]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/Transforms/IPO/DeadArgumentElimination.cpp
Import LLVM r73340.
[FreeBSD/FreeBSD.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/ADT/StringExtras.h"
34 #include "llvm/Support/Compiler.h"
35 #include <map>
36 #include <set>
37 using namespace llvm;
38
39 STATISTIC(NumArgumentsEliminated, "Number of unread args removed");
40 STATISTIC(NumRetValsEliminated  , "Number of unused return values removed");
41
42 namespace {
43   /// DAE - The dead argument elimination pass.
44   ///
45   class VISIBILITY_HIDDEN DAE : public ModulePass {
46   public:
47
48     /// Struct that represents (part of) either a return value or a function
49     /// argument.  Used so that arguments and return values can be used
50     /// interchangably.
51     struct RetOrArg {
52       RetOrArg(const Function* F, unsigned Idx, bool IsArg) : F(F), Idx(Idx),
53                IsArg(IsArg) {}
54       const Function *F;
55       unsigned Idx;
56       bool IsArg;
57
58       /// Make RetOrArg comparable, so we can put it into a map.
59       bool operator<(const RetOrArg &O) const {
60         if (F != O.F)
61           return F < O.F;
62         else if (Idx != O.Idx)
63           return Idx < O.Idx;
64         else
65           return IsArg < O.IsArg;
66       }
67
68       /// Make RetOrArg comparable, so we can easily iterate the multimap.
69       bool operator==(const RetOrArg &O) const {
70         return F == O.F && Idx == O.Idx && IsArg == O.IsArg;
71       }
72
73       std::string getDescription() const {
74         return std::string((IsArg ? "Argument #" : "Return value #")) 
75                + utostr(Idx) + " of function " + F->getName();
76       }
77     };
78
79     /// Liveness enum - During our initial pass over the program, we determine
80     /// that things are either alive or maybe alive. We don't mark anything
81     /// explicitly dead (even if we know they are), since anything not alive
82     /// with no registered uses (in Uses) will never be marked alive and will
83     /// thus become dead in the end.
84     enum Liveness { Live, MaybeLive };
85
86     /// Convenience wrapper
87     RetOrArg CreateRet(const Function *F, unsigned Idx) {
88       return RetOrArg(F, Idx, false);
89     }
90     /// Convenience wrapper
91     RetOrArg CreateArg(const Function *F, unsigned Idx) {
92       return RetOrArg(F, Idx, true);
93     }
94
95     typedef std::multimap<RetOrArg, RetOrArg> UseMap;
96     /// This maps a return value or argument to any MaybeLive return values or
97     /// arguments it uses. This allows the MaybeLive values to be marked live
98     /// when any of its users is marked live.
99     /// For example (indices are left out for clarity):
100     ///  - Uses[ret F] = ret G
101     ///    This means that F calls G, and F returns the value returned by G.
102     ///  - Uses[arg F] = ret G
103     ///    This means that some function calls G and passes its result as an
104     ///    argument to F.
105     ///  - Uses[ret F] = arg F
106     ///    This means that F returns one of its own arguments.
107     ///  - Uses[arg F] = arg G
108     ///    This means that G calls F and passes one of its own (G's) arguments
109     ///    directly to F.
110     UseMap Uses;
111
112     typedef std::set<RetOrArg> LiveSet;
113     typedef std::set<const Function*> LiveFuncSet;
114
115     /// This set contains all values that have been determined to be live.
116     LiveSet LiveValues;
117     /// This set contains all values that are cannot be changed in any way.
118     LiveFuncSet LiveFunctions;
119
120     typedef SmallVector<RetOrArg, 5> UseVector;
121
122   public:
123     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
124     DAE() : ModulePass(&ID) {}
125     bool runOnModule(Module &M);
126
127     virtual bool ShouldHackArguments() const { return false; }
128
129   private:
130     Liveness MarkIfNotLive(RetOrArg Use, UseVector &MaybeLiveUses);
131     Liveness SurveyUse(Value::use_iterator U, UseVector &MaybeLiveUses,
132                        unsigned RetValNum = 0);
133     Liveness SurveyUses(Value *V, UseVector &MaybeLiveUses);
134
135     void SurveyFunction(Function &F);
136     void MarkValue(const RetOrArg &RA, Liveness L,
137                    const UseVector &MaybeLiveUses);
138     void MarkLive(const RetOrArg &RA);
139     void MarkLive(const Function &F);
140     void PropagateLiveness(const RetOrArg &RA);
141     bool RemoveDeadStuffFromFunction(Function *F);
142     bool DeleteDeadVarargs(Function &Fn);
143   };
144 }
145
146
147 char DAE::ID = 0;
148 static RegisterPass<DAE>
149 X("deadargelim", "Dead Argument Elimination");
150
151 namespace {
152   /// DAH - DeadArgumentHacking pass - Same as dead argument elimination, but
153   /// deletes arguments to functions which are external.  This is only for use
154   /// by bugpoint.
