+  // potentially the original malloc.  Insert phi nodes for each field, then
+  // process uses of the PHI.
+  PHINode *PN = cast<PHINode>(LoadUser);
+  std::vector<Value *> PHIsForField;
+  PHIsForField.resize(FieldGlobals.size());
+  for (unsigned i = 0, e = FieldGlobals.size(); i != e; ++i) {
+    Value *LoadV = GetHeapSROALoad(Load, i, FieldGlobals, InsertedLoadsForPtr);
+
+    PHINode *FieldPN = PHINode::Create(LoadV->getType(),
+                                       PN->getName()+"."+utostr(i), PN);
+    // Fill in the predecessor values.
+    for (unsigned pred = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); pred != e; ++pred) {
+      // Each predecessor either uses the load or the original malloc.
+      Value *InVal = PN->getIncomingValue(pred);
+      BasicBlock *BB = PN->getIncomingBlock(pred);
+      Value *NewVal;
+      if (isa<MallocInst>(InVal)) {
+        // Insert a reload from the global in the predecessor.
+        NewVal = GetHeapSROALoad(BB->getTerminator(), i, FieldGlobals,
+                                 PHIsForField);
+      } else {
+        NewVal = InsertedLoadsForPtr[i];
+      }
+      FieldPN->addIncoming(NewVal, BB);
+    }
+    PHIsForField[i] = FieldPN;
+  }
+  
+  // Since PHIsForField specifies a phi for every input value, the lazy inserter
+  // will never insert a load.
+  while (!PN->use_empty())
+    RewriteHeapSROALoadUser(Load, PN->use_back(), FieldGlobals, PHIsForField);
+  PN->eraseFromParent();
+}
+
+/// RewriteUsesOfLoadForHeapSRoA - We are performing Heap SRoA on a global.  Ptr
+/// is a value loaded from the global.  Eliminate all uses of Ptr, making them
+/// use FieldGlobals instead.  All uses of loaded values satisfy
+/// GlobalLoadUsesSimpleEnoughForHeapSRA.
+static void RewriteUsesOfLoadForHeapSRoA(LoadInst *Load, 
+                             const std::vector<GlobalVariable*> &FieldGlobals) {
+  std::vector<Value *> InsertedLoadsForPtr;
+  //InsertedLoadsForPtr.resize(FieldGlobals.size());
+  while (!Load->use_empty())
+    RewriteHeapSROALoadUser(Load, Load->use_back(), 
+                            FieldGlobals, InsertedLoadsForPtr);
+}
+
+/// PerformHeapAllocSRoA - MI is an allocation of an array of structures.  Break
+/// it up into multiple allocations of arrays of the fields.
+static GlobalVariable *PerformHeapAllocSRoA(GlobalVariable *GV, MallocInst *MI){
+  DOUT << "SROA HEAP ALLOC: " << *GV << "  MALLOC = " << *MI;
+  const StructType *STy = cast<StructType>(MI->getAllocatedType());
+
+  // There is guaranteed to be at least one use of the malloc (storing
+  // it into GV).  If there are other uses, change them to be uses of
+  // the global to simplify later code.  This also deletes the store
+  // into GV.
+  ReplaceUsesOfMallocWithGlobal(MI, GV);
+  
+  // Okay, at this point, there are no users of the malloc.  Insert N
+  // new mallocs at the same place as MI, and N globals.
+  std::vector<GlobalVariable*> FieldGlobals;
+  std::vector<MallocInst*> FieldMallocs;
+  
+  for (unsigned FieldNo = 0, e = STy->getNumElements(); FieldNo != e;++FieldNo){
+    const Type *FieldTy = STy->getElementType(FieldNo);
+    const Type *PFieldTy = PointerType::getUnqual(FieldTy);
+    
+    GlobalVariable *NGV =
+      new GlobalVariable(PFieldTy, false, GlobalValue::InternalLinkage,
+                         Constant::getNullValue(PFieldTy),
+                         GV->getName() + ".f" + utostr(FieldNo), GV,
+                         GV->isThreadLocal());
+    FieldGlobals.push_back(NGV);
+    
+    MallocInst *NMI = new MallocInst(FieldTy, MI->getArraySize(),
+                                     MI->getName() + ".f" + utostr(FieldNo),MI);
+    FieldMallocs.push_back(NMI);
+    new StoreInst(NMI, NGV, MI);
+  }
+  
+  // The tricky aspect of this transformation is handling the case when malloc
+  // fails.  In the original code, malloc failing would set the result pointer
+  // of malloc to null.  In this case, some mallocs could succeed and others
+  // could fail.  As such, we emit code that looks like this:
+  //    F0 = malloc(field0)
+  //    F1 = malloc(field1)
+  //    F2 = malloc(field2)
+  //    if (F0 == 0 || F1 == 0 || F2 == 0) {
+  //      if (F0) { free(F0); F0 = 0; }
+  //      if (F1) { free(F1); F1 = 0; }
+  //      if (F2) { free(F2); F2 = 0; }
+  //    }
+  Value *RunningOr = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = FieldMallocs.size(); i != e; ++i) {
+    Value *Cond = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_EQ, FieldMallocs[i],
+                             Constant::getNullValue(FieldMallocs[i]->getType()),
+                                  "isnull", MI);
+    if (!RunningOr)
+      RunningOr = Cond;   // First seteq
+    else
+      RunningOr = BinaryOperator::createOr(RunningOr, Cond, "tmp", MI);
+  }
+
+  // Split the basic block at the old malloc.
+  BasicBlock *OrigBB = MI->getParent();
+  BasicBlock *ContBB = OrigBB->splitBasicBlock(MI, "malloc_cont");
+  
+  // Create the block to check the first condition.  Put all these blocks at the
+  // end of the function as they are unlikely to be executed.
+  BasicBlock *NullPtrBlock = BasicBlock::Create("malloc_ret_null",
+                                                OrigBB->getParent());
+  
+  // Remove the uncond branch from OrigBB to ContBB, turning it into a cond
+  // branch on RunningOr.
+  OrigBB->getTerminator()->eraseFromParent();
+  BranchInst::Create(NullPtrBlock, ContBB, RunningOr, OrigBB);
+  
+  // Within the NullPtrBlock, we need to emit a comparison and branch for each
+  // pointer, because some may be null while others are not.
+  for (unsigned i = 0, e = FieldGlobals.size(); i != e; ++i) {
+    Value *GVVal = new LoadInst(FieldGlobals[i], "tmp", NullPtrBlock);
+    Value *Cmp = new ICmpInst(ICmpInst::ICMP_NE, GVVal, 
+                              Constant::getNullValue(GVVal->getType()),
+                              "tmp", NullPtrBlock);
+    BasicBlock *FreeBlock = BasicBlock::Create("free_it", OrigBB->getParent());
+    BasicBlock *NextBlock = BasicBlock::Create("next", OrigBB->getParent());
+    BranchInst::Create(FreeBlock, NextBlock, Cmp, NullPtrBlock);
+
+    // Fill in FreeBlock.
+    new FreeInst(GVVal, FreeBlock);
+    new StoreInst(Constant::getNullValue(GVVal->getType()), FieldGlobals[i],
+                  FreeBlock);
+    BranchInst::Create(NextBlock, FreeBlock);
+    
+    NullPtrBlock = NextBlock;
+  }
+  
+  BranchInst::Create(ContBB, NullPtrBlock);
+  
+  // MI is no longer needed, remove it.
+  MI->eraseFromParent();
+
+  
+  // Okay, the malloc site is completely handled.  All of the uses of GV are now
+  // loads, and all uses of those loads are simple.  Rewrite them to use loads
+  // of the per-field globals instead.
+  while (!GV->use_empty()) {
+    if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(GV->use_back())) {
+      RewriteUsesOfLoadForHeapSRoA(LI, FieldGlobals);
+      LI->eraseFromParent();
+    } else {
+      // Must be a store of null.
+      StoreInst *SI = cast<StoreInst>(GV->use_back());
+      assert(isa<Constant>(SI->getOperand(0)) &&
+             cast<Constant>(SI->getOperand(0))->isNullValue() &&
+             "Unexpected heap-sra user!");
+      
+      // Insert a store of null into each global.
+      for (unsigned i = 0, e = FieldGlobals.size(); i != e; ++i) {
+        Constant *Null = 
+          Constant::getNullValue(FieldGlobals[i]->getType()->getElementType());
+        new StoreInst(Null, FieldGlobals[i], SI);
+      }
+      // Erase the original store.
+      SI->eraseFromParent();
+    }
+  }
+
+  // The old global is now dead, remove it.
+  GV->eraseFromParent();
+
+  ++NumHeapSRA;
+  return FieldGlobals[0];
 }
 
