Fix the inliner to maintain the current de facto invoke semantics:
[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 // The code in this file for handling inlines through invoke
14 // instructions preserves semantics only under some assumptions about
15 // the behavior of unwinders which correspond to gcc-style libUnwind
16 // exception personality functions.  Eventually the IR will be
17 // improved to make this unnecessary, but until then, this code is
18 // marked [LIBUNWIND].
19 //
20 //===----------------------------------------------------------------------===//
21
22 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
23 #include "llvm/Constants.h"
24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
25 #include "llvm/Module.h"
26 #include "llvm/Instructions.h"
27 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
28 #include "llvm/Intrinsics.h"
29 #include "llvm/Attributes.h"
30 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
31 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
32 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
33 #include "llvm/Target/TargetData.h"
34 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
35 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
36 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
37 #include "llvm/Support/CallSite.h"
38 #include "llvm/Support/IRBuilder.h"
39 using namespace llvm;
40
41 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, InlineFunctionInfo &IFI) {
42   return InlineFunction(CallSite(CI), IFI);
43 }
44 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, InlineFunctionInfo &IFI) {
45   return InlineFunction(CallSite(II), IFI);
46 }
47
48 namespace {
49   /// A class for recording information about inlining through an invoke.
50   class InvokeInliningInfo {
51     BasicBlock *UnwindDest;
52     SmallVector<Value*, 8> UnwindDestPHIValues;
53
54   public:
55     InvokeInliningInfo(InvokeInst *II) : UnwindDest(II->getUnwindDest()) {
56       // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we
57       // need to keep track of which values came into them from the
58       // invoke before removing the edge from this block.
59       llvm::BasicBlock *InvokeBlock = II->getParent();
60       for (BasicBlock::iterator I = UnwindDest->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
61         PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
62         // Save the value to use for this edge.
63         llvm::Value *Incoming = PN->getIncomingValueForBlock(InvokeBlock);
64         UnwindDestPHIValues.push_back(Incoming);
65       }
66     }
67
68     BasicBlock *getUnwindDest() const {
69       return UnwindDest;
70     }
71
72     /// Add incoming-PHI values to the unwind destination block for
73     /// the given basic block, using the values for the original
74     /// invoke's source block.
75     void addIncomingPHIValuesFor(BasicBlock *BB) const {
76       BasicBlock::iterator I = UnwindDest->begin();
77       for (unsigned i = 0, e = UnwindDestPHIValues.size(); i != e; ++i, ++I) {
78         PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
79         PN->addIncoming(UnwindDestPHIValues[i], BB);
80       }
81     }
82   };
83 }
84
85 /// [LIBUNWIND] Check whether the given value is the _Unwind_Resume
86 /// function specified by the Itanium EH ABI.
87 static bool isUnwindResume(Value *value) {
88   Function *fn = dyn_cast<Function>(value);
89   if (!fn) return false;
90
91   // declare void @_Unwind_Resume(i8*)
92   if (fn->getName() != "_Unwind_Resume") return false;
93   const FunctionType *fnType = fn->getFunctionType();
94   if (!fnType->getReturnType()->isVoidTy()) return false;
95   if (fnType->isVarArg()) return false;
96   if (fnType->getNumParams() != 1) return false;
97   const PointerType *paramType = dyn_cast<PointerType>(fnType->getParamType(0));
98   return (paramType && paramType->getElementType()->isIntegerTy(8));
99 }
100
101 /// [LIBUNWIND] Find the (possibly absent) call to @llvm.eh.selector in
102 /// the given landing pad.
103 static EHSelectorInst *findSelectorForLandingPad(BasicBlock *lpad) {
104   for (BasicBlock::iterator i = lpad->begin(), e = lpad->end(); i != e; i++)
105     if (EHSelectorInst *selector = dyn_cast<EHSelectorInst>(i))
106       return selector;
107   return 0;
108 }
109
110 /// [LIBUNWIND] Check whether this selector is "only cleanups":
111 ///   call i32 @llvm.eh.selector(blah, blah, i32 0)
112 static bool isCleanupOnlySelector(EHSelectorInst *selector) {
113   if (selector->getNumArgOperands() != 3) return false;
114   ConstantInt *val = dyn_cast<ConstantInt>(selector->getArgOperand(2));
115   return (val && val->isZero());
116 }
117
118 /// HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke - When we inline a basic block into
119 /// an invoke, we have to turn all of the calls that can throw into
120 /// invokes.  This function analyze BB to see if there are any calls, and if so,
121 /// it rewrites them to be invokes that jump to InvokeDest and fills in the PHI
122 /// nodes in that block with the values specified in InvokeDestPHIValues.
