lib/Bitcode/Writer/ValueEnumerator.cpp

   1 //===-- ValueEnumerator.cpp - Number values and types for bitcode writer --===//
   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 file implements the ValueEnumerator class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ValueEnumerator.h"
  15 #include "llvm/Constants.h"
  16 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  17 #include "llvm/Metadata.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/TypeSymbolTable.h"
  20 #include "llvm/ValueSymbolTable.h"
  21 #include "llvm/Instructions.h"
  22 #include <algorithm>
  23 using namespace llvm;
  24
  25 static bool isSingleValueType(const std::pair<const llvm::Type*,
  26                               unsigned int> &P) {
  27   return P.first->isSingleValueType();
  28 }
  29
  30 static bool isIntegerValue(const std::pair<const Value*, unsigned> &V) {
  31   return isa<IntegerType>(V.first->getType());
  32 }
  33
  34 static bool CompareByFrequency(const std::pair<const llvm::Type*,
  35                                unsigned int> &P1,
  36                                const std::pair<const llvm::Type*,
  37                                unsigned int> &P2) {
  38   return P1.second > P2.second;
  39 }
  40
  41 /// ValueEnumerator - Enumerate module-level information.
  42 ValueEnumerator::ValueEnumerator(const Module *M) {
  43   InstructionCount = 0;
  44
  45   // Enumerate the global variables.
  46   for (Module::const_global_iterator I = M->global_begin(),
  47          E = M->global_end(); I != E; ++I)
  48     EnumerateValue(I);
  49
  50   // Enumerate the functions.
  51   for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I) {
  52     EnumerateValue(I);
  53     EnumerateAttributes(cast<Function>(I)->getAttributes());
  54   }
  55
  56   // Enumerate the aliases.
  57   for (Module::const_alias_iterator I = M->alias_begin(), E = M->alias_end();
  58        I != E; ++I)
  59     EnumerateValue(I);
  60
  61   // Remember what is the cutoff between globalvalue's and other constants.
  62   unsigned FirstConstant = Values.size();
  63
  64   // Enumerate the global variable initializers.
  65   for (Module::const_global_iterator I = M->global_begin(),
  66          E = M->global_end(); I != E; ++I)
  67     if (I->hasInitializer())
  68       EnumerateValue(I->getInitializer());
  69
  70   // Enumerate the aliasees.
  71   for (Module::const_alias_iterator I = M->alias_begin(), E = M->alias_end();
  72        I != E; ++I)
  73     EnumerateValue(I->getAliasee());
  74
  75   // Enumerate types used by the type symbol table.
  76   EnumerateTypeSymbolTable(M->getTypeSymbolTable());
  77
  78   // Insert constants that are named at module level into the slot pool so that
  79   // the module symbol table can refer to them...
  80   EnumerateValueSymbolTable(M->getValueSymbolTable());
  81
  82   // Enumerate types used by function bodies and argument lists.
  83   for (Module::const_iterator F = M->begin(), E = M->end(); F != E; ++F) {
  84
  85     for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
  86          I != E; ++I)
  87       EnumerateType(I->getType());
  88
  89     MetadataContext &TheMetadata = F->getContext().getMetadata();
  90     for (Function::const_iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
  91       for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E;++I){
  92         for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end();
  93              OI != E; ++OI)
  94           EnumerateOperandType(*OI);
  95         EnumerateType(I->getType());
  96         if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
  97           EnumerateAttributes(CI->getAttributes());
  98         else if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I))
  99           EnumerateAttributes(II->getAttributes());
 100
 101         // Enumerate metadata attached with this instruction.
 102         const MetadataContext::MDMapTy *MDs = TheMetadata.getMDs(I);
 103         if (MDs)
 104           for (MetadataContext::MDMapTy::const_iterator MI = MDs->begin(),
 105                  ME = MDs->end(); MI != ME; ++MI)
 106             if (MDNode *MDN = dyn_cast_or_null<MDNode>(MI->second))
 107               EnumerateMetadata(MDN);
 108       }
 109   }
 110
 111   // Optimize constant ordering.
 112   OptimizeConstants(FirstConstant, Values.size());
 113
 114   // Sort the type table by frequency so that most commonly used types are early
 115   // in the table (have low bit-width).
 116   std::stable_sort(Types.begin(), Types.end(), CompareByFrequency);
 117
 118   // Partition the Type ID's so that the single-value types occur before the
 119   // aggregate types.  This allows the aggregate types to be dropped from the
 120   // type table after parsing the global variable initializers.
 121   std::partition(Types.begin(), Types.end(), isSingleValueType);
 122
 123   // Now that we rearranged the type table, rebuild TypeMap.
