dfb028111e9d17443ad321e73749e4febd9acd79
[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/AssumptionCache.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/DIBuilder.h"
34 #include "llvm/IR/Dominators.h"
35 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
36 #include "llvm/IR/Instructions.h"
37 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
38 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
39 #include "llvm/IR/MDBuilder.h"
40 #include "llvm/IR/Module.h"
41 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
42 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
43 #include <algorithm>
44
45 using namespace llvm;
46
47 static cl::opt<bool>
48 EnableNoAliasConversion("enable-noalias-to-md-conversion", cl::init(true),
49   cl::Hidden,
50   cl::desc("Convert noalias attributes to metadata during inlining."));
51
52 static cl::opt<bool>
53 PreserveAlignmentAssumptions("preserve-alignment-assumptions-during-inlining",
54   cl::init(true), cl::Hidden,
55   cl::desc("Convert align attributes to assumptions during inlining."));
56
57 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI,
58                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
59   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI, CalleeAAR, InsertLifetime);
60 }
61 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI,
62                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
63   return InlineFunction(CallSite(II), IFI, CalleeAAR, InsertLifetime);
64 }
65
66 namespace {
67   /// A class for recording information about inlining a landing pad.
68   class LandingPadInliningInfo {
69     BasicBlock *OuterResumeDest; ///< Destination of the invoke's unwind.
70     BasicBlock *InnerResumeDest; ///< Destination for the callee's resume.
71     LandingPadInst *CallerLPad;  ///< LandingPadInst associated with the invoke.
72     PHINode *InnerEHValuesPHI;   ///< PHI for EH values from landingpad insts.
73     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
74
75   public:
76     LandingPadInliningInfo(InvokeInst *II)
77       : OuterResumeDest(II->getUnwindDest()), InnerResumeDest(nullptr),
78         CallerLPad(nullptr), InnerEHValuesPHI(nullptr) {
79       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
80       // track of which values came into them from the invoke before removing
81       // the edge from this block.
82       llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
83       BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
84       for (; isa<PHINode>(I); ++I) {
85         // Save the value to use for this edge.
86         PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
87         UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
88       }
89
90       CallerLPad = cast<LandingPadInst>(I);
91     }
92
93     /// The outer unwind destination is the target of
94     /// unwind edges introduced for calls within the inlined function.
95     BasicBlock *getOuterResumeDest() const {
96       return OuterResumeDest;
97     }
98
99     BasicBlock *getInnerResumeDest();
100
101     LandingPadInst *getLandingPadInst() const { return CallerLPad; }
102
103     /// Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad block.
104     /// When the landing pad block has only one predecessor, this is
105     /// a simple branch. When there is more than one predecessor, we need to
106     /// split the landing pad block after the landingpad instruction and jump
107     /// to there.
108     void forwardResume(ResumeInst *RI,
109                        SmallPtrSetImpl<LandingPadInst*> &InlinedLPads);
110
111     /// Add incoming-PHI values to the unwind destination block for the given
112     /// basic block, using the values for the original invoke's source block.
113     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
114       addIncomingPHIValuesForInto(BB, OuterResumeDest);
115     }
116
117     void addIncomingPHIValuesForInto(BasicBlock *src, BasicBlock *dest) const {
118       BasicBlock::iterator I = dest->begin();
119       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
120         PHINode *phi = cast<PHINode>(I);
121         phi->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], src);
122       }
123     }
124   };
125 } // anonymous namespace
126
127 /// Get or create a target for the branch from ResumeInsts.
128 BasicBlock *LandingPadInliningInfo::getInnerResumeDest() {
129   if (InnerResumeDest) return InnerResumeDest;
130
131   // Split the landing pad.
132   BasicBlock::iterator SplitPoint = ++CallerLPad->getIterator();
133   InnerResumeDest =
134     OuterResumeDest->splitBasicBlock(SplitPoint,
135                                      OuterResumeDest->getName() + ".body");
136
137   // The number of incoming edges we expect to the inner landing pad.
138   const unsigned PHICapacity = 2;
139
140   // Create corresponding new PHIs for all the PHIs in the outer landing pad.
141   Instruction *InsertPoint = &InnerResumeDest->front();
142   BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
143   for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
144     PHINode *OuterPHI = cast<PHINode>(I);
145     PHINode *InnerPHI = PHINode::Create(OuterPHI->getType(), PHICapacity,
146                                         OuterPHI->getName() + ".lpad-body",
147                                         InsertPoint);
148     OuterPHI->replaceAllUsesWith(InnerPHI);
149     InnerPHI->addIncoming(OuterPHI, OuterResumeDest);
150   }
151
152   // Create a PHI for the exception values.
153   InnerEHValuesPHI = PHINode::Create(CallerLPad->getType(), PHICapacity,
154                                      "eh.lpad-body", InsertPoint);
155   CallerLPad->replaceAllUsesWith(InnerEHValuesPHI);
156   InnerEHValuesPHI->addIncoming(CallerLPad, OuterResumeDest);
157
158   // All done.
159   return InnerResumeDest;
160 }
161
162 /// Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad block.
163 /// When the landing pad block has only one predecessor, this is a simple
164 /// branch. When there is more than one predecessor, we need to split the
165 /// landing pad block after the landingpad instruction and jump to there.
166 void LandingPadInliningInfo::forwardResume(
167     ResumeInst *RI, SmallPtrSetImpl<LandingPadInst *> &InlinedLPads) {
168   BasicBlock *Dest = getInnerResumeDest();
169   BasicBlock *Src = RI->getParent();
170
171   BranchInst::Create(Dest, Src);
172
173   // Update the PHIs in the destination. They were inserted in an order which
174   // makes this work.
175   addIncomingPHIValuesForInto(Src, Dest);
176
177   InnerEHValuesPHI->addIncoming(RI->getOperand(0), Src);
178   RI->eraseFromParent();
179 }
180
181 /// When we inline a basic block into an invoke,
182 /// we have to turn all of the calls that can throw into invokes.
183 /// This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
184 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
185 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
186 static BasicBlock *
187 HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB, BasicBlock *UnwindEdge) {
188   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
189     Instruction *I = &*BBI++;
190
191     // We only need to check for function calls: inlined invoke
192     // instructions require no special handling.
193     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
194
195     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
196     // Inline asm calls cannot throw.
197     if (!CI || CI->doesNotThrow() || isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
198       continue;
199
200     // Convert this function call into an invoke instruction.  First, split the
201     // basic block.
202     BasicBlock *Split =
203         BB->splitBasicBlock(CI->getIterator(), CI->getName() + ".noexc");
204
205     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
206     BB->getInstList().pop_back();
207
208     // Create the new invoke instruction.
209     ImmutableCallSite CS(CI);
210     SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
211     SmallVector<OperandBundleDef, 1> OpBundles;
212
213     // Copy the OperandBundeUse instances to OperandBundleDefs.  These two are
214     // *different* representations of operand bundles: see the documentation in
215     // InstrTypes.h for more details.
