API changes for class Use size reduction, wave 1.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / DeadArgumentElimination.cpp
index f8aaf35d82f6d103d0500d0096b6355383567b09..6cd128b7c4586913683cd54a027b0a7e7d08feec 100644 (file)
 //===-- DeadArgumentElimination.cpp - Eliminate dead arguments ------------===//
 //
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
 // This pass deletes dead arguments from internal functions.  Dead argument
 // elimination removes arguments which are directly dead, as well as arguments
-// only passed into function calls as dead arguments of other functions.
+// only passed into function calls as dead arguments of other functions.  This
+// pass also deletes dead arguments in a similar way.
 //
 // This pass is often useful as a cleanup pass to run after aggressive
 // interprocedural passes, which add possibly-dead arguments.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "deadargelim"
 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
+#include "llvm/CallingConv.h"
+#include "llvm/Constant.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/Instructions.h"
+#include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/Constant.h"
-#include "llvm/iOther.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "Support/Debug.h"
-#include "Support/Statistic.h"
-#include "Support/iterator"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include <map>
 #include <set>
+using namespace llvm;
 
-namespace {
-  Statistic<> NumArgumentsEliminated("deadargelim", "Number of args removed");
+STATISTIC(NumArgumentsEliminated, "Number of unread args removed");
+STATISTIC(NumRetValsEliminated  , "Number of unused return values removed");
 
-  struct DAE : public Pass {
-    DAE(bool DFEF = false) : DeleteFromExternalFunctions(DFEF) {}
-    bool run(Module &M);
+namespace {
+  /// DAE - The dead argument elimination pass.
+  ///
+  class VISIBILITY_HIDDEN DAE : public ModulePass {
+    /// Liveness enum - During our initial pass over the program, we determine
+    /// that things are either definately alive, definately dead, or in need of
+    /// interprocedural analysis (MaybeLive).
+    ///
+    enum Liveness { Live, MaybeLive, Dead };
+
+    /// LiveArguments, MaybeLiveArguments, DeadArguments - These sets contain
+    /// all of the arguments in the program.  The Dead set contains arguments
+    /// which are completely dead (never used in the function).  The MaybeLive
+    /// set contains arguments which are only passed into other function calls,
+    /// thus may be live and may be dead.  The Live set contains arguments which
+    /// are known to be alive.
+    ///
+    std::set<Argument*> DeadArguments, MaybeLiveArguments, LiveArguments;
+
+    /// DeadRetVal, MaybeLiveRetVal, LifeRetVal - These sets contain all of the
+    /// functions in the program.  The Dead set contains functions whose return
+    /// value is known to be dead.  The MaybeLive set contains functions whose
+    /// return values are only used by return instructions, and the Live set
+    /// contains functions whose return values are used, functions that are
+    /// external, and functions that already return void.
+    ///
+    std::set<Function*> DeadRetVal, MaybeLiveRetVal, LiveRetVal;
+
+    /// InstructionsToInspect - As we mark arguments and return values
+    /// MaybeLive, we keep track of which instructions could make the values
+    /// live here.  Once the entire program has had the return value and
+    /// arguments analyzed, this set is scanned to promote the MaybeLive objects
+    /// to be Live if they really are used.
+    std::vector<Instruction*> InstructionsToInspect;
+
+    /// CallSites - Keep track of the call sites of functions that have
+    /// MaybeLive arguments or return values.
+    std::multimap<Function*, CallSite> CallSites;
+
+  public:
+    static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
+    DAE() : ModulePass((intptr_t)&ID) {}
+    bool runOnModule(Module &M);
+
+    virtual bool ShouldHackArguments() const { return false; }
 
   private:
-    bool DeleteFromExternalFunctions;
-    bool FunctionArgumentsIntrinsicallyAlive(const Function &F);
-    void RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F,
-                                         std::set<Argument*> &DeadArguments);
+    Liveness getArgumentLiveness(const Argument &A);
+    bool isMaybeLiveArgumentNowLive(Argument *Arg);
+
+    bool DeleteDeadVarargs(Function &Fn);
+    void SurveyFunction(Function &Fn);
+
+    void MarkArgumentLive(Argument *Arg);
+    void MarkRetValLive(Function *F);
+    void MarkReturnInstArgumentLive(ReturnInst *RI);
+
+    void RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F);
   };
-  RegisterOpt<DAE> X("deadargelim", "Dead Argument Elimination");
+  char DAE::ID = 0;
+  RegisterPass<DAE> X("deadargelim", "Dead Argument Elimination");
+
+  /// DAH - DeadArgumentHacking pass - Same as dead argument elimination, but
+  /// deletes arguments to functions which are external.  This is only for use
+  /// by bugpoint.
+  struct DAH : public DAE {
+    static char ID;
+    virtual bool ShouldHackArguments() const { return true; }
+  };
+  char DAH::ID = 0;
+  RegisterPass<DAH> Y("deadarghaX0r",
+                      "Dead Argument Hacking (BUGPOINT USE ONLY; DO NOT USE)");
 }
 
