lib/Bitcode/Reader/BitcodeReader.cpp

   1 //===- BitcodeReader.cpp - Internal BitcodeReader implementation ----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License.  See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This header defines the BitcodeReader class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "BitcodeReader.h"
  15 #include "llvm/Bitcode/BitstreamReader.h"
  16 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  17 #include "llvm/Module.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  19 using namespace llvm;
  20
  21 /// ConvertToString - Convert a string from a record into an std::string, return
  22 /// true on failure.
  23 template<typename StrTy>
  24 static bool ConvertToString(SmallVector<uint64_t, 64> &Record, unsigned Idx,
  25                             StrTy &Result) {
  26   if (Record.size() < Idx+1 || Record.size() < Record[Idx]+Idx+1)
  27     return true;
  28
  29   for (unsigned i = 0, e = Record[Idx]; i != e; ++i)
  30     Result += (char)Record[Idx+i+1];
  31   return false;
  32 }
  33
  34 static GlobalValue::LinkageTypes GetDecodedLinkage(unsigned Val) {
  35   switch (Val) {
  36   default: // Map unknown/new linkages to external
  37   case 0: return GlobalValue::ExternalLinkage;
  38   case 1: return GlobalValue::WeakLinkage;
  39   case 2: return GlobalValue::AppendingLinkage;
  40   case 3: return GlobalValue::InternalLinkage;
  41   case 4: return GlobalValue::LinkOnceLinkage;
  42   case 5: return GlobalValue::DLLImportLinkage;
  43   case 6: return GlobalValue::DLLExportLinkage;
  44   case 7: return GlobalValue::ExternalWeakLinkage;
  45   }
  46 }
  47
  48 static GlobalValue::VisibilityTypes GetDecodedVisibility(unsigned Val) {
  49   switch (Val) {
  50   default: // Map unknown visibilities to default.
  51   case 0: return GlobalValue::DefaultVisibility;
  52   case 1: return GlobalValue::HiddenVisibility;
  53   }
  54 }
  55
  56
  57 const Type *BitcodeReader::getTypeByID(unsigned ID, bool isTypeTable) {
  58   // If the TypeID is in range, return it.
  59   if (ID < TypeList.size())
  60     return TypeList[ID].get();
  61   if (!isTypeTable) return 0;
  62
  63   // The type table allows forward references.  Push as many Opaque types as
  64   // needed to get up to ID.
  65   while (TypeList.size() <= ID)
  66     TypeList.push_back(OpaqueType::get());
  67   return TypeList.back().get();
  68 }
  69
  70
  71 bool BitcodeReader::ParseTypeTable(BitstreamReader &Stream) {
  72   if (Stream.EnterSubBlock())
  73     return Error("Malformed block record");
  74
  75   if (!TypeList.empty())
  76     return Error("Multiple TYPE_BLOCKs found!");
  77
  78   SmallVector<uint64_t, 64> Record;
  79   unsigned NumRecords = 0;
  80
  81   // Read all the records for this type table.
  82   while (1) {
  83     unsigned Code = Stream.ReadCode();
  84     if (Code == bitc::END_BLOCK) {
  85       if (NumRecords != TypeList.size())
  86         return Error("Invalid type forward reference in TYPE_BLOCK");
  87       return Stream.ReadBlockEnd();
  88     }
  89
  90     if (Code == bitc::ENTER_SUBBLOCK) {
  91       // No known subblocks, always skip them.
  92       Stream.ReadSubBlockID();
  93       if (Stream.SkipBlock())
  94         return Error("Malformed block record");
  95       continue;
  96     }
  97
  98     if (Code == bitc::DEFINE_ABBREV) {
  99       Stream.ReadAbbrevRecord();
 100       continue;
 101     }
 102
 103     // Read a record.
 104     Record.clear();
 105     const Type *ResultTy = 0;
 106     switch (Stream.ReadRecord(Code, Record)) {
 107     default:  // Default behavior: unknown type.
 108       ResultTy = 0;
 109       break;
 110     case bitc::TYPE_CODE_NUMENTRY: // TYPE_CODE_NUMENTRY: [numentries]
 111       // TYPE_CODE_NUMENTRY contains a count of the number of types in the
 112       // type list.  This allows us to reserve space.
