Indent fix.
[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 // by default 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! This limit is can be configured or
23 // disabled, however.
24 //
25 // Note that this transformation could also be done for arguments that are only
26 // stored to (returning the value instead), but does not currently.  This case
27 // would be best handled when and if LLVM begins supporting multiple return
28 // values from functions.
29 //
30 //===----------------------------------------------------------------------===//
31
32 #define DEBUG_TYPE "argpromotion"
33 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
34 #include "llvm/Constants.h"
35 #include "llvm/DerivedTypes.h"
36 #include "llvm/Module.h"
37 #include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
38 #include "llvm/Instructions.h"
39 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
40 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
41 #include "llvm/Target/TargetData.h"
42 #include "llvm/Support/CallSite.h"
43 #include "llvm/Support/CFG.h"
44 #include "llvm/Support/Debug.h"
45 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
46 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
47 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
48 #include "llvm/Support/Compiler.h"
49 #include <set>
50 using namespace llvm;
51
52 STATISTIC(NumArgumentsPromoted , "Number of pointer arguments promoted");
53 STATISTIC(NumAggregatesPromoted, "Number of aggregate arguments promoted");
54 STATISTIC(NumByValArgsPromoted , "Number of byval arguments promoted");
55 STATISTIC(NumArgumentsDead     , "Number of dead pointer args eliminated");
56
57 namespace {
58   /// ArgPromotion - The 'by reference' to 'by value' argument promotion pass.
59   ///
60   struct VISIBILITY_HIDDEN ArgPromotion : public CallGraphSCCPass {
61     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
62       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
63       AU.addRequired<TargetData>();
64       CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
65     }
66
67     virtual bool runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC);
68     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
69     ArgPromotion(unsigned maxElements = 3) : CallGraphSCCPass((intptr_t)&ID),
70                                              maxElements(maxElements) {}
71
72   private:
73     bool PromoteArguments(CallGraphNode *CGN);
74     bool isSafeToPromoteArgument(Argument *Arg, bool isByVal) const;
75     Function *DoPromotion(Function *F, 
76                           SmallPtrSet<Argument*, 8> &ArgsToPromote,
77                           SmallPtrSet<Argument*, 8> &ByValArgsToTransform);
78     /// The maximum number of elements to expand, or 0 for unlimited.
79     unsigned maxElements;
80   };
81 }
82
83 char ArgPromotion::ID = 0;
84 static RegisterPass<ArgPromotion>
85 X("argpromotion", "Promote 'by reference' arguments to scalars");
86
87 Pass *llvm::createArgumentPromotionPass(unsigned maxElements) {
88   return new ArgPromotion(maxElements);
89 }
90
91 bool ArgPromotion::runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC) {
92   bool Changed = false, LocalChange;
93
94   do {  // Iterate until we stop promoting from this SCC.
95     LocalChange = false;
96     // Attempt to promote arguments from all functions in this SCC.
97     for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i)
98       LocalChange |= PromoteArguments(SCC[i]);
99     Changed |= LocalChange;               // Remember that we changed something.
100   } while (LocalChange);
101
102   return Changed;
103 }
104
105 /// PromoteArguments - This method checks the specified function to see if there
106 /// are any promotable arguments and if it is safe to promote the function (for
107 /// example, all callers are direct).  If safe to promote some arguments, it
108 /// calls the DoPromotion method.
109 ///
110 bool ArgPromotion::PromoteArguments(CallGraphNode *CGN) {
111   Function *F = CGN->getFunction();
112
113   // Make sure that it is local to this module.
114   if (!F || !F->hasInternalLinkage()) return false;
115
116   // First check: see if there are any pointer arguments!  If not, quick exit.