123 ///
124 /// Returns true to indicate that the next block should be skipped.
125 static bool HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BasicBlock *BB,
126                                                    InvokeInliningInfo &Invoke) {
127   for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ) {
128     Instruction *I = BBI++;
129     
130     // We only need to check for function calls: inlined invoke
131     // instructions require no special handling.
132     CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I);
133     if (CI == 0) continue;
134
135     // LIBUNWIND: merge selector instructions.
136     if (EHSelectorInst *Inner = dyn_cast<EHSelectorInst>(CI)) {
137       EHSelectorInst *Outer = findSelectorForLandingPad(Invoke.getUnwindDest());
138       if (!Outer) continue;
139
140       bool innerIsOnlyCleanup = isCleanupOnlySelector(Inner);
141       bool outerIsOnlyCleanup = isCleanupOnlySelector(Outer);
142
143       // If both selectors contain only cleanups, we don't need to do
144       // anything.  TODO: this is really just a very specific instance
145       // of a much more general optimization.
146       if (innerIsOnlyCleanup && outerIsOnlyCleanup) continue;
147
148       // Otherwise, we just append the outer selector to the inner selector.
149       SmallVector<Value*, 16> NewSelector;
150       for (unsigned i = 0, e = Inner->getNumArgOperands(); i != e; ++i)
151         NewSelector.push_back(Inner->getArgOperand(i));
152       for (unsigned i = 2, e = Outer->getNumArgOperands(); i != e; ++i)
153         NewSelector.push_back(Outer->getArgOperand(i));
154
155       CallInst *NewInner = CallInst::Create(Inner->getCalledValue(),
156                                             NewSelector.begin(),
157                                             NewSelector.end(),
158                                             "",
159                                             Inner);
160       // No need to copy attributes, calling convention, etc.
161       NewInner->takeName(Inner);
162       Inner->replaceAllUsesWith(NewInner);
163       Inner->eraseFromParent();
164       continue;
165     }
166     
167     // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
168     if (CI->doesNotThrow())
169       continue;
170     
171     // Convert this function call into an invoke instruction.
172     // First, split the basic block.
173     BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
174
175     bool skipNextBlock = false;
176
177     // LIBUNWIND: If this is a call to @_Unwind_Resume, just branch
178     // directly to the new landing pad.
179     if (isUnwindResume(CI->getCalledValue())) {
180       BranchInst::Create(Invoke.getUnwindDest(), BB->getTerminator());
181
182       // TODO: 'Split' is now unreachable; clean it up.
183
184       // We want to leave the original call intact so that the call
185       // graph and other structures won't get misled.  We also have to
186       // avoid processing the next block, or we'll iterate here forever.
187       skipNextBlock = true;
188
189     // Otherwise, create the new invoke instruction.
190     } else {
191       ImmutableCallSite CS(CI);
192       SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CS.arg_begin(), CS.arg_end());
193       InvokeInst *II =
194         InvokeInst::Create(CI->getCalledValue(), Split, Invoke.getUnwindDest(),
195                            InvokeArgs.begin(), InvokeArgs.end(),
196                            CI->getName(), BB->getTerminator());
197       II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
198       II->setAttributes(CI->getAttributes());
199     
200       // Make sure that anything using the call now uses the invoke!  This also
201       // updates the CallGraph if present, because it uses a WeakVH.
202       CI->replaceAllUsesWith(II);
203
204       Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
205     }
206     
207     // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
208     BB->getInstList().pop_back();
209     
210     // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
211     // there is now a new entry in them.
212     Invoke.addIncomingPHIValuesFor(BB);
213     
214     // This basic block is now complete, the caller will continue scanning the
215     // next one.
216     return skipNextBlock;
217   }
218
219   return false;
220 }
221   
222
223 /// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
224 /// in the body of the inlined function into invokes and turn unwind
225 /// instructions into branches to the invoke unwind dest.