155   struct DAH : public DAE {
156     static char ID;
157     virtual bool ShouldHackArguments() const { return true; }
158   };
159 }
160
161 char DAH::ID = 0;
162 static RegisterPass<DAH>
163 Y("deadarghaX0r", "Dead Argument Hacking (BUGPOINT USE ONLY; DO NOT USE)");
164
165 /// createDeadArgEliminationPass - This pass removes arguments from functions
166 /// which are not used by the body of the function.
167 ///
168 ModulePass *llvm::createDeadArgEliminationPass() { return new DAE(); }
169 ModulePass *llvm::createDeadArgHackingPass() { return new DAH(); }
170
171 /// DeleteDeadVarargs - If this is an function that takes a ... list, and if
172 /// llvm.vastart is never called, the varargs list is dead for the function.
173 bool DAE::DeleteDeadVarargs(Function &Fn) {
174   assert(Fn.getFunctionType()->isVarArg() && "Function isn't varargs!");
175   if (Fn.isDeclaration() || !Fn.hasLocalLinkage()) return false;
176
177   // Ensure that the function is only directly called.
178   if (Fn.hasAddressTaken())
179     return false;
180
181   // Okay, we know we can transform this function if safe.  Scan its body
182   // looking for calls to llvm.vastart.
183   for (Function::iterator BB = Fn.begin(), E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
184     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I) {
185       if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(I)) {
186         if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::vastart)
187           return false;
188       }
189     }
190   }
191
192   // If we get here, there are no calls to llvm.vastart in the function body,
193   // remove the "..." and adjust all the calls.
194
195   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
196   // the old function, but doesn't have isVarArg set.
197   const FunctionType *FTy = Fn.getFunctionType();
198   std::vector<const Type*> Params(FTy->param_begin(), FTy->param_end());
199   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(FTy->getReturnType(), Params, false);
200   unsigned NumArgs = Params.size();
201
202   // Create the new function body and insert it into the module...
203   Function *NF = Function::Create(NFTy, Fn.getLinkage());
204   NF->copyAttributesFrom(&Fn);
205   Fn.getParent()->getFunctionList().insert(&Fn, NF);
206   NF->takeName(&Fn);
207
208   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
209   // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
210   //
211   std::vector<Value*> Args;
212   while (!Fn.use_empty()) {
213     CallSite CS = CallSite::get(Fn.use_back());
214     Instruction *Call = CS.getInstruction();
215
216     // Pass all the same arguments.
217     Args.assign(CS.arg_begin(), CS.arg_begin()+NumArgs);
218
219     // Drop any attributes that were on the vararg arguments.
220     AttrListPtr PAL = CS.getAttributes();
221     if (!PAL.isEmpty() && PAL.getSlot(PAL.getNumSlots() - 1).Index > NumArgs) {
222       SmallVector<AttributeWithIndex, 8> AttributesVec;
223       for (unsigned i = 0; PAL.getSlot(i).Index <= NumArgs; ++i)
224         AttributesVec.push_back(PAL.getSlot(i));
225       if (Attributes FnAttrs = PAL.getFnAttributes()) 
226         AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
227       PAL = AttrListPtr::get(AttributesVec.begin(), AttributesVec.end());
228     }
229
230     Instruction *New;
231     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
232       New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
233                                Args.begin(), Args.end(), "", Call);
234       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
235       cast<InvokeInst>(New)->setAttributes(PAL);
236     } else {
237       New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
238       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
239       cast<CallInst>(New)->setAttributes(PAL);
240       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
241         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
242     }
243     Args.clear();
244
245     if (!Call->use_empty())
246       Call->replaceAllUsesWith(New);
247
248     New->takeName(Call);
249
250     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
251     // F.
252     Call->eraseFromParent();
253   }
254
255   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
256   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
257   // function empty.
258   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), Fn.getBasicBlockList());
259
260   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
261   // the new arguments, also transfering over the names as well.  While we're at
262   // it, remove the dead arguments from the DeadArguments list.
263   //
264   for (Function::arg_iterator I = Fn.arg_begin(), E = Fn.arg_end(),
265        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I, ++I2) {
266     // Move the name and users over to the new version.
