lib/Bitcode/Reader/BitcodeReader.h

   1 //===- BitcodeReader.h - Internal BitcodeReader impl ------------*- C++ -*-===//
   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 header defines the BitcodeReader class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef BITCODE_READER_H
  15 #define BITCODE_READER_H
  16
  17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  18 #include "llvm/Bitcode/BitstreamReader.h"
  19 #include "llvm/Bitcode/LLVMBitCodes.h"
  20 #include "llvm/GVMaterializer.h"
  21 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  22 #include "llvm/IR/OperandTraits.h"
  23 #include "llvm/IR/Type.h"
  24 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  25 #include <vector>
  26
  27 namespace llvm {
  28   class MemoryBuffer;
  29   class LLVMContext;
  30
  31 //===----------------------------------------------------------------------===//
  32 //                          BitcodeReaderValueList Class
  33 //===----------------------------------------------------------------------===//
  34
  35 class BitcodeReaderValueList {
  36   std::vector<WeakVH> ValuePtrs;
  37
  38   /// ResolveConstants - As we resolve forward-referenced constants, we add
  39   /// information about them to this vector.  This allows us to resolve them in
  40   /// bulk instead of resolving each reference at a time.  See the code in
  41   /// ResolveConstantForwardRefs for more information about this.
  42   ///
  43   /// The key of this vector is the placeholder constant, the value is the slot
  44   /// number that holds the resolved value.
  45   typedef std::vector<std::pair<Constant*, unsigned> > ResolveConstantsTy;
  46   ResolveConstantsTy ResolveConstants;
  47   LLVMContext &Context;
  48 public:
  49   BitcodeReaderValueList(LLVMContext &C) : Context(C) {}
  50   ~BitcodeReaderValueList() {
  51     assert(ResolveConstants.empty() && "Constants not resolved?");
  52   }
  53
  54   // vector compatibility methods
  55   unsigned size() const { return ValuePtrs.size(); }
  56   void resize(unsigned N) { ValuePtrs.resize(N); }
  57   void push_back(Value *V) {
  58     ValuePtrs.push_back(V);
  59   }
  60
  61   void clear() {
  62     assert(ResolveConstants.empty() && "Constants not resolved?");
  63     ValuePtrs.clear();
  64   }
  65
  66   Value *operator[](unsigned i) const {
  67     assert(i < ValuePtrs.size());
  68     return ValuePtrs[i];
  69   }
  70
  71   Value *back() const { return ValuePtrs.back(); }
  72     void pop_back() { ValuePtrs.pop_back(); }
  73   bool empty() const { return ValuePtrs.empty(); }
  74   void shrinkTo(unsigned N) {
  75     assert(N <= size() && "Invalid shrinkTo request!");
  76     ValuePtrs.resize(N);
  77   }
  78
  79   Constant *getConstantFwdRef(unsigned Idx, Type *Ty);
  80   Value *getValueFwdRef(unsigned Idx, Type *Ty);
  81
  82   void AssignValue(Value *V, unsigned Idx);
  83
  84   /// ResolveConstantForwardRefs - Once all constants are read, this method bulk
  85   /// resolves any forward references.
