Don't let DeadArgElimination change the return type ({} into void and {T}
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / DeadArgumentElimination.cpp
1 //===-- DeadArgumentElimination.cpp - Eliminate dead 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 deletes dead arguments from internal functions.  Dead argument
11 // elimination removes arguments which are directly dead, as well as arguments
12 // only passed into function calls as dead arguments of other functions.  This
13 // pass also deletes dead return values in a similar way.
14 //
15 // This pass is often useful as a cleanup pass to run after aggressive
16 // interprocedural passes, which add possibly-dead arguments or return values.
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19
20 #define DEBUG_TYPE "deadargelim"
21 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
22 #include "llvm/CallingConv.h"
23 #include "llvm/Constant.h"
24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
25 #include "llvm/Instructions.h"
26 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
27 #include "llvm/Module.h"
28 #include "llvm/Pass.h"
29 #include "llvm/Support/CallSite.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
32 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
33 #include "llvm/Support/Compiler.h"
34 #include <map>
35 #include <set>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumArgumentsEliminated, "Number of unread args removed");
39 STATISTIC(NumRetValsEliminated  , "Number of unused return values removed");
40
41 namespace {
42   /// DAE - The dead argument elimination pass.
43   ///
44   class VISIBILITY_HIDDEN DAE : public ModulePass {
45   public:
46
47     /// Struct that represent either a (part of a) return value or a function
48     /// argument.  Used so that arguments and return values can be used
49     /// interchangably.
50     struct RetOrArg {
51       RetOrArg(const Function* F, unsigned Idx, bool IsArg) : F(F), Idx(Idx), IsArg(IsArg) {}
52       const Function *F;
53       unsigned Idx;
54       bool IsArg;
55         
56       /// Make RetOrArg comparable, so we can put it into a map
57       bool operator<(const RetOrArg &O) const {
58         if (F != O.F)
59           return F < O.F;
60         else if (Idx != O.Idx)
61           return Idx < O.Idx;
62         else
63           return IsArg < O.IsArg;
64       }
65
66       /// Make RetOrArg comparable, so we can easily iterate the multimap
67       bool operator==(const RetOrArg &O) const {
68         return F == O.F && Idx == O.Idx && IsArg == O.IsArg;
69       }
70     };
71     
72     /// Liveness enum - During our initial pass over the program, we determine
73     /// that things are either definately alive, definately dead, or in need of
74     /// interprocedural analysis (MaybeLive).
75     ///
76     enum Liveness { Live, MaybeLive, Dead };
77
78     /// Convenience wrapper
79     RetOrArg CreateRet(const Function *F, unsigned Idx) { return RetOrArg(F, Idx, false); }
80     /// Convenience wrapper
81     RetOrArg CreateArg(const Function *F, unsigned Idx) { return RetOrArg(F, Idx, true); }
82
83     typedef std::multimap<RetOrArg, RetOrArg> UseMap;
84     /// This map maps a return value or argument to all return values or
85     /// arguments it uses. 
86     /// For example (indices are left out for clarity):
87     ///  - Uses[ret F] = ret G
88     ///    This means that F calls G, and F returns the value returned by G.
89     ///  - Uses[arg F] = ret G
90     ///    This means that some function calls G and passes its result as an
91     ///    argument to F.
92     ///  - Uses[ret F] = arg F
93     ///    This means that F returns one of its own arguments.
94     ///  - Uses[arg F] = arg G
95     ///    This means that G calls F and passes one of its own (G's) arguments
96     ///    directly to F.
97     UseMap Uses;
98
99     typedef std::set<RetOrArg> LiveSet;
100
101     /// This set contains all values that have been determined to be live
102     LiveSet LiveValues;
103     
104     typedef SmallVector<RetOrArg, 5> UseVector;
105
106   public:
107     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
108     DAE() : ModulePass((intptr_t)&ID) {}
109     bool runOnModule(Module &M);
110
111     virtual bool ShouldHackArguments() const { return false; }
112
113   private:
114     Liveness IsMaybeLive(RetOrArg Use, UseVector &MaybeLiveUses);
115     Liveness SurveyUse(Value::use_iterator U, UseVector &MaybeLiveUses, unsigned RetValNum = 0);
116     Liveness SurveyUses(Value *V, UseVector &MaybeLiveUses);
117
118     void SurveyFunction(Function &F);
119     void MarkValue(const RetOrArg &RA, Liveness L, const UseVector &MaybeLiveUses);
120     void MarkLive(RetOrArg RA);
121     bool RemoveDeadStuffFromFunction(Function *F);
122     bool DeleteDeadVarargs(Function &Fn);
123   };
124 }
125
126
127 char DAE::ID = 0;
128 static RegisterPass<DAE>
129 X("deadargelim", "Dead Argument Elimination");
130
131 namespace {
132   /// DAH - DeadArgumentHacking pass - Same as dead argument elimination, but
133   /// deletes arguments to functions which are external.  This is only for use
134   /// by bugpoint.
