ed44dcdb5c09f7012f0609ea1777a4b2c2dcef37
[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/SmallVector.h"
17 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
18 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
19 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
20 #include "llvm/DebugInfo.h"
21 #include "llvm/IR/Attributes.h"
22 #include "llvm/IR/CallSite.h"
23 #include "llvm/IR/Constants.h"
24 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
25 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
26 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
27 #include "llvm/IR/Instructions.h"
28 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
29 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
30 #include "llvm/IR/Module.h"
31 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
32 using namespace llvm;
33
34 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI,
35                           bool InsertLifetime) {
36   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI, InsertLifetime);
37 }
38 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI,
39                           bool InsertLifetime) {
40   return InlineFunction(CallSite(II), IFI, InsertLifetime);
41 }
42
43 namespace {
44   /// A class for recording information about inlining through an invoke.
45   class InvokeInliningInfo {
46     BasicBlock *OuterResumeDest; ///< Destination of the invoke's unwind.
47     BasicBlock *InnerResumeDest; ///< Destination for the callee's resume.
48     LandingPadInst *CallerLPad;  ///< LandingPadInst associated with the invoke.
49     PHINode *InnerEHValuesPHI;   ///< PHI for EH values from landingpad insts.
50     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
51
52   public:
53     InvokeInliningInfo(InvokeInst *II)
54       : OuterResumeDest(II->getUnwindDest()), InnerResumeDest(0),
55         CallerLPad(0), InnerEHValuesPHI(0) {
56       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
57       // track of which values came into them from the invoke before removing
58       // the edge from this block.
59       llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
60       BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
61       for (; isa<PHINode>(I); ++I) {
62         // Save the value to use for this edge.
63         PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
64         UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
65       }
66
67       CallerLPad = cast<LandingPadInst>(I);
68     }
69
70     /// getOuterResumeDest - The outer unwind destination is the target of
71     /// unwind edges introduced for calls within the inlined function.
72     BasicBlock *getOuterResumeDest() const {
73       return OuterResumeDest;
74     }
75
76     BasicBlock *getInnerResumeDest();
77
78     LandingPadInst *getLandingPadInst() const { return CallerLPad; }
79
80     /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing
81     /// pad block. When the landing pad block has only one predecessor, this is
82     /// a simple branch. When there is more than one predecessor, we need to
83     /// split the landing pad block after the landingpad instruction and jump
84     /// to there.
85     void forwardResume(ResumeInst *RI,
86                        SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> &InlinedLPads);
87
88     /// addIncomingPHIValuesFor - Add incoming-PHI values to the unwind
89     /// destination block for the given basic block, using the values for the
90     /// original invoke's source block.
91     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
92       addIncomingPHIValuesForInto(BB, OuterResumeDest);
93     }
94
95     void addIncomingPHIValuesForInto(BasicBlock *src, BasicBlock *dest) const {
96       BasicBlock::iterator I = dest->begin();
97       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
98         PHINode *phi = cast<PHINode>(I);
99         phi->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], src);
100       }
101     }
102   };
103 }
104
105 /// getInnerResumeDest - Get or create a target for the branch from ResumeInsts.
106 BasicBlock *InvokeInliningInfo::getInnerResumeDest() {
107   if (InnerResumeDest) return InnerResumeDest;
108
109   // Split the landing pad.
110   BasicBlock::iterator SplitPoint = CallerLPad; ++SplitPoint;
111   InnerResumeDest =
112     OuterResumeDest->splitBasicBlock(SplitPoint,
113                                      OuterResumeDest->getName() + ".body");
114
115   // The number of incoming edges we expect to the inner landing pad.
116   const unsigned PHICapacity = 2;
117
118   // Create corresponding new PHIs for all the PHIs in the outer landing pad.
119   BasicBlock::iterator InsertPoint = InnerResumeDest->begin();
120   BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
121   for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
122     PHINode *OuterPHI = cast<PHINode>(I);
123     PHINode *InnerPHI = PHINode::Create(OuterPHI->getType(), PHICapacity,
124                                         OuterPHI->getName() + ".lpad-body",
125                                         InsertPoint);
126     OuterPHI->replaceAllUsesWith(InnerPHI);
127     InnerPHI->addIncoming(OuterPHI, OuterResumeDest);
128   }
129
130   // Create a PHI for the exception values.