+
 // OptimizeOnceStoredGlobal - Try to optimize globals based on the knowledge
 // that only one value (besides its initializer) is ever stored to the global.
 static bool OptimizeOnceStoredGlobal(GlobalVariable *GV, Value *StoredOnceVal,
-                                     Module::giterator &GVI, TargetData &TD) {
+                                     Module::global_iterator &GVI,
+                                     TargetData &TD) {
   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(StoredOnceVal))
     StoredOnceVal = CI->getOperand(0);
   else if (GetElementPtrInst *GEPI =dyn_cast<GetElementPtrInst>(StoredOnceVal)){
@@ -801,51 +1268,109 @@ static bool OptimizeOnceStoredGlobal(GlobalVariable *GV, Value *StoredOnceVal,
       GV->getInitializer()->isNullValue()) {
     if (Constant *SOVC = dyn_cast<Constant>(StoredOnceVal)) {
       if (GV->getInitializer()->getType() != SOVC->getType())
-        SOVC = ConstantExpr::getCast(SOVC, GV->getInitializer()->getType());
-      
+        SOVC = ConstantExpr::getBitCast(SOVC, GV->getInitializer()->getType());
+
       // Optimize away any trapping uses of the loaded value.
       if (OptimizeAwayTrappingUsesOfLoads(GV, SOVC))
         return true;
     } else if (MallocInst *MI = dyn_cast<MallocInst>(StoredOnceVal)) {
+      // If this is a malloc of an abstract type, don't touch it.
+      if (!MI->getAllocatedType()->isSized())
+        return false;
+      
+      // We can't optimize this global unless all uses of it are *known* to be
+      // of the malloc value, not of the null initializer value (consider a use
+      // that compares the global's value against zero to see if the malloc has
+      // been reached).  To do this, we check to see if all uses of the global
+      // would trap if the global were null: this proves that they must all
+      // happen after the malloc.
+      if (!AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull(GV))
+        return false;
+
+      // We can't optimize this if the malloc itself is used in a complex way,
+      // for example, being stored into multiple globals.  This allows the
+      // malloc to be stored into the specified global, loaded setcc'd, and
+      // GEP'd.  These are all things we could transform to using the global
+      // for.
+      {
+        SmallPtrSet<PHINode*, 8> PHIs;
+        if (!ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(MI, GV, PHIs))
+          return false;
+      }
+
+      
       // If we have a global that is only initialized with a fixed size malloc,
-      // and if all users of the malloc trap, and if the malloc'd address is not
-      // put anywhere else, transform the program to use global memory instead
-      // of malloc'd memory.  This eliminates dynamic allocation (good) and
-      // exposes the resultant global to further GlobalOpt (even better).  Note
-      // that we restrict this transformation to only working on small
-      // allocations (2048 bytes currently), as we don't want to introduce a 16M
-      // global or something.
-      if (ConstantInt *NElements = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArraySize()))
-        if (MI->getAllocatedType()->isSized() &&
-            NElements->getRawValue()*
-                     TD.getTypeSize(MI->getAllocatedType()) < 2048 &&
-            AllUsesOfLoadedValueWillTrapIfNull(GV) &&
-            ValueIsOnlyUsedLocallyOrStoredToOneGlobal(MI, GV)) {
+      // transform the program to use global memory instead of malloc'd memory.
+      // This eliminates dynamic allocation, avoids an indirection accessing the
+      // data, and exposes the resultant global to further GlobalOpt.
+      if (ConstantInt *NElements = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getArraySize())) {
+        // Restrict this transformation to only working on small allocations
+        // (2048 bytes currently), as we don't want to introduce a 16M global or
+        // something.
+        if (NElements->getZExtValue()*
+                     TD.getABITypeSize(MI->getAllocatedType()) < 2048) {
           GVI = OptimizeGlobalAddressOfMalloc(GV, MI);
           return true;
         }
+      }
+
+      // If the allocation is an array of structures, consider transforming this
+      // into multiple malloc'd arrays, one for each field.  This is basically
+      // SRoA for malloc'd memory.
+      if (const StructType *AllocTy = 
+                  dyn_cast<StructType>(MI->getAllocatedType())) {
+        // This the structure has an unreasonable number of fields, leave it
+        // alone.
+        if (AllocTy->getNumElements() <= 16 && AllocTy->getNumElements() > 0 &&
+            GlobalLoadUsesSimpleEnoughForHeapSRA(GV, MI)) {
+          GVI = PerformHeapAllocSRoA(GV, MI);
+          return true;
+        }
+      }
     }
   }
 