135   struct DAH : public DAE {
136     static char ID;
137     virtual bool ShouldHackArguments() const { return true; }
138   };
139 }
140
141 char DAH::ID = 0;
142 static RegisterPass<DAH>
143 Y("deadarghaX0r", "Dead Argument Hacking (BUGPOINT USE ONLY; DO NOT USE)");
144
145 /// createDeadArgEliminationPass - This pass removes arguments from functions
146 /// which are not used by the body of the function.
147 ///
148 ModulePass *llvm::createDeadArgEliminationPass() { return new DAE(); }
149 ModulePass *llvm::createDeadArgHackingPass() { return new DAH(); }
150
151 /// DeleteDeadVarargs - If this is an function that takes a ... list, and if
152 /// llvm.vastart is never called, the varargs list is dead for the function.
153 bool DAE::DeleteDeadVarargs(Function &Fn) {
154   assert(Fn.getFunctionType()->isVarArg() && "Function isn't varargs!");
155   if (Fn.isDeclaration() || !Fn.hasInternalLinkage()) return false;
156
157   // Ensure that the function is only directly called.
158   for (Value::use_iterator I = Fn.use_begin(), E = Fn.use_end(); I != E; ++I) {
159     // If this use is anything other than a call site, give up.
160     CallSite CS = CallSite::get(*I);
161     Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
162     if (!TheCall) return false;   // Not a direct call site?
163
164     // The addr of this function is passed to the call.
165     if (I.getOperandNo() != 0) return false;
166   }
167
168   // Okay, we know we can transform this function if safe.  Scan its body
169   // looking for calls to llvm.vastart.
170   for (Function::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
171     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
172       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
173         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::vastart)
174           return false;
175       }
176     }
177   }
178
179   // If we get here, there are no calls to llvm.vastart in the function body,
180   // remove the "..." and adjust all the calls.
181
182   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
183   // the old function, but doesn't have isVarArg set.
184   const FunctionType *FTy = Fn.getFunctionType();
185   std::vector<const Type*> Params(FTy->param_begin(), FTy->param_end());
186   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), Params, false);
187   unsigned NumArgs = Params.size();
188
189   // Create the new function body and insert it into the module...
190   Function *NF = Function::Create(NFTy, Fn.getLinkage());
191   NF->copyAttributesFrom(&Fn);
192   Fn.getParent()->getFunctionList().insert(&Fn, NF);
193   NF->takeName(&Fn);
194
195   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
196   // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
197   //
198   std::vector<Value*> Args;
199   while (!Fn.use_empty()) {
200     CallSite CS = CallSite::get(Fn.use_back());
201     Instruction *Call = CS.getInstruction();
202
203     // Pass all the same arguments.
204     Args.assign(CS.arg_begin(), CS.arg_begin()+NumArgs);
205
206     // Drop any attributes that were on the vararg arguments.
207     PAListPtr PAL = CS.getParamAttrs();
208     if (!PAL.isEmpty() && PAL.getSlot(PAL.getNumSlots() - 1).Index > NumArgs) {
209       SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
210       for (unsigned i = 0; PAL.getSlot(i).Index <= NumArgs; ++i)
211         ParamAttrsVec.push_back(PAL.getSlot(i));
212       PAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end());
213     }
214
215     Instruction *New;
216     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
217       New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
218                                Args.begin(), Args.end(), "", Call);
219       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
220       cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(PAL);
221     } else {
222       New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
223       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
224       cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(PAL);
225       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
226         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
227     }
228     Args.clear();
229
230     if (!Call->use_empty())
231       Call->replaceAllUsesWith(New);
232
233     New->takeName(Call);
234
235     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
236     // F.
