lib/IR/Metadata.cpp

   1 //===- Metadata.cpp - Implement Metadata classes --------------------------===//
   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 Metadata classes.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  15 #include "LLVMContextImpl.h"
  16 #include "MetadataImpl.h"
  17 #include "SymbolTableListTraitsImpl.h"
  18 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  23 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  24 #include "llvm/IR/DebugInfoMetadata.h"
  25 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  26 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  27 #include "llvm/IR/Module.h"
  28 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 MetadataAsValue::MetadataAsValue(Type *Ty, Metadata *MD)
  33     : Value(Ty, MetadataAsValueVal), MD(MD) {
  34   track();
  35 }
  36
  37 MetadataAsValue::~MetadataAsValue() {
  38   getType()->getContext().pImpl->MetadataAsValues.erase(MD);
  39   untrack();
  40 }
  41
  42 /// \brief Canonicalize metadata arguments to intrinsics.
  43 ///
  44 /// To support bitcode upgrades (and assembly semantic sugar) for \a
  45 /// MetadataAsValue, we need to canonicalize certain metadata.
  46 ///
  47 ///   - nullptr is replaced by an empty MDNode.
  48 ///   - An MDNode with a single null operand is replaced by an empty MDNode.
  49 ///   - An MDNode whose only operand is a \a ConstantAsMetadata gets skipped.
  50 ///
  51 /// This maintains readability of bitcode from when metadata was a type of
  52 /// value, and these bridges were unnecessary.
  53 static Metadata *canonicalizeMetadataForValue(LLVMContext &Context,
  54                                               Metadata *MD) {
  55   if (!MD)
  56     // !{}
  57     return MDNode::get(Context, None);
  58
  59   // Return early if this isn't a single-operand MDNode.
  60   auto *N = dyn_cast<MDNode>(MD);
  61   if (!N || N->getNumOperands() != 1)
  62     return MD;
  63
  64   if (!N->getOperand(0))
  65     // !{}
  66     return MDNode::get(Context, None);
  67
  68   if (auto *C = dyn_cast<ConstantAsMetadata>(N->getOperand(0)))
  69     // Look through the MDNode.
  70     return C;
  71
  72   return MD;
  73 }
  74
  75 MetadataAsValue *MetadataAsValue::get(LLVMContext &Context, Metadata *MD) {
  76   MD = canonicalizeMetadataForValue(Context, MD);
  77   auto *&Entry = Context.pImpl->MetadataAsValues[MD];
  78   if (!Entry)
  79     Entry = new MetadataAsValue(Type::getMetadataTy(Context), MD);
  80   return Entry;
  81 }
  82
  83 MetadataAsValue *MetadataAsValue::getIfExists(LLVMContext &Context,
  84                                               Metadata *MD) {
  85   MD = canonicalizeMetadataForValue(Context, MD);
  86   auto &Store = Context.pImpl->MetadataAsValues;
  87   return Store.lookup(MD);
  88 }
  89
  90 void MetadataAsValue::handleChangedMetadata(Metadata *MD) {
  91   LLVMContext &Context = getContext();
  92   MD = canonicalizeMetadataForValue(Context, MD);
  93   auto &Store = Context.pImpl->MetadataAsValues;
  94
  95   // Stop tracking the old metadata.
  96   Store.erase(this->MD);
  97   untrack();
  98   this->MD = nullptr;
  99
 100   // Start tracking MD, or RAUW if necessary.
 101   auto *&Entry = Store[MD];
 102   if (Entry) {
 103     replaceAllUsesWith(Entry);
 104     delete this;
 105     return;
 106   }
 107
 108   this->MD = MD;
 109   track();
 110   Entry = this;
 111 }
 112
 113 void MetadataAsValue::track() {
 114   if (MD)
 115     MetadataTracking::track(&MD, *MD, *this);
 116 }
 117
 118 void MetadataAsValue::untrack() {
 119   if (MD)
 120     MetadataTracking::untrack(MD);
 121 }
 122
 123 void ReplaceableMetadataImpl::addRef(void *Ref, OwnerTy Owner) {
 124   bool WasInserted =
 125       UseMap.insert(std::make_pair(Ref, std::make_pair(Owner, NextIndex)))
 126           .second;
 127   (void)WasInserted;
 128   assert(WasInserted && "Expected to add a reference");
 129
 130   ++NextIndex;
 131   assert(NextIndex != 0 && "Unexpected overflow");
 132 }
 133
 134 void ReplaceableMetadataImpl::dropRef(void *Ref) {
 135   bool WasErased = UseMap.erase(Ref);
 136   (void)WasErased;
 137   assert(WasErased && "Expected to drop a reference");
 138 }
 139
 140 void ReplaceableMetadataImpl::moveRef(void *Ref, void *New,
 141                                       const Metadata &MD) {
 142   auto I = UseMap.find(Ref);
 143   assert(I != UseMap.end() && "Expected to move a reference");
 144   auto OwnerAndIndex = I->second;
 145   UseMap.erase(I);
 146   bool WasInserted = UseMap.insert(std::make_pair(New, OwnerAndIndex)).second;
 147   (void)WasInserted;
 148   assert(WasInserted && "Expected to add a reference");
 149
 150   // Check that the references are direct if there's no owner.
 151   (void)MD;
 152   assert((OwnerAndIndex.first || *static_cast<Metadata **>(Ref) == &MD) &&
 153          "Reference without owner must be direct");
 154   assert((OwnerAndIndex.first || *static_cast<Metadata **>(New) == &MD) &&
 155          "Reference without owner must be direct");
 156 }
 157
 158 void ReplaceableMetadataImpl::replaceAllUsesWith(Metadata *MD) {
 159   assert(!(MD && isa<MDNode>(MD) && cast<MDNode>(MD)->isTemporary()) &&
 160          "Expected non-temp node");
 161
 162   if (UseMap.empty())
 163     return;
 164
 165   // Copy out uses since UseMap will get touched below.