  86   void ResolveConstantForwardRefs();
  87 };
  88
  89
  90 //===----------------------------------------------------------------------===//
  91 //                          BitcodeReaderMDValueList Class
  92 //===----------------------------------------------------------------------===//
  93
  94 class BitcodeReaderMDValueList {
  95   std::vector<WeakVH> MDValuePtrs;
  96
  97   LLVMContext &Context;
  98 public:
  99   BitcodeReaderMDValueList(LLVMContext& C) : Context(C) {}
 100
 101   // vector compatibility methods
 102   unsigned size() const       { return MDValuePtrs.size(); }
 103   void resize(unsigned N)     { MDValuePtrs.resize(N); }
 104   void push_back(Value *V)    { MDValuePtrs.push_back(V);  }
 105   void clear()                { MDValuePtrs.clear();  }
 106   Value *back() const         { return MDValuePtrs.back(); }
 107   void pop_back()             { MDValuePtrs.pop_back(); }
 108   bool empty() const          { return MDValuePtrs.empty(); }
 109
 110   Value *operator[](unsigned i) const {
 111     assert(i < MDValuePtrs.size());
 112     return MDValuePtrs[i];
 113   }
 114
 115   void shrinkTo(unsigned N) {
 116     assert(N <= size() && "Invalid shrinkTo request!");
 117     MDValuePtrs.resize(N);
 118   }
 119
 120   Value *getValueFwdRef(unsigned Idx);
 121   void AssignValue(Value *V, unsigned Idx);
 122 };
 123
 124 class BitcodeReader : public GVMaterializer {
 125   LLVMContext &Context;
 126   Module *TheModule;
 127   MemoryBuffer *Buffer;
 128   bool BufferOwned;
 129   OwningPtr<BitstreamReader> StreamFile;
 130   BitstreamCursor Stream;
 131   DataStreamer *LazyStreamer;
 132   uint64_t NextUnreadBit;
 133   bool SeenValueSymbolTable;
 134
 135   const char *ErrorString;
 136
 137   std::vector<Type*> TypeList;
 138   BitcodeReaderValueList ValueList;
 139   BitcodeReaderMDValueList MDValueList;
 140   SmallVector<Instruction *, 64> InstructionList;
 141   SmallVector<SmallVector<uint64_t, 64>, 64> UseListRecords;
 142
 143   std::vector<std::pair<GlobalVariable*, unsigned> > GlobalInits;
 144   std::vector<std::pair<GlobalAlias*, unsigned> > AliasInits;
 145   std::vector<std::pair<Function*, unsigned> > FunctionPrefixes;
 146
 147   /// MAttributes - The set of attributes by index.  Index zero in the
 148   /// file is for null, and is thus not represented here.  As such all indices
 149   /// are off by one.
 150   std::vector<AttributeSet> MAttributes;
 151
 152   /// \brief The set of attribute groups.
 153   std::map<unsigned, AttributeSet> MAttributeGroups;
 154
 155   /// FunctionBBs - While parsing a function body, this is a list of the basic
 156   /// blocks for the function.
 157   std::vector<BasicBlock*> FunctionBBs;
 158
 159   // When reading the module header, this list is populated with functions that
 160   // have bodies later in the file.
 161   std::vector<Function*> FunctionsWithBodies;
 162
 163   // When intrinsic functions are encountered which require upgrading they are
 164   // stored here with their replacement function.
 165   typedef std::vector<std::pair<Function*, Function*> > UpgradedIntrinsicMap;
 166   UpgradedIntrinsicMap UpgradedIntrinsics;
 167
 168   // Map the bitcode's custom MDKind ID to the Module's MDKind ID.
 169   DenseMap<unsigned, unsigned> MDKindMap;
 170
 171   // Several operations happen after the module header has been read, but
 172   // before function bodies are processed. This keeps track of whether
 173   // we've done this yet.
 174   bool SeenFirstFunctionBody;
 175
 176   /// DeferredFunctionInfo - When function bodies are initially scanned, this
 177   /// map contains info about where to find deferred function body in the
 178   /// stream.
 179   DenseMap<Function*, uint64_t> DeferredFunctionInfo;
 180
 181   /// BlockAddrFwdRefs - These are blockaddr references to basic blocks.  These
 182   /// are resolved lazily when functions are loaded.
 183   typedef std::pair<unsigned, GlobalVariable*> BlockAddrRefTy;
 184   DenseMap<Function*, std::vector<BlockAddrRefTy> > BlockAddrFwdRefs;
 185
 186   /// UseRelativeIDs - Indicates that we are using a new encoding for
 187   /// instruction operands where most operands in the current
 188   /// FUNCTION_BLOCK are encoded relative to the instruction number,
 189   /// for a more compact encoding.  Some instruction operands are not
 190   /// relative to the instruction ID: basic block numbers, and types.
