Avoid doing pointless work. Amazingly, this makes us go faster.
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / Utils / InlineFunction.cpp
1 //===- InlineFunction.cpp - Code to perform function inlining -------------===//
2 //
3 // This file implements inlining of a function into a call site, resolving
4 // parameters and the return value as appropriate.
5 //
6 // FIXME: This pass should transform alloca instructions in the called function
7 //        into malloc/free pairs!  Or perhaps it should refuse to inline them!
8 //
9 //===----------------------------------------------------------------------===//
10
11 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
12 #include "llvm/Constant.h"
13 #include "llvm/DerivedTypes.h"
14 #include "llvm/Module.h"
15 #include "llvm/Instructions.h"
16 #include "llvm/Intrinsics.h"
17 #include "llvm/Support/CallSite.h"
18 #include "llvm/Transforms/Utils/Local.h"
19
20 bool InlineFunction(CallInst *CI) { return InlineFunction(CallSite(CI)); }
21 bool InlineFunction(InvokeInst *II) { return InlineFunction(CallSite(II)); }
22
23 // InlineFunction - This function inlines the called function into the basic
24 // block of the caller.  This returns false if it is not possible to inline this
25 // call.  The program is still in a well defined state if this occurs though.
26 //
27 // Note that this only does one level of inlining.  For example, if the 
28 // instruction 'call B' is inlined, and 'B' calls 'C', then the call to 'C' now 
29 // exists in the instruction stream.  Similiarly this will inline a recursive
30 // function by one level.
31 //
32 bool InlineFunction(CallSite CS) {
33   Instruction *TheCall = CS.getInstruction();
34   assert(TheCall->getParent() && TheCall->getParent()->getParent() &&
35          "Instruction not in function!");
36
37   const Function *CalledFunc = CS.getCalledFunction();
38   if (CalledFunc == 0 ||          // Can't inline external function or indirect
39       CalledFunc->isExternal() || // call, or call to a vararg function!
40       CalledFunc->getFunctionType()->isVarArg()) return false;
41
42   BasicBlock *OrigBB = TheCall->getParent();
43   Function *Caller = OrigBB->getParent();
44
45   // We want to clone the entire callee function into the whole between the
46   // "starter" and "ender" blocks.  How we accomplish this depends on whether
47   // this is an invoke instruction or a call instruction.
48
49   BasicBlock *InvokeDest = 0;     // Exception handling destination
50   std::vector<Value*> InvokeDestPHIValues; // Values for PHI nodes in InvokeDest
51   BasicBlock *AfterCallBB;
52
53   if (InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(TheCall)) {
54     InvokeDest = II->getExceptionalDest();
55
56     // Add an unconditional branch to make this look like the CallInst case...
57     BranchInst *NewBr = new BranchInst(II->getNormalDest(), TheCall);
58
59     // Split the basic block.  This guarantees that no PHI nodes will have to be
60     // updated due to new incoming edges, and make the invoke case more
61     // symmetric to the call case.
62     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(NewBr,
63                                           CalledFunc->getName()+".entry");
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(AfterCallBB));
72     }
73
74     // Remove (unlink) the InvokeInst from the function...
75     OrigBB->getInstList().remove(TheCall);
76
77   } else {  // It's a call
78     // If this is a call instruction, we need to split the basic block that the
79     // call lives in.
80     //
81     AfterCallBB = OrigBB->splitBasicBlock(TheCall,
82                                           CalledFunc->getName()+".entry");
83     // Remove (unlink) the CallInst from the function...
84     AfterCallBB->getInstList().remove(TheCall);
85   }
86
87   // If we have a return value generated by this call, convert it into a PHI 
88   // node that gets values from each of the old RET instructions in the original
89   // function.
90   //
91   PHINode *PHI = 0;
92   if (!TheCall->use_empty()) {
93     // The PHI node should go at the front of the new basic block to merge all 
94     // possible incoming values.
95     //
96     PHI = new PHINode(CalledFunc->getReturnType(), TheCall->getName(),
97                       AfterCallBB->begin());
98
99     // Anything that used the result of the function call should now use the PHI
100     // node as their operand.
101     //
102     TheCall->replaceAllUsesWith(PHI);
103   }
104
105   // Get an iterator to the last basic block in the function, which will have
106   // the new function inlined after it.
107   //
108   Function::iterator LastBlock = &Caller->back();
109
110   // Calculate the vector of arguments to pass into the function cloner...
111   std::map<const Value*, Value*> ValueMap;
112   assert(std::distance(CalledFunc->abegin(), CalledFunc->aend()) == 
113          std::distance(CS.arg_begin(), CS.arg_end()) &&
114          "No varargs calls can be inlined!");
115
116   CallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin();
117   for (Function::const_aiterator I = CalledFunc->abegin(), E=CalledFunc->aend();
118        I != E; ++I, ++AI)
119     ValueMap[I] = *AI;
120
121   // Since we are now done with the Call/Invoke, we can delete it.
122   delete TheCall;
123
124   // Make a vector to capture the return instructions in the cloned function...
125   std::vector<ReturnInst*> Returns;
126
127   // Do all of the hard part of cloning the callee into the caller...
128   CloneFunctionInto(Caller, CalledFunc, ValueMap, Returns, ".i");
129
130   // Loop over all of the return instructions, turning them into unconditional
131   // branches to the merge point now...
132   for (unsigned i = 0, e = Returns.size(); i != e; ++i) {
133     ReturnInst *RI = Returns[i];
134     BasicBlock *BB = RI->getParent();
135
136     // Add a branch to the merge point where the PHI node lives if it exists.