237     Call->eraseFromParent();
238   }
239
240   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
241   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
242   // function empty.
243   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), Fn.getBasicBlockList());
244
245   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
246   // the new arguments, also transfering over the names as well.  While we're at
247   // it, remove the dead arguments from the DeadArguments list.
248   //
249   for (Function::arg_iterator I = Fn.arg_begin(), E = Fn.arg_end(),
250        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I, ++I2) {
251     // Move the name and users over to the new version.
252     I->replaceAllUsesWith(I2);
253     I2->takeName(I);
254   }
255
256   // Finally, nuke the old function.
257   Fn.eraseFromParent();
258   return true;
259 }
260
261 /// Convenience function that returns the number of return values. It returns 0
262 /// for void functions and 1 for functions not returning a struct. It returns
263 /// the number of struct elements for functions returning a struct.
264 static unsigned NumRetVals(const Function *F) {
265   if (F->getReturnType() == Type::VoidTy)
266     return 0;
267   else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType()))
268     return STy->getNumElements();
269   else
270     return 1;
271 }
272
273 /// IsMaybeAlive - This checks Use for liveness. If Use is live, returns Live,
274 /// else returns MaybeLive. Also, adds Use to MaybeLiveUses in the latter case.
275 DAE::Liveness DAE::IsMaybeLive(RetOrArg Use, UseVector &MaybeLiveUses) {
276   // We're live if our use is already marked as live
277   if (LiveValues.count(Use))
278     return Live;
279
280   // We're maybe live otherwise, but remember that we must become live if
281   // Use becomes live.
282   MaybeLiveUses.push_back(Use);
283   return MaybeLive;
284 }
285
286
287 /// SurveyUse - This looks at a single use of an argument or return value
288 /// and determines if it should be alive or not. Adds this use to MaybeLiveUses
289 /// if it causes the used value to become MaybeAlive.
290 ///
291 /// RetValNum is the return value number to use when this use is used in a
292 /// return instruction. This is used in the recursion, you should always leave
293 /// it at 0.
294 DAE::Liveness DAE::SurveyUse(Value::use_iterator U, UseVector &MaybeLiveUses, unsigned RetValNum) {
295     Value *V = *U;
296     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(V)) {
297       // The value is returned from another function. It's only live when the
298       // caller's return value is live
299       RetOrArg Use = CreateRet(RI->getParent()->getParent(), RetValNum);
300       // We might be live, depending on the liveness of Use
301       return IsMaybeLive(Use, MaybeLiveUses);
302     } 
303     if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(V)) {
304       if (U.getOperandNo() != InsertValueInst::getAggregateOperandIndex() && IV->hasIndices())
305         // The use we are examining is inserted into an aggregate. Our liveness
306         // depends on all uses of that aggregate, but if it is used as a return
307         // value, only index at which we were inserted counts.
308         RetValNum = *IV->idx_begin();
309
310       // Note that if we are used as the aggregate operand to the insertvalue,
311       // we don't change RetValNum, but do survey all our uses.
312       
313       Liveness Result = Dead;
314       for (Value::use_iterator I = IV->use_begin(),
315            E = V->use_end(); I != E; ++I) {
316         Result = SurveyUse(I, MaybeLiveUses, RetValNum);
317         if (Result == Live)
318           break;
319       }
320       return Result;
321     }
322     CallSite CS = CallSite::get(V);
323     if (CS.getInstruction()) {
324       Function *F = CS.getCalledFunction();
325       if (F) {
326         // Used in a direct call
327         
328         // Check for vararg. Do - 1 to skip the first operand to call (the
329         // function itself).
330         if (U.getOperandNo() - 1 >= F->getFunctionType()->getNumParams())
331           // The value is passed in through a vararg! Must be live.
332           return Live;
333
334         // Value passed to a normal call. It's only live when the corresponding
335         // argument (operand number - 1 to skip the function pointer operand) to
336         // the called function turns out live
337         RetOrArg Use = CreateArg(F, U.getOperandNo() - 1);
338         return IsMaybeLive(Use, MaybeLiveUses);
339       } else {
340         // Used in any other way? Value must be live.
341         return Live;
342       }
343     }
344     // Used in any other way? Value must be live.
