lib/Transforms/Utils/CloneFunction.cpp

   1 //===- CloneFunction.cpp - Clone a function into another function ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the CloneFunctionInto interface, which is used as the
  11 // low-level function cloner.  This is used by the CloneFunction and function
  12 // inliner to do the dirty work of copying the body of a function around.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
  17 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  18 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  19 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  20 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
  21 #include "llvm/IR/CFG.h"
  22 #include "llvm/IR/Constants.h"
  23 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
  24 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  25 #include "llvm/IR/Function.h"
  26 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  27 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  28 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  29 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  30 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  31 #include "llvm/IR/Module.h"
  32 #include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
  33 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
  34 #include "llvm/Transforms/Utils/ValueMapper.h"
  35 #include <map>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 /// See comments in Cloning.h.
  39 BasicBlock *llvm::CloneBasicBlock(const BasicBlock *BB,
  40                                   ValueToValueMapTy &VMap,
  41                                   const Twine &NameSuffix, Function *F,
  42                                   ClonedCodeInfo *CodeInfo) {
  43   BasicBlock *NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext(), "", F);
  44   if (BB->hasName()) NewBB->setName(BB->getName()+NameSuffix);
  45
  46   bool hasCalls = false, hasDynamicAllocas = false, hasStaticAllocas = false;
  47
  48   // Loop over all instructions, and copy them over.
  49   for (BasicBlock::const_iterator II = BB->begin(), IE = BB->end();
  50        II != IE; ++II) {
  51     Instruction *NewInst = II->clone();
  52     if (II->hasName())
  53       NewInst->setName(II->getName()+NameSuffix);
  54     NewBB->getInstList().push_back(NewInst);
  55     VMap[&*II] = NewInst; // Add instruction map to value.
  56
  57     hasCalls |= (isa<CallInst>(II) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(II));
  58     if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(II)) {
  59       if (isa<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
  60         hasStaticAllocas = true;
  61       else
  62         hasDynamicAllocas = true;
  63     }
  64   }
  65
  66   if (CodeInfo) {
  67     CodeInfo->ContainsCalls          |= hasCalls;
  68     CodeInfo->ContainsDynamicAllocas |= hasDynamicAllocas;
  69     CodeInfo->ContainsDynamicAllocas |= hasStaticAllocas &&
  70                                         BB != &BB->getParent()->getEntryBlock();
  71   }
  72   return NewBB;
  73 }
  74
  75 // Clone OldFunc into NewFunc, transforming the old arguments into references to
  76 // VMap values.
  77 //
  78 void llvm::CloneFunctionInto(Function *NewFunc, const Function *OldFunc,
  79                              ValueToValueMapTy &VMap,
  80                              bool ModuleLevelChanges,
  81                              SmallVectorImpl<ReturnInst*> &Returns,
  82                              const char *NameSuffix, ClonedCodeInfo *CodeInfo,
  83                              ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
  84                              ValueMaterializer *Materializer) {
  85   assert(NameSuffix && "NameSuffix cannot be null!");
  86
  87 #ifndef NDEBUG
  88   for (const Argument &I : OldFunc->args())
  89     assert(VMap.count(&I) && "No mapping from source argument specified!");
  90 #endif
  91
  92   // Copy all attributes other than those stored in the AttributeSet.  We need
  93   // to remap the parameter indices of the AttributeSet.
  94   AttributeSet NewAttrs = NewFunc->getAttributes();
  95   NewFunc->copyAttributesFrom(OldFunc);
  96   NewFunc->setAttributes(NewAttrs);
  97
  98   AttributeSet OldAttrs = OldFunc->getAttributes();
  99   // Clone any argument attributes that are present in the VMap.
 100   for (const Argument &OldArg : OldFunc->args())
 101     if (Argument *NewArg = dyn_cast<Argument>(VMap[&OldArg])) {
 102       AttributeSet attrs =
 103           OldAttrs.getParamAttributes(OldArg.getArgNo() + 1);
 104       if (attrs.getNumSlots() > 0)
 105         NewArg->addAttr(attrs);
 106     }
 107
 108   NewFunc->setAttributes(
 109       NewFunc->getAttributes()
 110           .addAttributes(NewFunc->getContext(), AttributeSet::ReturnIndex,
 111                          OldAttrs.getRetAttributes())
 112           .addAttributes(NewFunc->getContext(), AttributeSet::FunctionIndex,
 113                          OldAttrs.getFnAttributes()));
 114
 115   // Loop over all of the basic blocks in the function, cloning them as
 116   // appropriate.  Note that we save BE this way in order to handle cloning of
 117   // recursive functions into themselves.
