GC poses hazards to the inliner. Consider:
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
index 40d02ab4bc92cae72c79f2ec86283fe05084bfa7..0a9aa7a8d751fc2fe35590852b950e729ff6412f 100644 (file)
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Intrinsics.h"
+#include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
 using namespace llvm;
 
-bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
-bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II) {return InlineFunction(CallSite(II));}
+bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
+  return InlineFunction(CallSite(CI), CG, TD);
+}
+bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
+  return InlineFunction(CallSite(II), CG, TD);
+}
+
+/// HandleInlinedInvoke - If we inlined an invoke site, we need to convert calls
+/// in the body of the inlined function into invokes and turn unwind
+/// instructions into branches to the invoke unwind dest.
+///
+/// II is the invoke instruction begin inlined.  FirstNewBlock is the first
+/// block of the inlined code (the last block is the end of the function),
+/// and InlineCodeInfo is information about the code that got inlined.
+static void HandleInlinedInvoke(InvokeInst *II, BasicBlock *FirstNewBlock,
+                                ClonedCodeInfo &InlinedCodeInfo) {
+  BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
+  std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues;
+
+  // If there are PHI nodes in the unwind destination block, we need to
+  // keep track of which values came into them from this invoke, then remove
+  // the entry for this block.
+  BasicBlock *InvokeBlock = II->getParent();
+  for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
+    PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+    // Save the value to use for this edge.
+    InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(InvokeBlock));
+  }
+
+  Function *Caller = FirstNewBlock->getParent();
+  
+  // The inlined code is currently at the end of the function, scan from the
+  // start of the inlined code to its end, checking for stuff we need to
+  // rewrite.
+  if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls || InlinedCodeInfo.ContainsUnwinds) {
+    for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
+         BB != E; ++BB) {
+      if (InlinedCodeInfo.ContainsCalls) {
+        for (BasicBlock::iterator BBI = BB->begin(), E = BB->end(); BBI != E; ){
+          Instruction *I = BBI++;
+          
+          // We only need to check for function calls: inlined invoke
+          // instructions require no special handling.
+          if (!isa<CallInst>(I)) continue;
+          CallInst *CI = cast<CallInst>(I);
+
+          // If this call cannot unwind, don't convert it to an invoke.
+          if (CI->doesNotThrow())
+            continue;
+
+          // Convert this function call into an invoke instruction.
+          // First, split the basic block.
+          BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
+          
+          // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
+          // of the old basic block.
+          SmallVector<Value*, 8> InvokeArgs(CI->op_begin()+1, CI->op_end());
+          InvokeInst *II =
+            new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest,
+                           InvokeArgs.begin(), InvokeArgs.end(),
+                           CI->getName(), BB->getTerminator());
+          II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
+          II->setParamAttrs(CI->getParamAttrs());
+          
+          // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
+          CI->replaceAllUsesWith(II);
+          
+          // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
+          BB->getInstList().pop_back();
+          Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
+          
+          // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
+          // there is now a new entry in them.
+          unsigned i = 0;
+          for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
+               isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
+            PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+            PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
+          }
+            
+          // This basic block is now complete, start scanning the next one.
+          break;
+        }
+      }
+      
+      if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
+        // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
+        // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
+        // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
+        // transform it into a direct branch to the exception destination.
+        new BranchInst(InvokeDest, UI);
+        
+        // Delete the unwind instruction!
+        UI->getParent()->getInstList().pop_back();
+        
+        // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
+        // there is now a new entry in them.
+        unsigned i = 0;
+        for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
+             isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
+          PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
+          PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
+        }
+      }
+    }
+  }
+
+  // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
+  // the exception destination block still have entries due to the original
+  // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
+  // PHI node) now.
+  InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
+}
+
+/// UpdateCallGraphAfterInlining - Once we have cloned code over from a callee
+/// into the caller, update the specified callgraph to reflect the changes we
+/// made.  Note that it's possible that not all code was copied over, so only
+/// some edges of the callgraph will be remain.
+static void UpdateCallGraphAfterInlining(const Function *Caller,
+                                         const Function *Callee,
+                                         Function::iterator FirstNewBlock,
+                                       DenseMap<const Value*, Value*> &ValueMap,
+                                         CallGraph &CG) {
+  // Update the call graph by deleting the edge from Callee to Caller
+  CallGraphNode *CalleeNode = CG[Callee];
+  CallGraphNode *CallerNode = CG[Caller];
+  CallerNode->removeCallEdgeTo(CalleeNode);
+  
+  // Since we inlined some uninlined call sites in the callee into the caller,
+  // add edges from the caller to all of the callees of the callee.
+  for (CallGraphNode::iterator I = CalleeNode->begin(),
+       E = CalleeNode->end(); I != E; ++I) {
+    const Instruction *OrigCall = I->first.getInstruction();
+    
+    DenseMap<const Value*, Value*>::iterator VMI = ValueMap.find(OrigCall);
+    // Only copy the edge if the call was inlined!
+    if (VMI != ValueMap.end() && VMI->second) {
+      // If the call was inlined, but then constant folded, there is no edge to
+      // add.  Check for this case.
+      if (Instruction *NewCall = dyn_cast<Instruction>(VMI->second))
+        CallerNode->addCalledFunction(CallSite::get(NewCall), I->second);
+    }
+  }
+}
+
 
