5141df6cc85821b8dad9202e6e420721432354d3
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / WinEHPrepare.cpp
1 //===-- WinEHPrepare - Prepare exception handling for code generation ---===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This pass lowers LLVM IR exception handling into something closer to what the
11 // backend wants for functions using a personality function from a runtime
12 // provided by MSVC. Functions with other personality functions are left alone
13 // and may be prepared by other passes. In particular, all supported MSVC
14 // personality functions require cleanup code to be outlined, and the C++
15 // personality requires catch handler code to be outlined.
16 //
17 //===----------------------------------------------------------------------===//
18
19 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
20 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
23 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
24 #include "llvm/ADT/Triple.h"
25 #include "llvm/ADT/TinyPtrVector.h"
26 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
27 #include "llvm/Analysis/LibCallSemantics.h"
28 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/WinEHFuncInfo.h"
30 #include "llvm/IR/Dominators.h"
31 #include "llvm/IR/Function.h"
32 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
33 #include "llvm/IR/Instructions.h"
34 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
35 #include "llvm/IR/Module.h"
36 #include "llvm/IR/PatternMatch.h"
37 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
38 #include "llvm/Pass.h"
39 #include "llvm/Support/Debug.h"
40 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
41 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
42 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
43 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
44 #include "llvm/Transforms/Utils/PromoteMemToReg.h"
45 #include "llvm/Transforms/Utils/SSAUpdater.h"
46 #include <memory>
47
48 using namespace llvm;
49 using namespace llvm::PatternMatch;
50
51 #define DEBUG_TYPE "winehprepare"
52
53 static cl::opt<bool> DisableDemotion(
54     "disable-demotion", cl::Hidden,
55     cl::desc(
56         "Clone multicolor basic blocks but do not demote cross funclet values"),
57     cl::init(false));
58
59 static cl::opt<bool> DisableCleanups(
60     "disable-cleanups", cl::Hidden,
61     cl::desc("Do not remove implausible terminators or other similar cleanups"),
62     cl::init(false));
63
64 namespace {
65
66 // This map is used to model frame variable usage during outlining, to
67 // construct a structure type to hold the frame variables in a frame
68 // allocation block, and to remap the frame variable allocas (including
69 // spill locations as needed) to GEPs that get the variable from the
70 // frame allocation structure.
71 typedef MapVector<Value *, TinyPtrVector<AllocaInst *>> FrameVarInfoMap;
72
73 // TinyPtrVector cannot hold nullptr, so we need our own sentinel that isn't
74 // quite null.
75 AllocaInst *getCatchObjectSentinel() {
76   return static_cast<AllocaInst *>(nullptr) + 1;
77 }
78
79 typedef SmallSet<BasicBlock *, 4> VisitedBlockSet;
80
81 class LandingPadActions;
82 class LandingPadMap;
83
84 typedef DenseMap<const BasicBlock *, CatchHandler *> CatchHandlerMapTy;
85 typedef DenseMap<const BasicBlock *, CleanupHandler *> CleanupHandlerMapTy;
86
87 class WinEHPrepare : public FunctionPass {
88 public:
89   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid.
90   WinEHPrepare(const TargetMachine *TM = nullptr)
91       : FunctionPass(ID) {
92     if (TM)
93       TheTriple = TM->getTargetTriple();
94   }
95
96   bool runOnFunction(Function &Fn) override;
97
98   bool doFinalization(Module &M) override;
99
100   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
101
102   const char *getPassName() const override {
103     return "Windows exception handling preparation";
104   }
105
106 private:
107   bool prepareExceptionHandlers(Function &F,
108                                 SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads);
109   void identifyEHBlocks(Function &F, SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads);
110   void promoteLandingPadValues(LandingPadInst *LPad);
111   void demoteValuesLiveAcrossHandlers(Function &F,
112                                       SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads);
113   void findSEHEHReturnPoints(Function &F,
114                              SetVector<BasicBlock *> &EHReturnBlocks);
115   void findCXXEHReturnPoints(Function &F,
116                              SetVector<BasicBlock *> &EHReturnBlocks);
117   void getPossibleReturnTargets(Function *ParentF, Function *HandlerF,
118                                 SetVector<BasicBlock*> &Targets);
119   void completeNestedLandingPad(Function *ParentFn,
120                                 LandingPadInst *OutlinedLPad,
121                                 const LandingPadInst *OriginalLPad,
122                                 FrameVarInfoMap &VarInfo);
123   Function *createHandlerFunc(Function *ParentFn, Type *RetTy,
124                               const Twine &Name, Module *M, Value *&ParentFP);
125   bool outlineHandler(ActionHandler *Action, Function *SrcFn,
126                       LandingPadInst *LPad, BasicBlock *StartBB,
127                       FrameVarInfoMap &VarInfo);
128   void addStubInvokeToHandlerIfNeeded(Function *Handler);
129
130   void mapLandingPadBlocks(LandingPadInst *LPad, LandingPadActions &Actions);
131   CatchHandler *findCatchHandler(BasicBlock *BB, BasicBlock *&NextBB,
132                                  VisitedBlockSet &VisitedBlocks);
133   void findCleanupHandlers(LandingPadActions &Actions, BasicBlock *StartBB,
134                            BasicBlock *EndBB);
135
136   void processSEHCatchHandler(CatchHandler *Handler, BasicBlock *StartBB);
137   void insertPHIStores(PHINode *OriginalPHI, AllocaInst *SpillSlot);
138   void
139   insertPHIStore(BasicBlock *PredBlock, Value *PredVal, AllocaInst *SpillSlot,
140                  SmallVectorImpl<std::pair<BasicBlock *, Value *>> &Worklist);
141   AllocaInst *insertPHILoads(PHINode *PN, Function &F);
142   void replaceUseWithLoad(Value *V, Use &U, AllocaInst *&SpillSlot,
143                           DenseMap<BasicBlock *, Value *> &Loads, Function &F);
144   void demoteNonlocalUses(Value *V, std::set<BasicBlock *> &ColorsForBB,
145                           Function &F);
146   bool prepareExplicitEH(Function &F,
147                          SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks);
148   void replaceTerminatePadWithCleanup(Function &F);
149   void colorFunclets(Function &F, SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks);
150   void demotePHIsOnFunclets(Function &F);
151   void demoteUsesBetweenFunclets(Function &F);
152   void demoteArgumentUses(Function &F);
153   void cloneCommonBlocks(Function &F,
154                          SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks);
155   void removeImplausibleTerminators(Function &F);
156   void cleanupPreparedFunclets(Function &F);
157   void verifyPreparedFunclets(Function &F);
158
159   Triple TheTriple;
160
161   // All fields are reset by runOnFunction.
162   DominatorTree *DT = nullptr;
163   const TargetLibraryInfo *LibInfo = nullptr;
164   EHPersonality Personality = EHPersonality::Unknown;
165   CatchHandlerMapTy CatchHandlerMap;
166   CleanupHandlerMapTy CleanupHandlerMap;
167   DenseMap<const LandingPadInst *, LandingPadMap> LPadMaps;
168   SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> NormalBlocks;
169   SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> EHBlocks;
170   SetVector<BasicBlock *> EHReturnBlocks;
171
172   // This maps landing pad instructions found in outlined handlers to
173   // the landing pad instruction in the parent function from which they
174   // were cloned.  The cloned/nested landing pad is used as the key
175   // because the landing pad may be cloned into multiple handlers.
176   // This map will be used to add the llvm.eh.actions call to the nested
177   // landing pads after all handlers have been outlined.
178   DenseMap<LandingPadInst *, const LandingPadInst *> NestedLPtoOriginalLP;
179
180   // This maps blocks in the parent function which are destinations of
181   // catch handlers to cloned blocks in (other) outlined handlers. This
182   // handles the case where a nested landing pads has a catch handler that
183   // returns to a handler function rather than the parent function.
184   // The original block is used as the key here because there should only
185   // ever be one handler function from which the cloned block is not pruned.
186   // The original block will be pruned from the parent function after all
187   // handlers have been outlined.  This map will be used to adjust the
188   // return instructions of handlers which return to the block that was
189   // outlined into a handler.  This is done after all handlers have been
190   // outlined but before the outlined code is pruned from the parent function.
191   DenseMap<const BasicBlock *, BasicBlock *> LPadTargetBlocks;
192
193   // Map from outlined handler to call to parent local address. Only used for
194   // 32-bit EH.
195   DenseMap<Function *, Value *> HandlerToParentFP;
196
197   AllocaInst *SEHExceptionCodeSlot = nullptr;
198
199   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> BlockColors;
200   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> FuncletBlocks;
201   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> FuncletChildren;
202 };
203
204 class WinEHFrameVariableMaterializer : public ValueMaterializer {
205 public:
206   WinEHFrameVariableMaterializer(Function *OutlinedFn, Value *ParentFP,
207                                  FrameVarInfoMap &FrameVarInfo);
208   ~WinEHFrameVariableMaterializer() override {}
209
210   Value *materializeValueFor(Value *V) override;
211
212   void escapeCatchObject(Value *V);
213
214 private:
215   FrameVarInfoMap &FrameVarInfo;
216   IRBuilder<> Builder;
217 };
218
219 class LandingPadMap {
220 public:
221   LandingPadMap() : OriginLPad(nullptr) {}
222   void mapLandingPad(const LandingPadInst *LPad);
223
224   bool isInitialized() { return OriginLPad != nullptr; }
225
226   bool isOriginLandingPadBlock(const BasicBlock *BB) const;
227   bool isLandingPadSpecificInst(const Instruction *Inst) const;
228
229   void remapEHValues(ValueToValueMapTy &VMap, Value *EHPtrValue,
230                      Value *SelectorValue) const;
231
232 private:
233   const LandingPadInst *OriginLPad;
234   // We will normally only see one of each of these instructions, but
235   // if more than one occurs for some reason we can handle that.
236   TinyPtrVector<const ExtractValueInst *> ExtractedEHPtrs;
237   TinyPtrVector<const ExtractValueInst *> ExtractedSelectors;
238 };
239
240 class WinEHCloningDirectorBase : public CloningDirector {
241 public:
242   WinEHCloningDirectorBase(Function *HandlerFn, Value *ParentFP,
243                            FrameVarInfoMap &VarInfo, LandingPadMap &LPadMap)
244       : Materializer(HandlerFn, ParentFP, VarInfo),
245         SelectorIDType(Type::getInt32Ty(HandlerFn->getContext())),
246         Int8PtrType(Type::getInt8PtrTy(HandlerFn->getContext())),
247         LPadMap(LPadMap), ParentFP(ParentFP) {}
248
249   CloningAction handleInstruction(ValueToValueMapTy &VMap,
250                                   const Instruction *Inst,
251                                   BasicBlock *NewBB) override;
252
253   virtual CloningAction handleBeginCatch(ValueToValueMapTy &VMap,
254                                          const Instruction *Inst,
255                                          BasicBlock *NewBB) = 0;
256   virtual CloningAction handleEndCatch(ValueToValueMapTy &VMap,
257                                        const Instruction *Inst,
258                                        BasicBlock *NewBB) = 0;
259   virtual CloningAction handleTypeIdFor(ValueToValueMapTy &VMap,
260                                         const Instruction *Inst,
261                                         BasicBlock *NewBB) = 0;
262   virtual CloningAction handleIndirectBr(ValueToValueMapTy &VMap,
263                                          const IndirectBrInst *IBr,
264                                          BasicBlock *NewBB) = 0;
265   virtual CloningAction handleInvoke(ValueToValueMapTy &VMap,
266                                      const InvokeInst *Invoke,
267                                      BasicBlock *NewBB) = 0;
268   virtual CloningAction handleResume(ValueToValueMapTy &VMap,
269                                      const ResumeInst *Resume,
270                                      BasicBlock *NewBB) = 0;
271   virtual CloningAction handleCompare(ValueToValueMapTy &VMap,
272                                       const CmpInst *Compare,
273                                       BasicBlock *NewBB) = 0;
274   virtual CloningAction handleLandingPad(ValueToValueMapTy &VMap,
275                                          const LandingPadInst *LPad,
276                                          BasicBlock *NewBB) = 0;
277
278   ValueMaterializer *getValueMaterializer() override { return &Materializer; }
279
280 protected:
281   WinEHFrameVariableMaterializer Materializer;
282   Type *SelectorIDType;
283   Type *Int8PtrType;
284   LandingPadMap &LPadMap;
285
286   /// The value representing the parent frame pointer.
287   Value *ParentFP;
288 };
289
290 class WinEHCatchDirector : public WinEHCloningDirectorBase {
291 public:
292   WinEHCatchDirector(
293       Function *CatchFn, Value *ParentFP, Value *Selector,
294       FrameVarInfoMap &VarInfo, LandingPadMap &LPadMap,
295       DenseMap<LandingPadInst *, const LandingPadInst *> &NestedLPads,
296       DominatorTree *DT, SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &EHBlocks)
297       : WinEHCloningDirectorBase(CatchFn, ParentFP, VarInfo, LPadMap),
298         CurrentSelector(Selector->stripPointerCasts()),
299         ExceptionObjectVar(nullptr), NestedLPtoOriginalLP(NestedLPads),
300         DT(DT), EHBlocks(EHBlocks) {}
301
302   CloningAction handleBeginCatch(ValueToValueMapTy &VMap,
303                                  const Instruction *Inst,
304                                  BasicBlock *NewBB) override;
305   CloningAction handleEndCatch(ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst,
306                                BasicBlock *NewBB) override;
307   CloningAction handleTypeIdFor(ValueToValueMapTy &VMap,
308                                 const Instruction *Inst,
309                                 BasicBlock *NewBB) override;
310   CloningAction handleIndirectBr(ValueToValueMapTy &VMap,
311                                  const IndirectBrInst *IBr,
312                                  BasicBlock *NewBB) override;
313   CloningAction handleInvoke(ValueToValueMapTy &VMap, const InvokeInst *Invoke,
314                              BasicBlock *NewBB) override;
315   CloningAction handleResume(ValueToValueMapTy &VMap, const ResumeInst *Resume,
316                              BasicBlock *NewBB) override;
317   CloningAction handleCompare(ValueToValueMapTy &VMap, const CmpInst *Compare,
318                               BasicBlock *NewBB) override;
319   CloningAction handleLandingPad(ValueToValueMapTy &VMap,
320                                  const LandingPadInst *LPad,
321                                  BasicBlock *NewBB) override;
322
323   Value *getExceptionVar() { return ExceptionObjectVar; }
324   TinyPtrVector<BasicBlock *> &getReturnTargets() { return ReturnTargets; }
325
326 private:
327   Value *CurrentSelector;
328
329   Value *ExceptionObjectVar;
330   TinyPtrVector<BasicBlock *> ReturnTargets;
331
332   // This will be a reference to the field of the same name in the WinEHPrepare
333   // object which instantiates this WinEHCatchDirector object.
334   DenseMap<LandingPadInst *, const LandingPadInst *> &NestedLPtoOriginalLP;
335   DominatorTree *DT;
336   SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &EHBlocks;
337 };
338
339 class WinEHCleanupDirector : public WinEHCloningDirectorBase {
340 public:
341   WinEHCleanupDirector(Function *CleanupFn, Value *ParentFP,
342                        FrameVarInfoMap &VarInfo, LandingPadMap &LPadMap)
343       : WinEHCloningDirectorBase(CleanupFn, ParentFP, VarInfo,
344                                  LPadMap) {}
345
346   CloningAction handleBeginCatch(ValueToValueMapTy &VMap,
347                                  const Instruction *Inst,
348                                  BasicBlock *NewBB) override;
349   CloningAction handleEndCatch(ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst,
350                                BasicBlock *NewBB) override;
351   CloningAction handleTypeIdFor(ValueToValueMapTy &VMap,
352                                 const Instruction *Inst,
353                                 BasicBlock *NewBB) override;
354   CloningAction handleIndirectBr(ValueToValueMapTy &VMap,
355                                  const IndirectBrInst *IBr,
356                                  BasicBlock *NewBB) override;
357   CloningAction handleInvoke(ValueToValueMapTy &VMap, const InvokeInst *Invoke,
358                              BasicBlock *NewBB) override;
359   CloningAction handleResume(ValueToValueMapTy &VMap, const ResumeInst *Resume,
360                              BasicBlock *NewBB) override;
361   CloningAction handleCompare(ValueToValueMapTy &VMap, const CmpInst *Compare,
362                               BasicBlock *NewBB) override;
363   CloningAction handleLandingPad(ValueToValueMapTy &VMap,
364                                  const LandingPadInst *LPad,
365                                  BasicBlock *NewBB) override;
366 };
367
368 class LandingPadActions {
369 public:
370   LandingPadActions() : HasCleanupHandlers(false) {}
371
372   void insertCatchHandler(CatchHandler *Action) { Actions.push_back(Action); }
373   void insertCleanupHandler(CleanupHandler *Action) {
374     Actions.push_back(Action);
375     HasCleanupHandlers = true;
376   }
377
378   bool includesCleanup() const { return HasCleanupHandlers; }
379
380   SmallVectorImpl<ActionHandler *> &actions() { return Actions; }
381   SmallVectorImpl<ActionHandler *>::iterator begin() { return Actions.begin(); }
382   SmallVectorImpl<ActionHandler *>::iterator end() { return Actions.end(); }
383
384 private:
385   // Note that this class does not own the ActionHandler objects in this vector.
386   // The ActionHandlers are owned by the CatchHandlerMap and CleanupHandlerMap
387   // in the WinEHPrepare class.
388   SmallVector<ActionHandler *, 4> Actions;
389   bool HasCleanupHandlers;
390 };
391
392 } // end anonymous namespace
393
394 char WinEHPrepare::ID = 0;
395 INITIALIZE_TM_PASS(WinEHPrepare, "winehprepare", "Prepare Windows exceptions",
396                    false, false)
397
398 FunctionPass *llvm::createWinEHPass(const TargetMachine *TM) {
399   return new WinEHPrepare(TM);
400 }
401
402 static bool
403 findExceptionalConstructs(Function &Fn,
404                           SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads,
405                           SmallVectorImpl<ResumeInst *> &Resumes,
406                           SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks) {
407   bool ForExplicitEH = false;
408   for (BasicBlock &BB : Fn) {
409     Instruction *First = BB.getFirstNonPHI();
410     if (auto *LP = dyn_cast<LandingPadInst>(First)) {
411       LPads.push_back(LP);
412     } else if (First->isEHPad()) {
413       if (!ForExplicitEH)
414         EntryBlocks.push_back(&Fn.getEntryBlock());
415       if (!isa<CatchEndPadInst>(First) && !isa<CleanupEndPadInst>(First))
416         EntryBlocks.push_back(&BB);
417       ForExplicitEH = true;
418     }
419     if (auto *Resume = dyn_cast<ResumeInst>(BB.getTerminator()))
420       Resumes.push_back(Resume);
421   }
422   return ForExplicitEH;
423 }
424
425 bool WinEHPrepare::runOnFunction(Function &Fn) {
426   if (!Fn.hasPersonalityFn())
427     return false;
428
429   // No need to prepare outlined handlers.
430   if (Fn.hasFnAttribute("wineh-parent"))
431     return false;
432
433   // Classify the personality to see what kind of preparation we need.
434   Personality = classifyEHPersonality(Fn.getPersonalityFn());
435
436   // Do nothing if this is not a funclet-based personality.
437   if (!isFuncletEHPersonality(Personality))
438     return false;
439
440   // Remove unreachable blocks.  It is not valuable to assign them a color and
441   // their existence can trick us into thinking values are alive when they are
442   // not.
443   removeUnreachableBlocks(Fn);
444
445   SmallVector<LandingPadInst *, 4> LPads;
446   SmallVector<ResumeInst *, 4> Resumes;
447   SmallVector<BasicBlock *, 4> EntryBlocks;
448   bool ForExplicitEH =
449       findExceptionalConstructs(Fn, LPads, Resumes, EntryBlocks);
450
451   if (ForExplicitEH)
452     return prepareExplicitEH(Fn, EntryBlocks);
453
454   // No need to prepare functions that lack landing pads.
455   if (LPads.empty())
456     return false;
457
458   DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
459   LibInfo = &getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
460
461   // If there were any landing pads, prepareExceptionHandlers will make changes.
462   prepareExceptionHandlers(Fn, LPads);
463   return true;
464 }
465
466 bool WinEHPrepare::doFinalization(Module &M) { return false; }
467
468 void WinEHPrepare::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
469   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
470   AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
471 }
472
473 static bool isSelectorDispatch(BasicBlock *BB, BasicBlock *&CatchHandler,
474                                Constant *&Selector, BasicBlock *&NextBB);
475
476 // Finds blocks reachable from the starting set Worklist. Does not follow unwind
477 // edges or blocks listed in StopPoints.
478 static void findReachableBlocks(SmallPtrSetImpl<BasicBlock *> &ReachableBBs,
479                                 SetVector<BasicBlock *> &Worklist,
480                                 const SetVector<BasicBlock *> *StopPoints) {
481   while (!Worklist.empty()) {
482     BasicBlock *BB = Worklist.pop_back_val();
483
484     // Don't cross blocks that we should stop at.
485     if (StopPoints && StopPoints->count(BB))
486       continue;
487
488     if (!ReachableBBs.insert(BB).second)
489       continue; // Already visited.