 118   //
 119   for (Function::const_iterator BI = OldFunc->begin(), BE = OldFunc->end();
 120        BI != BE; ++BI) {
 121     const BasicBlock &BB = *BI;
 122
 123     // Create a new basic block and copy instructions into it!
 124     BasicBlock *CBB = CloneBasicBlock(&BB, VMap, NameSuffix, NewFunc, CodeInfo);
 125
 126     // Add basic block mapping.
 127     VMap[&BB] = CBB;
 128
 129     // It is only legal to clone a function if a block address within that
 130     // function is never referenced outside of the function.  Given that, we
 131     // want to map block addresses from the old function to block addresses in
 132     // the clone. (This is different from the generic ValueMapper
 133     // implementation, which generates an invalid blockaddress when
 134     // cloning a function.)
 135     if (BB.hasAddressTaken()) {
 136       Constant *OldBBAddr = BlockAddress::get(const_cast<Function*>(OldFunc),
 137                                               const_cast<BasicBlock*>(&BB));
 138       VMap[OldBBAddr] = BlockAddress::get(NewFunc, CBB);
 139     }
 140
 141     // Note return instructions for the caller.
 142     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(CBB->getTerminator()))
 143       Returns.push_back(RI);
 144   }
 145
 146   // Loop over all of the instructions in the function, fixing up operand
 147   // references as we go.  This uses VMap to do all the hard work.
 148   for (Function::iterator BB =
 149            cast<BasicBlock>(VMap[&OldFunc->front()])->getIterator(),
 150                           BE = NewFunc->end();
 151        BB != BE; ++BB)
 152     // Loop over all instructions, fixing each one as we find it...
 153     for (Instruction &II : *BB)
 154       RemapInstruction(&II, VMap,
 155                        ModuleLevelChanges ? RF_None : RF_NoModuleLevelChanges,
 156                        TypeMapper, Materializer);
 157 }
 158
 159 // Find the MDNode which corresponds to the subprogram data that described F.
 160 static DISubprogram *FindSubprogram(const Function *F,
 161                                     DebugInfoFinder &Finder) {
 162   for (DISubprogram *Subprogram : Finder.subprograms()) {
 163     if (Subprogram->describes(F))
 164       return Subprogram;
 165   }
 166   return nullptr;
 167 }
 168
 169 // Add an operand to an existing MDNode. The new operand will be added at the
 170 // back of the operand list.
 171 static void AddOperand(DICompileUnit *CU, DISubprogramArray SPs,
 172                        Metadata *NewSP) {
 173   SmallVector<Metadata *, 16> NewSPs;
 174   NewSPs.reserve(SPs.size() + 1);
 175   for (auto *SP : SPs)
 176     NewSPs.push_back(SP);
 177   NewSPs.push_back(NewSP);
 178   CU->replaceSubprograms(MDTuple::get(CU->getContext(), NewSPs));
 179 }
 180
 181 // Clone the module-level debug info associated with OldFunc. The cloned data
 182 // will point to NewFunc instead.
 183 static void CloneDebugInfoMetadata(Function *NewFunc, const Function *OldFunc,
 184                             ValueToValueMapTy &VMap) {
 185   DebugInfoFinder Finder;
 186   Finder.processModule(*OldFunc->getParent());
 187
 188   const DISubprogram *OldSubprogramMDNode = FindSubprogram(OldFunc, Finder);
 189   if (!OldSubprogramMDNode) return;
 190
 191   auto *NewSubprogram =
 192       cast<DISubprogram>(MapMetadata(OldSubprogramMDNode, VMap));
 193   NewFunc->setSubprogram(NewSubprogram);
 194
 195   for (auto *CU : Finder.compile_units()) {
 196     auto Subprograms = CU->getSubprograms();
 197     // If the compile unit's function list contains the old function, it should
 198     // also contain the new one.
 199     for (auto *SP : Subprograms) {
 200       if (SP == OldSubprogramMDNode) {
 201         AddOperand(CU, Subprograms, NewSubprogram);
 202         break;
 203       }
 204     }
 205   }
 206 }
 207
 208 /// Return a copy of the specified function, but without
 209 /// embedding the function into another module.  Also, any references specified
 210 /// in the VMap are changed to refer to their mapped value instead of the
 211 /// original one.  If any of the arguments to the function are in the VMap,
 212 /// the arguments are deleted from the resultant function.  The VMap is
 213 /// updated to include mappings from all of the instructions and basicblocks in
 214 /// the function from their old to new values.