226 ///
227 /// II is the invoke instruction being inlined.  FirstNewBlock is the first
228 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
229 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
230 static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
231                                 ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
232   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
233
234   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
235
236   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
237   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
238   // rewrite.  If the code doesn't have calls or unwinds, we know there is
239   // nothing to rewrite.
240   if (!InlinedCodeInfo.ContainsCalls && !InlinedCodeInfo.ContainsUnwinds) {
241     // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
242     // the exception destination block still have entries due to the original
243     // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
244     // PHI node) now.
245     InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
246     return;
247   }
248
249   InvokeInliningInfo Invoke(II);
250   
251   for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB){
252     if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls)
253       if (HandleCallsInBlockInlinedThroughInvoke(BB, Invoke)) {
254         // Honor a request to skip the next block.  We don't need to
255         // consider UnwindInsts in this case either.
256         ++BB;
257         continue;
258       }
259
260     if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
261       // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
262       // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
263       // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
264       // transform it into a direct branch to the exception destination.
265       BranchInst::Create(InvokeDest, UI);
266
267       // Delete the unwind instruction!
268       UI->eraseFromParent();
269
270       // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
271       // there is now a new entry in them.
272       Invoke.addIncomingPHIValuesFor(BB);
273     }
274   }
275
276   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
277   // the exception destination block still have entries due to the original
278   // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
279   // PHI node) now.
280   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
281 }
282
283 /// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
284 /// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
285 /// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
286 /// some edges of the callgraph may remain.
287 static void UpdateCallGraphAfterInlining(CallSite CS,
288                                          Function::iterator FirstNewBlock,
289                                          ValueToValueMapTy &VMap,
290                                          InlineFunctionInfo &IFI) {
291   CallGraph &CG = *IFI.CG;
292   const Function *Caller = CS.getInstruction()->getParent()->getParent();
293   const Function *Callee = CS.getCalledFunction();
294   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
295   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
296
297   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
298   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
299   CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(), E = CalleeNode->end();
300
301   // Consider the case where CalleeNode == CallerNode.
302   CallGraphNode::CalledFunctionsVector CallCache;
303   if (CalleeNode == CallerNode) {
304     CallCache.assign(I, E);
305     I = CallCache.begin();
306     E = CallCache.end();
307   }
308
309   for (; I != E; ++I) {
310     const Value *OrigCall = I->first;
311
312     ValueToValueMapTy::iterator VMI = VMap.find(OrigCall);
313     // Only copy the edge if the call was inlined!
314     if (VMI == VMap.end() || VMI->second == 0)
315       continue;
316     
317     // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
318     // add.  Check for this case.
319     Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second);
320     if (NewCall == 0) continue;
321
322     // Remember that this call site got inlined for the client of
323     // InlineFunction.
324     IFI.InlinedCalls.push_back(NewCall);
325
326     // It's possible that inlining the callsite will cause it to go from an
327     // indirect to a direct call by resolving a function pointer.  If this
328     // happens, set the callee of the new call site to a more precise
329     // destination.  This can also happen if the call graph node of the caller
330     // was just unnecessarily imprecise.
331     if (I->second->getFunction() == 0)
332       if (Function *F = CallSite(NewCall).getCalledFunction()) {
333         // Indirect call site resolved to direct call.
334         CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), CG[F]);
335
336         continue;
337       }
338
339     CallerNode->addCalledFunction(CallSite(NewCall), I->second);
340   }
341   
342   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller.  We must
343   // do this after the loop above in case Caller and Callee are the same.
344   CallerNode->removeCallEdgeFor(CS);
345 }
346
347 /// HandleByValArgument - When inlining a call site that has a byval argument,
348 /// we have to make the implicit memcpy explicit by adding it.
349 static Value *HandleByValArgument(Value *Arg, Instruction *TheCall,
350                                   const Function *CalledFunc,
351                                   InlineFunctionInfo &IFI,
352                                   unsigned ByValAlignment) {
353   const Type *AggTy = cast<PointerType>(Arg->getType())->getElementType();
354
355   // If the called function is readonly, then it could not mutate the caller's
356   // copy of the byval'd memory.  In this case, it is safe to elide the copy and
357   // temporary.
358   if (CalledFunc->onlyReadsMemory()) {
359     // If the byval argument has a specified alignment that is greater than the
360     // passed in pointer, then we either have to round up the input pointer or
361     // give up on this transformation.
362     if (ByValAlignment <= 1)  // 0 = unspecified, 1 = no particular alignment.