267     I->replaceAllUsesWith(I2);
268     I2->takeName(I);
269   }
270
271   // Finally, nuke the old function.
272   Fn.eraseFromParent();
273   return true;
274 }
275
276 /// Convenience function that returns the number of return values. It returns 0
277 /// for void functions and 1 for functions not returning a struct. It returns
278 /// the number of struct elements for functions returning a struct.
279 static unsigned NumRetVals(const Function *F) {
280   if (F->getReturnType() == Type::VoidTy)
281     return 0;
282   else if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(F->getReturnType()))
283     return STy->getNumElements();
284   else
285     return 1;
286 }
287
288 /// MarkIfNotLive - This checks Use for liveness in LiveValues. If Use is not
289 /// live, it adds Use to the MaybeLiveUses argument. Returns the determined
290 /// liveness of Use.
291 DAE::Liveness DAE::MarkIfNotLive(RetOrArg Use, UseVector &MaybeLiveUses) {
292   // We're live if our use or its Function is already marked as live.
293   if (LiveFunctions.count(Use.F) || LiveValues.count(Use))
294     return Live;
295
296   // We're maybe live otherwise, but remember that we must become live if
297   // Use becomes live.
298   MaybeLiveUses.push_back(Use);
299   return MaybeLive;
300 }
301
302
303 /// SurveyUse - This looks at a single use of an argument or return value
304 /// and determines if it should be alive or not. Adds this use to MaybeLiveUses
305 /// if it causes the used value to become MaybeAlive.
306 ///
307 /// RetValNum is the return value number to use when this use is used in a
308 /// return instruction. This is used in the recursion, you should always leave
309 /// it at 0.
310 DAE::Liveness DAE::SurveyUse(Value::use_iterator U, UseVector &MaybeLiveUses,
311                              unsigned RetValNum) {
312     Value *V = *U;
313     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(V)) {
314       // The value is returned from a function. It's only live when the
315       // function's return value is live. We use RetValNum here, for the case
316       // that U is really a use of an insertvalue instruction that uses the
317       // orginal Use.
318       RetOrArg Use = CreateRet(RI->getParent()->getParent(), RetValNum);
319       // We might be live, depending on the liveness of Use.
320       return MarkIfNotLive(Use, MaybeLiveUses);
321     }
322     if (InsertValueInst *IV = dyn_cast<InsertValueInst>(V)) {
323       if (U.getOperandNo() != InsertValueInst::getAggregateOperandIndex()
324           && IV->hasIndices())
325         // The use we are examining is inserted into an aggregate. Our liveness
326         // depends on all uses of that aggregate, but if it is used as a return
327         // value, only index at which we were inserted counts.
328         RetValNum = *IV->idx_begin();
329
330       // Note that if we are used as the aggregate operand to the insertvalue,
331       // we don't change RetValNum, but do survey all our uses.
332
333       Liveness Result = MaybeLive;
334       for (Value::use_iterator I = IV->use_begin(),
335            E = V->use_end(); I != E; ++I) {
336         Result = SurveyUse(I, MaybeLiveUses, RetValNum);
337         if (Result == Live)
338           break;
339       }
340       return Result;
341     }
342     CallSite CS = CallSite::get(V);
343     if (CS.getInstruction()) {
344       Function *F = CS.getCalledFunction();
345       if (F) {
346         // Used in a direct call.
347   
348         // Find the argument number. We know for sure that this use is an
349         // argument, since if it was the function argument this would be an
350         // indirect call and the we know can't be looking at a value of the
351         // label type (for the invoke instruction).
352         unsigned ArgNo = CS.getArgumentNo(U.getOperandNo());
353
354         if (ArgNo >= F->getFunctionType()->getNumParams())
355           // The value is passed in through a vararg! Must be live.
356           return Live;
357
358         assert(CS.getArgument(ArgNo) 
359                == CS.getInstruction()->getOperand(U.getOperandNo()) 
360                && "Argument is not where we expected it");
361
362         // Value passed to a normal call. It's only live when the corresponding
363         // argument to the called function turns out live.
364         RetOrArg Use = CreateArg(F, ArgNo);
365         return MarkIfNotLive(Use, MaybeLiveUses);
366       }
367     }
368     // Used in any other way? Value must be live.
369     return Live;
370 }
371
372 /// SurveyUses - This looks at all the uses of the given value
373 /// Returns the Liveness deduced from the uses of this value.
374 ///
375 /// Adds all uses that cause the result to be MaybeLive to MaybeLiveRetUses. If
376 /// the result is Live, MaybeLiveUses might be modified but its content should
377 /// be ignored (since it might not be complete).