117   SmallVector<std::pair<Argument*, unsigned>, 16> PointerArgs;
118   unsigned ArgNo = 0;
119   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
120        I != E; ++I, ++ArgNo)
121     if (isa<PointerType>(I->getType()))
122       PointerArgs.push_back(std::pair<Argument*, unsigned>(I, ArgNo));
123   if (PointerArgs.empty()) return false;
124
125   // Second check: make sure that all callers are direct callers.  We can't
126   // transform functions that have indirect callers.
127   for (Value::use_iterator UI = F->use_begin(), E = F->use_end();
128        UI != E; ++UI) {
129     CallSite CS = CallSite::get(*UI);
130     if (!CS.getInstruction())       // "Taking the address" of the function
131       return false;
132
133     // Ensure that this call site is CALLING the function, not passing it as
134     // an argument.
135     if (UI.getOperandNo() != 0) 
136       return false;
137   }
138
139   // Check to see which arguments are promotable.  If an argument is promotable,
140   // add it to ArgsToPromote.
141   SmallPtrSet<Argument*, 8> ArgsToPromote;
142   SmallPtrSet<Argument*, 8> ByValArgsToTransform;
143   for (unsigned i = 0; i != PointerArgs.size(); ++i) {
144     bool isByVal = F->paramHasAttr(PointerArgs[i].second+1, ParamAttr::ByVal);
145     
146     // If this is a byval argument, and if the aggregate type is small, just
147     // pass the elements, which is always safe.
148     Argument *PtrArg = PointerArgs[i].first;
149     if (isByVal) {
150       const Type *AgTy = cast<PointerType>(PtrArg->getType())->getElementType();
151       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(AgTy))
152         if (maxElements > 0 && STy->getNumElements() > maxElements) {
153           DOUT << "argpromotion disable promoting argument '"
154                << PtrArg->getName() << "' because it would require adding more "
155                << "than " << maxElements << " arguments to the function.\n";
156         } else {
157           // If all the elements are single-value types, we can promote it.
158           bool AllSimple = true;
159           for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
160             if (!STy->getElementType(i)->isSingleValueType()) {
161               AllSimple = false;
162               break;
163             }
164           
165           // Safe to transform, don't even bother trying to "promote" it.
166           // Passing the elements as a scalar will allow scalarrepl to hack on
167           // the new alloca we introduce.
168           if (AllSimple) {
169             ByValArgsToTransform.insert(PtrArg);
170             continue;
171           }
172         }
173     }
174     
175     // Otherwise, see if we can promote the pointer to its value.
176     if (isSafeToPromoteArgument(PtrArg, isByVal))
177       ArgsToPromote.insert(PtrArg);
178   }
179   
180   // No promotable pointer arguments.
181   if (ArgsToPromote.empty() && ByValArgsToTransform.empty()) return false;
182
183   Function *NewF = DoPromotion(F, ArgsToPromote, ByValArgsToTransform);
184
185   // Update the call graph to know that the function has been transformed.
186   getAnalysis<CallGraph>().changeFunction(F, NewF);
187   return true;
188 }
189
190 /// IsAlwaysValidPointer - Return true if the specified pointer is always legal
191 /// to load.
192 static bool IsAlwaysValidPointer(Value *V) {
193   if (isa<AllocaInst>(V) || isa<GlobalVariable>(V)) return true;
194   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(V))
195     return IsAlwaysValidPointer(GEP->getOperand(0));
196   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V))
197     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
198       return IsAlwaysValidPointer(CE->getOperand(0));
199
200   return false;
201 }
202
203 /// AllCalleesPassInValidPointerForArgument - Return true if we can prove that
204 /// all callees pass in a valid pointer for the specified function argument.
205 static bool AllCalleesPassInValidPointerForArgument(Argument *Arg) {
206   Function *Callee = Arg->getParent();
207
208   unsigned ArgNo = std::distance(Callee->arg_begin(),
209                                  Function::arg_iterator(Arg));
210
211   // Look at all call sites of the function.  At this pointer we know we only
212   // have direct callees.