216     for (unsigned i = 0, e = CS.getNumOperandBundles(); i != e; ++i)
217       OpBundles.emplace_back(CS.getOperandBundleAt(i));
218
219     // Note: we're round tripping operand bundles through memory here, and that
220     // can potentially be avoided with a cleverer API design that we do not have
221     // as of this time.
222
223     InvokeInst *II =
224         InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split, UnwindEdge, InvokeArgs,
225                            OpBundles, CI->getName(), BB);
226     II->setDebugLoc(CI->getDebugLoc());
227     II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
228     II->setAttributes(CI->getAttributes());
229     
230     // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
231     // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
232     CI->replaceAllUsesWith(II);
233
234     // Delete the original call
235     Split->getInstList().pop_front();
236     return BB;
237   }
238   return nullptr;
239 }
240
241 /// If we inlined an invoke site, we need to convert calls
242 /// in the body of the inlined function into invokes.
243 ///
244 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
245 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
246 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
247 static void HandleInlinedLandingPad(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
248                                     ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
249   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
250
251   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
252
253   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
254   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
255   // rewrite.
256   LandingPadInliningInfo Invoke(II);
257
258   // Get all of the inlined landing pad instructions.
259   SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> InlinedLPads;
260   for (Function::iterator I = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
261        I != E; ++I)
262     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator()))
263       InlinedLPads.insert(II->getLandingPadInst());
264
265   // Append the clauses from the outer landing pad instruction into the inlined
266   // landing pad instructions.
267   LandingPadInst *OuterLPad = Invoke.getLandingPadInst();
268   for (LandingPadInst *InlinedLPad : InlinedLPads) {
269     unsigned OuterNum = OuterLPad->getNumClauses();
270     InlinedLPad->reserveClauses(OuterNum);
271     for (unsigned OuterIdx = 0; OuterIdx != OuterNum; ++OuterIdx)
272       InlinedLPad->addClause(OuterLPad->getClause(OuterIdx));
273     if (OuterLPad->isCleanup())
274       InlinedLPad->setCleanup(true);
275   }
276
277   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
278        BB != E; ++BB) {
279     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
280       if (BasicBlock *NewBB = HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(
281               &*BB, Invoke.getOuterResumeDest()))
282         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there
283         // is now a new entry in them.
284         Invoke.addIncomingPHIValuesFor(NewBB);
285
286     // Forward any resumes that are remaining here.
287     if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator()))
288       Invoke.forwardResume(RI, InlinedLPads);
289   }
290
291   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
292   // the exception destination block still have entries due to the original
293   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
294   // PHI node) now.
295   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
296 }
297
298 /// If we inlined an invoke site, we need to convert calls
299 /// in the body of the inlined function into invokes.
300 ///
301 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
302 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
303 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
304 static void HandleInlinedEHPad(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
305                                ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
306   BasicBlock *UnwindDest = II->getUnwindDest();
307   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
308
309   assert(UnwindDest->getFirstNonPHI()->isEHPad() && "unexpected BasicBlock!");
310
311   // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
312   // track of which values came into them from the invoke before removing the
313   // edge from this block.
314   SmallVector<Value *, 8> UnwindDestPHIValues;
315   llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
316   for (Instruction &I : *UnwindDest) {
317     // Save the value to use for this edge.
318     PHINode *PHI = dyn_cast<PHINode>(&I);
319     if (!PHI)
320       break;
321     UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
322   }
323
324   // Add incoming-PHI values to the unwind destination block for the given basic
325   // block, using the values for the original invoke's source block.
326   auto UpdatePHINodes = [&](BasicBlock *Src) {
327     BasicBlock::iterator I = UnwindDest->begin();
328     for (Value *V : UnwindDestPHIValues) {
329       PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
330       PHI->addIncoming(V, Src);
331       ++I;
332     }
333   };
334
335   // Forward EH terminator instructions to the caller's invoke destination.
336   // This is as simple as connect all the instructions which 'unwind to caller'
337   // to the invoke destination.
338   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(), E = Caller->end();
339        BB != E; ++BB) {
340     Instruction *I = BB->getFirstNonPHI();
341     if (I->isEHPad()) {
342       if (auto *CEPI = dyn_cast<CatchEndPadInst>(I)) {
343         if (CEPI->unwindsToCaller()) {
344           CatchEndPadInst::Create(CEPI->getContext(), UnwindDest, CEPI);
345           CEPI->eraseFromParent();
346           UpdatePHINodes(&*BB);
347         }
348       } else if (auto *CEPI = dyn_cast<CleanupEndPadInst>(I)) {
349         if (CEPI->unwindsToCaller()) {
350           CleanupEndPadInst::Create(CEPI->getCleanupPad(), UnwindDest, CEPI);
351           CEPI->eraseFromParent();
352           UpdatePHINodes(&*BB);
353         }
354       } else if (auto *TPI = dyn_cast<TerminatePadInst>(I)) {
355         if (TPI->unwindsToCaller()) {
356           SmallVector<Value *, 3> TerminatePadArgs;
357           for (Value *ArgOperand : TPI->arg_operands())
358             TerminatePadArgs.push_back(ArgOperand);
359           TerminatePadInst::Create(TPI->getContext(), UnwindDest,
360                                    TerminatePadArgs, TPI);
361           TPI->eraseFromParent();
362           UpdatePHINodes(&*BB);
363         }
364       } else {
365         assert(isa<CatchPadInst>(I) || isa<CleanupPadInst>(I));
366       }
367     }
368
369     if (auto *CRI = dyn_cast<CleanupReturnInst>(BB->getTerminator())) {
370       if (CRI->unwindsToCaller()) {
371         CleanupReturnInst::Create(CRI->getCleanupPad(), UnwindDest, CRI);
372         CRI->eraseFromParent();
373         UpdatePHINodes(&*BB);
374       }
375     }
376   }
377
378   if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
379     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock->getIterator(),
380                             E = Caller->end();
381          BB != E; ++BB)
382       if (BasicBlock *NewBB =
383               HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(&*BB, UnwindDest))
384         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there
385         // is now a new entry in them.
386         UpdatePHINodes(NewBB);
387
388   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
389   // the exception destination block still have entries due to the original
390   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
391   // PHI node) now.
392   UnwindDest->removePredecessor(InvokeBB);
393 }
394
395 /// When inlining a function that contains noalias scope metadata,
396 /// this metadata needs to be cloned so that the inlined blocks
397 /// have different "unqiue scopes" at every call site. Were this not done, then
398 /// aliasing scopes from a function inlined into a caller multiple times could
399 /// not be differentiated (and this would lead to miscompiles because the
400 /// non-aliasing property communicated by the metadata could have
401 /// call-site-specific control dependencies).
402 static void CloneAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap) {
403   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
404   SetVector<const MDNode *> MD;
405
406   // Note: We could only clone the metadata if it is already used in the
407   // caller. I'm omitting that check here because it might confuse
408   // inter-procedural alias analysis passes. We can revisit this if it becomes
409   // an efficiency or overhead problem.
