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