363       return Arg;
364
365     // If the pointer is already known to be sufficiently aligned, or if we can
366     // round it up to a larger alignment, then we don't need a temporary.
367     if (getOrEnforceKnownAlignment(Arg, ByValAlignment,
368                                    IFI.TD) >= ByValAlignment)
369       return Arg;
370     
371     // Otherwise, we have to make a memcpy to get a safe alignment.  This is bad
372     // for code quality, but rarely happens and is required for correctness.
373   }
374   
375   LLVMContext &Context = Arg->getContext();
376
377   const Type *VoidPtrTy = Type::getInt8PtrTy(Context);
378   
379   // Create the alloca.  If we have TargetData, use nice alignment.
380   unsigned Align = 1;
381   if (IFI.TD)
382     Align = IFI.TD->getPrefTypeAlignment(AggTy);
383   
384   // If the byval had an alignment specified, we *must* use at least that
385   // alignment, as it is required by the byval argument (and uses of the
386   // pointer inside the callee).
387   Align = std::max(Align, ByValAlignment);
388   
389   Function *Caller = TheCall->getParent()->getParent(); 
390   
391   Value *NewAlloca = new AllocaInst(AggTy, 0, Align, Arg->getName(), 
392                                     &*Caller->begin()->begin());
393   // Emit a memcpy.
394   const Type *Tys[3] = {VoidPtrTy, VoidPtrTy, Type::getInt64Ty(Context)};
395   Function *MemCpyFn = Intrinsic::getDeclaration(Caller->getParent(),
396                                                  Intrinsic::memcpy, 
397                                                  Tys, 3);
398   Value *DestCast = new BitCastInst(NewAlloca, VoidPtrTy, "tmp", TheCall);
399   Value *SrcCast = new BitCastInst(Arg, VoidPtrTy, "tmp", TheCall);
400   
401   Value *Size;
402   if (IFI.TD == 0)
403     Size = ConstantExpr::getSizeOf(AggTy);
404   else
405     Size = ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Context),
406                             IFI.TD->getTypeStoreSize(AggTy));
407   
408   // Always generate a memcpy of alignment 1 here because we don't know
409   // the alignment of the src pointer.  Other optimizations can infer
410   // better alignment.
411   Value *CallArgs[] = {
412     DestCast, SrcCast, Size,
413     ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1),
414     ConstantInt::getFalse(Context) // isVolatile
415   };
416   CallInst *TheMemCpy =
417     CallInst::Create(MemCpyFn, CallArgs, CallArgs+5, "", TheCall);
418   
419   // If we have a call graph, update it.
420   if (CallGraph *CG = IFI.CG) {
421     CallGraphNode *MemCpyCGN = CG->getOrInsertFunction(MemCpyFn);
422     CallGraphNode *CallerNode = (*CG)[Caller];
423     CallerNode->addCalledFunction(TheMemCpy, MemCpyCGN);
424   }
425   
426   // Uses of the argument in the function should use our new alloca
427   // instead.
428   return NewAlloca;
429 }
430
431 // isUsedByLifetimeMarker - Check whether this Value is used by a lifetime
432 // intrinsic.
433 static bool isUsedByLifetimeMarker(Value *V) {
434   for (Value::use_iterator UI = V->use_begin(), UE = V->use_end(); UI != UE;
435        ++UI) {
436     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(*UI)) {
437       switch (II->getIntrinsicID()) {
438       default: break;
439       case Intrinsic::lifetime_start:
440       case Intrinsic::lifetime_end:
441         return true;
442       }
443     }
444   }
445   return false;
446 }
447
448 // hasLifetimeMarkers - Check whether the given alloca already has
449 // lifetime.start or lifetime.end intrinsics.
450 static bool hasLifetimeMarkers(AllocaInst *AI) {
451   const Type *Int8PtrTy = Type::getInt8PtrTy(AI->getType()->getContext());
452   if (AI->getType() == Int8PtrTy)
453     return isUsedByLifetimeMarker(AI);
454
455   // Do a scan to find all the bitcasts to i8*.
456   for (Value::use_iterator I = AI->use_begin(), E = AI->use_end(); I != E;
457        ++I) {
458     if (I->getType() != Int8PtrTy) continue;
459     if (!isa<BitCastInst>(*I)) continue;
460     if (isUsedByLifetimeMarker(*I))
461       return true;
462   }
463   return false;
464 }
465
466 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
467 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
468 // call.  The program is still in a well defined state if this occurs though.
