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[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
1 //===- InlineFunction.cpp - Code to perform function inlining -------------===//
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 file implements inlining of a function into a call site, resolving
11 // parameters and the return value as appropriate.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
16 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
21 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
22 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
23 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
24 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/Attributes.h"
27 #include "llvm/IR/CallSite.h"
28 #include "llvm/IR/CFG.h"
29 #include "llvm/IR/Constants.h"
30 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
31 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
32 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
33 #include "llvm/IR/DIBuilder.h"
34 #include "llvm/IR/Dominators.h"
35 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
36 #include "llvm/IR/Instructions.h"
37 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
38 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
39 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
40 #include "llvm/IR/Module.h"
41 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
42 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
43 #include <algorithm>
44
45 using namespace llvm;
46
47 static cl::opt<bool>
48 EnableNoAliasConversion("enable-noalias-to-md-conversion", cl::init(true),
49   cl::Hidden,
50   cl::desc("Convert noalias attributes to metadata during inlining."));
51
52 static cl::opt<bool>
53 PreserveAlignmentAssumptions("preserve-alignment-assumptions-during-inlining",
54   cl::init(true), cl::Hidden,
55   cl::desc("Convert align attributes to assumptions during inlining."));
56
57 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI,
58                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
59   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI, CalleeAAR, InsertLifetime);
60 }
61 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI,
62                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
63   return InlineFunction(CallSite(II), IFI, CalleeAAR, InsertLifetime);
64 }
65
66 namespace {
67   /// A class for recording information about inlining a landing pad.
68   class LandingPadInliningInfo {
69     BasicBlock *OuterResumeDest; ///< Destination of the invoke's unwind.
70     BasicBlock *InnerResumeDest; ///< Destination for the callee's resume.
71     LandingPadInst *CallerLPad;  ///< LandingPadInst associated with the invoke.
72     PHINode *InnerEHValuesPHI;   ///< PHI for EH values from landingpad insts.
73     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
74
75   public:
76     LandingPadInliningInfo(InvokeInst *II)
77       : OuterResumeDest(II->getUnwindDest()), InnerResumeDest(nullptr),
78         CallerLPad(nullptr), InnerEHValuesPHI(nullptr) {
79       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
80       // track of which values came into them from the invoke before removing
81       // the edge from this block.
82       llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
83       BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
84       for (; isa<PHINode>(I); ++I) {
85         // Save the value to use for this edge.
86         PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
87         UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
88       }
89
90       CallerLPad = cast<LandingPadInst>(I);
91     }
92
93     /// The outer unwind destination is the target of
94     /// unwind edges introduced for calls within the inlined function.
95     BasicBlock *getOuterResumeDest() const {
96       return OuterResumeDest;
97     }
98
99     BasicBlock *getInnerResumeDest();
100
101     LandingPadInst *getLandingPadInst() const { return CallerLPad; }
102
103     /// Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad block.
104     /// When the landing pad block has only one predecessor, this is
105     /// a simple branch. When there is more than one predecessor, we need to
106     /// split the landing pad block after the landingpad instruction and jump
107     /// to there.
108     void forwardResume(ResumeInst *RI,
109                        SmallPtrSetImpl<LandingPadInst*> &InlinedLPads);
110
111     /// Add incoming-PHI values to the unwind destination block for the given
112     /// basic block, using the values for the original invoke's source block.
113     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
114       addIncomingPHIValuesForInto(BB, OuterResumeDest);
115     }
116
117     void addIncomingPHIValuesForInto(BasicBlock *src, BasicBlock *dest) const {
118       BasicBlock::iterator I = dest->begin();
119       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
120         PHINode *phi = cast<PHINode>(I);
121         phi->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], src);
122       }
123     }
124   };
125 } // anonymous namespace
126
127 /// Get or create a target for the branch from ResumeInsts.
128 BasicBlock *LandingPadInliningInfo::getInnerResumeDest() {
129   if (InnerResumeDest) return InnerResumeDest;
130
131   // Split the landing pad.
132   BasicBlock::iterator SplitPoint = ++CallerLPad->getIterator();
133   InnerResumeDest =
134     OuterResumeDest->splitBasicBlock(SplitPoint,
135                                      OuterResumeDest->getName() + ".body");
136
137   // The number of incoming edges we expect to the inner landing pad.
138   const unsigned PHICapacity = 2;
139
140   // Create corresponding new PHIs for all the PHIs in the outer landing pad.
141   Instruction *InsertPoint = &InnerResumeDest->front();
142   BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
143   for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
144     PHINode *OuterPHI = cast<PHINode>(I);
145     PHINode *InnerPHI = PHINode::Create(OuterPHI->getType(), PHICapacity,
146                                         OuterPHI->getName() + ".lpad-body",
147                                         InsertPoint);
148     OuterPHI->replaceAllUsesWith(InnerPHI);
149     InnerPHI->addIncoming(OuterPHI, OuterResumeDest);
150   }
151
152   // Create a PHI for the exception values.
153   InnerEHValuesPHI = PHINode::Create(CallerLPad->getType(), PHICapacity,
154                                      "eh.lpad-body", InsertPoint);
155   CallerLPad->replaceAllUsesWith(InnerEHValuesPHI);
156   InnerEHValuesPHI->addIncoming(CallerLPad, OuterResumeDest);
157
158   // All done.
159   return InnerResumeDest;
160 }
161
162 /// Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad block.
163 /// When the landing pad block has only one predecessor, this is a simple
164 /// branch. When there is more than one predecessor, we need to split the
165 /// landing pad block after the landingpad instruction and jump to there.
166 void LandingPadInliningInfo::forwardResume(
167     ResumeInst *RI, SmallPtrSetImpl<LandingPadInst *> &InlinedLPads) {
168   BasicBlock *Dest = getInnerResumeDest();
169   BasicBlock *Src = RI->getParent();
170
171   BranchInst::Create(Dest, Src);
172
173   // Update the PHIs in the destination. They were inserted in an order which
174   // makes this work.
175   addIncomingPHIValuesForInto(Src, Dest);
176
177   InnerEHValuesPHI->addIncoming(RI->getOperand(0), Src);
178   RI->eraseFromParent();
179 }
180
181 /// When we inline a basic block into an invoke,
182 /// we have to turn all of the calls that can throw into invokes.
183 /// This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
184 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
185 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
186 static BasicBlock *
187 HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB, BasicBlock *UnwindEdge) {
188   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
189     Instruction *I = &*BBI++;
190
191     // We only need to check for function calls: inlined invoke
192     // instructions require no special handling.
193     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
194
195     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
196     // Inline asm calls cannot throw.
197     if (!CI || CI->doesNotThrow() || isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
198       continue;
199
200     // Convert this function call into an invoke instruction.  First, split the
201     // basic block.
202     BasicBlock *Split =
203         BB->splitBasicBlock(CI->getIterator(), CI->getName() + ".noexc");
204
205     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
206     BB->getInstList().pop_back();
207
208     // Create the new invoke instruction.
