Teach the inliner how to preserve musttail invariants
[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/IR/Attributes.h"
21 #include "llvm/IR/CallSite.h"
22 #include "llvm/IR/CFG.h"
23 #include "llvm/IR/Constants.h"
24 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
25 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
26 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
27 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
28 #include "llvm/IR/Instructions.h"
29 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
30 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
31 #include "llvm/IR/Module.h"
32 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
33 using namespace llvm;
34
35 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI,
36                           bool InsertLifetime) {
37   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI, InsertLifetime);
38 }
39 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI,
40                           bool InsertLifetime) {
41   return InlineFunction(CallSite(II), IFI, InsertLifetime);
42 }
43
44 namespace {
45   /// A class for recording information about inlining through an invoke.
46   class InvokeInliningInfo {
47     BasicBlock *OuterResumeDest; ///< Destination of the invoke's unwind.
48     BasicBlock *InnerResumeDest; ///< Destination for the callee's resume.
49     LandingPadInst *CallerLPad;  ///< LandingPadInst associated with the invoke.
50     PHINode *InnerEHValuesPHI;   ///< PHI for EH values from landingpad insts.
51     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
52
53   public:
54     InvokeInliningInfo(InvokeInst *II)
55       : OuterResumeDest(II->getUnwindDest()), InnerResumeDest(nullptr),
56         CallerLPad(nullptr), InnerEHValuesPHI(nullptr) {
57       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to keep
58       // track of which values came into them from the invoke before removing
59       // the edge from this block.
60       llvm::BasicBlock *InvokeBB = II->getParent();
61       BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
62       for (; isa<PHINode>(I); ++I) {
63         // Save the value to use for this edge.
64         PHINode *PHI = cast<PHINode>(I);
65         UnwindDestPHIValues.push_back(PHI->getIncomingValueForBlock(InvokeBB));
66       }
67
68       CallerLPad = cast<LandingPadInst>(I);
69     }
70
71     /// getOuterResumeDest - The outer unwind destination is the target of
72     /// unwind edges introduced for calls within the inlined function.
73     BasicBlock *getOuterResumeDest() const {
74       return OuterResumeDest;
75     }
76
77     BasicBlock *getInnerResumeDest();
78
79     LandingPadInst *getLandingPadInst() const { return CallerLPad; }
80
81     /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing
82     /// pad block. When the landing pad block has only one predecessor, this is
83     /// a simple branch. When there is more than one predecessor, we need to
84     /// split the landing pad block after the landingpad instruction and jump
85     /// to there.
86     void forwardResume(ResumeInst *RI,
87                        SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> &InlinedLPads);
88
89     /// addIncomingPHIValuesFor - Add incoming-PHI values to the unwind
90     /// destination block for the given basic block, using the values for the
91     /// original invoke's source block.
92     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
93       addIncomingPHIValuesForInto(BB, OuterResumeDest);
94     }
95
96     void addIncomingPHIValuesForInto(BasicBlock *src, BasicBlock *dest) const {
97       BasicBlock::iterator I = dest->begin();
98       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
99         PHINode *phi = cast<PHINode>(I);
100         phi->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], src);
101       }
102     }
103   };
104 }
105
106 /// getInnerResumeDest - Get or create a target for the branch from ResumeInsts.
107 BasicBlock *InvokeInliningInfo::getInnerResumeDest() {
108   if (InnerResumeDest) return InnerResumeDest;
109
110   // Split the landing pad.
111   BasicBlock::iterator SplitPoint = CallerLPad; ++SplitPoint;
112   InnerResumeDest =
113     OuterResumeDest->splitBasicBlock(SplitPoint,
114                                      OuterResumeDest->getName() + ".body");
115
116   // The number of incoming edges we expect to the inner landing pad.
117   const unsigned PHICapacity = 2;
118
119   // Create corresponding new PHIs for all the PHIs in the outer landing pad.
120   BasicBlock::iterator InsertPoint = InnerResumeDest->begin();
121   BasicBlock::iterator I = OuterResumeDest->begin();
122   for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
123     PHINode *OuterPHI = cast<PHINode>(I);
124     PHINode *InnerPHI = PHINode::Create(OuterPHI->getType(), PHICapacity,
125                                         OuterPHI->getName() + ".lpad-body",
126                                         InsertPoint);
127     OuterPHI->replaceAllUsesWith(InnerPHI);
128     InnerPHI->addIncoming(OuterPHI, OuterResumeDest);
129   }
130
131   // Create a PHI for the exception values.
