Transforms: reapply SVN r219899
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
1 //===- InlineFunction.cpp - Code to perform function inlining -------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements inlining of a function into a call site, resolving
11 // parameters and the return value as appropriate.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
16 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
18 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
20 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
21 #include "llvm/Analysis/AssumptionTracker.h"
22 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
23 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
24 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
25 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
26 #include "llvm/IR/Attributes.h"
27 #include "llvm/IR/CallSite.h"
28 #include "llvm/IR/CFG.h"
29 #include "llvm/IR/Constants.h"
30 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
31 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
32 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
33 #include "llvm/IR/Dominators.h"
34 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
35 #include "llvm/IR/Instructions.h"
36 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
37 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
38 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
39 #include "llvm/IR/Module.h"
40 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
41 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
42 #include <algorithm>
43 using namespace llvm;
44
45 static cl::opt<bool>
46 EnableNoAliasConversion("enable-noalias-to-md-conversion", cl::init(true),
47   cl::Hidden,
48   cl::desc("Convert noalias attributes to metadata during inlining."));
49
50 static cl::opt<bool>
51 PreserveAlignmentAssumptions("preserve-alignment-assumptions-during-inlining",
52   cl::init(true), cl::Hidden,
53   cl::desc("Convert align attributes to assumptions during inlining."));
54
55 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI,
56                           bool InsertLifetime) {
57   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI, InsertLifetime);
58 }
59 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI,
60                           bool InsertLifetime) {
61   return InlineFunction(CallSite(II), IFI, InsertLifetime);
62 }
63
64 namespace {
65   /// A class for recording information about inlining through an invoke.
66   class InvokeInliningInfo {
67     BasicBlock *OuterResumeDest; ///< Destination of the invoke's unwind.
68     BasicBlock *InnerResumeDest; ///< Destination for the callee's resume.
69     LandingPadInst *CallerLPad;  ///< LandingPadInst associated with the invoke.
70     PHINode *InnerEHValuesPHI;   ///< PHI for EH values from landingpad insts.
71     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
72
73   public:
74     InvokeInliningInfo(InvokeInst *II)
75       : OuterResumeDest(II->getUnwindDest()), InnerResumeDest(nullptr),
76         CallerLPad(nullptr), InnerEHValuesPHI(nullptr) {
77       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
78       // track of which values came into them from the invoke before removing
79       // the edge from this block.
80       llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
81       BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
82       for (; isa<PHINode>(I); ++I) {
83         // Save the value to use for this edge.
84         PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
85         UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
86       }
87
88       CallerLPad = cast<LandingPadInst>(I);
89     }
90
91     /// getOuterResumeDest - The outer unwind destination is the target of
92     /// unwind edges introduced for calls within the inlined function.
93     BasicBlock *getOuterResumeDest() const {
94       return OuterResumeDest;
95     }
96
97     BasicBlock *getInnerResumeDest();
98
99     LandingPadInst *getLandingPadInst() const { return CallerLPad; }
100
101     /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing
102     /// pad block. When the landing pad block has only one predecessor, this is
103     /// a simple branch. When there is more than one predecessor, we need to
104     /// split the landing pad block after the landingpad instruction and jump
105     /// to there.
106     void forwardResume(ResumeInst *RI,
107                        SmallPtrSetImpl<LandingPadInst*> &InlinedLPads);
108
109     /// addIncomingPHIValuesFor - Add incoming-PHI values to the unwind
110     /// destination block for the given basic block, using the values for the
111     /// original invoke's source block.
112     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
113       addIncomingPHIValuesForInto(BB, OuterResumeDest);
114     }
115
116     void addIncomingPHIValuesForInto(BasicBlock *src, BasicBlock *dest) const {
117       BasicBlock::iterator I = dest->begin();
118       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
119         PHINode *phi = cast<PHINode>(I);
120         phi->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], src);
121       }
122     }
123   };
124 }
125
126 /// getInnerResumeDest - Get or create a target for the branch from ResumeInsts.
127 BasicBlock *InvokeInliningInfo::getInnerResumeDest() {
128   if (InnerResumeDest) return InnerResumeDest;
129
130   // Split the landing pad.
131   BasicBlock::iterator SplitPoint = CallerLPad; ++SplitPoint;
132   InnerResumeDest =
133     OuterResumeDest->splitBasicBlock(SplitPoint,
134                                      OuterResumeDest->getName() + ".body");
135
136   // The number of incoming edges we expect to the inner landing pad.
137   const unsigned PHICapacity = 2;
138
139   // Create corresponding new PHIs for all the PHIs in the outer landing pad.
140   BasicBlock::iterator InsertPoint = InnerResumeDest->begin();
141   BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
142   for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
143     PHINode *OuterPHI = cast<PHINode>(I);
144     PHINode *InnerPHI = PHINode::Create(OuterPHI->getType(), PHICapacity,
145                                         OuterPHI->getName() + ".lpad-body",
146                                         InsertPoint);
147     OuterPHI->replaceAllUsesWith(InnerPHI);
148     InnerPHI->addIncoming(OuterPHI, OuterResumeDest);
149   }
150
151   // Create a PHI for the exception values.
152   InnerEHValuesPHI = PHINode::Create(CallerLPad->getType(), PHICapacity,
153                                      "eh.lpad-body", InsertPoint);
154   CallerLPad->replaceAllUsesWith(InnerEHValuesPHI);
155   InnerEHValuesPHI->addIncoming(CallerLPad, OuterResumeDest);
156
157   // All done.
158   return InnerResumeDest;
159 }
160
161 /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad
162 /// block. When the landing pad block has only one predecessor, this is a simple
163 /// branch. When there is more than one predecessor, we need to split the
164 /// landing pad block after the landingpad instruction and jump to there.