345     return Live;
346 }
347
348 /// SurveyUses - This looks at all the uses of the given return value
349 /// (possibly a partial return value from a function returning a struct).
350 /// Returns the Liveness deduced from the uses of this value.
351 ///
352 /// Adds all uses that cause the result to be MaybeLive to MaybeLiveRetUses.
353 DAE::Liveness DAE::SurveyUses(Value *V, UseVector &MaybeLiveUses) {
354   // Assume it's dead (which will only hold if there are no uses at all..)
355   Liveness Result = Dead;
356   // Check each use
357   for (Value::use_iterator I = V->use_begin(),
358        E = V->use_end(); I != E; ++I) {
359     Result = SurveyUse(I, MaybeLiveUses);
360     if (Result == Live)
361       break;
362   }
363   return Result;
364 }
365
366 // SurveyFunction - This performs the initial survey of the specified function,
367 // checking out whether or not it uses any of its incoming arguments or whether
368 // any callers use the return value.  This fills in the
369 // (Dead|MaybeLive|Live)(Arguments|RetVal) sets.
370 //
371 // We consider arguments of non-internal functions to be intrinsically alive as
372 // well as arguments to functions which have their "address taken".
373 //
374 void DAE::SurveyFunction(Function &F) {
375   bool FunctionIntrinsicallyLive = false;
376   unsigned RetCount = NumRetVals(&F);
377   // Assume all return values are dead
378   typedef SmallVector<Liveness, 5> RetVals;
379   RetVals RetValLiveness(RetCount, Dead);
380
381   // These vectors maps each return value to the uses that make it MaybeLive, so
382   // we can add those to the MaybeLiveRetVals list if the return value
383   // really turns out to be MaybeLive. Initializes to RetCount empty vectors
384   typedef SmallVector<UseVector, 5> RetUses;
385   // Intialized to a list of RetCount empty lists
386   RetUses MaybeLiveRetUses(RetCount);
387   
388   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
389     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator()))
390       if (RI->getNumOperands() != 0 && RI->getOperand(0)->getType() != F.getFunctionType()->getReturnType()) {
391         // We don't support old style multiple return values
392         FunctionIntrinsicallyLive = true;
393         break;
394       }
395
396   if (!F.hasInternalLinkage() && (!ShouldHackArguments() || F.isIntrinsic()))
397     FunctionIntrinsicallyLive = true;
398
399   if (!FunctionIntrinsicallyLive) {
400     DOUT << "DAE - Inspecting callers for fn: " << F.getName() << "\n";
401     // Keep track of the number of live retvals, so we can skip checks once all
402     // of them turn out to be live.
403     unsigned NumLiveRetVals = 0;
404     const Type *STy = dyn_cast<StructType>(F.getReturnType());
405     // Loop all uses of the function
406     for (Value::use_iterator I = F.use_begin(), E = F.use_end(); I != E; ++I) {
407       // If the function is PASSED IN as an argument, its address has been taken
408       if (I.getOperandNo() != 0) {
409         FunctionIntrinsicallyLive = true;
410         break;
411       }
412
413       // If this use is anything other than a call site, the function is alive.
414       CallSite CS = CallSite::get(*I);
415       Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
416       if (!TheCall) {   // Not a direct call site?
417         FunctionIntrinsicallyLive = true;
418         break;
419       }
420  
421       // If we end up here, we are looking at a direct call to our function.
422       
423       // Now, check how our return value(s) is/are used in this caller. Don't
424       // bother checking return values if all of them are live already
425       if (NumLiveRetVals != RetCount) { 
426         if (STy) {
427           // Check all uses of the return value
428           for (Value::use_iterator I = TheCall->use_begin(),
429                E = TheCall->use_end(); I != E; ++I) {
430             ExtractValueInst *Ext = dyn_cast<ExtractValueInst>(*I);
431             if (Ext && Ext->hasIndices()) {
432               // This use uses a part of our return value, survey the uses of that
433               // part and store the results for this index only.
434               unsigned Idx = *Ext->idx_begin();
435               if (RetValLiveness[Idx] != Live) {
436                 RetValLiveness[Idx] = SurveyUses(Ext, MaybeLiveRetUses[Idx]);
437                 if (RetValLiveness[Idx] == Live)
438                   NumLiveRetVals++;
439               }
440             } else {
441               // Used by something else than extractvalue. Mark all
442               // return values as live.