 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
@@ -33,14 +178,14 @@ bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II) {return InlineFunction(CallSite(II));}
 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
 // function by one level.
 //
-bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
+bool llvm::InlineFunction(CallSite CS, CallGraph *CG, const TargetData *TD) {
   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
          "Instruction not in function!");
 
   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
-      CalledFunc->isExternal() || // call, or call to a vararg function!
+      CalledFunc->isDeclaration() || // call, or call to a vararg function!
       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
 
 
@@ -49,9 +194,26 @@ bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
   bool MustClearTailCallFlags =
     isa<CallInst>(TheCall) && !cast<CallInst>(TheCall)->isTailCall();
 
+  // If the call to the callee cannot throw, set the 'nounwind' flag on any
+  // calls that we inline.
+  bool MarkNoUnwind = CS.doesNotThrow();
+
   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
   Function *Caller = OrigBB->getParent();
 
+  
+  // GC poses two hazards to inlining, which only occur when the callee has GC:
+  //  1. If the caller has no GC, then the callee's GC must be propagated to the
+  //     caller.
+  //  2. If the caller has a differing GC, it is invalid to inline.
+  if (CalledFunc->hasCollector()) {
+    if (!Caller->hasCollector())
+      Caller->setCollector(CalledFunc->getCollector());
+    else if (CalledFunc->getCollector() != Caller->getCollector())
+      return false;
+  }
+  
+  
   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
   // the new function inlined after it.
   //
@@ -60,25 +222,38 @@ bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
   // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
   // function.
   std::vector<ReturnInst*> Returns;
+  ClonedCodeInfo InlinedFunctionInfo;
+  Function::iterator FirstNewBlock;
+
   { // Scope to destroy ValueMap after cloning.
-    // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
-    std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
+    DenseMap<const Value*, Value*> ValueMap;
+
+    // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner, which
+    // matches up the formal to the actual argument values.
     assert(std::distance(CalledFunc->arg_begin(), CalledFunc->arg_end()) ==
            std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
            "No varargs calls can be inlined!");
-
     CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
     for (Function::const_arg_iterator I = CalledFunc->arg_begin(),
            E = CalledFunc->arg_end(); I != E; ++I, ++AI)
       ValueMap[I] = *AI;
 
