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 "SymbolTableListTraitsImpl.h"
  17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  18 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  19 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  20 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  21 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
  22 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  23 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  24 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  25 #include "llvm/IR/LeakDetector.h"
  26 #include "llvm/IR/Module.h"
  27 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
  28
  29 using namespace llvm;
  30
  31 MetadataAsValue::MetadataAsValue(Type *Ty, Metadata *MD)
  32     : Value(Ty, MetadataAsValueVal), MD(MD) {
  33   track();
  34 }
  35
  36 MetadataAsValue::~MetadataAsValue() {
  37   getType()->getContext().pImpl->MetadataAsValues.erase(MD);
  38   untrack();
  39 }
  40
  41 /// \brief Canonicalize metadata arguments to intrinsics.
  42 ///
  43 /// To support bitcode upgrades (and assembly semantic sugar) for \a
  44 /// MetadataAsValue, we need to canonicalize certain metadata.
  45 ///
  46 ///   - nullptr is replaced by an empty MDNode.
  47 ///   - An MDNode with a single null operand is replaced by an empty MDNode.
  48 ///   - An MDNode whose only operand is a \a ConstantAsMetadata gets skipped.
  49 ///
  50 /// This maintains readability of bitcode from when metadata was a type of
  51 /// value, and these bridges were unnecessary.
  52 static Metadata *canonicalizeMetadataForValue(LLVMContext &Context,
  53                                               Metadata *MD) {
  54   if (!MD)
  55     // !{}
  56     return MDNode::get(Context, None);
  57
  58   // Return early if this isn't a single-operand MDNode.
  59   auto *N = dyn_cast<MDNode>(MD);
  60   if (!N || N->getNumOperands() != 1)
  61     return MD;
  62
  63   if (!N->getOperand(0))
  64     // !{}
  65     return MDNode::get(Context, None);
  66
  67   if (auto *C = dyn_cast<ConstantAsMetadata>(N->getOperand(0)))
  68     // Look through the MDNode.
  69     return C;
  70
  71   return MD;
  72 }
  73
  74 MetadataAsValue *MetadataAsValue::get(LLVMContext &Context, Metadata *MD) {
  75   MD = canonicalizeMetadataForValue(Context, MD);
  76   auto *&Entry = Context.pImpl->MetadataAsValues[MD];
  77   if (!Entry)
  78     Entry = new MetadataAsValue(Type::getMetadataTy(Context), MD);
  79   return Entry;
  80 }
  81
  82 MetadataAsValue *MetadataAsValue::getIfExists(LLVMContext &Context,
  83                                               Metadata *MD) {
  84   MD = canonicalizeMetadataForValue(Context, MD);
  85   auto &Store = Context.pImpl->MetadataAsValues;
  86   auto I = Store.find(MD);
  87   return I == Store.end() ? nullptr : I->second;
  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<MDNodeFwdDecl>(MD)) && "Expected non-temp node");
 160
 161   if (UseMap.empty())
 162     return;
 163
 164   // Copy out uses since UseMap will get touched below.
 165   typedef std::pair<void *, std::pair<OwnerTy, uint64_t>> UseTy;
 166   SmallVector<UseTy, 8> Uses(UseMap.begin(), UseMap.end());
 167   std::sort(Uses.begin(), Uses.end(), [](const UseTy &L, const UseTy &R) {
 168     return L.second.second < R.second.second;
 169   });
 170   for (const auto &Pair : Uses) {
 171     OwnerTy Owner = Pair.second.first;
 172     if (!Owner) {
 173       // Update unowned tracking references directly.
 174       Metadata *&Ref = *static_cast<Metadata **>(Pair.first);
 175       Ref = MD;
 176       MetadataTracking::track(Ref);
 177       UseMap.erase(Pair.first);
 178       continue;
 179     }
 180
 181     // Check for MetadataAsValue.
 182     if (Owner.is<MetadataAsValue *>()) {
 183       Owner.get<MetadataAsValue *>()->handleChangedMetadata(MD);
 184       continue;
 185     }
 186
 187     // There's a Metadata owner -- dispatch.