209     ImmutableCallSite CS(CI);
210     SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
211     SmallVector<OperandBundleDef, 1> OpBundles;
212
213     CS.getOperandBundlesAsDefs(OpBundles);
214
215     // Note: we're round tripping operand bundles through memory here, and that
216     // can potentially be avoided with a cleverer API design that we do not have
217     // as of this time.
218
219     InvokeInst *II =
220         InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split, UnwindEdge, InvokeArgs,
221                            OpBundles, CI->getName(), BB);
222     II->setDebugLoc(CI->getDebugLoc());
223     II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
224     II->setAttributes(CI->getAttributes());
225     
226     // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
227     // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
228     CI->replaceAllUsesWith(II);
229
230     // Delete the original call
231     Split->getInstList().pop_front();
232     return BB;
233   }
234   return nullptr;
235 }
236
237 /// If we inlined an invoke site, we need to convert calls
238 /// in the body of the inlined function into invokes.
239 ///
240 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
241 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
242 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
243 static void HandleInlinedLandingPad(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
244                                     ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
245   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
246
247   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
248
249   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
250   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
251   // rewrite.
252   LandingPadInliningInfo Invoke(II);
253
254   // Get all of the inlined landing pad instructions.
255   SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> InlinedLPads;
256   for (Function::iterator I = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
257        I != E; ++I)
258     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator()))
259       InlinedLPads.insert(II->getLandingPadInst());
260
261   // Append the clauses from the outer landing pad instruction into the inlined
262   // landing pad instructions.
263   LandingPadInst *OuterLPad = Invoke.getLandingPadInst();
264   for (LandingPadInst *InlinedLPad : InlinedLPads) {
265     unsigned OuterNum = OuterLPad->getNumClauses();
266     InlinedLPad->reserveClauses(OuterNum);
267     for (unsigned OuterIdx = 0; OuterIdx != OuterNum; ++OuterIdx)
268       InlinedLPad->addClause(OuterLPad->getClause(OuterIdx));
269     if (OuterLPad->isCleanup())
270       InlinedLPad->setCleanup(true);
271   }
272
273   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
274        BB != E; ++BB) {
275     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
276       if (BasicBlock *NewBB = HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(
277               &*BB, Invoke.getOuterResumeDest()))
278         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there
279         // is now a new entry in them.
280         Invoke.addIncomingPHIValuesFor(NewBB);
281
282     // Forward any resumes that are remaining here.
283     if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator()))
284       Invoke.forwardResume(RI, InlinedLPads);
285   }
286
287   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
288   // the exception destination block still have entries due to the original
289   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
290   // PHI node) now.
291   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
292 }
293
294 /// If we inlined an invoke site, we need to convert calls
295 /// in the body of the inlined function into invokes.
296 ///
297 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
298 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
299 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
300 static void HandleInlinedEHPad(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
301                                ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
302   BasicBlock *UnwindDest = II->getUnwindDest();
303   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
304
305   assert(UnwindDest->getFirstNonPHI()->isEHPad() && "unexpected BasicBlock!");
306
307   // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
308   // track of which values came into them from the invoke before removing the
309   // edge from this block.
310   SmallVector<Value *, 8> UnwindDestPHIValues;
311   llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
312   for (Instruction &I : *UnwindDest) {
313     // Save the value to use for this edge.
314     PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(&I);
315     if (!PHI)
316       break;
317     UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
318   }
319
320   // Add incoming-PHI values to the unwind destination block for the given basic
321   // block, using the values for the original invoke's source block.
322   auto UpdatePHINodes = [&](BasicBlock *Src) {
323     BasicBlock::iterator I = UnwindDest->begin();
324     for (Value *V : UnwindDestPHIValues) {
325       PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
326       PHI->addIncoming(V, Src);
327       ++I;
328     }
329   };
330
331   // Forward EH terminator instructions to the caller's invoke destination.
332   // This is as simple as connect all the instructions which 'unwind to caller'
333   // to the invoke destination.
334   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
335        BB != E; ++BB) {
336     Instruction *I = BB->getFirstNonPHI();
337     if (I->isEHPad()) {
338       if (auto *CEPI = dyn_cast<CatchEndPadInst>(I)) {
339         if (CEPI->unwindsToCaller()) {
340           CatchEndPadInst::Create(CEPI->getContext(), UnwindDest, CEPI);
341           CEPI->eraseFromParent();
342           UpdatePHINodes(&*BB);
343         }
344       } else if (auto *CEPI = dyn_cast<CleanupEndPadInst>(I)) {
345         if (CEPI->unwindsToCaller()) {
346           CleanupEndPadInst::Create(CEPI->getCleanupPad(), UnwindDest, CEPI);
347           CEPI->eraseFromParent();
348           UpdatePHINodes(&*BB);
349         }
350       } else if (auto *TPI = dyn_cast<TerminatePadInst>(I)) {
351         if (TPI->unwindsToCaller()) {
352           SmallVector<Value *, 3> TerminatePadArgs;
353           for (Value *ArgOperand : TPI->arg_operands())
354             TerminatePadArgs.push_back(ArgOperand);
355           TerminatePadInst::Create(TPI->getContext(), UnwindDest,
356                                    TerminatePadArgs, TPI);
357           TPI->eraseFromParent();
358           UpdatePHINodes(&*BB);
359         }
360       } else {
361         assert(isa<CatchPadInst>(I) || isa<CleanupPadInst>(I));
362       }
363     }
364
365     if (auto *CRI = dyn_cast<CleanupReturnInst>(BB->getTerminator())) {
366       if (CRI->unwindsToCaller()) {
367         CleanupReturnInst::Create(CRI->getCleanupPad(), UnwindDest, CRI);
368         CRI->eraseFromParent();
369         UpdatePHINodes(&*BB);
370       }
371     }
372   }
373
374   if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
375     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(),
376                             E = Caller->end();
377          BB != E; ++BB)
378       if (BasicBlock *NewBB =
379               HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(&*BB, UnwindDest))
380         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there
381         // is now a new entry in them.
382         UpdatePHINodes(NewBB);
383
384   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
385   // the exception destination block still have entries due to the original
386   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
387   // PHI node) now.
388   UnwindDest->removePredecessor(InvokeBB);
389 }
390
391 /// When inlining a function that contains noalias scope metadata,
392 /// this metadata needs to be cloned so that the inlined blocks
393 /// have different "unqiue scopes" at every call site. Were this not done, then
394 /// aliasing scopes from a function inlined into a caller multiple times could
395 /// not be differentiated (and this would lead to miscompiles because the
396 /// non-aliasing property communicated by the metadata could have
397 /// call-site-specific control dependencies).
398 static void CloneAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap) {
399   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
400   SetVector<const MDNode *> MD;
401
402   // Note: We could only clone the metadata if it is already used in the
403   // caller. I'm omitting that check here because it might confuse
404   // inter-procedural alias analysis passes. We can revisit this if it becomes
405   // an efficiency or overhead problem.
