Fix PR1146: parameter attributes are longer part of
[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 was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source 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/Constants.h"
17 #include "llvm/DerivedTypes.h"
18 #include "llvm/Module.h"
19 #include "llvm/Instructions.h"
20 #include "llvm/Intrinsics.h"
21 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
23 #include "llvm/Support/CallSite.h"
24 using namespace llvm;
25
26 bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
27   return InlineFunction(CallSite(CI), CG, TD);
28 }
29 bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
30   return InlineFunction(CallSite(II), CG, TD);
31 }
32
33 /// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
34 /// in the body of the inlined function into invokes and turn unwind
35 /// instructions into branches to the invoke unwind dest.
36 ///
37 /// II is the invoke instruction begin inlined.  FirstNewBlock is the first
38 /// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
39 /// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
40 static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
41                                 ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
42   BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
43   std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues;
44
45   // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to
46   // keep track of which values came into them from this invoke, then remove
47   // the entry for this block.
48   BasicBlock *InvokeBlock = II->getParent();
49   for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
50     PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
51     // Save the value to use for this edge.
52     InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(InvokeBlock));
53   }
54
55   Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
56   
57   // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
58   // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
59   // rewrite.
60   if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls || InlinedCodeInfo.ContainsUnwinds) {
61     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
62          BB != E; ++BB) {
63       if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls) {
64         for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ){
65           Instruction *I = BBI++;
66           
67           // We only need to check for function calls: inlined invoke
68           // instructions require no special handling.
69           if (!isa<CallInst>(I)) continue;
70           CallInst *CI = cast<CallInst>(I);
71
72           // If this is an intrinsic function call or an inline asm, don't
73           // convert it to an invoke.
74           if ((CI->getCalledFunction() &&
75                CI->getCalledFunction()->getIntrinsicID()) ||
76               isa<InlineAsm>(CI->getCalledValue()))
77             continue;
78           
79           // Convert this function call into an invoke instruction.
80           // First, split the basic block.
81           BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
82           
83           // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
84           // of the old basic block.
85           SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CI->op_begin()+1, CI->op_end());
86           InvokeInst *II =
87             new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest,
88                            InvokeArgs.begin(), InvokeArgs.end(),
89                            CI->getName(), BB->getTerminator());
90           II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
91           II->setParamAttrs(CI->getParamAttrs());
92           
93           // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
94           CI->replaceAllUsesWith(II);
95           
96           // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
97           BB->getInstList().pop_back();
98           Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
99           
100           // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
101           // there is now a new entry in them.
102           unsigned i = 0;
103           for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
104                isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
105             PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
106             PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
107           }
108             
109           // This basic block is now complete, start scanning the next one.
110           break;
111         }
112       }
113       
114       if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
115         // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
116         // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
117         // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
118         // transform it into a direct branch to the exception destination.
119         new BranchInst(InvokeDest, UI);
120         
121         // Delete the unwind instruction!
122         UI->getParent()->getInstList().pop_back();
123         
124         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
125         // there is now a new entry in them.
126         unsigned i = 0;
127         for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
128              isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
129           PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
130           PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
131         }
132       }
133     }
134   }
135
136   // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
137   // the exception destination block still have entries due to the original
138   // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
139   // PHI node) now.
140   InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
141 }
142
143 /// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
144 /// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
145 /// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
146 /// some edges of the callgraph will be remain.
147 static void UpdateCallGraphAfterInlining(const Function *Caller,
148                                          const Function *Callee,
149                                          Function::iterator FirstNewBlock,
150                                        DenseMap<const Value*, Value*> &ValueMap,
151                                          CallGraph &CG) {
152   // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller
153   CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
154   CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
155   CallerNode->removeCallEdgeTo(CalleeNode);
156   
157   // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
158   // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
159   for (CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(),
160        E = CalleeNode->end(); I != E; ++I) {
161     const Instruction *OrigCall = I->first.getInstruction();
162     
163     DenseMap<const Value*, Value*>::iterator VMI = ValueMap.find(OrigCall);
164     // Only copy the edge if the call was inlined!
165     if (VMI != ValueMap.end() && VMI->second) {
166       // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
167       // add.  Check for this case.