-    // Clone the entire body of the callee into the caller.
-    CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
+    // We want the inliner to prune the code as it copies.  We would LOVE to
+    // have no dead or constant instructions leftover after inlining occurs
+    // (which can happen, e.g., because an argument was constant), but we'll be
+    // happy with whatever the cloner can do.
+    CloneAndPruneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i",
+                              &InlinedFunctionInfo, TD);
+    
+    // Remember the first block that is newly cloned over.
+    FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
+    
+    // Update the callgraph if requested.
+    if (CG)
+      UpdateCallGraphAfterInlining(Caller, CalledFunc, FirstNewBlock, ValueMap,
+                                   *CG);
   }
-
-  // Remember the first block that is newly cloned over.
-  Function::iterator FirstNewBlock = LastBlock; ++FirstNewBlock;
-
   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
@@ -88,7 +263,14 @@ bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
     for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
            E = FirstNewBlock->end(); I != E; )
-      if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++))
+      if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++)) {
+        // If the alloca is now dead, remove it.  This often occurs due to code
+        // specialization.
+        if (AI->use_empty()) {
+          AI->eraseFromParent();
+          continue;
+        }
+        
         if (isa<Constant>(AI->getArraySize())) {
           // Scan for the block of allocas that we can move over, and move them
           // all at once.
@@ -97,113 +279,99 @@ bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
             ++I;
 
           // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
-          // that they instructions aren't removed from the symbol table, then
+          // that the instructions aren't removed from the symbol table, then
           // reinserted.
-          Caller->front().getInstList().splice(InsertPoint,
-                                               FirstNewBlock->getInstList(),
-                                               AI, I);
+          Caller->getEntryBlock().getInstList().splice(
+              InsertPoint,
+              FirstNewBlock->getInstList(),
+              AI, I);
         }
+      }
   }
 
-  // If we are inlining tail call instruction through an invoke or
-  if (MustClearTailCallFlags) {
-    for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
-         BB != E; ++BB)
-      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
-        if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
-          CI->setTailCall(false);
-  }
+  // If the inlined code contained dynamic alloca instructions, wrap the inlined
+  // code with llvm.stacksave/llvm.stackrestore intrinsics.
+  if (InlinedFunctionInfo.ContainsDynamicAllocas) {
+    Module *M = Caller->getParent();
+    const Type *BytePtr = PointerType::getUnqual(Type::Int8Ty);
+    // Get the two intrinsics we care about.
+    Constant *StackSave, *StackRestore;
+    StackSave    = M->getOrInsertFunction("llvm.stacksave", BytePtr, NULL);
+    StackRestore = M->getOrInsertFunction("llvm.stackrestore", Type::VoidTy,
+                                          BytePtr, NULL);
+
+    // If we are preserving the callgraph, add edges to the stacksave/restore
+    // functions for the calls we insert.
+    CallGraphNode *StackSaveCGN = 0, *StackRestoreCGN = 0, *CallerNode = 0;
+    if (CG) {
+      // We know that StackSave/StackRestore are Function*'s, because they are
+      // intrinsics which must have the right types.
+      StackSaveCGN    = CG->getOrInsertFunction(cast<Function>(StackSave));
+      StackRestoreCGN = CG->getOrInsertFunction(cast<Function>(StackRestore));
+      CallerNode = (*CG)[Caller];
+    }
+      
+    // Insert the llvm.stacksave.
+    CallInst *SavedPtr = new CallInst(StackSave, "savedstack", 
+                                      FirstNewBlock->begin());
+    if (CG) CallerNode->addCalledFunction(SavedPtr, StackSaveCGN);
+      
+    // Insert a call to llvm.stackrestore before any return instructions in the
+    // inlined function.
+    for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
+      CallInst *CI = new CallInst(StackRestore, SavedPtr, "", Returns[i]);
+      if (CG) CallerNode->addCalledFunction(CI, StackRestoreCGN);
+    }
 