490
491     // Don't follow unwind edges of invokes.
492     if (auto *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator())) {
493       Worklist.insert(II->getNormalDest());
494       continue;
495     }
496
497     // Otherwise, follow all successors.
498     Worklist.insert(succ_begin(BB), succ_end(BB));
499   }
500 }
501
502 // Attempt to find an instruction where a block can be split before
503 // a call to llvm.eh.begincatch and its operands.  If the block
504 // begins with the begincatch call or one of its adjacent operands
505 // the block will not be split.
506 static Instruction *findBeginCatchSplitPoint(BasicBlock *BB,
507                                              IntrinsicInst *II) {
508   // If the begincatch call is already the first instruction in the block,
509   // don't split.
510   Instruction *FirstNonPHI = BB->getFirstNonPHI();
511   if (II == FirstNonPHI)
512     return nullptr;
513
514   // If either operand is in the same basic block as the instruction and
515   // isn't used by another instruction before the begincatch call, include it
516   // in the split block.
517   auto *Op0 = dyn_cast<Instruction>(II->getOperand(0));
518   auto *Op1 = dyn_cast<Instruction>(II->getOperand(1));
519
520   Instruction *I = II->getPrevNode();
521   Instruction *LastI = II;
522
523   while (I == Op0 || I == Op1) {
524     // If the block begins with one of the operands and there are no other
525     // instructions between the operand and the begincatch call, don't split.
526     if (I == FirstNonPHI)
527       return nullptr;
528
529     LastI = I;
530     I = I->getPrevNode();
531   }
532
533   // If there is at least one instruction in the block before the begincatch
534   // call and its operands, split the block at either the begincatch or
535   // its operand.
536   return LastI;
537 }
538
539 /// Find all points where exceptional control rejoins normal control flow via
540 /// llvm.eh.endcatch. Add them to the normal bb reachability worklist.
541 void WinEHPrepare::findCXXEHReturnPoints(
542     Function &F, SetVector<BasicBlock *> &EHReturnBlocks) {
543   for (auto BBI = F.begin(), BBE = F.end(); BBI != BBE; ++BBI) {
544     BasicBlock *BB = BBI;
545     for (Instruction &I : *BB) {
546       if (match(&I, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_begincatch>())) {
547         Instruction *SplitPt =
548             findBeginCatchSplitPoint(BB, cast<IntrinsicInst>(&I));
549         if (SplitPt) {
550           // Split the block before the llvm.eh.begincatch call to allow
551           // cleanup and catch code to be distinguished later.
552           // Do not update BBI because we still need to process the
553           // portion of the block that we are splitting off.
554           SplitBlock(BB, SplitPt, DT);
555           break;
556         }
557       }
558       if (match(&I, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_endcatch>())) {
559         // Split the block after the call to llvm.eh.endcatch if there is
560         // anything other than an unconditional branch, or if the successor
561         // starts with a phi.
562         auto *Br = dyn_cast<BranchInst>(I.getNextNode());
563         if (!Br || !Br->isUnconditional() ||
564             isa<PHINode>(Br->getSuccessor(0)->begin())) {
565           DEBUG(dbgs() << "splitting block " << BB->getName()
566                        << " with llvm.eh.endcatch\n");
567           BBI = SplitBlock(BB, I.getNextNode(), DT);
568         }
569         // The next BB is normal control flow.
570         EHReturnBlocks.insert(BB->getTerminator()->getSuccessor(0));
571         break;
572       }
573     }
574   }
575 }
576
577 static bool isCatchAllLandingPad(const BasicBlock *BB) {
578   const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
579   if (!LP)
580     return false;
581   unsigned N = LP->getNumClauses();
582   return (N > 0 && LP->isCatch(N - 1) &&
583           isa<ConstantPointerNull>(LP->getClause(N - 1)));
584 }
585
586 /// Find all points where exceptions control rejoins normal control flow via
587 /// selector dispatch.
588 void WinEHPrepare::findSEHEHReturnPoints(
589     Function &F, SetVector<BasicBlock *> &EHReturnBlocks) {
590   for (auto BBI = F.begin(), BBE = F.end(); BBI != BBE; ++BBI) {
591     BasicBlock *BB = BBI;
592     // If the landingpad is a catch-all, treat the whole lpad as if it is
593     // reachable from normal control flow.
594     // FIXME: This is imprecise. We need a better way of identifying where a
595     // catch-all starts and cleanups stop. As far as LLVM is concerned, there
596     // is no difference.
597     if (isCatchAllLandingPad(BB)) {
598       EHReturnBlocks.insert(BB);
599       continue;
600     }
601
602     BasicBlock *CatchHandler;
603     BasicBlock *NextBB;
604     Constant *Selector;
605     if (isSelectorDispatch(BB, CatchHandler, Selector, NextBB)) {
606       // Split the edge if there are multiple predecessors. This creates a place
607       // where we can insert EH recovery code.
608       if (!CatchHandler->getSinglePredecessor()) {
609         DEBUG(dbgs() << "splitting EH return edge from " << BB->getName()
610                      << " to " << CatchHandler->getName() << '\n');
611         BBI = CatchHandler = SplitCriticalEdge(
612             BB, std::find(succ_begin(BB), succ_end(BB), CatchHandler));
613       }
614       EHReturnBlocks.insert(CatchHandler);
615     }
616   }
617 }
618
619 void WinEHPrepare::identifyEHBlocks(Function &F, 
620                                     SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads) {
621   DEBUG(dbgs() << "Demoting values live across exception handlers in function "
622                << F.getName() << '\n');
623
624   // Build a set of all non-exceptional blocks and exceptional blocks.
625   // - Non-exceptional blocks are blocks reachable from the entry block while
626   //   not following invoke unwind edges.
627   // - Exceptional blocks are blocks reachable from landingpads. Analysis does
628   //   not follow llvm.eh.endcatch blocks, which mark a transition from
629   //   exceptional to normal control.
630
631   if (Personality == EHPersonality::MSVC_CXX)
632     findCXXEHReturnPoints(F, EHReturnBlocks);
633   else
634     findSEHEHReturnPoints(F, EHReturnBlocks);
635
636   DEBUG({
637     dbgs() << "identified the following blocks as EH return points:\n";
638     for (BasicBlock *BB : EHReturnBlocks)
639       dbgs() << "  " << BB->getName() << '\n';
640   });
641
642 // Join points should not have phis at this point, unless they are a
643 // landingpad, in which case we will demote their phis later.
644 #ifndef NDEBUG
645   for (BasicBlock *BB : EHReturnBlocks)
646     assert((BB->isLandingPad() || !isa<PHINode>(BB->begin())) &&
647            "non-lpad EH return block has phi");
648 #endif
649
650   // Normal blocks are the blocks reachable from the entry block and all EH
651   // return points.
652   SetVector<BasicBlock *> Worklist;
653   Worklist = EHReturnBlocks;
654   Worklist.insert(&F.getEntryBlock());
655   findReachableBlocks(NormalBlocks, Worklist, nullptr);
656   DEBUG({
657     dbgs() << "marked the following blocks as normal:\n";
658     for (BasicBlock *BB : NormalBlocks)
659       dbgs() << "  " << BB->getName() << '\n';
660   });
661
662   // Exceptional blocks are the blocks reachable from landingpads that don't
663   // cross EH return points.
664   Worklist.clear();
665   for (auto *LPI : LPads)
666     Worklist.insert(LPI->getParent());
667   findReachableBlocks(EHBlocks, Worklist, &EHReturnBlocks);
668   DEBUG({
669     dbgs() << "marked the following blocks as exceptional:\n";
670     for (BasicBlock *BB : EHBlocks)
671       dbgs() << "  " << BB->getName() << '\n';
672   });
673
674 }
675
676 /// Ensure that all values live into and out of exception handlers are stored
677 /// in memory.
678 /// FIXME: This falls down when values are defined in one handler and live into
679 /// another handler. For example, a cleanup defines a value used only by a
680 /// catch handler.
681 void WinEHPrepare::demoteValuesLiveAcrossHandlers(
682     Function &F, SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads) {
683   DEBUG(dbgs() << "Demoting values live across exception handlers in function "
684                << F.getName() << '\n');
685
686   // identifyEHBlocks() should have been called before this function.
687   assert(!NormalBlocks.empty());
688
689   // Try to avoid demoting EH pointer and selector values. They get in the way
690   // of our pattern matching.
691   SmallPtrSet<Instruction *, 10> EHVals;
692   for (BasicBlock &BB : F) {
693     LandingPadInst *LP = BB.getLandingPadInst();
694     if (!LP)
695       continue;
696     EHVals.insert(LP);
697     for (User *U : LP->users()) {
698       auto *EI = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
699       if (!EI)
700         continue;
701       EHVals.insert(EI);
702       for (User *U2 : EI->users()) {
703         if (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(U2))
704           EHVals.insert(PN);
705       }
706     }
707   }
708
709   SetVector<Argument *> ArgsToDemote;
710   SetVector<Instruction *> InstrsToDemote;
711   for (BasicBlock &BB : F) {
712     bool IsNormalBB = NormalBlocks.count(&BB);
713     bool IsEHBB = EHBlocks.count(&BB);
714     if (!IsNormalBB && !IsEHBB)
715       continue; // Blocks that are neither normal nor EH are unreachable.
716     for (Instruction &I : BB) {
717       for (Value *Op : I.operands()) {
718         // Don't demote static allocas, constants, and labels.
719         if (isa<Constant>(Op) || isa<BasicBlock>(Op) || isa<InlineAsm>(Op))
720           continue;
721         auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Op);
722         if (AI && AI->isStaticAlloca())
723           continue;
724
725         if (auto *Arg = dyn_cast<Argument>(Op)) {
726           if (IsEHBB) {
727             DEBUG(dbgs() << "Demoting argument " << *Arg
728                          << " used by EH instr: " << I << "\n");
729             ArgsToDemote.insert(Arg);
730           }
731           continue;
732         }
733
734         // Don't demote EH values.
735         auto *OpI = cast<Instruction>(Op);
736         if (EHVals.count(OpI))
737           continue;
738
739         BasicBlock *OpBB = OpI->getParent();
740         // If a value is produced and consumed in the same BB, we don't need to
741         // demote it.
742         if (OpBB == &BB)
743           continue;
744         bool IsOpNormalBB = NormalBlocks.count(OpBB);
745         bool IsOpEHBB = EHBlocks.count(OpBB);
746         if (IsNormalBB != IsOpNormalBB || IsEHBB != IsOpEHBB) {
747           DEBUG({
748             dbgs() << "Demoting instruction live in-out from EH:\n";
749             dbgs() << "Instr: " << *OpI << '\n';
750             dbgs() << "User: " << I << '\n';
751           });
752           InstrsToDemote.insert(OpI);
753         }
754       }
755     }
756   }
757
758   // Demote values live into and out of handlers.
759   // FIXME: This demotion is inefficient. We should insert spills at the point
760   // of definition, insert one reload in each handler that uses the value, and
761   // insert reloads in the BB used to rejoin normal control flow.
762   Instruction *AllocaInsertPt = F.getEntryBlock().getFirstInsertionPt();
763   for (Instruction *I : InstrsToDemote)
764     DemoteRegToStack(*I, false, AllocaInsertPt);
765
766   // Demote arguments separately, and only for uses in EH blocks.
767   for (Argument *Arg : ArgsToDemote) {
768     auto *Slot = new AllocaInst(Arg->getType(), nullptr,
769                                 Arg->getName() + ".reg2mem", AllocaInsertPt);
770     SmallVector<User *, 4> Users(Arg->user_begin(), Arg->user_end());
771     for (User *U : Users) {
772       auto *I = dyn_cast<Instruction>(U);
773       if (I && EHBlocks.count(I->getParent())) {
774         auto *Reload = new LoadInst(Slot, Arg->getName() + ".reload", false, I);
775         U->replaceUsesOfWith(Arg, Reload);
776       }
777     }
778     new StoreInst(Arg, Slot, AllocaInsertPt);
779   }
780
781   // Demote landingpad phis, as the landingpad will be removed from the machine
782   // CFG.
783   for (LandingPadInst *LPI : LPads) {
784     BasicBlock *BB = LPI->getParent();
785     while (auto *Phi = dyn_cast<PHINode>(BB->begin()))
786       DemotePHIToStack(Phi, AllocaInsertPt);
787   }
788
789   DEBUG(dbgs() << "Demoted " << InstrsToDemote.size() << " instructions and "
790                << ArgsToDemote.size() << " arguments for WinEHPrepare\n\n");
791 }
792
793 bool WinEHPrepare::prepareExceptionHandlers(
794     Function &F, SmallVectorImpl<LandingPadInst *> &LPads) {
795   // Don't run on functions that are already prepared.
796   for (LandingPadInst *LPad : LPads) {
797     BasicBlock *LPadBB = LPad->getParent();
798     for (Instruction &Inst : *LPadBB)
799       if (match(&Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_actions>()))
800         return false;
801   }
802
803   identifyEHBlocks(F, LPads);
804   demoteValuesLiveAcrossHandlers(F, LPads);
805
806   // These containers are used to re-map frame variables that are used in
807   // outlined catch and cleanup handlers.  They will be populated as the
808   // handlers are outlined.
809   FrameVarInfoMap FrameVarInfo;
810
811   bool HandlersOutlined = false;
812
813   Module *M = F.getParent();
814   LLVMContext &Context = M->getContext();
815
816   // Create a new function to receive the handler contents.
817   PointerType *Int8PtrType = Type::getInt8PtrTy(Context);
818   Type *Int32Type = Type::getInt32Ty(Context);
819   Function *ActionIntrin = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::eh_actions);
820
821   if (isAsynchronousEHPersonality(Personality)) {
822     // FIXME: Switch the ehptr type to i32 and then switch this.
823     SEHExceptionCodeSlot =
824         new AllocaInst(Int8PtrType, nullptr, "seh_exception_code",
825                        F.getEntryBlock().getFirstInsertionPt());
826   }
827
828   // In order to handle the case where one outlined catch handler returns
829   // to a block within another outlined catch handler that would otherwise
830   // be unreachable, we need to outline the nested landing pad before we
831   // outline the landing pad which encloses it.
832   if (!isAsynchronousEHPersonality(Personality))
833     std::sort(LPads.begin(), LPads.end(),
834               [this](LandingPadInst *const &L, LandingPadInst *const &R) {
835                 return DT->properlyDominates(R->getParent(), L->getParent());
836               });
837
838   // This container stores the llvm.eh.recover and IndirectBr instructions
839   // that make up the body of each landing pad after it has been outlined.
840   // We need to defer the population of the target list for the indirectbr
841   // until all landing pads have been outlined so that we can handle the
842   // case of blocks in the target that are reached only from nested
843   // landing pads.
844   SmallVector<std::pair<CallInst*, IndirectBrInst *>, 4> LPadImpls;
845
846   for (LandingPadInst *LPad : LPads) {
847     // Look for evidence that this landingpad has already been processed.
848     bool LPadHasActionList = false;
849     BasicBlock *LPadBB = LPad->getParent();
850     for (Instruction &Inst : *LPadBB) {
851       if (match(&Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_actions>())) {
852         LPadHasActionList = true;
853         break;
854       }
855     }
856
857     // If we've already outlined the handlers for this landingpad,
858     // there's nothing more to do here.
859     if (LPadHasActionList)
860       continue;
861
862     // If either of the values in the aggregate returned by the landing pad is
863     // extracted and stored to memory, promote the stored value to a register.
864     promoteLandingPadValues(LPad);
865
866     LandingPadActions Actions;
867     mapLandingPadBlocks(LPad, Actions);
868
869     HandlersOutlined |= !Actions.actions().empty();
870     for (ActionHandler *Action : Actions) {
871       if (Action->hasBeenProcessed())
872         continue;
873       BasicBlock *StartBB = Action->getStartBlock();
874
875       // SEH doesn't do any outlining for catches. Instead, pass the handler
876       // basic block addr to llvm.eh.actions and list the block as a return
877       // target.
878       if (isAsynchronousEHPersonality(Personality)) {
879         if (auto *CatchAction = dyn_cast<CatchHandler>(Action)) {
880           processSEHCatchHandler(CatchAction, StartBB);
881           continue;
882         }
883       }
884
885       outlineHandler(Action, &F, LPad, StartBB, FrameVarInfo);
886     }
887
888     // Split the block after the landingpad instruction so that it is just a
889     // call to llvm.eh.actions followed by indirectbr.
890     assert(!isa<PHINode>(LPadBB->begin()) && "lpad phi not removed");
891     SplitBlock(LPadBB, LPad->getNextNode(), DT);
892     // Erase the branch inserted by the split so we can insert indirectbr.
893     LPadBB->getTerminator()->eraseFromParent();
894
895     // Replace all extracted values with undef and ultimately replace the
896     // landingpad with undef.
897     SmallVector<Instruction *, 4> SEHCodeUses;
898     SmallVector<Instruction *, 4> EHUndefs;
899     for (User *U : LPad->users()) {
900       auto *E = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
901       if (!E)
902         continue;
903       assert(E->getNumIndices() == 1 &&
904              "Unexpected operation: extracting both landing pad values");
905       unsigned Idx = *E->idx_begin();
906       assert((Idx == 0 || Idx == 1) && "unexpected index");
907       if (Idx == 0 && isAsynchronousEHPersonality(Personality))
908         SEHCodeUses.push_back(E);
909       else
910         EHUndefs.push_back(E);
911     }
912     for (Instruction *E : EHUndefs) {
913       E->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(E->getType()));
914       E->eraseFromParent();
915     }
916     LPad->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(LPad->getType()));
917
918     // Rewrite uses of the exception pointer to loads of an alloca.
919     while (!SEHCodeUses.empty()) {
920       Instruction *E = SEHCodeUses.pop_back_val();
921       SmallVector<Use *, 4> Uses;
922       for (Use &U : E->uses())
923         Uses.push_back(&U);
924       for (Use *U : Uses) {
925         auto *I = cast<Instruction>(U->getUser());
926         if (isa<ResumeInst>(I))
927           continue;
928         if (auto *Phi = dyn_cast<PHINode>(I))
929           SEHCodeUses.push_back(Phi);
930         else
931           U->set(new LoadInst(SEHExceptionCodeSlot, "sehcode", false, I));
932       }
933       E->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(E->getType()));
934       E->eraseFromParent();
935     }
936
937     // Add a call to describe the actions for this landing pad.
938     std::vector<Value *> ActionArgs;
939     for (ActionHandler *Action : Actions) {
940       // Action codes from docs are: 0 cleanup, 1 catch.
941       if (auto *CatchAction = dyn_cast<CatchHandler>(Action)) {
942         ActionArgs.push_back(ConstantInt::get(Int32Type, 1));
943         ActionArgs.push_back(CatchAction->getSelector());
944         // Find the frame escape index of the exception object alloca in the
945         // parent.
946         int FrameEscapeIdx = -1;
947         Value *EHObj = const_cast<Value *>(CatchAction->getExceptionVar());
948         if (EHObj && !isa<ConstantPointerNull>(EHObj)) {
949           auto I = FrameVarInfo.find(EHObj);
950           assert(I != FrameVarInfo.end() &&
951                  "failed to map llvm.eh.begincatch var");
952           FrameEscapeIdx = std::distance(FrameVarInfo.begin(), I);
953         }
954         ActionArgs.push_back(ConstantInt::get(Int32Type, FrameEscapeIdx));
955       } else {
956         ActionArgs.push_back(ConstantInt::get(Int32Type, 0));
957       }
958       ActionArgs.push_back(Action->getHandlerBlockOrFunc());
959     }
960     CallInst *Recover =
961         CallInst::Create(ActionIntrin, ActionArgs, "recover", LPadBB);
962
963     SetVector<BasicBlock *> ReturnTargets;
964     for (ActionHandler *Action : Actions) {
965       if (auto *CatchAction = dyn_cast<CatchHandler>(Action)) {
966         const auto &CatchTargets = CatchAction->getReturnTargets();
967         ReturnTargets.insert(CatchTargets.begin(), CatchTargets.end());
968       }
969     }
970     IndirectBrInst *Branch =
971         IndirectBrInst::Create(Recover, ReturnTargets.size(), LPadBB);
972     for (BasicBlock *Target : ReturnTargets)
973       Branch->addDestination(Target);
974
975     if (!isAsynchronousEHPersonality(Personality)) {
976       // C++ EH must repopulate the targets later to handle the case of
977       // targets that are reached indirectly through nested landing pads.
978       LPadImpls.push_back(std::make_pair(Recover, Branch));
979     }
980
981   } // End for each landingpad
982
983   // If nothing got outlined, there is no more processing to be done.
984   if (!HandlersOutlined)
985     return false;
986
987   // Replace any nested landing pad stubs with the correct action handler.
988   // This must be done before we remove unreachable blocks because it
989   // cleans up references to outlined blocks that will be deleted.
990   for (auto &LPadPair : NestedLPtoOriginalLP)
991     completeNestedLandingPad(&F, LPadPair.first, LPadPair.second, FrameVarInfo);
992   NestedLPtoOriginalLP.clear();
993
994   // Update the indirectbr instructions' target lists if necessary.