168       if (Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second))
169         CallerNode->addCalledFunction(CallSite::get(NewCall), I->second);
170     }
171   }
172 }
173
174
175 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
176 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
177 // call.  The program is still in a well defined state if this occurs though.
178 //
179 // Note that this only does one level of inlining.  For example, if the
180 // instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now
181 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
182 // function by one level.
183 //
184 bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
185   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
186   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
187          "Instruction not in function!");
188
189   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
190   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
191       CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
192       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
193
194
195   // If the call to the callee is a non-tail call, we must clear the 'tail'
196   // flags on any calls that we inline.
197   bool MustClearTailCallFlags =
198     isa<CallInst>(TheCall) && !cast<CallInst>(TheCall)->isTailCall();
199
200   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
201   Function *Caller = OrigBB->getParent();
202
203   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
204   // the new function inlined after it.
205   //
206   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
207
208   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
209   // function.
210   std::vector<ReturnInst*> Returns;
211   ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
212   Function::iterator FirstNewBlock;
213   
214   { // Scope to destroy ValueMap after cloning.
215     DenseMap<const Value*, Value*> ValueMap;
216
217     // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
218     // matches up the formal to the actual argument values.
219     assert(std::distance(CalledFunc->arg_begin(), CalledFunc->arg_end()) ==
220            std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
221            "No varargs calls can be inlined!");
222     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
223     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
224            E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI)
225       ValueMap[I] = *AI;
226
227     // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
228     // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
229     // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
230     // happy with whatever the cloner can do.
231     CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i",
232                               &InlinedFunctionInfo, TD);
233     
234     // Remember the first block that is newly cloned over.
235     FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
236     
237     // Update the callgraph if requested.
238     if (CG)
239       UpdateCallGraphAfterInlining(Caller, CalledFunc, FirstNewBlock, ValueMap,
240                                    *CG);
241   }
242  
243   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
244   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
245   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
246   // instructions at the end of the current alloca list.
247   //
248   {
249     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
250     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
251            E = FirstNewBlock->end(); I != E; )
252       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++)) {
253         // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
254         // specialization.
255         if (AI->use_empty()) {
256           AI->eraseFromParent();
257           continue;
258         }
259         
260         if (isa<Constant>(AI->getArraySize())) {
261           // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
262           // all at once.
263           while (isa<AllocaInst>(I) &&
264                  isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize()))
265             ++I;
266
267           // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
268           // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
269           // reinserted.
270           Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(
271               InsertPoint,
272               FirstNewBlock->getInstList(),
273               AI, I);
274         }
275       }
276   }
277
278   // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
279   // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
280   if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
281     Module *M = Caller->getParent();
282     const Type *BytePtr = PointerType::get(Type::Int8Ty);
283     // Get the two intrinsics we care about.
284     Constant *StackSave, *StackRestore;
285     StackSave    = M->getOrInsertFunction("llvm.stacksave", BytePtr, NULL);
286     StackRestore = M->getOrInsertFunction("llvm.stackrestore", Type::VoidTy,
287                                           BytePtr, NULL);
288
289     // If we are preserving the callgraph, add edges to the stacksave/restore
290     // functions for the calls we insert.
291     CallGraphNode *StackSaveCGN = 0, *StackRestoreCGN = 0, *CallerNode = 0;
292     if (CG) {
293       // We know that StackSave/StackRestore are Function*'s, because they are
294       // intrinsics which must have the right types.
295       StackSaveCGN    = CG->getOrInsertFunction(cast<Function>(StackSave));
296       StackRestoreCGN = CG->getOrInsertFunction(cast<Function>(StackRestore));
297       CallerNode = (*CG)[Caller];
298     }
299       
300     // Insert the llvm.stacksave.
301     CallInst *SavedPtr = new CallInst(StackSave, "savedstack", 
302                                       FirstNewBlock->begin());
303     if (CG) CallerNode->addCalledFunction(SavedPtr, StackSaveCGN);
304       
305     // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
306     // inlined function.
307     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
308       CallInst *CI = new CallInst(StackRestore, SavedPtr, "", Returns[i]);
309       if (CG) CallerNode->addCalledFunction(CI, StackRestoreCGN);
310     }
311
312     // Count the number of StackRestore calls we insert.