410
411   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), IE = CalledFunc->end();
412        I != IE; ++I)
413     for (BasicBlock::const_iterator J = I->begin(), JE = I->end(); J != JE; ++J) {
414       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
415         MD.insert(M);
416       if (const MDNode *M = J->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
417         MD.insert(M);
418     }
419
420   if (MD.empty())
421     return;
422
423   // Walk the existing metadata, adding the complete (perhaps cyclic) chain to
424   // the set.
425   SmallVector<const Metadata *, 16> Queue(MD.begin(), MD.end());
426   while (!Queue.empty()) {
427     const MDNode *M = cast<MDNode>(Queue.pop_back_val());
428     for (unsigned i = 0, ie = M->getNumOperands(); i != ie; ++i)
429       if (const MDNode *M1 = dyn_cast<MDNode>(M->getOperand(i)))
430         if (MD.insert(M1))
431           Queue.push_back(M1);
432   }
433
434   // Now we have a complete set of all metadata in the chains used to specify
435   // the noalias scopes and the lists of those scopes.
436   SmallVector<TempMDTuple, 16> DummyNodes;
437   DenseMap<const MDNode *, TrackingMDNodeRef> MDMap;
438   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
439        I != IE; ++I) {
440     DummyNodes.push_back(MDTuple::getTemporary(CalledFunc->getContext(), None));
441     MDMap[*I].reset(DummyNodes.back().get());
442   }
443
444   // Create new metadata nodes to replace the dummy nodes, replacing old
445   // metadata references with either a dummy node or an already-created new
446   // node.
447   for (SetVector<const MDNode *>::iterator I = MD.begin(), IE = MD.end();
448        I != IE; ++I) {
449     SmallVector<Metadata *, 4> NewOps;
450     for (unsigned i = 0, ie = (*I)->getNumOperands(); i != ie; ++i) {
451       const Metadata *V = (*I)->getOperand(i);
452       if (const MDNode *M = dyn_cast<MDNode>(V))
453         NewOps.push_back(MDMap[M]);
454       else
455         NewOps.push_back(const_cast<Metadata *>(V));
456     }
457
458     MDNode *NewM = MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NewOps);
459     MDTuple *TempM = cast<MDTuple>(MDMap[*I]);
460     assert(TempM->isTemporary() && "Expected temporary node");
461
462     TempM->replaceAllUsesWith(NewM);
463   }
464
465   // Now replace the metadata in the new inlined instructions with the
466   // repacements from the map.
467   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
468        VMI != VMIE; ++VMI) {
469     if (!VMI->second)
470       continue;
471
472     Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
473     if (!NI)
474       continue;
475
476     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope)) {
477       MDNode *NewMD = MDMap[M];
478       // If the call site also had alias scope metadata (a list of scopes to
479       // which instructions inside it might belong), propagate those scopes to
480       // the inlined instructions.
481       if (MDNode *CSM =
482               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
483         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
484       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, NewMD);
485     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
486       if (MDNode *M =
487               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope))
488         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, M);
489     }
490
491     if (MDNode *M = NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)) {
492       MDNode *NewMD = MDMap[M];
493       // If the call site also had noalias metadata (a list of scopes with
494       // which instructions inside it don't alias), propagate those scopes to
495       // the inlined instructions.
496       if (MDNode *CSM =
497               CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
498         NewMD = MDNode::concatenate(NewMD, CSM);
499       NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, NewMD);
500     } else if (NI->mayReadOrWriteMemory()) {
501       if (MDNode *M = CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias))
502         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, M);
503     }
504   }
505 }
506
507 /// If the inlined function has noalias arguments,
508 /// then add new alias scopes for each noalias argument, tag the mapped noalias
509 /// parameters with noalias metadata specifying the new scope, and tag all
510 /// non-derived loads, stores and memory intrinsics with the new alias scopes.
511 static void AddAliasScopeMetadata(CallSite CS, ValueToValueMapTy &VMap,
512                                   const DataLayout &DL, AAResults *CalleeAAR) {
513   if (!EnableNoAliasConversion)
514     return;
515
516   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
517   SmallVector<const Argument *, 4> NoAliasArgs;
518
519   for (const Argument &I : CalledFunc->args()) {
520     if (I.hasNoAliasAttr() && !I.hasNUses(0))
521       NoAliasArgs.push_back(&I);
522   }
523
524   if (NoAliasArgs.empty())
525     return;
526
527   // To do a good job, if a noalias variable is captured, we need to know if
528   // the capture point dominates the particular use we're considering.
529   DominatorTree DT;
530   DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CalledFunc));
531
532   // noalias indicates that pointer values based on the argument do not alias
533   // pointer values which are not based on it. So we add a new "scope" for each
534   // noalias function argument. Accesses using pointers based on that argument
535   // become part of that alias scope, accesses using pointers not based on that
536   // argument are tagged as noalias with that scope.
537
538   DenseMap<const Argument *, MDNode *> NewScopes;
539   MDBuilder MDB(CalledFunc->getContext());
540
541   // Create a new scope domain for this function.
542   MDNode *NewDomain =
543     MDB.createAnonymousAliasScopeDomain(CalledFunc->getName());
544   for (unsigned i = 0, e = NoAliasArgs.size(); i != e; ++i) {
545     const Argument *A = NoAliasArgs[i];
546
547     std::string Name = CalledFunc->getName();
548     if (A->hasName()) {
549       Name += ": %";
550       Name += A->getName();
551     } else {
552       Name += ": argument ";
553       Name += utostr(i);
554     }
555
556     // Note: We always create a new anonymous root here. This is true regardless
557     // of the linkage of the callee because the aliasing "scope" is not just a
558     // property of the callee, but also all control dependencies in the caller.
559     MDNode *NewScope = MDB.createAnonymousAliasScope(NewDomain, Name);
560     NewScopes.insert(std::make_pair(A, NewScope));
561   }
562
563   // Iterate over all new instructions in the map; for all memory-access
564   // instructions, add the alias scope metadata.
565   for (ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.begin(), VMIE = VMap.end();
566        VMI != VMIE; ++VMI) {
567     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(VMI->first)) {
568       if (!VMI->second)
569         continue;
570
571       Instruction *NI = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
572       if (!NI)
573         continue;
574
575       bool IsArgMemOnlyCall = false, IsFuncCall = false;
576       SmallVector<const Value *, 2> PtrArgs;
577
578       if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
579         PtrArgs.push_back(LI->getPointerOperand());
580       else if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
581         PtrArgs.push_back(SI->getPointerOperand());
582       else if (const VAArgInst *VAAI = dyn_cast<VAArgInst>(I))
583         PtrArgs.push_back(VAAI->getPointerOperand());
584       else if (const AtomicCmpXchgInst *CXI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(I))
585         PtrArgs.push_back(CXI->getPointerOperand());
586       else if (const AtomicRMWInst *RMWI = dyn_cast<AtomicRMWInst>(I))
587         PtrArgs.push_back(RMWI->getPointerOperand());
588       else if (ImmutableCallSite ICS = ImmutableCallSite(I)) {
589         // If we know that the call does not access memory, then we'll still
590         // know that about the inlined clone of this call site, and we don't
591         // need to add metadata.