995   SetVector<BasicBlock*> CheckedTargets;
996   SmallVector<std::unique_ptr<ActionHandler>, 4> ActionList;
997   for (auto &LPadImplPair : LPadImpls) {
998     IntrinsicInst *Recover = cast<IntrinsicInst>(LPadImplPair.first);
999     IndirectBrInst *Branch = LPadImplPair.second;
1000
1001     // Get a list of handlers called by 
1002     parseEHActions(Recover, ActionList);
1003
1004     // Add an indirect branch listing possible successors of the catch handlers.
1005     SetVector<BasicBlock *> ReturnTargets;
1006     for (const auto &Action : ActionList) {
1007       if (auto *CA = dyn_cast<CatchHandler>(Action.get())) {
1008         Function *Handler = cast<Function>(CA->getHandlerBlockOrFunc());
1009         getPossibleReturnTargets(&F, Handler, ReturnTargets);
1010       }
1011     }
1012     ActionList.clear();
1013     // Clear any targets we already knew about.
1014     for (unsigned int I = 0, E = Branch->getNumDestinations(); I < E; ++I) {
1015       BasicBlock *KnownTarget = Branch->getDestination(I);
1016       if (ReturnTargets.count(KnownTarget))
1017         ReturnTargets.remove(KnownTarget);
1018     }
1019     for (BasicBlock *Target : ReturnTargets) {
1020       Branch->addDestination(Target);
1021       // The target may be a block that we excepted to get pruned.
1022       // If it is, it may contain a call to llvm.eh.endcatch.
1023       if (CheckedTargets.insert(Target)) {
1024         // Earlier preparations guarantee that all calls to llvm.eh.endcatch
1025         // will be followed by an unconditional branch.
1026         auto *Br = dyn_cast<BranchInst>(Target->getTerminator());
1027         if (Br && Br->isUnconditional() &&
1028             Br != Target->getFirstNonPHIOrDbgOrLifetime()) {
1029           Instruction *Prev = Br->getPrevNode();
1030           if (match(cast<Value>(Prev), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_endcatch>()))
1031             Prev->eraseFromParent();
1032         }
1033       }
1034     }
1035   }
1036   LPadImpls.clear();
1037
1038   F.addFnAttr("wineh-parent", F.getName());
1039
1040   // Delete any blocks that were only used by handlers that were outlined above.
1041   removeUnreachableBlocks(F);
1042
1043   BasicBlock *Entry = &F.getEntryBlock();
1044   IRBuilder<> Builder(F.getParent()->getContext());
1045   Builder.SetInsertPoint(Entry->getFirstInsertionPt());
1046
1047   Function *FrameEscapeFn =
1048       Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::localescape);
1049   Function *RecoverFrameFn =
1050       Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::localrecover);
1051   SmallVector<Value *, 8> AllocasToEscape;
1052
1053   // Scan the entry block for an existing call to llvm.localescape. We need to
1054   // keep escaping those objects.
1055   for (Instruction &I : F.front()) {
1056     auto *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(&I);
1057     if (II && II->getIntrinsicID() == Intrinsic::localescape) {
1058       auto Args = II->arg_operands();
1059       AllocasToEscape.append(Args.begin(), Args.end());
1060       II->eraseFromParent();
1061       break;
1062     }
1063   }
1064
1065   // Finally, replace all of the temporary allocas for frame variables used in
1066   // the outlined handlers with calls to llvm.localrecover.
1067   for (auto &VarInfoEntry : FrameVarInfo) {
1068     Value *ParentVal = VarInfoEntry.first;
1069     TinyPtrVector<AllocaInst *> &Allocas = VarInfoEntry.second;
1070     AllocaInst *ParentAlloca = cast<AllocaInst>(ParentVal);
1071
1072     // FIXME: We should try to sink unescaped allocas from the parent frame into
1073     // the child frame. If the alloca is escaped, we have to use the lifetime
1074     // markers to ensure that the alloca is only live within the child frame.
1075
1076     // Add this alloca to the list of things to escape.
1077     AllocasToEscape.push_back(ParentAlloca);
1078
1079     // Next replace all outlined allocas that are mapped to it.
1080     for (AllocaInst *TempAlloca : Allocas) {
1081       if (TempAlloca == getCatchObjectSentinel())
1082         continue; // Skip catch parameter sentinels.
1083       Function *HandlerFn = TempAlloca->getParent()->getParent();
1084       llvm::Value *FP = HandlerToParentFP[HandlerFn];
1085       assert(FP);
1086
1087       // FIXME: Sink this localrecover into the blocks where it is used.
1088       Builder.SetInsertPoint(TempAlloca);
1089       Builder.SetCurrentDebugLocation(TempAlloca->getDebugLoc());
1090       Value *RecoverArgs[] = {
1091           Builder.CreateBitCast(&F, Int8PtrType, ""), FP,
1092           llvm::ConstantInt::get(Int32Type, AllocasToEscape.size() - 1)};
1093       Instruction *RecoveredAlloca =
1094           Builder.CreateCall(RecoverFrameFn, RecoverArgs);
1095
1096       // Add a pointer bitcast if the alloca wasn't an i8.
1097       if (RecoveredAlloca->getType() != TempAlloca->getType()) {
1098         RecoveredAlloca->setName(Twine(TempAlloca->getName()) + ".i8");
1099         RecoveredAlloca = cast<Instruction>(
1100             Builder.CreateBitCast(RecoveredAlloca, TempAlloca->getType()));
1101       }
1102       TempAlloca->replaceAllUsesWith(RecoveredAlloca);
1103       TempAlloca->removeFromParent();
1104       RecoveredAlloca->takeName(TempAlloca);
1105       delete TempAlloca;
1106     }
1107   } // End for each FrameVarInfo entry.
1108
1109   // Insert 'call void (...)* @llvm.localescape(...)' at the end of the entry
1110   // block.
1111   Builder.SetInsertPoint(&F.getEntryBlock().back());
1112   Builder.CreateCall(FrameEscapeFn, AllocasToEscape);
1113
1114   if (SEHExceptionCodeSlot) {
1115     if (isAllocaPromotable(SEHExceptionCodeSlot)) {
1116       SmallPtrSet<BasicBlock *, 4> UserBlocks;
1117       for (User *U : SEHExceptionCodeSlot->users()) {
1118         if (auto *Inst = dyn_cast<Instruction>(U))
1119           UserBlocks.insert(Inst->getParent());
1120       }
1121       PromoteMemToReg(SEHExceptionCodeSlot, *DT);
1122       // After the promotion, kill off dead instructions.
1123       for (BasicBlock *BB : UserBlocks)
1124         SimplifyInstructionsInBlock(BB, LibInfo);
1125     }
1126   }
1127
1128   // Clean up the handler action maps we created for this function
1129   DeleteContainerSeconds(CatchHandlerMap);
1130   CatchHandlerMap.clear();
1131   DeleteContainerSeconds(CleanupHandlerMap);
1132   CleanupHandlerMap.clear();
1133   HandlerToParentFP.clear();
1134   DT = nullptr;
1135   LibInfo = nullptr;
1136   SEHExceptionCodeSlot = nullptr;
1137   EHBlocks.clear();
1138   NormalBlocks.clear();
1139   EHReturnBlocks.clear();
1140
1141   return HandlersOutlined;
1142 }
1143
1144 void WinEHPrepare::promoteLandingPadValues(LandingPadInst *LPad) {
1145   // If the return values of the landing pad instruction are extracted and
1146   // stored to memory, we want to promote the store locations to reg values.
1147   SmallVector<AllocaInst *, 2> EHAllocas;
1148
1149   // The landingpad instruction returns an aggregate value.  Typically, its
1150   // value will be passed to a pair of extract value instructions and the
1151   // results of those extracts are often passed to store instructions.
1152   // In unoptimized code the stored value will often be loaded and then stored
1153   // again.
1154   for (auto *U : LPad->users()) {
1155     ExtractValueInst *Extract = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
1156     if (!Extract)
1157       continue;
1158
1159     for (auto *EU : Extract->users()) {
1160       if (auto *Store = dyn_cast<StoreInst>(EU)) {
1161         auto *AV = cast<AllocaInst>(Store->getPointerOperand());
1162         EHAllocas.push_back(AV);
1163       }
1164     }
1165   }
1166
1167   // We can't do this without a dominator tree.
1168   assert(DT);
1169
1170   if (!EHAllocas.empty()) {
1171     PromoteMemToReg(EHAllocas, *DT);
1172     EHAllocas.clear();
1173   }
1174
1175   // After promotion, some extracts may be trivially dead. Remove them.
1176   SmallVector<Value *, 4> Users(LPad->user_begin(), LPad->user_end());
1177   for (auto *U : Users)
1178     RecursivelyDeleteTriviallyDeadInstructions(U);
1179 }
1180
1181 void WinEHPrepare::getPossibleReturnTargets(Function *ParentF,
1182                                             Function *HandlerF,
1183                                             SetVector<BasicBlock*> &Targets) {
1184   for (BasicBlock &BB : *HandlerF) {
1185     // If the handler contains landing pads, check for any
1186     // handlers that may return directly to a block in the
1187     // parent function.
1188     if (auto *LPI = BB.getLandingPadInst()) {
1189       IntrinsicInst *Recover = cast<IntrinsicInst>(LPI->getNextNode());
1190       SmallVector<std::unique_ptr<ActionHandler>, 4> ActionList;
1191       parseEHActions(Recover, ActionList);
1192       for (const auto &Action : ActionList) {
1193         if (auto *CH = dyn_cast<CatchHandler>(Action.get())) {
1194           Function *NestedF = cast<Function>(CH->getHandlerBlockOrFunc());
1195           getPossibleReturnTargets(ParentF, NestedF, Targets);
1196         }
1197       }
1198     }
1199
1200     auto *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(BB.getTerminator());
1201     if (!Ret)
1202       continue;
1203
1204     // Handler functions must always return a block address.
1205     BlockAddress *BA = cast<BlockAddress>(Ret->getReturnValue());
1206
1207     // If this is the handler for a nested landing pad, the
1208     // return address may have been remapped to a block in the
1209     // parent handler.  We're not interested in those.
1210     if (BA->getFunction() != ParentF)
1211       continue;
1212
1213     Targets.insert(BA->getBasicBlock());
1214   }
1215 }
1216
1217 void WinEHPrepare::completeNestedLandingPad(Function *ParentFn,
1218                                             LandingPadInst *OutlinedLPad,
1219                                             const LandingPadInst *OriginalLPad,
1220                                             FrameVarInfoMap &FrameVarInfo) {
1221   // Get the nested block and erase the unreachable instruction that was
1222   // temporarily inserted as its terminator.
1223   LLVMContext &Context = ParentFn->getContext();
1224   BasicBlock *OutlinedBB = OutlinedLPad->getParent();
1225   // If the nested landing pad was outlined before the landing pad that enclosed
1226   // it, it will already be in outlined form.  In that case, we just need to see
1227   // if the returns and the enclosing branch instruction need to be updated.
1228   IndirectBrInst *Branch =
1229       dyn_cast<IndirectBrInst>(OutlinedBB->getTerminator());
1230   if (!Branch) {
1231     // If the landing pad wasn't in outlined form, it should be a stub with
1232     // an unreachable terminator.
1233     assert(isa<UnreachableInst>(OutlinedBB->getTerminator()));
1234     OutlinedBB->getTerminator()->eraseFromParent();
1235     // That should leave OutlinedLPad as the last instruction in its block.
1236     assert(&OutlinedBB->back() == OutlinedLPad);
1237   }
1238
1239   // The original landing pad will have already had its action intrinsic
1240   // built by the outlining loop.  We need to clone that into the outlined
1241   // location.  It may also be necessary to add references to the exception
1242   // variables to the outlined handler in which this landing pad is nested
1243   // and remap return instructions in the nested handlers that should return
1244   // to an address in the outlined handler.
1245   Function *OutlinedHandlerFn = OutlinedBB->getParent();
1246   BasicBlock::const_iterator II = OriginalLPad;
1247   ++II;
1248   // The instruction after the landing pad should now be a call to eh.actions.
1249   const Instruction *Recover = II;
1250   const IntrinsicInst *EHActions = cast<IntrinsicInst>(Recover);
1251
1252   // Remap the return target in the nested handler.
1253   SmallVector<BlockAddress *, 4> ActionTargets;
1254   SmallVector<std::unique_ptr<ActionHandler>, 4> ActionList;
1255   parseEHActions(EHActions, ActionList);
1256   for (const auto &Action : ActionList) {
1257     auto *Catch = dyn_cast<CatchHandler>(Action.get());
1258     if (!Catch)
1259       continue;
1260     // The dyn_cast to function here selects C++ catch handlers and skips
1261     // SEH catch handlers.
1262     auto *Handler = dyn_cast<Function>(Catch->getHandlerBlockOrFunc());
1263     if (!Handler)
1264       continue;
1265     // Visit all the return instructions, looking for places that return
1266     // to a location within OutlinedHandlerFn.
1267     for (BasicBlock &NestedHandlerBB : *Handler) {
1268       auto *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(NestedHandlerBB.getTerminator());
1269       if (!Ret)
1270         continue;
1271
1272       // Handler functions must always return a block address.
1273       BlockAddress *BA = cast<BlockAddress>(Ret->getReturnValue());
1274       // The original target will have been in the main parent function,
1275       // but if it is the address of a block that has been outlined, it
1276       // should be a block that was outlined into OutlinedHandlerFn.
1277       assert(BA->getFunction() == ParentFn);
1278
1279       // Ignore targets that aren't part of an outlined handler function.
1280       if (!LPadTargetBlocks.count(BA->getBasicBlock()))
1281         continue;
1282
1283       // If the return value is the address ofF a block that we
1284       // previously outlined into the parent handler function, replace
1285       // the return instruction and add the mapped target to the list
1286       // of possible return addresses.
1287       BasicBlock *MappedBB = LPadTargetBlocks[BA->getBasicBlock()];
1288       assert(MappedBB->getParent() == OutlinedHandlerFn);
1289       BlockAddress *NewBA = BlockAddress::get(OutlinedHandlerFn, MappedBB);
1290       Ret->eraseFromParent();
1291       ReturnInst::Create(Context, NewBA, &NestedHandlerBB);
1292       ActionTargets.push_back(NewBA);
1293     }
1294   }
1295   ActionList.clear();
1296
1297   if (Branch) {
1298     // If the landing pad was already in outlined form, just update its targets.
1299     for (unsigned int I = Branch->getNumDestinations(); I > 0; --I)
1300       Branch->removeDestination(I);
1301     // Add the previously collected action targets.
1302     for (auto *Target : ActionTargets)
1303       Branch->addDestination(Target->getBasicBlock());
1304   } else {
1305     // If the landing pad was previously stubbed out, fill in its outlined form.
1306     IntrinsicInst *NewEHActions = cast<IntrinsicInst>(EHActions->clone());
1307     OutlinedBB->getInstList().push_back(NewEHActions);
1308
1309     // Insert an indirect branch into the outlined landing pad BB.
1310     IndirectBrInst *IBr = IndirectBrInst::Create(NewEHActions, 0, OutlinedBB);
1311     // Add the previously collected action targets.
1312     for (auto *Target : ActionTargets)
1313       IBr->addDestination(Target->getBasicBlock());
1314   }
1315 }
1316
1317 // This function examines a block to determine whether the block ends with a
1318 // conditional branch to a catch handler based on a selector comparison.
1319 // This function is used both by the WinEHPrepare::findSelectorComparison() and
1320 // WinEHCleanupDirector::handleTypeIdFor().
1321 static bool isSelectorDispatch(BasicBlock *BB, BasicBlock *&CatchHandler,
1322                                Constant *&Selector, BasicBlock *&NextBB) {
1323   ICmpInst::Predicate Pred;
1324   BasicBlock *TBB, *FBB;
1325   Value *LHS, *RHS;
1326
1327   if (!match(BB->getTerminator(),
1328              m_Br(m_ICmp(Pred, m_Value(LHS), m_Value(RHS)), TBB, FBB)))
1329     return false;
1330
1331   if (!match(LHS,
1332              m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>(m_Constant(Selector))) &&
1333       !match(RHS, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>(m_Constant(Selector))))
1334     return false;
1335
1336   if (Pred == CmpInst::ICMP_EQ) {
1337     CatchHandler = TBB;
1338     NextBB = FBB;
1339     return true;
1340   }
1341
1342   if (Pred == CmpInst::ICMP_NE) {
1343     CatchHandler = FBB;
1344     NextBB = TBB;
1345     return true;
1346   }
1347
1348   return false;
1349 }
1350
1351 static bool isCatchBlock(BasicBlock *BB) {
1352   for (BasicBlock::iterator II = BB->getFirstNonPHIOrDbg(), IE = BB->end();
1353        II != IE; ++II) {
1354     if (match(cast<Value>(II), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_begincatch>()))
1355       return true;
1356   }
1357   return false;
1358 }
1359
1360 static BasicBlock *createStubLandingPad(Function *Handler) {
1361   // FIXME: Finish this!
1362   LLVMContext &Context = Handler->getContext();
1363   BasicBlock *StubBB = BasicBlock::Create(Context, "stub");
1364   Handler->getBasicBlockList().push_back(StubBB);
1365   IRBuilder<> Builder(StubBB);
1366   LandingPadInst *LPad = Builder.CreateLandingPad(
1367       llvm::StructType::get(Type::getInt8PtrTy(Context),
1368                             Type::getInt32Ty(Context), nullptr),
1369       0);
1370   // Insert a call to llvm.eh.actions so that we don't try to outline this lpad.
1371   Function *ActionIntrin =
1372       Intrinsic::getDeclaration(Handler->getParent(), Intrinsic::eh_actions);
1373   Builder.CreateCall(ActionIntrin, {}, "recover");
1374   LPad->setCleanup(true);
1375   Builder.CreateUnreachable();
1376   return StubBB;
1377 }
1378
1379 // Cycles through the blocks in an outlined handler function looking for an
1380 // invoke instruction and inserts an invoke of llvm.donothing with an empty
1381 // landing pad if none is found.  The code that generates the .xdata tables for
1382 // the handler needs at least one landing pad to identify the parent function's
1383 // personality.
1384 void WinEHPrepare::addStubInvokeToHandlerIfNeeded(Function *Handler) {
1385   ReturnInst *Ret = nullptr;
1386   UnreachableInst *Unreached = nullptr;
1387   for (BasicBlock &BB : *Handler) {
1388     TerminatorInst *Terminator = BB.getTerminator();
1389     // If we find an invoke, there is nothing to be done.
1390     auto *II = dyn_cast<InvokeInst>(Terminator);
1391     if (II)
1392       return;
1393     // If we've already recorded a return instruction, keep looking for invokes.
1394     if (!Ret)
1395       Ret = dyn_cast<ReturnInst>(Terminator);
1396     // If we haven't recorded an unreachable instruction, try this terminator.
1397     if (!Unreached)
1398       Unreached = dyn_cast<UnreachableInst>(Terminator);
1399   }
1400
1401   // If we got this far, the handler contains no invokes.  We should have seen
1402   // at least one return or unreachable instruction.  We'll insert an invoke of
1403   // llvm.donothing ahead of that instruction.
1404   assert(Ret || Unreached);
1405   TerminatorInst *Term;
1406   if (Ret)
1407     Term = Ret;
1408   else
1409     Term = Unreached;
1410   BasicBlock *OldRetBB = Term->getParent();
1411   BasicBlock *NewRetBB = SplitBlock(OldRetBB, Term, DT);
1412   // SplitBlock adds an unconditional branch instruction at the end of the
1413   // parent block.  We want to replace that with an invoke call, so we can
1414   // erase it now.
1415   OldRetBB->getTerminator()->eraseFromParent();
1416   BasicBlock *StubLandingPad = createStubLandingPad(Handler);
1417   Function *F =
1418       Intrinsic::getDeclaration(Handler->getParent(), Intrinsic::donothing);
1419   InvokeInst::Create(F, NewRetBB, StubLandingPad, None, "", OldRetBB);
1420 }
1421
1422 // FIXME: Consider sinking this into lib/Target/X86 somehow. TargetLowering
1423 // usually doesn't build LLVM IR, so that's probably the wrong place.
1424 Function *WinEHPrepare::createHandlerFunc(Function *ParentFn, Type *RetTy,
1425                                           const Twine &Name, Module *M,
1426                                           Value *&ParentFP) {
1427   // x64 uses a two-argument prototype where the parent FP is the second
1428   // argument. x86 uses no arguments, just the incoming EBP value.
1429   LLVMContext &Context = M->getContext();
1430   Type *Int8PtrType = Type::getInt8PtrTy(Context);
1431   FunctionType *FnType;
1432   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64) {
1433     Type *ArgTys[2] = {Int8PtrType, Int8PtrType};
1434     FnType = FunctionType::get(RetTy, ArgTys, false);
1435   } else {
1436     FnType = FunctionType::get(RetTy, None, false);
1437   }
1438
1439   Function *Handler =
1440       Function::Create(FnType, GlobalVariable::InternalLinkage, Name, M);
1441   BasicBlock *Entry = BasicBlock::Create(Context, "entry");
1442   Handler->getBasicBlockList().push_front(Entry);
1443   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64) {
1444     ParentFP = &(Handler->getArgumentList().back());
1445   } else {
1446     assert(M);
1447     Function *FrameAddressFn =
1448         Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::frameaddress);
1449     Function *RecoverFPFn =
1450         Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::x86_seh_recoverfp);
1451     IRBuilder<> Builder(&Handler->getEntryBlock());
1452     Value *EBP =
1453         Builder.CreateCall(FrameAddressFn, {Builder.getInt32(1)}, "ebp");
1454     Value *ParentI8Fn = Builder.CreateBitCast(ParentFn, Int8PtrType);
1455     ParentFP = Builder.CreateCall(RecoverFPFn, {ParentI8Fn, EBP});
1456   }
1457   return Handler;
1458 }
1459
1460 bool WinEHPrepare::outlineHandler(ActionHandler *Action, Function *SrcFn,
1461                                   LandingPadInst *LPad, BasicBlock *StartBB,
1462                                   FrameVarInfoMap &VarInfo) {
1463   Module *M = SrcFn->getParent();
1464   LLVMContext &Context = M->getContext();
1465   Type *Int8PtrType = Type::getInt8PtrTy(Context);
1466
1467   // Create a new function to receive the handler contents.