 /// createDeadArgEliminationPass - This pass removes arguments from functions
-/// which are not used by the body of the function.  If
-/// DeleteFromExternalFunctions is true, the pass will modify functions that
-/// have external linkage, which is not usually safe (this is used by bugpoint
-/// to reduce testcases).
+/// which are not used by the body of the function.
 ///
-Pass *createDeadArgEliminationPass(bool DeleteFromExternalFunctions) {
-  return new DAE(DeleteFromExternalFunctions);
-}
+ModulePass *llvm::createDeadArgEliminationPass() { return new DAE(); }
+ModulePass *llvm::createDeadArgHackingPass() { return new DAH(); }
+
+/// DeleteDeadVarargs - If this is an function that takes a ... list, and if
+/// llvm.vastart is never called, the varargs list is dead for the function.
+bool DAE::DeleteDeadVarargs(Function &Fn) {
+  assert(Fn.getFunctionType()->isVarArg() && "Function isn't varargs!");
+  if (Fn.isDeclaration() || !Fn.hasInternalLinkage()) return false;
+
+  // Ensure that the function is only directly called.
+  for (Value::use_iterator I = Fn.use_begin(), E = Fn.use_end(); I != E; ++I) {
+    // If this use is anything other than a call site, give up.
+    CallSite CS = CallSite::get(*I);
+    Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
+    if (!TheCall) return false;   // Not a direct call site?
 
+    // The addr of this function is passed to the call.
+    if (I.getOperandNo() != 0) return false;
+  }
 
-// FunctionArgumentsIntrinsicallyAlive - Return true if the arguments of the
-// specified function are intrinsically alive.
-//
-// We consider arguments of non-internal functions to be intrinsically alive as
-// well as arguments to functions which have their "address taken".
-//
-bool DAE::FunctionArgumentsIntrinsicallyAlive(const Function &F) {
-  if (!F.hasInternalLinkage() && !DeleteFromExternalFunctions) return true;
+  // Okay, we know we can transform this function if safe.  Scan its body
+  // looking for calls to llvm.vastart.
+  for (Function::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
+    for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
+      if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
+        if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::vastart)
+          return false;
+      }
+    }
+  }
 
-  for (Value::use_const_iterator I = F.use_begin(), E = F.use_end(); I!=E; ++I){
-    // If this use is anything other than a call site, the function is alive.
-    CallSite CS = CallSite::get(const_cast<User*>(*I));
-    if (!CS.getInstruction()) return true;  // Not a valid call site?
+  // If we get here, there are no calls to llvm.vastart in the function body,
+  // remove the "..." and adjust all the calls.
+
+  // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
+  // the old function, but has fewer arguments.
+  const FunctionType *FTy = Fn.getFunctionType();
+  std::vector<const Type*> Params(FTy->param_begin(), FTy->param_end());
+  FunctionType *NFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), Params, false);
+  unsigned NumArgs = Params.size();
+
+  // Create the new function body and insert it into the module...
+  Function *NF = Function::Create(NFTy, Fn.getLinkage());
+  NF->setCallingConv(Fn.getCallingConv());
+  NF->setParamAttrs(Fn.getParamAttrs());
+  if (Fn.hasCollector())
+    NF->setCollector(Fn.getCollector());
+  Fn.getParent()->getFunctionList().insert(&Fn, NF);
+  NF->takeName(&Fn);
+
+  // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
+  // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
+  //
+  std::vector<Value*> Args;
+  while (!Fn.use_empty()) {
+    CallSite CS = CallSite::get(Fn.use_back());
+    Instruction *Call = CS.getInstruction();
+
+    // Pass all the same arguments.
+    Args.assign(CS.arg_begin(), CS.arg_begin()+NumArgs);
+
+    // Drop any attributes that were on the vararg arguments.
+    PAListPtr PAL = CS.getParamAttrs();
+    if (!PAL.isEmpty() && PAL.getSlot(PAL.getNumSlots() - 1).Index > NumArgs) {
+      SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
+      for (unsigned i = 0; PAL.getSlot(i).Index <= NumArgs; ++i)
+        ParamAttrsVec.push_back(PAL.getSlot(i));
+      PAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end());
+    }
+
+    Instruction *New;
+    if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
+      New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
+                               Args.begin(), Args.end(), "", Call);
+      cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
+      cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(PAL);
+    } else {
+      New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
+      cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
+      cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(PAL);
+      if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
+        cast<CallInst>(New)->setTailCall();
+    }
+    Args.clear();
+
+    if (!Call->use_empty())
+      Call->replaceAllUsesWith(New);
 