592         if (ICS.doesNotAccessMemory())
593           continue;
594
595         IsFuncCall = true;
596         if (CalleeAAR) {
597           FunctionModRefBehavior MRB = CalleeAAR->getModRefBehavior(ICS);
598           if (MRB == FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees ||
599               MRB == FMRB_OnlyReadsArgumentPointees)
600             IsArgMemOnlyCall = true;
601         }
602
603         for (ImmutableCallSite::arg_iterator AI = ICS.arg_begin(),
604              AE = ICS.arg_end(); AI != AE; ++AI) {
605           // We need to check the underlying objects of all arguments, not just
606           // the pointer arguments, because we might be passing pointers as
607           // integers, etc.
608           // However, if we know that the call only accesses pointer arguments,
609           // then we only need to check the pointer arguments.
610           if (IsArgMemOnlyCall && !(*AI)->getType()->isPointerTy())
611             continue;
612
613           PtrArgs.push_back(*AI);
614         }
615       }
616
617       // If we found no pointers, then this instruction is not suitable for
618       // pairing with an instruction to receive aliasing metadata.
619       // However, if this is a call, this we might just alias with none of the
620       // noalias arguments.
621       if (PtrArgs.empty() && !IsFuncCall)
622         continue;
623
624       // It is possible that there is only one underlying object, but you
625       // need to go through several PHIs to see it, and thus could be
626       // repeated in the Objects list.
627       SmallPtrSet<const Value *, 4> ObjSet;
628       SmallVector<Metadata *, 4> Scopes, NoAliases;
629
630       SmallSetVector<const Argument *, 4> NAPtrArgs;
631       for (unsigned i = 0, ie = PtrArgs.size(); i != ie; ++i) {
632         SmallVector<Value *, 4> Objects;
633         GetUnderlyingObjects(const_cast<Value*>(PtrArgs[i]),
634                              Objects, DL, /* LI = */ nullptr);
635
636         for (Value *O : Objects)
637           ObjSet.insert(O);
638       }
639
640       // Figure out if we're derived from anything that is not a noalias
641       // argument.
642       bool CanDeriveViaCapture = false, UsesAliasingPtr = false;
643       for (const Value *V : ObjSet) {
644         // Is this value a constant that cannot be derived from any pointer
645         // value (we need to exclude constant expressions, for example, that
646         // are formed from arithmetic on global symbols).
647         bool IsNonPtrConst = isa<ConstantInt>(V) || isa<ConstantFP>(V) ||
648                              isa<ConstantPointerNull>(V) ||
649                              isa<ConstantDataVector>(V) || isa<UndefValue>(V);
650         if (IsNonPtrConst)
651           continue;
652
653         // If this is anything other than a noalias argument, then we cannot
654         // completely describe the aliasing properties using alias.scope
655         // metadata (and, thus, won't add any).
656         if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
657           if (!A->hasNoAliasAttr())
658             UsesAliasingPtr = true;
659         } else {
660           UsesAliasingPtr = true;
661         }
662
663         // If this is not some identified function-local object (which cannot
664         // directly alias a noalias argument), or some other argument (which,
665         // by definition, also cannot alias a noalias argument), then we could
666         // alias a noalias argument that has been captured).
667         if (!isa<Argument>(V) &&
668             !isIdentifiedFunctionLocal(const_cast<Value*>(V)))
669           CanDeriveViaCapture = true;
670       }
671
672       // A function call can always get captured noalias pointers (via other
673       // parameters, globals, etc.).
674       if (IsFuncCall && !IsArgMemOnlyCall)
675         CanDeriveViaCapture = true;
676
677       // First, we want to figure out all of the sets with which we definitely
678       // don't alias. Iterate over all noalias set, and add those for which:
679       //   1. The noalias argument is not in the set of objects from which we
680       //      definitely derive.
681       //   2. The noalias argument has not yet been captured.
682       // An arbitrary function that might load pointers could see captured
683       // noalias arguments via other noalias arguments or globals, and so we
684       // must always check for prior capture.
685       for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
686         if (!ObjSet.count(A) && (!CanDeriveViaCapture ||
687                                  // It might be tempting to skip the
688                                  // PointerMayBeCapturedBefore check if
689                                  // A->hasNoCaptureAttr() is true, but this is
690                                  // incorrect because nocapture only guarantees
691                                  // that no copies outlive the function, not
692                                  // that the value cannot be locally captured.
693                                  !PointerMayBeCapturedBefore(A,
694                                    /* ReturnCaptures */ false,
695                                    /* StoreCaptures */ false, I, &DT)))
696           NoAliases.push_back(NewScopes[A]);
697       }
698
699       if (!NoAliases.empty())
700         NI->setMetadata(LLVMContext::MD_noalias,
701                         MDNode::concatenate(
702                             NI->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias),
703                             MDNode::get(CalledFunc->getContext(), NoAliases)));
704
705       // Next, we want to figure out all of the sets to which we might belong.
706       // We might belong to a set if the noalias argument is in the set of
707       // underlying objects. If there is some non-noalias argument in our list
708       // of underlying objects, then we cannot add a scope because the fact
709       // that some access does not alias with any set of our noalias arguments
710       // cannot itself guarantee that it does not alias with this access
711       // (because there is some pointer of unknown origin involved and the
712       // other access might also depend on this pointer). We also cannot add
713       // scopes to arbitrary functions unless we know they don't access any
714       // non-parameter pointer-values.
715       bool CanAddScopes = !UsesAliasingPtr;
716       if (CanAddScopes && IsFuncCall)
717         CanAddScopes = IsArgMemOnlyCall;
718
719       if (CanAddScopes)
720         for (const Argument *A : NoAliasArgs) {
721           if (ObjSet.count(A))
722             Scopes.push_back(NewScopes[A]);
723         }
724
725       if (!Scopes.empty())
726         NI->setMetadata(
727             LLVMContext::MD_alias_scope,
728             MDNode::concatenate(NI->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
729                                 MDNode::get(CalledFunc->getContext(), Scopes)));
730     }
731   }
732 }
733
734 /// If the inlined function has non-byval align arguments, then
735 /// add @llvm.assume-based alignment assumptions to preserve this information.
736 static void AddAlignmentAssumptions(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI) {
737   if (!PreserveAlignmentAssumptions)
738     return;
739   auto &DL = CS.getCaller()->getParent()->getDataLayout();
740
741   // To avoid inserting redundant assumptions, we should check for assumptions
742   // already in the caller. To do this, we might need a DT of the caller.
743   DominatorTree DT;
744   bool DTCalculated = false;
745
746   Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
747   for (Function::arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
748                               E = CalledFunc->arg_end();
749        I != E; ++I) {
750     unsigned Align = I->getType()->isPointerTy() ? I->getParamAlignment() : 0;
751     if (Align && !I->hasByValOrInAllocaAttr() && !I->hasNUses(0)) {
752       if (!DTCalculated) {
753         DT.recalculate(const_cast<Function&>(*CS.getInstruction()->getParent()
754                                                ->getParent()));
755         DTCalculated = true;
756       }
757
758       // If we can already prove the asserted alignment in the context of the
759       // caller, then don't bother inserting the assumption.