 188     Metadata *OwnerMD = Owner.get<Metadata *>();
 189     switch (OwnerMD->getMetadataID()) {
 190 #define HANDLE_METADATA_LEAF(CLASS)                                            \
 191   case Metadata::CLASS##Kind:                                                  \
 192     cast<CLASS>(OwnerMD)->handleChangedOperand(Pair.first, MD);                \
 193     continue;
 194 #include "llvm/IR/Metadata.def"
 195     default:
 196       llvm_unreachable("Invalid metadata subclass");
 197     }
 198   }
 199   assert(UseMap.empty() && "Expected all uses to be replaced");
 200 }
 201
 202 void ReplaceableMetadataImpl::resolveAllUses(bool ResolveUsers) {
 203   if (UseMap.empty())
 204     return;
 205
 206   if (!ResolveUsers) {
 207     UseMap.clear();
 208     return;
 209   }
 210
 211   // Copy out uses since UseMap could get touched below.
 212   typedef std::pair<void *, std::pair<OwnerTy, uint64_t>> UseTy;
 213   SmallVector<UseTy, 8> Uses(UseMap.begin(), UseMap.end());
 214   std::sort(Uses.begin(), Uses.end(), [](const UseTy &L, const UseTy &R) {
 215     return L.second.second < R.second.second;
 216   });
 217   UseMap.clear();
 218   for (const auto &Pair : Uses) {
 219     auto Owner = Pair.second.first;
 220     if (!Owner)
 221       continue;
 222     if (Owner.is<MetadataAsValue *>())
 223       continue;
 224
 225     // Resolve GenericMDNodes that point at this.
 226     auto *OwnerMD = dyn_cast<GenericMDNode>(Owner.get<Metadata *>());
 227     if (!OwnerMD)
 228       continue;
 229     if (OwnerMD->isResolved())
 230       continue;
 231     OwnerMD->decrementUnresolvedOperands();
 232     if (!OwnerMD->hasUnresolvedOperands())
 233       OwnerMD->resolve();
 234   }
 235 }
 236
 237 static Function *getLocalFunction(Value *V) {
 238   assert(V && "Expected value");
 239   if (auto *A = dyn_cast<Argument>(V))
 240     return A->getParent();
 241   if (BasicBlock *BB = cast<Instruction>(V)->getParent())
 242     return BB->getParent();
 243   return nullptr;
 244 }
 245
 246 ValueAsMetadata *ValueAsMetadata::get(Value *V) {
 247   assert(V && "Unexpected null Value");
 248
 249   auto &Context = V->getContext();
 250   auto *&Entry = Context.pImpl->ValuesAsMetadata[V];
 251   if (!Entry) {
 252     assert((isa<Constant>(V) || isa<Argument>(V) || isa<Instruction>(V)) &&
 253            "Expected constant or function-local value");
 254     assert(!V->NameAndIsUsedByMD.getInt() &&
 255            "Expected this to be the only metadata use");
 256     V->NameAndIsUsedByMD.setInt(true);
 257     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(V))
 258       Entry = new ConstantAsMetadata(Context, C);
 259     else
 260       Entry = new LocalAsMetadata(Context, V);
 261   }
 262
 263   return Entry;
 264 }
 265
 266 ValueAsMetadata *ValueAsMetadata::getIfExists(Value *V) {
 267   assert(V && "Unexpected null Value");
 268   return V->getContext().pImpl->ValuesAsMetadata.lookup(V);
 269 }
 270
 271 void ValueAsMetadata::handleDeletion(Value *V) {
 272   assert(V && "Expected valid value");
 273
 274   auto &Store = V->getType()->getContext().pImpl->ValuesAsMetadata;
 275   auto I = Store.find(V);
 276   if (I == Store.end())
 277     return;
 278
 279   // Remove old entry from the map.
 280   ValueAsMetadata *MD = I->second;
 281   assert(MD && "Expected valid metadata");
 282   assert(MD->getValue() == V && "Expected valid mapping");
 283   Store.erase(I);
 284
 285   // Delete the metadata.
