lib/Transforms/Utils/UnifyFunctionExitNodes.cpp

   1 //===- UnifyFunctionExitNodes.cpp - Make all functions have a single exit -===//
   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 pass is used to ensure that functions have at most one return
  11 // instruction in them.  Additionally, it keeps track of which node is the new
  12 // exit node of the CFG.  If there are no exit nodes in the CFG, the getExitNode
  13 // method will return a null pointer.
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "llvm/Transforms/Utils/UnifyFunctionExitNodes.h"
  18 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  19 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
  20 #include "llvm/IR/Function.h"
  21 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  22 #include "llvm/IR/Type.h"
  23 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  24 using namespace llvm;
  25
  26 char UnifyFunctionExitNodes::ID = 0;
  27 INITIALIZE_PASS(UnifyFunctionExitNodes, "mergereturn",
  28                 "Unify function exit nodes", false, false)
  29
  30 Pass *llvm::createUnifyFunctionExitNodesPass() {
  31   return new UnifyFunctionExitNodes();
  32 }
  33
  34 void UnifyFunctionExitNodes::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const{
  35   // We preserve the non-critical-edgeness property
  36   AU.addPreservedID(BreakCriticalEdgesID);
  37   // This is a cluster of orthogonal Transforms
  38   AU.addPreservedID(LowerSwitchID);
  39 }
  40
  41 // UnifyAllExitNodes - Unify all exit nodes of the CFG by creating a new
  42 // BasicBlock, and converting all returns to unconditional branches to this
  43 // new basic block.  The singular exit node is returned.
  44 //
  45 // If there are no return stmts in the Function, a null pointer is returned.
  46 //
  47 bool UnifyFunctionExitNodes::runOnFunction(Function &F) {
  48   // Loop over all of the blocks in a function, tracking all of the blocks that
  49   // return.
  50   //
  51   std::vector<BasicBlock*> ReturningBlocks;
  52   std::vector<BasicBlock*> UnreachableBlocks;
  53   for (BasicBlock &I : F)
  54     if (isa<ReturnInst>(I.getTerminator()))
  55       ReturningBlocks.push_back(&I);
  56     else if (isa<UnreachableInst>(I.getTerminator()))
  57       UnreachableBlocks.push_back(&I);
  58
  59   // Then unreachable blocks.
  60   if (UnreachableBlocks.empty()) {
  61     UnreachableBlock = nullptr;
  62   } else if (UnreachableBlocks.size() == 1) {
  63     UnreachableBlock = UnreachableBlocks.front();
  64   } else {
  65     UnreachableBlock = BasicBlock::Create(F.getContext(),
  66                                           "UnifiedUnreachableBlock", &F);
  67     new UnreachableInst(F.getContext(), UnreachableBlock);
  68
  69     for (std::vector<BasicBlock*>::iterator I = UnreachableBlocks.begin(),
  70            E = UnreachableBlocks.end(); I != E; ++I) {
  71       BasicBlock *BB = *I;
  72       BB->getInstList().pop_back();  // Remove the unreachable inst.
  73       BranchInst::Create(UnreachableBlock, BB);
  74     }
  75   }
  76
  77   // Now handle return blocks.
  78   if (ReturningBlocks.empty()) {
  79     ReturnBlock = nullptr;
  80     return false;                          // No blocks return
  81   } else if (ReturningBlocks.size() == 1) {
  82     ReturnBlock = ReturningBlocks.front(); // Already has a single return block
  83     return false;
  84   }
  85
  86   // Otherwise, we need to insert a new basic block into the function, add a PHI
  87   // nodes (if the function returns values), and convert all of the return
  88   // instructions into unconditional branches.
  89   //
  90   BasicBlock *NewRetBlock = BasicBlock::Create(F.getContext(),
  91                                                "UnifiedReturnBlock", &F);
  92
  93   PHINode *PN = nullptr;
  94   if (F.getReturnType()->isVoidTy()) {
  95     ReturnInst::Create(F.getContext(), nullptr, NewRetBlock);
  96   } else {
  97     // If the function doesn't return void... add a PHI node to the block...
  98     PN = PHINode::Create(F.getReturnType(), ReturningBlocks.size(),
  99                          "UnifiedRetVal");
 100     NewRetBlock->getInstList().push_back(PN);
 101     ReturnInst::Create(F.getContext(), PN, NewRetBlock);
 102   }
 103
 104   // Loop over all of the blocks, replacing the return instruction with an
 105   // unconditional branch.
 106   //
 107   for (std::vector<BasicBlock*>::iterator I = ReturningBlocks.begin(),
 108          E = ReturningBlocks.end(); I != E; ++I) {
 109     BasicBlock *BB = *I;
 110
 111     // Add an incoming element to the PHI node for every return instruction that
 112     // is merging into this new block...
 113     if (PN)
 114       PN->addIncoming(BB->getTerminator()->getOperand(0), BB);
 115
 116     BB->getInstList().pop_back();  // Remove the return insn
 117     BranchInst::Create(NewRetBlock, BB);
 118   }
 119   ReturnBlock = NewRetBlock;
 120   return true;
 121 }