213   for (Value::use_iterator UI = Callee->use_begin(), E = Callee->use_end();
214        UI != E; ++UI) {
215     CallSite CS = CallSite::get(*UI);
216     assert(CS.getInstruction() && "Should only have direct calls!");
217
218     if (!IsAlwaysValidPointer(CS.getArgument(ArgNo)))
219       return false;
220   }
221   return true;
222 }
223
224
225 /// isSafeToPromoteArgument - As you might guess from the name of this method,
226 /// it checks to see if it is both safe and useful to promote the argument.
227 /// This method limits promotion of aggregates to only promote up to three
228 /// elements of the aggregate in order to avoid exploding the number of
229 /// arguments passed in.
230 bool ArgPromotion::isSafeToPromoteArgument(Argument *Arg, bool isByVal) const {
231   // We can only promote this argument if all of the uses are loads, or are GEP
232   // instructions (with constant indices) that are subsequently loaded.
233
234   // We can also only promote the load if we can guarantee that it will happen.
235   // Promoting a load causes the load to be unconditionally executed in the
236   // caller, so we can't turn a conditional load into an unconditional load in
237   // general.
238   bool SafeToUnconditionallyLoad = false;
239   if (isByVal)   // ByVal arguments are always safe to load from.
240     SafeToUnconditionallyLoad = true;
241   
242   BasicBlock *EntryBlock = Arg->getParent()->begin();
243   SmallVector<LoadInst*, 16> Loads;
244   std::vector<SmallVector<ConstantInt*, 8> > GEPIndices;
245   for (Value::use_iterator UI = Arg->use_begin(), E = Arg->use_end();
246        UI != E; ++UI)
247     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
248       if (LI->isVolatile()) return false;  // Don't hack volatile loads
249       Loads.push_back(LI);
250       
251       // If this load occurs in the entry block, then the pointer is 
252       // unconditionally loaded.
253       SafeToUnconditionallyLoad |= LI->getParent() == EntryBlock;
254     } else if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI)) {
255       if (GEP->use_empty()) {
256         // Dead GEP's cause trouble later.  Just remove them if we run into
257         // them.
258         getAnalysis<AliasAnalysis>().deleteValue(GEP);
259         GEP->eraseFromParent();
260         return isSafeToPromoteArgument(Arg, isByVal);
261       }
262       // Ensure that all of the indices are constants.
263       SmallVector<ConstantInt*, 8> Operands;
264       for (unsigned i = 1, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
265         if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(GEP->getOperand(i)))
266           Operands.push_back(C);
267         else
268           return false;  // Not a constant operand GEP!
269
270       // Ensure that the only users of the GEP are load instructions.
271       for (Value::use_iterator UI = GEP->use_begin(), E = GEP->use_end();
272            UI != E; ++UI)
273         if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(*UI)) {
274           if (LI->isVolatile()) return false;  // Don't hack volatile loads
275           Loads.push_back(LI);
276           
277           // If this load occurs in the entry block, then the pointer is 
278           // unconditionally loaded.
279           SafeToUnconditionallyLoad |= LI->getParent() == EntryBlock;
280         } else {
281           return false;
282         }
283
284       // See if there is already a GEP with these indices.  If not, check to
285       // make sure that we aren't promoting too many elements.  If so, nothing
286       // to do.
287       if (std::find(GEPIndices.begin(), GEPIndices.end(), Operands) ==
288           GEPIndices.end()) {
289         if (maxElements > 0 && GEPIndices.size() == maxElements) {
290           DOUT << "argpromotion disable promoting argument '"
291                << Arg->getName() << "' because it would require adding more "
292                << "than " << maxElements << " arguments to the function.\n";
293           // We limit aggregate promotion to only promoting up to a fixed number
294           // of elements of the aggregate.
295           return false;
296         }
297         GEPIndices.push_back(Operands);
298       }
299     } else {
300       return false;  // Not a load or a GEP.
301     }
302
303   if (Loads.empty()) return true;  // No users, this is a dead argument.
