0d7dcc34267449e7bb116328c573080f03eba04e
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
1 //===- InlineFunction.cpp - Code to perform function inlining -------------===//
2 // 
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file 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 inlining of a function into a call site, resolving
11 // parameters and the return value as appropriate.
12 //
13 // FIXME: This pass should transform alloca instructions in the called function
14 // into alloca/dealloca pairs!  Or perhaps it should refuse to inline them!
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
19 #include "llvm/Constant.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/Module.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/Intrinsics.h"
24 #include "llvm/Support/CallSite.h"
25 using namespace llvm;
26
27 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
28 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II) {return InlineFunction(CallSite(II));}
29
30 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
31 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
32 // call.  The program is still in a well defined state if this occurs though.
33 //
34 // Note that this only does one level of inlining.  For example, if the 
35 // instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now 
36 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
37 // function by one level.
38 //
39 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
40   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
41   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
42          "Instruction not in function!");
43
44   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
45   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
46       CalledFunc->isExternal() || // call, or call to a vararg function!
47       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
48
49   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
50   Function *Caller = OrigBB->getParent();
51
52   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
53   // the new function inlined after it.
54   //
55   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
56
57   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
58   // function.
59   std::vector<ReturnInst*> Returns;
60   { // Scope to destroy ValueMap after cloning.
61     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
62     std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
63     assert(std::distance(CalledFunc->abegin(), CalledFunc->aend()) == 
64            std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
65            "No varargs calls can be inlined!");
66     
67     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
68     for (Function::const_aiterator I = CalledFunc->abegin(),
69            E = CalledFunc->aend(); I != E; ++I, ++AI)
70       ValueMap[I] = *AI;
71     
72     // Clone the entire body of the callee into the caller.  
73     CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
74   }    
75
76   // Remember the first block that is newly cloned over.
77   Function::iterator FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
78
79   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
80   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
81   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
82   // instructions at the end of the current alloca list.
83   //
84   if (isa<AllocaInst>(FirstNewBlock->begin())) {
85     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
86     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
87            E = FirstNewBlock->end(); I != E; )
88       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++))
89         if (isa<Constant>(AI->getArraySize())) {
90           // Scan for the block of allocas that we can move over.
91           while (isa<AllocaInst>(I) &&
92                  isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize()))
93             ++I;
94
95           // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
96           // that they instructions aren't removed from the symbol table, then
97           // reinserted.
98           Caller->front().getInstList().splice(InsertPoint,
99                                                FirstNewBlock->getInstList(),
100                                                AI, I);
101         }
102   }
103
104   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
105   // any inlined 'unwind' instructions into branches to the invoke exception
106   // destination, and call instructions into invoke instructions.
107   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
108     BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
109     std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues;
110
111     // If there are PHI nodes in the exceptional destination block, we need to
112     // keep track of which values came into them from this invoke, then remove
113     // the entry for this block.
114     for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
115          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
116       // Save the value to use for this edge...
117       InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(OrigBB));
118
119     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
120          BB != E; ++BB) {
121       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
122         // We only need to check for function calls: inlined invoke instructions
123         // require no special handling...
124         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
125           // Convert this function call into an invoke instruction... if it's
126           // not an intrinsic function call (which are known to not throw).
127           if (CI->getCalledFunction() &&
128               CI->getCalledFunction()->getIntrinsicID()) {
129             ++I;
130           } else {
131             // First, split the basic block...
132             BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
133             
134             // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
135             // of the old basic block.
136             InvokeInst *II =
137               new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest, 
138                             std::vector<Value*>(CI->op_begin()+1, CI->op_end()),
139                              CI->getName(), BB->getTerminator());
140
141             // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
142             CI->replaceAllUsesWith(II);
143             
144             // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
145             BB->getInstList().pop_back();
146             Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
147             
148             // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
149             // there is now a new entry in them.
150             unsigned i = 0;
151             for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
152                  PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
153               PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
154             
155             // This basic block is now complete, start scanning the next one.