-    // If the function is PASSED IN as an argument, its address has been taken
-    for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end(); AI != E;
-         ++AI)
-      if (AI->get() == &F) return true;
+    New->takeName(Call);
+
+    // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
+    // F.
+    Call->eraseFromParent();
   }
-  return false;
+
+  // Since we have now created the new function, splice the body of the old
+  // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
+  // function empty.
+  NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), Fn.getBasicBlockList());
+
+  // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
+  // the new arguments, also transfering over the names as well.  While we're at
+  // it, remove the dead arguments from the DeadArguments list.
+  //
+  for (Function::arg_iterator I = Fn.arg_begin(), E = Fn.arg_end(),
+       I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I, ++I2) {
+    // Move the name and users over to the new version.
+    I->replaceAllUsesWith(I2);
+    I2->takeName(I);
+  }
+
+  // Finally, nuke the old function.
+  Fn.eraseFromParent();
+  return true;
 }
 
-namespace {
-  enum ArgumentLiveness { Alive, MaybeLive, Dead };
+
+static inline bool CallPassesValueThoughVararg(Instruction *Call,
+                                               const Value *Arg) {
+  CallSite CS = CallSite::get(Call);
+  const Type *CalledValueTy = CS.getCalledValue()->getType();
+  const Type *FTy = cast<PointerType>(CalledValueTy)->getElementType();
+  unsigned NumFixedArgs = cast<FunctionType>(FTy)->getNumParams();
+  for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin()+NumFixedArgs;
+       AI != CS.arg_end(); ++AI)
+    if (AI->get() == Arg)
+      return true;
+  return false;
 }
 
-// getArgumentLiveness - Inspect an argument, determining if is known Alive
+// getArgumentLiveness - Inspect an argument, determining if is known Live
 // (used in a computation), MaybeLive (only passed as an argument to a call), or
 // Dead (not used).
-static ArgumentLiveness getArgumentLiveness(const Argument &A) {
-  if (A.use_empty()) return Dead;  // First check, directly dead?
+DAE::Liveness DAE::getArgumentLiveness(const Argument &A) {
+  const Function *F = A.getParent();
+  
+  // If this is the return value of a struct function, it's not really dead.
+  if (F->hasStructRetAttr() && &*(F->arg_begin()) == &A)
+    return Live;
+  
+  if (A.use_empty())  // First check, directly dead?
+    return Dead;
 
   // Scan through all of the uses, looking for non-argument passing uses.
   for (Value::use_const_iterator I = A.use_begin(), E = A.use_end(); I!=E;++I) {
+    // Return instructions do not immediately effect liveness.
+    if (isa<ReturnInst>(*I))
+      continue;
+
     CallSite CS = CallSite::get(const_cast<User*>(*I));
     if (!CS.getInstruction()) {
       // If its used by something that is not a call or invoke, it's alive!
-      return Alive;
+      return Live;
     }
     // If it's an indirect call, mark it alive...
     Function *Callee = CS.getCalledFunction();
-    if (!Callee) return Alive;
+    if (!Callee) return Live;
 
     // Check to see if it's passed through a va_arg area: if so, we cannot
     // remove it.
-    unsigned NumFixedArgs = Callee->getFunctionType()->getNumParams();
-    for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin()+NumFixedArgs;
-         AI != CS.arg_end(); ++AI)
-      if (AI->get() == &A) // If passed through va_arg area, we cannot remove it
-        return Alive;
+    if (CallPassesValueThoughVararg(CS.getInstruction(), &A))
+      return Live;   // If passed through va_arg area, we cannot remove it
   }
 
