Take the old function's name.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / ArgumentPromotion.cpp
1 //===-- ArgumentPromotion.cpp - Promote by-reference arguments ------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass promotes "by reference" arguments to be "by value" arguments.  In
11 // practice, this means looking for internal functions that have pointer
12 // arguments.  If it can prove, through the use of alias analysis, that an
13 // argument is *only* loaded, then it can pass the value into the function
14 // instead of the address of the value.  This can cause recursive simplification
15 // of code and lead to the elimination of allocas (especially in C++ template
16 // code like the STL).
17 //
18 // This pass also handles aggregate arguments that are passed into a function,
19 // scalarizing them if the elements of the aggregate are only loaded.  Note that
20 // it refuses to scalarize aggregates which would require passing in more than
21 // three operands to the function, because passing thousands of operands for a
22 // large array or structure is unprofitable!
23 //
24 // Note that this transformation could also be done for arguments that are only
25 // stored to (returning the value instead), but does not currently.  This case
26 // would be best handled when and if LLVM begins supporting multiple return
27 // values from functions.
28 //
29 //===----------------------------------------------------------------------===//
30
31 #define DEBUG_TYPE "argpromotion"
32 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
33 #include "llvm/Constants.h"
34 #include "llvm/DerivedTypes.h"
35 #include "llvm/Module.h"
36 #include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
37 #include "llvm/Instructions.h"
38 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
39 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
41 #include "llvm/Support/CallSite.h"
42 #include "llvm/Support/CFG.h"
43 #include "llvm/Support/Debug.h"
44 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
45 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
46 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
47 #include "llvm/Support/Compiler.h"
48 #include <set>
49 using namespace llvm;
50
51 STATISTIC(NumArgumentsPromoted , "Number of pointer arguments promoted");
52 STATISTIC(NumAggregatesPromoted, "Number of aggregate arguments promoted");
53 STATISTIC(NumByValArgsPromoted , "Number of byval arguments promoted");
54 STATISTIC(NumArgumentsDead     , "Number of dead pointer args eliminated");
55
56 namespace {
57   /// ArgPromotion - The 'by reference' to 'by value' argument promotion pass.
58   ///
59   struct VISIBILITY_HIDDEN ArgPromotion : public CallGraphSCCPass {
60     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
61       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
62       AU.addRequired<TargetData>();
63       CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
64     }
65
66     virtual bool runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC);
67     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
68     ArgPromotion() : CallGraphSCCPass((intptr_t)&ID) {}
69
70   private:
71     bool PromoteArguments(CallGraphNode *CGN);
72     bool isSafeToPromoteArgument(Argument *Arg, bool isByVal) const;
73     Function *DoPromotion(Function *F, 
74                           SmallPtrSet<Argument*, 8> &ArgsToPromote,
75                           SmallPtrSet<Argument*, 8> &ByValArgsToTransform);
76   };
77
78   char ArgPromotion::ID = 0;
79   RegisterPass<ArgPromotion> X("argpromotion",
80                                "Promote 'by reference' arguments to scalars");
81 }
82
83 Pass *llvm::createArgumentPromotionPass() {
84   return new ArgPromotion();
85 }
86
87 bool ArgPromotion::runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC) {
88   bool Changed = false, LocalChange;
89
90   do {  // Iterate until we stop promoting from this SCC.
91     LocalChange = false;
92     // Attempt to promote arguments from all functions in this SCC.
93     for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i)
94       LocalChange |= PromoteArguments(SCC[i]);
95     Changed |= LocalChange;               // Remember that we changed something.
96   } while (LocalChange);
97
98   return Changed;
99 }
100
101 /// PromoteArguments - This method checks the specified function to see if there
102 /// are any promotable arguments and if it is safe to promote the function (for
103 /// example, all callers are direct).  If safe to promote some arguments, it
104 /// calls the DoPromotion method.
105 ///
106 bool ArgPromotion::PromoteArguments(CallGraphNode *CGN) {
107   Function *F = CGN->getFunction();
108
109   // Make sure that it is local to this module.
110   if (!F || !F->hasInternalLinkage()) return false;
111
112   // First check: see if there are any pointer arguments!  If not, quick exit.
113   SmallVector<std::pair<Argument*, unsigned>, 16> PointerArgs;
114   unsigned ArgNo = 0;
115   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
116        I != E; ++I, ++ArgNo)
117     if (isa<PointerType>(I->getType()))
118       PointerArgs.push_back(std::pair<Argument*, unsigned>(I, ArgNo));
119   if (PointerArgs.empty()) return false;
120
121   // Second check: make sure that all callers are direct callers.  We can't
122   // transform functions that have indirect callers.