-  // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
-  // any inlined 'unwind' instructions into branches to the invoke exception
-  // destination, and call instructions into invoke instructions.
-  if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
-    BasicBlock *InvokeDest = II->getUnwindDest();
-    std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues;
-
-    // If there are PHI nodes in the exceptional destination block, we need to
-    // keep track of which values came into them from this invoke, then remove
-    // the entry for this block.
-    for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin(); isa<PHINode>(I); ++I) {
-      PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-      // Save the value to use for this edge...
-      InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(OrigBB));
+    // Count the number of StackRestore calls we insert.
+    unsigned NumStackRestores = Returns.size();
+    
+    // If we are inlining an invoke instruction, insert restores before each
+    // unwind.  These unwinds will be rewritten into branches later.
+    if (InlinedFunctionInfo.ContainsUnwinds && isa<InvokeInst>(TheCall)) {
+      for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
+           BB != E; ++BB)
+        if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
+          new CallInst(StackRestore, SavedPtr, "", UI);
+          ++NumStackRestores;
+        }
     }
+  }
 
+  // If we are inlining tail call instruction through a call site that isn't 
+  // marked 'tail', we must remove the tail marker for any calls in the inlined
+  // code.  Also, calls inlined through a 'nounwind' call site should be marked
+  // 'nounwind'.
+  if (InlinedFunctionInfo.ContainsCalls &&
+      (MustClearTailCallFlags || MarkNoUnwind)) {
     for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
-         BB != E; ++BB) {
-      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
-        // We only need to check for function calls: inlined invoke instructions
-        // require no special handling...
+         BB != E; ++BB)
+      for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
-          // Convert this function call into an invoke instruction... if it's
-          // not an intrinsic function call (which are known to not unwind).
-          if (CI->getCalledFunction() &&
-              CI->getCalledFunction()->getIntrinsicID()) {
-            ++I;
-          } else {
-            // First, split the basic block...
-            BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
-
-            // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
-            // of the old basic block.
-            InvokeInst *II =
-              new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest,
-                            std::vector<Value*>(CI->op_begin()+1, CI->op_end()),
-                             CI->getName(), BB->getTerminator());
-            II->setCallingConv(CI->getCallingConv());
-
-            // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
-            CI->replaceAllUsesWith(II);
-
-            // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
-            BB->getInstList().pop_back();
-            Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
-
-            // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
-            // there is now a new entry in them.
-            unsigned i = 0;
-            for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
-                 isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
-              PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-              PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
-            }
-
-            // This basic block is now complete, start scanning the next one.
-            break;
-          }
-        } else {
-          ++I;
+          if (MustClearTailCallFlags)
+            CI->setTailCall(false);
+          if (MarkNoUnwind)
+            CI->setDoesNotThrow();
         }
-      }
-
-      if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
-        // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
-        // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
-        // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
-        // transform it into a direct branch to the exception destination.
-        new BranchInst(InvokeDest, UI);
-
-        // Delete the unwind instruction!
-        UI->getParent()->getInstList().pop_back();
+  }
 
-        // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
-        // there is now a new entry in them.
-        unsigned i = 0;
-        for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
-             isa<PHINode>(I); ++I, ++i) {
-          PHINode *PN = cast<PHINode>(I);
-          PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
-        }
+  // If we are inlining through a 'nounwind' call site then any inlined 'unwind'
+  // instructions are unreachable.
+  if (InlinedFunctionInfo.ContainsUnwinds && MarkNoUnwind)
+    for (Function::iterator BB = FirstNewBlock, E = Caller->end();
+         BB != E; ++BB) {
+      TerminatorInst *Term = BB->getTerminator();
+      if (isa<UnwindInst>(Term)) {
+        new UnreachableInst(Term);
+        BB->getInstList().erase(Term);
       }
     }
 
-    // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
-    // the exception destination block still have entries due to the original
-    // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
-    // PHI node) now.
-    InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
-  }
+  // If we are inlining for an invoke instruction, we must make sure to rewrite
+  // any inlined 'unwind' instructions into branches to the invoke exception
+  // destination, and call instructions into invoke instructions.
+  if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
+    HandleInlinedInvoke(II, FirstNewBlock, InlinedFunctionInfo);
 
   // If we cloned in _exactly one_ basic block, and if that block ends in a
   // return instruction, we splice the body of the inlined callee directly into
@@ -356,5 +524,6 @@ bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
 
   // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
   Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
+  
   return true;
 }