 286   MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 287   delete MD;
 288 }
 289
 290 void ValueAsMetadata::handleRAUW(Value *From, Value *To) {
 291   assert(From && "Expected valid value");
 292   assert(To && "Expected valid value");
 293   assert(From != To && "Expected changed value");
 294   assert(From->getType() == To->getType() && "Unexpected type change");
 295
 296   LLVMContext &Context = From->getType()->getContext();
 297   auto &Store = Context.pImpl->ValuesAsMetadata;
 298   auto I = Store.find(From);
 299   if (I == Store.end()) {
 300     assert(!From->NameAndIsUsedByMD.getInt() &&
 301            "Expected From not to be used by metadata");
 302     return;
 303   }
 304
 305   // Remove old entry from the map.
 306   assert(From->NameAndIsUsedByMD.getInt() &&
 307          "Expected From to be used by metadata");
 308   From->NameAndIsUsedByMD.setInt(false);
 309   ValueAsMetadata *MD = I->second;
 310   assert(MD && "Expected valid metadata");
 311   assert(MD->getValue() == From && "Expected valid mapping");
 312   Store.erase(I);
 313
 314   if (isa<LocalAsMetadata>(MD)) {
 315     if (auto *C = dyn_cast<Constant>(To)) {
 316       // Local became a constant.
 317       MD->replaceAllUsesWith(ConstantAsMetadata::get(C));
 318       delete MD;
 319       return;
 320     }
 321     if (getLocalFunction(From) && getLocalFunction(To) &&
 322         getLocalFunction(From) != getLocalFunction(To)) {
 323       // Function changed.
 324       MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 325       delete MD;
 326       return;
 327     }
 328   } else if (!isa<Constant>(To)) {
 329     // Changed to function-local value.
 330     MD->replaceAllUsesWith(nullptr);
 331     delete MD;
 332     return;
 333   }
 334
 335   auto *&Entry = Store[To];
 336   if (Entry) {
 337     // The target already exists.
 338     MD->replaceAllUsesWith(Entry);
 339     delete MD;
 340     return;
 341   }
 342
 343   // Update MD in place (and update the map entry).
 344   assert(!To->NameAndIsUsedByMD.getInt() &&
 345          "Expected this to be the only metadata use");
 346   To->NameAndIsUsedByMD.setInt(true);
 347   MD->V = To;
 348   Entry = MD;
 349 }
 350
 351 //===----------------------------------------------------------------------===//
 352 // MDString implementation.
 353 //
 354
 355 MDString *MDString::get(LLVMContext &Context, StringRef Str) {
 356   auto &Store = Context.pImpl->MDStringCache;
 357   auto I = Store.find(Str);
 358   if (I != Store.end())
 359     return &I->second;
 360
 361   auto *Entry =
 362       StringMapEntry<MDString>::Create(Str, Store.getAllocator(), MDString());
 363   bool WasInserted = Store.insert(Entry);
 364   (void)WasInserted;
 365   assert(WasInserted && "Expected entry to be inserted");
 366   Entry->second.Entry = Entry;
 367   return &Entry->second;
 368 }
 369
 370 StringRef MDString::getString() const {
 371   assert(Entry && "Expected to find string map entry");
 372   return Entry->first();
 373 }
 374
 375 //===----------------------------------------------------------------------===//
 376 // MDNode implementation.
 377 //
 378
 379 void *MDNode::operator new(size_t Size, unsigned NumOps) {
 380   void *Ptr = ::operator new(Size + NumOps * sizeof(MDOperand));
 381   MDOperand *O = static_cast<MDOperand *>(Ptr);
 382   for (MDOperand *E = O + NumOps; O != E; ++O)
 383     (void)new (O) MDOperand;
 384   return O;
 385 }
 386
 387 void MDNode::operator delete(void *Mem) {
 388   MDNode *N = static_cast<MDNode *>(Mem);
 389   MDOperand *O = static_cast<MDOperand *>(Mem);
 390   for (MDOperand *E = O - N->NumOperands; O != E; --O)
 391     (O - 1)->~MDOperand();
 392   ::operator delete(O);
 393 }
 394
 395 MDNode::MDNode(LLVMContext &Context, unsigned ID, ArrayRef<Metadata *> MDs)
 396     : Metadata(ID), Context(Context), NumOperands(MDs.size()),
 397       MDNodeSubclassData(0) {
 398   for (unsigned I = 0, E = MDs.size(); I != E; ++I)
 399     setOperand(I, MDs[I]);
 400 }
 401
 402 bool MDNode::isResolved() const {
 403   if (isa<MDNodeFwdDecl>(this))
 404     return false;
 405   return cast<GenericMDNode>(this)->isResolved();
 406 }
 407
 408 static bool isOperandUnresolved(Metadata *Op) {
 409   if (auto *N = dyn_cast_or_null<MDNode>(Op))
 410     return !N->isResolved();
 411   return false;
 412 }
 413
 414 GenericMDNode::GenericMDNode(LLVMContext &C, ArrayRef<Metadata *> Vals)
 415     : MDNode(C, GenericMDNodeKind, Vals) {
 416   // Check whether any operands are unresolved, requiring re-uniquing.