 215 ///
 216 Function *llvm::CloneFunction(const Function *F, ValueToValueMapTy &VMap,
 217                               bool ModuleLevelChanges,
 218                               ClonedCodeInfo *CodeInfo) {
 219   std::vector<Type*> ArgTypes;
 220
 221   // The user might be deleting arguments to the function by specifying them in
 222   // the VMap.  If so, we need to not add the arguments to the arg ty vector
 223   //
 224   for (const Argument &I : F->args())
 225     if (VMap.count(&I) == 0) // Haven't mapped the argument to anything yet?
 226       ArgTypes.push_back(I.getType());
 227
 228   // Create a new function type...
 229   FunctionType *FTy = FunctionType::get(F->getFunctionType()->getReturnType(),
 230                                     ArgTypes, F->getFunctionType()->isVarArg());
 231
 232   // Create the new function...
 233   Function *NewF = Function::Create(FTy, F->getLinkage(), F->getName());
 234
 235   // Loop over the arguments, copying the names of the mapped arguments over...
 236   Function::arg_iterator DestI = NewF->arg_begin();
 237   for (const Argument & I : F->args())
 238     if (VMap.count(&I) == 0) {     // Is this argument preserved?
 239       DestI->setName(I.getName()); // Copy the name over...
 240       VMap[&I] = &*DestI++;        // Add mapping to VMap
 241     }
 242
 243   if (ModuleLevelChanges)
 244     CloneDebugInfoMetadata(NewF, F, VMap);
 245
 246   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;  // Ignore returns cloned.
 247   CloneFunctionInto(NewF, F, VMap, ModuleLevelChanges, Returns, "", CodeInfo);
 248   return NewF;
 249 }
 250
 251
 252
 253 namespace {
 254   /// This is a private class used to implement CloneAndPruneFunctionInto.
 255   struct PruningFunctionCloner {
 256     Function *NewFunc;
 257     const Function *OldFunc;
 258     ValueToValueMapTy &VMap;
 259     bool ModuleLevelChanges;
 260     const char *NameSuffix;
 261     ClonedCodeInfo *CodeInfo;
 262     CloningDirector *Director;
 263     ValueMapTypeRemapper *TypeMapper;
 264     ValueMaterializer *Materializer;
 265
 266   public:
 267     PruningFunctionCloner(Function *newFunc, const Function *oldFunc,
 268                           ValueToValueMapTy &valueMap, bool moduleLevelChanges,
 269                           const char *nameSuffix, ClonedCodeInfo *codeInfo,
 270                           CloningDirector *Director)
 271         : NewFunc(newFunc), OldFunc(oldFunc), VMap(valueMap),
 272           ModuleLevelChanges(moduleLevelChanges), NameSuffix(nameSuffix),
 273           CodeInfo(codeInfo), Director(Director) {
 274       // These are optional components.  The Director may return null.
 275       if (Director) {
 276         TypeMapper = Director->getTypeRemapper();
 277         Materializer = Director->getValueMaterializer();
 278       } else {
 279         TypeMapper = nullptr;
 280         Materializer = nullptr;
 281       }
 282     }
 283
 284     /// The specified block is found to be reachable, clone it and
 285     /// anything that it can reach.
 286     void CloneBlock(const BasicBlock *BB,
 287                     BasicBlock::const_iterator StartingInst,
 288                     std::vector<const BasicBlock*> &ToClone);
 289   };
 290 }
 291
 292 /// The specified block is found to be reachable, clone it and
 293 /// anything that it can reach.
 294 void PruningFunctionCloner::CloneBlock(const BasicBlock *BB,
 295                                        BasicBlock::const_iterator StartingInst,
 296                                        std::vector<const BasicBlock*> &ToClone){
 297   WeakVH &BBEntry = VMap[BB];
 298
 299   // Have we already cloned this block?
 300   if (BBEntry) return;
 301
 302   // Nope, clone it now.
 303   BasicBlock *NewBB;
 304   BBEntry = NewBB = BasicBlock::Create(BB->getContext());
 305   if (BB->hasName()) NewBB->setName(BB->getName()+NameSuffix);
 306
 307   // It is only legal to clone a function if a block address within that
 308   // function is never referenced outside of the function.  Given that, we
 309   // want to map block addresses from the old function to block addresses in
 310   // the clone. (This is different from the generic ValueMapper
 311   // implementation, which generates an invalid blockaddress when
 312   // cloning a function.)