132   InnerEHValuesPHI = PHINode::Create(CallerLPad->getType(), PHICapacity,
133                                      "eh.lpad-body", InsertPoint);
134   CallerLPad->replaceAllUsesWith(InnerEHValuesPHI);
135   InnerEHValuesPHI->addIncoming(CallerLPad, OuterResumeDest);
136
137   // All done.
138   return InnerResumeDest;
139 }
140
141 /// forwardResume - Forward the 'resume' instruction to the caller's landing pad
142 /// block. When the landing pad block has only one predecessor, this is a simple
143 /// branch. When there is more than one predecessor, we need to split the
144 /// landing pad block after the landingpad instruction and jump to there.
145 void InvokeInliningInfo::forwardResume(ResumeInst *RI,
146                                SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> &InlinedLPads) {
147   BasicBlock *Dest = getInnerResumeDest();
148   BasicBlock *Src = RI->getParent();
149
150   BranchInst::Create(Dest, Src);
151
152   // Update the PHIs in the destination. They were inserted in an order which
153   // makes this work.
154   addIncomingPHIValuesForInto(Src, Dest);
155
156   InnerEHValuesPHI->addIncoming(RI->getOperand(0), Src);
157   RI->eraseFromParent();
158 }
159
160 /// HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke - When we inline a basic block into
161 /// an invoke, we have to turn all of the calls that can throw into
162 /// invokes.  This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
163 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
164 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
165 static void HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB,
166                                                    InvokeInliningInfo &Invoke) {
167   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
168     Instruction *I = BBI++;
169
170     // We only need to check for function calls: inlined invoke
171     // instructions require no special handling.
172     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
173
174     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
175     // Inline asm calls cannot throw.
176     if (!CI || CI->doesNotThrow() || isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
177       continue;
178
179     // Convert this function call into an invoke instruction.  First, split the
180     // basic block.
181     BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
182
183     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
184     BB->getInstList().pop_back();
185
186     // Create the new invoke instruction.
187     ImmutableCallSite CS(CI);
188     SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
189     InvokeInst *II = InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split,
190                                         Invoke.getOuterResumeDest(),
191                                         InvokeArgs, CI->getName(), BB);
192     II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
193     II->setAttributes(CI->getAttributes());
194     
195     // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
196     // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
197     CI->replaceAllUsesWith(II);
198
199     // Delete the original call
200     Split->getInstList().pop_front();
201
202     // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that there is
203     // now a new entry in them.
204     Invoke.addIncomingPHIValuesFor(BB);
205     return;
206   }
207 }
208
209 /// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
210 /// in the body of the inlined function into invokes.
211 ///
212 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
213 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
214 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
215 static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
216                                 ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
217   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
218
219   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
220
221   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
222   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
223   // rewrite.
224   InvokeInliningInfo Invoke(II);
225
226   // Get all of the inlined landing pad instructions.
227   SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16> InlinedLPads;
228   for (Function::iterator I = FirstNewBlock, E = Caller->end(); I != E; ++I)
229     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator()))
230       InlinedLPads.insert(II->getLandingPadInst());
231
232   // Append the clauses from the outer landing pad instruction into the inlined
233   // landing pad instructions.
234   LandingPadInst *OuterLPad = Invoke.getLandingPadInst();
235   for (SmallPtrSet<LandingPadInst*, 16>::iterator I = InlinedLPads.begin(),
236          E = InlinedLPads.end(); I != E; ++I) {
237     LandingPadInst *InlinedLPad = *I;
238     unsigned OuterNum = OuterLPad->getNumClauses();
239     InlinedLPad->reserveClauses(OuterNum);
240     for (unsigned OuterIdx = 0; OuterIdx != OuterNum; ++OuterIdx)
241       InlinedLPad->addClause(OuterLPad->getClause(OuterIdx));
242     if (OuterLPad->isCleanup())
243       InlinedLPad->setCleanup(true);
244   }
245
246   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB){
247     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
248       HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BB, Invoke);
249
250     // Forward any resumes that are remaining here.
251     if (ResumeInst *RI = dyn_cast<ResumeInst>(BB->getTerminator()))
252       Invoke.forwardResume(RI, InlinedLPads);
253   }
254
255   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
256   // the exception destination block still have entries due to the original
257   // invoke instruction. Eliminate these entries (which might even delete the
258   // PHI node) now.