123   for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end();
124        UI != E; ++UI) {
125     CallSite CS = CallSite::get(*UI);
126     if (!CS.getInstruction())       // "Taking the address" of the function
127       return false;
128
129     // Ensure that this call site is CALLING the function, not passing it as
130     // an argument.
131     if (UI.getOperandNo() != 0) 
132       return false;
133   }
134
135   // Check to see which arguments are promotable.  If an argument is promotable,
136   // add it to ArgsToPromote.
137   SmallPtrSet<Argument*, 8> ArgsToPromote;
138   SmallPtrSet<Argument*, 8> ByValArgsToTransform;
139   for (unsigned i = 0; i != PointerArgs.size(); ++i) {
140     bool isByVal = F->paramHasAttr(PointerArgs[i].second+1, ParamAttr::ByVal);
141     
142     // If this is a byval argument, and if the aggregate type is small, just
143     // pass the elements, which is always safe.
144     Argument *PtrArg = PointerArgs[i].first;
145     if (isByVal) {
146       const Type *AgTy = cast<PointerType>(PtrArg->getType())->getElementType();
147       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(AgTy))
148         if (STy->getNumElements() <= 3) {
149           // If all the elements are first class types, we can promote it.
150           bool AllSimple = true;
151           for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
152             if (!STy->getElementType(i)->isFirstClassType()) {
153               AllSimple = false;
154               break;
155             }
156           
157           // Safe to transform, don't even bother trying to "promote" it.
158           // Passing the elements as a scalar will allow scalarrepl to hack on
159           // the new alloca we introduce.
160           if (AllSimple) {
161             ByValArgsToTransform.insert(PtrArg);
162             continue;
163           }
164         }
165     }
166     
167     // Otherwise, see if we can promote the pointer to its value.
168     if (isSafeToPromoteArgument(PtrArg, isByVal))
169       ArgsToPromote.insert(PtrArg);
170   }
171   
172   // No promotable pointer arguments.
173   if (ArgsToPromote.empty() && ByValArgsToTransform.empty()) return false;
174
175   Function *NewF = DoPromotion(F, ArgsToPromote, ByValArgsToTransform);
176
177   // Update the call graph to know that the function has been transformed.
178   getAnalysis<CallGraph>().changeFunction(F, NewF);
179   return true;
180 }
181
182 /// IsAlwaysValidPointer - Return true if the specified pointer is always legal
183 /// to load.
184 static bool IsAlwaysValidPointer(Value *V) {
185   if (isa<AllocaInst>(V) || isa<GlobalVariable>(V)) return true;
186   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V))
187     return IsAlwaysValidPointer(GEP->getOperand(0));
188   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
189     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
190       return IsAlwaysValidPointer(CE->getOperand(0));
191
192   return false;
193 }
194
195 /// AllCalleesPassInValidPointerForArgument - Return true if we can prove that
196 /// all callees pass in a valid pointer for the specified function argument.
197 static bool AllCalleesPassInValidPointerForArgument(Argument *Arg) {
198   Function *Callee = Arg->getParent();
199
200   unsigned ArgNo = std::distance(Callee->arg_begin(),
201                                  Function::arg_iterator(Arg));
202
203   // Look at all call sites of the function.  At this pointer we know we only
204   // have direct callees.
205   for (Value::use_iterator UI = Callee->use_begin(), E = Callee->use_end();
206        UI != E; ++UI) {
207     CallSite CS = CallSite::get(*UI);
208     assert(CS.getInstruction() && "Should only have direct calls!");
209
210     if (!IsAlwaysValidPointer(CS.getArgument(ArgNo)))
211       return false;
212   }
213   return true;
214 }
215
216
217 /// isSafeToPromoteArgument - As you might guess from the name of this method,
218 /// it checks to see if it is both safe and useful to promote the argument.
219 /// This method limits promotion of aggregates to only promote up to three
220 /// elements of the aggregate in order to avoid exploding the number of
221 /// arguments passed in.
222 bool ArgPromotion::isSafeToPromoteArgument(Argument *Arg, bool isByVal) const {
223   // We can only promote this argument if all of the uses are loads, or are GEP
224   // instructions (with constant indices) that are subsequently loaded.