 313   //
 314   // Note that we don't need to fix the mapping for unreachable blocks;
 315   // the default mapping there is safe.
 316   if (BB->hasAddressTaken()) {
 317     Constant *OldBBAddr = BlockAddress::get(const_cast<Function*>(OldFunc),
 318                                             const_cast<BasicBlock*>(BB));
 319     VMap[OldBBAddr] = BlockAddress::get(NewFunc, NewBB);
 320   }
 321
 322   bool hasCalls = false, hasDynamicAllocas = false, hasStaticAllocas = false;
 323
 324   // Loop over all instructions, and copy them over, DCE'ing as we go.  This
 325   // loop doesn't include the terminator.
 326   for (BasicBlock::const_iterator II = StartingInst, IE = --BB->end();
 327        II != IE; ++II) {
 328     // If the "Director" remaps the instruction, don't clone it.
 329     if (Director) {
 330       CloningDirector::CloningAction Action =
 331           Director->handleInstruction(VMap, &*II, NewBB);
 332       // If the cloning director says stop, we want to stop everything, not
 333       // just break out of the loop (which would cause the terminator to be
 334       // cloned).  The cloning director is responsible for inserting a proper
 335       // terminator into the new basic block in this case.
 336       if (Action == CloningDirector::StopCloningBB)
 337         return;
 338       // If the cloning director says skip, continue to the next instruction.
 339       // In this case, the cloning director is responsible for mapping the
 340       // skipped instruction to some value that is defined in the new
 341       // basic block.
 342       if (Action == CloningDirector::SkipInstruction)
 343         continue;
 344     }
 345
 346     Instruction *NewInst = II->clone();
 347
 348     // Eagerly remap operands to the newly cloned instruction, except for PHI
 349     // nodes for which we defer processing until we update the CFG.
 350     if (!isa<PHINode>(NewInst)) {
 351       RemapInstruction(NewInst, VMap,
 352                        ModuleLevelChanges ? RF_None : RF_NoModuleLevelChanges,
 353                        TypeMapper, Materializer);
 354
 355       // If we can simplify this instruction to some other value, simply add
 356       // a mapping to that value rather than inserting a new instruction into
 357       // the basic block.
 358       if (Value *V =
 359               SimplifyInstruction(NewInst, BB->getModule()->getDataLayout())) {
 360         // On the off-chance that this simplifies to an instruction in the old
 361         // function, map it back into the new function.
 362         if (Value *MappedV = VMap.lookup(V))
 363           V = MappedV;
 364
 365         VMap[&*II] = V;
 366         delete NewInst;
 367         continue;
 368       }
 369     }
 370
 371     if (II->hasName())
 372       NewInst->setName(II->getName()+NameSuffix);
 373     VMap[&*II] = NewInst; // Add instruction map to value.
 374     NewBB->getInstList().push_back(NewInst);
 375     hasCalls |= (isa<CallInst>(II) && !isa<DbgInfoIntrinsic>(II));
 376     if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(II)) {
 377       if (isa<ConstantInt>(AI->getArraySize()))
 378         hasStaticAllocas = true;
 379       else
 380         hasDynamicAllocas = true;
 381     }
 382   }
 383
 384   // Finally, clone over the terminator.
 385   const TerminatorInst *OldTI = BB->getTerminator();
 386   bool TerminatorDone = false;
 387   if (Director) {
 388     CloningDirector::CloningAction Action
 389                            = Director->handleInstruction(VMap, OldTI, NewBB);
 390     // If the cloning director says stop, we want to stop everything, not
 391     // just break out of the loop (which would cause the terminator to be
 392     // cloned).  The cloning director is responsible for inserting a proper
 393     // terminator into the new basic block in this case.
 394     if (Action == CloningDirector::StopCloningBB)
 395       return;
 396     if (Action == CloningDirector::CloneSuccessors) {
 397       // If the director says to skip with a terminate instruction, we still
 398       // need to clone this block's successors.
 399       const TerminatorInst *TI = NewBB->getTerminator();
 400       for (const BasicBlock *Succ : TI->successors())
 401         ToClone.push_back(Succ);
 402       return;
 403     }
 404     assert(Action != CloningDirector::SkipInstruction &&
 405            "SkipInstruction is not valid for terminators.");
 406   }
 407   if (const BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(OldTI)) {
 408     if (BI->isConditional()) {
 409       // If the condition was a known constant in the callee...
 410       ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition());
 411       // Or is a known constant in the caller...
 412       if (!Cond) {
 413         Value *V = VMap[BI->getCondition()];
 414         Cond = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(V);
 415       }
 416
 417       // Constant fold to uncond branch!