304
305   // If we decide that we want to promote this argument, the value is going to
306   // be unconditionally loaded in all callees.  This is only safe to do if the
307   // pointer was going to be unconditionally loaded anyway (i.e. there is a load
308   // of the pointer in the entry block of the function) or if we can prove that
309   // all pointers passed in are always to legal locations (for example, no null
310   // pointers are passed in, no pointers to free'd memory, etc).
311   if (!SafeToUnconditionallyLoad &&
312       !AllCalleesPassInValidPointerForArgument(Arg))
313     return false;   // Cannot prove that this is safe!!
314
315   // Okay, now we know that the argument is only used by load instructions and
316   // it is safe to unconditionally load the pointer.  Use alias analysis to
317   // check to see if the pointer is guaranteed to not be modified from entry of
318   // the function to each of the load instructions.
319
320   // Because there could be several/many load instructions, remember which
321   // blocks we know to be transparent to the load.
322   SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> TranspBlocks;
323
324   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
325   TargetData &TD = getAnalysis<TargetData>();
326
327   for (unsigned i = 0, e = Loads.size(); i != e; ++i) {
328     // Check to see if the load is invalidated from the start of the block to
329     // the load itself.
330     LoadInst *Load = Loads[i];
331     BasicBlock *BB = Load->getParent();
332
333     const PointerType *LoadTy =
334       cast<PointerType>(Load->getOperand(0)->getType());
335     unsigned LoadSize = (unsigned)TD.getTypeStoreSize(LoadTy->getElementType());
336
337     if (AA.canInstructionRangeModify(BB->front(), *Load, Arg, LoadSize))
338       return false;  // Pointer is invalidated!
339
340     // Now check every path from the entry block to the load for transparency.
341     // To do this, we perform a depth first search on the inverse CFG from the
342     // loading block.
343     for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), E = pred_end(BB); PI != E; ++PI)
344       for (idf_ext_iterator<BasicBlock*, SmallPtrSet<BasicBlock*, 16> >
345              I = idf_ext_begin(*PI, TranspBlocks),
346              E = idf_ext_end(*PI, TranspBlocks); I != E; ++I)
347         if (AA.canBasicBlockModify(**I, Arg, LoadSize))
348           return false;
349   }
350
351   // If the path from the entry of the function to each load is free of
352   // instructions that potentially invalidate the load, we can make the
353   // transformation!
354   return true;
355 }
356
357 namespace {
358   /// GEPIdxComparator - Provide a strong ordering for GEP indices.  All Value*
359   /// elements are instances of ConstantInt.
360   ///
361   struct GEPIdxComparator {
362     bool operator()(const std::vector<Value*> &LHS,
363                     const std::vector<Value*> &RHS) const {
364       unsigned idx = 0;
365       for (; idx < LHS.size() && idx < RHS.size(); ++idx) {
366         if (LHS[idx] != RHS[idx]) {
367           return cast<ConstantInt>(LHS[idx])->getZExtValue() <
368                  cast<ConstantInt>(RHS[idx])->getZExtValue();
369         }
370       }
371
372       // Return less than if we ran out of stuff in LHS and we didn't run out of
373       // stuff in RHS.
374       return idx == LHS.size() && idx != RHS.size();
375     }
376   };
377 }
378
379
380 /// DoPromotion - This method actually performs the promotion of the specified
381 /// arguments, and returns the new function.  At this point, we know that it's
382 /// safe to do so.
383 Function *ArgPromotion::DoPromotion(Function *F,
384                                     SmallPtrSet<Argument*, 8> &ArgsToPromote,
385                               SmallPtrSet<Argument*, 8> &ByValArgsToTransform) {
386
387   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
388   // the old function, but has modified arguments.