225
226   // We can also only promote the load if we can guarantee that it will happen.
227   // Promoting a load causes the load to be unconditionally executed in the
228   // caller, so we can't turn a conditional load into an unconditional load in
229   // general.
230   bool SafeToUnconditionallyLoad = false;
231   if (isByVal)   // ByVal arguments are always safe to load from.
232     SafeToUnconditionallyLoad = true;
233   
234   BasicBlock *EntryBlock = Arg->getParent()->begin();
235   SmallVector<LoadInst*, 16> Loads;
236   std::vector<SmallVector<ConstantInt*, 8> > GEPIndices;
237   for (Value::use_iterator UI = Arg->use_begin(), E = Arg->use_end();
238        UI != E; ++UI)
239     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
240       if (LI->isVolatile()) return false;  // Don't hack volatile loads
241       Loads.push_back(LI);
242       
243       // If this load occurs in the entry block, then the pointer is 
244       // unconditionally loaded.
245       SafeToUnconditionallyLoad |= LI->getParent() == EntryBlock;
246     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
247       if (GEP->use_empty()) {
248         // Dead GEP's cause trouble later.  Just remove them if we run into
249         // them.
250         getAnalysis<AliasAnalysis>().deleteValue(GEP);
251         GEP->eraseFromParent();
252         return isSafeToPromoteArgument(Arg, isByVal);
253       }
254       // Ensure that all of the indices are constants.
255       SmallVector<ConstantInt*, 8> Operands;
256       for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
257         if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i)))
258           Operands.push_back(C);
259         else
260           return false;  // Not a constant operand GEP!
261
262       // Ensure that the only users of the GEP are load instructions.
263       for (Value::use_iterator UI = GEP->use_begin(), E = GEP->use_end();
264            UI != E; ++UI)
265         if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
266           if (LI->isVolatile()) return false;  // Don't hack volatile loads
267           Loads.push_back(LI);
268           
269           // If this load occurs in the entry block, then the pointer is 
270           // unconditionally loaded.
271           SafeToUnconditionallyLoad |= LI->getParent() == EntryBlock;
272         } else {
273           return false;
274         }
275
276       // See if there is already a GEP with these indices.  If not, check to
277       // make sure that we aren't promoting too many elements.  If so, nothing
278       // to do.
279       if (std::find(GEPIndices.begin(), GEPIndices.end(), Operands) ==
280           GEPIndices.end()) {
281         if (GEPIndices.size() == 3) {
282           DOUT << "argpromotion disable promoting argument '"
283                << Arg->getName() << "' because it would require adding more "
284                << "than 3 arguments to the function.\n";
285           // We limit aggregate promotion to only promoting up to three elements
286           // of the aggregate.
287           return false;
288         }
289         GEPIndices.push_back(Operands);
290       }
291     } else {
292       return false;  // Not a load or a GEP.
293     }
294
295   if (Loads.empty()) return true;  // No users, this is a dead argument.
296
297   // If we decide that we want to promote this argument, the value is going to
298   // be unconditionally loaded in all callees.  This is only safe to do if the
299   // pointer was going to be unconditionally loaded anyway (i.e. there is a load
300   // of the pointer in the entry block of the function) or if we can prove that
301   // all pointers passed in are always to legal locations (for example, no null
302   // pointers are passed in, no pointers to free'd memory, etc).
303   if (!SafeToUnconditionallyLoad &&
304       !AllCalleesPassInValidPointerForArgument(Arg))
305     return false;   // Cannot prove that this is safe!!
306
307   // Okay, now we know that the argument is only used by load instructions and
308   // it is safe to unconditionally load the pointer.  Use alias analysis to
309   // check to see if the pointer is guaranteed to not be modified from entry of
310   // the function to each of the load instructions.
311
312   // Because there could be several/many load instructions, remember which
313   // blocks we know to be transparent to the load.
314   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> TranspBlocks;
315
316   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
317   TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
318
319   for (unsigned i = 0, e = Loads.size(); i != e; ++i) {
320     // Check to see if the load is invalidated from the start of the block to
321     // the load itself.
322     LoadInst *Load = Loads[i];
323     BasicBlock *BB = Load->getParent();
324
325     const PointerType *LoadTy =
326       cast<PointerType>(Load->getOperand(0)->getType());
327     unsigned LoadSize = (unsigned)TD.getTypeStoreSize(LoadTy->getElementType());
328
329     if (AA.canInstructionRangeModify(BB->front(), *Load, Arg, LoadSize))
330       return false;  // Pointer is invalidated!