165 void InvokeInliningInfo::forwardResume(ResumeInst *RI,
166                                SmallPtrSetImpl<LandingPadInst*> &InlinedLPads) {
167   BasicBlock *Dest = getInnerResumeDest();
168   BasicBlock *Src = RI->getParent();
169
170   BranchInst::Create(Dest, Src);
171
172   // Update the PHIs in the destination. They were inserted in an order which
173   // makes this work.
174   addIncomingPHIValuesForInto(Src, Dest);
175
176   InnerEHValuesPHI->addIncoming(RI->getOperand(0), Src);
177   RI->eraseFromParent();
178 }
179
180 /// HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke - When we inline a basic block into
181 /// an invoke, we have to turn all of the calls that can throw into
182 /// invokes.  This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
183 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
184 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
185 static void HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB,
186                                                    InvokeInliningInfo &Invoke) {
187   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
188     Instruction *I = BBI++;
189
190     // We only need to check for function calls: inlined invoke
191     // instructions require no special handling.
192     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
193
194     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
195     // Inline asm calls cannot throw.
196     if (!CI || CI->doesNotThrow() || isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
197       continue;
198
199     // Convert this function call into an invoke instruction.  First, split the
200     // basic block.
201     BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
202
203     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
204     BB->getInstList().pop_back();
205
206     // Create the new invoke instruction.
207     ImmutableCallSite CS(CI);
208     SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
209     InvokeInst *II = InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split,
210                                         Invoke.getOuterResumeDest(),
211                                         InvokeArgs, CI->getName(), BB);
212     II->setDebugLoc(CI->getDebugLoc());
213     II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
214     II->setAttributes(CI->getAttributes());
215     
216     // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
217     // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
218     CI->replaceAllUsesWith(II);
219
220     // Delete the original call
221     Split->getInstList().pop_front();
222
223     // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there is
224     // now a new entry in them.
225     Invoke.addIncomingPHIValuesFor(BB);
226     return;
227   }
228 }
229
230 /// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
231 /// in the body of the inlined function into invokes.
232 ///
233 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
234 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
235 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
236 static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
237                                 ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
238   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
239
240   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
241
242   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
243   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
244   // rewrite.
245   InvokeInliningInfo Invoke(II);
246
247   // Get all of the inlined landing pad instructions.
248   SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> InlinedLPads;
249   for (Function::iterator I = FirstNewBlock, E = Caller->end(); I != E; ++I)
250     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator()))
251       InlinedLPads.insert(II->getLandingPadInst());
252
253   // Append the clauses from the outer landing pad instruction into the inlined
254   // landing pad instructions.
255   LandingPadInst *OuterLPad = Invoke.getLandingPadInst();
256   for (LandingPadInst *InlinedLPad : InlinedLPads) {
257     unsigned OuterNum = OuterLPad->getNumClauses();
258     InlinedLPad->reserveClauses(OuterNum);
259     for (unsigned OuterIdx = 0; OuterIdx != OuterNum; ++OuterIdx)
260       InlinedLPad->addClause(OuterLPad->getClause(OuterIdx));
261     if (OuterLPad->isCleanup())
262       InlinedLPad->setCleanup(true);
263   }
264
265   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB){
266     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
267       HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BB, Invoke);
268
269     // Forward any resumes that are remaining here.
270     if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator()))
271       Invoke.forwardResume(RI, InlinedLPads);
272   }
273
274   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
275   // the exception destination block still have entries due to the original
276   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
277   // PHI node) now.
278   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
279 }
280
281 /// CloneAliasScopeMetadata - When inlining a function that contains noalias
282 /// scope metadata, this metadata needs to be cloned so that the inlined blocks
283 /// have different "unqiue scopes" at every call site. Were this not done, then
284 /// aliasing scopes from a function inlined into a caller multiple times could
285 /// not be differentiated (and this would lead to miscompiles because the
286 /// non-aliasing property communicated by the metadata could have
287 /// call-site-specific control dependencies).
288 static void CloneAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap) {
289   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
290   SetVector<const MDNode *> MD;
291
292   // Note: We could only clone the metadata if it is already used in the
293   // caller. I'm omitting that check here because it might confuse
294   // inter-procedural alias analysis passes. We can revisit this if it becomes
295   // an efficiency or overhead problem.
296
297   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), IE = CalledFunc->end();
298        I != IE; ++I)
299     for (BasicBlock::const_iterator J = I->begin(), JE = I->end(); J != JE; ++J) {
300       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
301         MD.insert(M);
302       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
303         MD.insert(M);
304     }
305
306   if (MD.empty())
307     return;
308
309   // Walk the existing metadata, adding the complete (perhaps cyclic) chain to
310   // the set.
311   SmallVector<const Value *, 16> Queue(MD.begin(), MD.end());
312   while (!Queue.empty()) {
313     const MDNode *M = cast<MDNode>(Queue.pop_back_val());
314     for (unsigned i = 0, ie = M->getNumOperands(); i != ie; ++i)
315       if (const MDNode *M1 = dyn_cast<MDNode>(M->getOperand(i)))
316         if (MD.insert(M1))
317           Queue.push_back(M1);
318   }
319
320   // Now we have a complete set of all metadata in the chains used to specify
321   // the noalias scopes and the lists of those scopes.
322   SmallVector<MDNode *, 16> DummyNodes;
323   DenseMap<const MDNode *, TrackingVH<MDNode> > MDMap;
324   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
325        I != IE; ++I) {
326     MDNode *Dummy = MDNode::getTemporary(CalledFunc->getContext(), None);
327     DummyNodes.push_back(Dummy);
328     MDMap[*I] = Dummy;
329   }
330
331   // Create new metadata nodes to replace the dummy nodes, replacing old
332   // metadata references with either a dummy node or an already-created new
333   // node.