443               for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i )
444                 RetValLiveness[i] = Live;
445               NumLiveRetVals = RetCount;
446               break;
447             }
448           }
449         } else {
450           // Single return value
451           RetValLiveness[0] = SurveyUses(TheCall, MaybeLiveRetUses[0]);
452           if (RetValLiveness[0] == Live)
453             NumLiveRetVals = RetCount;
454         }
455       }
456     }
457   }
458   if (FunctionIntrinsicallyLive) {
459     DOUT << "DAE - Intrinsically live fn: " << F.getName() << "\n";
460     // Mark all arguments as live
461     unsigned i = 0;
462     for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
463          AI != E; ++AI, ++i)
464       MarkLive(CreateArg(&F, i));
465     // Mark all return values as live
466     i = 0;
467     for (unsigned i = 0, e = RetValLiveness.size(); i != e; ++i)
468       MarkLive(CreateRet(&F, i));
469     return;
470   }
471  
472   // Now we've inspected all callers, record the liveness of our return values.
473   for (unsigned i = 0, e = RetValLiveness.size(); i != e; ++i) {
474     RetOrArg Ret = CreateRet(&F, i);
475     // Mark the result down
476     MarkValue(Ret, RetValLiveness[i], MaybeLiveRetUses[i]);
477   }
478   DOUT << "DAE - Inspecting args for fn: " << F.getName() << "\n";
479
480   // Now, check all of our arguments
481   unsigned i = 0;
482   UseVector MaybeLiveArgUses;
483   for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), 
484        E = F.arg_end(); AI != E; ++AI, ++i) {
485     // See what the effect of this use is (recording any uses that cause
486     // MaybeLive in MaybeLiveArgUses)
487     Liveness Result = SurveyUses(AI, MaybeLiveArgUses);
488     RetOrArg Arg = CreateArg(&F, i);
489     // Mark the result down
490     MarkValue(Arg, Result, MaybeLiveArgUses);
491     // Clear the vector again for the next iteration
492     MaybeLiveArgUses.clear();
493   }
494 }
495
496 /// MarkValue - This function marks the liveness of RA depending on L. If L is
497 /// MaybeLive, it also records any uses in MaybeLiveUses such that RA will be
498 /// marked live if any use in MaybeLiveUses gets marked live later on.
499 void DAE::MarkValue(const RetOrArg &RA, Liveness L, const UseVector &MaybeLiveUses) {
500   switch (L) {
501     case Live: MarkLive(RA); break;
502     case MaybeLive:
503     {
504       // Note any uses of this value, so this return value can be
505       // marked live whenever one of the uses becomes live.
506       UseMap::iterator Where = Uses.begin();
507       for (UseVector::const_iterator UI = MaybeLiveUses.begin(), 
508            UE = MaybeLiveUses.end(); UI != UE; ++UI)
509         Where = Uses.insert(Where, UseMap::value_type(*UI, RA));
510       break;
511     }
512     case Dead: break;
513   }
514 }
515
516 /// MarkLive - Mark the given return value or argument as live. Additionally,
517 /// mark any values that are used by this value (according to Uses) live as
518 /// well.
519 void DAE::MarkLive(RetOrArg RA) {
520   if (!LiveValues.insert(RA).second)
521     return; // We were already marked Live
522
523   if (RA.IsArg)
524     DOUT << "DAE - Marking argument " << RA.Idx << " to function " << RA.F->getNameStart() << " live\n";
525   else
526     DOUT << "DAE - Marking return value " << RA.Idx << " of function " << RA.F->getNameStart() << " live\n";
527
528   // We don't use upper_bound (or equal_range) here, because our recursive call
529   // to ourselves is likely to mark the upper_bound (which is the first value
530   // not belonging to RA) to become erased and the iterator invalidated.
531   UseMap::iterator Begin = Uses.lower_bound(RA);
532   UseMap::iterator E = Uses.end();
533   UseMap::iterator I;
534   for (I = Begin; I != E && I->first == RA; ++I)
535     MarkLive(I->second);
536
537   // Erase RA from the Uses map (from the lower bound to wherever we ended up
538   // after the loop).
539   Uses.erase(Begin, I);
540 }
541
542 // RemoveDeadStuffFromFunction - Remove any arguments and return values from F
543 // that are not in LiveValues. This function is a noop for any Function created
544 // by this function before, or any function that was not inspected for liveness.