   return MaybeLive;  // It must be used, but only as argument to a function
 }
 
-// isMaybeLiveArgumentNowAlive - Check to see if Arg is alive.  At this point,
-// we know that the only uses of Arg are to be passed in as an argument to a
-// function call.  Check to see if the formal argument passed in is in the
-// LiveArguments set.  If so, return true.
+
+// SurveyFunction - This performs the initial survey of the specified function,
+// checking out whether or not it uses any of its incoming arguments or whether
+// any callers use the return value.  This fills in the
+// (Dead|MaybeLive|Live)(Arguments|RetVal) sets.
+//
+// We consider arguments of non-internal functions to be intrinsically alive as
+// well as arguments to functions which have their "address taken".
+//
+void DAE::SurveyFunction(Function &F) {
+  bool FunctionIntrinsicallyLive = false;
+  Liveness RetValLiveness = F.getReturnType() == Type::VoidTy ? Live : Dead;
+
+  if (!F.hasInternalLinkage() &&
+      (!ShouldHackArguments() || F.isIntrinsic()))
+    FunctionIntrinsicallyLive = true;
+  else
+    for (Value::use_iterator I = F.use_begin(), E = F.use_end(); I != E; ++I) {
+      // If this use is anything other than a call site, the function is alive.
+      CallSite CS = CallSite::get(*I);
+      Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
+      if (!TheCall) {   // Not a direct call site?
+        FunctionIntrinsicallyLive = true;
+        break;
+      }
+
+      // Check to see if the return value is used...
+      if (RetValLiveness != Live)
+        for (Value::use_iterator I = TheCall->use_begin(),
+               E = TheCall->use_end(); I != E; ++I)
+          if (isa<ReturnInst>(cast<Instruction>(*I))) {
+            RetValLiveness = MaybeLive;
+          } else if (isa<CallInst>(cast<Instruction>(*I)) ||
+                     isa<InvokeInst>(cast<Instruction>(*I))) {
+            if (CallPassesValueThoughVararg(cast<Instruction>(*I), TheCall) ||
+                !CallSite::get(cast<Instruction>(*I)).getCalledFunction()) {
+              RetValLiveness = Live;
+              break;
+            } else {
+              RetValLiveness = MaybeLive;
+            }
+          } else {
+            RetValLiveness = Live;
+            break;
+          }
+
+      // If the function is PASSED IN as an argument, its address has been taken
+      for (CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
+           AI != E; ++AI)
+        if (AI->get() == &F) {
+          FunctionIntrinsicallyLive = true;
+          break;
+        }
+      if (FunctionIntrinsicallyLive) break;
+    }
+
+  if (FunctionIntrinsicallyLive) {
+    DOUT << "  Intrinsically live fn: " << F.getName() << "\n";
+    for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
+         AI != E; ++AI)
+      LiveArguments.insert(AI);
+    LiveRetVal.insert(&F);
+    return;
+  }
+
+  switch (RetValLiveness) {
+  case Live:      LiveRetVal.insert(&F); break;
+  case MaybeLive: MaybeLiveRetVal.insert(&F); break;
+  case Dead:      DeadRetVal.insert(&F); break;
+  }
+
+  DOUT << "  Inspecting args for fn: " << F.getName() << "\n";
+
+  // If it is not intrinsically alive, we know that all users of the
+  // function are call sites.  Mark all of the arguments live which are
+  // directly used, and keep track of all of the call sites of this function
+  // if there are any arguments we assume that are dead.
+  //
+  bool AnyMaybeLiveArgs = false;
+  for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
+       AI != E; ++AI)
+    switch (getArgumentLiveness(*AI)) {
+    case Live:
+      DOUT << "    Arg live by use: " << AI->getName() << "\n";
+      LiveArguments.insert(AI);
+      break;
+    case Dead:
+      DOUT << "    Arg definitely dead: " << AI->getName() <<"\n";
+      DeadArguments.insert(AI);
+      break;
+    case MaybeLive:
+      DOUT << "    Arg only passed to calls: " << AI->getName() << "\n";
+      AnyMaybeLiveArgs = true;
+      MaybeLiveArguments.insert(AI);
+      break;
+    }
+
+  // If there are any "MaybeLive" arguments, we need to check callees of
+  // this function when/if they become alive.  Record which functions are
+  // callees...
+  if (AnyMaybeLiveArgs || RetValLiveness == MaybeLive)
+    for (Value::use_iterator I = F.use_begin(), E = F.use_end();
+         I != E; ++I) {
+      if (AnyMaybeLiveArgs)
+        CallSites.insert(std::make_pair(&F, CallSite::get(*I)));
+
+      if (RetValLiveness == MaybeLive)
+        for (Value::use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
+             UI != E; ++UI)
+          InstructionsToInspect.push_back(cast<Instruction>(*UI));
+    }
+}
+
+// isMaybeLiveArgumentNowLive - Check to see if Arg is alive.  At this point, we
+// know that the only uses of Arg are to be passed in as an argument to a
+// function call or return.  Check to see if the formal argument passed in is in
+// the LiveArguments set.  If so, return true.
 //
-static bool isMaybeLiveArgumentNowAlive(Argument *Arg,
-                                     const std::set<Argument*> &LiveArguments) {
+bool DAE::isMaybeLiveArgumentNowLive(Argument *Arg) {
   for (Value::use_iterator I = Arg->use_begin(), E = Arg->use_end(); I!=E; ++I){
+    if (isa<ReturnInst>(*I)) {
+      if (LiveRetVal.count(Arg->getParent())) return true;
+      continue;
+    }
+
     CallSite CS = CallSite::get(*I);
 