378 DAE::Liveness DAE::SurveyUses(Value *V, UseVector &MaybeLiveUses) {
379   // Assume it's dead (which will only hold if there are no uses at all..).
380   Liveness Result = MaybeLive;
381   // Check each use.
382   for (Value::use_iterator I = V->use_begin(),
383        E = V->use_end(); I != E; ++I) {
384     Result = SurveyUse(I, MaybeLiveUses);
385     if (Result == Live)
386       break;
387   }
388   return Result;
389 }
390
391 // SurveyFunction - This performs the initial survey of the specified function,
392 // checking out whether or not it uses any of its incoming arguments or whether
393 // any callers use the return value.  This fills in the LiveValues set and Uses
394 // map.
395 //
396 // We consider arguments of non-internal functions to be intrinsically alive as
397 // well as arguments to functions which have their "address taken".
398 //
399 void DAE::SurveyFunction(Function &F) {
400   unsigned RetCount = NumRetVals(&F);
401   // Assume all return values are dead
402   typedef SmallVector<Liveness, 5> RetVals;
403   RetVals RetValLiveness(RetCount, MaybeLive);
404
405   typedef SmallVector<UseVector, 5> RetUses;
406   // These vectors map each return value to the uses that make it MaybeLive, so
407   // we can add those to the Uses map if the return value really turns out to be
408   // MaybeLive. Initialized to a list of RetCount empty lists.
409   RetUses MaybeLiveRetUses(RetCount);
410
411   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
412     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator()))
413       if (RI->getNumOperands() != 0 && RI->getOperand(0)->getType()
414           != F.getFunctionType()->getReturnType()) {
415         // We don't support old style multiple return values.
416         MarkLive(F);
417         return;
418       }
419
420   if (!F.hasLocalLinkage() && (!ShouldHackArguments() || F.isIntrinsic())) {
421     MarkLive(F);
422     return;
423   }
424
425   DOUT << "DAE - Inspecting callers for fn: " << F.getName() << "\n";
426   // Keep track of the number of live retvals, so we can skip checks once all
427   // of them turn out to be live.
428   unsigned NumLiveRetVals = 0;
429   const Type *STy = dyn_cast<StructType>(F.getReturnType());
430   // Loop all uses of the function.
431   for (Value::use_iterator I = F.use_begin(), E = F.use_end(); I != E; ++I) {
432     // If the function is PASSED IN as an argument, its address has been
433     // taken.
434     CallSite CS = CallSite::get(*I);
435     if (!CS.getInstruction() || !CS.isCallee(I)) {
436       MarkLive(F);
437       return;
438     }
439
440     // If this use is anything other than a call site, the function is alive.
441     Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
442     if (!TheCall) {   // Not a direct call site?
443       MarkLive(F);
444       return;
445     }
446
447     // If we end up here, we are looking at a direct call to our function.
448
449     // Now, check how our return value(s) is/are used in this caller. Don't
450     // bother checking return values if all of them are live already.
451     if (NumLiveRetVals != RetCount) {
452       if (STy) {
453         // Check all uses of the return value.
454         for (Value::use_iterator I = TheCall->use_begin(),
455              E = TheCall->use_end(); I != E; ++I) {
456           ExtractValueInst *Ext = dyn_cast<ExtractValueInst>(*I);
457           if (Ext && Ext->hasIndices()) {
458             // This use uses a part of our return value, survey the uses of
459             // that part and store the results for this index only.
460             unsigned Idx = *Ext->idx_begin();
461             if (RetValLiveness[Idx] != Live) {
462               RetValLiveness[Idx] = SurveyUses(Ext, MaybeLiveRetUses[Idx]);
463               if (RetValLiveness[Idx] == Live)
464                 NumLiveRetVals++;
465             }
466           } else {
467             // Used by something else than extractvalue. Mark all return
468             // values as live.
469             for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i )
470               RetValLiveness[i] = Live;
471             NumLiveRetVals = RetCount;
472             break;
473           }
474         }
475       } else {
476         // Single return value
477         RetValLiveness[0] = SurveyUses(TheCall, MaybeLiveRetUses[0]);
478         if (RetValLiveness[0] == Live)
479           NumLiveRetVals = RetCount;
480       }
481     }
482   }
483
484   // Now we've inspected all callers, record the liveness of our return values.
485   for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i)
486     MarkValue(CreateRet(&F, i), RetValLiveness[i], MaybeLiveRetUses[i]);
487
488   DOUT << "DAE - Inspecting args for fn: " << F.getName() << "\n";
489
490   // Now, check all of our arguments.
