lib/Transforms/IPO/PruneEH.cpp

   1 //===- PruneEH.cpp - Pass which deletes unused exception handlers ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements a simple interprocedural pass which walks the
  11 // call-graph, turning invoke instructions into calls, iff the callee cannot
  12 // throw an exception, and marking functions 'nounwind' if they cannot throw.
  13 // It implements this as a bottom-up traversal of the call-graph.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #define DEBUG_TYPE "prune-eh"
  18 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
  19 #include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/Function.h"
  22 #include "llvm/Instructions.h"
  23 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  26 #include "llvm/Support/CFG.h"
  27 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  28 #include <set>
  29 #include <algorithm>
  30 using namespace llvm;
  31
  32 STATISTIC(NumRemoved, "Number of invokes removed");
  33 STATISTIC(NumUnreach, "Number of noreturn calls optimized");
  34
  35 namespace {
  36   struct VISIBILITY_HIDDEN PruneEH : public CallGraphSCCPass {
  37     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
  38     PruneEH() : CallGraphSCCPass((intptr_t)&ID) {}
  39
  40     // runOnSCC - Analyze the SCC, performing the transformation if possible.
  41     bool runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC);
  42
  43     bool SimplifyFunction(Function *F);
  44     void DeleteBasicBlock(BasicBlock *BB);
  45   };
  46
  47   char PruneEH::ID = 0;
  48   RegisterPass<PruneEH> X("prune-eh", "Remove unused exception handling info");
  49 }
  50
  51 Pass *llvm::createPruneEHPass() { return new PruneEH(); }
  52
  53
  54 bool PruneEH::runOnSCC(const std::vector<CallGraphNode *> &SCC) {
  55   CallGraph &CG = getAnalysis<CallGraph>();
  56   bool MadeChange = false;
  57
  58   // First pass, scan all of the functions in the SCC, simplifying them
  59   // according to what we know.
  60   for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i)
  61     if (Function *F = SCC[i]->getFunction())
  62       MadeChange |= SimplifyFunction(F);
  63
  64   // Next, check to see if any callees might throw or if there are any external
  65   // functions in this SCC: if so, we cannot prune any functions in this SCC.
  66   // If this SCC includes the unwind instruction, we KNOW it throws, so
  67   // obviously the SCC might throw.
  68   //
  69   bool SCCMightUnwind = false, SCCMightReturn = false;
  70   for (unsigned i = 0, e = SCC.size();
  71        (!SCCMightUnwind || !SCCMightReturn) && i != e; ++i) {
  72     Function *F = SCC[i]->getFunction();
  73     if (F == 0) {
  74       SCCMightUnwind = true;
  75       SCCMightReturn = true;
  76     } else if (F->isDeclaration()) {
  77       SCCMightUnwind |= !F->isNoUnwind();
  78       SCCMightReturn |= !F->isNoReturn();
  79     } else {
  80       bool CheckUnwind = !SCCMightUnwind && !F->isNoUnwind();
  81       bool CheckReturn = !SCCMightReturn && !F->isNoReturn();
  82
  83       if (!CheckUnwind && !CheckReturn)
  84         continue;
  85
  86       // Check to see if this function performs an unwind or calls an
  87       // unwinding function.
  88       for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
  89         if (CheckUnwind && isa<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
  90           // Uses unwind!
  91           SCCMightUnwind = true;
  92         } else if (CheckReturn && isa<ReturnInst>(BB->getTerminator())) {
  93           SCCMightReturn = true;
  94         }
  95
  96         // Invoke instructions don't allow unwinding to continue, so we are
  97         // only interested in call instructions.
  98         if (CheckUnwind && !SCCMightUnwind)
  99           for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
 100             if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 101               if (CI->isNoUnwind()) {
 102                 // This call cannot throw.
 103               } else if (Function *Callee = CI->getCalledFunction()) {
 104                 CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
 105                 // If the callee is outside our current SCC then we may
 106                 // throw because it might.
 107                 if (std::find(SCC.begin(), SCC.end(), CalleeNode) == SCC.end()){
 108                   SCCMightUnwind = true;
 109                   break;
 110                 }
 111               } else {
 112                 // Indirect call, it might throw.
 113                 SCCMightUnwind = true;
 114                 break;
 115               }
 116             }
 117         if (SCCMightUnwind && SCCMightReturn) break;
 118       }
 119     }
 120   }
 121
 122   // If the SCC doesn't unwind or doesn't throw, note this fact.