131   InnerEHValuesPHI = PHINode::Create(CallerLPad->getType(), PHICapacity,
132                                      "eh.lpad-body", InsertPoint);
133   CallerLPad->replaceAllUsesWith(InnerEHValuesPHI);
134   InnerEHValuesPHI->addIncoming(CallerLPad, OuterResumeDest);
135
136   // All done.
137   return InnerResumeDest;
138 }
139
140 /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad
141 /// block. When the landing pad block has only one predecessor, this is a simple
142 /// branch. When there is more than one predecessor, we need to split the
143 /// landing pad block after the landingpad instruction and jump to there.
144 void InvokeInliningInfo::forwardResume(ResumeInst *RI,
145                                SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> &InlinedLPads) {
146   BasicBlock *Dest = getInnerResumeDest();
147   BasicBlock *Src = RI->getParent();
148
149   BranchInst::Create(Dest, Src);
150
151   // Update the PHIs in the destination. They were inserted in an order which
152   // makes this work.
153   addIncomingPHIValuesForInto(Src, Dest);
154
155   InnerEHValuesPHI->addIncoming(RI->getOperand(0), Src);
156   RI->eraseFromParent();
157 }
158
159 /// HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke - When we inline a basic block into
160 /// an invoke, we have to turn all of the calls that can throw into
161 /// invokes.  This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
162 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
163 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
164 static void HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB,
165                                                    InvokeInliningInfo &Invoke) {
166   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
167     Instruction *I = BBI++;
168
169     // We only need to check for function calls: inlined invoke
170     // instructions require no special handling.
171     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
172
173     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
174     // Inline asm calls cannot throw.
175     if (!CI || CI->doesNotThrow() || isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
176       continue;
177
178     // Convert this function call into an invoke instruction.  First, split the
179     // basic block.
180     BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
181
182     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
183     BB->getInstList().pop_back();
184
185     // Create the new invoke instruction.
186     ImmutableCallSite CS(CI);
187     SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
188     InvokeInst *II = InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split,
189                                         Invoke.getOuterResumeDest(),
190                                         InvokeArgs, CI->getName(), BB);
191     II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
192     II->setAttributes(CI->getAttributes());
193     
194     // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
195     // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
196     CI->replaceAllUsesWith(II);
197
198     // Delete the original call
199     Split->getInstList().pop_front();
200
201     // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there is
202     // now a new entry in them.
203     Invoke.addIncomingPHIValuesFor(BB);
204     return;
205   }
206 }
207
208 /// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
209 /// in the body of the inlined function into invokes.
210 ///
211 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
212 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
213 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
214 static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
215                                 ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
216   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
217
218   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
219
220   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
221   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
222   // rewrite.
223   InvokeInliningInfo Invoke(II);
224
225   // Get all of the inlined landing pad instructions.
226   SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> InlinedLPads;
227   for (Function::iterator I = FirstNewBlock, E = Caller->end(); I != E; ++I)
228     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator()))
229       InlinedLPads.insert(II->getLandingPadInst());
230
231   // Append the clauses from the outer landing pad instruction into the inlined
232   // landing pad instructions.
233   LandingPadInst *OuterLPad = Invoke.getLandingPadInst();
234   for (SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16>::iterator I = InlinedLPads.begin(),
235          E = InlinedLPads.end(); I != E; ++I) {
236     LandingPadInst *InlinedLPad = *I;
237     unsigned OuterNum = OuterLPad->getNumClauses();
238     InlinedLPad->reserveClauses(OuterNum);
239     for (unsigned OuterIdx = 0; OuterIdx != OuterNum; ++OuterIdx)
240       InlinedLPad->addClause(OuterLPad->getClause(OuterIdx));
241     if (OuterLPad->isCleanup())
242       InlinedLPad->setCleanup(true);
243   }
244
245   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB){
246     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
247       HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BB, Invoke);
248
249     // Forward any resumes that are remaining here.
250     if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator()))
251       Invoke.forwardResume(RI, InlinedLPads);
252   }
253
254   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
255   // the exception destination block still have entries due to the original
256   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
257   // PHI node) now.