259   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
260 }
261
262 /// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
263 /// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
264 /// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
265 /// some edges of the callgraph may remain.
266 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
267                                          Function::iterator FirstNewBlock,
268                                          ValueToValueMapTy &VMap,
269                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
270   CallGraph &CG = *IFI.CG;
271   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
272   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
273   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
274   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
275
276   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
277   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
278   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
279
280   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
281   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
282   if (CalleeNode == CallerNode) {
283     CallCache.assign(I, E);
284     I = CallCache.begin();
285     E = CallCache.end();
286   }
287
288   for (; I != E; ++I) {
289     const Value *OrigCall = I->first;
290
291     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
292     // Only copy the edge if the call was inlined!
293     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == nullptr)
294       continue;
295     
296     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
297     // add.  Check for this case.
298     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
299     if (!NewCall) continue;
300
301     // Remember that this call site got inlined for the client of
302     // InlineFunction.
303     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
304
305     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
306     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
307     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
308     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
309     // was just unnecessarily imprecise.
310     if (!I->second->getFunction())
311       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
312         // Indirect call site resolved to direct call.
313         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
314
315         continue;
316       }
317
318     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
319   }
320   
321   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
322   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
323   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
324 }
325
326 static void HandleByValArgumentInit(Value *Dst, Value *Src, Module *M,
327                                     BasicBlock *InsertBlock,
328                                     InlineFunctionInfo &IFI) {
329   LLVMContext &Context = Src->getContext();
330   Type *VoidPtrTy = Type::getInt8PtrTy(Context);
331   Type *AggTy = cast<PointerType>(Src->getType())->getElementType();
332   Type *Tys[3] = { VoidPtrTy, VoidPtrTy, Type::getInt64Ty(Context) };
333   Function *MemCpyFn = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::memcpy, Tys);
334   IRBuilder<> builder(InsertBlock->begin());
335   Value *DstCast = builder.CreateBitCast(Dst, VoidPtrTy, "tmp");
336   Value *SrcCast = builder.CreateBitCast(Src, VoidPtrTy, "tmp");
337
338   Value *Size;
339   if (IFI.DL == nullptr)
340     Size = ConstantExpr::getSizeOf(AggTy);
341   else
342     Size = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Context),
343                             IFI.DL->getTypeStoreSize(AggTy));
344
345   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
346   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
347   // better alignment.
348   Value *CallArgs[] = {
349     DstCast, SrcCast, Size,
350     ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1),
351     ConstantInt::getFalse(Context) // isVolatile
352   };
353   builder.CreateCall(MemCpyFn, CallArgs);
354 }
355
356 /// HandleByValArgument - When inlining a call site that has a byval argument,
357 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
358 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
359                                   const Function *CalledFunc,
360                                   InlineFunctionInfo &IFI,
361                                   unsigned ByValAlignment) {
362   PointerType *ArgTy = cast<PointerType>(Arg->getType());
363   Type *AggTy = ArgTy->getElementType();
364
365   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
366   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
367   // temporary.
368   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
369     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
370     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
371     // give up on this transformation.
372     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
373       return Arg;
374
375     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
376     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
377     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment,
378                                    IFI.DL) >= ByValAlignment)
379       return Arg;
380     
381     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
382     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
383   }
384
385   // Create the alloca.  If we have DataLayout, use nice alignment.
386   unsigned Align = 1;
387   if (IFI.DL)
388     Align = IFI.DL->getPrefTypeAlignment(AggTy);
389   
390   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
391   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
392   // pointer inside the callee).
393   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
394   
395   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent(); 
396   
397   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, nullptr, Align, Arg->getName(), 
398                                     &*Caller->begin()->begin());
399   IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(NewAlloca));
400   
401   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
402   // instead.
403   return NewAlloca;
404 }
405
406 // isUsedByLifetimeMarker - Check whether this Value is used by a lifetime
407 // intrinsic.
408 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
409   for (User *U : V->users()) {
410     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(U)) {
411       switch (II->getIntrinsicID()) {
412       default: break;
413       case Intrinsic::lifetime_start:
414       case Intrinsic::lifetime_end:
415         return true;
416       }
417     }
418   }
419   return false;
420 }
421
422 // hasLifetimeMarkers - Check whether the given alloca already has
423 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
424 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
425   Type *Ty = AI->getType();
426   Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(Ty->getContext(),
427                                        Ty->getPointerAddressSpace());
428   if (Ty == Int8PtrTy)
429     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
430
431   // Do a scan to find all the casts to i8*.