491   unsigned i = 0;
492   UseVector MaybeLiveArgUses;
493   for (Function::arg_iterator AI = F.arg_begin(),
494        E = F.arg_end(); AI != E; ++AI, ++i) {
495     // See what the effect of this use is (recording any uses that cause
496     // MaybeLive in MaybeLiveArgUses).
497     Liveness Result = SurveyUses(AI, MaybeLiveArgUses);
498     // Mark the result.
499     MarkValue(CreateArg(&F, i), Result, MaybeLiveArgUses);
500     // Clear the vector again for the next iteration.
501     MaybeLiveArgUses.clear();
502   }
503 }
504
505 /// MarkValue - This function marks the liveness of RA depending on L. If L is
506 /// MaybeLive, it also takes all uses in MaybeLiveUses and records them in Uses,
507 /// such that RA will be marked live if any use in MaybeLiveUses gets marked
508 /// live later on.
509 void DAE::MarkValue(const RetOrArg &RA, Liveness L,
510                     const UseVector &MaybeLiveUses) {
511   switch (L) {
512     case Live: MarkLive(RA); break;
513     case MaybeLive:
514     {
515       // Note any uses of this value, so this return value can be
516       // marked live whenever one of the uses becomes live.
517       for (UseVector::const_iterator UI = MaybeLiveUses.begin(),
518            UE = MaybeLiveUses.end(); UI != UE; ++UI)
519         Uses.insert(std::make_pair(*UI, RA));
520       break;
521     }
522   }
523 }
524
525 /// MarkLive - Mark the given Function as alive, meaning that it cannot be
526 /// changed in any way. Additionally,
527 /// mark any values that are used as this function's parameters or by its return
528 /// values (according to Uses) live as well.
529 void DAE::MarkLive(const Function &F) {
530     DOUT << "DAE - Intrinsically live fn: " << F.getName() << "\n";
531     // Mark the function as live.
532     LiveFunctions.insert(&F);
533     // Mark all arguments as live.
534     for (unsigned i = 0, e = F.arg_size(); i != e; ++i)
535       PropagateLiveness(CreateArg(&F, i));
536     // Mark all return values as live.
537     for (unsigned i = 0, e = NumRetVals(&F); i != e; ++i)
538       PropagateLiveness(CreateRet(&F, i));
539 }
540
541 /// MarkLive - Mark the given return value or argument as live. Additionally,
542 /// mark any values that are used by this value (according to Uses) live as
543 /// well.
544 void DAE::MarkLive(const RetOrArg &RA) {
545   if (LiveFunctions.count(RA.F))
546     return; // Function was already marked Live.
547
548   if (!LiveValues.insert(RA).second)
549     return; // We were already marked Live.
550
551   DOUT << "DAE - Marking " << RA.getDescription() << " live\n";
552   PropagateLiveness(RA);
553 }
554
555 /// PropagateLiveness - Given that RA is a live value, propagate it's liveness
556 /// to any other values it uses (according to Uses).
557 void DAE::PropagateLiveness(const RetOrArg &RA) {
558   // We don't use upper_bound (or equal_range) here, because our recursive call
559   // to ourselves is likely to cause the upper_bound (which is the first value
560   // not belonging to RA) to become erased and the iterator invalidated.
561   UseMap::iterator Begin = Uses.lower_bound(RA);
562   UseMap::iterator E = Uses.end();
563   UseMap::iterator I;
564   for (I = Begin; I != E && I->first == RA; ++I)
565     MarkLive(I->second);
566
567   // Erase RA from the Uses map (from the lower bound to wherever we ended up
568   // after the loop).
569   Uses.erase(Begin, I);
570 }
571
572 // RemoveDeadStuffFromFunction - Remove any arguments and return values from F
573 // that are not in LiveValues. Transform the function and all of the callees of
574 // the function to not have these arguments and return values.
575 //
576 bool DAE::RemoveDeadStuffFromFunction(Function *F) {
577   // Don't modify fully live functions
578   if (LiveFunctions.count(F))
579     return false;
580
581   // Start by computing a new prototype for the function, which is the same as
582   // the old function, but has fewer arguments and a different return type.
583   const FunctionType *FTy = F->getFunctionType();
584   std::vector<const Type*> Params;
585
586   // Set up to build a new list of parameter attributes.
587   SmallVector<AttributeWithIndex, 8> AttributesVec;
588   const AttrListPtr &PAL = F->getAttributes();
589
590   // The existing function return attributes.
591   Attributes RAttrs = PAL.getRetAttributes();
592   Attributes FnAttrs = PAL.getFnAttributes();
593
594   // Find out the new return value.