334   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
335        I != IE; ++I) {
336     SmallVector<Value *, 4> NewOps;
337     for (unsigned i = 0, ie = (*I)->getNumOperands(); i != ie; ++i) {
338       const Value *V = (*I)->getOperand(i);
339       if (const MDNode *M = dyn_cast<MDNode>(V))
340         NewOps.push_back(MDMap[M]);
341       else
342         NewOps.push_back(const_cast<Value *>(V));
343     }
344
345     MDNode *NewM = MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NewOps),
346            *TempM = MDMap[*I];
347
348     TempM->replaceAllUsesWith(NewM);
349   }
350
351   // Now replace the metadata in the new inlined instructions with the
352   // repacements from the map.
353   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
354        VMI != VMIE; ++VMI) {
355     if (!VMI->second)
356       continue;
357
358     Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
359     if (!NI)
360       continue;
361
362     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope)) {
363       MDNode *NewMD = MDMap[M];
364       // If the call site also had alias scope metadata (a list of scopes to
365       // which instructions inside it might belong), propagate those scopes to
366       // the inlined instructions.
367       if (MDNode *CSM =
368           CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
369         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
370       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, NewMD);
371     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
372       if (MDNode *M =
373           CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
374         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, M);
375     }
376
377     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)) {
378       MDNode *NewMD = MDMap[M];
379       // If the call site also had noalias metadata (a list of scopes with
380       // which instructions inside it don't alias), propagate those scopes to
381       // the inlined instructions.
382       if (MDNode *CSM =
383           CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
384         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
385       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, NewMD);
386     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
387       if (MDNode *M =
388           CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
389         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, M);
390     }
391   }
392
393   // Now that everything has been replaced, delete the dummy nodes.
394   for (unsigned i = 0, ie = DummyNodes.size(); i != ie; ++i)
395     MDNode::deleteTemporary(DummyNodes[i]);
396 }
397
398 /// AddAliasScopeMetadata - If the inlined function has noalias arguments, then
399 /// add new alias scopes for each noalias argument, tag the mapped noalias
400 /// parameters with noalias metadata specifying the new scope, and tag all
401 /// non-derived loads, stores and memory intrinsics with the new alias scopes.
402 static void AddAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap,
403                                   const DataLayout *DL, AliasAnalysis *AA) {
404   if (!EnableNoAliasConversion)
405     return;
406
407   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
408   SmallVector<const Argument *, 4> NoAliasArgs;
409
410   for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
411        E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I) {
412     if (I->hasNoAliasAttr() && !I->hasNUses(0))
413       NoAliasArgs.push_back(I);
414   }
415
416   if (NoAliasArgs.empty())
417     return;
418
419   // To do a good job, if a noalias variable is captured, we need to know if
420   // the capture point dominates the particular use we're considering.
421   DominatorTree DT;
422   DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CalledFunc));
423
424   // noalias indicates that pointer values based on the argument do not alias
425   // pointer values which are not based on it. So we add a new "scope" for each
426   // noalias function argument. Accesses using pointers based on that argument
427   // become part of that alias scope, accesses using pointers not based on that
428   // argument are tagged as noalias with that scope.
429
430   DenseMap<const Argument *, MDNode *> NewScopes;
431   MDBuilder MDB(CalledFunc->getContext());
432
433   // Create a new scope domain for this function.
434   MDNode *NewDomain =
435     MDB.createAnonymousAliasScopeDomain(CalledFunc->getName());
436   for (unsigned i = 0, e = NoAliasArgs.size(); i != e; ++i) {
437     const Argument *A = NoAliasArgs[i];
438
439     std::string Name = CalledFunc->getName();
440     if (A->hasName()) {
441       Name += ": %";
442       Name += A->getName();
443     } else {
444       Name += ": argument ";
445       Name += utostr(i);
446     }
447
448     // Note: We always create a new anonymous root here. This is true regardless
449     // of the linkage of the callee because the aliasing "scope" is not just a
450     // property of the callee, but also all control dependencies in the caller.
451     MDNode *NewScope = MDB.createAnonymousAliasScope(NewDomain, Name);
452     NewScopes.insert(std::make_pair(A, NewScope));
453   }
454
455   // Iterate over all new instructions in the map; for all memory-access
456   // instructions, add the alias scope metadata.
457   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
458        VMI != VMIE; ++VMI) {
459     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VMI->first)) {
460       if (!VMI->second)
461         continue;
462
463       Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
464       if (!NI)
465         continue;
466
467       bool IsArgMemOnlyCall = false, IsFuncCall = false;
468       SmallVector<const Value *, 2> PtrArgs;
469
470       if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
471         PtrArgs.push_back(LI->getPointerOperand());
472       else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
473         PtrArgs.push_back(SI->getPointerOperand());
474       else if (const VAArgInst *VAAI = dyn_cast<VAArgInst>(I))
475         PtrArgs.push_back(VAAI->getPointerOperand());
476       else if (const AtomicCmpXchgInst *CXI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(I))
477         PtrArgs.push_back(CXI->getPointerOperand());
478       else if (const AtomicRMWInst *RMWI = dyn_cast<AtomicRMWInst>(I))
479         PtrArgs.push_back(RMWI->getPointerOperand());
480       else if (ImmutableCallSite ICS = ImmutableCallSite(I)) {
481         // If we know that the call does not access memory, then we'll still
482         // know that about the inlined clone of this call site, and we don't
483         // need to add metadata.
484         if (ICS.doesNotAccessMemory())
485           continue;
486
487         IsFuncCall = true;
488         if (AA) {
489           AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = AA->getModRefBehavior(ICS);
490           if (MRB == AliasAnalysis::OnlyAccessesArgumentPointees ||
491               MRB == AliasAnalysis::OnlyReadsArgumentPointees)
492             IsArgMemOnlyCall = true;
493         }
494
495         for (ImmutableCallSite::arg_iterator AI = ICS.arg_begin(),
496              AE = ICS.arg_end(); AI != AE; ++AI) {
497           // We need to check the underlying objects of all arguments, not just
498           // the pointer arguments, because we might be passing pointers as
499           // integers, etc.