389   const FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
390   std::vector<const Type*> Params;
391
392   typedef std::set<std::vector<Value*>, GEPIdxComparator> ScalarizeTable;
393
394   // ScalarizedElements - If we are promoting a pointer that has elements
395   // accessed out of it, keep track of which elements are accessed so that we
396   // can add one argument for each.
397   //
398   // Arguments that are directly loaded will have a zero element value here, to
399   // handle cases where there are both a direct load and GEP accesses.
400   //
401   std::map<Argument*, ScalarizeTable> ScalarizedElements;
402
403   // OriginalLoads - Keep track of a representative load instruction from the
404   // original function so that we can tell the alias analysis implementation
405   // what the new GEP/Load instructions we are inserting look like.
406   std::map<std::vector<Value*>, LoadInst*> OriginalLoads;
407
408   // ParamAttrs - Keep track of the parameter attributes for the arguments
409   // that we are *not* promoting. For the ones that we do promote, the parameter
410   // attributes are lost
411   SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
412   const PAListPtr &PAL = F->getParamAttrs();
413
414   // Add any return attributes.
415   if (ParameterAttributes attrs = PAL.getParamAttrs(0))
416     ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, attrs));
417
418   unsigned ArgIndex = 1;
419   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E;
420        ++I, ++ArgIndex) {
421     if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
422       // Just add all the struct element types.
423       const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
424       const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
425       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i)
426         Params.push_back(STy->getElementType(i));
427       ++NumByValArgsPromoted;
428     } else if (!ArgsToPromote.count(I)) {
429       Params.push_back(I->getType());
430       if (ParameterAttributes attrs = PAL.getParamAttrs(ArgIndex))
431         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Params.size(), attrs));
432     } else if (I->use_empty()) {
433       ++NumArgumentsDead;
434     } else {
435       // Okay, this is being promoted.  Check to see if there are any GEP uses
436       // of the argument.
437       ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
438       for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end(); UI != E;
439            ++UI) {
440         Instruction *User = cast<Instruction>(*UI);
441         assert(isa<LoadInst>(User) || isa<GetElementPtrInst>(User));
442         std::vector<Value*> Indices(User->op_begin()+1, User->op_end());
443         ArgIndices.insert(Indices);
444         LoadInst *OrigLoad;
445         if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(User))
446           OrigLoad = L;
447         else
448           OrigLoad = cast<LoadInst>(User->use_back());
449         OriginalLoads[Indices] = OrigLoad;
450       }
451
452       // Add a parameter to the function for each element passed in.
453       for (ScalarizeTable::iterator SI = ArgIndices.begin(),
454              E = ArgIndices.end(); SI != E; ++SI)
455         Params.push_back(GetElementPtrInst::getIndexedType(I->getType(),
456                                                            SI->begin(),
457                                                            SI->end()));
458
459       if (ArgIndices.size() == 1 && ArgIndices.begin()->empty())
460         ++NumArgumentsPromoted;
461       else
462         ++NumAggregatesPromoted;
463     }
464   }
465
466   const Type *RetTy = FTy->getReturnType();
467
468   // Work around LLVM bug PR56: the CWriter cannot emit varargs functions which
469   // have zero fixed arguments.
470   bool ExtraArgHack = false;
471   if (Params.empty() && FTy->isVarArg()) {
472     ExtraArgHack = true;
473     Params.push_back(Type::Int32Ty);
474   }
475
476   // Construct the new function type using the new arguments.
477   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(RetTy, Params, FTy->isVarArg());
478
479   // Create the new function body and insert it into the module...
480   Function *NF = Function::Create(NFTy, F->getLinkage(), F->getName());
481   NF->setCallingConv(F->getCallingConv());
482
483   // Recompute the parameter attributes list based on the new arguments for
484   // the function.
485   NF->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end()));
486   ParamAttrsVec.clear();
487   
488   if (F->hasCollector())
489     NF->setCollector(F->getCollector());
490   F->getParent()->getFunctionList().insert(F, NF);
491   NF->takeName(F);
492
493   // Get the alias analysis information that we need to update to reflect our
494   // changes.