 124   for (unsigned i = 0, e = Types.size(); i != e; ++i)
 125     TypeMap[Types[i].first] = i+1;
 126 }
 127
 128 unsigned ValueEnumerator::getInstructionID(const Instruction *Inst) const {
 129   InstructionMapType::const_iterator I = InstructionMap.find(Inst);
 130   assert (I != InstructionMap.end() && "Instruction is not mapped!");
 131     return I->second;
 132 }
 133
 134 void ValueEnumerator::setInstructionID(const Instruction *I) {
 135   InstructionMap[I] = InstructionCount++;
 136 }
 137
 138 unsigned ValueEnumerator::getValueID(const Value *V) const {
 139   if (isa<MetadataBase>(V)) {
 140     ValueMapType::const_iterator I = MDValueMap.find(V);
 141     assert(I != MDValueMap.end() && "Value not in slotcalculator!");
 142     return I->second-1;
 143   }
 144
 145   ValueMapType::const_iterator I = ValueMap.find(V);
 146   assert(I != ValueMap.end() && "Value not in slotcalculator!");
 147   return I->second-1;
 148 }
 149
 150 // Optimize constant ordering.
 151 namespace {
 152   struct CstSortPredicate {
 153     ValueEnumerator &VE;
 154     explicit CstSortPredicate(ValueEnumerator &ve) : VE(ve) {}
 155     bool operator()(const std::pair<const Value*, unsigned> &LHS,
 156                     const std::pair<const Value*, unsigned> &RHS) {
 157       // Sort by plane.
 158       if (LHS.first->getType() != RHS.first->getType())
 159         return VE.getTypeID(LHS.first->getType()) <
 160                VE.getTypeID(RHS.first->getType());
 161       // Then by frequency.
 162       return LHS.second > RHS.second;
 163     }
 164   };
 165 }
 166
 167 /// OptimizeConstants - Reorder constant pool for denser encoding.
 168 void ValueEnumerator::OptimizeConstants(unsigned CstStart, unsigned CstEnd) {
 169   if (CstStart == CstEnd || CstStart+1 == CstEnd) return;
 170
 171   CstSortPredicate P(*this);
 172   std::stable_sort(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd, P);
 173
 174   // Ensure that integer constants are at the start of the constant pool.  This
 175   // is important so that GEP structure indices come before gep constant exprs.
 176   std::partition(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd,
 177                  isIntegerValue);
 178
 179   // Rebuild the modified portion of ValueMap.
 180   for (; CstStart != CstEnd; ++CstStart)
 181     ValueMap[Values[CstStart].first] = CstStart+1;
 182 }
 183
 184
 185 /// EnumerateTypeSymbolTable - Insert all of the types in the specified symbol
 186 /// table.
 187 void ValueEnumerator::EnumerateTypeSymbolTable(const TypeSymbolTable &TST) {
 188   for (TypeSymbolTable::const_iterator TI = TST.begin(), TE = TST.end();
 189        TI != TE; ++TI)
 190     EnumerateType(TI->second);
 191 }
 192
 193 /// EnumerateValueSymbolTable - Insert all of the values in the specified symbol
 194 /// table into the values table.
 195 void ValueEnumerator::EnumerateValueSymbolTable(const ValueSymbolTable &VST) {
 196   for (ValueSymbolTable::const_iterator VI = VST.begin(), VE = VST.end();
 197        VI != VE; ++VI)
 198     EnumerateValue(VI->getValue());
 199 }
 200
 201 void ValueEnumerator::EnumerateMetadata(const MetadataBase *MD) {
 202   // Check to see if it's already in!
 203   unsigned &MDValueID = MDValueMap[MD];
 204   if (MDValueID) {
 205     // Increment use count.
 206     MDValues[MDValueID-1].second++;
 207     return;
 208   }
 209
 210   // Enumerate the type of this value.
 211   EnumerateType(MD->getType());
 212
 213   if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(MD)) {
 214     MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 215     MDValueMap[MD] = MDValues.size();
 216     MDValueID = MDValues.size();
 217     for (unsigned i = 0, e = N->getNumElements(); i != e; ++i) {
 218       if (Value *V = N->getElement(i))
 219         EnumerateValue(V);
 220       else
 221         EnumerateType(Type::getVoidTy(MD->getContext()));
 222     }
 223     return;
 224   } else if (const NamedMDNode *N = dyn_cast<NamedMDNode>(MD)) {
 225     for(NamedMDNode::const_elem_iterator I = N->elem_begin(),
 226           E = N->elem_end(); I != E; ++I) {
 227       MetadataBase *M = *I;
 228       EnumerateValue(M);
 229     }
 230     MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 231     MDValueMap[MD] = Values.size();
 232     return;
 233   }
 234
 235   // Add the value.
 236   MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 237   MDValueID = MDValues.size();
 238 }
 239
 240 void ValueEnumerator::EnumerateValue(const Value *V) {
 241   assert(V->getType() != Type::getVoidTy(V->getContext()) &&
 242          "Can't insert void values!");
 243   if (const MetadataBase *MB = dyn_cast<MetadataBase>(V))
 244     return EnumerateMetadata(MB);
 245
 246   // Check to see if it's already in!
 247   unsigned &ValueID = ValueMap[V];
 248   if (ValueID) {
 249     // Increment use count.
 250     Values[ValueID-1].second++;
 251     return;
 252   }
 253
 254   // Enumerate the type of this value.
 255   EnumerateType(V->getType());
 256
 257   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 258     if (isa<GlobalValue>(C)) {
 259       // Initializers for globals are handled explicitly elsewhere.