     // We know that this can only be used for direct calls...
-    Function *Callee = cast<Function>(CS.getCalledValue());
+    Function *Callee = CS.getCalledFunction();
 
     // Loop over all of the arguments (because Arg may be passed into the call
     // multiple times) and check to see if any are now alive...
     CallSite::arg_iterator CSAI = CS.arg_begin();
-    for (Function::aiterator AI = Callee->abegin(), E = Callee->aend();
+    for (Function::arg_iterator AI = Callee->arg_begin(), E = Callee->arg_end();
          AI != E; ++AI, ++CSAI)
       // If this is the argument we are looking for, check to see if it's alive
       if (*CSAI == Arg && LiveArguments.count(AI))
@@ -129,34 +424,73 @@ static bool isMaybeLiveArgumentNowAlive(Argument *Arg,
   return false;
 }
 
-// MarkArgumentLive - The MaybeLive argument 'Arg' is now known to be alive.
-// Mark it live in the specified sets and recursively mark arguments in callers
-// live that are needed to pass in a value.
-//
-static void MarkArgumentLive(Argument *Arg,
-                             std::set<Argument*> &MaybeLiveArguments,
-                             std::set<Argument*> &LiveArguments,
-                          const std::multimap<Function*, CallSite> &CallSites) {
-  DEBUG(std::cerr << "  MaybeLive argument now live: " << Arg->getName()<<"\n");
-  assert(MaybeLiveArguments.count(Arg) && !LiveArguments.count(Arg) &&
-         "Arg not MaybeLive?");
-  MaybeLiveArguments.erase(Arg);
+/// MarkArgumentLive - The MaybeLive argument 'Arg' is now known to be alive.
+/// Mark it live in the specified sets and recursively mark arguments in callers
+/// live that are needed to pass in a value.
+///
+void DAE::MarkArgumentLive(Argument *Arg) {
+  std::set<Argument*>::iterator It = MaybeLiveArguments.lower_bound(Arg);
+  if (It == MaybeLiveArguments.end() || *It != Arg) return;
+
+  DOUT << "  MaybeLive argument now live: " << Arg->getName() <<"\n";
+  MaybeLiveArguments.erase(It);
   LiveArguments.insert(Arg);
-  
+
   // Loop over all of the call sites of the function, making any arguments
   // passed in to provide a value for this argument live as necessary.
   //
   Function *Fn = Arg->getParent();
-  unsigned ArgNo = std::distance(Fn->abegin(), Function::aiterator(Arg));
+  unsigned ArgNo = std::distance(Fn->arg_begin(), Function::arg_iterator(Arg));
 
-  std::multimap<Function*, CallSite>::const_iterator I =
-    CallSites.lower_bound(Fn);
+  std::multimap<Function*, CallSite>::iterator I = CallSites.lower_bound(Fn);
   for (; I != CallSites.end() && I->first == Fn; ++I) {
-    const CallSite &CS = I->second;
-    if (Argument *ActualArg = dyn_cast<Argument>(*(CS.arg_begin()+ArgNo)))
-      if (MaybeLiveArguments.count(ActualArg))
-        MarkArgumentLive(ActualArg, MaybeLiveArguments, LiveArguments,
-                         CallSites);
+    CallSite CS = I->second;
+    Value *ArgVal = *(CS.arg_begin()+ArgNo);
+    if (Argument *ActualArg = dyn_cast<Argument>(ArgVal)) {
+      MarkArgumentLive(ActualArg);
+    } else {
+      // If the value passed in at this call site is a return value computed by
+      // some other call site, make sure to mark the return value at the other
+      // call site as being needed.
+      CallSite ArgCS = CallSite::get(ArgVal);
+      if (ArgCS.getInstruction())
+        if (Function *Fn = ArgCS.getCalledFunction())
+          MarkRetValLive(Fn);
+    }
+  }
+}
+
+/// MarkArgumentLive - The MaybeLive return value for the specified function is
+/// now known to be alive.  Propagate this fact to the return instructions which
+/// produce it.
+void DAE::MarkRetValLive(Function *F) {
+  assert(F && "Shame shame, we can't have null pointers here!");
+
+  // Check to see if we already knew it was live
+  std::set<Function*>::iterator I = MaybeLiveRetVal.lower_bound(F);
+  if (I == MaybeLiveRetVal.end() || *I != F) return;  // It's already alive!
+
+  DOUT << "  MaybeLive retval now live: " << F->getName() << "\n";
+
+  MaybeLiveRetVal.erase(I);
+  LiveRetVal.insert(F);        // It is now known to be live!
+
+  // Loop over all of the functions, noticing that the return value is now live.
+  for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
+    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator()))
+      MarkReturnInstArgumentLive(RI);
+}
+
+void DAE::MarkReturnInstArgumentLive(ReturnInst *RI) {
+  Value *Op = RI->getOperand(0);
+  if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(Op)) {
+    MarkArgumentLive(A);
+  } else if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(Op)) {
+    if (Function *F = CI->getCalledFunction())
+      MarkRetValLive(F);
+  } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Op)) {
+    if (Function *F = II->getCalledFunction())
+      MarkRetValLive(F);
   }
 }
 