595
596   const Type *RetTy = FTy->getReturnType();
597   const Type *NRetTy = NULL;
598   unsigned RetCount = NumRetVals(F);
599   // -1 means unused, other numbers are the new index
600   SmallVector<int, 5> NewRetIdxs(RetCount, -1);
601   std::vector<const Type*> RetTypes;
602   if (RetTy == Type::VoidTy) {
603     NRetTy = Type::VoidTy;
604   } else {
605     const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(RetTy);
606     if (STy)
607       // Look at each of the original return values individually.
608       for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i) {
609         RetOrArg Ret = CreateRet(F, i);
610         if (LiveValues.erase(Ret)) {
611           RetTypes.push_back(STy->getElementType(i));
612           NewRetIdxs[i] = RetTypes.size() - 1;
613         } else {
614           ++NumRetValsEliminated;
615           DOUT << "DAE - Removing return value " << i << " from "
616                << F->getNameStart() << "\n";
617         }
618       }
619     else
620       // We used to return a single value.
621       if (LiveValues.erase(CreateRet(F, 0))) {
622         RetTypes.push_back(RetTy);
623         NewRetIdxs[0] = 0;
624       } else {
625         DOUT << "DAE - Removing return value from " << F->getNameStart()
626              << "\n";
627         ++NumRetValsEliminated;
628       }
629     if (RetTypes.size() > 1)
630       // More than one return type? Return a struct with them. Also, if we used
631       // to return a struct and didn't change the number of return values,
632       // return a struct again. This prevents changing {something} into
633       // something and {} into void.
634       // Make the new struct packed if we used to return a packed struct
635       // already.
636       NRetTy = StructType::get(RetTypes, STy->isPacked());
637     else if (RetTypes.size() == 1)
638       // One return type? Just a simple value then, but only if we didn't use to
639       // return a struct with that simple value before.
640       NRetTy = RetTypes.front();
641     else if (RetTypes.size() == 0)
642       // No return types? Make it void, but only if we didn't use to return {}.
643       NRetTy = Type::VoidTy;
644   }
645
646   assert(NRetTy && "No new return type found?");
647
648   // Remove any incompatible attributes, but only if we removed all return
649   // values. Otherwise, ensure that we don't have any conflicting attributes
650   // here. Currently, this should not be possible, but special handling might be
651   // required when new return value attributes are added.
652   if (NRetTy == Type::VoidTy)
653     RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NRetTy);
654   else
655     assert((RAttrs & Attribute::typeIncompatible(NRetTy)) == 0 
656            && "Return attributes no longer compatible?");
657
658   if (RAttrs)
659     AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
660
661   // Remember which arguments are still alive.
662   SmallVector<bool, 10> ArgAlive(FTy->getNumParams(), false);
663   // Construct the new parameter list from non-dead arguments. Also construct
664   // a new set of parameter attributes to correspond. Skip the first parameter
665   // attribute, since that belongs to the return value.
666   unsigned i = 0;
667   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
668        I != E; ++I, ++i) {
669     RetOrArg Arg = CreateArg(F, i);
670     if (LiveValues.erase(Arg)) {
671       Params.push_back(I->getType());
672       ArgAlive[i] = true;
673
674       // Get the original parameter attributes (skipping the first one, that is
675       // for the return value.
676       if (Attributes Attrs = PAL.getParamAttributes(i + 1))
677         AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(Params.size(), Attrs));
678     } else {
679       ++NumArgumentsEliminated;
680       DOUT << "DAE - Removing argument " << i << " (" << I->getNameStart()
681            << ") from " << F->getNameStart() << "\n";
682     }
683   }
684
685   if (FnAttrs != Attribute::None) 
686     AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
687
688   // Reconstruct the AttributesList based on the vector we constructed.
689   AttrListPtr NewPAL = AttrListPtr::get(AttributesVec.begin(), AttributesVec.end());
690
691   // Work around LLVM bug PR56: the CWriter cannot emit varargs functions which
692   // have zero fixed arguments.
693   //
694   // Note that we apply this hack for a vararg fuction that does not have any
695   // arguments anymore, but did have them before (so don't bother fixing
696   // functions that were already broken wrt CWriter).
697   bool ExtraArgHack = false;
698   if (Params.empty() && FTy->isVarArg() && FTy->getNumParams() != 0) {
699     ExtraArgHack = true;
700     Params.push_back(Type::Int32Ty);
701   }
702
703   // Create the new function type based on the recomputed parameters.
704   FunctionType *NFTy = FunctionType::get(NRetTy, Params, FTy->isVarArg());
705
706   // No change?