331
332     // Now check every path from the entry block to the load for transparency.
333     // To do this, we perform a depth first search on the inverse CFG from the
334     // loading block.
335     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
336       for (idf_ext_iterator<BasicBlock*, SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> >
337              I = idf_ext_begin(*PI, TranspBlocks),
338              E = idf_ext_end(*PI, TranspBlocks); I != E; ++I)
339         if (AA.canBasicBlockModify(**I, Arg, LoadSize))
340           return false;
341   }
342
343   // If the path from the entry of the function to each load is free of
344   // instructions that potentially invalidate the load, we can make the
345   // transformation!
346   return true;
347 }
348
349 namespace {
350   /// GEPIdxComparator - Provide a strong ordering for GEP indices.  All Value*
351   /// elements are instances of ConstantInt.
352   ///
353   struct GEPIdxComparator {
354     bool operator()(const std::vector<Value*> &LHS,
355                     const std::vector<Value*> &RHS) const {
356       unsigned idx = 0;
357       for (; idx < LHS.size() && idx < RHS.size(); ++idx) {
358         if (LHS[idx] != RHS[idx]) {
359           return cast<ConstantInt>(LHS[idx])->getZExtValue() <
360                  cast<ConstantInt>(RHS[idx])->getZExtValue();
361         }
362       }
363
364       // Return less than if we ran out of stuff in LHS and we didn't run out of
365       // stuff in RHS.
366       return idx == LHS.size() && idx != RHS.size();
367     }
368   };
369 }
370
371
372 /// DoPromotion - This method actually performs the promotion of the specified
373 /// arguments, and returns the new function.  At this point, we know that it's
374 /// safe to do so.
375 Function *ArgPromotion::DoPromotion(Function *F,
376                                     SmallPtrSet<Argument*, 8> &ArgsToPromote,
377                               SmallPtrSet<Argument*, 8> &ByValArgsToTransform) {
378
379   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
380   // the old function, but has modified arguments.
381   const FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
382   std::vector<const Type*> Params;
383
384   typedef std::set<std::vector<Value*>, GEPIdxComparator> ScalarizeTable;
385
386   // ScalarizedElements - If we are promoting a pointer that has elements
387   // accessed out of it, keep track of which elements are accessed so that we
388   // can add one argument for each.
389   //
390   // Arguments that are directly loaded will have a zero element value here, to
391   // handle cases where there are both a direct load and GEP accesses.
392   //
393   std::map<Argument*, ScalarizeTable> ScalarizedElements;
394
395   // OriginalLoads - Keep track of a representative load instruction from the
396   // original function so that we can tell the alias analysis implementation
397   // what the new GEP/Load instructions we are inserting look like.
398   std::map<std::vector<Value*>, LoadInst*> OriginalLoads;
399
400   // ParamAttrs - Keep track of the parameter attributes for the arguments
401   // that we are *not* promoting. For the ones that we do promote, the parameter
402   // attributes are lost
403   SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
404   const PAListPtr &PAL = F->getParamAttrs();
405
406   // Add any return attributes.
407   if (ParameterAttributes attrs = PAL.getParamAttrs(0))
408     ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, attrs));
409
410   unsigned ArgIndex = 1;
411   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E;
412        ++I, ++ArgIndex) {
413     if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
414       // Just add all the struct element types.
415       const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
416       const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
417       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
418         Params.push_back(STy->getElementType(i));
419       ++NumByValArgsPromoted;
420     } else if (!ArgsToPromote.count(I)) {
421       Params.push_back(I->getType());
422       if (ParameterAttributes attrs = PAL.getParamAttrs(ArgIndex))
423         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Params.size(), attrs));
424     } else if (I->use_empty()) {
425       ++NumArgumentsDead;
426     } else {
427       // Okay, this is being promoted.  Check to see if there are any GEP uses
428       // of the argument.
429       ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
430       for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;
431            ++UI) {
432         Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
433         assert(isa<LoadInst>(User) || isa<GetElementPtrInst>(User));
434         std::vector<Value*> Indices(User->op_begin()+1, User->op_end());
435         ArgIndices.insert(Indices);
436         LoadInst *OrigLoad;
437         if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(User))
438           OrigLoad = L;
439         else
440           OrigLoad = cast<LoadInst>(User->use_back());
441         OriginalLoads[Indices] = OrigLoad;
442       }
443
444       // Add a parameter to the function for each element passed in.