500           // However, if we know that the call only accesses pointer arguments,
501           // then we only need to check the pointer arguments.
502           if (IsArgMemOnlyCall && !(*AI)->getType()->isPointerTy())
503             continue;
504
505           PtrArgs.push_back(*AI);
506         }
507       }
508
509       // If we found no pointers, then this instruction is not suitable for
510       // pairing with an instruction to receive aliasing metadata.
511       // However, if this is a call, this we might just alias with none of the
512       // noalias arguments.
513       if (PtrArgs.empty() && !IsFuncCall)
514         continue;
515
516       // It is possible that there is only one underlying object, but you
517       // need to go through several PHIs to see it, and thus could be
518       // repeated in the Objects list.
519       SmallPtrSet<const Value *, 4> ObjSet;
520       SmallVector<Value *, 4> Scopes, NoAliases;
521
522       SmallSetVector<const Argument *, 4> NAPtrArgs;
523       for (unsigned i = 0, ie = PtrArgs.size(); i != ie; ++i) {
524         SmallVector<Value *, 4> Objects;
525         GetUnderlyingObjects(const_cast<Value*>(PtrArgs[i]),
526                              Objects, DL, /* MaxLookup = */ 0);
527
528         for (Value *O : Objects)
529           ObjSet.insert(O);
530       }
531
532       // Figure out if we're derived from anything that is not a noalias
533       // argument.
534       bool CanDeriveViaCapture = false, UsesAliasingPtr = false;
535       for (const Value *V : ObjSet) {
536         // Is this value a constant that cannot be derived from any pointer
537         // value (we need to exclude constant expressions, for example, that
538         // are formed from arithmetic on global symbols).
539         bool IsNonPtrConst = isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V) ||
540                              isa<ConstantPointerNull>(V) ||
541                              isa<ConstantDataVector>(V) || isa<UndefValue>(V);
542         if (IsNonPtrConst)
543           continue;
544
545         // If this is anything other than a noalias argument, then we cannot
546         // completely describe the aliasing properties using alias.scope
547         // metadata (and, thus, won't add any).
548         if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
549           if (!A->hasNoAliasAttr())
550             UsesAliasingPtr = true;
551         } else {
552           UsesAliasingPtr = true;
553         }
554
555         // If this is not some identified function-local object (which cannot
556         // directly alias a noalias argument), or some other argument (which,
557         // by definition, also cannot alias a noalias argument), then we could
558         // alias a noalias argument that has been captured).
559         if (!isa<Argument>(V) &&
560             !isIdentifiedFunctionLocal(const_cast<Value*>(V)))
561           CanDeriveViaCapture = true;
562       }
563
564       // A function call can always get captured noalias pointers (via other
565       // parameters, globals, etc.).
566       if (IsFuncCall && !IsArgMemOnlyCall)
567         CanDeriveViaCapture = true;
568
569       // First, we want to figure out all of the sets with which we definitely
570       // don't alias. Iterate over all noalias set, and add those for which:
571       //   1. The noalias argument is not in the set of objects from which we
572       //      definitely derive.
573       //   2. The noalias argument has not yet been captured.
574       // An arbitrary function that might load pointers could see captured
575       // noalias arguments via other noalias arguments or globals, and so we
576       // must always check for prior capture.
577       for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
578         if (!ObjSet.count(A) && (!CanDeriveViaCapture ||
579                                  // It might be tempting to skip the
580                                  // PointerMayBeCapturedBefore check if
581                                  // A->hasNoCaptureAttr() is true, but this is
582                                  // incorrect because nocapture only guarantees
583                                  // that no copies outlive the function, not
584                                  // that the value cannot be locally captured.
585                                  !PointerMayBeCapturedBefore(A,
586                                    /* ReturnCaptures */ false,
587                                    /* StoreCaptures */ false, I, &DT)))
588           NoAliases.push_back(NewScopes[A]);
589       }
590
591       if (!NoAliases.empty())
592         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, MDNode::concatenate(
593           NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias),
594             MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NoAliases)));
595
596       // Next, we want to figure out all of the sets to which we might belong.
597       // We might belong to a set if the noalias argument is in the set of
598       // underlying objects. If there is some non-noalias argument in our list
599       // of underlying objects, then we cannot add a scope because the fact
600       // that some access does not alias with any set of our noalias arguments
601       // cannot itself guarantee that it does not alias with this access
602       // (because there is some pointer of unknown origin involved and the
603       // other access might also depend on this pointer). We also cannot add
604       // scopes to arbitrary functions unless we know they don't access any
605       // non-parameter pointer-values.
606       bool CanAddScopes = !UsesAliasingPtr;
607       if (CanAddScopes && IsFuncCall)
608         CanAddScopes = IsArgMemOnlyCall;
609
610       if (CanAddScopes)
611         for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
612           if (ObjSet.count(A))
613             Scopes.push_back(NewScopes[A]);
614         }
615
616       if (!Scopes.empty())
617         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, MDNode::concatenate(
618           NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
619             MDNode::get(CalledFunc->getContext(), Scopes)));
620     }
621   }
622 }
623
624 /// If the inlined function has non-byval align arguments, then
625 /// add @llvm.assume-based alignment assumptions to preserve this information.
626 static void AddAlignmentAssumptions(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI) {
627   if (!PreserveAlignmentAssumptions || !IFI.DL)
628     return;
629
630   // To avoid inserting redundant assumptions, we should check for assumptions
631   // already in the caller. To do this, we might need a DT of the caller.