 418       if (Cond) {
 419         BasicBlock *Dest = BI->getSuccessor(!Cond->getZExtValue());
 420         VMap[OldTI] = BranchInst::Create(Dest, NewBB);
 421         ToClone.push_back(Dest);
 422         TerminatorDone = true;
 423       }
 424     }
 425   } else if (const SwitchInst *SI = dyn_cast<SwitchInst>(OldTI)) {
 426     // If switching on a value known constant in the caller.
 427     ConstantInt *Cond = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getCondition());
 428     if (!Cond) { // Or known constant after constant prop in the callee...
 429       Value *V = VMap[SI->getCondition()];
 430       Cond = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(V);
 431     }
 432     if (Cond) {     // Constant fold to uncond branch!
 433       SwitchInst::ConstCaseIt Case = SI->findCaseValue(Cond);
 434       BasicBlock *Dest = const_cast<BasicBlock*>(Case.getCaseSuccessor());
 435       VMap[OldTI] = BranchInst::Create(Dest, NewBB);
 436       ToClone.push_back(Dest);
 437       TerminatorDone = true;
 438     }
 439   }
 440
 441   if (!TerminatorDone) {
 442     Instruction *NewInst = OldTI->clone();
 443     if (OldTI->hasName())
 444       NewInst->setName(OldTI->getName()+NameSuffix);
 445     NewBB->getInstList().push_back(NewInst);
 446     VMap[OldTI] = NewInst;             // Add instruction map to value.
 447
 448     // Recursively clone any reachable successor blocks.
 449     const TerminatorInst *TI = BB->getTerminator();
 450     for (const BasicBlock *Succ : TI->successors())
 451       ToClone.push_back(Succ);
 452   }
 453
 454   if (CodeInfo) {
 455     CodeInfo->ContainsCalls          |= hasCalls;
 456     CodeInfo->ContainsDynamicAllocas |= hasDynamicAllocas;
 457     CodeInfo->ContainsDynamicAllocas |= hasStaticAllocas &&
 458       BB != &BB->getParent()->front();
 459   }
 460 }
 461
 462 /// This works like CloneAndPruneFunctionInto, except that it does not clone the
 463 /// entire function. Instead it starts at an instruction provided by the caller
 464 /// and copies (and prunes) only the code reachable from that instruction.
 465 void llvm::CloneAndPruneIntoFromInst(Function *NewFunc, const Function *OldFunc,
 466                                      const Instruction *StartingInst,
 467                                      ValueToValueMapTy &VMap,
 468                                      bool ModuleLevelChanges,
 469                                      SmallVectorImpl<ReturnInst *> &Returns,
 470                                      const char *NameSuffix,
 471                                      ClonedCodeInfo *CodeInfo,
 472                                      CloningDirector *Director) {
 473   assert(NameSuffix && "NameSuffix cannot be null!");
 474
 475   ValueMapTypeRemapper *TypeMapper = nullptr;
 476   ValueMaterializer *Materializer = nullptr;
 477
 478   if (Director) {
 479     TypeMapper = Director->getTypeRemapper();
 480     Materializer = Director->getValueMaterializer();
 481   }
 482
 483 #ifndef NDEBUG
 484   // If the cloning starts at the beginning of the function, verify that
 485   // the function arguments are mapped.
 486   if (!StartingInst)
 487     for (const Argument &II : OldFunc->args())
 488       assert(VMap.count(&II) && "No mapping from source argument specified!");
 489 #endif
 490
 491   PruningFunctionCloner PFC(NewFunc, OldFunc, VMap, ModuleLevelChanges,
 492                             NameSuffix, CodeInfo, Director);
 493   const BasicBlock *StartingBB;
 494   if (StartingInst)
 495     StartingBB = StartingInst->getParent();
 496   else {
 497     StartingBB = &OldFunc->getEntryBlock();
 498     StartingInst = &StartingBB->front();
 499   }
 500
 501   // Clone the entry block, and anything recursively reachable from it.
 502   std::vector<const BasicBlock*> CloneWorklist;
 503   PFC.CloneBlock(StartingBB, StartingInst->getIterator(), CloneWorklist);
 504   while (!CloneWorklist.empty()) {
 505     const BasicBlock *BB = CloneWorklist.back();
 506     CloneWorklist.pop_back();
 507     PFC.CloneBlock(BB, BB->begin(), CloneWorklist);
 508   }
 509
 510   // Loop over all of the basic blocks in the old function.  If the block was
 511   // reachable, we have cloned it and the old block is now in the value map:
 512   // insert it into the new function in the right order.  If not, ignore it.