258   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
259 }
260
261 /// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
262 /// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
263 /// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
264 /// some edges of the callgraph may remain.
265 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
266                                          Function::iterator FirstNewBlock,
267                                          ValueToValueMapTy &VMap,
268                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
269   CallGraph &CG = *IFI.CG;
270   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
271   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
272   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
273   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
274
275   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
276   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
277   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
278
279   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
280   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
281   if (CalleeNode == CallerNode) {
282     CallCache.assign(I, E);
283     I = CallCache.begin();
284     E = CallCache.end();
285   }
286
287   for (; I != E; ++I) {
288     const Value *OrigCall = I->first;
289
290     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
291     // Only copy the edge if the call was inlined!
292     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == 0)
293       continue;
294     
295     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
296     // add.  Check for this case.
297     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
298     if (NewCall == 0) continue;
299
300     // Remember that this call site got inlined for the client of
301     // InlineFunction.
302     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
303
304     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
305     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
306     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
307     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
308     // was just unnecessarily imprecise.
309     if (I->second->getFunction() == 0)
310       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
311         // Indirect call site resolved to direct call.
312         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
313
314         continue;
315       }
316
317     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
318   }
319   
320   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
321   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
322   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
323 }
324
325 /// HandleByValArgument - When inlining a call site that has a byval argument,
326 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
327 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
328                                   const Function *CalledFunc,
329                                   InlineFunctionInfo &IFI,
330                                   unsigned ByValAlignment) {
331   Type *AggTy = cast<PointerType>(Arg->getType())->getElementType();
332
333   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
334   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
335   // temporary.
336   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
337     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
338     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
339     // give up on this transformation.
340     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
341       return Arg;
342
343     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
344     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
345     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment,
346                                    IFI.DL) >= ByValAlignment)
347       return Arg;
348     
349     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
350     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
351   }
352   
353   LLVMContext &Context = Arg->getContext();
354
355   Type *VoidPtrTy = Type::getInt8PtrTy(Context);
356   
357   // Create the alloca.  If we have DataLayout, use nice alignment.
358   unsigned Align = 1;
359   if (IFI.DL)
360     Align = IFI.DL->getPrefTypeAlignment(AggTy);
361   
362   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
363   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
364   // pointer inside the callee).
365   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
366   
367   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent(); 
368   
369   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, 0, Align, Arg->getName(), 
370                                     &*Caller->begin()->begin());
371   // Emit a memcpy.
372   Type *Tys[3] = {VoidPtrTy, VoidPtrTy, Type::getInt64Ty(Context)};
373   Function *MemCpyFn = Intrinsic::getDeclaration(Caller->getParent(),
374                                                  Intrinsic::memcpy, 
375                                                  Tys);
376   Value *DestCast = new BitCastInst(NewAlloca, VoidPtrTy, "tmp", TheCall);
377   Value *SrcCast = new BitCastInst(Arg, VoidPtrTy, "tmp", TheCall);
378   
379   Value *Size;
380   if (IFI.DL == 0)
381     Size = ConstantExpr::getSizeOf(AggTy);
382   else
383     Size = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Context),
384                             IFI.DL->getTypeStoreSize(AggTy));
385   
386   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
387   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
388   // better alignment.
389   Value *CallArgs[] = {
390     DestCast, SrcCast, Size,
391     ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1),
392     ConstantInt::getFalse(Context) // isVolatile
393   };
394   IRBuilder<>(TheCall).CreateCall(MemCpyFn, CallArgs);
395   
396   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
397   // instead.
398   return NewAlloca;
399 }
400
401 // isUsedByLifetimeMarker - Check whether this Value is used by a lifetime
402 // intrinsic.
403 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
404   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end(); UI != UE;
405        ++UI) {
406     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*UI)) {
407       switch (II->getIntrinsicID()) {
408       default: break;
409       case Intrinsic::lifetime_start:
410       case Intrinsic::lifetime_end:
411         return true;
412       }
413     }
414   }
415   return false;
416 }
417
418 // hasLifetimeMarkers - Check whether the given alloca already has
419 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
420 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
421   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(AI->getType()->getContext());
422   if (AI->getType() == Int8PtrTy)
423     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
424
425   // Do a scan to find all the casts to i8*.