 166   typedef std::pair<void *, std::pair<OwnerTy, uint64_t>> UseTy;
 167   SmallVector<UseTy, 8> Uses(UseMap.begin(), UseMap.end());
 168   std::sort(Uses.begin(), Uses.end(), [](const UseTy &L, const UseTy &R) {
 169     return L.second.second < R.second.second;
 170   });
 171   for (const auto &Pair : Uses) {
 172     // Check that this Ref hasn't disappeared after RAUW (when updating a
 173     // previous Ref).
 174     if (!UseMap.count(Pair.first))
 175       continue;
 176
 177     OwnerTy Owner = Pair.second.first;
 178     if (!Owner) {
 179       // Update unowned tracking references directly.
 180       Metadata *&Ref = *static_cast<Metadata **>(Pair.first);
 181       Ref = MD;
 182       if (MD)
 183         MetadataTracking::track(Ref);
 184       UseMap.erase(Pair.first);
 185       continue;
 186     }
 187
 188     // Check for MetadataAsValue.
 189     if (Owner.is<MetadataAsValue *>()) {
 190       Owner.get<MetadataAsValue *>()->handleChangedMetadata(MD);
 191       continue;
 192     }
 193
 194     // There's a Metadata owner -- dispatch.
 195     Metadata *OwnerMD = Owner.get<Metadata *>();
 196     switch (OwnerMD->getMetadataID()) {
 197 #define HANDLE_METADATA_LEAF(CLASS)                                            \
 198   case Metadata::CLASS##Kind:                                                  \
 199     cast<CLASS>(OwnerMD)->handleChangedOperand(Pair.first, MD);                \
 200     continue;
 201 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 202     default:
 203       llvm_unreachable("Invalid metadata subclass");
 204     }
 205   }
 206   assert(UseMap.empty() && "Expected all uses to be replaced");
 207 }
 208
 209 void ReplaceableMetadataImpl::resolveAllUses(bool ResolveUsers) {
 210   if (UseMap.empty())
 211     return;
 212
 213   if (!ResolveUsers) {
 214     UseMap.clear();
 215     return;
 216   }
 217
 218   // Copy out uses since UseMap could get touched below.
 219   typedef std::pair<void *, std::pair<OwnerTy, uint64_t>> UseTy;
 220   SmallVector<UseTy, 8> Uses(UseMap.begin(), UseMap.end());
 221   std::sort(Uses.begin(), Uses.end(), [](const UseTy &L, const UseTy &R) {
 222     return L.second.second < R.second.second;
 223   });
 224   UseMap.clear();
 225   for (const auto &Pair : Uses) {
 226     auto Owner = Pair.second.first;
 227     if (!Owner)
 228       continue;
 229     if (Owner.is<MetadataAsValue *>())
 230       continue;
 231
 232     // Resolve MDNodes that point at this.
 233     auto *OwnerMD = dyn_cast<MDNode>(Owner.get<Metadata *>());
 234     if (!OwnerMD)
 235       continue;
 236     if (OwnerMD->isResolved())
 237       continue;
 238     OwnerMD->decrementUnresolvedOperandCount();
 239   }
 240 }
 241
 242 static Function *getLocalFunction(Value *V) {
 243   assert(V && "Expected value");
 244   if (auto *A = dyn_cast<Argument>(V))
 245     return A->getParent();
 246   if (BasicBlock *BB = cast<Instruction>(V)->getParent())
 247     return BB->getParent();
 248   return nullptr;
 249 }
 250
 251 ValueAsMetadata *ValueAsMetadata::get(Value *V) {
 252   assert(V && "Unexpected null Value");
 253
 254   auto &Context = V->getContext();
 255   auto *&Entry = Context.pImpl->ValuesAsMetadata[V];
 256   if (!Entry) {
 257     assert((isa<Constant>(V) || isa<Argument>(V) || isa<Instruction>(V)) &&
 258            "Expected constant or function-local value");
 259     assert(!V->IsUsedByMD &&
 260            "Expected this to be the only metadata use");
 261     V->IsUsedByMD = true;
 262     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V))
 263       Entry = new ConstantAsMetadata(C);
 264     else
 265       Entry = new LocalAsMetadata(V);
 266   }
 267
 268   return Entry;
 269 }
 270
 271 ValueAsMetadata *ValueAsMetadata::getIfExists(Value *V) {
 272   assert(V && "Unexpected null Value");
 273   return V->getContext().pImpl->ValuesAsMetadata.lookup(V);
 274 }
 275
 276 void ValueAsMetadata::handleDeletion(Value *V) {
 277   assert(V && "Expected valid value");
 278
 279   auto &Store = V->getType()->getContext().pImpl->ValuesAsMetadata;
 280   auto I = Store.find(V);
 281   if (I == Store.end())
 282     return;
 283
 284   // Remove old entry from the map.
 285   ValueAsMetadata *MD = I->second;
 286   assert(MD && "Expected valid metadata");
 287   assert(MD->getValue() == V && "Expected valid mapping");
 288   Store.erase(I);
 289
 290   // Delete the metadata.
 291   MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 292   delete MD;
 293 }
 294
 295 void ValueAsMetadata::handleRAUW(Value *From, Value *To) {
 296   assert(From && "Expected valid value");
 297   assert(To && "Expected valid value");
 298   assert(From != To && "Expected changed value");
 299   assert(From->getType() == To->getType() && "Unexpected type change");
 300
 301   LLVMContext &Context = From->getType()->getContext();
 302   auto &Store = Context.pImpl->ValuesAsMetadata;
 303   auto I = Store.find(From);
 304   if (I == Store.end()) {
 305     assert(!From->IsUsedByMD &&
 306            "Expected From not to be used by metadata");
 307     return;
 308   }
 309
 310   // Remove old entry from the map.
 311   assert(From->IsUsedByMD &&
 312          "Expected From to be used by metadata");
 313   From->IsUsedByMD = false;
 314   ValueAsMetadata *MD = I->second;
 315   assert(MD && "Expected valid metadata");
 316   assert(MD->getValue() == From && "Expected valid mapping");
 317   Store.erase(I);
 318
 319   if (isa<LocalAsMetadata>(MD)) {
 320     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(To)) {
 321       // Local became a constant.
