Start using the nicer terminator auto-insertion API
[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 // FIXME: This pass should transform alloca instructions in the called function
14 //        into malloc/free pairs!  Or perhaps it should refuse to inline them!
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
19 #include "llvm/Constant.h"
20 #include "llvm/DerivedTypes.h"
21 #include "llvm/Module.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/Intrinsics.h"
24 #include "llvm/Support/CallSite.h"
25 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
26
27 namespace llvm {
28
29 bool InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
30 bool InlineFunction(InvokeInst *II) { return InlineFunction(CallSite(II)); }
31
32 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
33 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
34 // call.  The program is still in a well defined state if this occurs though.
35 //
36 // Note that this only does one level of inlining.  For example, if the 
37 // instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now 
38 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
39 // function by one level.
40 //
41 bool InlineFunction(CallSite CS) {
42   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
43   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
44          "Instruction not in function!");
45
46   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
47   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
48       CalledFunc->isExternal() || // call, or call to a vararg function!
49       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
50
51   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
52   Function *Caller = OrigBB->getParent();
53
54   // We want to clone the entire callee function into the whole between the
55   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
56   // this is an invoke instruction or a call instruction.
57
58   BasicBlock *InvokeDest = 0;     // Exception handling destination
59   std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues; // Values for PHI nodes in InvokeDest
60   BasicBlock *AfterCallBB;
61
62   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
63     InvokeDest = II->getExceptionalDest();
64
65     // If there are PHI nodes in the exceptional destination block, we need to
66     // keep track of which values came into them from this invoke, then remove
67     // the entry for this block.
68     for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
69          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
70       // Save the value to use for this edge...
71       InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(OrigBB));
72     }
73
74     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
75     BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
76
77     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
78     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
79     // symmetric to the call case.
80     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
81                                           CalledFunc->getName()+".entry");
82
83     // Remove (unlink) the InvokeInst from the function...
84     OrigBB->getInstList().remove(TheCall);
85
86   } else {  // It's a call
87     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that the
88     // call lives in.
89     //
90     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
91                                           CalledFunc->getName()+".entry");
92     // Remove (unlink) the CallInst from the function...
93     AfterCallBB->getInstList().remove(TheCall);
94   }
95
96   // If we have a return value generated by this call, convert it into a PHI 
97   // node that gets values from each of the old RET instructions in the original
98   // function.
99   //
100   PHINode *PHI = 0;
101   if (!TheCall->use_empty()) {
102     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all 
103     // possible incoming values.
104     //
105     PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(), TheCall->getName(),
106                       AfterCallBB->begin());
107
108     // Anything that used the result of the function call should now use the PHI
109     // node as their operand.
110     //
111     TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
112   }
113
114   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
115   // the new function inlined after it.
116   //
117   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
118
119   // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
120   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
121   assert(std::distance(CalledFunc->abegin(), CalledFunc->aend()) == 
122          std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
123          "No varargs calls can be inlined!");
124
125   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
126   for (Function::const_aiterator I = CalledFunc->abegin(), E=CalledFunc->aend();
127        I != E; ++I, ++AI)
128     ValueMap[I] = *AI;
129
130   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
131   delete TheCall;
132
133   // Make a vector to capture the return instructions in the cloned function...
134   std::vector<ReturnInst*> Returns;
135
136   // Do all of the hard part of cloning the callee into the caller...
137   CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
138
139   // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
140   // branches to the merge point now...
141   for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
142     ReturnInst *RI = Returns[i];
143     BasicBlock *BB = RI->getParent();
144
145     // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
146     new BranchInst(AfterCallBB, RI);
147
148     if (PHI) {   // The PHI node should include this value!
149       assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
150       assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() && 
151              "Ret value not consistent in function!");
152       PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), BB);
153     }
154
155     // Delete the return instruction now
156     BB->getInstList().erase(RI);
157   }
158
159   // Check to see if the PHI node only has one argument.  This is a common
160   // case resulting from there only being a single return instruction in the
161   // function call.  Because this is so common, eliminate the PHI node.
162   //
163   if (PHI && PHI->getNumIncomingValues() == 1) {
164     PHI->replaceAllUsesWith(PHI->getIncomingValue(0));
165     PHI->getParent()->getInstList().erase(PHI);
166   }
167
168   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
169   // basic block of the inlined function.
170   //
171   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
172   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br && 
173          "splitBasicBlock broken!");
174   Br->setOperand(0, ++LastBlock);
175
176   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
177   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
178   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
179   // instructions at the end of the current alloca list.
180   //
181   if (isa<AllocaInst>(LastBlock->begin())) {
182     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
183     while (isa<AllocaInst>(InsertPoint)) ++InsertPoint;
184     
185     for (BasicBlock::iterator I = LastBlock->begin(), E = LastBlock->end();
186          I != E; )
187       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++))
188         if (isa<Constant>(AI->getArraySize())) {
189           LastBlock->getInstList().remove(AI);
190           Caller->front().getInstList().insert(InsertPoint, AI);      
191         }
192   }
193
194   // If we just inlined a call due to an invoke instruction, scan the inlined
195   // function checking for function calls that should now be made into invoke
196   // instructions, and for unwind's which should be turned into branches.
197   if (InvokeDest) {
198     for (Function::iterator BB = LastBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB) {
199       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
200         // We only need to check for function calls: inlined invoke instructions
201         // require no special handling...
202         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
203           // Convert this function call into an invoke instruction...
204
205           // First, split the basic block...
206           BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
207           
208           // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
209           // of the old basic block.
210           InvokeInst *II =
211             new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest, 
212                            std::vector<Value*>(CI->op_begin()+1, CI->op_end()),
213                            CI->getName(), BB->getTerminator());
214
215           // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
216           CI->replaceAllUsesWith(II);
217
218           // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
219           BB->getInstList().pop_back();
220           Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
221           
222           // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
223           // there is now a new entry in them.
224           unsigned i = 0;
225           for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
226                PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
227             PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
228
229           // This basic block is now complete, start scanning the next one.
230           break;
231         } else {
232           ++I;
233         }
234       }
235
236       if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
237         // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
238         // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
239         // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
240         // transform it into a direct branch to the exception destination.
241         new BranchInst(InvokeDest, UI);
242
243         // Delete the unwind instruction!
244         UI->getParent()->getInstList().pop_back();
245
246         // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
247         // there is now a new entry in them.
248         unsigned i = 0;
249         for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
250              PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
251           PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
252       }
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     for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
260          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
261       PN->removeIncomingValue(AfterCallBB);
262   }
263   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
264   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
265   // into the space made by splitting the source basic block.
266   //
267   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(), 
268                                      LastBlock, Caller->end());
269
270   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
271   // single predecessor of the block...
272   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
273   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
274   SimplifyCFG(CalleeEntry);
275   
276   // Okay, continue the CFG cleanup.  It's often the case that there is only a
277   // single return instruction in the callee function.  If this is the case,
278   // then we have an unconditional branch from the return block to the
279   // 'AfterCallBB'.  Check for this case, and eliminate the branch is possible.
280   SimplifyCFG(AfterCallBB);
281   return true;
282 }
283
284 } // End llvm namespace