   return false;
 }
 
-/// ShrinkGlobalToBoolean - At this point, we have learned that the only two
-/// values ever stored into GV are its initializer and OtherVal.  
-static void ShrinkGlobalToBoolean(GlobalVariable *GV, Constant *OtherVal) {
+/// TryToShrinkGlobalToBoolean - At this point, we have learned that the only
+/// two values ever stored into GV are its initializer and OtherVal.  See if we
+/// can shrink the global into a boolean and select between the two values
+/// whenever it is used.  This exposes the values to other scalar optimizations.
+static bool TryToShrinkGlobalToBoolean(GlobalVariable *GV, Constant *OtherVal) {
+  const Type *GVElType = GV->getType()->getElementType();
+  
+  // If GVElType is already i1, it is already shrunk.  If the type of the GV is
+  // an FP value or vector, don't do this optimization because a select between
+  // them is very expensive and unlikely to lead to later simplification.
+  if (GVElType == Type::Int1Ty || GVElType->isFloatingPoint() ||
+      isa<VectorType>(GVElType))
+    return false;
+  
+  // Walk the use list of the global seeing if all the uses are load or store.
+  // If there is anything else, bail out.
+  for (Value::use_iterator I = GV->use_begin(), E = GV->use_end(); I != E; ++I)
+    if (!isa<LoadInst>(I) && !isa<StoreInst>(I))
+      return false;
+  
+  DOUT << "   *** SHRINKING TO BOOL: " << *GV;
+  
   // Create the new global, initializing it to false.
-  GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(Type::BoolTy, false,
-         GlobalValue::InternalLinkage, ConstantBool::False, GV->getName()+".b");
+  GlobalVariable *NewGV = new GlobalVariable(Type::Int1Ty, false,
+         GlobalValue::InternalLinkage, ConstantInt::getFalse(),
+                                             GV->getName()+".b",
+                                             (Module *)NULL,
+                                             GV->isThreadLocal());
   GV->getParent()->getGlobalList().insert(GV, NewGV);
 
   Constant *InitVal = GV->getInitializer();
-  assert(InitVal->getType() != Type::BoolTy && "No reason to shrink to bool!");
+  assert(InitVal->getType() != Type::Int1Ty && "No reason to shrink to bool!");
 
   // If initialized to zero and storing one into the global, we can use a cast
   // instead of a select to synthesize the desired value.
   bool IsOneZero = false;
   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(OtherVal))
-    IsOneZero = InitVal->isNullValue() && CI->equalsInt(1);
+    IsOneZero = InitVal->isNullValue() && CI->isOne();
 
   while (!GV->use_empty()) {
     Instruction *UI = cast<Instruction>(GV->use_back());
@@ -855,7 +1380,7 @@ static void ShrinkGlobalToBoolean(GlobalVariable *GV, Constant *OtherVal) {
       // Only do this if we weren't storing a loaded value.
       Value *StoreVal;
       if (StoringOther || SI->getOperand(0) == InitVal)
-        StoreVal = ConstantBool::get(StoringOther);
+        StoreVal = ConstantInt::get(Type::Int1Ty, StoringOther);
       else {
         // Otherwise, we are storing a previously loaded copy.  To do this,
         // change the copy from copying the original value to just copying the
@@ -877,43 +1402,63 @@ static void ShrinkGlobalToBoolean(GlobalVariable *GV, Constant *OtherVal) {
         }
       }
       new StoreInst(StoreVal, NewGV, SI);
-    } else if (!UI->use_empty()) {
+    } else {
       // Change the load into a load of bool then a select.
       LoadInst *LI = cast<LoadInst>(UI);
-      
-      std::string Name = LI->getName(); LI->setName("");
-      LoadInst *NLI = new LoadInst(NewGV, Name+".b", LI);
+      LoadInst *NLI = new LoadInst(NewGV, LI->getName()+".b", LI);
       Value *NSI;
       if (IsOneZero)
-        NSI = new CastInst(NLI, LI->getType(), Name, LI);
-      else 
-        NSI = new SelectInst(NLI, OtherVal, InitVal, Name, LI);
+        NSI = new ZExtInst(NLI, LI->getType(), "", LI);
+      else
+        NSI = SelectInst::Create(NLI, OtherVal, InitVal, "", LI);
+      NSI->takeName(LI);
       LI->replaceAllUsesWith(NSI);
     }
     UI->eraseFromParent();
   }
 
   GV->eraseFromParent();
+  return true;
 }
 
 
 /// ProcessInternalGlobal - Analyze the specified global variable and optimize
 /// it if possible.  If we make a change, return true.
 bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
-                                      Module::giterator &GVI) {
+                                      Module::global_iterator &GVI) {
   std::set<PHINode*> PHIUsers;
   GlobalStatus GS;
-  PHIUsers.clear();
   GV->removeDeadConstantUsers();
 
   if (GV->use_empty()) {
-    DEBUG(std::cerr << "GLOBAL DEAD: " << *GV);
+    DOUT << "GLOBAL DEAD: " << *GV;
     GV->eraseFromParent();
     ++NumDeleted;
     return true;
   }
 