495   AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AliasAnalysis>();
496
497   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
498   // to pass in the loaded pointers.
499   //
500   SmallVector<Value*, 16> Args;
501   while (!F->use_empty()) {
502     CallSite CS = CallSite::get(F->use_back());
503     Instruction *Call = CS.getInstruction();
504     const PAListPtr &CallPAL = CS.getParamAttrs();
505     
506     // Add any return attributes.
507     if (ParameterAttributes attrs = CallPAL.getParamAttrs(0))
508       ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, attrs));
509
510     // Loop over the operands, inserting GEP and loads in the caller as
511     // appropriate.
512     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
513     ArgIndex = 1;
514     for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
515          I != E; ++I, ++AI, ++ArgIndex)
516       if (!ArgsToPromote.count(I) && !ByValArgsToTransform.count(I)) {
517         Args.push_back(*AI);          // Unmodified argument
518         
519         if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(ArgIndex))
520           ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
521         
522       } else if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
523         // Emit a GEP and load for each element of the struct.
524         const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
525         const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
526         Value *Idxs[2] = { ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0), 0 };
527         for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
528           Idxs[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
529           Value *Idx = GetElementPtrInst::Create(*AI, Idxs, Idxs+2,
530                                                  (*AI)->getName()+"."+utostr(i),
531                                                  Call);
532           // TODO: Tell AA about the new values?
533           Args.push_back(new LoadInst(Idx, Idx->getName()+".val", Call));
534         }        
535       } else if (!I->use_empty()) {
536         // Non-dead argument: insert GEPs and loads as appropriate.
537         ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
538         for (ScalarizeTable::iterator SI = ArgIndices.begin(),
539                E = ArgIndices.end(); SI != E; ++SI) {
540           Value *V = *AI;
541           LoadInst *OrigLoad = OriginalLoads[*SI];
542           if (!SI->empty()) {
543             V = GetElementPtrInst::Create(V, SI->begin(), SI->end(),
544                                           V->getName()+".idx", Call);
545             AA.copyValue(OrigLoad->getOperand(0), V);
546           }
547           Args.push_back(new LoadInst(V, V->getName()+".val", Call));
548           AA.copyValue(OrigLoad, Args.back());
549         }
550       }
551
552     if (ExtraArgHack)
553       Args.push_back(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty));
554
555     // Push any varargs arguments on the list
556     for (; AI != CS.arg_end(); ++AI, ++ArgIndex) {
557       Args.push_back(*AI);
558       if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(ArgIndex))
559         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
560     }
561
562     Instruction *New;
563     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
564       New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
565                                Args.begin(), Args.end(), "", Call);
566       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
567       cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
568                                                           ParamAttrsVec.end()));
569     } else {
570       New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
571       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
572       cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
573                                                         ParamAttrsVec.end()));
574       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
575         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
576     }
577     Args.clear();
578     ParamAttrsVec.clear();
579
580     // Update the alias analysis implementation to know that we are replacing
581     // the old call with a new one.
582     AA.replaceWithNewValue(Call, New);
583
584     if (!Call->use_empty()) {
585       Call->replaceAllUsesWith(New);
586       New->takeName(Call);
587     }
588
589     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
590     // F.
591     Call->eraseFromParent();
592   }
593
594   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
595   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
596   // function empty.
597   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), F->getBasicBlockList());
598
599   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
600   // the new arguments, also transfering over the names as well.
601   //
602   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(),
603        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I) {
604     if (!ArgsToPromote.count(I) && !ByValArgsToTransform.count(I)) {
605       // If this is an unmodified argument, move the name and users over to the
606       // new version.
607       I->replaceAllUsesWith(I2);
608       I2->takeName(I);
609       AA.replaceWithNewValue(I, I2);
610       ++I2;
611       continue;
612     }
613     
614     if (ByValArgsToTransform.count(I)) {
615       // In the callee, we create an alloca, and store each of the new incoming
616       // arguments into the alloca.