@@ -164,40 +498,135 @@ static void MarkArgumentLive(Argument *Arg,
 // specified by the DeadArguments list.  Transform the function and all of the
 // callees of the function to not have these arguments.
 //
-void DAE::RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F,
-                                          std::set<Argument*> &DeadArguments){
+void DAE::RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F) {
   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
   // the old function, but has fewer arguments.
   const FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
   std::vector<const Type*> Params;
 
-  for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(); I != E; ++I)
-    if (!DeadArguments.count(I))
+  // Set up to build a new list of parameter attributes
+  SmallVector<ParamAttrsWithIndex, 8> ParamAttrsVec;
+  const PAListPtr &PAL = F->getParamAttrs();
+
+  // The existing function return attributes.
+  ParameterAttributes RAttrs = PAL.getParamAttrs(0);
+
+  // Make the function return void if the return value is dead.
+  const Type *RetTy = FTy->getReturnType();
+  if (DeadRetVal.count(F)) {
+    RetTy = Type::VoidTy;
+    RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(RetTy);
+    DeadRetVal.erase(F);
+  }
+
+  if (RAttrs)
+    ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
+
+  // Construct the new parameter list from non-dead arguments. Also construct
+  // a new set of parameter attributes to correspond.
+  unsigned index = 1;
+  for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E;
+       ++I, ++index)
+    if (!DeadArguments.count(I)) {
       Params.push_back(I->getType());
+      
+      if (ParameterAttributes Attrs = PAL.getParamAttrs(index))
+        ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Params.size(), Attrs));
+    }
+
+  // Reconstruct the ParamAttrsList based on the vector we constructed.
+  PAListPtr NewPAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(), ParamAttrsVec.end());
+
+  // Work around LLVM bug PR56: the CWriter cannot emit varargs functions which
+  // have zero fixed arguments.
+  //
+  bool ExtraArgHack = false;
+  if (Params.empty() && FTy->isVarArg()) {
+    ExtraArgHack = true;
+    Params.push_back(Type::Int32Ty);
+  }
+
+  // Create the new function type based on the recomputed parameters.
+  FunctionType *NFTy = FunctionType::get(RetTy, Params, FTy->isVarArg());
 
-  FunctionType *NFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), Params,
-                                         FTy->isVarArg());
-  
   // Create the new function body and insert it into the module...
-  Function *NF = new Function(NFTy, F->getLinkage(), F->getName());
+  Function *NF = Function::Create(NFTy, F->getLinkage());
+  NF->setCallingConv(F->getCallingConv());
+  NF->setParamAttrs(NewPAL);
+  if (F->hasCollector())
+    NF->setCollector(F->getCollector());
   F->getParent()->getFunctionList().insert(F, NF);
+  NF->takeName(F);
 
   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
   // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
   //
+  std::vector<Value*> Args;
   while (!F->use_empty()) {
     CallSite CS = CallSite::get(F->use_back());
     Instruction *Call = CS.getInstruction();
-    CS.setCalledFunction(NF);   // Reduce the uses count of F
-    
+    ParamAttrsVec.clear();
+    const PAListPtr &CallPAL = CS.getParamAttrs();
+
+    // The call return attributes.
+    ParameterAttributes RAttrs = CallPAL.getParamAttrs(0);
+    // Adjust in case the function was changed to return void.
+    RAttrs &= ~ParamAttr::typeIncompatible(NF->getReturnType());
+    if (RAttrs)
+      ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttrs));
+
     // Loop over the operands, deleting dead ones...
     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
-    for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(); I != E; ++I)
-      if (DeadArguments.count(I)) {        // Remove operands for dead arguments
-        AI = Call->op_erase(AI);
-      }  else {
-        ++AI;  // Leave live operands alone...
+    index = 1;
+    for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
+         I != E; ++I, ++AI, ++index)
+      if (!DeadArguments.count(I)) {    // Remove operands for dead arguments
+        Args.push_back(*AI);
+        if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(index))
+          ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
       }
+
+    if (ExtraArgHack)
+      Args.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
+
+    // Push any varargs arguments on the list. Don't forget their attributes.
+    for (; AI != CS.arg_end(); ++AI) {
+      Args.push_back(*AI);
+      if (ParameterAttributes Attrs = CallPAL.getParamAttrs(index++))
+        ParamAttrsVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
+    }
+
+    // Reconstruct the ParamAttrsList based on the vector we constructed.
+    PAListPtr NewCallPAL = PAListPtr::get(ParamAttrsVec.begin(),
+                                          ParamAttrsVec.end());
+
+    Instruction *New;
+    if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
+      New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
+                               Args.begin(), Args.end(), "", Call);
+      cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
+      cast<InvokeInst>(New)->setParamAttrs(NewCallPAL);
+    } else {
+      New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
+      cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
+      cast<CallInst>(New)->setParamAttrs(NewCallPAL);
+      if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
+        cast<CallInst>(New)->setTailCall();
+    }
+    Args.clear();
+
+    if (!Call->use_empty()) {
+      if (New->getType() == Type::VoidTy)
+        Call->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(Call->getType()));
+      else {
+        Call->replaceAllUsesWith(New);
+        New->takeName(Call);
+      }
+    }
+
+    // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
+    // F.
+    Call->getParent()->getInstList().erase(Call);
   }
 