 113       if (Record.size() < 1)
 114         return Error("Invalid TYPE_CODE_NUMENTRY record");
 115       TypeList.reserve(Record[0]);
 116       continue;
 117     case bitc::TYPE_CODE_META:      // TYPE_CODE_META: [metacode]...
 118       // No metadata supported yet.
 119       if (Record.size() < 1)
 120         return Error("Invalid TYPE_CODE_META record");
 121       continue;
 122
 123     case bitc::TYPE_CODE_VOID:      // VOID
 124       ResultTy = Type::VoidTy;
 125       break;
 126     case bitc::TYPE_CODE_FLOAT:     // FLOAT
 127       ResultTy = Type::FloatTy;
 128       break;
 129     case bitc::TYPE_CODE_DOUBLE:    // DOUBLE
 130       ResultTy = Type::DoubleTy;
 131       break;
 132     case bitc::TYPE_CODE_LABEL:     // LABEL
 133       ResultTy = Type::LabelTy;
 134       break;
 135     case bitc::TYPE_CODE_OPAQUE:    // OPAQUE
 136       ResultTy = 0;
 137       break;
 138     case bitc::TYPE_CODE_INTEGER:   // INTEGER: [width]
 139       if (Record.size() < 1)
 140         return Error("Invalid Integer type record");
 141
 142       ResultTy = IntegerType::get(Record[0]);
 143       break;
 144     case bitc::TYPE_CODE_POINTER:   // POINTER: [pointee type]
 145       if (Record.size() < 1)
 146         return Error("Invalid POINTER type record");
 147       ResultTy = PointerType::get(getTypeByID(Record[0], true));
 148       break;
 149     case bitc::TYPE_CODE_FUNCTION: {
 150       // FUNCTION: [vararg, retty, #pararms, paramty N]
 151       if (Record.size() < 3 || Record.size() < Record[2]+3)
 152         return Error("Invalid FUNCTION type record");
 153       std::vector<const Type*> ArgTys;
 154       for (unsigned i = 0, e = Record[2]; i != e; ++i)
 155         ArgTys.push_back(getTypeByID(Record[3+i], true));
 156
 157       // FIXME: PARAM TYS.
 158       ResultTy = FunctionType::get(getTypeByID(Record[1], true), ArgTys,
 159                                    Record[0]);
 160       break;
 161     }
 162     case bitc::TYPE_CODE_STRUCT: {  // STRUCT: [ispacked, #elts, eltty x N]
 163       if (Record.size() < 2 || Record.size() < Record[1]+2)
 164         return Error("Invalid STRUCT type record");
 165       std::vector<const Type*> EltTys;
 166       for (unsigned i = 0, e = Record[1]; i != e; ++i)
 167         EltTys.push_back(getTypeByID(Record[2+i], true));
 168       ResultTy = StructType::get(EltTys, Record[0]);
 169       break;
 170     }
 171     case bitc::TYPE_CODE_ARRAY:     // ARRAY: [numelts, eltty]
 172       if (Record.size() < 2)
 173         return Error("Invalid ARRAY type record");
 174       ResultTy = ArrayType::get(getTypeByID(Record[1], true), Record[0]);
 175       break;
 176     case bitc::TYPE_CODE_VECTOR:    // VECTOR: [numelts, eltty]
 177       if (Record.size() < 2)
 178         return Error("Invalid VECTOR type record");
 179       ResultTy = VectorType::get(getTypeByID(Record[1], true), Record[0]);
 180       break;
 181     }
 182
 183     if (NumRecords == TypeList.size()) {
 184       // If this is a new type slot, just append it.
 185       TypeList.push_back(ResultTy ? ResultTy : OpaqueType::get());
 186       ++NumRecords;
 187     } else if (ResultTy == 0) {
 188       // Otherwise, this was forward referenced, so an opaque type was created,
 189       // but the result type is actually just an opaque.  Leave the one we
 190       // created previously.
 191       ++NumRecords;
 192     } else {
 193       // Otherwise, this was forward referenced, so an opaque type was created.
 194       // Resolve the opaque type to the real type now.
 195       assert(NumRecords < TypeList.size() && "Typelist imbalance");
 196       const OpaqueType *OldTy = cast<OpaqueType>(TypeList[NumRecords++].get());
 197
 198       // Don't directly push the new type on the Tab. Instead we want to replace
 199       // the opaque type we previously inserted with the new concrete value. The
 200       // refinement from the abstract (opaque) type to the new type causes all
 201       // uses of the abstract type to use the concrete type (NewTy). This will
 202       // also cause the opaque type to be deleted.