406
407   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), IE = CalledFunc->end();
408        I != IE; ++I)
409     for (BasicBlock::const_iterator J = I->begin(), JE = I->end(); J != JE; ++J) {
410       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
411         MD.insert(M);
412       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
413         MD.insert(M);
414     }
415
416   if (MD.empty())
417     return;
418
419   // Walk the existing metadata, adding the complete (perhaps cyclic) chain to
420   // the set.
421   SmallVector<const Metadata *, 16> Queue(MD.begin(), MD.end());
422   while (!Queue.empty()) {
423     const MDNode *M = cast<MDNode>(Queue.pop_back_val());
424     for (unsigned i = 0, ie = M->getNumOperands(); i != ie; ++i)
425       if (const MDNode *M1 = dyn_cast<MDNode>(M->getOperand(i)))
426         if (MD.insert(M1))
427           Queue.push_back(M1);
428   }
429
430   // Now we have a complete set of all metadata in the chains used to specify
431   // the noalias scopes and the lists of those scopes.
432   SmallVector<TempMDTuple, 16> DummyNodes;
433   DenseMap<const MDNode *, TrackingMDNodeRef> MDMap;
434   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
435        I != IE; ++I) {
436     DummyNodes.push_back(MDTuple::getTemporary(CalledFunc->getContext(), None));
437     MDMap[*I].reset(DummyNodes.back().get());
438   }
439
440   // Create new metadata nodes to replace the dummy nodes, replacing old
441   // metadata references with either a dummy node or an already-created new
442   // node.
443   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
444        I != IE; ++I) {
445     SmallVector<Metadata *, 4> NewOps;
446     for (unsigned i = 0, ie = (*I)->getNumOperands(); i != ie; ++i) {
447       const Metadata *V = (*I)->getOperand(i);
448       if (const MDNode *M = dyn_cast<MDNode>(V))
449         NewOps.push_back(MDMap[M]);
450       else
451         NewOps.push_back(const_cast<Metadata *>(V));
452     }
453
454     MDNode *NewM = MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NewOps);
455     MDTuple *TempM = cast<MDTuple>(MDMap[*I]);
456     assert(TempM->isTemporary() && "Expected temporary node");
457
458     TempM->replaceAllUsesWith(NewM);
459   }
460
461   // Now replace the metadata in the new inlined instructions with the
462   // repacements from the map.
463   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
464        VMI != VMIE; ++VMI) {
465     if (!VMI->second)
466       continue;
467
468     Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
469     if (!NI)
470       continue;
471
472     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope)) {
473       MDNode *NewMD = MDMap[M];
474       // If the call site also had alias scope metadata (a list of scopes to
475       // which instructions inside it might belong), propagate those scopes to
476       // the inlined instructions.
477       if (MDNode *CSM =
478               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
479         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
480       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, NewMD);
481     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
482       if (MDNode *M =
483               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
484         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, M);
485     }
486
487     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)) {
488       MDNode *NewMD = MDMap[M];
489       // If the call site also had noalias metadata (a list of scopes with
490       // which instructions inside it don't alias), propagate those scopes to
491       // the inlined instructions.
492       if (MDNode *CSM =
493               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
494         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
495       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, NewMD);
496     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
497       if (MDNode *M = CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
498         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, M);
499     }
500   }
501 }
502
503 /// If the inlined function has noalias arguments,
504 /// then add new alias scopes for each noalias argument, tag the mapped noalias
505 /// parameters with noalias metadata specifying the new scope, and tag all
506 /// non-derived loads, stores and memory intrinsics with the new alias scopes.
507 static void AddAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap,
508                                   const DataLayout &DL, AAResults *CalleeAAR) {
509   if (!EnableNoAliasConversion)
510     return;
511
512   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
513   SmallVector<const Argument *, 4> NoAliasArgs;
514
515   for (const Argument &I : CalledFunc->args()) {
516     if (I.hasNoAliasAttr() && !I.hasNUses(0))
517       NoAliasArgs.push_back(&I);
518   }
519
520   if (NoAliasArgs.empty())
521     return;
522
523   // To do a good job, if a noalias variable is captured, we need to know if
524   // the capture point dominates the particular use we're considering.
525   DominatorTree DT;
526   DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CalledFunc));
527
528   // noalias indicates that pointer values based on the argument do not alias
529   // pointer values which are not based on it. So we add a new "scope" for each
530   // noalias function argument. Accesses using pointers based on that argument
531   // become part of that alias scope, accesses using pointers not based on that
532   // argument are tagged as noalias with that scope.
533
534   DenseMap<const Argument *, MDNode *> NewScopes;
535   MDBuilder MDB(CalledFunc->getContext());
536
537   // Create a new scope domain for this function.
538   MDNode *NewDomain =
539     MDB.createAnonymousAliasScopeDomain(CalledFunc->getName());
540   for (unsigned i = 0, e = NoAliasArgs.size(); i != e; ++i) {
541     const Argument *A = NoAliasArgs[i];
542
543     std::string Name = CalledFunc->getName();
544     if (A->hasName()) {
545       Name += ": %";
546       Name += A->getName();
547     } else {
548       Name += ": argument ";
549       Name += utostr(i);
550     }
551
552     // Note: We always create a new anonymous root here. This is true regardless
553     // of the linkage of the callee because the aliasing "scope" is not just a
554     // property of the callee, but also all control dependencies in the caller.
555     MDNode *NewScope = MDB.createAnonymousAliasScope(NewDomain, Name);
556     NewScopes.insert(std::make_pair(A, NewScope));
557   }
558
559   // Iterate over all new instructions in the map; for all memory-access
560   // instructions, add the alias scope metadata.
561   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
562        VMI != VMIE; ++VMI) {
563     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VMI->first)) {
564       if (!VMI->second)
565         continue;
566
567       Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
568       if (!NI)
569         continue;
570
571       bool IsArgMemOnlyCall = false, IsFuncCall = false;
572       SmallVector<const Value *, 2> PtrArgs;
573
574       if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
575         PtrArgs.push_back(LI->getPointerOperand());
576       else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
577         PtrArgs.push_back(SI->getPointerOperand());
578       else if (const VAArgInst *VAAI = dyn_cast<VAArgInst>(I))
579         PtrArgs.push_back(VAAI->getPointerOperand());
580       else if (const AtomicCmpXchgInst *CXI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(I))
581         PtrArgs.push_back(CXI->getPointerOperand());
582       else if (const AtomicRMWInst *RMWI = dyn_cast<AtomicRMWInst>(I))
583         PtrArgs.push_back(RMWI->getPointerOperand());
584       else if (ImmutableCallSite ICS = ImmutableCallSite(I)) {
585         // If we know that the call does not access memory, then we'll still
586         // know that about the inlined clone of this call site, and we don't
587         // need to add metadata.