1468   Value *ParentFP;
1469   Function *Handler;
1470   if (Action->getType() == Catch) {
1471     Handler = createHandlerFunc(SrcFn, Int8PtrType, SrcFn->getName() + ".catch", M,
1472                                 ParentFP);
1473   } else {
1474     Handler = createHandlerFunc(SrcFn, Type::getVoidTy(Context),
1475                                 SrcFn->getName() + ".cleanup", M, ParentFP);
1476   }
1477   Handler->setPersonalityFn(SrcFn->getPersonalityFn());
1478   HandlerToParentFP[Handler] = ParentFP;
1479   Handler->addFnAttr("wineh-parent", SrcFn->getName());
1480   BasicBlock *Entry = &Handler->getEntryBlock();
1481
1482   // Generate a standard prolog to setup the frame recovery structure.
1483   IRBuilder<> Builder(Context);
1484   Builder.SetInsertPoint(Entry);
1485   Builder.SetCurrentDebugLocation(LPad->getDebugLoc());
1486
1487   std::unique_ptr<WinEHCloningDirectorBase> Director;
1488
1489   ValueToValueMapTy VMap;
1490
1491   LandingPadMap &LPadMap = LPadMaps[LPad];
1492   if (!LPadMap.isInitialized())
1493     LPadMap.mapLandingPad(LPad);
1494   if (auto *CatchAction = dyn_cast<CatchHandler>(Action)) {
1495     Constant *Sel = CatchAction->getSelector();
1496     Director.reset(new WinEHCatchDirector(Handler, ParentFP, Sel, VarInfo,
1497                                           LPadMap, NestedLPtoOriginalLP, DT,
1498                                           EHBlocks));
1499     LPadMap.remapEHValues(VMap, UndefValue::get(Int8PtrType),
1500                           ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1));
1501   } else {
1502     Director.reset(
1503         new WinEHCleanupDirector(Handler, ParentFP, VarInfo, LPadMap));
1504     LPadMap.remapEHValues(VMap, UndefValue::get(Int8PtrType),
1505                           UndefValue::get(Type::getInt32Ty(Context)));
1506   }
1507
1508   SmallVector<ReturnInst *, 8> Returns;
1509   ClonedCodeInfo OutlinedFunctionInfo;
1510
1511   // If the start block contains PHI nodes, we need to map them.
1512   BasicBlock::iterator II = StartBB->begin();
1513   while (auto *PN = dyn_cast<PHINode>(II)) {
1514     bool Mapped = false;
1515     // Look for PHI values that we have already mapped (such as the selector).
1516     for (Value *Val : PN->incoming_values()) {
1517       if (VMap.count(Val)) {
1518         VMap[PN] = VMap[Val];
1519         Mapped = true;
1520       }
1521     }
1522     // If we didn't find a match for this value, map it as an undef.
1523     if (!Mapped) {
1524       VMap[PN] = UndefValue::get(PN->getType());
1525     }
1526     ++II;
1527   }
1528
1529   // The landing pad value may be used by PHI nodes.  It will ultimately be
1530   // eliminated, but we need it in the map for intermediate handling.
1531   VMap[LPad] = UndefValue::get(LPad->getType());
1532
1533   // Skip over PHIs and, if applicable, landingpad instructions.
1534   II = StartBB->getFirstInsertionPt();
1535
1536   CloneAndPruneIntoFromInst(Handler, SrcFn, II, VMap,
1537                             /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, "",
1538                             &OutlinedFunctionInfo, Director.get());
1539
1540   // Move all the instructions in the cloned "entry" block into our entry block.
1541   // Depending on how the parent function was laid out, the block that will
1542   // correspond to the outlined entry block may not be the first block in the
1543   // list.  We can recognize it, however, as the cloned block which has no
1544   // predecessors.  Any other block wouldn't have been cloned if it didn't
1545   // have a predecessor which was also cloned.
1546   Function::iterator ClonedIt = std::next(Function::iterator(Entry));
1547   while (!pred_empty(ClonedIt))
1548     ++ClonedIt;
1549   BasicBlock *ClonedEntryBB = ClonedIt;
1550   assert(ClonedEntryBB);
1551   Entry->getInstList().splice(Entry->end(), ClonedEntryBB->getInstList());
1552   ClonedEntryBB->eraseFromParent();
1553
1554   // Make sure we can identify the handler's personality later.
1555   addStubInvokeToHandlerIfNeeded(Handler);
1556
1557   if (auto *CatchAction = dyn_cast<CatchHandler>(Action)) {
1558     WinEHCatchDirector *CatchDirector =
1559         reinterpret_cast<WinEHCatchDirector *>(Director.get());
1560     CatchAction->setExceptionVar(CatchDirector->getExceptionVar());
1561     CatchAction->setReturnTargets(CatchDirector->getReturnTargets());
1562
1563     // Look for blocks that are not part of the landing pad that we just
1564     // outlined but terminate with a call to llvm.eh.endcatch and a
1565     // branch to a block that is in the handler we just outlined.
1566     // These blocks will be part of a nested landing pad that intends to
1567     // return to an address in this handler.  This case is best handled
1568     // after both landing pads have been outlined, so for now we'll just
1569     // save the association of the blocks in LPadTargetBlocks.  The
1570     // return instructions which are created from these branches will be
1571     // replaced after all landing pads have been outlined.
1572     for (const auto MapEntry : VMap) {
1573       // VMap maps all values and blocks that were just cloned, but dead
1574       // blocks which were pruned will map to nullptr.
1575       if (!isa<BasicBlock>(MapEntry.first) || MapEntry.second == nullptr)
1576         continue;
1577       const BasicBlock *MappedBB = cast<BasicBlock>(MapEntry.first);
1578       for (auto *Pred : predecessors(const_cast<BasicBlock *>(MappedBB))) {
1579         auto *Branch = dyn_cast<BranchInst>(Pred->getTerminator());
1580         if (!Branch || !Branch->isUnconditional() || Pred->size() <= 1)
1581           continue;
1582         BasicBlock::iterator II = const_cast<BranchInst *>(Branch);
1583         --II;
1584         if (match(cast<Value>(II), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_endcatch>())) {
1585           // This would indicate that a nested landing pad wants to return
1586           // to a block that is outlined into two different handlers.
1587           assert(!LPadTargetBlocks.count(MappedBB));
1588           LPadTargetBlocks[MappedBB] = cast<BasicBlock>(MapEntry.second);
1589         }
1590       }
1591     }
1592   } // End if (CatchAction)
1593
1594   Action->setHandlerBlockOrFunc(Handler);
1595
1596   return true;
1597 }
1598
1599 /// This BB must end in a selector dispatch. All we need to do is pass the
1600 /// handler block to llvm.eh.actions and list it as a possible indirectbr
1601 /// target.
1602 void WinEHPrepare::processSEHCatchHandler(CatchHandler *CatchAction,
1603                                           BasicBlock *StartBB) {
1604   BasicBlock *HandlerBB;
1605   BasicBlock *NextBB;
1606   Constant *Selector;
1607   bool Res = isSelectorDispatch(StartBB, HandlerBB, Selector, NextBB);
1608   if (Res) {
1609     // If this was EH dispatch, this must be a conditional branch to the handler
1610     // block.
1611     // FIXME: Handle instructions in the dispatch block. Currently we drop them,
1612     // leading to crashes if some optimization hoists stuff here.
1613     assert(CatchAction->getSelector() && HandlerBB &&
1614            "expected catch EH dispatch");
1615   } else {
1616     // This must be a catch-all. Split the block after the landingpad.
1617     assert(CatchAction->getSelector()->isNullValue() && "expected catch-all");
1618     HandlerBB = SplitBlock(StartBB, StartBB->getFirstInsertionPt(), DT);
1619   }
1620   IRBuilder<> Builder(HandlerBB->getFirstInsertionPt());
1621   Function *EHCodeFn = Intrinsic::getDeclaration(
1622       StartBB->getParent()->getParent(), Intrinsic::eh_exceptioncode_old);
1623   Value *Code = Builder.CreateCall(EHCodeFn, {}, "sehcode");
1624   Code = Builder.CreateIntToPtr(Code, SEHExceptionCodeSlot->getAllocatedType());
1625   Builder.CreateStore(Code, SEHExceptionCodeSlot);
1626   CatchAction->setHandlerBlockOrFunc(BlockAddress::get(HandlerBB));
1627   TinyPtrVector<BasicBlock *> Targets(HandlerBB);
1628   CatchAction->setReturnTargets(Targets);
1629 }
1630
1631 void LandingPadMap::mapLandingPad(const LandingPadInst *LPad) {
1632   // Each instance of this class should only ever be used to map a single
1633   // landing pad.
1634   assert(OriginLPad == nullptr || OriginLPad == LPad);
1635
1636   // If the landing pad has already been mapped, there's nothing more to do.
1637   if (OriginLPad == LPad)
1638     return;
1639
1640   OriginLPad = LPad;
1641
1642   // The landingpad instruction returns an aggregate value.  Typically, its
1643   // value will be passed to a pair of extract value instructions and the
1644   // results of those extracts will have been promoted to reg values before
1645   // this routine is called.
1646   for (auto *U : LPad->users()) {
1647     const ExtractValueInst *Extract = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
1648     if (!Extract)
1649       continue;
1650     assert(Extract->getNumIndices() == 1 &&
1651            "Unexpected operation: extracting both landing pad values");
1652     unsigned int Idx = *(Extract->idx_begin());
1653     assert((Idx == 0 || Idx == 1) &&
1654            "Unexpected operation: extracting an unknown landing pad element");
1655     if (Idx == 0) {
1656       ExtractedEHPtrs.push_back(Extract);
1657     } else if (Idx == 1) {
1658       ExtractedSelectors.push_back(Extract);
1659     }
1660   }
1661 }
1662
1663 bool LandingPadMap::isOriginLandingPadBlock(const BasicBlock *BB) const {
1664   return BB->getLandingPadInst() == OriginLPad;
1665 }
1666
1667 bool LandingPadMap::isLandingPadSpecificInst(const Instruction *Inst) const {
1668   if (Inst == OriginLPad)
1669     return true;
1670   for (auto *Extract : ExtractedEHPtrs) {
1671     if (Inst == Extract)
1672       return true;
1673   }
1674   for (auto *Extract : ExtractedSelectors) {
1675     if (Inst == Extract)
1676       return true;
1677   }
1678   return false;
1679 }
1680
1681 void LandingPadMap::remapEHValues(ValueToValueMapTy &VMap, Value *EHPtrValue,
1682                                   Value *SelectorValue) const {
1683   // Remap all landing pad extract instructions to the specified values.
1684   for (auto *Extract : ExtractedEHPtrs)
1685     VMap[Extract] = EHPtrValue;
1686   for (auto *Extract : ExtractedSelectors)
1687     VMap[Extract] = SelectorValue;
1688 }
1689
1690 static bool isLocalAddressCall(const Value *V) {
1691   return match(const_cast<Value *>(V), m_Intrinsic<Intrinsic::localaddress>());
1692 }
1693
1694 CloningDirector::CloningAction WinEHCloningDirectorBase::handleInstruction(
1695     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1696   // If this is one of the boilerplate landing pad instructions, skip it.
1697   // The instruction will have already been remapped in VMap.
1698   if (LPadMap.isLandingPadSpecificInst(Inst))
1699     return CloningDirector::SkipInstruction;
1700
1701   // Nested landing pads that have not already been outlined will be cloned as
1702   // stubs, with just the landingpad instruction and an unreachable instruction.
1703   // When all landingpads have been outlined, we'll replace this with the
1704   // llvm.eh.actions call and indirect branch created when the landing pad was
1705   // outlined.
1706   if (auto *LPad = dyn_cast<LandingPadInst>(Inst)) {
1707     return handleLandingPad(VMap, LPad, NewBB);
1708   }
1709
1710   // Nested landing pads that have already been outlined will be cloned in their
1711   // outlined form, but we need to intercept the ibr instruction to filter out
1712   // targets that do not return to the handler we are outlining.
1713   if (auto *IBr = dyn_cast<IndirectBrInst>(Inst)) {
1714     return handleIndirectBr(VMap, IBr, NewBB);
1715   }
1716
1717   if (auto *Invoke = dyn_cast<InvokeInst>(Inst))
1718     return handleInvoke(VMap, Invoke, NewBB);
1719
1720   if (auto *Resume = dyn_cast<ResumeInst>(Inst))
1721     return handleResume(VMap, Resume, NewBB);
1722
1723   if (auto *Cmp = dyn_cast<CmpInst>(Inst))
1724     return handleCompare(VMap, Cmp, NewBB);
1725
1726   if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_begincatch>()))
1727     return handleBeginCatch(VMap, Inst, NewBB);
1728   if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_endcatch>()))
1729     return handleEndCatch(VMap, Inst, NewBB);
1730   if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>()))
1731     return handleTypeIdFor(VMap, Inst, NewBB);
1732
1733   // When outlining llvm.localaddress(), remap that to the second argument,
1734   // which is the FP of the parent.
1735   if (isLocalAddressCall(Inst)) {
1736     VMap[Inst] = ParentFP;
1737     return CloningDirector::SkipInstruction;
1738   }
1739
1740   // Continue with the default cloning behavior.
1741   return CloningDirector::CloneInstruction;
1742 }
1743
1744 CloningDirector::CloningAction WinEHCatchDirector::handleLandingPad(
1745     ValueToValueMapTy &VMap, const LandingPadInst *LPad, BasicBlock *NewBB) {
1746   // If the instruction after the landing pad is a call to llvm.eh.actions
1747   // the landing pad has already been outlined.  In this case, we should
1748   // clone it because it may return to a block in the handler we are
1749   // outlining now that would otherwise be unreachable.  The landing pads
1750   // are sorted before outlining begins to enable this case to work
1751   // properly.
1752   const Instruction *NextI = LPad->getNextNode();
1753   if (match(NextI, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_actions>()))
1754     return CloningDirector::CloneInstruction;
1755
1756   // If the landing pad hasn't been outlined yet, the landing pad we are
1757   // outlining now does not dominate it and so it cannot return to a block
1758   // in this handler.  In that case, we can just insert a stub landing
1759   // pad now and patch it up later.
1760   Instruction *NewInst = LPad->clone();
1761   if (LPad->hasName())
1762     NewInst->setName(LPad->getName());
1763   // Save this correlation for later processing.
1764   NestedLPtoOriginalLP[cast<LandingPadInst>(NewInst)] = LPad;
1765   VMap[LPad] = NewInst;
1766   BasicBlock::InstListType &InstList = NewBB->getInstList();
1767   InstList.push_back(NewInst);
1768   InstList.push_back(new UnreachableInst(NewBB->getContext()));
1769   return CloningDirector::StopCloningBB;
1770 }
1771
1772 CloningDirector::CloningAction WinEHCatchDirector::handleBeginCatch(
1773     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1774   // The argument to the call is some form of the first element of the
1775   // landingpad aggregate value, but that doesn't matter.  It isn't used
1776   // here.
1777   // The second argument is an outparameter where the exception object will be
1778   // stored. Typically the exception object is a scalar, but it can be an
1779   // aggregate when catching by value.
1780   // FIXME: Leave something behind to indicate where the exception object lives
1781   // for this handler. Should it be part of llvm.eh.actions?
1782   assert(ExceptionObjectVar == nullptr && "Multiple calls to "
1783                                           "llvm.eh.begincatch found while "
1784                                           "outlining catch handler.");
1785   ExceptionObjectVar = Inst->getOperand(1)->stripPointerCasts();
1786   if (isa<ConstantPointerNull>(ExceptionObjectVar))
1787     return CloningDirector::SkipInstruction;
1788   assert(cast<AllocaInst>(ExceptionObjectVar)->isStaticAlloca() &&
1789          "catch parameter is not static alloca");
1790   Materializer.escapeCatchObject(ExceptionObjectVar);
1791   return CloningDirector::SkipInstruction;
1792 }
1793
1794 CloningDirector::CloningAction
1795 WinEHCatchDirector::handleEndCatch(ValueToValueMapTy &VMap,
1796                                    const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1797   auto *IntrinCall = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst);
1798   // It might be interesting to track whether or not we are inside a catch
1799   // function, but that might make the algorithm more brittle than it needs
1800   // to be.
1801
1802   // The end catch call can occur in one of two places: either in a
1803   // landingpad block that is part of the catch handlers exception mechanism,
1804   // or at the end of the catch block.  However, a catch-all handler may call
1805   // end catch from the original landing pad.  If the call occurs in a nested
1806   // landing pad block, we must skip it and continue so that the landing pad
1807   // gets cloned.
1808   auto *ParentBB = IntrinCall->getParent();
1809   if (ParentBB->isLandingPad() && !LPadMap.isOriginLandingPadBlock(ParentBB))
1810     return CloningDirector::SkipInstruction;
1811
1812   // If an end catch occurs anywhere else we want to terminate the handler
1813   // with a return to the code that follows the endcatch call.  If the
1814   // next instruction is not an unconditional branch, we need to split the
1815   // block to provide a clear target for the return instruction.
1816   BasicBlock *ContinueBB;
1817   auto Next = std::next(BasicBlock::const_iterator(IntrinCall));
1818   const BranchInst *Branch = dyn_cast<BranchInst>(Next);
1819   if (!Branch || !Branch->isUnconditional()) {
1820     // We're interrupting the cloning process at this location, so the
1821     // const_cast we're doing here will not cause a problem.
1822     ContinueBB = SplitBlock(const_cast<BasicBlock *>(ParentBB),
1823                             const_cast<Instruction *>(cast<Instruction>(Next)));
1824   } else {
1825     ContinueBB = Branch->getSuccessor(0);
1826   }
1827
1828   ReturnInst::Create(NewBB->getContext(), BlockAddress::get(ContinueBB), NewBB);
1829   ReturnTargets.push_back(ContinueBB);
1830
1831   // We just added a terminator to the cloned block.
1832   // Tell the caller to stop processing the current basic block so that
1833   // the branch instruction will be skipped.
1834   return CloningDirector::StopCloningBB;
1835 }
1836
1837 CloningDirector::CloningAction WinEHCatchDirector::handleTypeIdFor(
1838     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1839   auto *IntrinCall = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst);
1840   Value *Selector = IntrinCall->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
1841   // This causes a replacement that will collapse the landing pad CFG based
1842   // on the filter function we intend to match.
1843   if (Selector == CurrentSelector)
1844     VMap[Inst] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 1);
1845   else
1846     VMap[Inst] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 0);
1847   // Tell the caller not to clone this instruction.
1848   return CloningDirector::SkipInstruction;
1849 }
1850
1851 CloningDirector::CloningAction WinEHCatchDirector::handleIndirectBr(
1852     ValueToValueMapTy &VMap,
1853     const IndirectBrInst *IBr,
1854     BasicBlock *NewBB) {
1855   // If this indirect branch is not part of a landing pad block, just clone it.
1856   const BasicBlock *ParentBB = IBr->getParent();
1857   if (!ParentBB->isLandingPad())
1858     return CloningDirector::CloneInstruction;
1859
1860   // If it is part of a landing pad, we want to filter out target blocks
1861   // that are not part of the handler we are outlining.
1862   const LandingPadInst *LPad = ParentBB->getLandingPadInst();
1863
1864   // Save this correlation for later processing.
1865   NestedLPtoOriginalLP[cast<LandingPadInst>(VMap[LPad])] = LPad;
1866
1867   // We should only get here for landing pads that have already been outlined.
1868   assert(match(LPad->getNextNode(), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_actions>()));
1869
1870   // Copy the indirectbr, but only include targets that were previously
1871   // identified as EH blocks and are dominated by the nested landing pad.
1872   SetVector<const BasicBlock *> ReturnTargets;
1873   for (int I = 0, E = IBr->getNumDestinations(); I < E; ++I) {
1874     auto *TargetBB = IBr->getDestination(I);
1875     if (EHBlocks.count(const_cast<BasicBlock*>(TargetBB)) &&
1876         DT->dominates(ParentBB, TargetBB)) {
1877       DEBUG(dbgs() << "  Adding destination " << TargetBB->getName() << "\n");
1878       ReturnTargets.insert(TargetBB);
1879     }
1880   }
1881   IndirectBrInst *NewBranch = 
1882         IndirectBrInst::Create(const_cast<Value *>(IBr->getAddress()),
1883                                ReturnTargets.size(), NewBB);
1884   for (auto *Target : ReturnTargets)
1885     NewBranch->addDestination(const_cast<BasicBlock*>(Target));
1886
1887   // The operands and targets of the branch instruction are remapped later
1888   // because it is a terminator.  Tell the cloning code to clone the
1889   // blocks we just added to the target list.