469 //
470 // Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
471 // instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
472 // exists in the instruction stream.  Similarly this will inline a recursive
473 // function by one level.
474 //
475 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, InlineFunctionInfo &IFI) {
476   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
477   LLVMContext &Context = TheCall->getContext();
478   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
479          "Instruction not in function!");
480
481   // If IFI has any state in it, zap it before we fill it in.
482   IFI.reset();
483   
484   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
485   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
486       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
487       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
488
489   // If the call to the callee is not a tail call, we must clear the 'tail'
490   // flags on any calls that we inline.
491   bool MustClearTailCallFlags =
492     !(isa<CallInst>(TheCall) && cast<CallInst>(TheCall)->isTailCall());
493
494   // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
495   // calls that we inline.
496   bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
497
498   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
499   Function *Caller = OrigBB->getParent();
500
501   // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
502   //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
503   //     caller.
504   //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
505   if (CalledFunc->hasGC()) {
506     if (!Caller->hasGC())
507       Caller->setGC(CalledFunc->getGC());
508     else if (CalledFunc->getGC() != Caller->getGC())
509       return false;
510   }
511
512   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
513   // the new function inlined after it.
514   //
515   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
516
517   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
518   // function.
519   SmallVector<ReturnInst*, 8> Returns;
520   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
521   Function::iterator FirstNewBlock;
522
523   { // Scope to destroy VMap after cloning.
524     ValueToValueMapTy VMap;
525
526     assert(CalledFunc->arg_size() == CS.arg_size() &&
527            "No varargs calls can be inlined!");
528
529     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
530     // matches up the formal to the actual argument values.
531     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
532     unsigned ArgNo = 0;
533     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
534          E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI, ++ArgNo) {
535       Value *ActualArg = *AI;
536
537       // When byval arguments actually inlined, we need to make the copy implied
538       // by them explicit.  However, we don't do this if the callee is readonly
539       // or readnone, because the copy would be unneeded: the callee doesn't
540       // modify the struct.
541       if (CalledFunc->paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::ByVal)) {
542         ActualArg = HandleByValArgument(ActualArg, TheCall, CalledFunc, IFI,
543                                         CalledFunc->getParamAlignment(ArgNo+1));
544  
545         // Calls that we inline may use the new alloca, so we need to clear
546         // their 'tail' flags if HandleByValArgument introduced a new alloca and
547         // the callee has calls.
548         MustClearTailCallFlags |= ActualArg != *AI;
549       }
550
551       VMap[I] = ActualArg;
552     }
553
554     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
555     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
556     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
557     // happy with whatever the cloner can do.
558     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, VMap, 
559                               /*ModuleLevelChanges=*/false, Returns, ".i",
560                               &InlinedFunctionInfo, IFI.TD, TheCall);
561
562     // Remember the first block that is newly cloned over.
563     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
564
565     // Update the callgraph if requested.
566     if (IFI.CG)
567       UpdateCallGraphAfterInlining(CS, FirstNewBlock, VMap, IFI);
568   }
569
570   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
571   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
572   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
573   // instructions at the end of the current alloca list.
574   //
575   {
576     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
577     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
578          E = FirstNewBlock->end(); I != E; ) {
579       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++);
580       if (AI == 0) continue;
581       
582       // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
583       // specialization.
584       if (AI->use_empty()) {
585         AI->eraseFromParent();
586         continue;
587       }
588
589       if (!isa<Constant>(AI->getArraySize()))
590         continue;
591       
592       // Keep track of the static allocas that we inline into the caller.
593       IFI.StaticAllocas.push_back(AI);
594       
595       // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
596       // all at once.
597       while (isa<AllocaInst>(I) &&
598              isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize())) {
599         IFI.StaticAllocas.push_back(cast<AllocaInst>(I));
600         ++I;
601       }
602
603       // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
604       // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
605       // reinserted.
606       Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(InsertPoint,
607                                                    FirstNewBlock->getInstList(),
608                                                    AI, I);
609     }
610   }
611
612   // Leave lifetime markers for the static alloca's, scoping them to the
613   // function we just inlined.
614   if (!IFI.StaticAllocas.empty()) {
615     // Also preserve the call graph, if applicable.