156             break;
157           }
158         } else {
159           ++I;
160         }
161       }
162
163       if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
164         // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
165         // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
166         // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
167         // transform it into a direct branch to the exception destination.
168         new BranchInst(InvokeDest, UI);
169
170         // Delete the unwind instruction!
171         UI->getParent()->getInstList().pop_back();
172
173         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
174         // there is now a new entry in them.
175         unsigned i = 0;
176         for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
177              PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
178           PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
179       }
180     }
181
182     // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
183     // the exception destination block still have entries due to the original
184     // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
185     // PHI node) now.
186     InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
187   }
188
189   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
190   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
191   // the calling basic block.
192   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
193     // Move all of the instructions right before the call.
194     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
195                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
196     // Remove the cloned basic block.
197     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
198     
199     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
200     // destination.
201     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
202       new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
203
204     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
205     // uses of the returned value.
206     if (!TheCall->use_empty())
207       TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
208
209     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
210     TheCall->getParent()->getInstList().erase(TheCall);
211
212     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
213     Returns[0]->getParent()->getInstList().erase(Returns[0]);
214
215     // We are now done with the inlining.
216     return true;
217   }
218
219   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
220   // multiple return sites.
221
222   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
223   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
224   // this is an invoke instruction or a call instruction.
225   BasicBlock *AfterCallBB;
226   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
227     
228     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
229     BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
230     
231     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
232     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
233     // symmetric to the call case.
234     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
235                                           CalledFunc->getName()+".entry");
236     
237   } else {  // It's a call
238     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
239     // the call lives in.
240     //
241     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
242                                           CalledFunc->getName()+".entry");
243   }
244
245   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
246   // basic block of the inlined function.
247   //
248   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
249   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br && 
250          "splitBasicBlock broken!");
251   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
252
253
254   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
255   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
256   // into the space made by splitting the source basic block.
257   //
258   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
259                                      FirstNewBlock, Caller->end());
260
261   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
262   // any users of the original call/invoke instruction.
263   if (Returns.size() > 1) {
264     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
265     // possible incoming values.
266     //
267     PHINode *PHI = 0;
268     if (!TheCall->use_empty()) {
269       PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(),
270                         TheCall->getName(), AfterCallBB->begin());
271         
272       // Anything that used the result of the function call should now use the
273       // PHI node as their operand.
274       //
275       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
276     }
277       
278     // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
279     // branches to the merge point now, and adding entries to the PHI node as
280     // appropriate.
281     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
282       ReturnInst *RI = Returns[i];
283         
284       if (PHI) {
285         assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
286         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() && 
287                "Ret value not consistent in function!");
288         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
289       }
290         
291       // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
292       new BranchInst(AfterCallBB, RI);
293         
294       // Delete the return instruction now
295       RI->getParent()->getInstList().erase(RI);
296     }
297       
298   } else if (!Returns.empty()) {
299     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
300     // using the return value of the call with the computed value.
301     if (!TheCall->use_empty())
302       TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
303       
304     // Splice the code from the return block into the block that it will return
305     // to, which contains the code that was after the call.
306     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
307     ReturnBB->getInstList().splice(Returns[0], AfterCallBB->getInstList());
308
309     // Update PHI nodes that use the AfterCallBB to use the ReturnBB.
310     AfterCallBB->replaceAllUsesWith(ReturnBB);
311       
312     // Delete the return instruction now and empty AfterCallBB now.
313     Returns[0]->getParent()->getInstList().erase(Returns[0]);
314     Caller->getBasicBlockList().erase(AfterCallBB);
315   }
316     
317   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
318   TheCall->getParent()->getInstList().erase(TheCall);
319
320   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
321   // single predecessor of the block...
322   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
323   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
324
325   // Splice the code entry block into calling block, right before the
326   // unconditional branch.
327   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
328   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
329
330   // Remove the unconditional branch.
331   OrigBB->getInstList().erase(Br);
332
333   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
334   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
335   return true;
336 }