1890   return CloningDirector::CloneSuccessors;
1891 }
1892
1893 CloningDirector::CloningAction
1894 WinEHCatchDirector::handleInvoke(ValueToValueMapTy &VMap,
1895                                  const InvokeInst *Invoke, BasicBlock *NewBB) {
1896   return CloningDirector::CloneInstruction;
1897 }
1898
1899 CloningDirector::CloningAction
1900 WinEHCatchDirector::handleResume(ValueToValueMapTy &VMap,
1901                                  const ResumeInst *Resume, BasicBlock *NewBB) {
1902   // Resume instructions shouldn't be reachable from catch handlers.
1903   // We still need to handle it, but it will be pruned.
1904   BasicBlock::InstListType &InstList = NewBB->getInstList();
1905   InstList.push_back(new UnreachableInst(NewBB->getContext()));
1906   return CloningDirector::StopCloningBB;
1907 }
1908
1909 CloningDirector::CloningAction
1910 WinEHCatchDirector::handleCompare(ValueToValueMapTy &VMap,
1911                                   const CmpInst *Compare, BasicBlock *NewBB) {
1912   const IntrinsicInst *IntrinCall = nullptr;
1913   if (match(Compare->getOperand(0), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>())) {
1914     IntrinCall = dyn_cast<IntrinsicInst>(Compare->getOperand(0));
1915   } else if (match(Compare->getOperand(1),
1916                    m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>())) {
1917     IntrinCall = dyn_cast<IntrinsicInst>(Compare->getOperand(1));
1918   }
1919   if (IntrinCall) {
1920     Value *Selector = IntrinCall->getArgOperand(0)->stripPointerCasts();
1921     // This causes a replacement that will collapse the landing pad CFG based
1922     // on the filter function we intend to match.
1923     if (Selector == CurrentSelector->stripPointerCasts()) {
1924       VMap[Compare] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 1);
1925     } else {
1926       VMap[Compare] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 0);
1927     }
1928     return CloningDirector::SkipInstruction;
1929   }
1930   return CloningDirector::CloneInstruction;
1931 }
1932
1933 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleLandingPad(
1934     ValueToValueMapTy &VMap, const LandingPadInst *LPad, BasicBlock *NewBB) {
1935   // The MS runtime will terminate the process if an exception occurs in a
1936   // cleanup handler, so we shouldn't encounter landing pads in the actual
1937   // cleanup code, but they may appear in catch blocks.  Depending on where
1938   // we started cloning we may see one, but it will get dropped during dead
1939   // block pruning.
1940   Instruction *NewInst = new UnreachableInst(NewBB->getContext());
1941   VMap[LPad] = NewInst;
1942   BasicBlock::InstListType &InstList = NewBB->getInstList();
1943   InstList.push_back(NewInst);
1944   return CloningDirector::StopCloningBB;
1945 }
1946
1947 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleBeginCatch(
1948     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1949   // Cleanup code may flow into catch blocks or the catch block may be part
1950   // of a branch that will be optimized away.  We'll insert a return
1951   // instruction now, but it may be pruned before the cloning process is
1952   // complete.
1953   ReturnInst::Create(NewBB->getContext(), nullptr, NewBB);
1954   return CloningDirector::StopCloningBB;
1955 }
1956
1957 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleEndCatch(
1958     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1959   // Cleanup handlers nested within catch handlers may begin with a call to
1960   // eh.endcatch.  We can just ignore that instruction.
1961   return CloningDirector::SkipInstruction;
1962 }
1963
1964 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleTypeIdFor(
1965     ValueToValueMapTy &VMap, const Instruction *Inst, BasicBlock *NewBB) {
1966   // If we encounter a selector comparison while cloning a cleanup handler,
1967   // we want to stop cloning immediately.  Anything after the dispatch
1968   // will be outlined into a different handler.
1969   BasicBlock *CatchHandler;
1970   Constant *Selector;
1971   BasicBlock *NextBB;
1972   if (isSelectorDispatch(const_cast<BasicBlock *>(Inst->getParent()),
1973                          CatchHandler, Selector, NextBB)) {
1974     ReturnInst::Create(NewBB->getContext(), nullptr, NewBB);
1975     return CloningDirector::StopCloningBB;
1976   }
1977   // If eg.typeid.for is called for any other reason, it can be ignored.
1978   VMap[Inst] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 0);
1979   return CloningDirector::SkipInstruction;
1980 }
1981
1982 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleIndirectBr(
1983     ValueToValueMapTy &VMap,
1984     const IndirectBrInst *IBr,
1985     BasicBlock *NewBB) {
1986   // No special handling is required for cleanup cloning.
1987   return CloningDirector::CloneInstruction;
1988 }
1989
1990 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleInvoke(
1991     ValueToValueMapTy &VMap, const InvokeInst *Invoke, BasicBlock *NewBB) {
1992   // All invokes in cleanup handlers can be replaced with calls.
1993   SmallVector<Value *, 16> CallArgs(Invoke->op_begin(), Invoke->op_end() - 3);
1994   // Insert a normal call instruction...
1995   CallInst *NewCall =
1996       CallInst::Create(const_cast<Value *>(Invoke->getCalledValue()), CallArgs,
1997                        Invoke->getName(), NewBB);
1998   NewCall->setCallingConv(Invoke->getCallingConv());
1999   NewCall->setAttributes(Invoke->getAttributes());
2000   NewCall->setDebugLoc(Invoke->getDebugLoc());
2001   VMap[Invoke] = NewCall;
2002
2003   // Remap the operands.
2004   llvm::RemapInstruction(NewCall, VMap, RF_None, nullptr, &Materializer);
2005
2006   // Insert an unconditional branch to the normal destination.
2007   BranchInst::Create(Invoke->getNormalDest(), NewBB);
2008
2009   // The unwind destination won't be cloned into the new function, so
2010   // we don't need to clean up its phi nodes.
2011
2012   // We just added a terminator to the cloned block.
2013   // Tell the caller to stop processing the current basic block.
2014   return CloningDirector::CloneSuccessors;
2015 }
2016
2017 CloningDirector::CloningAction WinEHCleanupDirector::handleResume(
2018     ValueToValueMapTy &VMap, const ResumeInst *Resume, BasicBlock *NewBB) {
2019   ReturnInst::Create(NewBB->getContext(), nullptr, NewBB);
2020
2021   // We just added a terminator to the cloned block.
2022   // Tell the caller to stop processing the current basic block so that
2023   // the branch instruction will be skipped.
2024   return CloningDirector::StopCloningBB;
2025 }
2026
2027 CloningDirector::CloningAction
2028 WinEHCleanupDirector::handleCompare(ValueToValueMapTy &VMap,
2029                                     const CmpInst *Compare, BasicBlock *NewBB) {
2030   if (match(Compare->getOperand(0), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>()) ||
2031       match(Compare->getOperand(1), m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>())) {
2032     VMap[Compare] = ConstantInt::get(SelectorIDType, 1);
2033     return CloningDirector::SkipInstruction;
2034   }
2035   return CloningDirector::CloneInstruction;
2036 }
2037
2038 WinEHFrameVariableMaterializer::WinEHFrameVariableMaterializer(
2039     Function *OutlinedFn, Value *ParentFP, FrameVarInfoMap &FrameVarInfo)
2040     : FrameVarInfo(FrameVarInfo), Builder(OutlinedFn->getContext()) {
2041   BasicBlock *EntryBB = &OutlinedFn->getEntryBlock();
2042
2043   // New allocas should be inserted in the entry block, but after the parent FP
2044   // is established if it is an instruction.
2045   Instruction *InsertPoint = EntryBB->getFirstInsertionPt();
2046   if (auto *FPInst = dyn_cast<Instruction>(ParentFP))
2047     InsertPoint = FPInst->getNextNode();
2048   Builder.SetInsertPoint(EntryBB, InsertPoint);
2049 }
2050
2051 Value *WinEHFrameVariableMaterializer::materializeValueFor(Value *V) {
2052   // If we're asked to materialize a static alloca, we temporarily create an
2053   // alloca in the outlined function and add this to the FrameVarInfo map.  When
2054   // all the outlining is complete, we'll replace these temporary allocas with
2055   // calls to llvm.localrecover.
2056   if (auto *AV = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
2057     assert(AV->isStaticAlloca() &&
2058            "cannot materialize un-demoted dynamic alloca");
2059     AllocaInst *NewAlloca = dyn_cast<AllocaInst>(AV->clone());
2060     Builder.Insert(NewAlloca, AV->getName());
2061     FrameVarInfo[AV].push_back(NewAlloca);
2062     return NewAlloca;
2063   }
2064
2065   if (isa<Instruction>(V) || isa<Argument>(V)) {
2066     Function *Parent = isa<Instruction>(V)
2067                            ? cast<Instruction>(V)->getParent()->getParent()
2068                            : cast<Argument>(V)->getParent();
2069     errs()
2070         << "Failed to demote instruction used in exception handler of function "
2071         << GlobalValue::getRealLinkageName(Parent->getName()) << ":\n";
2072     errs() << "  " << *V << '\n';
2073     report_fatal_error("WinEHPrepare failed to demote instruction");
2074   }
2075
2076   // Don't materialize other values.
2077   return nullptr;
2078 }
2079
2080 void WinEHFrameVariableMaterializer::escapeCatchObject(Value *V) {
2081   // Catch parameter objects have to live in the parent frame. When we see a use
2082   // of a catch parameter, add a sentinel to the multimap to indicate that it's
2083   // used from another handler. This will prevent us from trying to sink the
2084   // alloca into the handler and ensure that the catch parameter is present in
2085   // the call to llvm.localescape.
2086   FrameVarInfo[V].push_back(getCatchObjectSentinel());
2087 }
2088
2089 // This function maps the catch and cleanup handlers that are reachable from the
2090 // specified landing pad. The landing pad sequence will have this basic shape:
2091 //
2092 //  <cleanup handler>
2093 //  <selector comparison>
2094 //  <catch handler>
2095 //  <cleanup handler>
2096 //  <selector comparison>
2097 //  <catch handler>
2098 //  <cleanup handler>
2099 //  ...
2100 //
2101 // Any of the cleanup slots may be absent.  The cleanup slots may be occupied by
2102 // any arbitrary control flow, but all paths through the cleanup code must
2103 // eventually reach the next selector comparison and no path can skip to a
2104 // different selector comparisons, though some paths may terminate abnormally.
2105 // Therefore, we will use a depth first search from the start of any given
2106 // cleanup block and stop searching when we find the next selector comparison.
2107 //
2108 // If the landingpad instruction does not have a catch clause, we will assume
2109 // that any instructions other than selector comparisons and catch handlers can
2110 // be ignored.  In practice, these will only be the boilerplate instructions.
2111 //
2112 // The catch handlers may also have any control structure, but we are only
2113 // interested in the start of the catch handlers, so we don't need to actually
2114 // follow the flow of the catch handlers.  The start of the catch handlers can
2115 // be located from the compare instructions, but they can be skipped in the
2116 // flow by following the contrary branch.
2117 void WinEHPrepare::mapLandingPadBlocks(LandingPadInst *LPad,
2118                                        LandingPadActions &Actions) {
2119   unsigned int NumClauses = LPad->getNumClauses();
2120   unsigned int HandlersFound = 0;
2121   BasicBlock *BB = LPad->getParent();
2122
2123   DEBUG(dbgs() << "Mapping landing pad: " << BB->getName() << "\n");
2124
2125   if (NumClauses == 0) {
2126     findCleanupHandlers(Actions, BB, nullptr);
2127     return;
2128   }
2129
2130   VisitedBlockSet VisitedBlocks;
2131
2132   while (HandlersFound != NumClauses) {
2133     BasicBlock *NextBB = nullptr;
2134
2135     // Skip over filter clauses.
2136     if (LPad->isFilter(HandlersFound)) {
2137       ++HandlersFound;
2138       continue;
2139     }
2140
2141     // See if the clause we're looking for is a catch-all.
2142     // If so, the catch begins immediately.
2143     Constant *ExpectedSelector =
2144         LPad->getClause(HandlersFound)->stripPointerCasts();
2145     if (isa<ConstantPointerNull>(ExpectedSelector)) {
2146       // The catch all must occur last.
2147       assert(HandlersFound == NumClauses - 1);
2148
2149       // There can be additional selector dispatches in the call chain that we
2150       // need to ignore.
2151       BasicBlock *CatchBlock = nullptr;
2152       Constant *Selector;
2153       while (BB && isSelectorDispatch(BB, CatchBlock, Selector, NextBB)) {
2154         DEBUG(dbgs() << "  Found extra catch dispatch in block "
2155                      << CatchBlock->getName() << "\n");
2156         BB = NextBB;
2157       }
2158
2159       // Add the catch handler to the action list.
2160       CatchHandler *Action = nullptr;
2161       if (CatchHandlerMap.count(BB) && CatchHandlerMap[BB] != nullptr) {
2162         // If the CatchHandlerMap already has an entry for this BB, re-use it.
2163         Action = CatchHandlerMap[BB];
2164         assert(Action->getSelector() == ExpectedSelector);
2165       } else {
2166         // We don't expect a selector dispatch, but there may be a call to
2167         // llvm.eh.begincatch, which separates catch handling code from
2168         // cleanup code in the same control flow.  This call looks for the
2169         // begincatch intrinsic.
2170         Action = findCatchHandler(BB, NextBB, VisitedBlocks);
2171         if (Action) {
2172           // For C++ EH, check if there is any interesting cleanup code before
2173           // we begin the catch. This is important because cleanups cannot
2174           // rethrow exceptions but code called from catches can. For SEH, it
2175           // isn't important if some finally code before a catch-all is executed
2176           // out of line or after recovering from the exception.
2177           if (Personality == EHPersonality::MSVC_CXX)
2178             findCleanupHandlers(Actions, BB, BB);
2179         } else {
2180           // If an action was not found, it means that the control flows
2181           // directly into the catch-all handler and there is no cleanup code.
2182           // That's an expected situation and we must create a catch action.
2183           // Since this is a catch-all handler, the selector won't actually
2184           // appear in the code anywhere.  ExpectedSelector here is the constant
2185           // null ptr that we got from the landing pad instruction.
2186           Action = new CatchHandler(BB, ExpectedSelector, nullptr);
2187           CatchHandlerMap[BB] = Action;
2188         }
2189       }
2190       Actions.insertCatchHandler(Action);
2191       DEBUG(dbgs() << "  Catch all handler at block " << BB->getName() << "\n");
2192       ++HandlersFound;
2193
2194       // Once we reach a catch-all, don't expect to hit a resume instruction.
2195       BB = nullptr;
2196       break;
2197     }
2198
2199     CatchHandler *CatchAction = findCatchHandler(BB, NextBB, VisitedBlocks);
2200     assert(CatchAction);
2201
2202     // See if there is any interesting code executed before the dispatch.
2203     findCleanupHandlers(Actions, BB, CatchAction->getStartBlock());
2204
2205     // When the source program contains multiple nested try blocks the catch
2206     // handlers can get strung together in such a way that we can encounter
2207     // a dispatch for a selector that we've already had a handler for.
2208     if (CatchAction->getSelector()->stripPointerCasts() == ExpectedSelector) {
2209       ++HandlersFound;
2210
2211       // Add the catch handler to the action list.
2212       DEBUG(dbgs() << "  Found catch dispatch in block "
2213                    << CatchAction->getStartBlock()->getName() << "\n");
2214       Actions.insertCatchHandler(CatchAction);
2215     } else {
2216       // Under some circumstances optimized IR will flow unconditionally into a
2217       // handler block without checking the selector.  This can only happen if
2218       // the landing pad has a catch-all handler and the handler for the
2219       // preceding catch clause is identical to the catch-call handler
2220       // (typically an empty catch).  In this case, the handler must be shared
2221       // by all remaining clauses.
2222       if (isa<ConstantPointerNull>(
2223               CatchAction->getSelector()->stripPointerCasts())) {
2224         DEBUG(dbgs() << "  Applying early catch-all handler in block "
2225                      << CatchAction->getStartBlock()->getName()
2226                      << "  to all remaining clauses.\n");
2227         Actions.insertCatchHandler(CatchAction);
2228         return;
2229       }
2230
2231       DEBUG(dbgs() << "  Found extra catch dispatch in block "
2232                    << CatchAction->getStartBlock()->getName() << "\n");
2233     }
2234
2235     // Move on to the block after the catch handler.
2236     BB = NextBB;
2237   }
2238
2239   // If we didn't wind up in a catch-all, see if there is any interesting code
2240   // executed before the resume.
2241   findCleanupHandlers(Actions, BB, BB);
2242
2243   // It's possible that some optimization moved code into a landingpad that
2244   // wasn't
2245   // previously being used for cleanup.  If that happens, we need to execute
2246   // that
2247   // extra code from a cleanup handler.
2248   if (Actions.includesCleanup() && !LPad->isCleanup())
2249     LPad->setCleanup(true);
2250 }
2251
2252 // This function searches starting with the input block for the next
2253 // block that terminates with a branch whose condition is based on a selector
2254 // comparison.  This may be the input block.  See the mapLandingPadBlocks
2255 // comments for a discussion of control flow assumptions.
2256 //
2257 CatchHandler *WinEHPrepare::findCatchHandler(BasicBlock *BB,
2258                                              BasicBlock *&NextBB,
2259                                              VisitedBlockSet &VisitedBlocks) {
2260   // See if we've already found a catch handler use it.
2261   // Call count() first to avoid creating a null entry for blocks
2262   // we haven't seen before.
2263   if (CatchHandlerMap.count(BB) && CatchHandlerMap[BB] != nullptr) {
2264     CatchHandler *Action = cast<CatchHandler>(CatchHandlerMap[BB]);
2265     NextBB = Action->getNextBB();
2266     return Action;
2267   }
2268
2269   // VisitedBlocks applies only to the current search.  We still
2270   // need to consider blocks that we've visited while mapping other
2271   // landing pads.
2272   VisitedBlocks.insert(BB);
2273
2274   BasicBlock *CatchBlock = nullptr;
2275   Constant *Selector = nullptr;
2276
2277   // If this is the first time we've visited this block from any landing pad
2278   // look to see if it is a selector dispatch block.
2279   if (!CatchHandlerMap.count(BB)) {
2280     if (isSelectorDispatch(BB, CatchBlock, Selector, NextBB)) {
2281       CatchHandler *Action = new CatchHandler(BB, Selector, NextBB);
2282       CatchHandlerMap[BB] = Action;
2283       return Action;
2284     }
2285     // If we encounter a block containing an llvm.eh.begincatch before we
2286     // find a selector dispatch block, the handler is assumed to be
2287     // reached unconditionally.  This happens for catch-all blocks, but
2288     // it can also happen for other catch handlers that have been combined
2289     // with the catch-all handler during optimization.
2290     if (isCatchBlock(BB)) {
2291       PointerType *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(BB->getContext());
2292       Constant *NullSelector = ConstantPointerNull::get(Int8PtrTy);
2293       CatchHandler *Action = new CatchHandler(BB, NullSelector, nullptr);
2294       CatchHandlerMap[BB] = Action;
2295       return Action;
2296     }
2297   }
2298
2299   // Visit each successor, looking for the dispatch.
2300   // FIXME: We expect to find the dispatch quickly, so this will probably
2301   //        work better as a breadth first search.
2302   for (BasicBlock *Succ : successors(BB)) {
2303     if (VisitedBlocks.count(Succ))
2304       continue;
2305
2306     CatchHandler *Action = findCatchHandler(Succ, NextBB, VisitedBlocks);
2307     if (Action)
2308       return Action;
2309   }
2310   return nullptr;
2311 }
2312
2313 // These are helper functions to combine repeated code from findCleanupHandlers.
2314 static void createCleanupHandler(LandingPadActions &Actions,
2315                                  CleanupHandlerMapTy &CleanupHandlerMap,
2316                                  BasicBlock *BB) {
2317   CleanupHandler *Action = new CleanupHandler(BB);
2318   CleanupHandlerMap[BB] = Action;
2319   Actions.insertCleanupHandler(Action);
2320   DEBUG(dbgs() << "  Found cleanup code in block "
2321                << Action->getStartBlock()->getName() << "\n");
2322 }
2323
2324 static CallSite matchOutlinedFinallyCall(BasicBlock *BB,
2325                                          Instruction *MaybeCall) {
2326   // Look for finally blocks that Clang has already outlined for us.
2327   //   %fp = call i8* @llvm.localaddress()
2328   //   call void @"fin$parent"(iN 1, i8* %fp)
2329   if (isLocalAddressCall(MaybeCall) && MaybeCall != BB->getTerminator())
2330     MaybeCall = MaybeCall->getNextNode();
2331   CallSite FinallyCall(MaybeCall);
2332   if (!FinallyCall || FinallyCall.arg_size() != 2)
2333     return CallSite();
2334   if (!match(FinallyCall.getArgument(0), m_SpecificInt(1)))
2335     return CallSite();
2336   if (!isLocalAddressCall(FinallyCall.getArgument(1)))
2337     return CallSite();
2338   return FinallyCall;
2339 }
2340
2341 static BasicBlock *followSingleUnconditionalBranches(BasicBlock *BB) {
2342   // Skip single ubr blocks.