 203       const_cast<OpaqueType*>(OldTy)->refineAbstractTypeTo(ResultTy);
 204
 205       // This should have replaced the old opaque type with the new type in the
 206       // value table... or with a preexisting type that was already in the system.
 207       // Let's just make sure it did.
 208       assert(TypeList[NumRecords-1].get() != OldTy &&
 209              "refineAbstractType didn't work!");
 210     }
 211   }
 212 }
 213
 214
 215 bool BitcodeReader::ParseTypeSymbolTable(BitstreamReader &Stream) {
 216   if (Stream.EnterSubBlock())
 217     return Error("Malformed block record");
 218
 219   SmallVector<uint64_t, 64> Record;
 220
 221   // Read all the records for this type table.
 222   std::string TypeName;
 223   while (1) {
 224     unsigned Code = Stream.ReadCode();
 225     if (Code == bitc::END_BLOCK)
 226       return Stream.ReadBlockEnd();
 227
 228     if (Code == bitc::ENTER_SUBBLOCK) {
 229       // No known subblocks, always skip them.
 230       Stream.ReadSubBlockID();
 231       if (Stream.SkipBlock())
 232         return Error("Malformed block record");
 233       continue;
 234     }
 235
 236     if (Code == bitc::DEFINE_ABBREV) {
 237       Stream.ReadAbbrevRecord();
 238       continue;
 239     }
 240
 241     // Read a record.
 242     Record.clear();
 243     switch (Stream.ReadRecord(Code, Record)) {
 244     default:  // Default behavior: unknown type.
 245       break;
 246     case bitc::TST_CODE_ENTRY:    // TST_ENTRY: [typeid, namelen, namechar x N]
 247       if (ConvertToString(Record, 1, TypeName))
 248         return Error("Invalid TST_ENTRY record");
 249       unsigned TypeID = Record[0];
 250       if (TypeID >= TypeList.size())
 251         return Error("Invalid Type ID in TST_ENTRY record");
 252
 253       TheModule->addTypeName(TypeName, TypeList[TypeID].get());
 254       TypeName.clear();
 255       break;
 256     }
 257   }
 258 }
 259
 260 bool BitcodeReader::ParseValueSymbolTable(BitstreamReader &Stream) {
 261   if (Stream.EnterSubBlock())
 262     return Error("Malformed block record");
 263
 264   SmallVector<uint64_t, 64> Record;
 265
 266   // Read all the records for this value table.
 267   SmallString<128> ValueName;
 268   while (1) {
 269     unsigned Code = Stream.ReadCode();
 270     if (Code == bitc::END_BLOCK)
 271       return Stream.ReadBlockEnd();
 272
 273     if (Code == bitc::ENTER_SUBBLOCK) {
 274       // No known subblocks, always skip them.
 275       Stream.ReadSubBlockID();
 276       if (Stream.SkipBlock())
 277         return Error("Malformed block record");
 278       continue;
 279     }
 280
 281     if (Code == bitc::DEFINE_ABBREV) {
 282       Stream.ReadAbbrevRecord();
 283       continue;
 284     }
 285
 286     // Read a record.
 287     Record.clear();
 288     switch (Stream.ReadRecord(Code, Record)) {
 289     default:  // Default behavior: unknown type.
 290       break;
 291     case bitc::TST_CODE_ENTRY:    // VST_ENTRY: [valueid, namelen, namechar x N]
 292       if (ConvertToString(Record, 1, ValueName))
 293         return Error("Invalid TST_ENTRY record");
 294       unsigned ValueID = Record[0];
 295       if (ValueID >= ValueList.size())
 296         return Error("Invalid Value ID in VST_ENTRY record");
 297       Value *V = ValueList[ValueID];
 298
 299       V->setName(&ValueName[0], ValueName.size());
 300       ValueName.clear();
 301       break;
 302     }
 303   }
 304 }
 305
 306
 307 bool BitcodeReader::ParseModule(BitstreamReader &Stream,
 308                                 const std::string &ModuleID) {
 309   // Reject multiple MODULE_BLOCK's in a single bitstream.
 310   if (TheModule)
 311     return Error("Multiple MODULE_BLOCKs in same stream");
 312
 313   if (Stream.EnterSubBlock())
 314     return Error("Malformed block record");
 315
 316   // Otherwise, create the module.