   if (!AnalyzeGlobal(GV, GS, PHIUsers)) {
+#if 0
+    cerr << "Global: " << *GV;
+    cerr << "  isLoaded = " << GS.isLoaded << "\n";
+    cerr << "  StoredType = ";
+    switch (GS.StoredType) {
+    case GlobalStatus::NotStored: cerr << "NEVER STORED\n"; break;
+    case GlobalStatus::isInitializerStored: cerr << "INIT STORED\n"; break;
+    case GlobalStatus::isStoredOnce: cerr << "STORED ONCE\n"; break;
+    case GlobalStatus::isStored: cerr << "stored\n"; break;
+    }
+    if (GS.StoredType == GlobalStatus::isStoredOnce && GS.StoredOnceValue)
+      cerr << "  StoredOnceValue = " << *GS.StoredOnceValue << "\n";
+    if (GS.AccessingFunction && !GS.HasMultipleAccessingFunctions)
+      cerr << "  AccessingFunction = " << GS.AccessingFunction->getName()
+                << "\n";
+    cerr << "  HasMultipleAccessingFunctions =  "
+              << GS.HasMultipleAccessingFunctions << "\n";
+    cerr << "  HasNonInstructionUser = " << GS.HasNonInstructionUser<<"\n";
+    cerr << "\n";
+#endif
+    
     // If this is a first class global and has only one accessing function
     // and this function is main (which we know is not recursive we can make
     // this global a local variable) we replace the global with a local alloca
@@ -922,26 +1467,28 @@ bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
     // NOTE: It doesn't make sense to promote non first class types since we
     // are just replacing static memory to stack memory.
     if (!GS.HasMultipleAccessingFunctions &&
-        GS.AccessingFunction &&
+        GS.AccessingFunction && !GS.HasNonInstructionUser &&
         GV->getType()->getElementType()->isFirstClassType() &&
         GS.AccessingFunction->getName() == "main" &&
         GS.AccessingFunction->hasExternalLinkage()) {
-      DEBUG(std::cerr << "LOCALIZING GLOBAL: " << *GV);
+      DOUT << "LOCALIZING GLOBAL: " << *GV;
       Instruction* FirstI = GS.AccessingFunction->getEntryBlock().begin();
       const Type* ElemTy = GV->getType()->getElementType();
+      // FIXME: Pass Global's alignment when globals have alignment
       AllocaInst* Alloca = new AllocaInst(ElemTy, NULL, GV->getName(), FirstI);
       if (!isa<UndefValue>(GV->getInitializer()))
         new StoreInst(GV->getInitializer(), Alloca, FirstI);
-   
+
       GV->replaceAllUsesWith(Alloca);
       GV->eraseFromParent();
       ++NumLocalized;
       return true;
     }
+    
     // If the global is never loaded (but may be stored to), it is dead.
     // Delete it now.
     if (!GS.isLoaded) {
-      DEBUG(std::cerr << "GLOBAL NEVER LOADED: " << *GV);
+      DOUT << "GLOBAL NEVER LOADED: " << *GV;
 
       // Delete any stores we can find to the global.  We may not be able to
       // make it completely dead though.
@@ -954,26 +1501,25 @@ bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
         Changed = true;
       }
       return Changed;
-          
+
     } else if (GS.StoredType <= GlobalStatus::isInitializerStored) {
-      DEBUG(std::cerr << "MARKING CONSTANT: " << *GV);
+      DOUT << "MARKING CONSTANT: " << *GV;
       GV->setConstant(true);
-          
+
       // Clean up any obviously simplifiable users now.
       CleanupConstantGlobalUsers(GV, GV->getInitializer());
-          
+
       // If the global is dead now, just nuke it.
       if (GV->use_empty()) {
-        DEBUG(std::cerr << "   *** Marking constant allowed us to simplify "
-              "all users and delete global!\n");
+        DOUT << "   *** Marking constant allowed us to simplify "
+             << "all users and delete global!\n";
         GV->eraseFromParent();
         ++NumDeleted;
       }
-          
+
       ++NumMarked;
       return true;
-    } else if (!GS.isNotSuitableForSRA &&
-               !GV->getInitializer()->getType()->isFirstClassType()) {
+    } else if (!GV->getInitializer()->getType()->isFirstClassType()) {
       if (GlobalVariable *FirstNewGV = SRAGlobal(GV)) {
         GVI = FirstNewGV;  // Don't skip the newly produced globals!
         return true;
@@ -987,13 +1533,13 @@ bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
         if (isa<UndefValue>(GV->getInitializer())) {
           // Change the initial value here.
           GV->setInitializer(SOVConstant);
-          
+
           // Clean up any obviously simplifiable users now.
           CleanupConstantGlobalUsers(GV, GV->getInitializer());
-          
+
           if (GV->use_empty()) {
-            DEBUG(std::cerr << "   *** Substituting initializer allowed us to "
-                  "simplify all users and delete global!\n");
+            DOUT << "   *** Substituting initializer allowed us to "
+                 << "simplify all users and delete global!\n";
             GV->eraseFromParent();
             ++NumDeleted;
           } else {
@@ -1012,10 +1558,7 @@ bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
       // Otherwise, if the global was not a boolean, we can shrink it to be a
       // boolean.
       if (Constant *SOVConstant = dyn_cast<Constant>(GS.StoredOnceValue))
-        if (GV->getType()->getElementType() != Type::BoolTy &&
-            !GV->getType()->getElementType()->isFloatingPoint()) {
-          DEBUG(std::cerr << "   *** SHRINKING TO BOOL: " << *GV);
-          ShrinkGlobalToBoolean(GV, SOVConstant);
+        if (TryToShrinkGlobalToBoolean(GV, SOVConstant)) {
           ++NumShrunkToBool;
           return true;
         }
@@ -1024,37 +1567,641 @@ bool GlobalOpt::ProcessInternalGlobal(GlobalVariable *GV,
   return false;
 }
 
+/// OnlyCalledDirectly - Return true if the specified function is only called
+/// directly.  In other words, its address is never taken.
+static bool OnlyCalledDirectly(Function *F) {
+  for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end(); UI != E;++UI){
+    Instruction *User = dyn_cast<Instruction>(*UI);
+    if (!User) return false;
+    if (!isa<CallInst>(User) && !isa<InvokeInst>(User)) return false;
+
+    // See if the function address is passed as an argument.
+    for (unsigned i = 1, e = User->getNumOperands(); i != e; ++i)
+      if (User->getOperand(i) == F) return false;
+  }
+  return true;
+}
 