588         if (ICS.doesNotAccessMemory())
589           continue;
590
591         IsFuncCall = true;
592         if (CalleeAAR) {
593           FunctionModRefBehavior MRB = CalleeAAR->getModRefBehavior(ICS);
594           if (MRB == FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees ||
595               MRB == FMRB_OnlyReadsArgumentPointees)
596             IsArgMemOnlyCall = true;
597         }
598
599         for (ImmutableCallSite::arg_iterator AI = ICS.arg_begin(),
600              AE = ICS.arg_end(); AI != AE; ++AI) {
601           // We need to check the underlying objects of all arguments, not just
602           // the pointer arguments, because we might be passing pointers as
603           // integers, etc.
604           // However, if we know that the call only accesses pointer arguments,
605           // then we only need to check the pointer arguments.
606           if (IsArgMemOnlyCall && !(*AI)->getType()->isPointerTy())
607             continue;
608
609           PtrArgs.push_back(*AI);
610         }
611       }
612
613       // If we found no pointers, then this instruction is not suitable for
614       // pairing with an instruction to receive aliasing metadata.
615       // However, if this is a call, this we might just alias with none of the
616       // noalias arguments.
617       if (PtrArgs.empty() && !IsFuncCall)
618         continue;
619
620       // It is possible that there is only one underlying object, but you
621       // need to go through several PHIs to see it, and thus could be
622       // repeated in the Objects list.
623       SmallPtrSet<const Value *, 4> ObjSet;
624       SmallVector<Metadata *, 4> Scopes, NoAliases;
625
626       SmallSetVector<const Argument *, 4> NAPtrArgs;
627       for (unsigned i = 0, ie = PtrArgs.size(); i != ie; ++i) {
628         SmallVector<Value *, 4> Objects;
629         GetUnderlyingObjects(const_cast<Value*>(PtrArgs[i]),
630                              Objects, DL, /* LI = */ nullptr);
631
632         for (Value *O : Objects)
633           ObjSet.insert(O);
634       }
635
636       // Figure out if we're derived from anything that is not a noalias
637       // argument.
638       bool CanDeriveViaCapture = false, UsesAliasingPtr = false;
639       for (const Value *V : ObjSet) {
640         // Is this value a constant that cannot be derived from any pointer
641         // value (we need to exclude constant expressions, for example, that
642         // are formed from arithmetic on global symbols).
643         bool IsNonPtrConst = isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V) ||
644                              isa<ConstantPointerNull>(V) ||
645                              isa<ConstantDataVector>(V) || isa<UndefValue>(V);
646         if (IsNonPtrConst)
647           continue;
648
649         // If this is anything other than a noalias argument, then we cannot
650         // completely describe the aliasing properties using alias.scope
651         // metadata (and, thus, won't add any).
652         if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
653           if (!A->hasNoAliasAttr())
654             UsesAliasingPtr = true;
655         } else {
656           UsesAliasingPtr = true;
657         }
658
659         // If this is not some identified function-local object (which cannot
660         // directly alias a noalias argument), or some other argument (which,
661         // by definition, also cannot alias a noalias argument), then we could
662         // alias a noalias argument that has been captured).
663         if (!isa<Argument>(V) &&
664             !isIdentifiedFunctionLocal(const_cast<Value*>(V)))
665           CanDeriveViaCapture = true;
666       }
667
668       // A function call can always get captured noalias pointers (via other
669       // parameters, globals, etc.).
670       if (IsFuncCall && !IsArgMemOnlyCall)
671         CanDeriveViaCapture = true;
672
673       // First, we want to figure out all of the sets with which we definitely
674       // don't alias. Iterate over all noalias set, and add those for which:
675       //   1. The noalias argument is not in the set of objects from which we
676       //      definitely derive.
677       //   2. The noalias argument has not yet been captured.
678       // An arbitrary function that might load pointers could see captured
679       // noalias arguments via other noalias arguments or globals, and so we
680       // must always check for prior capture.
681       for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
682         if (!ObjSet.count(A) && (!CanDeriveViaCapture ||
683                                  // It might be tempting to skip the
684                                  // PointerMayBeCapturedBefore check if
685                                  // A->hasNoCaptureAttr() is true, but this is
686                                  // incorrect because nocapture only guarantees
687                                  // that no copies outlive the function, not
688                                  // that the value cannot be locally captured.
689                                  !PointerMayBeCapturedBefore(A,
690                                    /* ReturnCaptures */ false,
691                                    /* StoreCaptures */ false, I, &DT)))
692           NoAliases.push_back(NewScopes[A]);
693       }
694
695       if (!NoAliases.empty())
696         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias,
697                         MDNode::concatenate(
698                             NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias),
699                             MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NoAliases)));
700
701       // Next, we want to figure out all of the sets to which we might belong.
702       // We might belong to a set if the noalias argument is in the set of
703       // underlying objects. If there is some non-noalias argument in our list
704       // of underlying objects, then we cannot add a scope because the fact
705       // that some access does not alias with any set of our noalias arguments
706       // cannot itself guarantee that it does not alias with this access
707       // (because there is some pointer of unknown origin involved and the
708       // other access might also depend on this pointer). We also cannot add
709       // scopes to arbitrary functions unless we know they don't access any
710       // non-parameter pointer-values.
711       bool CanAddScopes = !UsesAliasingPtr;
712       if (CanAddScopes && IsFuncCall)
713         CanAddScopes = IsArgMemOnlyCall;
714
715       if (CanAddScopes)
716         for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
717           if (ObjSet.count(A))
718             Scopes.push_back(NewScopes[A]);
719         }
720
721       if (!Scopes.empty())
722         NI->setMetadata(
723             LLVMContext::MD_alias_scope,
724             MDNode::concatenate(NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
725                                 MDNode::get(CalledFunc->getContext(), Scopes)));
726     }
727   }
728 }
729
730 /// If the inlined function has non-byval align arguments, then
731 /// add @llvm.assume-based alignment assumptions to preserve this information.
732 static void AddAlignmentAssumptions(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI) {
733   if (!PreserveAlignmentAssumptions)
734     return;
735   auto &DL = CS.getCaller()->getParent()->getDataLayout();
736
737   // To avoid inserting redundant assumptions, we should check for assumptions
738   // already in the caller. To do this, we might need a DT of the caller.
739   DominatorTree DT;
740   bool DTCalculated = false;
741
742   Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
743   for (Function::arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
744                               E = CalledFunc->arg_end();
745        I != E; ++I) {
746     unsigned Align = I->getType()->isPointerTy() ? I->getParamAlignment() : 0;
747     if (Align && !I->hasByValOrInAllocaAttr() && !I->hasNUses(0)) {
748       if (!DTCalculated) {
749         DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CS.getInstruction()->getParent()
750                                                ->getParent()));
751         DTCalculated = true;
752       }
753
754       // If we can already prove the asserted alignment in the context of the
755       // caller, then don't bother inserting the assumption.
