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