-bool GlobalOpt::runOnModule(Module &M) {
+/// ChangeCalleesToFastCall - Walk all of the direct calls of the specified
+/// function, changing them to FastCC.
+static void ChangeCalleesToFastCall(Function *F) {
+  for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end(); UI != E;++UI){
+    CallSite User(cast<Instruction>(*UI));
+    User.setCallingConv(CallingConv::Fast);
+  }
+}
+
+static PAListPtr StripNest(const PAListPtr &Attrs) {
+  for (unsigned i = 0, e = Attrs.getNumSlots(); i != e; ++i) {
+    if ((Attrs.getSlot(i).Attrs & ParamAttr::Nest) == 0)
+      continue;
+
+    // There can be only one.
+    return Attrs.removeAttr(Attrs.getSlot(i).Index, ParamAttr::Nest);
+  }
+
+  return Attrs;
+}
+
+static void RemoveNestAttribute(Function *F) {
+  F->setParamAttrs(StripNest(F->getParamAttrs()));
+  for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end(); UI != E;++UI){
+    CallSite User(cast<Instruction>(*UI));
+    User.setParamAttrs(StripNest(User.getParamAttrs()));
+  }
+}
+
+bool GlobalOpt::OptimizeFunctions(Module &M) {
   bool Changed = false;
+  // Optimize functions.
+  for (Module::iterator FI = M.begin(), E = M.end(); FI != E; ) {
+    Function *F = FI++;
+    F->removeDeadConstantUsers();
+    if (F->use_empty() && (F->hasInternalLinkage() ||
+                           F->hasLinkOnceLinkage())) {
+      M.getFunctionList().erase(F);
+      Changed = true;
+      ++NumFnDeleted;
+    } else if (F->hasInternalLinkage()) {
+      if (F->getCallingConv() == CallingConv::C && !F->isVarArg() &&
+          OnlyCalledDirectly(F)) {
+        // If this function has C calling conventions, is not a varargs
+        // function, and is only called directly, promote it to use the Fast
+        // calling convention.
+        F->setCallingConv(CallingConv::Fast);
+        ChangeCalleesToFastCall(F);
+        ++NumFastCallFns;
+        Changed = true;
+      }
 