432   for (User *U : AI->users()) {
433     if (U->getType() != Int8PtrTy) continue;
434     if (U->stripPointerCasts() != AI) continue;
435     if (isUsedByLifetimeMarker(U))
436       return true;
437   }
438   return false;
439 }
440
441 /// updateInlinedAtInfo - Helper function used by fixupLineNumbers to
442 /// recursively update InlinedAtEntry of a DebugLoc.
443 static DebugLoc updateInlinedAtInfo(const DebugLoc &DL, 
444                                     const DebugLoc &InlinedAtDL,
445                                     LLVMContext &Ctx) {
446   if (MDNode *IA = DL.getInlinedAt(Ctx)) {
447     DebugLoc NewInlinedAtDL 
448       = updateInlinedAtInfo(DebugLoc::getFromDILocation(IA), InlinedAtDL, Ctx);
449     return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
450                          NewInlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
451   }
452
453   return DebugLoc::get(DL.getLine(), DL.getCol(), DL.getScope(Ctx),
454                        InlinedAtDL.getAsMDNode(Ctx));
455 }
456
457 /// fixupLineNumbers - Update inlined instructions' line numbers to 
458 /// to encode location where these instructions are inlined.
459 static void fixupLineNumbers(Function *Fn, Function::iterator FI,
460                              Instruction *TheCall) {
461   DebugLoc TheCallDL = TheCall->getDebugLoc();
462   if (TheCallDL.isUnknown())
463     return;
464
465   for (; FI != Fn->end(); ++FI) {
466     for (BasicBlock::iterator BI = FI->begin(), BE = FI->end();
467          BI != BE; ++BI) {
468       DebugLoc DL = BI->getDebugLoc();
469       if (!DL.isUnknown()) {
470         BI->setDebugLoc(updateInlinedAtInfo(DL, TheCallDL, BI->getContext()));
471         if (DbgValueInst *DVI = dyn_cast<DbgValueInst>(BI)) {
472           LLVMContext &Ctx = BI->getContext();
473           MDNode *InlinedAt = BI->getDebugLoc().getInlinedAt(Ctx);
474           DVI->setOperand(2, createInlinedVariable(DVI->getVariable(), 
475                                                    InlinedAt, Ctx));
476         }
477       }
478     }
479   }
480 }
481
482 /// Returns a musttail call instruction if one immediately precedes the given
483 /// return instruction with an optional bitcast instruction between them.
484 static CallInst *getPrecedingMustTailCall(ReturnInst *RI) {
485   Instruction *Prev = RI->getPrevNode();
486   if (!Prev)
487     return nullptr;
488
489   if (Value *RV = RI->getReturnValue()) {
490     if (RV != Prev)
491       return nullptr;
492
493     // Look through the optional bitcast.
494     if (auto *BI = dyn_cast<BitCastInst>(Prev)) {
495       RV = BI->getOperand(0);
496       Prev = BI->getPrevNode();
497       if (!Prev || RV != Prev)
498         return nullptr;
499     }
500   }
501
502   if (auto *CI = dyn_cast<CallInst>(Prev)) {
503     if (CI->isMustTailCall())
504       return CI;
505   }
506   return nullptr;
507 }
508
509 /// InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
510 /// block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline
511 /// this call.  The program is still in a well defined state if this occurs
512 /// though.
513 ///
514 /// Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
515 /// instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
516 /// exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
517 /// function by one level.
518 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI,
519                           bool InsertLifetime) {
520   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
521   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
522          "Instruction not in function!");
523
524   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
525   IFI.reset();
526   
527   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
528   if (!CalledFunc ||              // Can't inline external function or indirect
529       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
530       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
531
532   // If the call to the callee is not a tail call, we must clear the 'tail'
533   // flags on any calls that we inline.
534   CallInst::TailCallKind CallSiteTailKind = CallInst::TCK_None;
535   if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(TheCall))
536     CallSiteTailKind = CI->getTailCallKind();
537   bool MustClearTailCallFlags = false;
538
539   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
540   // calls that we inline.