756       Value *Arg = CS.getArgument(I->getArgNo());
757       if (getKnownAlignment(Arg, DL, CS.getInstruction(),
758                             &IFI.ACT->getAssumptionCache(*CS.getCaller()),
759                             &DT) >= Align)
760         continue;
761
762       IRBuilder<>(CS.getInstruction())
763           .CreateAlignmentAssumption(DL, Arg, Align);
764     }
765   }
766 }
767
768 /// Once we have cloned code over from a callee into the caller,
769 /// update the specified callgraph to reflect the changes we made.
770 /// Note that it's possible that not all code was copied over, so only
771 /// some edges of the callgraph may remain.
772 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
773                                          Function::iterator FirstNewBlock,
774                                          ValueToValueMapTy &VMap,
775                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
776   CallGraph &CG = *IFI.CG;
777   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
778   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
779   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
780   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
781
782   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
783   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
784   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
785
786   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
787   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
788   if (CalleeNode == CallerNode) {
789     CallCache.assign(I, E);
790     I = CallCache.begin();
791     E = CallCache.end();
792   }
793
794   for (; I != E; ++I) {
795     const Value *OrigCall = I->first;
796
797     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
798     // Only copy the edge if the call was inlined!
799     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == nullptr)
800       continue;
801     
802     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
803     // add.  Check for this case.
804     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
805     if (!NewCall)
806       continue;
807
808     // We do not treat intrinsic calls like real function calls because we
809     // expect them to become inline code; do not add an edge for an intrinsic.
810     CallSite CS = CallSite(NewCall);
811     if (CS && CS.getCalledFunction() && CS.getCalledFunction()->isIntrinsic())
812       continue;
813     
814     // Remember that this call site got inlined for the client of
815     // InlineFunction.
816     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
817
818     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
819     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
820     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
821     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
822     // was just unnecessarily imprecise.
823     if (!I->second->getFunction())
824       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
825         // Indirect call site resolved to direct call.
826         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
827
828         continue;
829       }
830
831     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
832   }
833   
834   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
835   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
836   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
837 }
838
839 static void HandleByValArgumentInit(Value *Dst, Value *Src, Module *M,
840                                     BasicBlock *InsertBlock,
841                                     InlineFunctionInfo &IFI) {
842   Type *AggTy = cast<PointerType>(Src->getType())->getElementType();
843   IRBuilder<> Builder(InsertBlock, InsertBlock->begin());
844
845   Value *Size = Builder.getInt64(M->getDataLayout().getTypeStoreSize(AggTy));
846
847   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
848   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
849   // better alignment.
850   Builder.CreateMemCpy(Dst, Src, Size, /*Align=*/1);
851 }
852
853 /// When inlining a call site that has a byval argument,
854 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
855 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
856                                   const Function *CalledFunc,
857                                   InlineFunctionInfo &IFI,
858                                   unsigned ByValAlignment) {
859   PointerType *ArgTy = cast<PointerType>(Arg->getType());
860   Type *AggTy = ArgTy->getElementType();
861
862   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent();
863
864   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
865   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
866   // temporary.
867   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
868     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
869     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
870     // give up on this transformation.
871     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
872       return Arg;
873
874     const DataLayout &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
875
876     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
877     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
878     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment, DL, TheCall,
879                                    &IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller)) >=
880         ByValAlignment)
881       return Arg;
882     
883     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
884     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
885   }
886
887   // Create the alloca.  If we have DataLayout, use nice alignment.
888   unsigned Align =
889       Caller->getParent()->getDataLayout().getPrefTypeAlignment(AggTy);
890
891   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
892   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
893   // pointer inside the callee).
894   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
895   
896   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, nullptr, Align, Arg->getName(), 
897                                     &*Caller->begin()->begin());
898   IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(NewAlloca));
899   
900   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
901   // instead.
902   return NewAlloca;
903 }
904
905 // Check whether this Value is used by a lifetime intrinsic.
906 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
907   for (User *U : V->users()) {
908     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U)) {
909       switch (II->getIntrinsicID()) {
910       default: break;
911       case Intrinsic::lifetime_start:
912       case Intrinsic::lifetime_end:
913         return true;
914       }
915     }
916   }
917   return false;
918 }
919
920 // Check whether the given alloca already has
921 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
922 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
923   Type *Ty = AI->getType();
924   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(Ty->getContext(),
925                                        Ty->getPointerAddressSpace());
926   if (Ty == Int8PtrTy)
927     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
928
929   // Do a scan to find all the casts to i8*.
930   for (User *U : AI->users()) {
931     if (U->getType() != Int8PtrTy) continue;
932     if (U->stripPointerCasts() != AI) continue;
933     if (isUsedByLifetimeMarker(U))
934       return true;
935   }
936   return false;
937 }
938
939 /// Rebuild the entire inlined-at chain for this instruction so that the top of
940 /// the chain now is inlined-at the new call site.
941 static DebugLoc
942 updateInlinedAtInfo(DebugLoc DL, DILocation *InlinedAtNode, LLVMContext &Ctx,
943                     DenseMap<const DILocation *, DILocation *> &IANodes) {
944   SmallVector<DILocation *, 3> InlinedAtLocations;
945   DILocation *Last = InlinedAtNode;
946   DILocation *CurInlinedAt = DL;
947
948   // Gather all the inlined-at nodes
949   while (DILocation *IA = CurInlinedAt->getInlinedAt()) {
950     // Skip any we've already built nodes for
951     if (DILocation *Found = IANodes[IA]) {
952       Last = Found;
953       break;
954     }
955
956     InlinedAtLocations.push_back(IA);
957     CurInlinedAt = IA;
958   }
959
960   // Starting from the top, rebuild the nodes to point to the new inlined-at
961   // location (then rebuilding the rest of the chain behind it) and update the
962   // map of already-constructed inlined-at nodes.
963   for (const DILocation *MD : make_range(InlinedAtLocations.rbegin(),
964                                          InlinedAtLocations.rend())) {
965     Last = IANodes[MD] = DILocation::getDistinct(
966         Ctx, MD->getLine(), MD->getColumn(), MD->getScope(), Last);
967   }
968
969   // And finally create the normal location for this instruction, referring to
970   // the new inlined-at chain.
971   return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(), Last);
972 }
973
974 /// Update inlined instructions' line numbers to
975 /// to encode location where these instructions are inlined.
976 static void fixupLineNumbers(Function *Fn, Function::iterator FI,
977                              Instruction *TheCall) {
978   DebugLoc TheCallDL = TheCall->getDebugLoc();
979   if (!TheCallDL)
980     return;
981
982   auto &Ctx = Fn->getContext();
983   DILocation *InlinedAtNode = TheCallDL;
984
985   // Create a unique call site, not to be confused with any other call from the
986   // same location.
987   InlinedAtNode = DILocation::getDistinct(
988       Ctx, InlinedAtNode->getLine(), InlinedAtNode->getColumn(),
989       InlinedAtNode->getScope(), InlinedAtNode->getInlinedAt());
990
991   // Cache the inlined-at nodes as they're built so they are reused, without
992   // this every instruction's inlined-at chain would become distinct from each
993   // other.