2343   while (BB->getFirstNonPHIOrDbg() == BB->getTerminator()) {
2344     auto *Br = dyn_cast<BranchInst>(BB->getTerminator());
2345     if (Br && Br->isUnconditional())
2346       BB = Br->getSuccessor(0);
2347     else
2348       return BB;
2349   }
2350   return BB;
2351 }
2352
2353 // This function searches starting with the input block for the next block that
2354 // contains code that is not part of a catch handler and would not be eliminated
2355 // during handler outlining.
2356 //
2357 void WinEHPrepare::findCleanupHandlers(LandingPadActions &Actions,
2358                                        BasicBlock *StartBB, BasicBlock *EndBB) {
2359   // Here we will skip over the following:
2360   //
2361   // landing pad prolog:
2362   //
2363   // Unconditional branches
2364   //
2365   // Selector dispatch
2366   //
2367   // Resume pattern
2368   //
2369   // Anything else marks the start of an interesting block
2370
2371   BasicBlock *BB = StartBB;
2372   // Anything other than an unconditional branch will kick us out of this loop
2373   // one way or another.
2374   while (BB) {
2375     BB = followSingleUnconditionalBranches(BB);
2376     // If we've already scanned this block, don't scan it again.  If it is
2377     // a cleanup block, there will be an action in the CleanupHandlerMap.
2378     // If we've scanned it and it is not a cleanup block, there will be a
2379     // nullptr in the CleanupHandlerMap.  If we have not scanned it, there will
2380     // be no entry in the CleanupHandlerMap.  We must call count() first to
2381     // avoid creating a null entry for blocks we haven't scanned.
2382     if (CleanupHandlerMap.count(BB)) {
2383       if (auto *Action = CleanupHandlerMap[BB]) {
2384         Actions.insertCleanupHandler(Action);
2385         DEBUG(dbgs() << "  Found cleanup code in block "
2386                      << Action->getStartBlock()->getName() << "\n");
2387         // FIXME: This cleanup might chain into another, and we need to discover
2388         // that.
2389         return;
2390       } else {
2391         // Here we handle the case where the cleanup handler map contains a
2392         // value for this block but the value is a nullptr.  This means that
2393         // we have previously analyzed the block and determined that it did
2394         // not contain any cleanup code.  Based on the earlier analysis, we
2395         // know the block must end in either an unconditional branch, a
2396         // resume or a conditional branch that is predicated on a comparison
2397         // with a selector.  Either the resume or the selector dispatch
2398         // would terminate the search for cleanup code, so the unconditional
2399         // branch is the only case for which we might need to continue
2400         // searching.
2401         BasicBlock *SuccBB = followSingleUnconditionalBranches(BB);
2402         if (SuccBB == BB || SuccBB == EndBB)
2403           return;
2404         BB = SuccBB;
2405         continue;
2406       }
2407     }
2408
2409     // Create an entry in the cleanup handler map for this block.  Initially
2410     // we create an entry that says this isn't a cleanup block.  If we find
2411     // cleanup code, the caller will replace this entry.
2412     CleanupHandlerMap[BB] = nullptr;
2413
2414     TerminatorInst *Terminator = BB->getTerminator();
2415
2416     // Landing pad blocks have extra instructions we need to accept.
2417     LandingPadMap *LPadMap = nullptr;
2418     if (BB->isLandingPad()) {
2419       LandingPadInst *LPad = BB->getLandingPadInst();
2420       LPadMap = &LPadMaps[LPad];
2421       if (!LPadMap->isInitialized())
2422         LPadMap->mapLandingPad(LPad);
2423     }
2424
2425     // Look for the bare resume pattern:
2426     //   %lpad.val1 = insertvalue { i8*, i32 } undef, i8* %exn, 0
2427     //   %lpad.val2 = insertvalue { i8*, i32 } %lpad.val1, i32 %sel, 1
2428     //   resume { i8*, i32 } %lpad.val2
2429     if (auto *Resume = dyn_cast<ResumeInst>(Terminator)) {
2430       InsertValueInst *Insert1 = nullptr;
2431       InsertValueInst *Insert2 = nullptr;
2432       Value *ResumeVal = Resume->getOperand(0);
2433       // If the resume value isn't a phi or landingpad value, it should be a
2434       // series of insertions. Identify them so we can avoid them when scanning
2435       // for cleanups.
2436       if (!isa<PHINode>(ResumeVal) && !isa<LandingPadInst>(ResumeVal)) {
2437         Insert2 = dyn_cast<InsertValueInst>(ResumeVal);
2438         if (!Insert2)
2439           return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2440         Insert1 = dyn_cast<InsertValueInst>(Insert2->getAggregateOperand());
2441         if (!Insert1)
2442           return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2443       }
2444       for (BasicBlock::iterator II = BB->getFirstNonPHIOrDbg(), IE = BB->end();
2445            II != IE; ++II) {
2446         Instruction *Inst = II;
2447         if (LPadMap && LPadMap->isLandingPadSpecificInst(Inst))
2448           continue;
2449         if (Inst == Insert1 || Inst == Insert2 || Inst == Resume)
2450           continue;
2451         if (!Inst->hasOneUse() ||
2452             (Inst->user_back() != Insert1 && Inst->user_back() != Insert2)) {
2453           return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2454         }
2455       }
2456       return;
2457     }
2458
2459     BranchInst *Branch = dyn_cast<BranchInst>(Terminator);
2460     if (Branch && Branch->isConditional()) {
2461       // Look for the selector dispatch.
2462       //   %2 = call i32 @llvm.eh.typeid.for(i8* bitcast (i8** @_ZTIf to i8*))
2463       //   %matches = icmp eq i32 %sel, %2
2464       //   br i1 %matches, label %catch14, label %eh.resume
2465       CmpInst *Compare = dyn_cast<CmpInst>(Branch->getCondition());
2466       if (!Compare || !Compare->isEquality())
2467         return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2468       for (BasicBlock::iterator II = BB->getFirstNonPHIOrDbg(), IE = BB->end();
2469            II != IE; ++II) {
2470         Instruction *Inst = II;
2471         if (LPadMap && LPadMap->isLandingPadSpecificInst(Inst))
2472           continue;
2473         if (Inst == Compare || Inst == Branch)
2474           continue;
2475         if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_typeid_for>()))
2476           continue;
2477         return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2478       }
2479       // The selector dispatch block should always terminate our search.
2480       assert(BB == EndBB);
2481       return;
2482     }
2483
2484     if (isAsynchronousEHPersonality(Personality)) {
2485       // If this is a landingpad block, split the block at the first non-landing
2486       // pad instruction.
2487       Instruction *MaybeCall = BB->getFirstNonPHIOrDbg();
2488       if (LPadMap) {
2489         while (MaybeCall != BB->getTerminator() &&
2490                LPadMap->isLandingPadSpecificInst(MaybeCall))
2491           MaybeCall = MaybeCall->getNextNode();
2492       }
2493
2494       // Look for outlined finally calls on x64, since those happen to match the
2495       // prototype provided by the runtime.
2496       if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64) {
2497         if (CallSite FinallyCall = matchOutlinedFinallyCall(BB, MaybeCall)) {
2498           Function *Fin = FinallyCall.getCalledFunction();
2499           assert(Fin && "outlined finally call should be direct");
2500           auto *Action = new CleanupHandler(BB);
2501           Action->setHandlerBlockOrFunc(Fin);
2502           Actions.insertCleanupHandler(Action);
2503           CleanupHandlerMap[BB] = Action;
2504           DEBUG(dbgs() << "  Found frontend-outlined finally call to "
2505                        << Fin->getName() << " in block "
2506                        << Action->getStartBlock()->getName() << "\n");
2507
2508           // Split the block if there were more interesting instructions and
2509           // look for finally calls in the normal successor block.
2510           BasicBlock *SuccBB = BB;
2511           if (FinallyCall.getInstruction() != BB->getTerminator() &&
2512               FinallyCall.getInstruction()->getNextNode() !=
2513                   BB->getTerminator()) {
2514             SuccBB =
2515                 SplitBlock(BB, FinallyCall.getInstruction()->getNextNode(), DT);
2516           } else {
2517             if (FinallyCall.isInvoke()) {
2518               SuccBB = cast<InvokeInst>(FinallyCall.getInstruction())
2519                            ->getNormalDest();
2520             } else {
2521               SuccBB = BB->getUniqueSuccessor();
2522               assert(SuccBB &&
2523                      "splitOutlinedFinallyCalls didn't insert a branch");
2524             }
2525           }
2526           BB = SuccBB;
2527           if (BB == EndBB)
2528             return;
2529           continue;
2530         }
2531       }
2532     }
2533
2534     // Anything else is either a catch block or interesting cleanup code.
2535     for (BasicBlock::iterator II = BB->getFirstNonPHIOrDbg(), IE = BB->end();
2536          II != IE; ++II) {
2537       Instruction *Inst = II;
2538       if (LPadMap && LPadMap->isLandingPadSpecificInst(Inst))
2539         continue;
2540       // Unconditional branches fall through to this loop.
2541       if (Inst == Branch)
2542         continue;
2543       // If this is a catch block, there is no cleanup code to be found.
2544       if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_begincatch>()))
2545         return;
2546       // If this a nested landing pad, it may contain an endcatch call.
2547       if (match(Inst, m_Intrinsic<Intrinsic::eh_endcatch>()))
2548         return;
2549       // Anything else makes this interesting cleanup code.
2550       return createCleanupHandler(Actions, CleanupHandlerMap, BB);
2551     }
2552
2553     // Only unconditional branches in empty blocks should get this far.
2554     assert(Branch && Branch->isUnconditional());
2555     if (BB == EndBB)
2556       return;
2557     BB = Branch->getSuccessor(0);
2558   }
2559 }
2560
2561 // This is a public function, declared in WinEHFuncInfo.h and is also
2562 // referenced by WinEHNumbering in FunctionLoweringInfo.cpp.
2563 void llvm::parseEHActions(
2564     const IntrinsicInst *II,
2565     SmallVectorImpl<std::unique_ptr<ActionHandler>> &Actions) {
2566   assert(II->getIntrinsicID() == Intrinsic::eh_actions &&
2567          "attempted to parse non eh.actions intrinsic");
2568   for (unsigned I = 0, E = II->getNumArgOperands(); I != E;) {
2569     uint64_t ActionKind =
2570         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(I))->getZExtValue();
2571     if (ActionKind == /*catch=*/1) {
2572       auto *Selector = cast<Constant>(II->getArgOperand(I + 1));
2573       ConstantInt *EHObjIndex = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(I + 2));
2574       int64_t EHObjIndexVal = EHObjIndex->getSExtValue();
2575       Constant *Handler = cast<Constant>(II->getArgOperand(I + 3));
2576       I += 4;
2577       auto CH = make_unique<CatchHandler>(/*BB=*/nullptr, Selector,
2578                                           /*NextBB=*/nullptr);
2579       CH->setHandlerBlockOrFunc(Handler);
2580       CH->setExceptionVarIndex(EHObjIndexVal);
2581       Actions.push_back(std::move(CH));
2582     } else if (ActionKind == 0) {
2583       Constant *Handler = cast<Constant>(II->getArgOperand(I + 1));
2584       I += 2;
2585       auto CH = make_unique<CleanupHandler>(/*BB=*/nullptr);
2586       CH->setHandlerBlockOrFunc(Handler);
2587       Actions.push_back(std::move(CH));
2588     } else {
2589       llvm_unreachable("Expected either a catch or cleanup handler!");
2590     }
2591   }
2592   std::reverse(Actions.begin(), Actions.end());
2593 }
2594
2595 static int addUnwindMapEntry(WinEHFuncInfo &FuncInfo, int ToState,
2596                              const Value *V) {
2597   WinEHUnwindMapEntry UME;
2598   UME.ToState = ToState;
2599   UME.Cleanup = V;
2600   FuncInfo.UnwindMap.push_back(UME);
2601   return FuncInfo.getLastStateNumber();
2602 }
2603
2604 static void addTryBlockMapEntry(WinEHFuncInfo &FuncInfo, int TryLow,
2605                                 int TryHigh, int CatchHigh,
2606                                 ArrayRef<const CatchPadInst *> Handlers) {
2607   WinEHTryBlockMapEntry TBME;
2608   TBME.TryLow = TryLow;
2609   TBME.TryHigh = TryHigh;
2610   TBME.CatchHigh = CatchHigh;
2611   assert(TBME.TryLow <= TBME.TryHigh);
2612   for (const CatchPadInst *CPI : Handlers) {
2613     WinEHHandlerType HT;
2614     Constant *TypeInfo = cast<Constant>(CPI->getArgOperand(0));
2615     if (TypeInfo->isNullValue())
2616       HT.TypeDescriptor = nullptr;
2617     else
2618       HT.TypeDescriptor = cast<GlobalVariable>(TypeInfo->stripPointerCasts());
2619     HT.Adjectives = cast<ConstantInt>(CPI->getArgOperand(1))->getZExtValue();
2620     HT.Handler = CPI->getParent();
2621     HT.CatchObjRecoverIdx = -2;
2622     if (isa<ConstantPointerNull>(CPI->getArgOperand(2)))
2623       HT.CatchObj.Alloca = nullptr;
2624     else
2625       HT.CatchObj.Alloca = cast<AllocaInst>(CPI->getArgOperand(2));
2626     TBME.HandlerArray.push_back(HT);
2627   }
2628   FuncInfo.TryBlockMap.push_back(TBME);
2629 }
2630
2631 static const CatchPadInst *getSingleCatchPadPredecessor(const BasicBlock *BB) {
2632   for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(BB))
2633     if (auto *CPI = dyn_cast<CatchPadInst>(PredBlock->getFirstNonPHI()))
2634       return CPI;
2635   return nullptr;
2636 }
2637
2638 /// Find all the catchpads that feed directly into the catchendpad. Frontends
2639 /// using this personality should ensure that each catchendpad and catchpad has
2640 /// one or zero catchpad predecessors.
2641 ///
2642 /// The following C++ generates the IR after it:
2643 ///   try {
2644 ///   } catch (A) {
2645 ///   } catch (B) {
2646 ///   }
2647 ///
2648 /// IR:
2649 ///   %catchpad.A
2650 ///     catchpad [i8* A typeinfo]
2651 ///         to label %catch.A unwind label %catchpad.B
2652 ///   %catchpad.B
2653 ///     catchpad [i8* B typeinfo]
2654 ///         to label %catch.B unwind label %endcatches
2655 ///   %endcatches
2656 ///     catchendblock unwind to caller
2657 static void
2658 findCatchPadsForCatchEndPad(const BasicBlock *CatchEndBB,
2659                             SmallVectorImpl<const CatchPadInst *> &Handlers) {
2660   const CatchPadInst *CPI = getSingleCatchPadPredecessor(CatchEndBB);
2661   while (CPI) {
2662     Handlers.push_back(CPI);
2663     CPI = getSingleCatchPadPredecessor(CPI->getParent());
2664   }
2665   // We've pushed these back into reverse source order.  Reverse them to get
2666   // the list back into source order.
2667   std::reverse(Handlers.begin(), Handlers.end());
2668 }
2669
2670 // Given BB which ends in an unwind edge, return the EHPad that this BB belongs
2671 // to. If the unwind edge came from an invoke, return null.
2672 static const BasicBlock *getEHPadFromPredecessor(const BasicBlock *BB) {
2673   const TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
2674   if (isa<InvokeInst>(TI))
2675     return nullptr;
2676   if (TI->isEHPad())
2677     return BB;
2678   return cast<CleanupReturnInst>(TI)->getCleanupPad()->getParent();
2679 }
2680
2681 static void calculateExplicitCXXStateNumbers(WinEHFuncInfo &FuncInfo,
2682                                              const BasicBlock &BB,
2683                                              int ParentState) {
2684   assert(BB.isEHPad());
2685   const Instruction *FirstNonPHI = BB.getFirstNonPHI();
2686   // All catchpad instructions will be handled when we process their
2687   // respective catchendpad instruction.
2688   if (isa<CatchPadInst>(FirstNonPHI))
2689     return;
2690
2691   if (isa<CatchEndPadInst>(FirstNonPHI)) {
2692     SmallVector<const CatchPadInst *, 2> Handlers;
2693     findCatchPadsForCatchEndPad(&BB, Handlers);
2694     const BasicBlock *FirstTryPad = Handlers.front()->getParent();
2695     int TryLow = addUnwindMapEntry(FuncInfo, ParentState, nullptr);
2696     FuncInfo.EHPadStateMap[Handlers.front()] = TryLow;
2697     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(FirstTryPad))
2698       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2699         calculateExplicitCXXStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, TryLow);
2700     int CatchLow = addUnwindMapEntry(FuncInfo, ParentState, nullptr);
2701
2702     // catchpads are separate funclets in C++ EH due to the way rethrow works.
2703     // In SEH, they aren't, so no invokes will unwind to the catchendpad.
2704     FuncInfo.EHPadStateMap[FirstNonPHI] = CatchLow;
2705     int TryHigh = CatchLow - 1;
2706     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(&BB))
2707       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2708         calculateExplicitCXXStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, CatchLow);
2709     int CatchHigh = FuncInfo.getLastStateNumber();
2710     addTryBlockMapEntry(FuncInfo, TryLow, TryHigh, CatchHigh, Handlers);
2711     DEBUG(dbgs() << "TryLow[" << FirstTryPad->getName() << "]: " << TryLow
2712                  << '\n');
2713     DEBUG(dbgs() << "TryHigh[" << FirstTryPad->getName() << "]: " << TryHigh
2714                  << '\n');
2715     DEBUG(dbgs() << "CatchHigh[" << FirstTryPad->getName() << "]: " << CatchHigh
2716                  << '\n');
2717   } else if (isa<CleanupPadInst>(FirstNonPHI)) {
2718     int CleanupState = addUnwindMapEntry(FuncInfo, ParentState, &BB);
2719     FuncInfo.EHPadStateMap[FirstNonPHI] = CleanupState;
2720     DEBUG(dbgs() << "Assigning state #" << CleanupState << " to BB "
2721                  << BB.getName() << '\n');
2722     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(&BB))
2723       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2724         calculateExplicitCXXStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, CleanupState);
2725   } else if (isa<TerminatePadInst>(FirstNonPHI)) {
2726     report_fatal_error("Not yet implemented!");
2727   } else {
2728     llvm_unreachable("unexpected EH Pad!");
2729   }
2730 }
2731
2732 static int addSEHExcept(WinEHFuncInfo &FuncInfo, int ParentState,
2733                         const Function *Filter, const BasicBlock *Handler) {
2734   SEHUnwindMapEntry Entry;
2735   Entry.ToState = ParentState;
2736   Entry.IsFinally = false;
2737   Entry.Filter = Filter;
2738   Entry.Handler = Handler;
2739   FuncInfo.SEHUnwindMap.push_back(Entry);
2740   return FuncInfo.SEHUnwindMap.size() - 1;
2741 }
2742
2743 static int addSEHFinally(WinEHFuncInfo &FuncInfo, int ParentState,
2744                          const BasicBlock *Handler) {
2745   SEHUnwindMapEntry Entry;
2746   Entry.ToState = ParentState;
2747   Entry.IsFinally = true;
2748   Entry.Filter = nullptr;
2749   Entry.Handler = Handler;
2750   FuncInfo.SEHUnwindMap.push_back(Entry);
2751   return FuncInfo.SEHUnwindMap.size() - 1;
2752 }
2753
2754 static void calculateExplicitSEHStateNumbers(WinEHFuncInfo &FuncInfo,
2755                                              const BasicBlock &BB,
2756                                              int ParentState) {
2757   assert(BB.isEHPad());
2758   const Instruction *FirstNonPHI = BB.getFirstNonPHI();
2759   // All catchpad instructions will be handled when we process their
2760   // respective catchendpad instruction.
2761   if (isa<CatchPadInst>(FirstNonPHI))
2762     return;
2763
2764   if (isa<CatchEndPadInst>(FirstNonPHI)) {
2765     // Extract the filter function and the __except basic block and create a
2766     // state for them.
2767     SmallVector<const CatchPadInst *, 1> Handlers;
2768     findCatchPadsForCatchEndPad(&BB, Handlers);
2769     assert(Handlers.size() == 1 &&
2770            "SEH doesn't have multiple handlers per __try");
2771     const CatchPadInst *CPI = Handlers.front();
2772     const BasicBlock *CatchPadBB = CPI->getParent();
2773     const Constant *FilterOrNull =
2774         cast<Constant>(CPI->getArgOperand(0)->stripPointerCasts());
2775     const Function *Filter = dyn_cast<Function>(FilterOrNull);
2776     assert((Filter || FilterOrNull->isNullValue()) &&
2777            "unexpected filter value");
2778     int TryState = addSEHExcept(FuncInfo, ParentState, Filter, CatchPadBB);
2779
2780     // Everything in the __try block uses TryState as its parent state.
2781     FuncInfo.EHPadStateMap[CPI] = TryState;
2782     DEBUG(dbgs() << "Assigning state #" << TryState << " to BB "
2783                  << CatchPadBB->getName() << '\n');
2784     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(CatchPadBB))
2785       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2786         calculateExplicitSEHStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, TryState);
2787
2788     // Everything in the __except block unwinds to ParentState, just like code
2789     // outside the __try.