541   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
542
543   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
544   Function *Caller = OrigBB->getParent();
545
546   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
547   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
548   //     caller.
549   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
550   if (CalledFunc->hasGC()) {
551     if (!Caller->hasGC())
552       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
553     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
554       return false;
555   }
556
557   // Get the personality function from the callee if it contains a landing pad.
558   Value *CalleePersonality = nullptr;
559   for (Function::const_iterator I = CalledFunc->begin(), E = CalledFunc->end();
560        I != E; ++I)
561     if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
562       const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
563       const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
564       CalleePersonality = LP->getPersonalityFn();
565       break;
566     }
567
568   // Find the personality function used by the landing pads of the caller. If it
569   // exists, then check to see that it matches the personality function used in
570   // the callee.
571   if (CalleePersonality) {
572     for (Function::const_iterator I = Caller->begin(), E = Caller->end();
573          I != E; ++I)
574       if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I->getTerminator())) {
575         const BasicBlock *BB = II->getUnwindDest();
576         const LandingPadInst *LP = BB->getLandingPadInst();
577
578         // If the personality functions match, then we can perform the
579         // inlining. Otherwise, we can't inline.
580         // TODO: This isn't 100% true. Some personality functions are proper
581         //       supersets of others and can be used in place of the other.
582         if (LP->getPersonalityFn() != CalleePersonality)
583           return false;
584
585         break;
586       }
587   }
588
589   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
590   // the new function inlined after it.
591   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
592
593   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
594   // function.
595   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
596   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
597   Function::iterator FirstNewBlock;
598
599   { // Scope to destroy VMap after cloning.
600     ValueToValueMapTy VMap;
601     // Keep a list of pair (dst, src) to emit byval initializations.
602     SmallVector<std::pair<Value*, Value*>, 4> ByValInit;
603
604     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
605            "No varargs calls can be inlined!");
606
607     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
608     // matches up the formal to the actual argument values.
609     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
610     unsigned ArgNo = 0;
611     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
612          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
613       Value *ActualArg = *AI;
614
615       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
616       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
617       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
618       // modify the struct.
619       if (CS.isByValArgument(ArgNo)) {
620         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
621                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1));
622         if (ActualArg != *AI)
623           ByValInit.push_back(std::make_pair(ActualArg, (Value*) *AI));
624       }
625
626       VMap[I] = ActualArg;
627     }
628
629     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
630     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
631     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
632     // happy with whatever the cloner can do.
633     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap, 
634                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
635                               &InlinedFunctionInfo, IFI.DL, TheCall);
636
637     // Remember the first block that is newly cloned over.
638     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
639
640     // Inject byval arguments initialization.
641     for (std::pair<Value*, Value*> &Init : ByValInit)
642       HandleByValArgumentInit(Init.first, Init.second, Caller->getParent(),
643                               FirstNewBlock, IFI);
644
645     // Update the callgraph if requested.
646     if (IFI.CG)
647       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
648
649     // Update inlined instructions' line number information.
650     fixupLineNumbers(Caller, FirstNewBlock, TheCall);
651   }
652
653   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
654   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
655   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
656   // instructions at the end of the current alloca list.
657   {
658     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
659     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
660          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
661       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
662       if (!AI) continue;
663       
664       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
665       // specialization.
666       if (AI->use_empty()) {
667         AI->eraseFromParent();
668         continue;
669       }
670
671       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
672         continue;
673       
674       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
675       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
676       
677       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
678       // all at once.
679       while (isa<AllocaInst>(I) &&
680              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
681         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
682         ++I;
683       }
684
685       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
686       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
687       // reinserted.
688       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(InsertPoint,
689                                                    FirstNewBlock->getInstList(),
690                                                    AI, I);
691     }
692   }
693
694   bool InlinedMustTailCalls = false;
695   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls) {
696     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E;
697          ++BB) {
698       for (Instruction &I : *BB) {
699         CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(&I);
700         if (!CI)
701           continue;
702
703         // We need to reduce the strength of any inlined tail calls.  For
704         // musttail, we have to avoid introducing potential unbounded stack
705         // growth.  For example, if functions 'f' and 'g' are mutually recursive
706         // with musttail, we can inline 'g' into 'f' so long as we preserve
707         // musttail on the cloned call to 'f'.  If either the inlined call site
708         // or the cloned call site is *not* musttail, the program already has
709         // one frame of stack growth, so it's safe to remove musttail.  Here is
710         // a table of example transformations:
711         //
712         //    f -> musttail g -> musttail f  ==>  f -> musttail f
713         //    f -> musttail g ->     tail f  ==>  f ->     tail f
714         //    f ->          g -> musttail f  ==>  f ->          f
715         //    f ->          g ->     tail f  ==>  f ->          f
716         CallInst::TailCallKind ChildTCK = CI->getTailCallKind();
717         ChildTCK = std::min(CallSiteTailKind, ChildTCK);
718         CI->setTailCallKind(ChildTCK);
719         InlinedMustTailCalls |= CI->isMustTailCall();
720
721         // Calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
722         // 'nounwind'.