994   DenseMap<const DILocation *, DILocation *> IANodes;
995
996   for (; FI != Fn->end(); ++FI) {
997     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
998          BI != BE; ++BI) {
999       DebugLoc DL = BI->getDebugLoc();
1000       if (!DL) {
1001         // If the inlined instruction has no line number, make it look as if it
1002         // originates from the call location. This is important for
1003         // ((__always_inline__, __nodebug__)) functions which must use caller
1004         // location for all instructions in their function body.
1005
1006         // Don't update static allocas, as they may get moved later.
1007         if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BI))
1008           if (isa<Constant>(AI->getArraySize()))
1009             continue;
1010
1011         BI->setDebugLoc(TheCallDL);
1012       } else {
1013         BI->setDebugLoc(updateInlinedAtInfo(DL, InlinedAtNode, BI->getContext(), IANodes));
1014       }
1015     }
1016   }
1017 }
1018
1019 /// This function inlines the called function into the basic block of the
1020 /// caller. This returns false if it is not possible to inline this call.
1021 /// The program is still in a well defined state if this occurs though.
1022 ///
1023 /// Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
1024 /// instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
1025 /// exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
1026 /// function by one level.
1027 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI,
1028                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
1029   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
1030   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
1031          "Instruction not in function!");
1032
1033   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
1034   IFI.reset();
1035   
1036   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
1037   if (!CalledFunc ||              // Can't inline external function or indirect
1038       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
1039       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
1040
1041   // The inliner does not know how to inline through calls with operand bundles
1042   // in general ...
1043   if (CS.hasOperandBundles()) {
1044     // ... but it knows how to inline through "deopt" operand bundles.
1045     bool CanInline =
1046         CS.getNumOperandBundles() == 1 &&
1047         CS.getOperandBundleAt(0).getTagID() == LLVMContext::OB_deopt;
1048     if (!CanInline)
1049       return false;
1050   }
1051
1052   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
1053   // calls that we inline.
1054   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
1055
1056   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
1057   Function *Caller = OrigBB->getParent();
1058
1059   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
1060   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
1061   //     caller.
1062   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
1063   if (CalledFunc->hasGC()) {
1064     if (!Caller->hasGC())
1065       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
1066     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
1067       return false;
1068   }
1069
1070   // Get the personality function from the callee if it contains a landing pad.
1071   Constant *CalledPersonality =
1072       CalledFunc->hasPersonalityFn()
1073           ? CalledFunc->getPersonalityFn()->stripPointerCasts()
1074           : nullptr;
1075
1076   // Find the personality function used by the landing pads of the caller. If it
1077   // exists, then check to see that it matches the personality function used in
1078   // the callee.
1079   Constant *CallerPersonality =
1080       Caller->hasPersonalityFn()
1081           ? Caller->getPersonalityFn()->stripPointerCasts()
1082           : nullptr;
1083   if (CalledPersonality) {
1084     if (!CallerPersonality)
1085       Caller->setPersonalityFn(CalledPersonality);
1086     // If the personality functions match, then we can perform the
1087     // inlining. Otherwise, we can't inline.
1088     // TODO: This isn't 100% true. Some personality functions are proper
1089     //       supersets of others and can be used in place of the other.
1090     else if (CalledPersonality != CallerPersonality)
1091       return false;
1092   }
1093
1094   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
1095   // the new function inlined after it.
1096   Function::iterator LastBlock = --Caller->end();
1097
1098   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
1099   // function.
1100   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
1101   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
1102   Function::iterator FirstNewBlock;
1103
1104   { // Scope to destroy VMap after cloning.
1105     ValueToValueMapTy VMap;
1106     // Keep a list of pair (dst, src) to emit byval initializations.
1107     SmallVector<std::pair<Value*, Value*>, 4> ByValInit;
1108
1109     auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1110
1111     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
1112            "No varargs calls can be inlined!");
1113
1114     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
1115     // matches up the formal to the actual argument values.
1116     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
1117     unsigned ArgNo = 0;
1118     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
1119          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
1120       Value *ActualArg = *AI;
1121
1122       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
1123       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
1124       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
1125       // modify the struct.
1126       if (CS.isByValArgument(ArgNo)) {
1127         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
1128                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1));
1129         if (ActualArg != *AI)
1130           ByValInit.push_back(std::make_pair(ActualArg, (Value*) *AI));
1131       }
1132
1133       VMap[&*I] = ActualArg;
1134     }
1135
1136     // Add alignment assumptions if necessary. We do this before the inlined
1137     // instructions are actually cloned into the caller so that we can easily
1138     // check what will be known at the start of the inlined code.
1139     AddAlignmentAssumptions(CS, IFI);
1140
1141     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
1142     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
1143     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
1144     // happy with whatever the cloner can do.
1145     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap,
1146                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
1147                               &InlinedFunctionInfo, TheCall);
1148
1149     // Remember the first block that is newly cloned over.
1150     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
1151
1152     // Inject byval arguments initialization.
1153     for (std::pair<Value*, Value*> &Init : ByValInit)
1154       HandleByValArgumentInit(Init.first, Init.second, Caller->getParent(),
1155                               &*FirstNewBlock, IFI);
1156
1157     if (CS.hasOperandBundles()) {
1158       auto ParentDeopt = CS.getOperandBundleAt(0);
1159       assert(ParentDeopt.getTagID() == LLVMContext::OB_deopt &&
1160              "Checked on entry!");
1161
1162       SmallVector<OperandBundleDef, 2> OpDefs;
1163
1164       for (auto &VH : InlinedFunctionInfo.OperandBundleCallSites) {
1165         Instruction *I = VH;
1166
1167         OpDefs.clear();
1168
1169         CallSite ICS(I);
1170         OpDefs.reserve(ICS.getNumOperandBundles());
1171
1172         for (unsigned i = 0, e = ICS.getNumOperandBundles(); i < e; ++i) {
1173           auto ChildOB = ICS.getOperandBundleAt(i);
1174           if (ChildOB.getTagID() != LLVMContext::OB_deopt) {
1175             // If the inlined call has other operand bundles, let them be
1176             OpDefs.emplace_back(ChildOB);
1177             continue;
1178           }
1179
1180           // It may be useful to separate this logic (of handling operand
1181           // bundles) out to a separate "policy" component if this gets crowded.
1182           // Prepend the parent's deoptimization continuation to the newly
1183           // inlined call's deoptimization continuation.