545 // specified by the DeadArguments list.  Transform the function and all of the
546 // callees of the function to not have these arguments.
547 //
548 bool DAE::RemoveDeadStuffFromFunction(Function *F) {
549   // Quick exit path for external functions
550   if (!F->hasInternalLinkage() && (!ShouldHackArguments() || F->isIntrinsic()))
551     return false;
552
553   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
554   // the old function, but has fewer arguments and a different return type.
555   const FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
556   std::vector<const Type*> Params;
557
558   // Set up to build a new list of parameter attributes
559   SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
560   const PAListPtr &PAL = F->getParamAttrs();
561
562   // The existing function return attributes.
563   ParameterAttributes RAttrs = PAL.getParamAttrs(0);
564
565   
566   // Find out the new return value
567  
568   const Type *RetTy = FTy->getReturnType();
569   const Type *NRetTy;
570   unsigned RetCount = NumRetVals(F);
571   // Explicitely track if anything changed, for debugging
572   bool Changed = false;
573   // -1 means unused, other numbers are the new index
574   SmallVector<int, 5> NewRetIdxs(RetCount, -1);
575   std::vector<const Type*> RetTypes;
576   if (RetTy != Type::VoidTy) {
577     const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(RetTy);
578     if (STy)
579       // Look at each of the original return values individually
580       for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i) {
581         RetOrArg Ret = CreateRet(F, i);
582         if (LiveValues.erase(Ret)) {
583           RetTypes.push_back(STy->getElementType(i));
584           NewRetIdxs[i] = RetTypes.size() - 1;
585         } else {
586           ++NumRetValsEliminated;
587           DOUT << "DAE - Removing return value " << i << " from " << F->getNameStart() << "\n";
588           Changed = true;
589         }
590       }
591     else
592       // We used to return a single value
593       if (LiveValues.erase(CreateRet(F, 0))) {
594         RetTypes.push_back(RetTy);
595         NewRetIdxs[0] = 0;
596       } else {
597         DOUT << "DAE - Removing return value from " << F->getNameStart() << "\n";
598         ++NumRetValsEliminated;
599         Changed = true;
600       } 
601     if (RetTypes.size() > 1 || (STy && STy->getNumElements() == RetTypes.size()))
602       // More than one return type? Return a struct with them. Also, if we used
603       // to return a struct and didn't change the number of return values,
604       // return a struct again. This prevents chaning {something} into something
605       // and {} into void.
606       // Make the new struct packed if we used to return a packed struct
607       // already. 
608       NRetTy = StructType::get(RetTypes, STy->isPacked());
609     else if (RetTypes.size() == 1)
610       // One return type? Just a simple value then, but only if we didn't use to
611       // return a struct with that simple value before.
612       NRetTy = RetTypes.front();
613     else if (RetTypes.size() == 0)
614       // No return types? Make it void, but only if we didn't use to return {}
615       NRetTy = Type::VoidTy;
616   } else {
617     NRetTy = Type::VoidTy;
618   }
619     
620   // Remove any incompatible attributes
621   RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(NRetTy);
622   if (RAttrs)
623     ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
624   
625   // Remember which arguments are still alive
626   SmallVector<bool, 10> ArgAlive(FTy->getNumParams(), false);
627   // Construct the new parameter list from non-dead arguments. Also construct
628   // a new set of parameter attributes to correspond. Skip the first parameter
629   // attribute, since that belongs to the return value.
630   unsigned i = 0;
631   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
632        I != E; ++I, ++i) {
633     RetOrArg Arg = CreateArg(F, i);
634     if (LiveValues.erase(Arg)) {
635       Params.push_back(I->getType());
636       ArgAlive[i] = true;
637       
638       // Get the original parameter attributes (skipping the first one, that is
639       // for the return value
640       if (ParameterAttributes Attrs = PAL.getParamAttrs(i + 1))
641         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Params.size(), Attrs));
642     } else {
643       ++NumArgumentsEliminated;
644       DOUT << "DAE - Removing argument " << i << " (" << I->getNameStart() << ") from " << F->getNameStart() << "\n";
645       Changed = true;
646     }
647   }
648
649   // Reconstruct the ParamAttrsList based on the vector we constructed.