313     unsigned NumStackRestores = Returns.size();
314     
315     // If we are inlining an invoke instruction, insert restores before each
316     // unwind.  These unwinds will be rewritten into branches later.
317     if (InlinedFunctionInfo.ContainsUnwinds && isa<InvokeInst>(TheCall)) {
318       for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
319            BB != E; ++BB)
320         if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
321           new CallInst(StackRestore, SavedPtr, "", UI);
322           ++NumStackRestores;
323         }
324     }
325   }
326
327   // If we are inlining tail call instruction through a call site that isn't 
328   // marked 'tail', we must remove the tail marker for any calls in the inlined
329   // code.
330   if (MustClearTailCallFlags && InlinedFunctionInfo.ContainsCalls) {
331     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
332          BB != E; ++BB)
333       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
334         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
335           CI->setTailCall(false);
336   }
337
338   // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
339   // any inlined 'unwind' instructions into branches to the invoke exception
340   // destination, and call instructions into invoke instructions.
341   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
342     HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
343
344   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
345   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
346   // the calling basic block.
347   if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
348     // Move all of the instructions right before the call.
349     OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
350                                  FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
351     // Remove the cloned basic block.
352     Caller->getBasicBlockList().pop_back();
353
354     // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
355     // destination.
356     if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
357       new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
358
359     // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
360     // uses of the returned value.
361     if (!TheCall->use_empty())
362       TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
363
364     // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
365     TheCall->getParent()->getInstList().erase(TheCall);
366
367     // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
368     Returns[0]->getParent()->getInstList().erase(Returns[0]);
369
370     // We are now done with the inlining.
371     return true;
372   }
373
374   // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
375   // multiple return sites.
376
377   // We want to clone the entire callee function into the hole between the
378   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
379   // this is an invoke instruction or a call instruction.
380   BasicBlock *AfterCallBB;
381   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
382
383     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
384     BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
385
386     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
387     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
388     // symmetric to the call case.
389     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
390                                           CalledFunc->getName()+".exit");
391
392   } else {  // It's a call
393     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
394     // the call lives in.
395     //
396     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
397                                           CalledFunc->getName()+".exit");
398   }
399
400   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
401   // basic block of the inlined function.
402   //
403   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
404   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br &&
405          "splitBasicBlock broken!");
406   Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
407
408
409   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
410   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
411   // into the space made by splitting the source basic block.
412   //
413   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
414                                      FirstNewBlock, Caller->end());
415
416   // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
417   // any users of the original call/invoke instruction.
418   if (Returns.size() > 1) {
419     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
420     // possible incoming values.
421     //
422     PHINode *PHI = 0;
423     if (!TheCall->use_empty()) {
424       PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(),
425                         TheCall->getName(), AfterCallBB->begin());
426
427       // Anything that used the result of the function call should now use the
428       // PHI node as their operand.
429       //
430       TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
431     }
432
433     // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
434     // branches to the merge point now, and adding entries to the PHI node as
435     // appropriate.
436     for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
437       ReturnInst *RI = Returns[i];
438
439       if (PHI) {
440         assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
441         assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() &&
442                "Ret value not consistent in function!");
443         PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
444       }
445
446       // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
447       new BranchInst(AfterCallBB, RI);
448
449       // Delete the return instruction now
450       RI->getParent()->getInstList().erase(RI);
451     }
452
453   } else if (!Returns.empty()) {
454     // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
455     // using the return value of the call with the computed value.
456     if (!TheCall->use_empty())
457       TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
458
459     // Splice the code from the return block into the block that it will return
460     // to, which contains the code that was after the call.
461     BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
462     AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
463                                       ReturnBB->getInstList());
464
465     // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
466     ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
467
468     // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
469     Returns[0]->eraseFromParent();
470     ReturnBB->eraseFromParent();
471   } else if (!TheCall->use_empty()) {
472     // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
473     // nuke the result.
474     TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
475   }
476
477   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
478   TheCall->eraseFromParent();
479
480   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
481   // single predecessor of the block...
482   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
483   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
484
485   // Splice the code entry block into calling block, right before the
486   // unconditional branch.
487   OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
488   CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
489
490   // Remove the unconditional branch.
491   OrigBB->getInstList().erase(Br);
492
493   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
494   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
495   
496   return true;
497 }