1184           std::vector<Value *> MergedDeoptArgs;
1185           MergedDeoptArgs.reserve(ParentDeopt.Inputs.size() +
1186                                   ChildOB.Inputs.size());
1187
1188           MergedDeoptArgs.insert(MergedDeoptArgs.end(),
1189                                  ParentDeopt.Inputs.begin(),
1190                                  ParentDeopt.Inputs.end());
1191           MergedDeoptArgs.insert(MergedDeoptArgs.end(), ChildOB.Inputs.begin(),
1192                                  ChildOB.Inputs.end());
1193
1194           OpDefs.emplace_back(StringRef("deopt"), std::move(MergedDeoptArgs));
1195         }
1196
1197         Instruction *NewI = nullptr;
1198         if (isa<CallInst>(I))
1199           NewI = CallInst::Create(cast<CallInst>(I), OpDefs, I);
1200         else
1201           NewI = InvokeInst::Create(cast<InvokeInst>(I), OpDefs, I);
1202
1203         // Note: the RAUW does the appropriate fixup in VMap, so we need to do
1204         // this even if the call returns void.
1205         I->replaceAllUsesWith(NewI);
1206
1207         VH = nullptr;
1208         I->eraseFromParent();
1209       }
1210     }
1211
1212     // Update the callgraph if requested.
1213     if (IFI.CG)
1214       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
1215
1216     // Update inlined instructions' line number information.
1217     fixupLineNumbers(Caller, FirstNewBlock, TheCall);
1218
1219     // Clone existing noalias metadata if necessary.
1220     CloneAliasScopeMetadata(CS, VMap);
1221
1222     // Add noalias metadata if necessary.
1223     AddAliasScopeMetadata(CS, VMap, DL, CalleeAAR);
1224
1225     // FIXME: We could register any cloned assumptions instead of clearing the
1226     // whole function's cache.
1227     if (IFI.ACT)
1228       IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller).clear();
1229   }
1230
1231   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
1232   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
1233   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
1234   // instructions at the end of the current alloca list.
1235   {
1236     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
1237     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
1238          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
1239       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
1240       if (!AI) continue;
1241       
1242       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
1243       // specialization.
1244       if (AI->use_empty()) {
1245         AI->eraseFromParent();
1246         continue;
1247       }
1248
1249       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
1250         continue;
1251       
1252       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
1253       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
1254       
1255       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
1256       // all at once.
1257       while (isa<AllocaInst>(I) &&
1258              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
1259         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
1260         ++I;
1261       }
1262
1263       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
1264       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
1265       // reinserted.
1266       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(
1267           InsertPoint, FirstNewBlock->getInstList(), AI->getIterator(), I);
1268     }
1269     // Move any dbg.declares describing the allocas into the entry basic block.
1270     DIBuilder DIB(*Caller->getParent());
1271     for (auto &AI : IFI.StaticAllocas)
1272       replaceDbgDeclareForAlloca(AI, AI, DIB, /*Deref=*/false);
1273   }
1274
1275   bool InlinedMustTailCalls = false;
1276   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls) {
1277     CallInst::TailCallKind CallSiteTailKind = CallInst::TCK_None;
1278     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(TheCall))
1279       CallSiteTailKind = CI->getTailCallKind();
1280
1281     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E;
1282          ++BB) {
1283       for (Instruction &I : *BB) {
1284         CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I);
1285         if (!CI)
1286           continue;
1287
1288         // We need to reduce the strength of any inlined tail calls.  For
1289         // musttail, we have to avoid introducing potential unbounded stack
1290         // growth.  For example, if functions 'f' and 'g' are mutually recursive
1291         // with musttail, we can inline 'g' into 'f' so long as we preserve
1292         // musttail on the cloned call to 'f'.  If either the inlined call site
1293         // or the cloned call site is *not* musttail, the program already has
1294         // one frame of stack growth, so it's safe to remove musttail.  Here is
1295         // a table of example transformations:
1296         //
1297         //    f -> musttail g -> musttail f  ==>  f -> musttail f
1298         //    f -> musttail g ->     tail f  ==>  f ->     tail f
1299         //    f ->          g -> musttail f  ==>  f ->          f
1300         //    f ->          g ->     tail f  ==>  f ->          f
1301         CallInst::TailCallKind ChildTCK = CI->getTailCallKind();
1302         ChildTCK = std::min(CallSiteTailKind, ChildTCK);
1303         CI->setTailCallKind(ChildTCK);
1304         InlinedMustTailCalls |= CI->isMustTailCall();
1305
1306         // Calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
1307         // 'nounwind'.
1308         if (MarkNoUnwind)
1309           CI->setDoesNotThrow();
1310       }
1311     }
1312   }
1313
1314   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
1315   // function we just inlined.
1316   if (InsertLifetime && !IFI.StaticAllocas.empty()) {
1317     IRBuilder<> builder(&FirstNewBlock->front());
1318     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
1319       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
1320
1321       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
1322       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
1323       if (hasLifetimeMarkers(AI))
1324         continue;
1325
1326       // Try to determine the size of the allocation.
1327       ConstantInt *AllocaSize = nullptr;
1328       if (ConstantInt *AIArraySize =
1329           dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
1330         auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1331         Type *AllocaType = AI->getAllocatedType();
1332         uint64_t AllocaTypeSize = DL.getTypeAllocSize(AllocaType);
1333         uint64_t AllocaArraySize = AIArraySize->getLimitedValue();
1334
1335         // Don't add markers for zero-sized allocas.
1336         if (AllocaArraySize == 0)
1337           continue;
1338
1339         // Check that array size doesn't saturate uint64_t and doesn't
1340         // overflow when it's multiplied by type size.
1341         if (AllocaArraySize != ~0ULL &&
1342             UINT64_MAX / AllocaArraySize >= AllocaTypeSize) {
1343           AllocaSize = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AI->getContext()),
1344                                         AllocaArraySize * AllocaTypeSize);
1345         }
1346       }
1347
1348       builder.CreateLifetimeStart(AI, AllocaSize);
1349       for (ReturnInst *RI : Returns) {
1350         // Don't insert llvm.lifetime.end calls between a musttail call and a
1351         // return.  The return kills all local allocas.
1352         if (InlinedMustTailCalls &&
1353             RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1354           continue;
1355         IRBuilder<>(RI).CreateLifetimeEnd(AI, AllocaSize);
1356       }
1357     }
1358   }
1359
1360   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
1361   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
1362   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
1363     Module *M = Caller->getParent();
1364     // Get the two intrinsics we care about.
1365     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
1366     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
1367
1368     // Insert the llvm.stacksave.
1369     CallInst *SavedPtr = IRBuilder<>(&*FirstNewBlock, FirstNewBlock->begin())
1370                              .CreateCall(StackSave, {}, "savedstack");
1371
1372     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
1373     // inlined function.
1374     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1375       // Don't insert llvm.stackrestore calls between a musttail call and a
1376       // return.  The return will restore the stack pointer.
1377       if (InlinedMustTailCalls && RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1378         continue;
1379       IRBuilder<>(RI).CreateCall(StackRestore, SavedPtr);
1380     }
1381   }
1382
1383   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
1384   // any call instructions into invoke instructions.