 322       MD->replaceAllUsesWith(ConstantAsMetadata::get(C));
 323       delete MD;
 324       return;
 325     }
 326     if (getLocalFunction(From) && getLocalFunction(To) &&
 327         getLocalFunction(From) != getLocalFunction(To)) {
 328       // Function changed.
 329       MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 330       delete MD;
 331       return;
 332     }
 333   } else if (!isa<Constant>(To)) {
 334     // Changed to function-local value.
 335     MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 336     delete MD;
 337     return;
 338   }
 339
 340   auto *&Entry = Store[To];
 341   if (Entry) {
 342     // The target already exists.
 343     MD->replaceAllUsesWith(Entry);
 344     delete MD;
 345     return;
 346   }
 347
 348   // Update MD in place (and update the map entry).
 349   assert(!To->IsUsedByMD &&
 350          "Expected this to be the only metadata use");
 351   To->IsUsedByMD = true;
 352   MD->V = To;
 353   Entry = MD;
 354 }
 355
 356 //===----------------------------------------------------------------------===//
 357 // MDString implementation.
 358 //
 359
 360 MDString *MDString::get(LLVMContext &Context, StringRef Str) {
 361   auto &Store = Context.pImpl->MDStringCache;
 362   auto I = Store.find(Str);
 363   if (I != Store.end())
 364     return &I->second;
 365
 366   auto *Entry =
 367       StringMapEntry<MDString>::Create(Str, Store.getAllocator(), MDString());
 368   bool WasInserted = Store.insert(Entry);
 369   (void)WasInserted;
 370   assert(WasInserted && "Expected entry to be inserted");
 371   Entry->second.Entry = Entry;
 372   return &Entry->second;
 373 }
 374
 375 StringRef MDString::getString() const {
 376   assert(Entry && "Expected to find string map entry");
 377   return Entry->first();
 378 }
 379
 380 //===----------------------------------------------------------------------===//
 381 // MDNode implementation.
 382 //
 383
 384 // Assert that the MDNode types will not be unaligned by the objects
 385 // prepended to them.
 386 #define HANDLE_MDNODE_LEAF(CLASS)                                              \
 387   static_assert(                                                               \
 388       llvm::AlignOf<uint64_t>::Alignment >= llvm::AlignOf<CLASS>::Alignment,   \
 389       "Alignment is insufficient after objects prepended to " #CLASS);
 390 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 391
 392 void *MDNode::operator new(size_t Size, unsigned NumOps) {
 393   size_t OpSize = NumOps * sizeof(MDOperand);
 394   // uint64_t is the most aligned type we need support (ensured by static_assert
 395   // above)
 396   OpSize = RoundUpToAlignment(OpSize, llvm::alignOf<uint64_t>());
 397   void *Ptr = reinterpret_cast<char *>(::operator new(OpSize + Size)) + OpSize;
 398   MDOperand *O = static_cast<MDOperand *>(Ptr);
 399   for (MDOperand *E = O - NumOps; O != E; --O)
 400     (void)new (O - 1) MDOperand;
 401   return Ptr;
 402 }
 403
 404 void MDNode::operator delete(void *Mem) {
 405   MDNode *N = static_cast<MDNode *>(Mem);
 406   size_t OpSize = N->NumOperands * sizeof(MDOperand);
 407   OpSize = RoundUpToAlignment(OpSize, llvm::alignOf<uint64_t>());
 408
 409   MDOperand *O = static_cast<MDOperand *>(Mem);
 410   for (MDOperand *E = O - N->NumOperands; O != E; --O)
 411     (O - 1)->~MDOperand();
 412   ::operator delete(reinterpret_cast<char *>(Mem) - OpSize);
 413 }
 414
 415 MDNode::MDNode(LLVMContext &Context, unsigned ID, StorageType Storage,
 416                ArrayRef<Metadata *> Ops1, ArrayRef<Metadata *> Ops2)
 417     : Metadata(ID, Storage), NumOperands(Ops1.size() + Ops2.size()),
 418       NumUnresolved(0), Context(Context) {
 419   unsigned Op = 0;
 420   for (Metadata *MD : Ops1)
 421     setOperand(Op++, MD);
 422   for (Metadata *MD : Ops2)
 423     setOperand(Op++, MD);
 424
 425   if (isDistinct())
 426     return;
 427
 428   if (isUniqued())
 429     // Check whether any operands are unresolved, requiring re-uniquing.  If
 430     // not, don't support RAUW.
 431     if (!countUnresolvedOperands())
 432       return;
 433
 434   this->Context.makeReplaceable(make_unique<ReplaceableMetadataImpl>(Context));
 435 }
 436
 437 TempMDNode MDNode::clone() const {
 438   switch (getMetadataID()) {
 439   default:
 440     llvm_unreachable("Invalid MDNode subclass");
 441 #define HANDLE_MDNODE_LEAF(CLASS)                                              \
 442   case CLASS##Kind:                                                            \
 443     return cast<CLASS>(this)->cloneImpl();
 444 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 445   }
 446 }
 447
 448 static bool isOperandUnresolved(Metadata *Op) {
 449   if (auto *N = dyn_cast_or_null<MDNode>(Op))
 450     return !N->isResolved();
 451   return false;
 452 }
 453
 454 unsigned MDNode::countUnresolvedOperands() {
 455   assert(NumUnresolved == 0 && "Expected unresolved ops to be uncounted");
 456   NumUnresolved = std::count_if(op_begin(), op_end(), isOperandUnresolved);
 457   return NumUnresolved;
 458 }
 459
 460 void MDNode::makeUniqued() {
 461   assert(isTemporary() && "Expected this to be temporary");
 462   assert(!isResolved() && "Expected this to be unresolved");
 463
 464   // Enable uniquing callbacks.
 465   for (auto &Op : mutable_operands())
 466     Op.reset(Op.get(), this);
 467
 468   // Make this 'uniqued'.