426   for (Value::use_iterator I = AI->use_begin(), E = AI->use_end(); I != E;
427        ++I) {
428     if (I->getType() != Int8PtrTy) continue;
429     if (I->stripPointerCasts() != AI) continue;
430     if (isUsedByLifetimeMarker(*I))
431       return true;
432   }
433   return false;
434 }
435
436 /// updateInlinedAtInfo - Helper function used by fixupLineNumbers to
437 /// recursively update InlinedAtEntry of a DebugLoc.
438 static DebugLoc updateInlinedAtInfo(const DebugLoc &DL, 
439                                     const DebugLoc &InlinedAtDL,
440                                     LLVMContext &Ctx) {
441   if (MDNode *IA = DL.getInlinedAt(Ctx)) {
442     DebugLoc NewInlinedAtDL 
443       = updateInlinedAtInfo(DebugLoc::getFromDILocation(IA), InlinedAtDL, Ctx);
444     return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
445                          NewInlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
446   }
447
448   return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
449                        InlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
450 }
451
452 /// fixupLineNumbers - Update inlined instructions' line numbers to 
453 /// to encode location where these instructions are inlined.
454 static void fixupLineNumbers(Function *Fn, Function::iterator FI,
455                              Instruction *TheCall) {
456   DebugLoc TheCallDL = TheCall->getDebugLoc();
457   if (TheCallDL.isUnknown())
458     return;
459
460   for (; FI != Fn->end(); ++FI) {
461     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
462          BI != BE; ++BI) {
463       DebugLoc DL = BI->getDebugLoc();
464       if (!DL.isUnknown()) {
465         BI->setDebugLoc(updateInlinedAtInfo(DL, TheCallDL, BI->getContext()));
466         if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(BI)) {
467           LLVMContext &Ctx = BI->getContext();
468           MDNode *InlinedAt = BI->getDebugLoc().getInlinedAt(Ctx);
469           DVI->setOperand(2, createInlinedVariable(DVI->getVariable(), 
470                                                    InlinedAt, Ctx));
471         }
472       }
473     }
474   }
475 }
476
477 /// InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
478 /// block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline
479 /// this call.  The program is still in a well defined state if this occurs
480 /// though.
481 ///
482 /// Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
483 /// instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
484 /// exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
485 /// function by one level.
486 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI,
487                           bool InsertLifetime) {
488   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
489   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
490          "Instruction not in function!");
491
492   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
493   IFI.reset();
494   
495   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
496   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
497       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
498       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
499
500   // If the call to the callee is not a tail call, we must clear the 'tail'
501   // flags on any calls that we inline.
502   bool MustClearTailCallFlags =
503     !(isa<CallInst>(TheCall) && cast<CallInst>(TheCall)->isTailCall());
504
505   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
506   // calls that we inline.
507   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
508
509   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
510   Function *Caller = OrigBB->getParent();
511
512   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
513   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
514   //     caller.
515   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
516   if (CalledFunc->hasGC()) {
517     if (!Caller->hasGC())
518       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
519     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
520       return false;
521   }
522
523   // Get the personality function from the callee if it contains a landing pad.
524   Value *CalleePersonality = 0;
525   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), E = CalledFunc->end();
526        I != E; ++I)
527     if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
528       const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
529       const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
530       CalleePersonality = LP->getPersonalityFn();
531       break;
532     }
533
534   // Find the personality function used by the landing pads of the caller. If it
535   // exists, then check to see that it matches the personality function used in
536   // the callee.
537   if (CalleePersonality) {
538     for (Function::const_iterator I = Caller->begin(), E = Caller->end();
539          I != E; ++I)
540       if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
541         const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
542         const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
543
544         // If the personality functions match, then we can perform the
545         // inlining. Otherwise, we can't inline.
546         // TODO: This isn't 100% true. Some personality functions are proper
547         //       supersets of others and can be used in place of the other.
548         if (LP->getPersonalityFn() != CalleePersonality)
549           return false;
550
551         break;
552       }
553   }
554
555   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
556   // the new function inlined after it.
557   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
558
559   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
560   // function.
561   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
562   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
563   Function::iterator FirstNewBlock;
564
565   { // Scope to destroy VMap after cloning.