616     CallGraphNode *StartCGN = 0, *EndCGN = 0, *CallerNode = 0;
617     if (CallGraph *CG = IFI.CG) {
618       Function *Start = Intrinsic::getDeclaration(Caller->getParent(),
619                                                   Intrinsic::lifetime_start);
620       Function *End = Intrinsic::getDeclaration(Caller->getParent(),
621                                                 Intrinsic::lifetime_end);
622       StartCGN = CG->getOrInsertFunction(Start);
623       EndCGN = CG->getOrInsertFunction(End);
624       CallerNode = (*CG)[Caller];
625     }
626
627     IRBuilder<> builder(FirstNewBlock->begin());
628     for (unsigned ai = 0, ae = IFI.StaticAllocas.size(); ai != ae; ++ai) {
629       AllocaInst *AI = IFI.StaticAllocas[ai];
630
631       // If the alloca is already scoped to something smaller than the whole
632       // function then there's no need to add redundant, less accurate markers.
633       if (hasLifetimeMarkers(AI))
634         continue;
635
636       CallInst *StartCall = builder.CreateLifetimeStart(AI);
637       if (IFI.CG) CallerNode->addCalledFunction(StartCall, StartCGN);
638       for (unsigned ri = 0, re = Returns.size(); ri != re; ++ri) {
639         IRBuilder<> builder(Returns[ri]);
640         CallInst *EndCall = builder.CreateLifetimeEnd(AI);
641         if (IFI.CG) CallerNode->addCalledFunction(EndCall, EndCGN);
642       }
643     }
644   }
645
646   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
647   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
648   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
649     Module *M = Caller->getParent();
650     // Get the two intrinsics we care about.
651     Function *StackSave = Intrinsic::getDeclaration(M, Intrinsic::stacksave);
652     Function *StackRestore=Intrinsic::getDeclaration(M,Intrinsic::stackrestore);
653
654     // If we are preserving the callgraph, add edges to the stacksave/restore
655     // functions for the calls we insert.
656     CallGraphNode *StackSaveCGN = 0, *StackRestoreCGN = 0, *CallerNode = 0;
657     if (CallGraph *CG = IFI.CG) {
658       StackSaveCGN    = CG->getOrInsertFunction(StackSave);
659       StackRestoreCGN = CG->getOrInsertFunction(StackRestore);
660       CallerNode = (*CG)[Caller];
661     }
662
663     // Insert the llvm.stacksave.
664     CallInst *SavedPtr = CallInst::Create(StackSave, "savedstack",
665                                           FirstNewBlock->begin());
666     if (IFI.CG) CallerNode->addCalledFunction(SavedPtr, StackSaveCGN);
667
668     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
669     // inlined function.
670     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
671       CallInst *CI = CallInst::Create(StackRestore, SavedPtr, "", Returns[i]);
672       if (IFI.CG) CallerNode->addCalledFunction(CI, StackRestoreCGN);
673     }
674
675     // Count the number of StackRestore calls we insert.
676     unsigned NumStackRestores = Returns.size();
677
678     // If we are inlining an invoke instruction, insert restores before each
679     // unwind.  These unwinds will be rewritten into branches later.
680     if (InlinedFunctionInfo.ContainsUnwinds && isa<InvokeInst>(TheCall)) {
681       for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
682            BB != E; ++BB)
683         if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
684           CallInst *CI = CallInst::Create(StackRestore, SavedPtr, "", UI);
685           if (IFI.CG) CallerNode->addCalledFunction(CI, StackRestoreCGN);
686           ++NumStackRestores;
687         }
688     }
689   }
690
691   // If we are inlining tail call instruction through a call site that isn't
692   // marked 'tail', we must remove the tail marker for any calls in the inlined
693   // code.  Also, calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
694   // 'nounwind'.
695   if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls &&
696       (MustClearTailCallFlags || MarkNoUnwind)) {
697     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
698          BB != E; ++BB)
699       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
700         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
701           if (MustClearTailCallFlags)
702             CI->setTailCall(false);
703           if (MarkNoUnwind)
704             CI->setDoesNotThrow();
705         }
706   }
707
708   // If we are inlining through a 'nounwind' call site then any inlined 'unwind'
709   // instructions are unreachable.