632   DominatorTree DT;
633   bool DTCalculated = false;
634
635   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
636   for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
637        E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I) {
638     unsigned Align = I->getType()->isPointerTy() ? I->getParamAlignment() : 0;
639     if (Align && !I->hasByValOrInAllocaAttr() && !I->hasNUses(0)) {
640       if (!DTCalculated) {
641         DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CS.getInstruction()->getParent()
642                                                ->getParent()));
643         DTCalculated = true;
644       }
645
646       // If we can already prove the asserted alignment in the context of the
647       // caller, then don't bother inserting the assumption.
648       Value *Arg = CS.getArgument(I->getArgNo());
649       if (getKnownAlignment(Arg, IFI.DL, IFI.AT, CS.getInstruction(),
650                             &DT) >= Align)
651         continue;
652
653       IRBuilder<>(CS.getInstruction()).CreateAlignmentAssumption(*IFI.DL, Arg,
654                                                                  Align);
655     }
656   }
657 }
658
659 /// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
660 /// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
661 /// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
662 /// some edges of the callgraph may remain.
663 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
664                                          Function::iterator FirstNewBlock,
665                                          ValueToValueMapTy &VMap,
666                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
667   CallGraph &CG = *IFI.CG;
668   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
669   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
670   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
671   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
672
673   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
674   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
675   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
676
677   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
678   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
679   if (CalleeNode == CallerNode) {
680     CallCache.assign(I, E);
681     I = CallCache.begin();
682     E = CallCache.end();
683   }
684
685   for (; I != E; ++I) {
686     const Value *OrigCall = I->first;
687
688     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
689     // Only copy the edge if the call was inlined!
690     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == nullptr)
691       continue;
692     
693     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
694     // add.  Check for this case.
695     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
696     if (!NewCall) continue;
697
698     // Remember that this call site got inlined for the client of
699     // InlineFunction.
700     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
701
702     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
703     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
704     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
705     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
706     // was just unnecessarily imprecise.
707     if (!I->second->getFunction())
708       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
709         // Indirect call site resolved to direct call.
710         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
711
712         continue;
713       }
714
715     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
716   }
717   
718   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
719   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
720   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
721 }
722
723 static void HandleByValArgumentInit(Value *Dst, Value *Src, Module *M,
724                                     BasicBlock *InsertBlock,
725                                     InlineFunctionInfo &IFI) {
726   Type *AggTy = cast<PointerType>(Src->getType())->getElementType();
727   IRBuilder<> Builder(InsertBlock->begin());
728
729   Value *Size;
730   if (IFI.DL == nullptr)
731     Size = ConstantExpr::getSizeOf(AggTy);
732   else
733     Size = Builder.getInt64(IFI.DL->getTypeStoreSize(AggTy));
734
735   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
736   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
737   // better alignment.
738   Builder.CreateMemCpy(Dst, Src, Size, /*Align=*/1);
739 }
740
741 /// HandleByValArgument - When inlining a call site that has a byval argument,
742 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
743 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
744                                   const Function *CalledFunc,
745                                   InlineFunctionInfo &IFI,
746                                   unsigned ByValAlignment,
747                                   bool &AddedNewAllocas) {
748   PointerType *ArgTy = cast<PointerType>(Arg->getType());
749   Type *AggTy = ArgTy->getElementType();
750
751   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
752   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
753   // temporary.
754   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
755     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
756     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
757     // give up on this transformation.
758     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
759       return Arg;
760
761     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
762     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
763     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment,
764                                    IFI.DL, IFI.AT, TheCall) >= ByValAlignment)
765       return Arg;
766     
767     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
768     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
769   }
770
771   // Create the alloca.  If we have DataLayout, use nice alignment.
772   unsigned Align = 1;
773   if (IFI.DL)
774     Align = IFI.DL->getPrefTypeAlignment(AggTy);
775   
776   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
777   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
778   // pointer inside the callee).
779   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
780   
781   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent(); 
782   
783   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, nullptr, Align, Arg->getName(), 
784                                     &*Caller->begin()->begin());
785   IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(NewAlloca));
786   
787   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
788   // instead.
789   AddedNewAllocas = true;
790   return NewAlloca;
791 }
792
793 // isUsedByLifetimeMarker - Check whether this Value is used by a lifetime
794 // intrinsic.
795 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
796   for (User *U : V->users()) {
797     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U)) {
798       switch (II->getIntrinsicID()) {
799       default: break;
800       case Intrinsic::lifetime_start:
801       case Intrinsic::lifetime_end:
802         return true;
803       }
804     }
805   }
806   return false;
807 }
808
809 // hasLifetimeMarkers - Check whether the given alloca already has
810 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
811 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
812   Type *Ty = AI->getType();
813   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(Ty->getContext(),
814                                        Ty->getPointerAddressSpace());
815   if (Ty == Int8PtrTy)
816     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
817
818   // Do a scan to find all the casts to i8*.
819   for (User *U : AI->users()) {
820     if (U->getType() != Int8PtrTy) continue;
821     if (U->stripPointerCasts() != AI) continue;
822     if (isUsedByLifetimeMarker(U))
823       return true;
824   }
825   return false;
826 }
827
828 /// updateInlinedAtInfo - Helper function used by fixupLineNumbers to
829 /// recursively update InlinedAtEntry of a DebugLoc.
830 static DebugLoc updateInlinedAtInfo(const DebugLoc &DL, 
831                                     const DebugLoc &InlinedAtDL,
832                                     LLVMContext &Ctx) {
833   if (MDNode *IA = DL.getInlinedAt(Ctx)) {
834     DebugLoc NewInlinedAtDL 
835       = updateInlinedAtInfo(DebugLoc::getFromDILocation(IA), InlinedAtDL, Ctx);
836     return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
837                          NewInlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
838   }
839
840   return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
841                        InlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
842 }
843
844 /// fixupLineNumbers - Update inlined instructions' line numbers to 
845 /// to encode location where these instructions are inlined.