566     ValueToValueMapTy VMap;
567
568     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
569            "No varargs calls can be inlined!");
570
571     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
572     // matches up the formal to the actual argument values.
573     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
574     unsigned ArgNo = 0;
575     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
576          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
577       Value *ActualArg = *AI;
578
579       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
580       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
581       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
582       // modify the struct.
583       if (CS.isByValArgument(ArgNo)) {
584         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
585                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1));
586  
587         // Calls that we inline may use the new alloca, so we need to clear
588         // their 'tail' flags if HandleByValArgument introduced a new alloca and
589         // the callee has calls.
590         MustClearTailCallFlags |= ActualArg != *AI;
591       }
592
593       VMap[I] = ActualArg;
594     }
595
596     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
597     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
598     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
599     // happy with whatever the cloner can do.
600     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap, 
601                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
602                               &InlinedFunctionInfo, IFI.DL, TheCall);
603
604     // Remember the first block that is newly cloned over.
605     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
606
607     // Update the callgraph if requested.
608     if (IFI.CG)
609       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
610
611     // Update inlined instructions' line number information.
612     fixupLineNumbers(Caller, FirstNewBlock, TheCall);
613   }
614
615   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
616   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
617   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
618   // instructions at the end of the current alloca list.
619   {
620     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
621     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
622          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
623       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
624       if (AI == 0) continue;
625       
626       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
627       // specialization.
628       if (AI->use_empty()) {
629         AI->eraseFromParent();
630         continue;
631       }
632
633       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
634         continue;
635       
636       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
637       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
638       
639       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
640       // all at once.
641       while (isa<AllocaInst>(I) &&
642              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
643         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
644         ++I;
645       }
646
647       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
648       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
649       // reinserted.
650       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(InsertPoint,
651                                                    FirstNewBlock->getInstList(),
652                                                    AI, I);
653     }
654   }
655
656   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
657   // function we just inlined.
658   if (InsertLifetime && !IFI.StaticAllocas.empty()) {
659     IRBuilder<> builder(FirstNewBlock->begin());
660     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
661       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
662
663       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
664       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
665       if (hasLifetimeMarkers(AI))
666         continue;
667
668       // Try to determine the size of the allocation.
669       ConstantInt *AllocaSize = 0;
670       if (ConstantInt *AIArraySize =
671           dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
672         if (IFI.DL) {
673           Type *AllocaType = AI->getAllocatedType();
674           uint64_t AllocaTypeSize = IFI.DL->getTypeAllocSize(AllocaType);
675           uint64_t AllocaArraySize = AIArraySize->getLimitedValue();
676           assert(AllocaArraySize > 0 && "array size of AllocaInst is zero");
677           // Check that array size doesn't saturate uint64_t and doesn't
678           // overflow when it's multiplied by type size.
679           if (AllocaArraySize != ~0ULL &&
680               UINT64_MAX / AllocaArraySize >= AllocaTypeSize) {
681             AllocaSize = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AI->getContext()),
682                                           AllocaArraySize * AllocaTypeSize);
683           }
684         }
685       }
686
687       builder.CreateLifetimeStart(AI, AllocaSize);
688       for (unsigned ri = 0, re = Returns.size(); ri != re; ++ri) {
689         IRBuilder<> builder(Returns[ri]);
690         builder.CreateLifetimeEnd(AI, AllocaSize);
691       }
692     }
693   }
694
695   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
696   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
697   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
698     Module *M = Caller->getParent();
699     // Get the two intrinsics we care about.
700     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
701     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
702
703     // Insert the llvm.stacksave.
704     CallInst *SavedPtr = IRBuilder<>(FirstNewBlock, FirstNewBlock->begin())
705       .CreateCall(StackSave, "savedstack");
706
707     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
708     // inlined function.
709     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
710       IRBuilder<>(Returns[i]).CreateCall(StackRestore, SavedPtr);
711     }
712   }
713
714   // If we are inlining tail call instruction through a call site that isn't
715   // marked 'tail', we must remove the tail marker for any calls in the inlined
716   // code.  Also, calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
717   // 'nounwind'.