 469   Storage = Uniqued;
 470   if (!countUnresolvedOperands())
 471     resolve();
 472
 473   assert(isUniqued() && "Expected this to be uniqued");
 474 }
 475
 476 void MDNode::makeDistinct() {
 477   assert(isTemporary() && "Expected this to be temporary");
 478   assert(!isResolved() && "Expected this to be unresolved");
 479
 480   // Pretend to be uniqued, resolve the node, and then store in distinct table.
 481   Storage = Uniqued;
 482   resolve();
 483   storeDistinctInContext();
 484
 485   assert(isDistinct() && "Expected this to be distinct");
 486   assert(isResolved() && "Expected this to be resolved");
 487 }
 488
 489 void MDNode::resolve() {
 490   assert(isUniqued() && "Expected this to be uniqued");
 491   assert(!isResolved() && "Expected this to be unresolved");
 492
 493   // Move the map, so that this immediately looks resolved.
 494   auto Uses = Context.takeReplaceableUses();
 495   NumUnresolved = 0;
 496   assert(isResolved() && "Expected this to be resolved");
 497
 498   // Drop RAUW support.
 499   Uses->resolveAllUses();
 500 }
 501
 502 void MDNode::resolveAfterOperandChange(Metadata *Old, Metadata *New) {
 503   assert(NumUnresolved != 0 && "Expected unresolved operands");
 504
 505   // Check if an operand was resolved.
 506   if (!isOperandUnresolved(Old)) {
 507     if (isOperandUnresolved(New))
 508       // An operand was un-resolved!
 509       ++NumUnresolved;
 510   } else if (!isOperandUnresolved(New))
 511     decrementUnresolvedOperandCount();
 512 }
 513
 514 void MDNode::decrementUnresolvedOperandCount() {
 515   if (!--NumUnresolved)
 516     // Last unresolved operand has just been resolved.
 517     resolve();
 518 }
 519
 520 void MDNode::resolveCycles() {
 521   if (isResolved())
 522     return;
 523
 524   // Resolve this node immediately.
 525   resolve();
 526
 527   // Resolve all operands.
 528   for (const auto &Op : operands()) {
 529     auto *N = dyn_cast_or_null<MDNode>(Op);
 530     if (!N)
 531       continue;
 532
 533     assert(!N->isTemporary() &&
 534            "Expected all forward declarations to be resolved");
 535     if (!N->isResolved())
 536       N->resolveCycles();
 537   }
 538 }
 539
 540 static bool hasSelfReference(MDNode *N) {
 541   for (Metadata *MD : N->operands())
 542     if (MD == N)
 543       return true;
 544   return false;
 545 }
 546
 547 MDNode *MDNode::replaceWithPermanentImpl() {
 548   switch (getMetadataID()) {
 549   default:
 550     // If this type isn't uniquable, replace with a distinct node.
 551     return replaceWithDistinctImpl();
 552
 553 #define HANDLE_MDNODE_LEAF_UNIQUABLE(CLASS)                                    \
 554   case CLASS##Kind:                                                            \
 555     break;
 556 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 557   }
 558
 559   // Even if this type is uniquable, self-references have to be distinct.
 560   if (hasSelfReference(this))
 561     return replaceWithDistinctImpl();
 562   return replaceWithUniquedImpl();
 563 }
 564
 565 MDNode *MDNode::replaceWithUniquedImpl() {
 566   // Try to uniquify in place.
 567   MDNode *UniquedNode = uniquify();
 568
 569   if (UniquedNode == this) {
 570     makeUniqued();
 571     return this;
 572   }
 573
 574   // Collision, so RAUW instead.
 575   replaceAllUsesWith(UniquedNode);
 576   deleteAsSubclass();
 577   return UniquedNode;
 578 }
 579
 580 MDNode *MDNode::replaceWithDistinctImpl() {
 581   makeDistinct();
 582   return this;
 583 }
 584
 585 void MDTuple::recalculateHash() {
 586   setHash(MDTupleInfo::KeyTy::calculateHash(this));
 587 }
 588
 589 void MDNode::dropAllReferences() {
 590   for (unsigned I = 0, E = NumOperands; I != E; ++I)
 591     setOperand(I, nullptr);
 592   if (!isResolved()) {
 593     Context.getReplaceableUses()->resolveAllUses(/* ResolveUsers */ false);
 594     (void)Context.takeReplaceableUses();
 595   }
 596 }
 597
 598 void MDNode::handleChangedOperand(void *Ref, Metadata *New) {
 599   unsigned Op = static_cast<MDOperand *>(Ref) - op_begin();
 600   assert(Op < getNumOperands() && "Expected valid operand");
 601
 602   if (!isUniqued()) {
 603     // This node is not uniqued.  Just set the operand and be done with it.
 604     setOperand(Op, New);
 605     return;
 606   }
 607
 608   // This node is uniqued.
 609   eraseFromStore();
 610
 611   Metadata *Old = getOperand(Op);
 612   setOperand(Op, New);
 613
 614   // Drop uniquing for self-reference cycles.
 615   if (New == this) {
 616     if (!isResolved())
 617       resolve();
 618     storeDistinctInContext();
 619     return;
 620   }
 621
 622   // Re-unique the node.
 623   auto *Uniqued = uniquify();
 624   if (Uniqued == this) {
 625     if (!isResolved())
 626       resolveAfterOperandChange(Old, New);
 627     return;
 628   }
 629
 630   // Collision.
 631   if (!isResolved()) {
 632     // Still unresolved, so RAUW.
 633     //
 634     // First, clear out all operands to prevent any recursion (similar to
 635     // dropAllReferences(), but we still need the use-list).
 636     for (unsigned O = 0, E = getNumOperands(); O != E; ++O)
 637       setOperand(O, nullptr);
 638     Context.getReplaceableUses()->replaceAllUsesWith(Uniqued);
 639     deleteAsSubclass();
 640     return;
 641   }
 642
 643   // Store in non-uniqued form if RAUW isn't possible.
