The split bb is really the exit of the old function
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
index 01ffb253e4bd120a7ccb068f446b304a657e0571..1384022be759724b0c3f29df8012066912672285 100644 (file)
@@ -1,24 +1,31 @@
 //===- InlineFunction.cpp - Code to perform function inlining -------------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file implements inlining of a function into a call site, resolving
 // parameters and the return value as appropriate.
 //
 // FIXME: This pass should transform alloca instructions in the called function
-//        into malloc/free pairs!  Or perhaps it should refuse to inline them!
+// into alloca/dealloca pairs!  Or perhaps it should refuse to inline them!
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
-#include "llvm/Constant.h"
+#include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Module.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/Intrinsics.h"
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
+using namespace llvm;
 
-bool InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
-bool InlineFunction(InvokeInst *II) { return InlineFunction(CallSite(II)); }
+bool llvm::InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
+bool llvm::InlineFunction(InvokeInst *II) {return InlineFunction(CallSite(II));}
 
 // 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
@@ -29,7 +36,7 @@ bool InlineFunction(InvokeInst *II) { return InlineFunction(CallSite(II)); }
 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
 // function by one level.
 //
-bool InlineFunction(CallSite CS) {
+bool llvm::InlineFunction(CallSite CS) {
   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
          "Instruction not in function!");
@@ -42,185 +49,115 @@ bool InlineFunction(CallSite CS) {
   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
   Function *Caller = OrigBB->getParent();
 
-  // We want to clone the entire callee function into the whole between the
-  // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
-  // this is an invoke instruction or a call instruction.
-
-  BasicBlock *InvokeDest = 0;     // Exception handling destination
-  std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues; // Values for PHI nodes in InvokeDest
-  BasicBlock *AfterCallBB;
-
-  if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
-    InvokeDest = II->getExceptionalDest();
-
-    // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
-    BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
-
-    // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
-    // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
-    // symmetric to the call case.
-    AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
-                                          CalledFunc->getName()+".entry");
-
-    // 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();
-         PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
-      // Save the value to use for this edge...
-      InvokeDestPHIValues.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(AfterCallBB));
-    }
-
-    // Remove (unlink) the InvokeInst from the function...
-    OrigBB->getInstList().remove(TheCall);
-
-  } else {  // It's a call
-    // If this is a call instruction, we need to split the basic block that the
-    // call lives in.
-    //
-    AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
-                                          CalledFunc->getName()+".entry");
-    // Remove (unlink) the CallInst from the function...
-    AfterCallBB->getInstList().remove(TheCall);
-  }
-
-  // If we have a return value generated by this call, convert it into a PHI 
-  // node that gets values from each of the old RET instructions in the original
-  // function.
-  //
-  PHINode *PHI = 0;
-  if (!TheCall->use_empty()) {
-    // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all 
-    // possible incoming values.
-    //
-    PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(), TheCall->getName(),
-                      AfterCallBB->begin());
-
-    // Anything that used the result of the function call should now use the PHI
-    // node as their operand.
-    //
-    TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
-  }
-
   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
   // the new function inlined after it.
   //
   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
 
-  // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
-  std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
-  assert(std::distance(CalledFunc->abegin(), CalledFunc->aend()) == 
-         std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
-         "No varargs calls can be inlined!");
-
-  CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
-  for (Function::const_aiterator I = CalledFunc->abegin(), E=CalledFunc->aend();
-       I != E; ++I, ++AI)
-    ValueMap[I] = *AI;
-
-  // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
-  delete TheCall;
-
-  // Make a vector to capture the return instructions in the cloned function...
+  // Make sure to capture all of the return instructions from the cloned
+  // function.
   std::vector<ReturnInst*> Returns;
+  { // Scope to destroy ValueMap after cloning.
+    // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
+    std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
+    assert(std::distance(CalledFunc->abegin(), CalledFunc->aend()) == 
+           std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
+           "No varargs calls can be inlined!");
+    
+    CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
+    for (Function::const_aiterator I = CalledFunc->abegin(),
+           E = CalledFunc->aend(); I != E; ++I, ++AI)
+      ValueMap[I] = *AI;
+    
+    // Clone the entire body of the callee into the caller.  
+    CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
+  }    
 