 513   //
 514   // Defer PHI resolution until rest of function is resolved.
 515   SmallVector<const PHINode*, 16> PHIToResolve;
 516   for (const BasicBlock &BI : *OldFunc) {
 517     Value *V = VMap[&BI];
 518     BasicBlock *NewBB = cast_or_null<BasicBlock>(V);
 519     if (!NewBB) continue;  // Dead block.
 520
 521     // Add the new block to the new function.
 522     NewFunc->getBasicBlockList().push_back(NewBB);
 523
 524     // Handle PHI nodes specially, as we have to remove references to dead
 525     // blocks.
 526     for (BasicBlock::const_iterator I = BI.begin(), E = BI.end(); I != E; ++I) {
 527       // PHI nodes may have been remapped to non-PHI nodes by the caller or
 528       // during the cloning process.
 529       if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 530         if (isa<PHINode>(VMap[PN]))
 531           PHIToResolve.push_back(PN);
 532         else
 533           break;
 534       } else {
 535         break;
 536       }
 537     }
 538
 539     // Finally, remap the terminator instructions, as those can't be remapped
 540     // until all BBs are mapped.
 541     RemapInstruction(NewBB->getTerminator(), VMap,
 542                      ModuleLevelChanges ? RF_None : RF_NoModuleLevelChanges,
 543                      TypeMapper, Materializer);
 544   }
 545
 546   // Defer PHI resolution until rest of function is resolved, PHI resolution
 547   // requires the CFG to be up-to-date.
 548   for (unsigned phino = 0, e = PHIToResolve.size(); phino != e; ) {
 549     const PHINode *OPN = PHIToResolve[phino];
 550     unsigned NumPreds = OPN->getNumIncomingValues();
 551     const BasicBlock *OldBB = OPN->getParent();
 552     BasicBlock *NewBB = cast<BasicBlock>(VMap[OldBB]);
 553
 554     // Map operands for blocks that are live and remove operands for blocks
 555     // that are dead.
 556     for (; phino != PHIToResolve.size() &&
 557          PHIToResolve[phino]->getParent() == OldBB; ++phino) {
 558       OPN = PHIToResolve[phino];
 559       PHINode *PN = cast<PHINode>(VMap[OPN]);
 560       for (unsigned pred = 0, e = NumPreds; pred != e; ++pred) {
 561         Value *V = VMap[PN->getIncomingBlock(pred)];
 562         if (BasicBlock *MappedBlock = cast_or_null<BasicBlock>(V)) {
 563           Value *InVal = MapValue(PN->getIncomingValue(pred),
 564                                   VMap,
 565                         ModuleLevelChanges ? RF_None : RF_NoModuleLevelChanges);
 566           assert(InVal && "Unknown input value?");
 567           PN->setIncomingValue(pred, InVal);
 568           PN->setIncomingBlock(pred, MappedBlock);
 569         } else {
 570           PN->removeIncomingValue(pred, false);
 571           --pred, --e;  // Revisit the next entry.
 572         }
 573       }
 574     }
 575
 576     // The loop above has removed PHI entries for those blocks that are dead
 577     // and has updated others.  However, if a block is live (i.e. copied over)
 578     // but its terminator has been changed to not go to this block, then our
 579     // phi nodes will have invalid entries.  Update the PHI nodes in this
 580     // case.
 581     PHINode *PN = cast<PHINode>(NewBB->begin());
 582     NumPreds = std::distance(pred_begin(NewBB), pred_end(NewBB));
 583     if (NumPreds != PN->getNumIncomingValues()) {
 584       assert(NumPreds < PN->getNumIncomingValues());
 585       // Count how many times each predecessor comes to this block.
 586       std::map<BasicBlock*, unsigned> PredCount;
 587       for (pred_iterator PI = pred_begin(NewBB), E = pred_end(NewBB);
 588            PI != E; ++PI)
 589         --PredCount[*PI];
 590
 591       // Figure out how many entries to remove from each PHI.
 592       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 593         ++PredCount[PN->getIncomingBlock(i)];
 594
 595       // At this point, the excess predecessor entries are positive in the
 596       // map.  Loop over all of the PHIs and remove excess predecessor
 597       // entries.