 644   storeDistinctInContext();
 645 }
 646
 647 void MDNode::deleteAsSubclass() {
 648   switch (getMetadataID()) {
 649   default:
 650     llvm_unreachable("Invalid subclass of MDNode");
 651 #define HANDLE_MDNODE_LEAF(CLASS)                                              \
 652   case CLASS##Kind:                                                            \
 653     delete cast<CLASS>(this);                                                  \
 654     break;
 655 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 656   }
 657 }
 658
 659 template <class T, class InfoT>
 660 static T *uniquifyImpl(T *N, DenseSet<T *, InfoT> &Store) {
 661   if (T *U = getUniqued(Store, N))
 662     return U;
 663
 664   Store.insert(N);
 665   return N;
 666 }
 667
 668 template <class NodeTy> struct MDNode::HasCachedHash {
 669   typedef char Yes[1];
 670   typedef char No[2];
 671   template <class U, U Val> struct SFINAE {};
 672
 673   template <class U>
 674   static Yes &check(SFINAE<void (U::*)(unsigned), &U::setHash> *);
 675   template <class U> static No &check(...);
 676
 677   static const bool value = sizeof(check<NodeTy>(nullptr)) == sizeof(Yes);
 678 };
 679
 680 MDNode *MDNode::uniquify() {
 681   assert(!hasSelfReference(this) && "Cannot uniquify a self-referencing node");
 682
 683   // Try to insert into uniquing store.
 684   switch (getMetadataID()) {
 685   default:
 686     llvm_unreachable("Invalid or non-uniquable subclass of MDNode");
 687 #define HANDLE_MDNODE_LEAF_UNIQUABLE(CLASS)                                    \
 688   case CLASS##Kind: {                                                          \
 689     CLASS *SubclassThis = cast<CLASS>(this);                                   \
 690     std::integral_constant<bool, HasCachedHash<CLASS>::value>                  \
 691         ShouldRecalculateHash;                                                 \
 692     dispatchRecalculateHash(SubclassThis, ShouldRecalculateHash);              \
 693     return uniquifyImpl(SubclassThis, getContext().pImpl->CLASS##s);           \
 694   }
 695 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 696   }
 697 }
 698
 699 void MDNode::eraseFromStore() {
 700   switch (getMetadataID()) {
 701   default:
 702     llvm_unreachable("Invalid or non-uniquable subclass of MDNode");
 703 #define HANDLE_MDNODE_LEAF_UNIQUABLE(CLASS)                                    \
 704   case CLASS##Kind:                                                            \
 705     getContext().pImpl->CLASS##s.erase(cast<CLASS>(this));                     \
 706     break;
 707 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 708   }
 709 }
 710
 711 MDTuple *MDTuple::getImpl(LLVMContext &Context, ArrayRef<Metadata *> MDs,
 712                           StorageType Storage, bool ShouldCreate) {
 713   unsigned Hash = 0;
 714   if (Storage == Uniqued) {
 715     MDTupleInfo::KeyTy Key(MDs);
 716     if (auto *N = getUniqued(Context.pImpl->MDTuples, Key))
 717       return N;
 718     if (!ShouldCreate)
 719       return nullptr;
 720     Hash = Key.getHash();
 721   } else {
 722     assert(ShouldCreate && "Expected non-uniqued nodes to always be created");
 723   }
 724
 725   return storeImpl(new (MDs.size()) MDTuple(Context, Storage, Hash, MDs),
 726                    Storage, Context.pImpl->MDTuples);
 727 }
 728
 729 void MDNode::deleteTemporary(MDNode *N) {
 730   assert(N->isTemporary() && "Expected temporary node");
 731   N->replaceAllUsesWith(nullptr);
 732   N->deleteAsSubclass();
 733 }
 734
 735 void MDNode::storeDistinctInContext() {
 736   assert(isResolved() && "Expected resolved nodes");
 737   Storage = Distinct;
 738
 739   // Reset the hash.
 740   switch (getMetadataID()) {
 741   default:
 742     llvm_unreachable("Invalid subclass of MDNode");
 743 #define HANDLE_MDNODE_LEAF(CLASS)                                              \
 744   case CLASS##Kind: {                                                          \
 745     std::integral_constant<bool, HasCachedHash<CLASS>::value> ShouldResetHash; \
 746     dispatchResetHash(cast<CLASS>(this), ShouldResetHash);                     \
 747     break;                                                                     \
 748   }
 749 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 750   }
 751
 752   getContext().pImpl->DistinctMDNodes.insert(this);
 753 }
 754
 755 void MDNode::replaceOperandWith(unsigned I, Metadata *New) {
 756   if (getOperand(I) == New)
 757     return;
 758
 759   if (!isUniqued()) {
 760     setOperand(I, New);
 761     return;
 762   }
 763
 764   handleChangedOperand(mutable_begin() + I, New);
 765 }
 766
 767 void MDNode::setOperand(unsigned I, Metadata *New) {
 768   assert(I < NumOperands);
 769   mutable_begin()[I].reset(New, isUniqued() ? this : nullptr);
 770 }
 771
 772 /// \brief Get a node, or a self-reference that looks like it.
 773 ///
 774 /// Special handling for finding self-references, for use by \a
 775 /// MDNode::concatenate() and \a MDNode::intersect() to maintain behaviour from
 776 /// when self-referencing nodes were still uniqued.  If the first operand has
 777 /// the same operands as \c Ops, return the first operand instead.
 778 static MDNode *getOrSelfReference(LLVMContext &Context,
 779                                   ArrayRef<Metadata *> Ops) {
 780   if (!Ops.empty())
 781     if (MDNode *N = dyn_cast_or_null<MDNode>(Ops[0]))
 782       if (N->getNumOperands() == Ops.size() && N == N->getOperand(0)) {
 783         for (unsigned I = 1, E = Ops.size(); I != E; ++I)
 784           if (Ops[I] != N->getOperand(I))
 785             return MDNode::get(Context, Ops);
 786         return N;
 787       }
 788
 789   return MDNode::get(Context, Ops);
 790 }
 791
 792 MDNode *MDNode::concatenate(MDNode *A, MDNode *B) {
 793   if (!A)
 794     return B;
 795   if (!B)
 796     return A;
 797
 798   SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
 799   MDs.reserve(A->getNumOperands() + B->getNumOperands());
 800   MDs.append(A->op_begin(), A->op_end());
 801   MDs.append(B->op_begin(), B->op_end());
 802
 803   // FIXME: This preserves long-standing behaviour, but is it really the right
 804   // behaviour?  Or was that an unintended side-effect of node uniquing?