760       Value *Arg = CS.getArgument(I->getArgNo());
761       if (getKnownAlignment(Arg, DL, CS.getInstruction(),
762                             &IFI.ACT->getAssumptionCache(*CS.getCaller()),
763                             &DT) >= Align)
764         continue;
765
766       IRBuilder<>(CS.getInstruction())
767           .CreateAlignmentAssumption(DL, Arg, Align);
768     }
769   }
770 }
771
772 /// Once we have cloned code over from a callee into the caller,
773 /// update the specified callgraph to reflect the changes we made.
774 /// Note that it's possible that not all code was copied over, so only
775 /// some edges of the callgraph may remain.
776 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
777                                          Function::iterator FirstNewBlock,
778                                          ValueToValueMapTy &VMap,
779                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
780   CallGraph &CG = *IFI.CG;
781   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
782   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
783   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
784   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
785
786   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
787   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
788   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
789
790   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
791   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
792   if (CalleeNode == CallerNode) {
793     CallCache.assign(I, E);
794     I = CallCache.begin();
795     E = CallCache.end();
796   }
797
798   for (; I != E; ++I) {
799     const Value *OrigCall = I->first;
800
801     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
802     // Only copy the edge if the call was inlined!
803     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == nullptr)
804       continue;
805     
806     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
807     // add.  Check for this case.
808     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
809     if (!NewCall)
810       continue;
811
812     // We do not treat intrinsic calls like real function calls because we
813     // expect them to become inline code; do not add an edge for an intrinsic.
814     CallSite CS = CallSite(NewCall);
815     if (CS && CS.getCalledFunction() && CS.getCalledFunction()->isIntrinsic())
816       continue;
817     
818     // Remember that this call site got inlined for the client of
819     // InlineFunction.
820     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
821
822     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
823     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
824     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
825     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
826     // was just unnecessarily imprecise.
827     if (!I->second->getFunction())
828       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
829         // Indirect call site resolved to direct call.
830         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
831
832         continue;
833       }
834
835     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
836   }
837   
838   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
839   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
840   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
841 }
842
843 static void HandleByValArgumentInit(Value *Dst, Value *Src, Module *M,
844                                     BasicBlock *InsertBlock,
845                                     InlineFunctionInfo &IFI) {
846   Type *AggTy = cast<PointerType>(Src->getType())->getElementType();
847   IRBuilder<> Builder(InsertBlock, InsertBlock->begin());
848
849   Value *Size = Builder.getInt64(M->getDataLayout().getTypeStoreSize(AggTy));
850
851   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
852   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
853   // better alignment.
854   Builder.CreateMemCpy(Dst, Src, Size, /*Align=*/1);
855 }
856
857 /// When inlining a call site that has a byval argument,
858 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
859 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
860                                   const Function *CalledFunc,
861                                   InlineFunctionInfo &IFI,
862                                   unsigned ByValAlignment) {
863   PointerType *ArgTy = cast<PointerType>(Arg->getType());
864   Type *AggTy = ArgTy->getElementType();
865
866   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent();
867
868   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
869   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
870   // temporary.
871   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
872     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
873     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
874     // give up on this transformation.
875     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
876       return Arg;
877
878     const DataLayout &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
879
880     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
881     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
882     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment, DL, TheCall,
883                                    &IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller)) >=
884         ByValAlignment)
885       return Arg;
886     
887     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
888     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
889   }
890
891   // Create the alloca.  If we have DataLayout, use nice alignment.
892   unsigned Align =
893       Caller->getParent()->getDataLayout().getPrefTypeAlignment(AggTy);
894
895   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
896   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
897   // pointer inside the callee).
898   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
899   
900   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, nullptr, Align, Arg->getName(), 
901                                     &*Caller->begin()->begin());
902   IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(NewAlloca));
903   
904   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
905   // instead.
906   return NewAlloca;
907 }
908
909 // Check whether this Value is used by a lifetime intrinsic.
910 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
911   for (User *U : V->users()) {
912     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U)) {
913       switch (II->getIntrinsicID()) {
914       default: break;
915       case Intrinsic::lifetime_start:
916       case Intrinsic::lifetime_end:
917         return true;
918       }
919     }
920   }
921   return false;
922 }
923
924 // Check whether the given alloca already has
925 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
926 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
927   Type *Ty = AI->getType();
928   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(Ty->getContext(),
929                                        Ty->getPointerAddressSpace());
930   if (Ty == Int8PtrTy)
931     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
932
933   // Do a scan to find all the casts to i8*.
934   for (User *U : AI->users()) {
935     if (U->getType() != Int8PtrTy) continue;
936     if (U->stripPointerCasts() != AI) continue;
937     if (isUsedByLifetimeMarker(U))
938       return true;
939   }
940   return false;
941 }
942
943 /// Rebuild the entire inlined-at chain for this instruction so that the top of
944 /// the chain now is inlined-at the new call site.
945 static DebugLoc
946 updateInlinedAtInfo(DebugLoc DL, DILocation *InlinedAtNode, LLVMContext &Ctx,
947                     DenseMap<const DILocation *, DILocation *> &IANodes) {
948   SmallVector<DILocation *, 3> InlinedAtLocations;
949   DILocation *Last = InlinedAtNode;
950   DILocation *CurInlinedAt = DL;
951
952   // Gather all the inlined-at nodes
953   while (DILocation *IA = CurInlinedAt->getInlinedAt()) {
954     // Skip any we've already built nodes for
955     if (DILocation *Found = IANodes[IA]) {
956       Last = Found;
957       break;
958     }
959
960     InlinedAtLocations.push_back(IA);
961     CurInlinedAt = IA;
962   }
963
964   // Starting from the top, rebuild the nodes to point to the new inlined-at
965   // location (then rebuilding the rest of the chain behind it) and update the
966   // map of already-constructed inlined-at nodes.
967   for (const DILocation *MD : make_range(InlinedAtLocations.rbegin(),
968                                          InlinedAtLocations.rend())) {
969     Last = IANodes[MD] = DILocation::getDistinct(
970         Ctx, MD->getLine(), MD->getColumn(), MD->getScope(), Last);
971   }
972
973   // And finally create the normal location for this instruction, referring to
974   // the new inlined-at chain.
975   return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(), Last);
976 }
977
978 /// Update inlined instructions' line numbers to
979 /// to encode location where these instructions are inlined.
980 static void fixupLineNumbers(Function *Fn, Function::iterator FI,
981                              Instruction *TheCall) {
982   DebugLoc TheCallDL = TheCall->getDebugLoc();
983   if (!TheCallDL)
984     return;
985
986   auto &Ctx = Fn->getContext();
987   DILocation *InlinedAtNode = TheCallDL;
988
989   // Create a unique call site, not to be confused with any other call from the
990   // same location.