445       for (ScalarizeTable::iterator SI = ArgIndices.begin(),
446              E = ArgIndices.end(); SI != E; ++SI)
447         Params.push_back(GetElementPtrInst::getIndexedType(I->getType(),
448                                                            SI->begin(),
449                                                            SI->end()));
450
451       if (ArgIndices.size() == 1 && ArgIndices.begin()->empty())
452         ++NumArgumentsPromoted;
453       else
454         ++NumAggregatesPromoted;
455     }
456   }
457
458   const Type *RetTy = FTy->getReturnType();
459
460   // Work around LLVM bug PR56: the CWriter cannot emit varargs functions which
461   // have zero fixed arguments.
462   bool ExtraArgHack = false;
463   if (Params.empty() && FTy->isVarArg()) {
464     ExtraArgHack = true;
465     Params.push_back(Type::Int32Ty);
466   }
467
468   // Construct the new function type using the new arguments.
469   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(RetTy, Params, FTy->isVarArg());
470
471   // Create the new function body and insert it into the module...
472   Function *NF = new Function(NFTy, F->getLinkage(), F->getName());
473   NF->setCallingConv(F->getCallingConv());
474
475   // Recompute the parameter attributes list based on the new arguments for
476   // the function.
477   NF->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end()));
478   ParamAttrsVec.clear();
479   
480   if (F->hasCollector())
481     NF->setCollector(F->getCollector());
482   F->getParent()->getFunctionList().insert(F, NF);
483   NF->takeName(F);
484
485   // Get the alias analysis information that we need to update to reflect our
486   // changes.
487   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
488
489   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
490   // to pass in the loaded pointers.
491   //
492   SmallVector<Value*, 16> Args;
493   while (!F->use_empty()) {
494     CallSite CS = CallSite::get(F->use_back());
495     Instruction *Call = CS.getInstruction();
496     const PAListPtr &CallPAL = CS.getParamAttrs();
497     
498     // Add any return attributes.
499     if (ParameterAttributes attrs = CallPAL.getParamAttrs(0))
500       ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, attrs));
501
502     // Loop over the operands, inserting GEP and loads in the caller as
503     // appropriate.
504     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
505     ArgIndex = 1;
506     for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
507          I != E; ++I, ++AI, ++ArgIndex)
508       if (!ArgsToPromote.count(I) && !ByValArgsToTransform.count(I)) {
509         Args.push_back(*AI);          // Unmodified argument
510         
511         if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(ArgIndex))
512           ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
513         
514       } else if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
515         // Emit a GEP and load for each element of the struct.
516         const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
517         const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
518         Value *Idxs[2] = { ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0), 0 };
519         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
520           Idxs[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
521           Value *Idx = new GetElementPtrInst(*AI, Idxs, Idxs+2,
522                                              (*AI)->getName()+"."+utostr(i),
523                                              Call);
524           // TODO: Tell AA about the new values?
525           Args.push_back(new LoadInst(Idx, Idx->getName()+".val", Call));
526         }        
527       } else if (!I->use_empty()) {
528         // Non-dead argument: insert GEPs and loads as appropriate.
529         ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
530         for (ScalarizeTable::iterator SI = ArgIndices.begin(),
531                E = ArgIndices.end(); SI != E; ++SI) {
532           Value *V = *AI;
533           LoadInst *OrigLoad = OriginalLoads[*SI];
534           if (!SI->empty()) {
535             V = new GetElementPtrInst(V, SI->begin(), SI->end(),
536                                       V->getName()+".idx", Call);
537             AA.copyValue(OrigLoad->getOperand(0), V);
538           }
539           Args.push_back(new LoadInst(V, V->getName()+".val", Call));
540           AA.copyValue(OrigLoad, Args.back());
541         }
542       }
543
544     if (ExtraArgHack)
545       Args.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
546
547     // Push any varargs arguments on the list
548     for (; AI != CS.arg_end(); ++AI, ++ArgIndex) {
549       Args.push_back(*AI);
550       if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(ArgIndex))
551         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
552     }
553
554     Instruction *New;
555     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
556       New = new InvokeInst(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
557                            Args.begin(), Args.end(), "", Call);
558       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
559       cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
560                                                           ParamAttrsVec.end()));
561     } else {
562       New = new CallInst(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
563       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
564       cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
565                                                         ParamAttrsVec.end()));
566       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
567         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
568     }
569     Args.clear();
570     ParamAttrsVec.clear();
571
572     // Update the alias analysis implementation to know that we are replacing
573     // the old call with a new one.