723         if (MarkNoUnwind)
724           CI->setDoesNotThrow();
725       }
726     }
727   }
728
729   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
730   // function we just inlined.
731   if (InsertLifetime && !IFI.StaticAllocas.empty()) {
732     IRBuilder<> builder(FirstNewBlock->begin());
733     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
734       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
735
736       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
737       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
738       if (hasLifetimeMarkers(AI))
739         continue;
740
741       // Try to determine the size of the allocation.
742       ConstantInt *AllocaSize = nullptr;
743       if (ConstantInt *AIArraySize =
744           dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
745         if (IFI.DL) {
746           Type *AllocaType = AI->getAllocatedType();
747           uint64_t AllocaTypeSize = IFI.DL->getTypeAllocSize(AllocaType);
748           uint64_t AllocaArraySize = AIArraySize->getLimitedValue();
749           assert(AllocaArraySize > 0 && "array size of AllocaInst is zero");
750           // Check that array size doesn't saturate uint64_t and doesn't
751           // overflow when it's multiplied by type size.
752           if (AllocaArraySize != ~0ULL &&
753               UINT64_MAX / AllocaArraySize >= AllocaTypeSize) {
754             AllocaSize = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AI->getContext()),
755                                           AllocaArraySize * AllocaTypeSize);
756           }
757         }
758       }
759
760       builder.CreateLifetimeStart(AI, AllocaSize);
761       for (ReturnInst *RI : Returns)
762         IRBuilder<>(RI).CreateLifetimeEnd(AI, AllocaSize);
763     }
764   }
765
766   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
767   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
768   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
769     Module *M = Caller->getParent();
770     // Get the two intrinsics we care about.
771     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
772     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
773
774     // Insert the llvm.stacksave.
775     CallInst *SavedPtr = IRBuilder<>(FirstNewBlock, FirstNewBlock->begin())
776       .CreateCall(StackSave, "savedstack");
777
778     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
779     // inlined function.
780     for (ReturnInst *RI : Returns)
781       IRBuilder<>(RI).CreateCall(StackRestore, SavedPtr);
782   }
783
784   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
785   // any call instructions into invoke instructions.
786   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
787     HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
788
789   // Handle any inlined musttail call sites.  In order for a new call site to be
790   // musttail, the source of the clone and the inlined call site must have been
791   // musttail.  Therefore it's safe to return without merging control into the
792   // phi below.
793   if (InlinedMustTailCalls) {
794     // Check if we need to bitcast the result of any musttail calls.
795     Type *NewRetTy = Caller->getReturnType();
796     bool NeedBitCast = !TheCall->use_empty() && TheCall->getType() != NewRetTy;
797
798     // Handle the returns preceded by musttail calls separately.
799     SmallVector<ReturnInst *, 8> NormalReturns;
800     for (ReturnInst *RI : Returns) {
801       CallInst *ReturnedMustTail = getPrecedingMustTailCall(RI);
802       if (!ReturnedMustTail) {
803         NormalReturns.push_back(RI);
804         continue;
805       }
806       if (!NeedBitCast)
807         continue;
808
809       // Delete the old return and any preceding bitcast.
810       BasicBlock *CurBB = RI->getParent();
811       auto *OldCast = dyn_cast_or_null<BitCastInst>(RI->getReturnValue());
812       RI->eraseFromParent();
813       if (OldCast)
814         OldCast->eraseFromParent();
815
816       // Insert a new bitcast and return with the right type.
817       IRBuilder<> Builder(CurBB);
818       Builder.CreateRet(Builder.CreateBitCast(ReturnedMustTail, NewRetTy));
819     }
820
821     // Leave behind the normal returns so we can merge control flow.