1385   if (auto *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1386     BasicBlock *UnwindDest = II->getUnwindDest();
1387     Instruction *FirstNonPHI = UnwindDest->getFirstNonPHI();
1388     if (isa<LandingPadInst>(FirstNonPHI)) {
1389       HandleInlinedLandingPad(II, &*FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
1390     } else {
1391       HandleInlinedEHPad(II, &*FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
1392     }
1393   }
1394
1395   // Handle any inlined musttail call sites.  In order for a new call site to be
1396   // musttail, the source of the clone and the inlined call site must have been
1397   // musttail.  Therefore it's safe to return without merging control into the
1398   // phi below.
1399   if (InlinedMustTailCalls) {
1400     // Check if we need to bitcast the result of any musttail calls.
1401     Type *NewRetTy = Caller->getReturnType();
1402     bool NeedBitCast = !TheCall->use_empty() && TheCall->getType() != NewRetTy;
1403
1404     // Handle the returns preceded by musttail calls separately.
1405     SmallVector<ReturnInst *, 8> NormalReturns;
1406     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1407       CallInst *ReturnedMustTail =
1408           RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall();
1409       if (!ReturnedMustTail) {
1410         NormalReturns.push_back(RI);
1411         continue;
1412       }
1413       if (!NeedBitCast)
1414         continue;
1415
1416       // Delete the old return and any preceding bitcast.
1417       BasicBlock *CurBB = RI->getParent();
1418       auto *OldCast = dyn_cast_or_null<BitCastInst>(RI->getReturnValue());
1419       RI->eraseFromParent();
1420       if (OldCast)
1421         OldCast->eraseFromParent();
1422
1423       // Insert a new bitcast and return with the right type.
1424       IRBuilder<> Builder(CurBB);
1425       Builder.CreateRet(Builder.CreateBitCast(ReturnedMustTail, NewRetTy));
1426     }
1427
1428     // Leave behind the normal returns so we can merge control flow.
1429     std::swap(Returns, NormalReturns);
1430   }
1431
1432   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
1433   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
1434   // the calling basic block.
1435   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
1436     // Move all of the instructions right before the call.
1437     OrigBB->getInstList().splice(TheCall->getIterator(),
1438                                  FirstNewBlock->getInstList(),
1439                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
1440     // Remove the cloned basic block.
1441     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
1442
1443     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
1444     // destination.
1445     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1446       BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1447       NewBr->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1448     }
1449
1450     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
1451     // uses of the returned value.
1452     if (!TheCall->use_empty()) {
1453       ReturnInst *R = Returns[0];
1454       if (TheCall == R->getReturnValue())
1455         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1456       else
1457         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
1458     }
1459     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1460     TheCall->eraseFromParent();
1461
1462     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
1463     Returns[0]->eraseFromParent();
1464
1465     // We are now done with the inlining.
1466     return true;
1467   }
1468
1469   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
1470   // multiple return sites.
1471
1472   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
1473   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
1474   // this is an invoke instruction or a call instruction.
1475   BasicBlock *AfterCallBB;
1476   BranchInst *CreatedBranchToNormalDest = nullptr;
1477   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1478
1479     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
1480     CreatedBranchToNormalDest = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1481
1482     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
1483     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
1484     // symmetric to the call case.
1485     AfterCallBB =
1486         OrigBB->splitBasicBlock(CreatedBranchToNormalDest->getIterator(),
1487                                 CalledFunc->getName() + ".exit");
1488
1489   } else {  // It's a call
1490     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
1491     // the call lives in.
1492     //
1493     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall->getIterator(),
1494                                           CalledFunc->getName() + ".exit");
1495   }
1496
1497   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
1498   // basic block of the inlined function.
1499   //
1500   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
1501   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
1502          "splitBasicBlock broken!");
1503   Br->setOperand(0, &*FirstNewBlock);
1504
1505   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
1506   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
1507   // into the space made by splitting the source basic block.
1508   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB->getIterator(),
1509                                      Caller->getBasicBlockList(), FirstNewBlock,
1510                                      Caller->end());
1511
1512   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
1513   // any users of the original call/invoke instruction.
1514   Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
1515
1516   PHINode *PHI = nullptr;
1517   if (Returns.size() > 1) {
1518     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
1519     // possible incoming values.
1520     if (!TheCall->use_empty()) {
1521       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
1522                             &AfterCallBB->front());
1523       // Anything that used the result of the function call should now use the
1524       // PHI node as their operand.
1525       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
1526     }
1527
1528     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
1529     // as appropriate.
1530     if (PHI) {
1531       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1532         ReturnInst *RI = Returns[i];
1533         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
1534                "Ret value not consistent in function!");
1535         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
1536       }
1537     }
1538
1539     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
1540     DebugLoc Loc;
1541     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1542       ReturnInst *RI = Returns[i];
1543       BranchInst* BI = BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
1544       Loc = RI->getDebugLoc();
1545       BI->setDebugLoc(Loc);
1546       RI->eraseFromParent();
1547     }
1548     // We need to set the debug location to *somewhere* inside the
1549     // inlined function. The line number may be nonsensical, but the
1550     // instruction will at least be associated with the right
1551     // function.
1552     if (CreatedBranchToNormalDest)
1553       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Loc);
1554   } else if (!Returns.empty()) {
1555     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
1556     // using the return value of the call with the computed value.
1557     if (!TheCall->use_empty()) {
1558       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
1559         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1560       else
1561         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
1562     }
1563
1564     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
1565     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
1566     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
1567
1568     // Splice the code from the return block into the block that it will return
1569     // to, which contains the code that was after the call.
1570     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
1571                                       ReturnBB->getInstList());
1572
1573     if (CreatedBranchToNormalDest)
1574       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1575
1576     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
1577     Returns[0]->eraseFromParent();
1578     ReturnBB->eraseFromParent();
1579   } else if (!TheCall->use_empty()) {
1580     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
1581     // nuke the result.
1582     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1583   }
1584
1585   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1586   TheCall->eraseFromParent();
1587
1588   // If we inlined any musttail calls and the original return is now
1589   // unreachable, delete it.  It can only contain a bitcast and ret.
1590   if (InlinedMustTailCalls && pred_begin(AfterCallBB) == pred_end(AfterCallBB))
1591     AfterCallBB->eraseFromParent();
1592
1593   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
1594   // single predecessor of the block...
1595   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
1596   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
1597
1598   // Splice the code entry block into calling block, right before the
1599   // unconditional branch.
1600   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
1601   OrigBB->getInstList().splice(Br->getIterator(), CalleeEntry->getInstList());
1602
1603   // Remove the unconditional branch.
1604   OrigBB->getInstList().erase(Br);
1605
1606   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
1607   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
1608
1609   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
1610   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
1611   // block other optimizations.
1612   if (PHI) {
1613     auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1614     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, DL, nullptr, nullptr,
1615                                        &IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller))) {
1616       PHI->replaceAllUsesWith(V);
1617       PHI->eraseFromParent();
1618     }
1619   }
1620
1621   return true;
1622 }