 317   TheModule = new Module(ModuleID);
 318
 319   SmallVector<uint64_t, 64> Record;
 320   std::vector<std::string> SectionTable;
 321
 322   // Read all the records for this module.
 323   while (!Stream.AtEndOfStream()) {
 324     unsigned Code = Stream.ReadCode();
 325     if (Code == bitc::END_BLOCK)
 326       return Stream.ReadBlockEnd();
 327
 328     if (Code == bitc::ENTER_SUBBLOCK) {
 329       switch (Stream.ReadSubBlockID()) {
 330       default:  // Skip unknown content.
 331         if (Stream.SkipBlock())
 332           return Error("Malformed block record");
 333         break;
 334       case bitc::TYPE_BLOCK_ID:
 335         if (ParseTypeTable(Stream))
 336           return true;
 337         break;
 338       case bitc::TYPE_SYMTAB_BLOCK_ID:
 339         if (ParseTypeSymbolTable(Stream))
 340           return true;
 341         break;
 342       case bitc::VALUE_SYMTAB_BLOCK_ID:
 343         if (ParseValueSymbolTable(Stream))
 344           return true;
 345         break;
 346       }
 347       continue;
 348     }
 349
 350     if (Code == bitc::DEFINE_ABBREV) {
 351       Stream.ReadAbbrevRecord();
 352       continue;
 353     }
 354
 355     // Read a record.
 356     switch (Stream.ReadRecord(Code, Record)) {
 357     default: break;  // Default behavior, ignore unknown content.
 358     case bitc::MODULE_CODE_VERSION:  // VERSION: [version#]
 359       if (Record.size() < 1)
 360         return Error("Malformed MODULE_CODE_VERSION");
 361       if (!GlobalInits.empty())
 362         return Error("Malformed global initializer set");
 363       // Only version #0 is supported so far.
 364       if (Record[0] != 0)
 365         return Error("Unknown bitstream version!");
 366       break;
 367     case bitc::MODULE_CODE_TRIPLE: {  // TRIPLE: [strlen, strchr x N]
 368       std::string S;
 369       if (ConvertToString(Record, 0, S))
 370         return Error("Invalid MODULE_CODE_TRIPLE record");
 371       TheModule->setTargetTriple(S);
 372       break;
 373     }
 374     case bitc::MODULE_CODE_DATALAYOUT: {  // DATALAYOUT: [strlen, strchr x N]
 375       std::string S;
 376       if (ConvertToString(Record, 0, S))
 377         return Error("Invalid MODULE_CODE_DATALAYOUT record");
 378       TheModule->setDataLayout(S);
 379       break;
 380     }
 381     case bitc::MODULE_CODE_ASM: {  // ASM: [strlen, strchr x N]
 382       std::string S;
 383       if (ConvertToString(Record, 0, S))
 384         return Error("Invalid MODULE_CODE_ASM record");
 385       TheModule->setModuleInlineAsm(S);
 386       break;
 387     }
 388     case bitc::MODULE_CODE_DEPLIB: {  // DEPLIB: [strlen, strchr x N]
 389       std::string S;
 390       if (ConvertToString(Record, 0, S))
 391         return Error("Invalid MODULE_CODE_DEPLIB record");
 392       TheModule->addLibrary(S);
 393       break;
 394     }
 395     case bitc::MODULE_CODE_SECTIONNAME: {  // SECTIONNAME: [strlen, strchr x N]
 396       std::string S;
 397       if (ConvertToString(Record, 0, S))
 398         return Error("Invalid MODULE_CODE_SECTIONNAME record");
 399       SectionTable.push_back(S);
 400       break;
 401     }
 402     // GLOBALVAR: [type, isconst, initid,
 403     //             linkage, alignment, section, visibility, threadlocal]
 404     case bitc::MODULE_CODE_GLOBALVAR: {
 405       if (Record.size() < 6)
 406         return Error("Invalid MODULE_CODE_GLOBALVAR record");
 407       const Type *Ty = getTypeByID(Record[0]);
 408       if (!isa<PointerType>(Ty))
 409         return Error("Global not a pointer type!");
 410       Ty = cast<PointerType>(Ty)->getElementType();
 411
 412       bool isConstant = Record[1];
 413       GlobalValue::LinkageTypes Linkage = GetDecodedLinkage(Record[3]);
 414       unsigned Alignment = (1 << Record[4]) >> 1;
 415       std::string Section;
 416       if (Record[5]) {
 417         if (Record[5]-1 >= SectionTable.size())
 418           return Error("Invalid section ID");
 419         Section = SectionTable[Record[5]-1];
 420       }
 421       GlobalValue::VisibilityTypes Visibility = GlobalValue::DefaultVisibility;
 422       if (Record.size() >= 6) Visibility = GetDecodedVisibility(Record[6]);
 423       bool isThreadLocal = false;
 424       if (Record.size() >= 7) isThreadLocal = Record[7];
 425
 426       GlobalVariable *NewGV =
 427         new GlobalVariable(Ty, isConstant, Linkage, 0, "", TheModule);
 428       NewGV->setAlignment(Alignment);
 429       if (!Section.empty())
 430         NewGV->setSection(Section);
 431       NewGV->setVisibility(Visibility);
 432       NewGV->setThreadLocal(isThreadLocal);
 433
 434       ValueList.push_back(NewGV);
 435
 436       // Remember which value to use for the global initializer.