 805   return getOrSelfReference(A->getContext(), MDs);
 806 }
 807
 808 MDNode *MDNode::intersect(MDNode *A, MDNode *B) {
 809   if (!A || !B)
 810     return nullptr;
 811
 812   SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
 813   for (Metadata *MD : A->operands())
 814     if (std::find(B->op_begin(), B->op_end(), MD) != B->op_end())
 815       MDs.push_back(MD);
 816
 817   // FIXME: This preserves long-standing behaviour, but is it really the right
 818   // behaviour?  Or was that an unintended side-effect of node uniquing?
 819   return getOrSelfReference(A->getContext(), MDs);
 820 }
 821
 822 MDNode *MDNode::getMostGenericAliasScope(MDNode *A, MDNode *B) {
 823   if (!A || !B)
 824     return nullptr;
 825
 826   SmallVector<Metadata *, 4> MDs(B->op_begin(), B->op_end());
 827   for (Metadata *MD : A->operands())
 828     if (std::find(B->op_begin(), B->op_end(), MD) == B->op_end())
 829       MDs.push_back(MD);
 830
 831   // FIXME: This preserves long-standing behaviour, but is it really the right
 832   // behaviour?  Or was that an unintended side-effect of node uniquing?
 833   return getOrSelfReference(A->getContext(), MDs);
 834 }
 835
 836 MDNode *MDNode::getMostGenericFPMath(MDNode *A, MDNode *B) {
 837   if (!A || !B)
 838     return nullptr;
 839
 840   APFloat AVal = mdconst::extract<ConstantFP>(A->getOperand(0))->getValueAPF();
 841   APFloat BVal = mdconst::extract<ConstantFP>(B->getOperand(0))->getValueAPF();
 842   if (AVal.compare(BVal) == APFloat::cmpLessThan)
 843     return A;
 844   return B;
 845 }
 846
 847 static bool isContiguous(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
 848   return A.getUpper() == B.getLower() || A.getLower() == B.getUpper();
 849 }
 850
 851 static bool canBeMerged(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
 852   return !A.intersectWith(B).isEmptySet() || isContiguous(A, B);
 853 }
 854
 855 static bool tryMergeRange(SmallVectorImpl<ConstantInt *> &EndPoints,
 856                           ConstantInt *Low, ConstantInt *High) {
 857   ConstantRange NewRange(Low->getValue(), High->getValue());
 858   unsigned Size = EndPoints.size();
 859   APInt LB = EndPoints[Size - 2]->getValue();
 860   APInt LE = EndPoints[Size - 1]->getValue();
 861   ConstantRange LastRange(LB, LE);
 862   if (canBeMerged(NewRange, LastRange)) {
 863     ConstantRange Union = LastRange.unionWith(NewRange);
 864     Type *Ty = High->getType();
 865     EndPoints[Size - 2] =
 866         cast<ConstantInt>(ConstantInt::get(Ty, Union.getLower()));
 867     EndPoints[Size - 1] =
 868         cast<ConstantInt>(ConstantInt::get(Ty, Union.getUpper()));
 869     return true;
 870   }
 871   return false;
 872 }
 873
 874 static void addRange(SmallVectorImpl<ConstantInt *> &EndPoints,
 875                      ConstantInt *Low, ConstantInt *High) {
 876   if (!EndPoints.empty())
 877     if (tryMergeRange(EndPoints, Low, High))
 878       return;
 879
 880   EndPoints.push_back(Low);
 881   EndPoints.push_back(High);
 882 }
 883
 884 MDNode *MDNode::getMostGenericRange(MDNode *A, MDNode *B) {
 885   // Given two ranges, we want to compute the union of the ranges. This
 886   // is slightly complitade by having to combine the intervals and merge
 887   // the ones that overlap.
 888
 889   if (!A || !B)
 890     return nullptr;
 891
 892   if (A == B)
 893     return A;
 894
 895   // First, walk both lists in older of the lower boundary of each interval.
 896   // At each step, try to merge the new interval to the last one we adedd.
 897   SmallVector<ConstantInt *, 4> EndPoints;
 898   int AI = 0;
 899   int BI = 0;
 900   int AN = A->getNumOperands() / 2;
 901   int BN = B->getNumOperands() / 2;
 902   while (AI < AN && BI < BN) {
 903     ConstantInt *ALow = mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI));
 904     ConstantInt *BLow = mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI));
 905
 906     if (ALow->getValue().slt(BLow->getValue())) {
 907       addRange(EndPoints, ALow,
 908                mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI + 1)));
 909       ++AI;
 910     } else {
 911       addRange(EndPoints, BLow,
 912                mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI + 1)));
 913       ++BI;
 914     }
 915   }
 916   while (AI < AN) {
 917     addRange(EndPoints, mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI)),
 918              mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI + 1)));
 919     ++AI;
 920   }
 921   while (BI < BN) {
 922     addRange(EndPoints, mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI)),
 923              mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI + 1)));
 924     ++BI;
 925   }
 926
 927   // If we have more than 2 ranges (4 endpoints) we have to try to merge
 928   // the last and first ones.
 929   unsigned Size = EndPoints.size();
 930   if (Size > 4) {
 931     ConstantInt *FB = EndPoints[0];
 932     ConstantInt *FE = EndPoints[1];
 933     if (tryMergeRange(EndPoints, FB, FE)) {
 934       for (unsigned i = 0; i < Size - 2; ++i) {
 935         EndPoints[i] = EndPoints[i + 2];
 936       }
 937       EndPoints.resize(Size - 2);
 938     }
 939   }
 940
 941   // If in the end we have a single range, it is possible that it is now the
 942   // full range. Just drop the metadata in that case.