718   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls &&
719       (MustClearTailCallFlags || MarkNoUnwind)) {
720     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
721          BB != E; ++BB)
722       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
723         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
724           if (MustClearTailCallFlags)
725             CI->setTailCall(false);
726           if (MarkNoUnwind)
727             CI->setDoesNotThrow();
728         }
729   }
730
731   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
732   // any call instructions into invoke instructions.
733   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
734     HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
735
736   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
737   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
738   // the calling basic block.
739   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
740     // Move all of the instructions right before the call.
741     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
742                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
743     // Remove the cloned basic block.
744     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
745
746     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
747     // destination.
748     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
749       BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
750       NewBr->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
751     }
752
753     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
754     // uses of the returned value.
755     if (!TheCall->use_empty()) {
756       ReturnInst *R = Returns[0];
757       if (TheCall == R->getReturnValue())
758         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
759       else
760         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
761     }
762     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
763     TheCall->eraseFromParent();
764
765     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
766     Returns[0]->eraseFromParent();
767
768     // We are now done with the inlining.
769     return true;
770   }
771
772   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
773   // multiple return sites.
774
775   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
776   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
777   // this is an invoke instruction or a call instruction.
778   BasicBlock *AfterCallBB;
779   BranchInst *CreatedBranchToNormalDest = NULL;
780   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
781
782     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
783     CreatedBranchToNormalDest = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
784
785     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
786     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
787     // symmetric to the call case.
788     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(CreatedBranchToNormalDest,
789                                           CalledFunc->getName()+".exit");
790
791   } else {  // It's a call
792     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
793     // the call lives in.
794     //
795     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
796                                           CalledFunc->getName()+".exit");
797   }
798
799   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
800   // basic block of the inlined function.
801   //
802   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
803   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
804          "splitBasicBlock broken!");
805   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
806
807
808   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
809   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
810   // into the space made by splitting the source basic block.
811   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
812                                      FirstNewBlock, Caller->end());
813
814   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
815   // any users of the original call/invoke instruction.
816   Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
817
818   PHINode *PHI = 0;
819   if (Returns.size() > 1) {
820     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
821     // possible incoming values.
822     if (!TheCall->use_empty()) {
823       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
824                             AfterCallBB->begin());
825       // Anything that used the result of the function call should now use the
826       // PHI node as their operand.
827       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
828     }
829
830     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
831     // as appropriate.
832     if (PHI) {
833       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
834         ReturnInst *RI = Returns[i];
835         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
836                "Ret value not consistent in function!");
837         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
838       }
839     }
840
841
842     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
843     DebugLoc Loc;
844     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
845       ReturnInst *RI = Returns[i];
846       BranchInst* BI = BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
847       Loc = RI->getDebugLoc();
848       BI->setDebugLoc(Loc);
849       RI->eraseFromParent();
850     }
851     // We need to set the debug location to *somewhere* inside the
852     // inlined function. The line number may be nonsensical, but the
853     // instruction will at least be associated with the right
854     // function.
855     if (CreatedBranchToNormalDest)
856       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Loc);
857   } else if (!Returns.empty()) {
858     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
859     // using the return value of the call with the computed value.
860     if (!TheCall->use_empty()) {
861       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
862         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
863       else
864         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
865     }
866
867     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
868     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
869     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
870
871     // Splice the code from the return block into the block that it will return
872     // to, which contains the code that was after the call.
873     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
874                                       ReturnBB->getInstList());
875
876     if (CreatedBranchToNormalDest)
877       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
878
879     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
880     Returns[0]->eraseFromParent();
881     ReturnBB->eraseFromParent();
882   } else if (!TheCall->use_empty()) {
883     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
884     // nuke the result.
885     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
886   }
887
888   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
889   TheCall->eraseFromParent();
890
891   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
892   // single predecessor of the block...
893   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
894   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
895
896   // Splice the code entry block into calling block, right before the
897   // unconditional branch.
898   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
899   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
900
901   // Remove the unconditional branch.
902   OrigBB->getInstList().erase(Br);
903
904   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
905   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
906
907   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
908   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
909   // block other optimizations.
910   if (PHI) {
911     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, IFI.DL)) {
912       PHI->replaceAllUsesWith(V);
913       PHI->eraseFromParent();
914     }
915   }
916
917   return true;
918 }