991   InlinedAtNode = DILocation::getDistinct(
992       Ctx, InlinedAtNode->getLine(), InlinedAtNode->getColumn(),
993       InlinedAtNode->getScope(), InlinedAtNode->getInlinedAt());
994
995   // Cache the inlined-at nodes as they're built so they are reused, without
996   // this every instruction's inlined-at chain would become distinct from each
997   // other.
998   DenseMap<const DILocation *, DILocation *> IANodes;
999
1000   for (; FI != Fn->end(); ++FI) {
1001     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
1002          BI != BE; ++BI) {
1003       DebugLoc DL = BI->getDebugLoc();
1004       if (!DL) {
1005         // If the inlined instruction has no line number, make it look as if it
1006         // originates from the call location. This is important for
1007         // ((__always_inline__, __nodebug__)) functions which must use caller
1008         // location for all instructions in their function body.
1009
1010         // Don't update static allocas, as they may get moved later.
1011         if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(BI))
1012           if (isa<Constant>(AI->getArraySize()))
1013             continue;
1014
1015         BI->setDebugLoc(TheCallDL);
1016       } else {
1017         BI->setDebugLoc(updateInlinedAtInfo(DL, InlinedAtNode, BI->getContext(), IANodes));
1018       }
1019     }
1020   }
1021 }
1022
1023 /// This function inlines the called function into the basic block of the
1024 /// caller. This returns false if it is not possible to inline this call.
1025 /// The program is still in a well defined state if this occurs though.
1026 ///
1027 /// Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
1028 /// instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
1029 /// exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
1030 /// function by one level.
1031 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI,
1032                           AAResults *CalleeAAR, bool InsertLifetime) {
1033   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
1034   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
1035          "Instruction not in function!");
1036
1037   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
1038   IFI.reset();
1039   
1040   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
1041   if (!CalledFunc ||              // Can't inline external function or indirect
1042       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
1043       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
1044
1045   // The inliner does not know how to inline through calls with operand bundles
1046   // in general ...
1047   if (CS.hasOperandBundles()) {
1048     // ... but it knows how to inline through "deopt" operand bundles.
1049     bool CanInline =
1050         CS.getNumOperandBundles() == 1 &&
1051         CS.getOperandBundleAt(0).getTagID() == LLVMContext::OB_deopt;
1052     if (!CanInline)
1053       return false;
1054   }
1055
1056   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
1057   // calls that we inline.
1058   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
1059
1060   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
1061   Function *Caller = OrigBB->getParent();
1062
1063   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
1064   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
1065   //     caller.
1066   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
1067   if (CalledFunc->hasGC()) {
1068     if (!Caller->hasGC())
1069       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
1070     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
1071       return false;
1072   }
1073
1074   // Get the personality function from the callee if it contains a landing pad.
1075   Constant *CalledPersonality =
1076       CalledFunc->hasPersonalityFn()
1077           ? CalledFunc->getPersonalityFn()->stripPointerCasts()
1078           : nullptr;
1079
1080   // Find the personality function used by the landing pads of the caller. If it
1081   // exists, then check to see that it matches the personality function used in
1082   // the callee.
1083   Constant *CallerPersonality =
1084       Caller->hasPersonalityFn()
1085           ? Caller->getPersonalityFn()->stripPointerCasts()
1086           : nullptr;
1087   if (CalledPersonality) {
1088     if (!CallerPersonality)
1089       Caller->setPersonalityFn(CalledPersonality);
1090     // If the personality functions match, then we can perform the
1091     // inlining. Otherwise, we can't inline.
1092     // TODO: This isn't 100% true. Some personality functions are proper
1093     //       supersets of others and can be used in place of the other.
1094     else if (CalledPersonality != CallerPersonality)
1095       return false;
1096   }
1097
1098   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
1099   // the new function inlined after it.
1100   Function::iterator LastBlock = --Caller->end();
1101
1102   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
1103   // function.
1104   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
1105   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
1106   Function::iterator FirstNewBlock;
1107
1108   { // Scope to destroy VMap after cloning.
1109     ValueToValueMapTy VMap;
1110     // Keep a list of pair (dst, src) to emit byval initializations.
1111     SmallVector<std::pair<Value*, Value*>, 4> ByValInit;
1112
1113     auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1114
1115     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
1116            "No varargs calls can be inlined!");
1117
1118     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
1119     // matches up the formal to the actual argument values.
1120     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
1121     unsigned ArgNo = 0;
1122     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
1123          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
1124       Value *ActualArg = *AI;
1125
1126       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
1127       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
1128       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
1129       // modify the struct.
1130       if (CS.isByValArgument(ArgNo)) {
1131         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
1132                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1));
1133         if (ActualArg != *AI)
1134           ByValInit.push_back(std::make_pair(ActualArg, (Value*) *AI));
1135       }
1136
1137       VMap[&*I] = ActualArg;
1138     }
1139
1140     // Add alignment assumptions if necessary. We do this before the inlined
1141     // instructions are actually cloned into the caller so that we can easily
1142     // check what will be known at the start of the inlined code.
1143     AddAlignmentAssumptions(CS, IFI);
1144
1145     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
1146     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
1147     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
1148     // happy with whatever the cloner can do.
1149     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap,
1150                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
1151                               &InlinedFunctionInfo, TheCall);
1152
1153     // Remember the first block that is newly cloned over.
1154     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
1155
1156     // Inject byval arguments initialization.
1157     for (std::pair<Value*, Value*> &Init : ByValInit)
1158       HandleByValArgumentInit(Init.first, Init.second, Caller->getParent(),
1159                               &*FirstNewBlock, IFI);
1160
1161     if (CS.hasOperandBundles()) {
1162       auto ParentDeopt = CS.getOperandBundleAt(0);
1163       assert(ParentDeopt.getTagID() == LLVMContext::OB_deopt &&
1164              "Checked on entry!");
1165
1166       SmallVector<OperandBundleDef, 2> OpDefs;
1167
1168       for (auto &VH : InlinedFunctionInfo.OperandBundleCallSites) {
1169         Instruction *I = VH;
1170
1171         OpDefs.clear();
1172
1173         CallSite ICS(I);
1174         OpDefs.reserve(ICS.getNumOperandBundles());
1175
1176         for (unsigned i = 0, e = ICS.getNumOperandBundles(); i < e; ++i) {
1177           auto ChildOB = ICS.getOperandBundleAt(i);
1178           if (ChildOB.getTagID() != LLVMContext::OB_deopt) {
1179             // If the inlined call has other operand bundles, let them be
1180             OpDefs.emplace_back(ChildOB);
1181             continue;
1182           }
1183
1184           // It may be useful to separate this logic (of handling operand
1185           // bundles) out to a separate "policy" component if this gets crowded.
1186           // Prepend the parent's deoptimization continuation to the newly
1187           // inlined call's deoptimization continuation.