617       Instruction *InsertPt = NF->begin()->begin();
618       
619       // Just add all the struct element types.
620       const Type *AgTy = cast<PointerType>(I->getType())->getElementType();
621       Value *TheAlloca = new AllocaInst(AgTy, 0, "", InsertPt);
622       const StructType *STy = cast<StructType>(AgTy);
623       Value *Idxs[2] = { ConstantInt::get(Type::Int32Ty, 0), 0 };
624       
625       for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; ++i) {
626         Idxs[1] = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, i);
627         Value *Idx = GetElementPtrInst::Create(TheAlloca, Idxs, Idxs+2,
628                                                TheAlloca->getName()+"."+utostr(i),
629                                                InsertPt);
630         I2->setName(I->getName()+"."+utostr(i));
631         new StoreInst(I2++, Idx, InsertPt);
632       }
633       
634       // Anything that used the arg should now use the alloca.
635       I->replaceAllUsesWith(TheAlloca);
636       TheAlloca->takeName(I);
637       AA.replaceWithNewValue(I, TheAlloca);
638       continue;
639     } 
640     
641     if (I->use_empty()) {
642       AA.deleteValue(I);
643       continue;
644     }
645     
646     // Otherwise, if we promoted this argument, then all users are load
647     // instructions, and all loads should be using the new argument that we
648     // added.
649     ScalarizeTable &ArgIndices = ScalarizedElements[I];
650
651     while (!I->use_empty()) {
652       if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->use_back())) {
653         assert(ArgIndices.begin()->empty() &&
654                "Load element should sort to front!");
655         I2->setName(I->getName()+".val");
656         LI->replaceAllUsesWith(I2);
657         AA.replaceWithNewValue(LI, I2);
658         LI->eraseFromParent();
659         DOUT << "*** Promoted load of argument '" << I->getName()
660              << "' in function '" << F->getName() << "'\n";
661       } else {
662         GetElementPtrInst *GEP = cast<GetElementPtrInst>(I->use_back());
663         std::vector<Value*> Operands(GEP->op_begin()+1, GEP->op_end());
664
665         Function::arg_iterator TheArg = I2;
666         for (ScalarizeTable::iterator It = ArgIndices.begin();
667              *It != Operands; ++It, ++TheArg) {
668           assert(It != ArgIndices.end() && "GEP not handled??");
669         }
670
671         std::string NewName = I->getName();
672         for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
673           if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Operands[i]))
674             NewName += "." + CI->getValue().toStringUnsigned(10);
675           else
676             NewName += ".x";
677         TheArg->setName(NewName+".val");
678
679         DOUT << "*** Promoted agg argument '" << TheArg->getName()
680              << "' of function '" << F->getName() << "'\n";
681
682         // All of the uses must be load instructions.  Replace them all with
683         // the argument specified by ArgNo.
684         while (!GEP->use_empty()) {
685           LoadInst *L = cast<LoadInst>(GEP->use_back());
686           L->replaceAllUsesWith(TheArg);
687           AA.replaceWithNewValue(L, TheArg);
688           L->eraseFromParent();
689         }
690         AA.deleteValue(GEP);
691         GEP->eraseFromParent();
692       }
693     }
694
695     // Increment I2 past all of the arguments added for this promoted pointer.
696     for (unsigned i = 0, e = ArgIndices.size(); i != e; ++i)
697       ++I2;
698   }
699
700   // Notify the alias analysis implementation that we inserted a new argument.
701   if (ExtraArgHack)
702     AA.copyValue(Constant::getNullValue(Type::Int32Ty), NF->arg_begin());
703
704
705   // Tell the alias analysis that the old function is about to disappear.
706   AA.replaceWithNewValue(F, NF);
707
708   // Now that the old function is dead, delete it.
709   F->eraseFromParent();
710   return NF;
711 }