574     AA.replaceWithNewValue(Call, New);
575
576     if (!Call->use_empty()) {
577       Call->replaceAllUsesWith(New);
578       New->takeName(Call);
579     }
580
581     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
582     // F.
583     Call->eraseFromParent();
584   }
585
586   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
587   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
588   // function empty.
589   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), F->getBasicBlockList());
590
591   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
592   // the new arguments, also transfering over the names as well.
593   //
594   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(),
595        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I) {
596     if (!ArgsToPromote.count(I) && !ByValArgsToTransform.count(I)) {
597       // If this is an unmodified argument, move the name and users over to the
598       // new version.
599       I->replaceAllUsesWith(I2);
600       I2->takeName(I);
601       AA.replaceWithNewValue(I, I2);
602       ++I2;
603       continue;
604     }
605     
606     if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
607       // In the callee, we create an alloca, and store each of the new incoming
608       // arguments into the alloca.
609       Instruction *InsertPt = NF->begin()->begin();
610       
611       // Just add all the struct element types.
612       const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
613       Value *TheAlloca = new AllocaInst(AgTy, 0, "", InsertPt);
614       const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
615       Value *Idxs[2] = { ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0), 0 };
616       
617       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
618         Idxs[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
619         Value *Idx = new GetElementPtrInst(TheAlloca, Idxs, Idxs+2,
620                                            TheAlloca->getName()+"."+utostr(i),
621                                            InsertPt);
622         I2->setName(I->getName()+"."+utostr(i));
623         new StoreInst(I2++, Idx, InsertPt);
624       }
625       
626       // Anything that used the arg should now use the alloca.
627       I->replaceAllUsesWith(TheAlloca);
628       TheAlloca->takeName(I);
629       AA.replaceWithNewValue(I, TheAlloca);
630       continue;
631     } 
632     
633     if (I->use_empty()) {
634       AA.deleteValue(I);
635       continue;
636     }
637     
638     // Otherwise, if we promoted this argument, then all users are load
639     // instructions, and all loads should be using the new argument that we
640     // added.
641     ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
642
643     while (!I->use_empty()) {
644       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->use_back())) {
645         assert(ArgIndices.begin()->empty() &&
646                "Load element should sort to front!");
647         I2->setName(I->getName()+".val");
648         LI->replaceAllUsesWith(I2);
649         AA.replaceWithNewValue(LI, I2);
650         LI->eraseFromParent();
651         DOUT << "*** Promoted load of argument '" << I->getName()
652              << "' in function '" << F->getName() << "'\n";
653       } else {
654         GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I->use_back());
655         std::vector<Value*> Operands(GEP->op_begin()+1, GEP->op_end());
656
657         Function::arg_iterator TheArg = I2;
658         for (ScalarizeTable::iterator It = ArgIndices.begin();
659              *It != Operands; ++It, ++TheArg) {
660           assert(It != ArgIndices.end() && "GEP not handled??");
661         }
662
663         std::string NewName = I->getName();
664         for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
665           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[i]))
666             NewName += "." + CI->getValue().toStringUnsigned(10);
667           else
668             NewName += ".x";
669         TheArg->setName(NewName+".val");
670
671         DOUT << "*** Promoted agg argument '" << TheArg->getName()
672              << "' of function '" << F->getName() << "'\n";
673
674         // All of the uses must be load instructions.  Replace them all with
675         // the argument specified by ArgNo.
676         while (!GEP->use_empty()) {
677           LoadInst *L = cast<LoadInst>(GEP->use_back());
678           L->replaceAllUsesWith(TheArg);
679           AA.replaceWithNewValue(L, TheArg);
680           L->eraseFromParent();
681         }
682         AA.deleteValue(GEP);
683         GEP->eraseFromParent();
684       }
685     }
686
687     // Increment I2 past all of the arguments added for this promoted pointer.
688     for (unsigned i = 0, e = ArgIndices.size(); i != e; ++i)
689       ++I2;
690   }
691
692   // Notify the alias analysis implementation that we inserted a new argument.
693   if (ExtraArgHack)
694     AA.copyValue(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty), NF->arg_begin());
695
696
697   // Tell the alias analysis that the old function is about to disappear.
698   AA.replaceWithNewValue(F, NF);
699
700   // Now that the old function is dead, delete it.
701   F->eraseFromParent();
702   return NF;
703 }