-  // As a prepass, delete functions that are trivially dead.
-  bool LocalChange = true;
-  while (LocalChange) {
-    LocalChange = false;
-    for (Module::iterator FI = M.begin(), E = M.end(); FI != E; ) {
-      Function *F = FI++;
-      F->removeDeadConstantUsers();
-      if (F->use_empty() && (F->hasInternalLinkage() ||
-                             F->hasLinkOnceLinkage())) {
-        M.getFunctionList().erase(F);
-        LocalChange = true;
-        ++NumFnDeleted;
+      if (F->getParamAttrs().hasAttrSomewhere(ParamAttr::Nest) &&
+          OnlyCalledDirectly(F)) {
+        // The function is not used by a trampoline intrinsic, so it is safe
+        // to remove the 'nest' attribute.
+        RemoveNestAttribute(F);
+        ++NumNestRemoved;
+        Changed = true;
       }
     }
-    Changed |= LocalChange;
   }
+  return Changed;
+}
+
+bool GlobalOpt::OptimizeGlobalVars(Module &M) {
+  bool Changed = false;
+  for (Module::global_iterator GVI = M.global_begin(), E = M.global_end();
+       GVI != E; ) {
+    GlobalVariable *GV = GVI++;
+    if (!GV->isConstant() && GV->hasInternalLinkage() &&
+        GV->hasInitializer())
+      Changed |= ProcessInternalGlobal(GV, GVI);
+  }
+  return Changed;
+}
+
+/// FindGlobalCtors - Find the llvm.globalctors list, verifying that all
+/// initializers have an init priority of 65535.
+GlobalVariable *GlobalOpt::FindGlobalCtors(Module &M) {
+  for (Module::global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->getName() == "llvm.global_ctors") {
+      // Found it, verify it's an array of { int, void()* }.
+      const ArrayType *ATy =dyn_cast<ArrayType>(I->getType()->getElementType());
+      if (!ATy) return 0;
+      const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(ATy->getElementType());
+      if (!STy || STy->getNumElements() != 2 ||
+          STy->getElementType(0) != Type::Int32Ty) return 0;
+      const PointerType *PFTy = dyn_cast<PointerType>(STy->getElementType(1));
+      if (!PFTy) return 0;
+      const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(PFTy->getElementType());
+      if (!FTy || FTy->getReturnType() != Type::VoidTy || FTy->isVarArg() ||
+          FTy->getNumParams() != 0)
+        return 0;
+      
+      // Verify that the initializer is simple enough for us to handle.
+      if (!I->hasInitializer()) return 0;
+      ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(I->getInitializer());
+      if (!CA) return 0;
+      for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(CA->getOperand(i))) {
+          if (isa<ConstantPointerNull>(CS->getOperand(1)))
+            continue;
+
+          // Must have a function or null ptr.
+          if (!isa<Function>(CS->getOperand(1)))
+            return 0;
+          
+          // Init priority must be standard.
+          ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CS->getOperand(0));
+          if (!CI || CI->getZExtValue() != 65535)
+            return 0;
+        } else {
+          return 0;
+        }
+      
+      return I;
+    }
+  return 0;
+}
+
+/// ParseGlobalCtors - Given a llvm.global_ctors list that we can understand,
+/// return a list of the functions and null terminator as a vector.
+static std::vector<Function*> ParseGlobalCtors(GlobalVariable *GV) {
+  ConstantArray *CA = cast<ConstantArray>(GV->getInitializer());
+  std::vector<Function*> Result;
+  Result.reserve(CA->getNumOperands());
+  for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    ConstantStruct *CS = cast<ConstantStruct>(CA->getOperand(i));
+    Result.push_back(dyn_cast<Function>(CS->getOperand(1)));
+  }
+  return Result;
+}
+
+/// InstallGlobalCtors - Given a specified llvm.global_ctors list, install the
+/// specified array, returning the new global to use.
+static GlobalVariable *InstallGlobalCtors(GlobalVariable *GCL, 
+                                          const std::vector<Function*> &Ctors) {
+  // If we made a change, reassemble the initializer list.
+  std::vector<Constant*> CSVals;
+  CSVals.push_back(ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 65535));
+  CSVals.push_back(0);
+  
+  // Create the new init list.
+  std::vector<Constant*> CAList;
+  for (unsigned i = 0, e = Ctors.size(); i != e; ++i) {
+    if (Ctors[i]) {
+      CSVals[1] = Ctors[i];
+    } else {
+      const Type *FTy = FunctionType::get(Type::VoidTy,
+                                          std::vector<const Type*>(), false);
+      const PointerType *PFTy = PointerType::getUnqual(FTy);
+      CSVals[1] = Constant::getNullValue(PFTy);
+      CSVals[0] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 2147483647);
+    }
+    CAList.push_back(ConstantStruct::get(CSVals));
+  }
+  
+  // Create the array initializer.
+  const Type *StructTy =
+    cast<ArrayType>(GCL->getType()->getElementType())->getElementType();
+  Constant *CA = ConstantArray::get(ArrayType::get(StructTy, CAList.size()),
+                                    CAList);
+  
+  // If we didn't change the number of elements, don't create a new GV.
+  if (CA->getType() == GCL->getInitializer()->getType()) {
+    GCL->setInitializer(CA);
+    return GCL;
+  }
+  
+  // Create the new global and insert it next to the existing list.
+  GlobalVariable *NGV = new GlobalVariable(CA->getType(), GCL->isConstant(),
+                                           GCL->getLinkage(), CA, "",
+                                           (Module *)NULL,
+                                           GCL->isThreadLocal());
+  GCL->getParent()->getGlobalList().insert(GCL, NGV);
+  NGV->takeName(GCL);
+  
+  // Nuke the old list, replacing any uses with the new one.
+  if (!GCL->use_empty()) {
+    Constant *V = NGV;
+    if (V->getType() != GCL->getType())
+      V = ConstantExpr::getBitCast(V, GCL->getType());
+    GCL->replaceAllUsesWith(V);
+  }
+  GCL->eraseFromParent();
+  
+  if (Ctors.size())
+    return NGV;
+  else
+    return 0;
+}
+
+
+static Constant *getVal(std::map<Value*, Constant*> &ComputedValues,
+                        Value *V) {
+  if (Constant *CV = dyn_cast<Constant>(V)) return CV;
+  Constant *R = ComputedValues[V];
+  assert(R && "Reference to an uncomputed value!");
+  return R;
+}
+
+/// isSimpleEnoughPointerToCommit - Return true if this constant is simple
+/// enough for us to understand.  In particular, if it is a cast of something,
+/// we punt.  We basically just support direct accesses to globals and GEP's of
+/// globals.  This should be kept up to date with CommitValueTo.
+static bool isSimpleEnoughPointerToCommit(Constant *C) {
+  if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C)) {
+    if (!GV->hasExternalLinkage() && !GV->hasInternalLinkage())
+      return false;  // do not allow weak/linkonce/dllimport/dllexport linkage.
+    return !GV->isDeclaration();  // reject external globals.
+  }
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
+    // Handle a constantexpr gep.
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
+        isa<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
+      GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
+      if (!GV->hasExternalLinkage() && !GV->hasInternalLinkage())
+        return false;  // do not allow weak/linkonce/dllimport/dllexport linkage.
+      return GV->hasInitializer() &&
+             ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE);
+    }
+  return false;
+}
+
+/// EvaluateStoreInto - Evaluate a piece of a constantexpr store into a global
+/// initializer.  This returns 'Init' modified to reflect 'Val' stored into it.
+/// At this point, the GEP operands of Addr [0, OpNo) have been stepped into.
+static Constant *EvaluateStoreInto(Constant *Init, Constant *Val,
+                                   ConstantExpr *Addr, unsigned OpNo) {
+  // Base case of the recursion.
+  if (OpNo == Addr->getNumOperands()) {
+    assert(Val->getType() == Init->getType() && "Type mismatch!");
+    return Val;
+  }
+  
+  if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Init->getType())) {
+    std::vector<Constant*> Elts;
+
+    // Break up the constant into its elements.
+    if (ConstantStruct *CS = dyn_cast<ConstantStruct>(Init)) {
+      for (unsigned i = 0, e = CS->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        Elts.push_back(CS->getOperand(i));
+    } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
+      for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
+        Elts.push_back(Constant::getNullValue(STy->getElementType(i)));
+    } else if (isa<UndefValue>(Init)) {
+      for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
+        Elts.push_back(UndefValue::get(STy->getElementType(i)));
+    } else {
+      assert(0 && "This code is out of sync with "
+             " ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr");
+    }
+    
+    // Replace the element that we are supposed to.
+    ConstantInt *CU = cast<ConstantInt>(Addr->getOperand(OpNo));
+    unsigned Idx = CU->getZExtValue();
+    assert(Idx < STy->getNumElements() && "Struct index out of range!");
+    Elts[Idx] = EvaluateStoreInto(Elts[Idx], Val, Addr, OpNo+1);
+    
+    // Return the modified struct.
+    return ConstantStruct::get(&Elts[0], Elts.size(), STy->isPacked());
+  } else {
+    ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(Addr->getOperand(OpNo));
+    const ArrayType *ATy = cast<ArrayType>(Init->getType());
+
+    // Break up the array into elements.
+    std::vector<Constant*> Elts;
+    if (ConstantArray *CA = dyn_cast<ConstantArray>(Init)) {
+      for (unsigned i = 0, e = CA->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        Elts.push_back(CA->getOperand(i));
+    } else if (isa<ConstantAggregateZero>(Init)) {
+      Constant *Elt = Constant::getNullValue(ATy->getElementType());
+      Elts.assign(ATy->getNumElements(), Elt);
+    } else if (isa<UndefValue>(Init)) {
+      Constant *Elt = UndefValue::get(ATy->getElementType());
+      Elts.assign(ATy->getNumElements(), Elt);
+    } else {
+      assert(0 && "This code is out of sync with "
+             " ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr");
+    }
+    
+    assert(CI->getZExtValue() < ATy->getNumElements());
+    Elts[CI->getZExtValue()] =
+      EvaluateStoreInto(Elts[CI->getZExtValue()], Val, Addr, OpNo+1);
+    return ConstantArray::get(ATy, Elts);
+  }    
+}
+
+/// CommitValueTo - We have decided that Addr (which satisfies the predicate
+/// isSimpleEnoughPointerToCommit) should get Val as its value.  Make it happen.
+static void CommitValueTo(Constant *Val, Constant *Addr) {
+  if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(Addr)) {
+    assert(GV->hasInitializer());
+    GV->setInitializer(Val);
+    return;
+  }
+  
+  ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(Addr);
+  GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
+  
+  Constant *Init = GV->getInitializer();
+  Init = EvaluateStoreInto(Init, Val, CE, 2);
+  GV->setInitializer(Init);
+}
+
+/// ComputeLoadResult - Return the value that would be computed by a load from
+/// P after the stores reflected by 'memory' have been performed.  If we can't