650   PAListPtr NewPAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end());
651
652   // Work around LLVM bug PR56: the CWriter cannot emit varargs functions which
653   // have zero fixed arguments.
654   //
655   // Not that we apply this hack for a vararg fuction that does not have any
656   // arguments anymore, but did have them before (so don't bother fixing
657   // functions that were already broken wrt CWriter).
658   bool ExtraArgHack = false;
659   if (Params.empty() && FTy->isVarArg() && FTy->getNumParams() != 0) {
660     ExtraArgHack = true;
661     Params.push_back(Type::Int32Ty);
662   }
663
664   // Create the new function type based on the recomputed parameters.
665   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(NRetTy, Params, FTy->isVarArg());
666   
667   // No change?
668   if (NFTy == FTy)
669     return false;
670
671   // The function type is only allowed to be different if we actually left out
672   // an argument or return value
673   assert(Changed && "Function type changed while no arguments or retrurn values were removed!");
674
675   // Create the new function body and insert it into the module...
676   Function *NF = Function::Create(NFTy, F->getLinkage());
677   NF->copyAttributesFrom(F);
678   NF->setParamAttrs(NewPAL);
679   // Insert the new function before the old function, so we won't be processing
680   // it again
681   F->getParent()->getFunctionList().insert(F, NF);
682   NF->takeName(F);
683
684   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
685   // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
686   //
687   std::vector<Value*> Args;
688   while (!F->use_empty()) {
689     CallSite CS = CallSite::get(F->use_back());
690     Instruction *Call = CS.getInstruction();
691
692     ParamAttrsVec.clear();
693     const PAListPtr &CallPAL = CS.getParamAttrs();
694
695     // The call return attributes.
696     ParameterAttributes RAttrs = CallPAL.getParamAttrs(0);
697     // Adjust in case the function was changed to return void.
698     RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(NF->getReturnType());
699     if (RAttrs)
700       ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
701
702     // Declare these outside of the loops, so we can reuse them for the second
703     // loop, which loops the varargs
704     CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin();
705     unsigned i = 0; 
706     // Loop over those operands, corresponding to the normal arguments to the
707     // original function, and add those that are still alive.
708     for (unsigned e = FTy->getNumParams(); i != e; ++I, ++i)
709       if (ArgAlive[i]) {
710         Args.push_back(*I);
711         // Get original parameter attributes, but skip return attributes
712         if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(i + 1))
713           ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
714       }
715
716     if (ExtraArgHack)
717       Args.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
718
719     // Push any varargs arguments on the list. Don't forget their attributes.
720     for (CallSite::arg_iterator E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++i) {
721       Args.push_back(*I);
722       if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(i + 1))
723         ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
724     }
725
726     // Reconstruct the ParamAttrsList based on the vector we constructed.
727     PAListPtr NewCallPAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
728                                           ParamAttrsVec.end());
729
730     Instruction *New;
731     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
732       New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
733                                Args.begin(), Args.end(), "", Call);
734       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
735       cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(NewCallPAL);
736     } else {
737       New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
738       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
739       cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(NewCallPAL);
740       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
741         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
742     }
743     Args.clear();
744
745     if (!Call->use_empty()) {
746       if (New->getType() == Type::VoidTy)
747         // Our return value was unused, replace by null for now, uses will get
748         // removed later on
749         Call->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(Call->getType()));
750       else if (isa<StructType>(RetTy)) {
751         // The original return value was a struct, update all uses (which are
752         // all extractvalue instructions).
753         for (Value::use_iterator I = Call->use_begin(), E = Call->use_end();
754              I != E;) {
755           assert(isa<ExtractValueInst>(*I) && "Return value not only used by extractvalue?");
756           ExtractValueInst *EV = cast<ExtractValueInst>(*I);
757           // Increment now, since we're about to throw away this use.