846 static void fixupLineNumbers(Function *Fn, Function::iterator FI,
847                              Instruction *TheCall) {
848   DebugLoc TheCallDL = TheCall->getDebugLoc();
849   if (TheCallDL.isUnknown())
850     return;
851
852   for (; FI != Fn->end(); ++FI) {
853     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
854          BI != BE; ++BI) {
855       DebugLoc DL = BI->getDebugLoc();
856       if (DL.isUnknown()) {
857         // If the inlined instruction has no line number, make it look as if it
858         // originates from the call location. This is important for
859         // ((__always_inline__, __nodebug__)) functions which must use caller
860         // location for all instructions in their function body.
861
862         // Don't update static allocas, as they may get moved later.
863         if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BI))
864           if (isa<Constant>(AI->getArraySize()))
865             continue;
866
867         BI->setDebugLoc(TheCallDL);
868       } else {
869         BI->setDebugLoc(updateInlinedAtInfo(DL, TheCallDL, BI->getContext()));
870         if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(BI)) {
871           LLVMContext &Ctx = BI->getContext();
872           MDNode *InlinedAt = BI->getDebugLoc().getInlinedAt(Ctx);
873           DVI->setOperand(2, createInlinedVariable(DVI->getVariable(), 
874                                                    InlinedAt, Ctx));
875         }
876       }
877     }
878   }
879 }
880
881 /// InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
882 /// block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline
883 /// this call.  The program is still in a well defined state if this occurs
884 /// though.
885 ///
886 /// Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
887 /// instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
888 /// exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
889 /// function by one level.
890 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI,
891                           bool InsertLifetime) {
892   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
893   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
894          "Instruction not in function!");
895
896   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
897   IFI.reset();
898   
899   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
900   if (!CalledFunc ||              // Can't inline external function or indirect
901       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
902       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
903
904   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
905   // calls that we inline.
906   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
907
908   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
909   Function *Caller = OrigBB->getParent();
910
911   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
912   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
913   //     caller.
914   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
915   if (CalledFunc->hasGC()) {
916     if (!Caller->hasGC())
917       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
918     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
919       return false;
920   }
921
922   // Get the personality function from the callee if it contains a landing pad.
923   Value *CalleePersonality = nullptr;
924   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), E = CalledFunc->end();
925        I != E; ++I)
926     if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
927       const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
928       const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
929       CalleePersonality = LP->getPersonalityFn();
930       break;
931     }
932
933   // Find the personality function used by the landing pads of the caller. If it
934   // exists, then check to see that it matches the personality function used in
935   // the callee.
936   if (CalleePersonality) {
937     for (Function::const_iterator I = Caller->begin(), E = Caller->end();
938          I != E; ++I)
939       if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
940         const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
941         const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
942
943         // If the personality functions match, then we can perform the
944         // inlining. Otherwise, we can't inline.
945         // TODO: This isn't 100% true. Some personality functions are proper
946         //       supersets of others and can be used in place of the other.
947         if (LP->getPersonalityFn() != CalleePersonality)
948           return false;
949
950         break;
951       }
952   }
953
954   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
955   // the new function inlined after it.
956   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
957
958   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
959   // function.
960   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
961   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
962   Function::iterator FirstNewBlock;
963   bool AddedNewAllocas = false;
964
965   { // Scope to destroy VMap after cloning.
966     ValueToValueMapTy VMap;
967     // Keep a list of pair (dst, src) to emit byval initializations.
968     SmallVector<std::pair<Value*, Value*>, 4> ByValInit;
969
970     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
971            "No varargs calls can be inlined!");
972
973     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
974     // matches up the formal to the actual argument values.
975     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
976     unsigned ArgNo = 0;
977     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
978          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
979       Value *ActualArg = *AI;
980
981       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
982       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
983       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
984       // modify the struct.
985       if (CS.isByValArgument(ArgNo)) {
986         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
987                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1),
988                                         AddedNewAllocas);
989         if (ActualArg != *AI)
990           ByValInit.push_back(std::make_pair(ActualArg, (Value*) *AI));
991       }
992
993       VMap[I] = ActualArg;
994     }
995
996     // Add alignment assumptions if necessary. We do this before the inlined
997     // instructions are actually cloned into the caller so that we can easily
998     // check what will be known at the start of the inlined code.
999     AddAlignmentAssumptions(CS, IFI);
1000
1001     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
1002     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
1003     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
1004     // happy with whatever the cloner can do.
1005     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap, 
1006                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
1007                               &InlinedFunctionInfo, IFI.DL, TheCall);
1008
1009     // Remember the first block that is newly cloned over.
1010     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
1011
1012     // Inject byval arguments initialization.
1013     for (std::pair<Value*, Value*> &Init : ByValInit)
1014       HandleByValArgumentInit(Init.first, Init.second, Caller->getParent(),
1015                               FirstNewBlock, IFI);
1016
1017     // Update the callgraph if requested.
1018     if (IFI.CG)
1019       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
1020
1021     // Update inlined instructions' line number information.
1022     fixupLineNumbers(Caller, FirstNewBlock, TheCall);
1023
1024     // Clone existing noalias metadata if necessary.
1025     CloneAliasScopeMetadata(CS, VMap);
1026
1027     // Add noalias metadata if necessary.
1028     AddAliasScopeMetadata(CS, VMap, IFI.DL, IFI.AA);
1029
1030     // FIXME: We could register any cloned assumptions instead of clearing the
1031     // whole function's cache.
1032     if (IFI.AT)
1033       IFI.AT->forgetCachedAssumptions(Caller);
1034   }
1035
1036   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
1037   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
1038   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
1039   // instructions at the end of the current alloca list.