 191   /// Once the old style function blocks have been phased out, we would
 192   /// not need this flag.
 193   bool UseRelativeIDs;
 194
 195 public:
 196   explicit BitcodeReader(MemoryBuffer *buffer, LLVMContext &C)
 197     : Context(C), TheModule(0), Buffer(buffer), BufferOwned(false),
 198       LazyStreamer(0), NextUnreadBit(0), SeenValueSymbolTable(false),
 199       ErrorString(0), ValueList(C), MDValueList(C),
 200       SeenFirstFunctionBody(false), UseRelativeIDs(false) {
 201   }
 202   explicit BitcodeReader(DataStreamer *streamer, LLVMContext &C)
 203     : Context(C), TheModule(0), Buffer(0), BufferOwned(false),
 204       LazyStreamer(streamer), NextUnreadBit(0), SeenValueSymbolTable(false),
 205       ErrorString(0), ValueList(C), MDValueList(C),
 206       SeenFirstFunctionBody(false), UseRelativeIDs(false) {
 207   }
 208   ~BitcodeReader() {
 209     FreeState();
 210   }
 211
 212   void materializeForwardReferencedFunctions();
 213
 214   void FreeState();
 215
 216   /// setBufferOwned - If this is true, the reader will destroy the MemoryBuffer
 217   /// when the reader is destroyed.
 218   void setBufferOwned(bool Owned) { BufferOwned = Owned; }
 219
 220   virtual bool isMaterializable(const GlobalValue *GV) const;
 221   virtual bool isDematerializable(const GlobalValue *GV) const;
 222   virtual bool Materialize(GlobalValue *GV, std::string *ErrInfo = 0);
 223   virtual bool MaterializeModule(Module *M, std::string *ErrInfo = 0);
 224   virtual void Dematerialize(GlobalValue *GV);
 225
 226   bool Error(const char *Str) {
 227     ErrorString = Str;
 228     return true;
 229   }
 230   const char *getErrorString() const { return ErrorString; }
 231
 232   /// @brief Main interface to parsing a bitcode buffer.
 233   /// @returns true if an error occurred.
 234   bool ParseBitcodeInto(Module *M);
 235
 236   /// @brief Cheap mechanism to just extract module triple
 237   /// @returns true if an error occurred.
 238   bool ParseTriple(std::string &Triple);
 239
 240   static uint64_t decodeSignRotatedValue(uint64_t V);
 241
 242 private:
 243   Type *getTypeByID(unsigned ID);
 244   Value *getFnValueByID(unsigned ID, Type *Ty) {
 245     if (Ty && Ty->isMetadataTy())
 246       return MDValueList.getValueFwdRef(ID);
 247     return ValueList.getValueFwdRef(ID, Ty);
 248   }
 249   BasicBlock *getBasicBlock(unsigned ID) const {
 250     if (ID >= FunctionBBs.size()) return 0; // Invalid ID
 251     return FunctionBBs[ID];
 252   }
 253   AttributeSet getAttributes(unsigned i) const {
 254     if (i-1 < MAttributes.size())
 255       return MAttributes[i-1];
 256     return AttributeSet();
 257   }
 258
 259   /// getValueTypePair - Read a value/type pair out of the specified record from
 260   /// slot 'Slot'.  Increment Slot past the number of slots used in the record.
 261   /// Return true on failure.
 262   bool getValueTypePair(SmallVectorImpl<uint64_t> &Record, unsigned &Slot,
 263                         unsigned InstNum, Value *&ResVal) {
 264     if (Slot == Record.size()) return true;
 265     unsigned ValNo = (unsigned)Record[Slot++];
 266     // Adjust the ValNo, if it was encoded relative to the InstNum.