758           ++I;
759           assert(EV->hasIndices() && "Return value used by extractvalue without indices?");
760           unsigned Idx = *EV->idx_begin();
761           if (NewRetIdxs[Idx] != -1) {
762             if (RetTypes.size() > 1) {
763               // We're still returning a struct, create a new extractvalue
764               // instruction with the first index updated
765               std::vector<unsigned> NewIdxs(EV->idx_begin(), EV->idx_end());
766               NewIdxs[0] = NewRetIdxs[Idx];
767               Value *NEV = ExtractValueInst::Create(New, NewIdxs.begin(), NewIdxs.end(), "retval", EV);
768               EV->replaceAllUsesWith(NEV);
769               EV->eraseFromParent();
770             } else {
771               // We are now only returning a simple value, remove the
772               // extractvalue
773               EV->replaceAllUsesWith(New);
774               EV->eraseFromParent();
775             }
776           } else {
777             // Value unused, replace uses by null for now, they will get removed
778             // later on
779             EV->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(EV->getType()));
780             EV->eraseFromParent();
781           }
782         }
783         New->takeName(Call);
784       } else {
785         // The original function had a single return value
786         Call->replaceAllUsesWith(New);
787         New->takeName(Call);
788       }
789     }
790
791     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
792     // F.
793     Call->eraseFromParent();
794   }
795
796   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
797   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
798   // function empty.
799   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), F->getBasicBlockList());
800
801   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
802   // the new arguments, also transfering over the names as well.
803   i = 0;
804   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(),
805        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I, ++i)
806     if (ArgAlive[i]) {
807       // If this is a live argument, move the name and users over to the new
808       // version.
809       I->replaceAllUsesWith(I2);
810       I2->takeName(I);
811       ++I2;
812     } else {
813       // If this argument is dead, replace any uses of it with null constants
814       // (these are guaranteed to become unused later on)
815       I->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I->getType()));
816     }
817
818   // If we change the return value of the function we must rewrite any return
819   // instructions.  Check this now.
820   if (F->getReturnType() != NF->getReturnType())
821     for (Function::iterator BB = NF->begin(), E = NF->end(); BB != E; ++BB)
822       if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
823         Value *RetVal;
824
825         if (NFTy->getReturnType() == Type::VoidTy) {
826           RetVal = 0;
827         } else {
828           assert (isa<StructType>(RetTy));
829           // The original return value was a struct, insert
830           // extractvalue/insertvalue chains to extract only the values we need
831           // to return and insert them into our new result.
832           // This does generate messy code, but we'll let it to instcombine to
833           // clean that up
834           Value *OldRet = RI->getOperand(0);
835           // Start out building up our return value from undef
836           RetVal = llvm::UndefValue::get(NRetTy);
837           for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i)
838             if (NewRetIdxs[i] != -1) {
839               ExtractValueInst *EV = ExtractValueInst::Create(OldRet, i, "newret", RI);
840               if (RetTypes.size() > 1) {
841                 // We're still returning a struct, so reinsert the value into
842                 // our new return value at the new index
843
844                 RetVal = InsertValueInst::Create(RetVal, EV, NewRetIdxs[i], "oldret");
845               } else {
846                 // We are now only returning a simple value, so just return the
847                 // extracted value
848                 RetVal = EV;
849               }
850             } 
851         } 
852         // Replace the return instruction with one returning the new return
853         // value (possibly 0 if we became void).
854         ReturnInst::Create(RetVal, RI);
855         BB->getInstList().erase(RI);
856       }
857
858   // Now that the old function is dead, delete it.
859   F->eraseFromParent();
860
861   return true;
862 }
863
864 bool DAE::runOnModule(Module &M) {
865   bool Changed = false;
866   // First pass: Do a simple check to see if any functions can have their "..."
867   // removed.  We can do this if they never call va_start.  This loop cannot be
868   // fused with the next loop, because deleting a function invalidates
869   // information computed while surveying other functions.
870   DOUT << "DAE - Deleting dead varargs\n";
871   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ) {
872     Function &F = *I++;
873     if (F.getFunctionType()->isVarArg())
874       Changed |= DeleteDeadVarargs(F);
875   }
876
877   // Second phase:loop through the module, determining which arguments are live.
878   // We assume all arguments are dead unless proven otherwise (allowing us to
879   // determine that dead arguments passed into recursive functions are dead).
880   //
881   DOUT << "DAE - Determining liveness\n";
882   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
883     SurveyFunction(*I);
884
885   // Now, remove all dead arguments and return values from each function in
886   // turn
887   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ) {
888     // Increment now, because the function will probably get removed (ie
889     // replaced by a new one)
890     Function *F = I++;
891     Changed |= RemoveDeadStuffFromFunction(F);
892   }
893
894   return Changed;
895 }