+/// decide, return null.
+static Constant *ComputeLoadResult(Constant *P,
+                                const std::map<Constant*, Constant*> &Memory) {
+  // If this memory location has been recently stored, use the stored value: it
+  // is the most up-to-date.
+  std::map<Constant*, Constant*>::const_iterator I = Memory.find(P);
+  if (I != Memory.end()) return I->second;
+  // Access it.
+  if (GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(P)) {
+    if (GV->hasInitializer())
+      return GV->getInitializer();
+    return 0;
+  }
+  
+  // Handle a constantexpr getelementptr.
+  if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(P))
+    if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr &&
+        isa<GlobalVariable>(CE->getOperand(0))) {
+      GlobalVariable *GV = cast<GlobalVariable>(CE->getOperand(0));
+      if (GV->hasInitializer())
+        return ConstantFoldLoadThroughGEPConstantExpr(GV->getInitializer(), CE);
+    }
+
+  return 0;  // don't know how to evaluate.
+}
+
+/// EvaluateFunction - Evaluate a call to function F, returning true if
+/// successful, false if we can't evaluate it.  ActualArgs contains the formal
+/// arguments for the function.
+static bool EvaluateFunction(Function *F, Constant *&RetVal,
+                             const std::vector<Constant*> &ActualArgs,
+                             std::vector<Function*> &CallStack,
+                             std::map<Constant*, Constant*> &MutatedMemory,
+                             std::vector<GlobalVariable*> &AllocaTmps) {
+  // Check to see if this function is already executing (recursion).  If so,
+  // bail out.  TODO: we might want to accept limited recursion.
+  if (std::find(CallStack.begin(), CallStack.end(), F) != CallStack.end())
+    return false;
+  
+  CallStack.push_back(F);
+  
+  /// Values - As we compute SSA register values, we store their contents here.
+  std::map<Value*, Constant*> Values;
+  
+  // Initialize arguments to the incoming values specified.
+  unsigned ArgNo = 0;
+  for (Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); AI != E;
+       ++AI, ++ArgNo)
+    Values[AI] = ActualArgs[ArgNo];
+
+  /// ExecutedBlocks - We only handle non-looping, non-recursive code.  As such,
+  /// we can only evaluate any one basic block at most once.  This set keeps
+  /// track of what we have executed so we can detect recursive cases etc.
+  std::set<BasicBlock*> ExecutedBlocks;
+  
+  // CurInst - The current instruction we're evaluating.
+  BasicBlock::iterator CurInst = F->begin()->begin();
+  
+  // This is the main evaluation loop.
+  while (1) {
+    Constant *InstResult = 0;
+    
+    if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(CurInst)) {
+      if (SI->isVolatile()) return false;  // no volatile accesses.
+      Constant *Ptr = getVal(Values, SI->getOperand(1));
+      if (!isSimpleEnoughPointerToCommit(Ptr))
+        // If this is too complex for us to commit, reject it.
+        return false;
+      Constant *Val = getVal(Values, SI->getOperand(0));
+      MutatedMemory[Ptr] = Val;
+    } else if (BinaryOperator *BO = dyn_cast<BinaryOperator>(CurInst)) {
+      InstResult = ConstantExpr::get(BO->getOpcode(),
+                                     getVal(Values, BO->getOperand(0)),
+                                     getVal(Values, BO->getOperand(1)));
+    } else if (CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(CurInst)) {
+      InstResult = ConstantExpr::getCompare(CI->getPredicate(),
+                                            getVal(Values, CI->getOperand(0)),
+                                            getVal(Values, CI->getOperand(1)));
+    } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(CurInst)) {
+      InstResult = ConstantExpr::getCast(CI->getOpcode(),
+                                         getVal(Values, CI->getOperand(0)),
+                                         CI->getType());
+    } else if (SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(CurInst)) {
+      InstResult = ConstantExpr::getSelect(getVal(Values, SI->getOperand(0)),
+                                           getVal(Values, SI->getOperand(1)),
+                                           getVal(Values, SI->getOperand(2)));
+    } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(CurInst)) {
+      Constant *P = getVal(Values, GEP->getOperand(0));
+      SmallVector<Constant*, 8> GEPOps;
+      for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        GEPOps.push_back(getVal(Values, GEP->getOperand(i)));
+      InstResult = ConstantExpr::getGetElementPtr(P, &GEPOps[0], GEPOps.size());
+    } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(CurInst)) {
+      if (LI->isVolatile()) return false;  // no volatile accesses.
+      InstResult = ComputeLoadResult(getVal(Values, LI->getOperand(0)),
+                                     MutatedMemory);
+      if (InstResult == 0) return false; // Could not evaluate load.
+    } else if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(CurInst)) {
+      if (AI->isArrayAllocation()) return false;  // Cannot handle array allocs.
+      const Type *Ty = AI->getType()->getElementType();
+      AllocaTmps.push_back(new GlobalVariable(Ty, false,
+                                              GlobalValue::InternalLinkage,
+                                              UndefValue::get(Ty),
+                                              AI->getName()));
+      InstResult = AllocaTmps.back();     
+    } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CurInst)) {
+      // Cannot handle inline asm.
+      if (isa<InlineAsm>(CI->getOperand(0))) return false;
+
+      // Resolve function pointers.
+      Function *Callee = dyn_cast<Function>(getVal(Values, CI->getOperand(0)));
+      if (!Callee) return false;  // Cannot resolve.
+
+      std::vector<Constant*> Formals;
+      for (unsigned i = 1, e = CI->getNumOperands(); i != e; ++i)
+        Formals.push_back(getVal(Values, CI->getOperand(i)));
+      
+      if (Callee->isDeclaration()) {
+        // If this is a function we can constant fold, do it.
+        if (Constant *C = ConstantFoldCall(Callee, &Formals[0],
+                                           Formals.size())) {
+          InstResult = C;
+        } else {
+          return false;
+        }
+      } else {
+        if (Callee->getFunctionType()->isVarArg())
+          return false;
+        
+        Constant *RetVal;
+        
+        // Execute the call, if successful, use the return value.
+        if (!EvaluateFunction(Callee, RetVal, Formals, CallStack,
+                              MutatedMemory, AllocaTmps))
+          return false;
+        InstResult = RetVal;
+      }
+    } else if (isa<TerminatorInst>(CurInst)) {
+      BasicBlock *NewBB = 0;
+      if (BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(CurInst)) {
+        if (BI->isUnconditional()) {
+          NewBB = BI->getSuccessor(0);
+        } else {
+          ConstantInt *Cond =
+            dyn_cast<ConstantInt>(getVal(Values, BI->getCondition()));
+          if (!Cond) return false;  // Cannot determine.
+
+          NewBB = BI->getSuccessor(!Cond->getZExtValue());          
+        }
+      } else if (SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(CurInst)) {
+        ConstantInt *Val =
+          dyn_cast<ConstantInt>(getVal(Values, SI->getCondition()));
+        if (!Val) return false;  // Cannot determine.
+        NewBB = SI->getSuccessor(SI->findCaseValue(Val));
+      } else if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(CurInst)) {
+        if (RI->getNumOperands())
+          RetVal = getVal(Values, RI->getOperand(0));
+        
+        CallStack.pop_back();  // return from fn.
+        return true;  // We succeeded at evaluating this ctor!
+      } else {
+        // invoke, unwind, unreachable.
+        return false;  // Cannot handle this terminator.
+      }
+      
+      // Okay, we succeeded in evaluating this control flow.  See if we have
+      // executed the new block before.  If so, we have a looping function,
+      // which we cannot evaluate in reasonable time.
+      if (!ExecutedBlocks.insert(NewBB).second)
+        return false;  // looped!
+      
+      // Okay, we have never been in this block before.  Check to see if there
+      // are any PHI nodes.  If so, evaluate them with information about where
+      // we came from.
+      BasicBlock *OldBB = CurInst->getParent();
+      CurInst = NewBB->begin();
+      PHINode *PN;
+      for (; (PN = dyn_cast<PHINode>(CurInst)); ++CurInst)
+        Values[PN] = getVal(Values, PN->getIncomingValueForBlock(OldBB));
+
+      // Do NOT increment CurInst.  We know that the terminator had no value.
+      continue;
+    } else {
+      // Did not know how to evaluate this!
+      return false;
+    }
+    
+    if (!CurInst->use_empty())
+      Values[CurInst] = InstResult;
+    
+    // Advance program counter.
+    ++CurInst;
+  }
+}
+
+/// EvaluateStaticConstructor - Evaluate static constructors in the function, if
+/// we can.  Return true if we can, false otherwise.
+static bool EvaluateStaticConstructor(Function *F) {
+  /// MutatedMemory - For each store we execute, we update this map.  Loads
+  /// check this to get the most up-to-date value.  If evaluation is successful,
+  /// this state is committed to the process.
+  std::map<Constant*, Constant*> MutatedMemory;
+
+  /// AllocaTmps - To 'execute' an alloca, we create a temporary global variable
+  /// to represent its body.  This vector is needed so we can delete the
+  /// temporary globals when we are done.
+  std::vector<GlobalVariable*> AllocaTmps;
+  
+  /// CallStack - This is used to detect recursion.  In pathological situations
+  /// we could hit exponential behavior, but at least there is nothing
+  /// unbounded.
+  std::vector<Function*> CallStack;
+
+  // Call the function.
+  Constant *RetValDummy;
+  bool EvalSuccess = EvaluateFunction(F, RetValDummy, std::vector<Constant*>(),
+                                       CallStack, MutatedMemory, AllocaTmps);
+  if (EvalSuccess) {
+    // We succeeded at evaluation: commit the result.
+    DOUT << "FULLY EVALUATED GLOBAL CTOR FUNCTION '"
+         << F->getName() << "' to " << MutatedMemory.size()
+         << " stores.\n";
+    for (std::map<Constant*, Constant*>::iterator I = MutatedMemory.begin(),
+         E = MutatedMemory.end(); I != E; ++I)
+      CommitValueTo(I->second, I->first);
+  }
+  
+  // At this point, we are done interpreting.  If we created any 'alloca'
+  // temporaries, release them now.
+  while (!AllocaTmps.empty()) {
+    GlobalVariable *Tmp = AllocaTmps.back();
+    AllocaTmps.pop_back();
+    
+    // If there are still users of the alloca, the program is doing something
+    // silly, e.g. storing the address of the alloca somewhere and using it
+    // later.  Since this is undefined, we'll just make it be null.
+    if (!Tmp->use_empty())
+      Tmp->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(Tmp->getType()));
+    delete Tmp;
+  }
+  
+  return EvalSuccess;
+}
 