 437       if (unsigned InitID = Record[2])
 438         GlobalInits.push_back(std::make_pair(NewGV, InitID-1));
 439       break;
 440     }
 441     // FUNCTION:  [type, callingconv, isproto, linkage, alignment, section,
 442     //             visibility]
 443     case bitc::MODULE_CODE_FUNCTION: {
 444       if (Record.size() < 7)
 445         return Error("Invalid MODULE_CODE_FUNCTION record");
 446       const Type *Ty = getTypeByID(Record[0]);
 447       if (!isa<PointerType>(Ty))
 448         return Error("Function not a pointer type!");
 449       const FunctionType *FTy =
 450         dyn_cast<FunctionType>(cast<PointerType>(Ty)->getElementType());
 451       if (!FTy)
 452         return Error("Function not a pointer to function type!");
 453
 454       Function *Func = new Function(FTy, GlobalValue::ExternalLinkage,
 455                                     "", TheModule);
 456
 457       Func->setCallingConv(Record[1]);
 458       Func->setLinkage(GetDecodedLinkage(Record[3]));
 459       Func->setAlignment((1 << Record[4]) >> 1);
 460       if (Record[5]) {
 461         if (Record[5]-1 >= SectionTable.size())
 462           return Error("Invalid section ID");
 463         Func->setSection(SectionTable[Record[5]-1]);
 464       }
 465       Func->setVisibility(GetDecodedVisibility(Record[6]));
 466
 467       ValueList.push_back(Func);
 468       // TODO: remember initializer/global pair for later substitution.
 469       break;
 470     }
 471     }
 472     Record.clear();
 473   }
 474
 475   return Error("Premature end of bitstream");
 476 }
 477
 478
 479 bool BitcodeReader::ParseBitcode(unsigned char *Buf, unsigned Length,
 480                                  const std::string &ModuleID) {
 481   TheModule = 0;
 482
 483   if (Length & 3)
 484     return Error("Bitcode stream should be a multiple of 4 bytes in length");
 485
 486   BitstreamReader Stream(Buf, Buf+Length);
 487
 488   // Sniff for the signature.
 489   if (Stream.Read(8) != 'B' ||
 490       Stream.Read(8) != 'C' ||
 491       Stream.Read(4) != 0x0 ||
 492       Stream.Read(4) != 0xC ||
 493       Stream.Read(4) != 0xE ||
 494       Stream.Read(4) != 0xD)
 495     return Error("Invalid bitcode signature");
 496
 497   // We expect a number of well-defined blocks, though we don't necessarily
 498   // need to understand them all.
 499   while (!Stream.AtEndOfStream()) {
 500     unsigned Code = Stream.ReadCode();
 501
 502     if (Code != bitc::ENTER_SUBBLOCK)
 503       return Error("Invalid record at top-level");
 504
 505     unsigned BlockID = Stream.ReadSubBlockID();
 506
 507     // We only know the MODULE subblock ID.
 508     if (BlockID == bitc::MODULE_BLOCK_ID) {
 509       if (ParseModule(Stream, ModuleID))
 510         return true;
 511     } else if (Stream.SkipBlock()) {
 512       return Error("Malformed block record");
 513     }
 514   }
 515
 516   return false;
 517 }