1188           std::vector<Value *> MergedDeoptArgs;
1189           MergedDeoptArgs.reserve(ParentDeopt.Inputs.size() +
1190                                   ChildOB.Inputs.size());
1191
1192           MergedDeoptArgs.insert(MergedDeoptArgs.end(),
1193                                  ParentDeopt.Inputs.begin(),
1194                                  ParentDeopt.Inputs.end());
1195           MergedDeoptArgs.insert(MergedDeoptArgs.end(), ChildOB.Inputs.begin(),
1196                                  ChildOB.Inputs.end());
1197
1198           OpDefs.emplace_back("deopt", std::move(MergedDeoptArgs));
1199         }
1200
1201         Instruction *NewI = nullptr;
1202         if (isa<CallInst>(I))
1203           NewI = CallInst::Create(cast<CallInst>(I), OpDefs, I);
1204         else
1205           NewI = InvokeInst::Create(cast<InvokeInst>(I), OpDefs, I);
1206
1207         // Note: the RAUW does the appropriate fixup in VMap, so we need to do
1208         // this even if the call returns void.
1209         I->replaceAllUsesWith(NewI);
1210
1211         VH = nullptr;
1212         I->eraseFromParent();
1213       }
1214     }
1215
1216     // Update the callgraph if requested.
1217     if (IFI.CG)
1218       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
1219
1220     // Update inlined instructions' line number information.
1221     fixupLineNumbers(Caller, FirstNewBlock, TheCall);
1222
1223     // Clone existing noalias metadata if necessary.
1224     CloneAliasScopeMetadata(CS, VMap);
1225
1226     // Add noalias metadata if necessary.
1227     AddAliasScopeMetadata(CS, VMap, DL, CalleeAAR);
1228
1229     // FIXME: We could register any cloned assumptions instead of clearing the
1230     // whole function's cache.
1231     if (IFI.ACT)
1232       IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller).clear();
1233   }
1234
1235   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
1236   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
1237   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
1238   // instructions at the end of the current alloca list.
1239   {
1240     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
1241     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
1242          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
1243       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
1244       if (!AI) continue;
1245       
1246       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
1247       // specialization.
1248       if (AI->use_empty()) {
1249         AI->eraseFromParent();
1250         continue;
1251       }
1252
1253       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
1254         continue;
1255       
1256       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
1257       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
1258       
1259       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
1260       // all at once.
1261       while (isa<AllocaInst>(I) &&
1262              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
1263         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
1264         ++I;
1265       }
1266
1267       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
1268       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
1269       // reinserted.
1270       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(
1271           InsertPoint, FirstNewBlock->getInstList(), AI->getIterator(), I);
1272     }
1273     // Move any dbg.declares describing the allocas into the entry basic block.
1274     DIBuilder DIB(*Caller->getParent());
1275     for (auto &AI : IFI.StaticAllocas)
1276       replaceDbgDeclareForAlloca(AI, AI, DIB, /*Deref=*/false);
1277   }
1278
1279   bool InlinedMustTailCalls = false;
1280   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls) {
1281     CallInst::TailCallKind CallSiteTailKind = CallInst::TCK_None;
1282     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(TheCall))
1283       CallSiteTailKind = CI->getTailCallKind();
1284
1285     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E;
1286          ++BB) {
1287       for (Instruction &I : *BB) {
1288         CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I);
1289         if (!CI)
1290           continue;
1291
1292         // We need to reduce the strength of any inlined tail calls.  For
1293         // musttail, we have to avoid introducing potential unbounded stack
1294         // growth.  For example, if functions 'f' and 'g' are mutually recursive
1295         // with musttail, we can inline 'g' into 'f' so long as we preserve
1296         // musttail on the cloned call to 'f'.  If either the inlined call site
1297         // or the cloned call site is *not* musttail, the program already has
1298         // one frame of stack growth, so it's safe to remove musttail.  Here is
1299         // a table of example transformations:
1300         //
1301         //    f -> musttail g -> musttail f  ==>  f -> musttail f
1302         //    f -> musttail g ->     tail f  ==>  f ->     tail f
1303         //    f ->          g -> musttail f  ==>  f ->          f
1304         //    f ->          g ->     tail f  ==>  f ->          f
1305         CallInst::TailCallKind ChildTCK = CI->getTailCallKind();
1306         ChildTCK = std::min(CallSiteTailKind, ChildTCK);
1307         CI->setTailCallKind(ChildTCK);
1308         InlinedMustTailCalls |= CI->isMustTailCall();
1309
1310         // Calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
1311         // 'nounwind'.
1312         if (MarkNoUnwind)
1313           CI->setDoesNotThrow();
1314       }
1315     }
1316   }
1317
1318   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
1319   // function we just inlined.
1320   if (InsertLifetime && !IFI.StaticAllocas.empty()) {
1321     IRBuilder<> builder(&FirstNewBlock->front());
1322     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
1323       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
1324
1325       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
1326       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
1327       if (hasLifetimeMarkers(AI))
1328         continue;
1329
1330       // Try to determine the size of the allocation.
1331       ConstantInt *AllocaSize = nullptr;
1332       if (ConstantInt *AIArraySize =
1333           dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
1334         auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1335         Type *AllocaType = AI->getAllocatedType();
1336         uint64_t AllocaTypeSize = DL.getTypeAllocSize(AllocaType);
1337         uint64_t AllocaArraySize = AIArraySize->getLimitedValue();
1338
1339         // Don't add markers for zero-sized allocas.
1340         if (AllocaArraySize == 0)
1341           continue;
1342
1343         // Check that array size doesn't saturate uint64_t and doesn't
1344         // overflow when it's multiplied by type size.
1345         if (AllocaArraySize != ~0ULL &&
1346             UINT64_MAX / AllocaArraySize >= AllocaTypeSize) {
1347           AllocaSize = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AI->getContext()),
1348                                         AllocaArraySize * AllocaTypeSize);
1349         }
1350       }
1351
1352       builder.CreateLifetimeStart(AI, AllocaSize);
1353       for (ReturnInst *RI : Returns) {
1354         // Don't insert llvm.lifetime.end calls between a musttail call and a
1355         // return.  The return kills all local allocas.
1356         if (InlinedMustTailCalls &&
1357             RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1358           continue;
1359         IRBuilder<>(RI).CreateLifetimeEnd(AI, AllocaSize);
1360       }
1361     }
1362   }
1363
1364   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
1365   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
1366   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
1367     Module *M = Caller->getParent();
1368     // Get the two intrinsics we care about.
1369     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
1370     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
1371
1372     // Insert the llvm.stacksave.
1373     CallInst *SavedPtr = IRBuilder<>(&*FirstNewBlock, FirstNewBlock->begin())
1374                              .CreateCall(StackSave, {}, "savedstack");
1375
1376     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
1377     // inlined function.
1378     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1379       // Don't insert llvm.stackrestore calls between a musttail call and a
1380       // return.  The return will restore the stack pointer.
1381       if (InlinedMustTailCalls && RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall())
1382         continue;
1383       IRBuilder<>(RI).CreateCall(StackRestore, SavedPtr);
1384     }
1385   }
1386
1387   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
1388   // any call instructions into invoke instructions.