707   if (NFTy == FTy)
708     return false;
709
710   // Create the new function body and insert it into the module...
711   Function *NF = Function::Create(NFTy, F->getLinkage());
712   NF->copyAttributesFrom(F);
713   NF->setAttributes(NewPAL);
714   // Insert the new function before the old function, so we won't be processing
715   // it again.
716   F->getParent()->getFunctionList().insert(F, NF);
717   NF->takeName(F);
718
719   // Loop over all of the callers of the function, transforming the call sites
720   // to pass in a smaller number of arguments into the new function.
721   //
722   std::vector<Value*> Args;
723   while (!F->use_empty()) {
724     CallSite CS = CallSite::get(F->use_back());
725     Instruction *Call = CS.getInstruction();
726
727     AttributesVec.clear();
728     const AttrListPtr &CallPAL = CS.getAttributes();
729
730     // The call return attributes.
731     Attributes RAttrs = CallPAL.getRetAttributes();
732     Attributes FnAttrs = CallPAL.getFnAttributes();
733     // Adjust in case the function was changed to return void.
734     RAttrs &= ~Attribute::typeIncompatible(NF->getReturnType());
735     if (RAttrs)
736       AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(0, RAttrs));
737
738     // Declare these outside of the loops, so we can reuse them for the second
739     // loop, which loops the varargs.
740     CallSite::arg_iterator I = CS.arg_begin();
741     unsigned i = 0;
742     // Loop over those operands, corresponding to the normal arguments to the
743     // original function, and add those that are still alive.
744     for (unsigned e = FTy->getNumParams(); i != e; ++I, ++i)
745       if (ArgAlive[i]) {
746         Args.push_back(*I);
747         // Get original parameter attributes, but skip return attributes.
748         if (Attributes Attrs = CallPAL.getParamAttributes(i + 1))
749           AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
750       }
751
752     if (ExtraArgHack)
753       Args.push_back(UndefValue::get(Type::Int32Ty));
754
755     // Push any varargs arguments on the list. Don't forget their attributes.
756     for (CallSite::arg_iterator E = CS.arg_end(); I != E; ++I, ++i) {
757       Args.push_back(*I);
758       if (Attributes Attrs = CallPAL.getParamAttributes(i + 1))
759         AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(Args.size(), Attrs));
760     }
761
762     if (FnAttrs != Attribute::None)
763       AttributesVec.push_back(AttributeWithIndex::get(~0, FnAttrs));
764
765     // Reconstruct the AttributesList based on the vector we constructed.
766     AttrListPtr NewCallPAL = AttrListPtr::get(AttributesVec.begin(),
767                                               AttributesVec.end());
768
769     Instruction *New;
770     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
771       New = InvokeInst::Create(NF, II->getNormalDest(), II->getUnwindDest(),
772                                Args.begin(), Args.end(), "", Call);
773       cast<InvokeInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
774       cast<InvokeInst>(New)->setAttributes(NewCallPAL);
775     } else {
776       New = CallInst::Create(NF, Args.begin(), Args.end(), "", Call);
777       cast<CallInst>(New)->setCallingConv(CS.getCallingConv());
778       cast<CallInst>(New)->setAttributes(NewCallPAL);
779       if (cast<CallInst>(Call)->isTailCall())
780         cast<CallInst>(New)->setTailCall();
781     }
782     Args.clear();
783
784     if (!Call->use_empty()) {
785       if (New->getType() == Call->getType()) {
786         // Return type not changed? Just replace users then.
787         Call->replaceAllUsesWith(New);
788         New->takeName(Call);
789       } else if (New->getType() == Type::VoidTy) {
790         // Our return value has uses, but they will get removed later on.
791         // Replace by null for now.
792         Call->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(Call->getType()));
793       } else {
794         assert(isa<StructType>(RetTy) &&
795                "Return type changed, but not into a void. The old return type"
796                " must have been a struct!");
797         Instruction *InsertPt = Call;
798         if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(Call)) {
799           BasicBlock::iterator IP = II->getNormalDest()->begin();
800           while (isa<PHINode>(IP)) ++IP;
801           InsertPt = IP;
802         }
803           
804         // We used to return a struct. Instead of doing smart stuff with all the
805         // uses of this struct, we will just rebuild it using
806         // extract/insertvalue chaining and let instcombine clean that up.