1040   {
1041     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
1042     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
1043          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
1044       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
1045       if (!AI) continue;
1046       
1047       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
1048       // specialization.
1049       if (AI->use_empty()) {
1050         AI->eraseFromParent();
1051         continue;
1052       }
1053
1054       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
1055         continue;
1056       
1057       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
1058       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
1059       
1060       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
1061       // all at once.
1062       while (isa<AllocaInst>(I) &&
1063              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
1064         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
1065         ++I;
1066       }
1067
1068       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
1069       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
1070       // reinserted.
1071       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(InsertPoint,
1072                                                    FirstNewBlock->getInstList(),
1073                                                    AI, I);
1074     }
1075   }
1076
1077   bool InlinedMustTailCalls = false;
1078   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls) {
1079     CallInst::TailCallKind CallSiteTailKind = CallInst::TCK_None;
1080     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(TheCall))
1081       CallSiteTailKind = CI->getTailCallKind();
1082
1083     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E;
1084          ++BB) {
1085       for (Instruction &I : *BB) {
1086         CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I);
1087         if (!CI)
1088           continue;
1089
1090         // We need to reduce the strength of any inlined tail calls.  For
1091         // musttail, we have to avoid introducing potential unbounded stack
1092         // growth.  For example, if functions 'f' and 'g' are mutually recursive
1093         // with musttail, we can inline 'g' into 'f' so long as we preserve
1094         // musttail on the cloned call to 'f'.  If either the inlined call site
1095         // or the cloned call site is *not* musttail, the program already has
1096         // one frame of stack growth, so it's safe to remove musttail.  Here is
1097         // a table of example transformations:
1098         //
1099         //    f -> musttail g -> musttail f  ==>  f -> musttail f
1100         //    f -> musttail g ->     tail f  ==>  f ->     tail f
1101         //    f ->          g -> musttail f  ==>  f ->          f
1102         //    f ->          g ->     tail f  ==>  f ->          f
1103         //
1104         // If an alloca was introduced in the frame due to a byval parameter
1105         // being passed to a subsequent call, tail calls must have the tail
1106         // stripped as they may not access variables in the caller's stack.
1107         // A single alloca ripples through out as the alloca may be aliased by
1108         // bitcasts or may escape and be mutated outside of the function.
1109         CallInst::TailCallKind ChildTCK = CI->getTailCallKind();
1110         ChildTCK = std::min(CallSiteTailKind, ChildTCK);
1111         if (AddedNewAllocas)
1112           CI->setTailCallKind(CallInst::TCK_None);
1113         else
1114           CI->setTailCallKind(ChildTCK);
1115         InlinedMustTailCalls |= CI->isMustTailCall();
1116
1117         // Calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
1118         // 'nounwind'.
1119         if (MarkNoUnwind)
1120           CI->setDoesNotThrow();
1121       }
1122     }
1123   }
1124
1125   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
1126   // function we just inlined.
1127   if (InsertLifetime && !IFI.StaticAllocas.empty()) {
1128     IRBuilder<> builder(FirstNewBlock->begin());
1129     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
1130       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
1131
1132       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
1133       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
1134       if (hasLifetimeMarkers(AI))
1135         continue;
1136
1137       // Try to determine the size of the allocation.
1138       ConstantInt *AllocaSize = nullptr;
1139       if (ConstantInt *AIArraySize =
1140           dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
1141         if (IFI.DL) {
1142           Type *AllocaType = AI->getAllocatedType();
1143           uint64_t AllocaTypeSize = IFI.DL->getTypeAllocSize(AllocaType);
1144           uint64_t AllocaArraySize = AIArraySize->getLimitedValue();
1145           assert(AllocaArraySize > 0 && "array size of AllocaInst is zero");
1146           // Check that array size doesn't saturate uint64_t and doesn't
1147           // overflow when it's multiplied by type size.
1148           if (AllocaArraySize != ~0ULL &&
1149               UINT64_MAX / AllocaArraySize >= AllocaTypeSize) {
1150             AllocaSize = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AI->getContext()),
1151                                           AllocaArraySize * AllocaTypeSize);
1152           }
1153         }
1154       }
1155
1156       builder.CreateLifetimeStart(AI, AllocaSize);
1157       for (ReturnInst *RI : Returns) {
1158         // Don't insert llvm.lifetime.end calls between a musttail call and a
1159         // return.  The return kills all local allocas.
1160         if (InlinedMustTailCalls &&
1161             RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1162           continue;
1163         IRBuilder<>(RI).CreateLifetimeEnd(AI, AllocaSize);
1164       }
1165     }
1166   }
1167
1168   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
1169   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
1170   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
1171     Module *M = Caller->getParent();
1172     // Get the two intrinsics we care about.
1173     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
1174     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
1175
1176     // Insert the llvm.stacksave.
1177     CallInst *SavedPtr = IRBuilder<>(FirstNewBlock, FirstNewBlock->begin())
1178       .CreateCall(StackSave, "savedstack");
1179
1180     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
1181     // inlined function.
1182     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1183       // Don't insert llvm.stackrestore calls between a musttail call and a
1184       // return.  The return will restore the stack pointer.
1185       if (InlinedMustTailCalls && RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1186         continue;
1187       IRBuilder<>(RI).CreateCall(StackRestore, SavedPtr);
1188     }
1189   }
1190
1191   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
1192   // any call instructions into invoke instructions.
1193   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
1194     HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
1195
1196   // Handle any inlined musttail call sites.  In order for a new call site to be
1197   // musttail, the source of the clone and the inlined call site must have been
1198   // musttail.  Therefore it's safe to return without merging control into the
1199   // phi below.
1200   if (InlinedMustTailCalls) {
1201     // Check if we need to bitcast the result of any musttail calls.