 598       BasicBlock::iterator I = NewBB->begin();
 599       for (; (PN = dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
 600         for (std::map<BasicBlock*, unsigned>::iterator PCI =PredCount.begin(),
 601              E = PredCount.end(); PCI != E; ++PCI) {
 602           BasicBlock *Pred     = PCI->first;
 603           for (unsigned NumToRemove = PCI->second; NumToRemove; --NumToRemove)
 604             PN->removeIncomingValue(Pred, false);
 605         }
 606       }
 607     }
 608
 609     // If the loops above have made these phi nodes have 0 or 1 operand,
 610     // replace them with undef or the input value.  We must do this for
 611     // correctness, because 0-operand phis are not valid.
 612     PN = cast<PHINode>(NewBB->begin());
 613     if (PN->getNumIncomingValues() == 0) {
 614       BasicBlock::iterator I = NewBB->begin();
 615       BasicBlock::const_iterator OldI = OldBB->begin();
 616       while ((PN = dyn_cast<PHINode>(I++))) {
 617         Value *NV = UndefValue::get(PN->getType());
 618         PN->replaceAllUsesWith(NV);
 619         assert(VMap[&*OldI] == PN && "VMap mismatch");
 620         VMap[&*OldI] = NV;
 621         PN->eraseFromParent();
 622         ++OldI;
 623       }
 624     }
 625   }
 626
 627   // Make a second pass over the PHINodes now that all of them have been
 628   // remapped into the new function, simplifying the PHINode and performing any
 629   // recursive simplifications exposed. This will transparently update the
 630   // WeakVH in the VMap. Notably, we rely on that so that if we coalesce
 631   // two PHINodes, the iteration over the old PHIs remains valid, and the
 632   // mapping will just map us to the new node (which may not even be a PHI
 633   // node).
 634   for (unsigned Idx = 0, Size = PHIToResolve.size(); Idx != Size; ++Idx)
 635     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(VMap[PHIToResolve[Idx]]))
 636       recursivelySimplifyInstruction(PN);
 637
 638   // Now that the inlined function body has been fully constructed, go through
 639   // and zap unconditional fall-through branches. This happens all the time when
 640   // specializing code: code specialization turns conditional branches into
 641   // uncond branches, and this code folds them.
 642   Function::iterator Begin = cast<BasicBlock>(VMap[StartingBB])->getIterator();
 643   Function::iterator I = Begin;
 644   while (I != NewFunc->end()) {
 645     // Check if this block has become dead during inlining or other
 646     // simplifications. Note that the first block will appear dead, as it has
 647     // not yet been wired up properly.
 648     if (I != Begin && (pred_begin(&*I) == pred_end(&*I) ||
 649                        I->getSinglePredecessor() == &*I)) {
 650       BasicBlock *DeadBB = &*I++;
 651       DeleteDeadBlock(DeadBB);
 652       continue;
 653     }
 654
 655     // We need to simplify conditional branches and switches with a constant
 656     // operand. We try to prune these out when cloning, but if the
 657     // simplification required looking through PHI nodes, those are only
 658     // available after forming the full basic block. That may leave some here,
 659     // and we still want to prune the dead code as early as possible.
 660     ConstantFoldTerminator(&*I);
 661
 662     BranchInst *BI = dyn_cast<BranchInst>(I->getTerminator());
 663     if (!BI || BI->isConditional()) { ++I; continue; }
 664
 665     BasicBlock *Dest = BI->getSuccessor(0);
 666     if (!Dest->getSinglePredecessor()) {
 667       ++I; continue;
 668     }
 669
 670     // We shouldn't be able to get single-entry PHI nodes here, as instsimplify
 671     // above should have zapped all of them..
 672     assert(!isa<PHINode>(Dest->begin()));
 673
 674     // We know all single-entry PHI nodes in the inlined function have been
 675     // removed, so we just need to splice the blocks.
 676     BI->eraseFromParent();
 677
 678     // Make all PHI nodes that referred to Dest now refer to I as their source.
 679     Dest->replaceAllUsesWith(&*I);
 680
 681     // Move all the instructions in the succ to the pred.
 682     I->getInstList().splice(I->end(), Dest->getInstList());
 683
 684     // Remove the dest block.
 685     Dest->eraseFromParent();
 686
 687     // Do not increment I, iteratively merge all things this block branches to.
 688   }
 689
 690   // Make a final pass over the basic blocks from the old function to gather
 691   // any return instructions which survived folding. We have to do this here
 692   // because we can iteratively remove and merge returns above.