1389   if (auto *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1390     BasicBlock *UnwindDest = II->getUnwindDest();
1391     Instruction *FirstNonPHI = UnwindDest->getFirstNonPHI();
1392     if (isa<LandingPadInst>(FirstNonPHI)) {
1393       HandleInlinedLandingPad(II, &*FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
1394     } else {
1395       HandleInlinedEHPad(II, &*FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
1396     }
1397   }
1398
1399   // Handle any inlined musttail call sites.  In order for a new call site to be
1400   // musttail, the source of the clone and the inlined call site must have been
1401   // musttail.  Therefore it's safe to return without merging control into the
1402   // phi below.
1403   if (InlinedMustTailCalls) {
1404     // Check if we need to bitcast the result of any musttail calls.
1405     Type *NewRetTy = Caller->getReturnType();
1406     bool NeedBitCast = !TheCall->use_empty() && TheCall->getType() != NewRetTy;
1407
1408     // Handle the returns preceded by musttail calls separately.
1409     SmallVector<ReturnInst *, 8> NormalReturns;
1410     for (ReturnInst *RI : Returns) {
1411       CallInst *ReturnedMustTail =
1412           RI->getParent()->getTerminatingMustTailCall();
1413       if (!ReturnedMustTail) {
1414         NormalReturns.push_back(RI);
1415         continue;
1416       }
1417       if (!NeedBitCast)
1418         continue;
1419
1420       // Delete the old return and any preceding bitcast.
1421       BasicBlock *CurBB = RI->getParent();
1422       auto *OldCast = dyn_cast_or_null<BitCastInst>(RI->getReturnValue());
1423       RI->eraseFromParent();
1424       if (OldCast)
1425         OldCast->eraseFromParent();
1426
1427       // Insert a new bitcast and return with the right type.
1428       IRBuilder<> Builder(CurBB);
1429       Builder.CreateRet(Builder.CreateBitCast(ReturnedMustTail, NewRetTy));
1430     }
1431
1432     // Leave behind the normal returns so we can merge control flow.
1433     std::swap(Returns, NormalReturns);
1434   }
1435
1436   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
1437   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
1438   // the calling basic block.
1439   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
1440     // Move all of the instructions right before the call.
1441     OrigBB->getInstList().splice(TheCall->getIterator(),
1442                                  FirstNewBlock->getInstList(),
1443                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
1444     // Remove the cloned basic block.
1445     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
1446
1447     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
1448     // destination.
1449     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1450       BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1451       NewBr->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1452     }
1453
1454     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
1455     // uses of the returned value.
1456     if (!TheCall->use_empty()) {
1457       ReturnInst *R = Returns[0];
1458       if (TheCall == R->getReturnValue())
1459         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1460       else
1461         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
1462     }
1463     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1464     TheCall->eraseFromParent();
1465
1466     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
1467     Returns[0]->eraseFromParent();
1468
1469     // We are now done with the inlining.
1470     return true;
1471   }
1472
1473   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
1474   // multiple return sites.
1475
1476   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
1477   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
1478   // this is an invoke instruction or a call instruction.
1479   BasicBlock *AfterCallBB;
1480   BranchInst *CreatedBranchToNormalDest = nullptr;
1481   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
1482
1483     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
1484     CreatedBranchToNormalDest = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
1485
1486     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
1487     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
1488     // symmetric to the call case.
1489     AfterCallBB =
1490         OrigBB->splitBasicBlock(CreatedBranchToNormalDest->getIterator(),
1491                                 CalledFunc->getName() + ".exit");
1492
1493   } else {  // It's a call
1494     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
1495     // the call lives in.
1496     //
1497     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall->getIterator(),
1498                                           CalledFunc->getName() + ".exit");
1499   }
1500
1501   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
1502   // basic block of the inlined function.
1503   //
1504   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
1505   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
1506          "splitBasicBlock broken!");
1507   Br->setOperand(0, &*FirstNewBlock);
1508
1509   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
1510   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
1511   // into the space made by splitting the source basic block.
1512   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB->getIterator(),
1513                                      Caller->getBasicBlockList(), FirstNewBlock,
1514                                      Caller->end());
1515
1516   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
1517   // any users of the original call/invoke instruction.
1518   Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
1519
1520   PHINode *PHI = nullptr;
1521   if (Returns.size() > 1) {
1522     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
1523     // possible incoming values.
1524     if (!TheCall->use_empty()) {
1525       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
1526                             &AfterCallBB->front());
1527       // Anything that used the result of the function call should now use the
1528       // PHI node as their operand.
1529       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
1530     }
1531
1532     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
1533     // as appropriate.
1534     if (PHI) {
1535       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1536         ReturnInst *RI = Returns[i];
1537         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
1538                "Ret value not consistent in function!");
1539         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
1540       }
1541     }
1542
1543     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
1544     DebugLoc Loc;
1545     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
1546       ReturnInst *RI = Returns[i];
1547       BranchInst* BI = BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
1548       Loc = RI->getDebugLoc();
1549       BI->setDebugLoc(Loc);
1550       RI->eraseFromParent();
1551     }
1552     // We need to set the debug location to *somewhere* inside the
1553     // inlined function. The line number may be nonsensical, but the
1554     // instruction will at least be associated with the right
1555     // function.
1556     if (CreatedBranchToNormalDest)
1557       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Loc);
1558   } else if (!Returns.empty()) {
1559     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
1560     // using the return value of the call with the computed value.
1561     if (!TheCall->use_empty()) {
1562       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
1563         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1564       else
1565         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
1566     }
1567
1568     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
1569     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
1570     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
1571
1572     // Splice the code from the return block into the block that it will return
1573     // to, which contains the code that was after the call.
1574     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
1575                                       ReturnBB->getInstList());
1576
1577     if (CreatedBranchToNormalDest)
1578       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
1579
1580     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
1581     Returns[0]->eraseFromParent();
1582     ReturnBB->eraseFromParent();
1583   } else if (!TheCall->use_empty()) {
1584     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
1585     // nuke the result.
1586     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
1587   }
1588
1589   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
1590   TheCall->eraseFromParent();
1591
1592   // If we inlined any musttail calls and the original return is now
1593   // unreachable, delete it.  It can only contain a bitcast and ret.
1594   if (InlinedMustTailCalls && pred_begin(AfterCallBB) == pred_end(AfterCallBB))
1595     AfterCallBB->eraseFromParent();
1596
1597   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
1598   // single predecessor of the block...
1599   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
1600   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
1601
1602   // Splice the code entry block into calling block, right before the
1603   // unconditional branch.
1604   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
1605   OrigBB->getInstList().splice(Br->getIterator(), CalleeEntry->getInstList());
1606
1607   // Remove the unconditional branch.
1608   OrigBB->getInstList().erase(Br);
1609
1610   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
1611   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
1612
1613   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
1614   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
1615   // block other optimizations.
1616   if (PHI) {
1617     auto &DL = Caller->getParent()->getDataLayout();
1618     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, DL, nullptr, nullptr,
1619                                        &IFI.ACT->getAssumptionCache(*Caller))) {
1620       PHI->replaceAllUsesWith(V);
1621       PHI->eraseFromParent();
1622     }
1623   }
1624
1625   return true;
1626 }