807         //
808         // Start out building up our return value from undef
809         Value *RetVal = llvm::UndefValue::get(RetTy);
810         for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i)
811           if (NewRetIdxs[i] != -1) {
812             Value *V;
813             if (RetTypes.size() > 1)
814               // We are still returning a struct, so extract the value from our
815               // return value
816               V = ExtractValueInst::Create(New, NewRetIdxs[i], "newret",
817                                            InsertPt);
818             else
819               // We are now returning a single element, so just insert that
820               V = New;
821             // Insert the value at the old position
822             RetVal = InsertValueInst::Create(RetVal, V, i, "oldret", InsertPt);
823           }
824         // Now, replace all uses of the old call instruction with the return
825         // struct we built
826         Call->replaceAllUsesWith(RetVal);
827         New->takeName(Call);
828       }
829     }
830
831     // Finally, remove the old call from the program, reducing the use-count of
832     // F.
833     Call->eraseFromParent();
834   }
835
836   // Since we have now created the new function, splice the body of the old
837   // function right into the new function, leaving the old rotting hulk of the
838   // function empty.
839   NF->getBasicBlockList().splice(NF->begin(), F->getBasicBlockList());
840
841   // Loop over the argument list, transfering uses of the old arguments over to
842   // the new arguments, also transfering over the names as well.
843   i = 0;
844   for (Function::arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(),
845        I2 = NF->arg_begin(); I != E; ++I, ++i)
846     if (ArgAlive[i]) {
847       // If this is a live argument, move the name and users over to the new
848       // version.
849       I->replaceAllUsesWith(I2);
850       I2->takeName(I);
851       ++I2;
852     } else {
853       // If this argument is dead, replace any uses of it with null constants
854       // (these are guaranteed to become unused later on).
855       I->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(I->getType()));
856     }
857
858   // If we change the return value of the function we must rewrite any return
859   // instructions.  Check this now.
860   if (F->getReturnType() != NF->getReturnType())
861     for (Function::iterator BB = NF->begin(), E = NF->end(); BB != E; ++BB)
862       if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
863         Value *RetVal;
864
865         if (NFTy->getReturnType() == Type::VoidTy) {
866           RetVal = 0;
867         } else {
868           assert (isa<StructType>(RetTy));
869           // The original return value was a struct, insert
870           // extractvalue/insertvalue chains to extract only the values we need
871           // to return and insert them into our new result.
872           // This does generate messy code, but we'll let it to instcombine to
873           // clean that up.
874           Value *OldRet = RI->getOperand(0);
875           // Start out building up our return value from undef
876           RetVal = llvm::UndefValue::get(NRetTy);
877           for (unsigned i = 0; i != RetCount; ++i)
878             if (NewRetIdxs[i] != -1) {
879               ExtractValueInst *EV = ExtractValueInst::Create(OldRet, i,
880                                                               "oldret", RI);
881               if (RetTypes.size() > 1) {
882                 // We're still returning a struct, so reinsert the value into
883                 // our new return value at the new index
884
885                 RetVal = InsertValueInst::Create(RetVal, EV, NewRetIdxs[i],
886                                                  "newret", RI);
887               } else {
888                 // We are now only returning a simple value, so just return the
889                 // extracted value.
890                 RetVal = EV;
891               }
892             }
893         }
894         // Replace the return instruction with one returning the new return
895         // value (possibly 0 if we became void).
896         ReturnInst::Create(RetVal, RI);
897         BB->getInstList().erase(RI);
898       }
899
900   // Now that the old function is dead, delete it.
901   F->eraseFromParent();
902
903   return true;
904 }
905
906 bool DAE::runOnModule(Module &M) {
907   bool Changed = false;
908
909   // First pass: Do a simple check to see if any functions can have their "..."
910   // removed.  We can do this if they never call va_start.  This loop cannot be
911   // fused with the next loop, because deleting a function invalidates
912   // information computed while surveying other functions.
913   DOUT << "DAE - Deleting dead varargs\n";
914   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ) {
915     Function &F = *I++;
916     if (F.getFunctionType()->isVarArg())
917       Changed |= DeleteDeadVarargs(F);
918   }
919
920   // Second phase:loop through the module, determining which arguments are live.
921   // We assume all arguments are dead unless proven otherwise (allowing us to
922   // determine that dead arguments passed into recursive functions are dead).
923   //
924   DOUT << "DAE - Determining liveness\n";
925   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ++I)
926     SurveyFunction(*I);
927   
928   // Now, remove all dead arguments and return values from each function in
929   // turn
930   for (Module::iterator I = M.begin(), E = M.end(); I != E; ) {
931     // Increment now, because the function will probably get removed (ie
932     // replaced by a new one).
933     Function *F = I++;
934     Changed |= RemoveDeadStuffFromFunction(F);
935   }
936   return Changed;
937 }