-  LocalChange = true;
+
+
+/// OptimizeGlobalCtorsList - Simplify and evaluation global ctors if possible.
+/// Return true if anything changed.
+bool GlobalOpt::OptimizeGlobalCtorsList(GlobalVariable *&GCL) {
+  std::vector<Function*> Ctors = ParseGlobalCtors(GCL);
+  bool MadeChange = false;
+  if (Ctors.empty()) return false;
+  
+  // Loop over global ctors, optimizing them when we can.
+  for (unsigned i = 0; i != Ctors.size(); ++i) {
+    Function *F = Ctors[i];
+    // Found a null terminator in the middle of the list, prune off the rest of
+    // the list.
+    if (F == 0) {
+      if (i != Ctors.size()-1) {
+        Ctors.resize(i+1);
+        MadeChange = true;
+      }
+      break;
+    }
+    
+    // We cannot simplify external ctor functions.
+    if (F->empty()) continue;
+    
+    // If we can evaluate the ctor at compile time, do.
+    if (EvaluateStaticConstructor(F)) {
+      Ctors.erase(Ctors.begin()+i);
+      MadeChange = true;
+      --i;
+      ++NumCtorsEvaluated;
+      continue;
+    }
+  }
+  
+  if (!MadeChange) return false;
+  
+  GCL = InstallGlobalCtors(GCL, Ctors);
+  return true;
+}
+
+
+bool GlobalOpt::runOnModule(Module &M) {
+  bool Changed = false;
+  
+  // Try to find the llvm.globalctors list.
+  GlobalVariable *GlobalCtors = FindGlobalCtors(M);
+
+  bool LocalChange = true;
   while (LocalChange) {
     LocalChange = false;
-    for (Module::giterator GVI = M.gbegin(), E = M.gend(); GVI != E;) {
-      GlobalVariable *GV = GVI++;
-      if (!GV->isConstant() && GV->hasInternalLinkage() &&
-          GV->hasInitializer())
-        LocalChange |= ProcessInternalGlobal(GV, GVI);
-    }
+    
+    // Delete functions that are trivially dead, ccc -> fastcc
+    LocalChange |= OptimizeFunctions(M);
+    
+    // Optimize global_ctors list.
+    if (GlobalCtors)
+      LocalChange |= OptimizeGlobalCtorsList(GlobalCtors);
+    
+    // Optimize non-address-taken globals.
+    LocalChange |= OptimizeGlobalVars(M);
     Changed |= LocalChange;
   }
+  
+  // TODO: Move all global ctors functions to the end of the module for code
+  // layout.
+  
   return Changed;
 }