822     std::swap(Returns, NormalReturns);
823   }
824
825   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
826   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
827   // the calling basic block.
828   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
829     // Move all of the instructions right before the call.
830     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
831                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
832     // Remove the cloned basic block.
833     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
834
835     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
836     // destination.
837     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
838       BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
839       NewBr->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
840     }
841
842     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
843     // uses of the returned value.
844     if (!TheCall->use_empty()) {
845       ReturnInst *R = Returns[0];
846       if (TheCall == R->getReturnValue())
847         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
848       else
849         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
850     }
851     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
852     TheCall->eraseFromParent();
853
854     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
855     Returns[0]->eraseFromParent();
856
857     // We are now done with the inlining.
858     return true;
859   }
860
861   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
862   // multiple return sites.
863
864   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
865   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
866   // this is an invoke instruction or a call instruction.
867   BasicBlock *AfterCallBB;
868   BranchInst *CreatedBranchToNormalDest = nullptr;
869   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
870
871     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
872     CreatedBranchToNormalDest = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
873
874     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
875     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
876     // symmetric to the call case.
877     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(CreatedBranchToNormalDest,
878                                           CalledFunc->getName()+".exit");
879
880   } else {  // It's a call
881     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
882     // the call lives in.
883     //
884     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
885                                           CalledFunc->getName()+".exit");
886   }
887
888   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
889   // basic block of the inlined function.
890   //
891   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
892   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
893          "splitBasicBlock broken!");
894   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
895
896
897   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
898   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
899   // into the space made by splitting the source basic block.
900   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
901                                      FirstNewBlock, Caller->end());
902
903   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
904   // any users of the original call/invoke instruction.
905   Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
906
907   PHINode *PHI = nullptr;
908   if (Returns.size() > 1) {
909     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
910     // possible incoming values.
911     if (!TheCall->use_empty()) {
912       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
913                             AfterCallBB->begin());
914       // Anything that used the result of the function call should now use the
915       // PHI node as their operand.
916       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
917     }
918
919     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
920     // as appropriate.
921     if (PHI) {
922       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
923         ReturnInst *RI = Returns[i];
924         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
925                "Ret value not consistent in function!");
926         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
927       }
928     }
929
930
931     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
932     DebugLoc Loc;
933     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
934       ReturnInst *RI = Returns[i];
935       BranchInst* BI = BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
936       Loc = RI->getDebugLoc();
937       BI->setDebugLoc(Loc);
938       RI->eraseFromParent();
939     }
940     // We need to set the debug location to *somewhere* inside the
941     // inlined function. The line number may be nonsensical, but the
942     // instruction will at least be associated with the right
943     // function.
944     if (CreatedBranchToNormalDest)
945       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Loc);
946   } else if (!Returns.empty()) {
947     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
948     // using the return value of the call with the computed value.
949     if (!TheCall->use_empty()) {
950       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
951         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
952       else
953         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
954     }
955
956     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
957     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
958     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
959
960     // Splice the code from the return block into the block that it will return
961     // to, which contains the code that was after the call.
962     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
963                                       ReturnBB->getInstList());
964
965     if (CreatedBranchToNormalDest)
966       CreatedBranchToNormalDest->setDebugLoc(Returns[0]->getDebugLoc());
967
968     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
969     Returns[0]->eraseFromParent();
970     ReturnBB->eraseFromParent();
971   } else if (!TheCall->use_empty()) {
972     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
973     // nuke the result.
974     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
975   }
976
977   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
978   TheCall->eraseFromParent();
979
980   // If we inlined any musttail calls and the original return is now
981   // unreachable, delete it.  It can only contain a bitcast and ret.
982   if (InlinedMustTailCalls && pred_begin(AfterCallBB) == pred_end(AfterCallBB))
983     AfterCallBB->eraseFromParent();
984
985   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
986   // single predecessor of the block...
987   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
988   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
989
990   // Splice the code entry block into calling block, right before the
991   // unconditional branch.
992   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
993   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
994
995   // Remove the unconditional branch.
996   OrigBB->getInstList().erase(Br);
997
998   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
999   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
1000
1001   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
1002   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
1003   // block other optimizations.
1004   if (PHI) {
1005     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, IFI.DL)) {
1006       PHI->replaceAllUsesWith(V);
1007       PHI->eraseFromParent();
1008     }
1009   }
1010
1011   return true;
1012 }