   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
@@ -209,13 +638,14 @@ void DAE::RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F,
   // the new arguments, also transfering over the names as well.  While we're at
   // it, remove the dead arguments from the DeadArguments list.
   //
-  for (Function::aiterator I = F->abegin(), E = F->aend(), I2 = NF->abegin();
+  for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(),
+         I2 = NF->arg_begin();
        I != E; ++I)
     if (!DeadArguments.count(I)) {
       // If this is a live argument, move the name and users over to the new
       // version.
       I->replaceAllUsesWith(I2);
-      I2->setName(I->getName());
+      I2->takeName(I);
       ++I2;
     } else {
       // If this argument is dead, replace any uses of it with null constants
@@ -225,61 +655,73 @@ void DAE::RemoveDeadArgumentsFromFunction(Function *F,
       DeadArguments.erase(I);
     }
 
+  // If we change the return value of the function we must rewrite any return
+  // instructions.  Check this now.
+  if (F->getReturnType() != NF->getReturnType())
+    for (Function::iterator BB = NF->begin(), E = NF->end(); BB != E; ++BB)
+      if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
+        ReturnInst::Create(0, RI);
+        BB->getInstList().erase(RI);
+      }
+
   // Now that the old function is dead, delete it.
   F->getParent()->getFunctionList().erase(F);
 }
 
-bool DAE::run(Module &M) {
-  // First phase: loop through the module, determining which arguments are live.
+bool DAE::runOnModule(Module &M) {
+  bool Changed = false;
+  // First pass: Do a simple check to see if any functions can have their "..."
+  // removed.  We can do this if they never call va_start.  This loop cannot be
+  // fused with the next loop, because deleting a function invalidates
+  // information computed while surveying other functions.
+  DOUT << "DAE - Deleting dead varargs\n";
+  for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ) {
+    Function &F = *I++;
+    if (F.getFunctionType()->isVarArg())
+      Changed |= DeleteDeadVarargs(F);
+  }
+  
+  // Second phase:loop through the module, determining which arguments are live.
   // We assume all arguments are dead unless proven otherwise (allowing us to
-  // determing that dead arguments passed into recursive functions are dead).
+  // determine that dead arguments passed into recursive functions are dead).
   //
-  std::set<Argument*> LiveArguments, MaybeLiveArguments, DeadArguments;
-  std::multimap<Function*, CallSite> CallSites;
-
-  DEBUG(std::cerr << "DAE - Determining liveness\n");
-  for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I) {
-    Function &Fn = *I;
-    // If the function is intrinsically alive, just mark the arguments alive.
-    if (FunctionArgumentsIntrinsicallyAlive(Fn)) {
-      for (Function::aiterator AI = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); AI != E; ++AI)
-        LiveArguments.insert(AI);
-      DEBUG(std::cerr << "  Args intrinsically live for fn: " << Fn.getName()
-                      << "\n");
+  DOUT << "DAE - Determining liveness\n";
+  for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
+    SurveyFunction(*I);
+
+  // Loop over the instructions to inspect, propagating liveness among arguments
+  // and return values which are MaybeLive.
+  while (!InstructionsToInspect.empty()) {
+    Instruction *I = InstructionsToInspect.back();
+    InstructionsToInspect.pop_back();
+
+    if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I)) {
+      // For return instructions, we just have to check to see if the return
+      // value for the current function is known now to be alive.  If so, any
+      // arguments used by it are now alive, and any call instruction return
+      // value is alive as well.
+      if (LiveRetVal.count(RI->getParent()->getParent()))
+        MarkReturnInstArgumentLive(RI);
+
     } else {
-      DEBUG(std::cerr << "  Inspecting args for fn: " << Fn.getName() << "\n");
+      CallSite CS = CallSite::get(I);
+      assert(CS.getInstruction() && "Unknown instruction for the I2I list!");
 