 693   for (Function::iterator I = cast<BasicBlock>(VMap[StartingBB])->getIterator(),
 694                           E = NewFunc->end();
 695        I != E; ++I)
 696     if (ReturnInst *RI = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator()))
 697       Returns.push_back(RI);
 698 }
 699
 700
 701 /// This works exactly like CloneFunctionInto,
 702 /// except that it does some simple constant prop and DCE on the fly.  The
 703 /// effect of this is to copy significantly less code in cases where (for
 704 /// example) a function call with constant arguments is inlined, and those
 705 /// constant arguments cause a significant amount of code in the callee to be
 706 /// dead.  Since this doesn't produce an exact copy of the input, it can't be
 707 /// used for things like CloneFunction or CloneModule.
 708 void llvm::CloneAndPruneFunctionInto(Function *NewFunc, const Function *OldFunc,
 709                                      ValueToValueMapTy &VMap,
 710                                      bool ModuleLevelChanges,
 711                                      SmallVectorImpl<ReturnInst*> &Returns,
 712                                      const char *NameSuffix,
 713                                      ClonedCodeInfo *CodeInfo,
 714                                      Instruction *TheCall) {
 715   CloneAndPruneIntoFromInst(NewFunc, OldFunc, &OldFunc->front().front(), VMap,
 716                             ModuleLevelChanges, Returns, NameSuffix, CodeInfo,
 717                             nullptr);
 718 }
 719
 720 /// \brief Remaps instructions in \p Blocks using the mapping in \p VMap.
 721 void llvm::remapInstructionsInBlocks(
 722     const SmallVectorImpl<BasicBlock *> &Blocks, ValueToValueMapTy &VMap) {
 723   // Rewrite the code to refer to itself.
 724   for (auto *BB : Blocks)
 725     for (auto &Inst : *BB)
 726       RemapInstruction(&Inst, VMap,
 727                        RF_NoModuleLevelChanges | RF_IgnoreMissingEntries);
 728 }
 729
 730 /// \brief Clones a loop \p OrigLoop.  Returns the loop and the blocks in \p
 731 /// Blocks.
 732 ///
 733 /// Updates LoopInfo and DominatorTree assuming the loop is dominated by block
 734 /// \p LoopDomBB.  Insert the new blocks before block specified in \p Before.
 735 Loop *llvm::cloneLoopWithPreheader(BasicBlock *Before, BasicBlock *LoopDomBB,
 736                                    Loop *OrigLoop, ValueToValueMapTy &VMap,
 737                                    const Twine &NameSuffix, LoopInfo *LI,
 738                                    DominatorTree *DT,
 739                                    SmallVectorImpl<BasicBlock *> &Blocks) {
 740   Function *F = OrigLoop->getHeader()->getParent();
 741   Loop *ParentLoop = OrigLoop->getParentLoop();
 742
 743   Loop *NewLoop = new Loop();
 744   if (ParentLoop)
 745     ParentLoop->addChildLoop(NewLoop);
 746   else
 747     LI->addTopLevelLoop(NewLoop);
 748
 749   BasicBlock *OrigPH = OrigLoop->getLoopPreheader();
 750   assert(OrigPH && "No preheader");
 751   BasicBlock *NewPH = CloneBasicBlock(OrigPH, VMap, NameSuffix, F);
 752   // To rename the loop PHIs.
 753   VMap[OrigPH] = NewPH;
 754   Blocks.push_back(NewPH);
 755
 756   // Update LoopInfo.
 757   if (ParentLoop)
 758     ParentLoop->addBasicBlockToLoop(NewPH, *LI);
 759
 760   // Update DominatorTree.
 761   DT->addNewBlock(NewPH, LoopDomBB);
 762
 763   for (BasicBlock *BB : OrigLoop->getBlocks()) {
 764     BasicBlock *NewBB = CloneBasicBlock(BB, VMap, NameSuffix, F);
 765     VMap[BB] = NewBB;
 766
 767     // Update LoopInfo.
 768     NewLoop->addBasicBlockToLoop(NewBB, *LI);
 769
 770     // Update DominatorTree.
 771     BasicBlock *IDomBB = DT->getNode(BB)->getIDom()->getBlock();
 772     DT->addNewBlock(NewBB, cast<BasicBlock>(VMap[IDomBB]));
 773
 774     Blocks.push_back(NewBB);
 775   }
 776
 777   // Move them physically from the end of the block list.
 778   F->getBasicBlockList().splice(Before->getIterator(), F->getBasicBlockList(),
 779                                 NewPH);
 780   F->getBasicBlockList().splice(Before->getIterator(), F->getBasicBlockList(),
 781                                 NewLoop->getHeader()->getIterator(), F->end());
 782
 783   return NewLoop;
 784 }