 943   if (EndPoints.size() == 2) {
 944     ConstantRange Range(EndPoints[0]->getValue(), EndPoints[1]->getValue());
 945     if (Range.isFullSet())
 946       return nullptr;
 947   }
 948
 949   SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
 950   MDs.reserve(EndPoints.size());
 951   for (auto *I : EndPoints)
 952     MDs.push_back(ConstantAsMetadata::get(I));
 953   return MDNode::get(A->getContext(), MDs);
 954 }
 955
 956 //===----------------------------------------------------------------------===//
 957 // NamedMDNode implementation.
 958 //
 959
 960 static SmallVector<TrackingMDRef, 4> &getNMDOps(void *Operands) {
 961   return *(SmallVector<TrackingMDRef, 4> *)Operands;
 962 }
 963
 964 NamedMDNode::NamedMDNode(const Twine &N)
 965     : Name(N.str()), Parent(nullptr),
 966       Operands(new SmallVector<TrackingMDRef, 4>()) {}
 967
 968 NamedMDNode::~NamedMDNode() {
 969   dropAllReferences();
 970   delete &getNMDOps(Operands);
 971 }
 972
 973 unsigned NamedMDNode::getNumOperands() const {
 974   return (unsigned)getNMDOps(Operands).size();
 975 }
 976
 977 MDNode *NamedMDNode::getOperand(unsigned i) const {
 978   assert(i < getNumOperands() && "Invalid Operand number!");
 979   auto *N = getNMDOps(Operands)[i].get();
 980   return cast_or_null<MDNode>(N);
 981 }
 982
 983 void NamedMDNode::addOperand(MDNode *M) { getNMDOps(Operands).emplace_back(M); }
 984
 985 void NamedMDNode::setOperand(unsigned I, MDNode *New) {
 986   assert(I < getNumOperands() && "Invalid operand number");
 987   getNMDOps(Operands)[I].reset(New);
 988 }
 989
 990 void NamedMDNode::eraseFromParent() {
 991   getParent()->eraseNamedMetadata(this);
 992 }
 993
 994 void NamedMDNode::dropAllReferences() {
 995   getNMDOps(Operands).clear();
 996 }
 997
 998 StringRef NamedMDNode::getName() const {
 999   return StringRef(Name);
1000 }
1001
1002 //===----------------------------------------------------------------------===//
1003 // Instruction Metadata method implementations.
1004 //
1005 void MDAttachmentMap::set(unsigned ID, MDNode &MD) {
1006   for (auto &I : Attachments)
1007     if (I.first == ID) {
1008       I.second.reset(&MD);
1009       return;
1010     }
1011   Attachments.emplace_back(std::piecewise_construct, std::make_tuple(ID),
1012                            std::make_tuple(&MD));
1013 }
1014
1015 void MDAttachmentMap::erase(unsigned ID) {
1016   if (empty())
1017     return;
1018
1019   // Common case is one/last value.
1020   if (Attachments.back().first == ID) {
1021     Attachments.pop_back();
1022     return;
1023   }
1024
1025   for (auto I = Attachments.begin(), E = std::prev(Attachments.end()); I != E;
1026        ++I)
1027     if (I->first == ID) {
1028       *I = std::move(Attachments.back());
1029       Attachments.pop_back();
1030       return;
1031     }
1032 }
1033
1034 MDNode *MDAttachmentMap::lookup(unsigned ID) const {
1035   for (const auto &I : Attachments)
1036     if (I.first == ID)
1037       return I.second;
1038   return nullptr;
1039 }
1040
1041 void MDAttachmentMap::getAll(
1042     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &Result) const {
1043   Result.append(Attachments.begin(), Attachments.end());
1044
1045   // Sort the resulting array so it is stable.
1046   if (Result.size() > 1)
1047     array_pod_sort(Result.begin(), Result.end());
1048 }
1049
1050 void Instruction::setMetadata(StringRef Kind, MDNode *Node) {
1051   if (!Node && !hasMetadata())
1052     return;
1053   setMetadata(getContext().getMDKindID(Kind), Node);
1054 }
1055
1056 MDNode *Instruction::getMetadataImpl(StringRef Kind) const {
1057   return getMetadataImpl(getContext().getMDKindID(Kind));
1058 }
1059
1060 void Instruction::dropUnknownMetadata(ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1061   SmallSet<unsigned, 5> KnownSet;
1062   KnownSet.insert(KnownIDs.begin(), KnownIDs.end());
1063
1064   // Drop debug if needed
1065   if (!KnownSet.erase(LLVMContext::MD_dbg))
1066     DbgLoc = DebugLoc();
1067
1068   if (!hasMetadataHashEntry())
1069     return; // Nothing to remove!
1070
1071   auto &InstructionMetadata = getContext().pImpl->InstructionMetadata;
1072
1073   if (KnownSet.empty()) {
1074     // Just drop our entry at the store.
1075     InstructionMetadata.erase(this);
1076     setHasMetadataHashEntry(false);
1077     return;
1078   }
1079
1080   auto &Info = InstructionMetadata[this];
1081   Info.remove_if([&KnownSet](const std::pair<unsigned, TrackingMDNodeRef> &I) {
1082     return !KnownSet.count(I.first);
1083   });
1084
1085   if (Info.empty()) {
1086     // Drop our entry at the store.
1087     InstructionMetadata.erase(this);
1088     setHasMetadataHashEntry(false);
1089   }
1090 }
1091
1092 /// setMetadata - Set the metadata of of the specified kind to the specified
1093 /// node.  This updates/replaces metadata if already present, or removes it if
1094 /// Node is null.
1095 void Instruction::setMetadata(unsigned KindID, MDNode *Node) {
1096   if (!Node && !hasMetadata())
1097     return;
1098
1099   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
1100   if (KindID == LLVMContext::MD_dbg) {
1101     DbgLoc = DebugLoc(Node);
1102     return;
1103   }
1104
1105   // Handle the case when we're adding/updating metadata on an instruction.