 267     if (UseRelativeIDs)
 268       ValNo = InstNum - ValNo;
 269     if (ValNo < InstNum) {
 270       // If this is not a forward reference, just return the value we already
 271       // have.
 272       ResVal = getFnValueByID(ValNo, 0);
 273       return ResVal == 0;
 274     } else if (Slot == Record.size()) {
 275       return true;
 276     }
 277
 278     unsigned TypeNo = (unsigned)Record[Slot++];
 279     ResVal = getFnValueByID(ValNo, getTypeByID(TypeNo));
 280     return ResVal == 0;
 281   }
 282
 283   /// popValue - Read a value out of the specified record from slot 'Slot'.
 284   /// Increment Slot past the number of slots used by the value in the record.
 285   /// Return true if there is an error.
 286   bool popValue(SmallVectorImpl<uint64_t> &Record, unsigned &Slot,
 287                 unsigned InstNum, Type *Ty, Value *&ResVal) {
 288     if (getValue(Record, Slot, InstNum, Ty, ResVal))
 289       return true;
 290     // All values currently take a single record slot.
 291     ++Slot;
 292     return false;
 293   }
 294
 295   /// getValue -- Like popValue, but does not increment the Slot number.
 296   bool getValue(SmallVectorImpl<uint64_t> &Record, unsigned Slot,
 297                 unsigned InstNum, Type *Ty, Value *&ResVal) {
 298     ResVal = getValue(Record, Slot, InstNum, Ty);
 299     return ResVal == 0;
 300   }
 301
 302   /// getValue -- Version of getValue that returns ResVal directly,
 303   /// or 0 if there is an error.
 304   Value *getValue(SmallVectorImpl<uint64_t> &Record, unsigned Slot,
 305                   unsigned InstNum, Type *Ty) {
 306     if (Slot == Record.size()) return 0;
 307     unsigned ValNo = (unsigned)Record[Slot];
 308     // Adjust the ValNo, if it was encoded relative to the InstNum.
 309     if (UseRelativeIDs)
 310       ValNo = InstNum - ValNo;
 311     return getFnValueByID(ValNo, Ty);
 312   }
 313
 314   /// getValueSigned -- Like getValue, but decodes signed VBRs.
 315   Value *getValueSigned(SmallVectorImpl<uint64_t> &Record, unsigned Slot,
 316                         unsigned InstNum, Type *Ty) {
 317     if (Slot == Record.size()) return 0;
 318     unsigned ValNo = (unsigned)decodeSignRotatedValue(Record[Slot]);
 319     // Adjust the ValNo, if it was encoded relative to the InstNum.
 320     if (UseRelativeIDs)
 321       ValNo = InstNum - ValNo;
 322     return getFnValueByID(ValNo, Ty);
 323   }
 324
 325   bool ParseAttrKind(uint64_t Code, Attribute::AttrKind *Kind);
 326   bool ParseModule(bool Resume);
 327   bool ParseAttributeBlock();
 328   bool ParseAttributeGroupBlock();
 329   bool ParseTypeTable();
 330   bool ParseTypeTableBody();
 331
 332   bool ParseValueSymbolTable();
 333   bool ParseConstants();
 334   bool RememberAndSkipFunctionBody();
 335   bool ParseFunctionBody(Function *F);
 336   bool GlobalCleanup();
 337   bool ResolveGlobalAndAliasInits();
 338   bool ParseMetadata();
 339   bool ParseMetadataAttachment();
 340   bool ParseModuleTriple(std::string &Triple);
 341   bool ParseUseLists();
 342   bool InitStream();
 343   bool InitStreamFromBuffer();
 344   bool InitLazyStream();
 345   bool FindFunctionInStream(Function *F,
 346          DenseMap<Function*, uint64_t>::iterator DeferredFunctionInfoIterator);
 347 };
 348
 349 } // End llvm namespace
 350
 351 #endif