2790     FuncInfo.EHPadStateMap[FirstNonPHI] = ParentState;
2791     DEBUG(dbgs() << "Assigning state #" << ParentState << " to BB "
2792                  << BB.getName() << '\n');
2793     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(&BB))
2794       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2795         calculateExplicitSEHStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, ParentState);
2796   } else if (isa<CleanupPadInst>(FirstNonPHI)) {
2797     int CleanupState = addSEHFinally(FuncInfo, ParentState, &BB);
2798     FuncInfo.EHPadStateMap[FirstNonPHI] = CleanupState;
2799     DEBUG(dbgs() << "Assigning state #" << CleanupState << " to BB "
2800                  << BB.getName() << '\n');
2801     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(&BB))
2802       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2803         calculateExplicitSEHStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, CleanupState);
2804   } else if (isa<CleanupEndPadInst>(FirstNonPHI)) {
2805     // Anything unwinding through CleanupEndPadInst is in ParentState.
2806     FuncInfo.EHPadStateMap[FirstNonPHI] = ParentState;
2807     DEBUG(dbgs() << "Assigning state #" << ParentState << " to BB "
2808                  << BB.getName() << '\n');
2809     for (const BasicBlock *PredBlock : predecessors(&BB))
2810       if ((PredBlock = getEHPadFromPredecessor(PredBlock)))
2811         calculateExplicitSEHStateNumbers(FuncInfo, *PredBlock, ParentState);
2812   } else if (isa<TerminatePadInst>(FirstNonPHI)) {
2813     report_fatal_error("Not yet implemented!");
2814   } else {
2815     llvm_unreachable("unexpected EH Pad!");
2816   }
2817 }
2818
2819 /// Check if the EH Pad unwinds to caller.  Cleanups are a little bit of a
2820 /// special case because we have to look at the cleanupret instruction that uses
2821 /// the cleanuppad.
2822 static bool doesEHPadUnwindToCaller(const Instruction *EHPad) {
2823   auto *CPI = dyn_cast<CleanupPadInst>(EHPad);
2824   if (!CPI)
2825     return EHPad->mayThrow();
2826
2827   // This cleanup does not return or unwind, so we say it unwinds to caller.
2828   if (CPI->use_empty())
2829     return true;
2830
2831   const Instruction *User = CPI->user_back();
2832   if (auto *CRI = dyn_cast<CleanupReturnInst>(User))
2833     return CRI->unwindsToCaller();
2834   return cast<CleanupEndPadInst>(User)->unwindsToCaller();
2835 }
2836
2837 void llvm::calculateSEHStateNumbers(const Function *Fn,
2838                                     WinEHFuncInfo &FuncInfo) {
2839   // Don't compute state numbers twice.
2840   if (!FuncInfo.SEHUnwindMap.empty())
2841     return;
2842
2843   for (const BasicBlock &BB : *Fn) {
2844     if (!BB.isEHPad() || !doesEHPadUnwindToCaller(BB.getFirstNonPHI()))
2845       continue;
2846     calculateExplicitSEHStateNumbers(FuncInfo, BB, -1);
2847   }
2848 }
2849
2850 void llvm::calculateWinCXXEHStateNumbers(const Function *Fn,
2851                                          WinEHFuncInfo &FuncInfo) {
2852   // Return if it's already been done.
2853   if (!FuncInfo.EHPadStateMap.empty())
2854     return;
2855
2856   for (const BasicBlock &BB : *Fn) {
2857     if (!BB.isEHPad())
2858       continue;
2859     if (BB.isLandingPad())
2860       report_fatal_error("MSVC C++ EH cannot use landingpads");
2861     const Instruction *FirstNonPHI = BB.getFirstNonPHI();
2862     // Skip cleanupendpads; they are exits, not entries.
2863     if (isa<CleanupEndPadInst>(FirstNonPHI))
2864       continue;
2865     if (!doesEHPadUnwindToCaller(FirstNonPHI))
2866       continue;
2867     calculateExplicitCXXStateNumbers(FuncInfo, BB, -1);
2868   }
2869 }
2870
2871 static int addClrEHHandler(WinEHFuncInfo &FuncInfo, int ParentState,
2872                            ClrHandlerType HandlerType, uint32_t TypeToken,
2873                            const BasicBlock *Handler) {
2874   ClrEHUnwindMapEntry Entry;
2875   Entry.Parent = ParentState;
2876   Entry.Handler = Handler;
2877   Entry.HandlerType = HandlerType;
2878   Entry.TypeToken = TypeToken;
2879   FuncInfo.ClrEHUnwindMap.push_back(Entry);
2880   return FuncInfo.ClrEHUnwindMap.size() - 1;
2881 }
2882
2883 void llvm::calculateClrEHStateNumbers(const Function *Fn,
2884                                       WinEHFuncInfo &FuncInfo) {
2885   // Return if it's already been done.
2886   if (!FuncInfo.EHPadStateMap.empty())
2887     return;
2888
2889   SmallVector<std::pair<const Instruction *, int>, 8> Worklist;
2890
2891   // Each pad needs to be able to refer to its parent, so scan the function
2892   // looking for top-level handlers and seed the worklist with them.
2893   for (const BasicBlock &BB : *Fn) {
2894     if (!BB.isEHPad())
2895       continue;
2896     if (BB.isLandingPad())
2897       report_fatal_error("CoreCLR EH cannot use landingpads");
2898     const Instruction *FirstNonPHI = BB.getFirstNonPHI();
2899     if (!doesEHPadUnwindToCaller(FirstNonPHI))
2900       continue;
2901     // queue this with sentinel parent state -1 to mean unwind to caller.
2902     Worklist.emplace_back(FirstNonPHI, -1);
2903   }
2904
2905   while (!Worklist.empty()) {
2906     const Instruction *Pad;
2907     int ParentState;
2908     std::tie(Pad, ParentState) = Worklist.pop_back_val();
2909
2910     int PredState;
2911     if (const CleanupEndPadInst *EndPad = dyn_cast<CleanupEndPadInst>(Pad)) {
2912       FuncInfo.EHPadStateMap[EndPad] = ParentState;
2913       // Queue the cleanuppad, in case it doesn't have a cleanupret.
2914       Worklist.emplace_back(EndPad->getCleanupPad(), ParentState);
2915       // Preds of the endpad should get the parent state.
2916       PredState = ParentState;
2917     } else if (const CleanupPadInst *Cleanup = dyn_cast<CleanupPadInst>(Pad)) {
2918       // A cleanup can have multiple exits; don't re-process after the first.
2919       if (FuncInfo.EHPadStateMap.count(Pad))
2920         continue;
2921       // CoreCLR personality uses arity to distinguish faults from finallies.
2922       const BasicBlock *PadBlock = Cleanup->getParent();
2923       ClrHandlerType HandlerType =
2924           (Cleanup->getNumOperands() ? ClrHandlerType::Fault
2925                                      : ClrHandlerType::Finally);
2926       int NewState =
2927           addClrEHHandler(FuncInfo, ParentState, HandlerType, 0, PadBlock);
2928       FuncInfo.EHPadStateMap[Cleanup] = NewState;
2929       // Propagate the new state to all preds of the cleanup
2930       PredState = NewState;
2931     } else if (const CatchEndPadInst *EndPad = dyn_cast<CatchEndPadInst>(Pad)) {
2932       FuncInfo.EHPadStateMap[EndPad] = ParentState;
2933       // Preds of the endpad should get the parent state.
2934       PredState = ParentState;
2935     } else if (const CatchPadInst *Catch = dyn_cast<CatchPadInst>(Pad)) {
2936       const BasicBlock *PadBlock = Catch->getParent();
2937       uint32_t TypeToken = static_cast<uint32_t>(
2938           cast<ConstantInt>(Catch->getArgOperand(0))->getZExtValue());
2939       int NewState = addClrEHHandler(FuncInfo, ParentState,
2940                                      ClrHandlerType::Catch, TypeToken, PadBlock);
2941       FuncInfo.EHPadStateMap[Catch] = NewState;
2942       // Preds of the catch get its state
2943       PredState = NewState;
2944     } else {
2945       llvm_unreachable("Unexpected EH pad");
2946     }
2947
2948     // Queue all predecessors with the given state
2949     for (const BasicBlock *Pred : predecessors(Pad->getParent())) {
2950       if ((Pred = getEHPadFromPredecessor(Pred)))
2951         Worklist.emplace_back(Pred->getFirstNonPHI(), PredState);
2952     }
2953   }
2954 }
2955
2956 void WinEHPrepare::replaceTerminatePadWithCleanup(Function &F) {
2957   if (Personality != EHPersonality::MSVC_CXX)
2958     return;
2959   for (BasicBlock &BB : F) {
2960     Instruction *First = BB.getFirstNonPHI();
2961     auto *TPI = dyn_cast<TerminatePadInst>(First);
2962     if (!TPI)
2963       continue;
2964
2965     if (TPI->getNumArgOperands() != 1)
2966       report_fatal_error(
2967           "Expected a unary terminatepad for MSVC C++ personalities!");
2968
2969     auto *TerminateFn = dyn_cast<Function>(TPI->getArgOperand(0));
2970     if (!TerminateFn)
2971       report_fatal_error("Function operand expected in terminatepad for MSVC "
2972                          "C++ personalities!");
2973
2974     // Insert the cleanuppad instruction.
2975     auto *CPI = CleanupPadInst::Create(
2976         BB.getContext(), {}, Twine("terminatepad.for.", BB.getName()), &BB);
2977
2978     // Insert the call to the terminate instruction.
2979     auto *CallTerminate = CallInst::Create(TerminateFn, {}, &BB);
2980     CallTerminate->setDoesNotThrow();
2981     CallTerminate->setDoesNotReturn();
2982     CallTerminate->setCallingConv(TerminateFn->getCallingConv());
2983
2984     // Insert a new terminator for the cleanuppad using the same successor as
2985     // the terminatepad.
2986     CleanupReturnInst::Create(CPI, TPI->getUnwindDest(), &BB);
2987
2988     // Let's remove the terminatepad now that we've inserted the new
2989     // instructions.
2990     TPI->eraseFromParent();
2991   }
2992 }
2993
2994 static void
2995 colorFunclets(Function &F, SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks,
2996               std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> &BlockColors,
2997               std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> &FuncletBlocks,
2998               std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> &FuncletChildren) {
2999   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, BasicBlock *>, 16> Worklist;
3000   BasicBlock *EntryBlock = &F.getEntryBlock();
3001
3002   // Build up the color map, which maps each block to its set of 'colors'.
3003   // For any block B, the "colors" of B are the set of funclets F (possibly
3004   // including a root "funclet" representing the main function), such that
3005   // F will need to directly contain B or a copy of B (where the term "directly
3006   // contain" is used to distinguish from being "transitively contained" in
3007   // a nested funclet).
3008   // Use a CFG walk driven by a worklist of (block, color) pairs.  The "color"
3009   // sets attached during this processing to a block which is the entry of some
3010   // funclet F is actually the set of F's parents -- i.e. the union of colors
3011   // of all predecessors of F's entry.  For all other blocks, the color sets
3012   // are as defined above.  A post-pass fixes up the block color map to reflect
3013   // the same sense of "color" for funclet entries as for other blocks.
3014
3015   Worklist.push_back({EntryBlock, EntryBlock});
3016
3017   while (!Worklist.empty()) {
3018     BasicBlock *Visiting;
3019     BasicBlock *Color;
3020     std::tie(Visiting, Color) = Worklist.pop_back_val();
3021     Instruction *VisitingHead = Visiting->getFirstNonPHI();
3022     if (VisitingHead->isEHPad() && !isa<CatchEndPadInst>(VisitingHead) &&
3023         !isa<CleanupEndPadInst>(VisitingHead)) {
3024       // Mark this as a funclet head as a member of itself.
3025       FuncletBlocks[Visiting].insert(Visiting);
3026       // Queue exits with the parent color.
3027       for (User *U : VisitingHead->users()) {
3028         if (auto *Exit = dyn_cast<TerminatorInst>(U)) {
3029           for (BasicBlock *Succ : successors(Exit->getParent()))
3030             if (BlockColors[Succ].insert(Color).second)
3031               Worklist.push_back({Succ, Color});
3032         }
3033       }
3034       // Handle CatchPad specially since its successors need different colors.
3035       if (CatchPadInst *CatchPad = dyn_cast<CatchPadInst>(VisitingHead)) {
3036         // Visit the normal successor with the color of the new EH pad, and
3037         // visit the unwind successor with the color of the parent.
3038         BasicBlock *NormalSucc = CatchPad->getNormalDest();
3039         if (BlockColors[NormalSucc].insert(Visiting).second) {
3040           Worklist.push_back({NormalSucc, Visiting});
3041         }
3042         BasicBlock *UnwindSucc = CatchPad->getUnwindDest();
3043         if (BlockColors[UnwindSucc].insert(Color).second) {
3044           Worklist.push_back({UnwindSucc, Color});
3045         }
3046         continue;
3047       }
3048       // Switch color to the current node, except for terminate pads which
3049       // have no bodies and only unwind successors and so need their successors
3050       // visited with the color of the parent.
3051       if (!isa<TerminatePadInst>(VisitingHead))
3052         Color = Visiting;
3053     } else {
3054       // Note that this is a member of the given color.
3055       FuncletBlocks[Color].insert(Visiting);
3056     }
3057
3058     TerminatorInst *Terminator = Visiting->getTerminator();
3059     if (isa<CleanupReturnInst>(Terminator) ||
3060         isa<CatchReturnInst>(Terminator) ||
3061         isa<CleanupEndPadInst>(Terminator)) {
3062       // These blocks' successors have already been queued with the parent
3063       // color.
3064       continue;
3065     }
3066     for (BasicBlock *Succ : successors(Visiting)) {
3067       if (isa<CatchEndPadInst>(Succ->getFirstNonPHI())) {
3068         // The catchendpad needs to be visited with the parent's color, not
3069         // the current color.  This will happen in the code above that visits
3070         // any catchpad unwind successor with the parent color, so we can
3071         // safely skip this successor here.
3072         continue;
3073       }
3074       if (BlockColors[Succ].insert(Color).second) {
3075         Worklist.push_back({Succ, Color});
3076       }
3077     }
3078   }
3079
3080   // The processing above actually accumulated the parent set for this
3081   // funclet into the color set for its entry; use the parent set to
3082   // populate the children map, and reset the color set to include just
3083   // the funclet itself (no instruction can target a funclet entry except on
3084   // that transitions to the child funclet).
3085   for (BasicBlock *FuncletEntry : EntryBlocks) {
3086     std::set<BasicBlock *> &ColorMapItem = BlockColors[FuncletEntry];
3087     for (BasicBlock *Parent : ColorMapItem)
3088       FuncletChildren[Parent].insert(FuncletEntry);
3089     ColorMapItem.clear();
3090     ColorMapItem.insert(FuncletEntry);
3091   }
3092 }
3093
3094 void WinEHPrepare::colorFunclets(Function &F,
3095                                  SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks) {
3096   ::colorFunclets(F, EntryBlocks, BlockColors, FuncletBlocks, FuncletChildren);
3097 }
3098
3099 void llvm::calculateCatchReturnSuccessorColors(const Function *Fn,
3100                                                WinEHFuncInfo &FuncInfo) {
3101   SmallVector<LandingPadInst *, 4> LPads;
3102   SmallVector<ResumeInst *, 4> Resumes;
3103   SmallVector<BasicBlock *, 4> EntryBlocks;
3104   // colorFunclets needs the set of EntryBlocks, get them using
3105   // findExceptionalConstructs.
3106   bool ForExplicitEH = findExceptionalConstructs(const_cast<Function &>(*Fn),
3107                                                  LPads, Resumes, EntryBlocks);
3108   if (!ForExplicitEH)
3109     return;
3110
3111   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> BlockColors;
3112   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> FuncletBlocks;
3113   std::map<BasicBlock *, std::set<BasicBlock *>> FuncletChildren;
3114   // Figure out which basic blocks belong to which funclets.
3115   colorFunclets(const_cast<Function &>(*Fn), EntryBlocks, BlockColors,
3116                 FuncletBlocks, FuncletChildren);
3117
3118   // We need to find the catchret successors.  To do this, we must first find
3119   // all the catchpad funclets.
3120   for (auto &Funclet : FuncletBlocks) {
3121     // Figure out what kind of funclet we are looking at; We only care about
3122     // catchpads.
3123     BasicBlock *FuncletPadBB = Funclet.first;
3124     Instruction *FirstNonPHI = FuncletPadBB->getFirstNonPHI();
3125     auto *CatchPad = dyn_cast<CatchPadInst>(FirstNonPHI);
3126     if (!CatchPad)
3127       continue;
3128
3129     // The users of a catchpad are always catchrets.
3130     for (User *Exit : CatchPad->users()) {
3131       auto *CatchReturn = dyn_cast<CatchReturnInst>(Exit);
3132       if (!CatchReturn)
3133         continue;
3134       BasicBlock *CatchRetSuccessor = CatchReturn->getSuccessor();
3135       std::set<BasicBlock *> &SuccessorColors = BlockColors[CatchRetSuccessor];
3136       assert(SuccessorColors.size() == 1 && "Expected BB to be monochrome!");
3137       BasicBlock *Color = *SuccessorColors.begin();
3138       if (auto *CPI = dyn_cast<CatchPadInst>(Color->getFirstNonPHI()))
3139         Color = CPI->getNormalDest();
3140       // Record the catchret successor's funclet membership.
3141       FuncInfo.CatchRetSuccessorColorMap[CatchReturn] = Color;
3142     }
3143   }
3144 }
3145
3146 void WinEHPrepare::demotePHIsOnFunclets(Function &F) {
3147   // Strip PHI nodes off of EH pads.
3148   SmallVector<PHINode *, 16> PHINodes;
3149   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE;) {
3150     BasicBlock *BB = FI++;
3151     if (!BB->isEHPad())
3152       continue;
3153     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end(); BI != BE;) {
3154       Instruction *I = BI++;
3155       auto *PN = dyn_cast<PHINode>(I);
3156       // Stop at the first non-PHI.
3157       if (!PN)
3158         break;
3159
3160       AllocaInst *SpillSlot = insertPHILoads(PN, F);
3161       if (SpillSlot)
3162         insertPHIStores(PN, SpillSlot);
3163
3164       PHINodes.push_back(PN);
3165     }
3166   }
3167
3168   for (auto *PN : PHINodes) {
3169     // There may be lingering uses on other EH PHIs being removed
3170     PN->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(PN->getType()));
3171     PN->eraseFromParent();
3172   }
3173 }
3174
3175 void WinEHPrepare::demoteUsesBetweenFunclets(Function &F) {
3176   // Turn all inter-funclet uses of a Value into loads and stores.
3177   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE;) {
3178     BasicBlock *BB = FI++;
3179     std::set<BasicBlock *> &ColorsForBB = BlockColors[BB];
3180     for (BasicBlock::iterator BI = BB->begin(), BE = BB->end(); BI != BE;) {
3181       Instruction *I = BI++;
3182       // Funclets are permitted to use static allocas.
3183       if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
3184         if (AI->isStaticAlloca())
3185           continue;
3186
3187       demoteNonlocalUses(I, ColorsForBB, F);
3188     }
3189   }
3190 }
3191
3192 void WinEHPrepare::demoteArgumentUses(Function &F) {
3193   // Also demote function parameters used in funclets.
3194   std::set<BasicBlock *> &ColorsForEntry = BlockColors[&F.getEntryBlock()];
3195   for (Argument &Arg : F.args())
3196     demoteNonlocalUses(&Arg, ColorsForEntry, F);
3197 }
3198
3199 void WinEHPrepare::cloneCommonBlocks(
3200     Function &F, SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks) {
3201   // We need to clone all blocks which belong to multiple funclets.  Values are
3202   // remapped throughout the funclet to propogate both the new instructions
3203   // *and* the new basic blocks themselves.
3204   for (BasicBlock *FuncletPadBB : EntryBlocks) {
3205     std::set<BasicBlock *> &BlocksInFunclet = FuncletBlocks[FuncletPadBB];
3206
3207     std::map<BasicBlock *, BasicBlock *> Orig2Clone;
3208     ValueToValueMapTy VMap;
3209     for (BasicBlock *BB : BlocksInFunclet) {
3210       std::set<BasicBlock *> &ColorsForBB = BlockColors[BB];
3211       // We don't need to do anything if the block is monochromatic.
3212       size_t NumColorsForBB = ColorsForBB.size();
3213       if (NumColorsForBB == 1)
3214         continue;
3215
3216       // Create a new basic block and copy instructions into it!
3217       BasicBlock *CBB =
3218           CloneBasicBlock(BB, VMap, Twine(".for.", FuncletPadBB->getName()));
3219       // Insert the clone immediately after the original to ensure determinism
3220       // and to keep the same relative ordering of any funclet's blocks.
3221       CBB->insertInto(&F, BB->getNextNode());
3222
3223       // Add basic block mapping.
3224       VMap[BB] = CBB;
3225
3226       // Record delta operations that we need to perform to our color mappings.
3227       Orig2Clone[BB] = CBB;
3228     }
3229
3230     // If nothing was cloned, we're done cloning in this funclet.