-  // Do all of the hard part of cloning the callee into the caller...
-  CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
-
-  // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
-  // branches to the merge point now...
-  for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
-    ReturnInst *RI = Returns[i];
-    BasicBlock *BB = RI->getParent();
-
-    // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
-    new BranchInst(AfterCallBB, RI);
-
-    if (PHI) {   // The PHI node should include this value!
-      assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
-      assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() && 
-             "Ret value not consistent in function!");
-      PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), BB);
-    }
-
-    // Delete the return instruction now
-    BB->getInstList().erase(RI);
-  }
-
-  // Check to see if the PHI node only has one argument.  This is a common
-  // case resulting from there only being a single return instruction in the
-  // function call.  Because this is so common, eliminate the PHI node.
-  //
-  if (PHI && PHI->getNumIncomingValues() == 1) {
-    PHI->replaceAllUsesWith(PHI->getIncomingValue(0));
-    PHI->getParent()->getInstList().erase(PHI);
-  }
-
-  // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
-  // basic block of the inlined function.
-  //
-  TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
-  assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br && 
-        "splitBasicBlock broken!");
-  Br->setOperand(0, ++LastBlock);
+  // 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
   // instructions at the end of the current alloca list.
   //
-  if (isa<AllocaInst>(LastBlock->begin())) {
+  if (isa<AllocaInst>(FirstNewBlock->begin())) {
     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
-    while (isa<AllocaInst>(InsertPoint)) ++InsertPoint;
-    
-    for (BasicBlock::iterator I = LastBlock->begin(), E = LastBlock->end();
-         I != E; )
-      if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
-        ++I;  // Move to the next instruction
-        LastBlock->getInstList().remove(AI);
-        Caller->front().getInstList().insert(InsertPoint, AI);      
-      } else {
-        ++I;
-      }
+    for (BasicBlock::iterator I = FirstNewBlock->begin(),
+           E = FirstNewBlock->end(); I != E; )
+      if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I++))
+        if (isa<Constant>(AI->getArraySize())) {
+          // Scan for the block of allocas that we can move over.
+          while (isa<AllocaInst>(I) &&
+                 isa<Constant>(cast<AllocaInst>(I)->getArraySize()))
+            ++I;
+
+          // Transfer all of the allocas over in a block.  Using splice means
+          // that they instructions aren't removed from the symbol table, then
+          // reinserted.
+          Caller->front().getInstList().splice(InsertPoint,
+                                               FirstNewBlock->getInstList(),
+                                               AI, I);
+        }
   }
 
-  // If we just inlined a call due to an invoke instruction, scan the inlined
-  // function checking for function calls that should now be made into invoke
-  // instructions, and for unwind's which should be turned into branches.
-  if (InvokeDest) {
-    for (Function::iterator BB = LastBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB) {
+  // 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));
+    }
+
+    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...
         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
-          // 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.
-          InvokeInst *II =
-            new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest, 
-                           std::vector<Value*>(CI->op_begin()+1, CI->op_end()),
-                           CI->getName(), BB->getTerminator());
-
-          // 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();
-               PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
-            PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
-
-          // This basic block is now complete, start scanning the next one.
-          break;
+          // Convert this function call into an invoke instruction... if it's
+          // not an intrinsic function call (which are known to not throw).
+          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());
+
+            // 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;
         }
@@ -231,10 +168,19 @@ bool InlineFunction(CallSite CS) {
         // 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.
-        BranchInst *BI = new BranchInst(InvokeDest, UI);
+        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);
+        }
       }
     }
 