137     new BranchInst(AfterCallBB, RI);
138
139     if (PHI) {   // The PHI node should include this value!
140       assert(RI->getReturnValue() && "Ret should have value!");
141       assert(RI->getReturnValue()->getType() == PHI->getType() && 
142              "Ret value not consistent in function!");
143       PHI->addIncoming(RI->getReturnValue(), BB);
144     }
145
146     // Delete the return instruction now
147     BB->getInstList().erase(RI);
148   }
149
150   // Check to see if the PHI node only has one argument.  This is a common
151   // case resulting from there only being a single return instruction in the
152   // function call.  Because this is so common, eliminate the PHI node.
153   //
154   if (PHI && PHI->getNumIncomingValues() == 1) {
155     PHI->replaceAllUsesWith(PHI->getIncomingValue(0));
156     PHI->getParent()->getInstList().erase(PHI);
157   }
158
159   // Change the branch that used to go to AfterCallBB to branch to the first
160   // basic block of the inlined function.
161   //
162   TerminatorInst *Br = OrigBB->getTerminator();
163   assert(Br && Br->getOpcode() == Instruction::Br && 
164          "splitBasicBlock broken!");
165   Br->setOperand(0, ++LastBlock);
166
167   // If there are any alloca instructions in the block that used to be the entry
168   // block for the callee, move them to the entry block of the caller.  First
169   // calculate which instruction they should be inserted before.  We insert the
170   // instructions at the end of the current alloca list.
171   //
172   if (isa<AllocaInst>(LastBlock->begin())) {
173     BasicBlock::iterator InsertPoint = Caller->begin()->begin();
174     while (isa<AllocaInst>(InsertPoint)) ++InsertPoint;
175     
176     for (BasicBlock::iterator I = LastBlock->begin(), E = LastBlock->end();
177          I != E; )
178       if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I)) {
179         ++I;  // Move to the next instruction
180         LastBlock->getInstList().remove(AI);
181         Caller->front().getInstList().insert(InsertPoint, AI);      
182       } else {
183         ++I;
184       }
185   }
186
187   // If we just inlined a call due to an invoke instruction, scan the inlined
188   // function checking for function calls that should now be made into invoke
189   // instructions, and for unwind's which should be turned into branches.
190   if (InvokeDest) {
191     for (Function::iterator BB = LastBlock, E = Caller->end(); BB != E; ++BB) {
192       for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ) {
193         // We only need to check for function calls: inlined invoke instructions
194         // require no special handling...
195         if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I)) {
196           // Convert this function call into an invoke instruction...
197
198           // First, split the basic block...
199           BasicBlock *Split = BB->splitBasicBlock(CI, CI->getName()+".noexc");
200           
201           // Next, create the new invoke instruction, inserting it at the end
202           // of the old basic block.
203           InvokeInst *II =
204             new InvokeInst(CI->getCalledValue(), Split, InvokeDest, 
205                            std::vector<Value*>(CI->op_begin()+1, CI->op_end()),
206                            CI->getName(), BB->getTerminator());
207
208           // Make sure that anything using the call now uses the invoke!
209           CI->replaceAllUsesWith(II);
210
211           // Delete the unconditional branch inserted by splitBasicBlock
212           BB->getInstList().pop_back();
213           Split->getInstList().pop_front();  // Delete the original call
214           
215           // Update any PHI nodes in the exceptional block to indicate that
216           // there is now a new entry in them.
217           unsigned i = 0;
218           for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
219                PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I, ++i)
220             PN->addIncoming(InvokeDestPHIValues[i], BB);
221
222           // This basic block is now complete, start scanning the next one.
223           break;
224         } else {
225           ++I;
226         }
227       }
228
229       if (UnwindInst *UI = dyn_cast<UnwindInst>(BB->getTerminator())) {
230         // An UnwindInst requires special handling when it gets inlined into an
231         // invoke site.  Once this happens, we know that the unwind would cause
232         // a control transfer to the invoke exception destination, so we can
233         // transform it into a direct branch to the exception destination.
234         BranchInst *BI = new BranchInst(InvokeDest, UI);
235
236         // Delete the unwind instruction!
237         UI->getParent()->getInstList().pop_back();
238       }
239     }
240
241     // Now that everything is happy, we have one final detail.  The PHI nodes in
242     // the exception destination block still have entries due to the original
243     // invoke instruction.  Eliminate these entries (which might even delete the
244     // PHI node) now.
245     for (BasicBlock::iterator I = InvokeDest->begin();
246          PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I)
247       PN->removeIncomingValue(AfterCallBB);
248   }
249   // Now that the function is correct, make it a little bit nicer.  In
250   // particular, move the basic blocks inserted from the end of the function
251   // into the space made by splitting the source basic block.
252   //
253   Caller->getBasicBlockList().splice(AfterCallBB, Caller->getBasicBlockList(), 
254                                      LastBlock, Caller->end());
255
256   // We should always be able to fold the entry block of the function into the
257   // single predecessor of the block...
258   assert(cast<BranchInst>(Br)->isUnconditional() && "splitBasicBlock broken!");
259   BasicBlock *CalleeEntry = cast<BranchInst>(Br)->getSuccessor(0);
260   SimplifyCFG(CalleeEntry);
261   
262   // Okay, continue the CFG cleanup.  It's often the case that there is only a
263   // single return instruction in the callee function.  If this is the case,
264   // then we have an unconditional branch from the return block to the
265   // 'AfterCallBB'.  Check for this case, and eliminate the branch is possible.
266   SimplifyCFG(AfterCallBB);
267   return true;
268 }