710   if (InlinedFunctionInfo.ContainsUnwinds && MarkNoUnwind)
711     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
712          BB != E; ++BB) {
713       TerminatorInst *Term = BB->getTerminator();
714       if (isa<UnwindInst>(Term)) {
715         new UnreachableInst(Context, Term);
716         BB->getInstList().erase(Term);
717       }
718     }
719
720   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
721   // any inlined 'unwind' instructions into branches to the invoke exception
722   // destination, and call instructions into invoke instructions.
723   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
724     HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
725
726   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
727   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
728   // the calling basic block.
729   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
730     // Move all of the instructions right before the call.
731     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
732                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
733     // Remove the cloned basic block.
734     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
735
736     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
737     // destination.
738     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
739       BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
740
741     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
742     // uses of the returned value.
743     if (!TheCall->use_empty()) {
744       ReturnInst *R = Returns[0];
745       if (TheCall == R->getReturnValue())
746         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
747       else
748         TheCall->replaceAllUsesWith(R->getReturnValue());
749     }
750     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
751     TheCall->eraseFromParent();
752
753     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
754     Returns[0]->eraseFromParent();
755
756     // We are now done with the inlining.
757     return true;
758   }
759
760   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
761   // multiple return sites.
762
763   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
764   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
765   // this is an invoke instruction or a call instruction.
766   BasicBlock *AfterCallBB;
767   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
768
769     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
770     BranchInst *NewBr = BranchInst::Create(II->getNormalDest(), TheCall);
771
772     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
773     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
774     // symmetric to the call case.
775     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
776                                           CalledFunc->getName()+".exit");
777
778   } else {  // It's a call
779     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
780     // the call lives in.
781     //
782     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
783                                           CalledFunc->getName()+".exit");
784   }
785
786   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
787   // basic block of the inlined function.
788   //
789   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
790   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
791          "splitBasicBlock broken!");
792   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
793
794
795   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
796   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
797   // into the space made by splitting the source basic block.
798   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
799                                      FirstNewBlock, Caller->end());
800
801   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
802   // any users of the original call/invoke instruction.
803   const Type *RTy = CalledFunc->getReturnType();
804
805   PHINode *PHI = 0;
806   if (Returns.size() > 1) {
807     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
808     // possible incoming values.
809     if (!TheCall->use_empty()) {
810       PHI = PHINode::Create(RTy, Returns.size(), TheCall->getName(),
811                             AfterCallBB->begin());
812       // Anything that used the result of the function call should now use the
813       // PHI node as their operand.
814       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
815     }
816
817     // Loop over all of the return instructions adding entries to the PHI node
818     // as appropriate.
819     if (PHI) {
820       for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
821         ReturnInst *RI = Returns[i];
822         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
823                "Ret value not consistent in function!");
824         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
825       }
826     }
827
828
829     // Add a branch to the merge points and remove return instructions.
830     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
831       ReturnInst *RI = Returns[i];
832       BranchInst::Create(AfterCallBB, RI);
833       RI->eraseFromParent();
834     }
835   } else if (!Returns.empty()) {
836     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
837     // using the return value of the call with the computed value.
838     if (!TheCall->use_empty()) {
839       if (TheCall == Returns[0]->getReturnValue())
840         TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
841       else
842         TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
843     }
844
845     // Splice the code from the return block into the block that it will return
846     // to, which contains the code that was after the call.
847     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
848     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
849                                       ReturnBB->getInstList());
850
851     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
852     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
853
854     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
855     Returns[0]->eraseFromParent();
856     ReturnBB->eraseFromParent();
857   } else if (!TheCall->use_empty()) {
858     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
859     // nuke the result.
860     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
861   }
862
863   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
864   TheCall->eraseFromParent();
865
866   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
867   // single predecessor of the block...
868   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
869   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
870
871   // Splice the code entry block into calling block, right before the
872   // unconditional branch.
873   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
874   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
875
876   // Remove the unconditional branch.
877   OrigBB->getInstList().erase(Br);
878
879   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
880   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
881
882   // If we inserted a phi node, check to see if it has a single value (e.g. all
883   // the entries are the same or undef).  If so, remove the PHI so it doesn't
884   // block other optimizations.
885   if (PHI)
886     if (Value *V = SimplifyInstruction(PHI, IFI.TD)) {
887       PHI->replaceAllUsesWith(V);
888       PHI->eraseFromParent();
889     }
890
891   return true;
892 }