@@ -242,27 +188,159 @@ bool InlineFunction(CallSite CS) {
     // the exception destination block still have entries due to the original
     // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
     // PHI node) now.
-    for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
-         PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
-      PN->removeIncomingValue(AfterCallBB);
+    InvokeDest->removePredecessor(II->getParent());
+  }
+
+  // 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
+  // the calling basic block.
+  if (Returns.size() == 1 && std::distance(FirstNewBlock, Caller->end()) == 1) {
+    // Move all of the instructions right before the call.
+    OrigBB->getInstList().splice(TheCall, FirstNewBlock->getInstList(),
+                                 FirstNewBlock->begin(), FirstNewBlock->end());
+    // Remove the cloned basic block.
+    Caller->getBasicBlockList().pop_back();
+    
+    // If the call site was an invoke instruction, add a branch to the normal
+    // destination.
+    if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall))
+      new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
+
+    // If the return instruction returned a value, replace uses of the call with
+    // uses of the returned value.
+    if (!TheCall->use_empty())
+      TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
+
+    // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
+    TheCall->getParent()->getInstList().erase(TheCall);
+
+    // Since we are now done with the return instruction, delete it also.
+    Returns[0]->getParent()->getInstList().erase(Returns[0]);
+
+    // We are now done with the inlining.
+    return true;
   }
+
+  // Otherwise, we have the normal case, of more than one block to inline or
+  // multiple return sites.
+
+  // We want to clone the entire callee function into the hole between the
+  // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
+  // this is an invoke instruction or a call instruction.
+  BasicBlock *AfterCallBB;
+  if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
+    
+    // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
+    BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
+    
+    // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
+    // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
+    // symmetric to the call case.
+    AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
+                                          CalledFunc->getName()+".exit");
+    
+  } else {  // It's a call
+    // If this is a call instruction, we need to split the basic block that
+    // the call lives in.
+    //
+    AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
+                                          CalledFunc->getName()+".exit");
+  }
+
+  // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
+  // basic block of the inlined function.
+  //
+  TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
+  assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br && 
+         "splitBasicBlock broken!");
+  Br->setOperand(0, FirstNewBlock);
+
+
   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
   // into the space made by splitting the source basic block.
   //
-  Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(), 
-                                     LastBlock, Caller->end());
+  Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(),
+                                     FirstNewBlock, Caller->end());
+
+  // Handle all of the return instructions that we just cloned in, and eliminate
+  // any users of the original call/invoke instruction.
+  if (Returns.size() > 1) {
+    // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all
+    // possible incoming values.
+    //
+    PHINode *PHI = 0;
+    if (!TheCall->use_empty()) {
+      PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(),
+                        TheCall->getName(), AfterCallBB->begin());
+        
+      // Anything that used the result of the function call should now use the
+      // PHI node as their operand.
+      //
+      TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
+    }
+      
+    // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
+    // branches to the merge point now, and adding entries to the PHI node as
+    // appropriate.
+    for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
+      ReturnInst *RI = Returns[i];
+        
+      if (PHI) {
+        assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
+        assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() && 
+               "Ret value not consistent in function!");
+        PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), RI->getParent());
+      }
+        
+      // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
+      new BranchInst(AfterCallBB, RI);
+        
+      // Delete the return instruction now
+      RI->getParent()->getInstList().erase(RI);
+    }
+      
+  } else if (!Returns.empty()) {
+    // Otherwise, if there is exactly one return value, just replace anything
+    // using the return value of the call with the computed value.
+    if (!TheCall->use_empty())
+      TheCall->replaceAllUsesWith(Returns[0]->getReturnValue());
+      
+    // Splice the code from the return block into the block that it will return
+    // to, which contains the code that was after the call.
+    BasicBlock *ReturnBB = Returns[0]->getParent();
+    AfterCallBB->getInstList().splice(AfterCallBB->begin(),
+                                      ReturnBB->getInstList());
+
+    // Update PHI nodes that use the ReturnBB to use the AfterCallBB.
+    ReturnBB->replaceAllUsesWith(AfterCallBB);
+      
+    // Delete the return instruction now and empty ReturnBB now.
+    Returns[0]->eraseFromParent();
+    ReturnBB->eraseFromParent();
+  } else if (!TheCall->use_empty()) {
+    // No returns, but something is using the return value of the call.  Just
+    // nuke the result.
+    TheCall->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(TheCall->getType()));
+  }
+    
+  // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
+  TheCall->eraseFromParent();
 
   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
   // single predecessor of the block...
   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
-  SimplifyCFG(CalleeEntry);
-  
-  // Okay, continue the CFG cleanup.  It's often the case that there is only a
-  // single return instruction in the callee function.  If this is the case,
-  // then we have an unconditional branch from the return block to the
-  // 'AfterCallBB'.  Check for this case, and eliminate the branch is possible.
-  SimplifyCFG(AfterCallBB);
+
+  // Splice the code entry block into calling block, right before the
+  // unconditional branch.
+  OrigBB->getInstList().splice(Br, CalleeEntry->getInstList());
+  CalleeEntry->replaceAllUsesWith(OrigBB);  // Update PHI nodes
+
+  // Remove the unconditional branch.
+  OrigBB->getInstList().erase(Br);
+
+  // Now we can remove the CalleeEntry block, which is now empty.
+  Caller->getBasicBlockList().erase(CalleeEntry);
   return true;
 }