-      // If it is not intrinsically alive, we know that all users of the
-      // function are call sites.  Mark all of the arguments live which are
-      // directly used, and keep track of all of the call sites of this function
-      // if there are any arguments we assume that are dead.
-      //
-      bool AnyMaybeLiveArgs = false;
-      for (Function::aiterator AI = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); AI != E; ++AI)
-        switch (getArgumentLiveness(*AI)) {
-        case Alive:
-          DEBUG(std::cerr << "    Arg live by use: " << AI->getName() << "\n");
-          LiveArguments.insert(AI);
-          break;
-        case Dead:
-          DEBUG(std::cerr << "    Arg definitely dead: " <<AI->getName()<<"\n");
-          DeadArguments.insert(AI);
-          break;
-        case MaybeLive:
-          DEBUG(std::cerr << "    Arg only passed to calls: "
-                          << AI->getName() << "\n");
-          AnyMaybeLiveArgs = true;
-          MaybeLiveArguments.insert(AI);
-          break;
-        }
+      Function *Callee = CS.getCalledFunction();
 
-      // If there are any "MaybeLive" arguments, we need to check callees of
-      // this function when/if they become alive.  Record which functions are
-      // callees...
-      if (AnyMaybeLiveArgs)
-        for (Value::use_iterator I = Fn.use_begin(), E = Fn.use_end();
-             I != E; ++I)
-          CallSites.insert(std::make_pair(&Fn, CallSite::get(*I)));
+      // If we found a call or invoke instruction on this list, that means that
+      // an argument of the function is a call instruction.  If the argument is
+      // live, then the return value of the called instruction is now live.
+      //
+      CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();  // ActualIterator
+      for (Function::arg_iterator FI = Callee->arg_begin(),
+             E = Callee->arg_end(); FI != E; ++AI, ++FI) {
+        // If this argument is another call...
+        CallSite ArgCS = CallSite::get(*AI);
+        if (ArgCS.getInstruction() && LiveArguments.count(FI))
+          if (Function *Callee = ArgCS.getCalledFunction())
+            MarkRetValLive(Callee);
+      }
     }
   }
 
@@ -288,17 +730,16 @@ bool DAE::run(Module &M) {
   // passed into requires them to be live.  Of course this could make other
   // arguments live, so process callers recursively.
   //
-  // Because elements can be removed from the MaybeLiveArguments list, copy it
-  // to a temporary vector.
+  // Because elements can be removed from the MaybeLiveArguments set, copy it to
+  // a temporary vector.
   //
   std::vector<Argument*> TmpArgList(MaybeLiveArguments.begin(),
                                     MaybeLiveArguments.end());
   for (unsigned i = 0, e = TmpArgList.size(); i != e; ++i) {
     Argument *MLA = TmpArgList[i];
     if (MaybeLiveArguments.count(MLA) &&
-        isMaybeLiveArgumentNowAlive(MLA, LiveArguments)) {
-      MarkArgumentLive(MLA, MaybeLiveArguments, LiveArguments, CallSites);
-    }
+        isMaybeLiveArgumentNowLive(MLA))
+      MarkArgumentLive(MLA);
   }
 
   // Recover memory early...
@@ -307,17 +748,26 @@ bool DAE::run(Module &M) {
   // At this point, we know that all arguments in DeadArguments and
   // MaybeLiveArguments are dead.  If the two sets are empty, there is nothing
   // to do.
-  if (MaybeLiveArguments.empty() && DeadArguments.empty())
-    return false;
-  
+  if (MaybeLiveArguments.empty() && DeadArguments.empty() &&
+      MaybeLiveRetVal.empty() && DeadRetVal.empty())
+    return Changed;
+
   // Otherwise, compact into one set, and start eliminating the arguments from
   // the functions.
   DeadArguments.insert(MaybeLiveArguments.begin(), MaybeLiveArguments.end());
   MaybeLiveArguments.clear();
+  DeadRetVal.insert(MaybeLiveRetVal.begin(), MaybeLiveRetVal.end());
+  MaybeLiveRetVal.clear();
+
+  LiveArguments.clear();
+  LiveRetVal.clear();
 
   NumArgumentsEliminated += DeadArguments.size();
+  NumRetValsEliminated   += DeadRetVal.size();
   while (!DeadArguments.empty())
-    RemoveDeadArgumentsFromFunction((*DeadArguments.begin())->getParent(),
-                                    DeadArguments);
+    RemoveDeadArgumentsFromFunction((*DeadArguments.begin())->getParent());
+
+  while (!DeadRetVal.empty())
+    RemoveDeadArgumentsFromFunction(*DeadRetVal.begin());
   return true;
 }