 123   if (!SCCMightUnwind || !SCCMightReturn)
 124     for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i) {
 125       const ParamAttrsList *PAL = SCC[i]->getFunction()->getParamAttrs();
 126       uint16_t RAttributes = PAL ? PAL->getParamAttrs(0) : 0;
 127
 128       if (!SCCMightUnwind)
 129         RAttributes |= ParamAttr::NoUnwind;
 130       if (!SCCMightReturn)
 131         RAttributes |= ParamAttr::NoReturn;
 132
 133       ParamAttrsVector modVec;
 134       modVec.push_back(ParamAttrsWithIndex::get(0, RAttributes));
 135       PAL = ParamAttrsList::getModified(PAL, modVec);
 136       SCC[i]->getFunction()->setParamAttrs(PAL);
 137     }
 138
 139   for (unsigned i = 0, e = SCC.size(); i != e; ++i) {
 140     // Convert any invoke instructions to non-throwing functions in this node
 141     // into call instructions with a branch.  This makes the exception blocks
 142     // dead.
 143     if (Function *F = SCC[i]->getFunction())
 144       MadeChange |= SimplifyFunction(F);
 145   }
 146
 147   return MadeChange;
 148 }
 149
 150
 151 // SimplifyFunction - Given information about callees, simplify the specified
 152 // function if we have invokes to non-unwinding functions or code after calls to
 153 // no-return functions.
 154 bool PruneEH::SimplifyFunction(Function *F) {
 155   bool MadeChange = false;
 156   for (Function::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 157     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator()))
 158       if (II->isNoUnwind()) {
 159         SmallVector<Value*, 8> Args(II->op_begin()+3, II->op_end());
 160         // Insert a call instruction before the invoke.
 161         CallInst *Call = new CallInst(II->getCalledValue(),
 162                                       Args.begin(), Args.end(), "", II);
 163         Call->takeName(II);
 164         Call->setCallingConv(II->getCallingConv());
 165         Call->setParamAttrs(II->getParamAttrs());
 166
 167         // Anything that used the value produced by the invoke instruction
 168         // now uses the value produced by the call instruction.
 169         II->replaceAllUsesWith(Call);
 170         BasicBlock *UnwindBlock = II->getUnwindDest();
 171         UnwindBlock->removePredecessor(II->getParent());
 172
 173         // Insert a branch to the normal destination right before the
 174         // invoke.
 175         new BranchInst(II->getNormalDest(), II);
 176
 177         // Finally, delete the invoke instruction!
 178         BB->getInstList().pop_back();
 179
 180         // If the unwind block is now dead, nuke it.
 181         if (pred_begin(UnwindBlock) == pred_end(UnwindBlock))
 182           DeleteBasicBlock(UnwindBlock);  // Delete the new BB.
 183
 184         ++NumRemoved;
 185         MadeChange = true;
 186       }
 187
 188     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; )
 189       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++))
 190         if (CI->isNoReturn() && !isa<UnreachableInst>(I)) {
 191           // This call calls a function that cannot return.  Insert an
 192           // unreachable instruction after it and simplify the code.  Do this
 193           // by splitting the BB, adding the unreachable, then deleting the
 194           // new BB.
 195           BasicBlock *New = BB->splitBasicBlock(I);
 196
 197           // Remove the uncond branch and add an unreachable.
 198           BB->getInstList().pop_back();
 199           new UnreachableInst(BB);
 200
 201           DeleteBasicBlock(New);  // Delete the new BB.
 202           MadeChange = true;
 203           ++NumUnreach;
 204           break;
 205         }
 206
 207   }
 208   return MadeChange;
 209 }
 210
 211 /// DeleteBasicBlock - remove the specified basic block from the program,
 212 /// updating the callgraph to reflect any now-obsolete edges due to calls that
 213 /// exist in the BB.
 214 void PruneEH::DeleteBasicBlock(BasicBlock *BB) {
 215   assert(pred_begin(BB) == pred_end(BB) && "BB is not dead!");
 216   CallGraph &CG = getAnalysis<CallGraph>();
 217
 218   CallGraphNode *CGN = CG[BB->getParent()];
 219   for (BasicBlock::iterator I = BB->end(), E = BB->begin(); I != E; ) {
 220     --I;
 221     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 222       if (Function *Callee = CI->getCalledFunction())
 223         CGN->removeCallEdgeTo(CG[Callee]);
 224     } else if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I)) {
 225       if (Function *Callee = II->getCalledFunction())
 226         CGN->removeCallEdgeTo(CG[Callee]);
 227     }
 228     if (!I->use_empty())
 229       I->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(I->getType()));
 230   }
 231
 232   // Get the list of successors of this block.
 233   std::vector<BasicBlock*> Succs(succ_begin(BB), succ_end(BB));
 234
 235   for (unsigned i = 0, e = Succs.size(); i != e; ++i)
 236     Succs[i]->removePredecessor(BB);
 237
 238   BB->eraseFromParent();
 239 }