3231     if (Orig2Clone.empty())
3232       continue;
3233
3234     // Update our color mappings to reflect that one block has lost a color and
3235     // another has gained a color.
3236     for (auto &BBMapping : Orig2Clone) {
3237       BasicBlock *OldBlock = BBMapping.first;
3238       BasicBlock *NewBlock = BBMapping.second;
3239
3240       BlocksInFunclet.insert(NewBlock);
3241       BlockColors[NewBlock].insert(FuncletPadBB);
3242
3243       BlocksInFunclet.erase(OldBlock);
3244       BlockColors[OldBlock].erase(FuncletPadBB);
3245     }
3246
3247     // Loop over all of the instructions in this funclet, fixing up operand
3248     // references as we go.  This uses VMap to do all the hard work.
3249     for (BasicBlock *BB : BlocksInFunclet)
3250       // Loop over all instructions, fixing each one as we find it...
3251       for (Instruction &I : *BB)
3252         RemapInstruction(&I, VMap,
3253                          RF_IgnoreMissingEntries | RF_NoModuleLevelChanges);
3254
3255     // Check to see if SuccBB has PHI nodes. If so, we need to add entries to
3256     // the PHI nodes for NewBB now.
3257     for (auto &BBMapping : Orig2Clone) {
3258       BasicBlock *OldBlock = BBMapping.first;
3259       BasicBlock *NewBlock = BBMapping.second;
3260       for (BasicBlock *SuccBB : successors(NewBlock)) {
3261         for (Instruction &SuccI : *SuccBB) {
3262           auto *SuccPN = dyn_cast<PHINode>(&SuccI);
3263           if (!SuccPN)
3264             break;
3265
3266           // Ok, we have a PHI node.  Figure out what the incoming value was for
3267           // the OldBlock.
3268           int OldBlockIdx = SuccPN->getBasicBlockIndex(OldBlock);
3269           if (OldBlockIdx == -1)
3270             break;
3271           Value *IV = SuccPN->getIncomingValue(OldBlockIdx);
3272
3273           // Remap the value if necessary.
3274           if (auto *Inst = dyn_cast<Instruction>(IV)) {
3275             ValueToValueMapTy::iterator I = VMap.find(Inst);
3276             if (I != VMap.end())
3277               IV = I->second;
3278           }
3279
3280           SuccPN->addIncoming(IV, NewBlock);
3281         }
3282       }
3283     }
3284
3285     for (ValueToValueMapTy::value_type VT : VMap) {
3286       // If there were values defined in BB that are used outside the funclet,
3287       // then we now have to update all uses of the value to use either the
3288       // original value, the cloned value, or some PHI derived value.  This can
3289       // require arbitrary PHI insertion, of which we are prepared to do, clean
3290       // these up now.
3291       SmallVector<Use *, 16> UsesToRename;
3292
3293       auto *OldI = dyn_cast<Instruction>(const_cast<Value *>(VT.first));
3294       if (!OldI)
3295         continue;
3296       auto *NewI = cast<Instruction>(VT.second);
3297       // Scan all uses of this instruction to see if it is used outside of its
3298       // funclet, and if so, record them in UsesToRename.
3299       for (Use &U : OldI->uses()) {
3300         Instruction *UserI = cast<Instruction>(U.getUser());
3301         BasicBlock *UserBB = UserI->getParent();
3302         std::set<BasicBlock *> &ColorsForUserBB = BlockColors[UserBB];
3303         assert(!ColorsForUserBB.empty());
3304         if (ColorsForUserBB.size() > 1 ||
3305             *ColorsForUserBB.begin() != FuncletPadBB)
3306           UsesToRename.push_back(&U);
3307       }
3308
3309       // If there are no uses outside the block, we're done with this
3310       // instruction.
3311       if (UsesToRename.empty())
3312         continue;
3313
3314       // We found a use of OldI outside of the funclet.  Rename all uses of OldI
3315       // that are outside its funclet to be uses of the appropriate PHI node
3316       // etc.
3317       SSAUpdater SSAUpdate;
3318       SSAUpdate.Initialize(OldI->getType(), OldI->getName());
3319       SSAUpdate.AddAvailableValue(OldI->getParent(), OldI);
3320       SSAUpdate.AddAvailableValue(NewI->getParent(), NewI);
3321
3322       while (!UsesToRename.empty())
3323         SSAUpdate.RewriteUseAfterInsertions(*UsesToRename.pop_back_val());
3324     }
3325   }
3326 }
3327
3328 void WinEHPrepare::removeImplausibleTerminators(Function &F) {
3329   // Remove implausible terminators and replace them with UnreachableInst.
3330   for (auto &Funclet : FuncletBlocks) {
3331     BasicBlock *FuncletPadBB = Funclet.first;
3332     std::set<BasicBlock *> &BlocksInFunclet = Funclet.second;
3333     Instruction *FirstNonPHI = FuncletPadBB->getFirstNonPHI();
3334     auto *CatchPad = dyn_cast<CatchPadInst>(FirstNonPHI);
3335     auto *CleanupPad = dyn_cast<CleanupPadInst>(FirstNonPHI);
3336
3337     for (BasicBlock *BB : BlocksInFunclet) {
3338       TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
3339       // CatchPadInst and CleanupPadInst can't transfer control to a ReturnInst.
3340       bool IsUnreachableRet = isa<ReturnInst>(TI) && (CatchPad || CleanupPad);
3341       // The token consumed by a CatchReturnInst must match the funclet token.
3342       bool IsUnreachableCatchret = false;
3343       if (auto *CRI = dyn_cast<CatchReturnInst>(TI))
3344         IsUnreachableCatchret = CRI->getCatchPad() != CatchPad;
3345       // The token consumed by a CleanupReturnInst must match the funclet token.
3346       bool IsUnreachableCleanupret = false;
3347       if (auto *CRI = dyn_cast<CleanupReturnInst>(TI))
3348         IsUnreachableCleanupret = CRI->getCleanupPad() != CleanupPad;
3349       // The token consumed by a CleanupEndPadInst must match the funclet token.
3350       bool IsUnreachableCleanupendpad = false;
3351       if (auto *CEPI = dyn_cast<CleanupEndPadInst>(TI))
3352         IsUnreachableCleanupendpad = CEPI->getCleanupPad() != CleanupPad;
3353       if (IsUnreachableRet || IsUnreachableCatchret ||
3354           IsUnreachableCleanupret || IsUnreachableCleanupendpad) {
3355         // Loop through all of our successors and make sure they know that one
3356         // of their predecessors is going away.
3357         for (BasicBlock *SuccBB : TI->successors())
3358           SuccBB->removePredecessor(BB);
3359
3360         if (IsUnreachableCleanupendpad) {
3361           // We can't simply replace a cleanupendpad with unreachable, because
3362           // its predecessor edges are EH edges and unreachable is not an EH
3363           // pad.  Change all predecessors to the "unwind to caller" form.
3364           for (pred_iterator PI = pred_begin(BB), PE = pred_end(BB);
3365                PI != PE;) {
3366             BasicBlock *Pred = *PI++;
3367             removeUnwindEdge(Pred);
3368           }
3369         }
3370
3371         new UnreachableInst(BB->getContext(), TI);
3372         TI->eraseFromParent();
3373       }
3374       // FIXME: Check for invokes/cleanuprets/cleanupendpads which unwind to
3375       // implausible catchendpads (i.e. catchendpad not in immediate parent
3376       // funclet).
3377     }
3378   }
3379 }
3380
3381 void WinEHPrepare::cleanupPreparedFunclets(Function &F) {
3382   // Clean-up some of the mess we made by removing useles PHI nodes, trivial
3383   // branches, etc.
3384   for (Function::iterator FI = F.begin(), FE = F.end(); FI != FE;) {
3385     BasicBlock *BB = FI++;
3386     SimplifyInstructionsInBlock(BB);
3387     ConstantFoldTerminator(BB, /*DeleteDeadConditions=*/true);
3388     MergeBlockIntoPredecessor(BB);
3389   }
3390
3391   // We might have some unreachable blocks after cleaning up some impossible
3392   // control flow.
3393   removeUnreachableBlocks(F);
3394 }
3395
3396 void WinEHPrepare::verifyPreparedFunclets(Function &F) {
3397   // Recolor the CFG to verify that all is well.
3398   for (BasicBlock &BB : F) {
3399     size_t NumColors = BlockColors[&BB].size();
3400     assert(NumColors == 1 && "Expected monochromatic BB!");
3401     if (NumColors == 0)
3402       report_fatal_error("Uncolored BB!");
3403     if (NumColors > 1)
3404       report_fatal_error("Multicolor BB!");
3405     if (!DisableDemotion) {
3406       bool EHPadHasPHI = BB.isEHPad() && isa<PHINode>(BB.begin());
3407       assert(!EHPadHasPHI && "EH Pad still has a PHI!");
3408       if (EHPadHasPHI)
3409         report_fatal_error("EH Pad still has a PHI!");
3410     }
3411   }
3412 }
3413
3414 bool WinEHPrepare::prepareExplicitEH(
3415     Function &F, SmallVectorImpl<BasicBlock *> &EntryBlocks) {
3416   replaceTerminatePadWithCleanup(F);
3417
3418   // Determine which blocks are reachable from which funclet entries.
3419   colorFunclets(F, EntryBlocks);
3420
3421   if (!DisableDemotion) {
3422     demotePHIsOnFunclets(F);
3423
3424     demoteUsesBetweenFunclets(F);
3425
3426     demoteArgumentUses(F);
3427   }
3428
3429   cloneCommonBlocks(F, EntryBlocks);
3430
3431   if (!DisableCleanups) {
3432     removeImplausibleTerminators(F);
3433
3434     cleanupPreparedFunclets(F);
3435   }
3436
3437   verifyPreparedFunclets(F);
3438
3439   BlockColors.clear();
3440   FuncletBlocks.clear();
3441   FuncletChildren.clear();
3442
3443   return true;
3444 }
3445
3446 // TODO: Share loads when one use dominates another, or when a catchpad exit
3447 // dominates uses (needs dominators).
3448 AllocaInst *WinEHPrepare::insertPHILoads(PHINode *PN, Function &F) {
3449   BasicBlock *PHIBlock = PN->getParent();
3450   AllocaInst *SpillSlot = nullptr;
3451
3452   if (isa<CleanupPadInst>(PHIBlock->getFirstNonPHI())) {
3453     // Insert a load in place of the PHI and replace all uses.
3454     SpillSlot = new AllocaInst(PN->getType(), nullptr,
3455                                Twine(PN->getName(), ".wineh.spillslot"),
3456                                F.getEntryBlock().begin());
3457     Value *V = new LoadInst(SpillSlot, Twine(PN->getName(), ".wineh.reload"),
3458                             PHIBlock->getFirstInsertionPt());
3459     PN->replaceAllUsesWith(V);
3460     return SpillSlot;
3461   }
3462
3463   DenseMap<BasicBlock *, Value *> Loads;
3464   for (Value::use_iterator UI = PN->use_begin(), UE = PN->use_end();
3465        UI != UE;) {
3466     Use &U = *UI++;
3467     auto *UsingInst = cast<Instruction>(U.getUser());
3468     BasicBlock *UsingBB = UsingInst->getParent();
3469     if (UsingBB->isEHPad()) {
3470       // Use is on an EH pad phi.  Leave it alone; we'll insert loads and
3471       // stores for it separately.
3472       assert(isa<PHINode>(UsingInst));
3473       continue;
3474     }
3475     replaceUseWithLoad(PN, U, SpillSlot, Loads, F);
3476   }
3477   return SpillSlot;
3478 }
3479
3480 // TODO: improve store placement.  Inserting at def is probably good, but need
3481 // to be careful not to introduce interfering stores (needs liveness analysis).
3482 // TODO: identify related phi nodes that can share spill slots, and share them
3483 // (also needs liveness).
3484 void WinEHPrepare::insertPHIStores(PHINode *OriginalPHI,
3485                                    AllocaInst *SpillSlot) {
3486   // Use a worklist of (Block, Value) pairs -- the given Value needs to be
3487   // stored to the spill slot by the end of the given Block.
3488   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, Value *>, 4> Worklist;
3489
3490   Worklist.push_back({OriginalPHI->getParent(), OriginalPHI});
3491
3492   while (!Worklist.empty()) {
3493     BasicBlock *EHBlock;
3494     Value *InVal;
3495     std::tie(EHBlock, InVal) = Worklist.pop_back_val();
3496
3497     PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(InVal);
3498     if (PN && PN->getParent() == EHBlock) {
3499       // The value is defined by another PHI we need to remove, with no room to
3500       // insert a store after the PHI, so each predecessor needs to store its
3501       // incoming value.
3502       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i < e; ++i) {
3503         Value *PredVal = PN->getIncomingValue(i);
3504
3505         // Undef can safely be skipped.
3506         if (isa<UndefValue>(PredVal))
3507           continue;
3508
3509         insertPHIStore(PN->getIncomingBlock(i), PredVal, SpillSlot, Worklist);
3510       }
3511     } else {
3512       // We need to store InVal, which dominates EHBlock, but can't put a store
3513       // in EHBlock, so need to put stores in each predecessor.
3514       for (BasicBlock *PredBlock : predecessors(EHBlock)) {
3515         insertPHIStore(PredBlock, InVal, SpillSlot, Worklist);
3516       }
3517     }
3518   }
3519 }
3520
3521 void WinEHPrepare::insertPHIStore(
3522     BasicBlock *PredBlock, Value *PredVal, AllocaInst *SpillSlot,
3523     SmallVectorImpl<std::pair<BasicBlock *, Value *>> &Worklist) {
3524
3525   if (PredBlock->isEHPad() &&
3526       !isa<CleanupPadInst>(PredBlock->getFirstNonPHI())) {
3527     // Pred is unsplittable, so we need to queue it on the worklist.
3528     Worklist.push_back({PredBlock, PredVal});
3529     return;
3530   }
3531
3532   // Otherwise, insert the store at the end of the basic block.
3533   new StoreInst(PredVal, SpillSlot, PredBlock->getTerminator());
3534 }
3535
3536 // TODO: Share loads for same-funclet uses (requires dominators if funclets
3537 // aren't properly nested).
3538 void WinEHPrepare::demoteNonlocalUses(Value *V,
3539                                       std::set<BasicBlock *> &ColorsForBB,
3540                                       Function &F) {
3541   // Tokens can only be used non-locally due to control flow involving
3542   // unreachable edges.  Don't try to demote the token usage, we'll simply
3543   // delete the cloned user later.
3544   if (isa<CatchPadInst>(V) || isa<CleanupPadInst>(V))
3545     return;
3546
3547   DenseMap<BasicBlock *, Value *> Loads;
3548   AllocaInst *SpillSlot = nullptr;
3549   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end(); UI != UE;) {
3550     Use &U = *UI++;
3551     auto *UsingInst = cast<Instruction>(U.getUser());
3552     BasicBlock *UsingBB = UsingInst->getParent();
3553
3554     // Is the Use inside a block which is colored the same as the Def?
3555     // If so, we don't need to escape the Def because we will clone
3556     // ourselves our own private copy.
3557     std::set<BasicBlock *> &ColorsForUsingBB = BlockColors[UsingBB];
3558     if (ColorsForUsingBB == ColorsForBB)
3559       continue;
3560
3561     replaceUseWithLoad(V, U, SpillSlot, Loads, F);
3562   }
3563   if (SpillSlot) {
3564     // Insert stores of the computed value into the stack slot.
3565     // We have to be careful if I is an invoke instruction,
3566     // because we can't insert the store AFTER the terminator instruction.
3567     BasicBlock::iterator InsertPt;
3568     if (isa<Argument>(V)) {
3569       InsertPt = F.getEntryBlock().getTerminator();
3570     } else if (isa<TerminatorInst>(V)) {
3571       auto *II = cast<InvokeInst>(V);
3572       // We cannot demote invoke instructions to the stack if their normal
3573       // edge is critical. Therefore, split the critical edge and create a
3574       // basic block into which the store can be inserted.
3575       if (!II->getNormalDest()->getSinglePredecessor()) {
3576         unsigned SuccNum =
3577             GetSuccessorNumber(II->getParent(), II->getNormalDest());
3578         assert(isCriticalEdge(II, SuccNum) && "Expected a critical edge!");
3579         BasicBlock *NewBlock = SplitCriticalEdge(II, SuccNum);
3580         assert(NewBlock && "Unable to split critical edge.");
3581         // Update the color mapping for the newly split edge.
3582         std::set<BasicBlock *> &ColorsForUsingBB = BlockColors[II->getParent()];
3583         BlockColors[NewBlock] = ColorsForUsingBB;
3584         for (BasicBlock *FuncletPad : ColorsForUsingBB)
3585           FuncletBlocks[FuncletPad].insert(NewBlock);
3586       }
3587       InsertPt = II->getNormalDest()->getFirstInsertionPt();
3588     } else {
3589       InsertPt = cast<Instruction>(V);
3590       ++InsertPt;
3591       // Don't insert before PHI nodes or EH pad instrs.
3592       for (; isa<PHINode>(InsertPt) || InsertPt->isEHPad(); ++InsertPt)
3593         ;
3594     }
3595     new StoreInst(V, SpillSlot, InsertPt);
3596   }
3597 }
3598
3599 void WinEHPrepare::replaceUseWithLoad(Value *V, Use &U, AllocaInst *&SpillSlot,
3600                                       DenseMap<BasicBlock *, Value *> &Loads,
3601                                       Function &F) {
3602   // Lazilly create the spill slot.
3603   if (!SpillSlot)
3604     SpillSlot = new AllocaInst(V->getType(), nullptr,
3605                                Twine(V->getName(), ".wineh.spillslot"),
3606                                F.getEntryBlock().begin());
3607
3608   auto *UsingInst = cast<Instruction>(U.getUser());
3609   if (auto *UsingPHI = dyn_cast<PHINode>(UsingInst)) {
3610     // If this is a PHI node, we can't insert a load of the value before
3611     // the use.  Instead insert the load in the predecessor block
3612     // corresponding to the incoming value.
3613     //
3614     // Note that if there are multiple edges from a basic block to this
3615     // PHI node that we cannot have multiple loads.  The problem is that
3616     // the resulting PHI node will have multiple values (from each load)
3617     // coming in from the same block, which is illegal SSA form.
3618     // For this reason, we keep track of and reuse loads we insert.
3619     BasicBlock *IncomingBlock = UsingPHI->getIncomingBlock(U);
3620     if (auto *CatchRet =
3621             dyn_cast<CatchReturnInst>(IncomingBlock->getTerminator())) {
3622       // Putting a load above a catchret and use on the phi would still leave
3623       // a cross-funclet def/use.  We need to split the edge, change the
3624       // catchret to target the new block, and put the load there.
3625       BasicBlock *PHIBlock = UsingInst->getParent();
3626       BasicBlock *NewBlock = SplitEdge(IncomingBlock, PHIBlock);
3627       // SplitEdge gives us:
3628       //   IncomingBlock:
3629       //     ...
3630       //     br label %NewBlock
3631       //   NewBlock:
3632       //     catchret label %PHIBlock
3633       // But we need:
3634       //   IncomingBlock:
3635       //     ...
3636       //     catchret label %NewBlock
3637       //   NewBlock:
3638       //     br label %PHIBlock
3639       // So move the terminators to each others' blocks and swap their
3640       // successors.
3641       BranchInst *Goto = cast<BranchInst>(IncomingBlock->getTerminator());
3642       Goto->removeFromParent();
3643       CatchRet->removeFromParent();
3644       IncomingBlock->getInstList().push_back(CatchRet);
3645       NewBlock->getInstList().push_back(Goto);
3646       Goto->setSuccessor(0, PHIBlock);
3647       CatchRet->setSuccessor(NewBlock);
3648       // Update the color mapping for the newly split edge.
3649       std::set<BasicBlock *> &ColorsForPHIBlock = BlockColors[PHIBlock];
3650       BlockColors[NewBlock] = ColorsForPHIBlock;
3651       for (BasicBlock *FuncletPad : ColorsForPHIBlock)
3652         FuncletBlocks[FuncletPad].insert(NewBlock);
3653       // Treat the new block as incoming for load insertion.
3654       IncomingBlock = NewBlock;
3655     }
3656     Value *&Load = Loads[IncomingBlock];
3657     // Insert the load into the predecessor block
3658     if (!Load)
3659       Load = new LoadInst(SpillSlot, Twine(V->getName(), ".wineh.reload"),
3660                           /*Volatile=*/false, IncomingBlock->getTerminator());
3661
3662     U.set(Load);
3663   } else {
3664     // Reload right before the old use.
3665     auto *Load = new LoadInst(SpillSlot, Twine(V->getName(), ".wineh.reload"),
3666                               /*Volatile=*/false, UsingInst);
3667     U.set(Load);
3668   }
3669 }
3670
3671 void WinEHFuncInfo::addIPToStateRange(const BasicBlock *PadBB,
3672                                       MCSymbol *InvokeBegin,
3673                                       MCSymbol *InvokeEnd) {
3674   assert(PadBB->isEHPad() && EHPadStateMap.count(PadBB->getFirstNonPHI()) &&
3675          "should get EH pad BB with precomputed state");
3676   InvokeToStateMap[InvokeBegin] =
3677       std::make_pair(EHPadStateMap[PadBB->getFirstNonPHI()], InvokeEnd);
3678 }