 260     } else if (isa<ConstantArray>(C) && cast<ConstantArray>(C)->isString()) {
 261       // Do not enumerate the initializers for an array of simple characters.
 262       // The initializers just polute the value table, and we emit the strings
 263       // specially.
 264     } else if (C->getNumOperands()) {
 265       // If a constant has operands, enumerate them.  This makes sure that if a
 266       // constant has uses (for example an array of const ints), that they are
 267       // inserted also.
 268
 269       // We prefer to enumerate them with values before we enumerate the user
 270       // itself.  This makes it more likely that we can avoid forward references
 271       // in the reader.  We know that there can be no cycles in the constants
 272       // graph that don't go through a global variable.
 273       for (User::const_op_iterator I = C->op_begin(), E = C->op_end();
 274            I != E; ++I)
 275         EnumerateValue(*I);
 276
 277       // Finally, add the value.  Doing this could make the ValueID reference be
 278       // dangling, don't reuse it.
 279       Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 280       ValueMap[V] = Values.size();
 281       return;
 282     }
 283   }
 284
 285   // Add the value.
 286   Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 287   ValueID = Values.size();
 288 }
 289
 290
 291 void ValueEnumerator::EnumerateType(const Type *Ty) {
 292   unsigned &TypeID = TypeMap[Ty];
 293
 294   if (TypeID) {
 295     // If we've already seen this type, just increase its occurrence count.
 296     Types[TypeID-1].second++;
 297     return;
 298   }
 299
 300   // First time we saw this type, add it.
 301   Types.push_back(std::make_pair(Ty, 1U));
 302   TypeID = Types.size();
 303
 304   // Enumerate subtypes.
 305   for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
 306        I != E; ++I)
 307     EnumerateType(*I);
 308 }
 309
 310 // Enumerate the types for the specified value.  If the value is a constant,
 311 // walk through it, enumerating the types of the constant.
 312 void ValueEnumerator::EnumerateOperandType(const Value *V) {
 313   EnumerateType(V->getType());
 314   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 315     // If this constant is already enumerated, ignore it, we know its type must
 316     // be enumerated.
 317     if (ValueMap.count(V)) return;
 318
 319     // This constant may have operands, make sure to enumerate the types in
 320     // them.
 321     for (unsigned i = 0, e = C->getNumOperands(); i != e; ++i)
 322       EnumerateOperandType(C->getOperand(i));
 323
 324     if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(V)) {
 325       for (unsigned i = 0, e = N->getNumElements(); i != e; ++i) {
 326         Value *Elem = N->getElement(i);
 327         if (Elem)
 328           EnumerateOperandType(Elem);
 329       }
 330     }
 331   } else if (isa<MDString>(V) || isa<MDNode>(V))
 332     EnumerateValue(V);
 333 }
 334
 335 void ValueEnumerator::EnumerateAttributes(const AttrListPtr &PAL) {
 336   if (PAL.isEmpty()) return;  // null is always 0.
 337   // Do a lookup.
 338   unsigned &Entry = AttributeMap[PAL.getRawPointer()];
 339   if (Entry == 0) {
 340     // Never saw this before, add it.
 341     Attributes.push_back(PAL);
 342     Entry = Attributes.size();
 343   }
 344 }
 345
 346
 347 void ValueEnumerator::incorporateFunction(const Function &F) {
 348   NumModuleValues = Values.size();
 349
 350   // Adding function arguments to the value table.
 351   for(Function::const_arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
 352       I != E; ++I)
 353     EnumerateValue(I);
 354
 355   FirstFuncConstantID = Values.size();
 356
 357   // Add all function-level constants to the value table.
 358   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 359     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
 360       for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end();
 361            OI != E; ++OI) {
 362         if ((isa<Constant>(*OI) && !isa<GlobalValue>(*OI)) ||
 363             isa<InlineAsm>(*OI))
 364           EnumerateValue(*OI);
 365       }
 366     BasicBlocks.push_back(BB);
 367     ValueMap[BB] = BasicBlocks.size();
 368   }
 369
 370   // Optimize the constant layout.
 371   OptimizeConstants(FirstFuncConstantID, Values.size());
 372
 373   // Add the function's parameter attributes so they are available for use in
 374   // the function's instruction.
 375   EnumerateAttributes(F.getAttributes());
 376
 377   FirstInstID = Values.size();
 378
 379   // Add all of the instructions.
 380   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 381     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I) {
 382       if (I->getType() != Type::getVoidTy(F.getContext()))
 383         EnumerateValue(I);
 384     }
 385   }
 386 }
 387
 388 void ValueEnumerator::purgeFunction() {
 389   /// Remove purged values from the ValueMap.
 390   for (unsigned i = NumModuleValues, e = Values.size(); i != e; ++i)
 391     ValueMap.erase(Values[i].first);
 392   for (unsigned i = 0, e = BasicBlocks.size(); i != e; ++i)
 393     ValueMap.erase(BasicBlocks[i]);
 394
 395   Values.resize(NumModuleValues);
 396   BasicBlocks.clear();
 397 }