1106   if (Node) {
1107     auto &Info = getContext().pImpl->InstructionMetadata[this];
1108     assert(!Info.empty() == hasMetadataHashEntry() &&
1109            "HasMetadata bit is wonked");
1110     if (Info.empty())
1111       setHasMetadataHashEntry(true);
1112     Info.set(KindID, *Node);
1113     return;
1114   }
1115
1116   // Otherwise, we're removing metadata from an instruction.
1117   assert((hasMetadataHashEntry() ==
1118           (getContext().pImpl->InstructionMetadata.count(this) > 0)) &&
1119          "HasMetadata bit out of date!");
1120   if (!hasMetadataHashEntry())
1121     return;  // Nothing to remove!
1122   auto &Info = getContext().pImpl->InstructionMetadata[this];
1123
1124   // Handle removal of an existing value.
1125   Info.erase(KindID);
1126
1127   if (!Info.empty())
1128     return;
1129
1130   getContext().pImpl->InstructionMetadata.erase(this);
1131   setHasMetadataHashEntry(false);
1132 }
1133
1134 void Instruction::setAAMetadata(const AAMDNodes &N) {
1135   setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, N.TBAA);
1136   setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, N.Scope);
1137   setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, N.NoAlias);
1138 }
1139
1140 MDNode *Instruction::getMetadataImpl(unsigned KindID) const {
1141   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
1142   if (KindID == LLVMContext::MD_dbg)
1143     return DbgLoc.getAsMDNode();
1144
1145   if (!hasMetadataHashEntry())
1146     return nullptr;
1147   auto &Info = getContext().pImpl->InstructionMetadata[this];
1148   assert(!Info.empty() && "bit out of sync with hash table");
1149
1150   return Info.lookup(KindID);
1151 }
1152
1153 void Instruction::getAllMetadataImpl(
1154     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &Result) const {
1155   Result.clear();
1156
1157   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
1158   if (DbgLoc) {
1159     Result.push_back(
1160         std::make_pair((unsigned)LLVMContext::MD_dbg, DbgLoc.getAsMDNode()));
1161     if (!hasMetadataHashEntry()) return;
1162   }
1163
1164   assert(hasMetadataHashEntry() &&
1165          getContext().pImpl->InstructionMetadata.count(this) &&
1166          "Shouldn't have called this");
1167   const auto &Info = getContext().pImpl->InstructionMetadata.find(this)->second;
1168   assert(!Info.empty() && "Shouldn't have called this");
1169   Info.getAll(Result);
1170 }
1171
1172 void Instruction::getAllMetadataOtherThanDebugLocImpl(
1173     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &Result) const {
1174   Result.clear();
1175   assert(hasMetadataHashEntry() &&
1176          getContext().pImpl->InstructionMetadata.count(this) &&
1177          "Shouldn't have called this");
1178   const auto &Info = getContext().pImpl->InstructionMetadata.find(this)->second;
1179   assert(!Info.empty() && "Shouldn't have called this");
1180   Info.getAll(Result);
1181 }
1182
1183 /// clearMetadataHashEntries - Clear all hashtable-based metadata from
1184 /// this instruction.
1185 void Instruction::clearMetadataHashEntries() {
1186   assert(hasMetadataHashEntry() && "Caller should check");
1187   getContext().pImpl->InstructionMetadata.erase(this);
1188   setHasMetadataHashEntry(false);
1189 }
1190
1191 MDNode *Function::getMetadata(unsigned KindID) const {
1192   if (!hasMetadata())
1193     return nullptr;
1194   return getContext().pImpl->FunctionMetadata[this].lookup(KindID);
1195 }
1196
1197 MDNode *Function::getMetadata(StringRef Kind) const {
1198   if (!hasMetadata())
1199     return nullptr;
1200   return getMetadata(getContext().getMDKindID(Kind));
1201 }
1202
1203 void Function::setMetadata(unsigned KindID, MDNode *MD) {
1204   if (MD) {
1205     if (!hasMetadata())
1206       setHasMetadataHashEntry(true);
1207
1208     getContext().pImpl->FunctionMetadata[this].set(KindID, *MD);
1209     return;
1210   }
1211
1212   // Nothing to unset.
1213   if (!hasMetadata())
1214     return;
1215
1216   auto &Store = getContext().pImpl->FunctionMetadata[this];
1217   Store.erase(KindID);
1218   if (Store.empty())
1219     clearMetadata();
1220 }
1221
1222 void Function::setMetadata(StringRef Kind, MDNode *MD) {
1223   if (!MD && !hasMetadata())
1224     return;
1225   setMetadata(getContext().getMDKindID(Kind), MD);
1226 }
1227
1228 void Function::getAllMetadata(
1229     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &MDs) const {
1230   MDs.clear();
1231
1232   if (!hasMetadata())
1233     return;
1234
1235   getContext().pImpl->FunctionMetadata[this].getAll(MDs);
1236 }
1237
1238 void Function::dropUnknownMetadata(ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
1239   if (!hasMetadata())
1240     return;
1241   if (KnownIDs.empty()) {
1242     clearMetadata();
1243     return;
1244   }
1245
1246   SmallSet<unsigned, 5> KnownSet;
1247   KnownSet.insert(KnownIDs.begin(), KnownIDs.end());
1248
1249   auto &Store = getContext().pImpl->FunctionMetadata[this];
1250   assert(!Store.empty());
1251
1252   Store.remove_if([&KnownSet](const std::pair<unsigned, TrackingMDNodeRef> &I) {
1253     return !KnownSet.count(I.first);
1254   });
1255
1256   if (Store.empty())
1257     clearMetadata();
1258 }
1259
1260 void Function::clearMetadata() {
1261   if (!hasMetadata())
1262     return;
1263   getContext().pImpl->FunctionMetadata.erase(this);
1264   setHasMetadataHashEntry(false);
1265 }