1202     Type *NewRetTy = Caller->getReturnType();
1203     bool NeedBitCast = !TheCall->use_empty() && TheCall->getType() != NewRetTy;
1204
1205     // Handle the returns preceded by musttail calls separately.
1206     SmallVector<ReturnInst *, 8> NormalReturns;
1207     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1208       CallInst *ReturnedMustTail =
1209           RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall();
1210       if (!ReturnedMustTail) {
1211         NormalReturns.push_back(RI);
1212         continue;
1213       }
1214       if (!NeedBitCast)
1215         continue;
1216
1217       // Delete the old return and any preceding bitcast.
1218       BasicBlock *CurBB = RI->getParent();
1219       auto *OldCast = dyn_cast_or_null<BitCastInst>(RI->getReturnValue());
1220       RI->eraseFromParent();
1221       if (OldCast)
1222         OldCast->eraseFromParent();
1223
1224       // Insert a new bitcast and return with the right type.
1225       IRBuilder<> Builder(CurBB);
1226       Builder.CreateRet(Builder.CreateBitCast(ReturnedMustTail, NewRetTy));
1227     }
1228
1229     // Leave behind the normal returns so we can merge control flow.
1230     std::swap(Returns, NormalReturns);
1231   }
1232
1233   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
1234   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
1235   // the calling basic block.
1236   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
1237     // Move all of the instructions right before the call.
1238     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
1239                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
1240     // Remove the cloned basic block.
1241     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
1242
1243     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
1244     // destination.
1245     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1246       BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1247       NewBr->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1248     }
1249
1250     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
1251     // uses of the returned value.
1252     if (!TheCall->use_empty()) {
1253       ReturnInst *R = Returns[0];
1254       if (TheCall == R->getReturnValue())
1255         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1256       else
1257         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
1258     }
1259     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1260     TheCall->eraseFromParent();
1261
1262     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
1263     Returns[0]->eraseFromParent();
1264
1265     // We are now done with the inlining.
1266     return true;
1267   }
1268
1269   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
1270   // multiple return sites.
1271
1272   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
1273   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
1274   // this is an invoke instruction or a call instruction.
1275   BasicBlock *AfterCallBB;
1276   BranchInst *CreatedBranchToNormalDest = nullptr;
1277   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1278
1279     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
1280     CreatedBranchToNormalDest = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1281
1282     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
1283     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
1284     // symmetric to the call case.
1285     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(CreatedBranchToNormalDest,
1286                                           CalledFunc->getName()+".exit");
1287
1288   } else {  // It's a call
1289     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
1290     // the call lives in.
1291     //
1292     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
1293                                           CalledFunc->getName()+".exit");
1294   }
1295
1296   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
1297   // basic block of the inlined function.
1298   //
1299   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
1300   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
1301          "splitBasicBlock broken!");
1302   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
1303
1304
1305   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
1306   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
1307   // into the space made by splitting the source basic block.
1308   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
1309                                      FirstNewBlock, Caller->end());
1310
1311   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
1312   // any users of the original call/invoke instruction.
1313   Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
1314
1315   PHINode *PHI = nullptr;
1316   if (Returns.size() > 1) {
1317     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
1318     // possible incoming values.
1319     if (!TheCall->use_empty()) {
1320       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
1321                             AfterCallBB->begin());
1322       // Anything that used the result of the function call should now use the
1323       // PHI node as their operand.
1324       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
1325     }
1326
1327     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
1328     // as appropriate.
1329     if (PHI) {
1330       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1331         ReturnInst *RI = Returns[i];
1332         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
1333                "Ret value not consistent in function!");
1334         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
1335       }
1336     }
1337
1338
1339     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
1340     DebugLoc Loc;
1341     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1342       ReturnInst *RI = Returns[i];
1343       BranchInst* BI = BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
1344       Loc = RI->getDebugLoc();
1345       BI->setDebugLoc(Loc);
1346       RI->eraseFromParent();
1347     }
1348     // We need to set the debug location to *somewhere* inside the
1349     // inlined function. The line number may be nonsensical, but the
1350     // instruction will at least be associated with the right
1351     // function.
1352     if (CreatedBranchToNormalDest)
1353       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Loc);
1354   } else if (!Returns.empty()) {
1355     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
1356     // using the return value of the call with the computed value.
1357     if (!TheCall->use_empty()) {
1358       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
1359         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1360       else
1361         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
1362     }
1363
1364     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
1365     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
1366     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
1367
1368     // Splice the code from the return block into the block that it will return
1369     // to, which contains the code that was after the call.
1370     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
1371                                       ReturnBB->getInstList());
1372
1373     if (CreatedBranchToNormalDest)
1374       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1375
1376     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
1377     Returns[0]->eraseFromParent();
1378     ReturnBB->eraseFromParent();
1379   } else if (!TheCall->use_empty()) {
1380     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
1381     // nuke the result.
1382     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1383   }
1384
1385   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1386   TheCall->eraseFromParent();
1387
1388   // If we inlined any musttail calls and the original return is now
1389   // unreachable, delete it.  It can only contain a bitcast and ret.
1390   if (InlinedMustTailCalls && pred_begin(AfterCallBB) == pred_end(AfterCallBB))
1391     AfterCallBB->eraseFromParent();
1392
1393   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
1394   // single predecessor of the block...
1395   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
1396   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
1397
1398   // Splice the code entry block into calling block, right before the
1399   // unconditional branch.
1400   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
1401   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
1402
1403   // Remove the unconditional branch.
1404   OrigBB->getInstList().erase(Br);
1405
1406   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
1407   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
1408
1409   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
1410   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
1411   // block other optimizations.
1412   if (PHI) {
1413     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, IFI.DL, nullptr, nullptr, IFI.AT)) {
1414       PHI->replaceAllUsesWith(V);
1415       PHI->eraseFromParent();
1416     }
1417   }
1418
1419   return true;
1420 }