 417   for (const auto &Op : operands())
 418     if (isOperandUnresolved(Op))
 419       incrementUnresolvedOperands();
 420
 421   if (hasUnresolvedOperands())
 422     ReplaceableUses.reset(new ReplaceableMetadataImpl);
 423 }
 424
 425 GenericMDNode::~GenericMDNode() {
 426   LLVMContextImpl *pImpl = getContext().pImpl;
 427   if (isStoredDistinctInContext())
 428     pImpl->NonUniquedMDNodes.erase(this);
 429   else
 430     pImpl->MDNodeSet.erase(this);
 431   dropAllReferences();
 432 }
 433
 434 void GenericMDNode::resolve() {
 435   assert(!isResolved() && "Expected this to be unresolved");
 436
 437   // Move the map, so that this immediately looks resolved.
 438   auto Uses = std::move(ReplaceableUses);
 439   SubclassData32 = 0;
 440   assert(isResolved() && "Expected this to be resolved");
 441
 442   // Drop RAUW support.
 443   Uses->resolveAllUses();
 444 }
 445
 446 void GenericMDNode::resolveCycles() {
 447   if (isResolved())
 448     return;
 449
 450   // Resolve this node immediately.
 451   resolve();
 452
 453   // Resolve all operands.
 454   for (const auto &Op : operands()) {
 455     if (!Op)
 456       continue;
 457     assert(!isa<MDNodeFwdDecl>(Op) &&
 458            "Expected all forward declarations to be resolved");
 459     if (auto *N = dyn_cast<GenericMDNode>(Op))
 460       if (!N->isResolved())
 461         N->resolveCycles();
 462   }
 463 }
 464
 465 void MDNode::dropAllReferences() {
 466   for (unsigned I = 0, E = NumOperands; I != E; ++I)
 467     setOperand(I, nullptr);
 468   if (auto *G = dyn_cast<GenericMDNode>(this))
 469     if (!G->isResolved()) {
 470       G->ReplaceableUses->resolveAllUses(/* ResolveUsers */ false);
 471       G->ReplaceableUses.reset();
 472     }
 473 }
 474
 475 namespace llvm {
 476 /// \brief Make MDOperand transparent for hashing.
 477 ///
 478 /// This overload of an implementation detail of the hashing library makes
 479 /// MDOperand hash to the same value as a \a Metadata pointer.
 480 ///
 481 /// Note that overloading \a hash_value() as follows:
 482 ///
 483 /// \code
 484 ///     size_t hash_value(const MDOperand &X) { return hash_value(X.get()); }
 485 /// \endcode
 486 ///
 487 /// does not cause MDOperand to be transparent.  In particular, a bare pointer
 488 /// doesn't get hashed before it's combined, whereas \a MDOperand would.
 489 static const Metadata *get_hashable_data(const MDOperand &X) { return X.get(); }
 490 }
 491
 492 void GenericMDNode::handleChangedOperand(void *Ref, Metadata *New) {
 493   unsigned Op = static_cast<MDOperand *>(Ref) - op_begin();
 494   assert(Op < getNumOperands() && "Expected valid operand");
 495
 496   if (isStoredDistinctInContext()) {
 497     assert(isResolved() && "Expected distinct node to be resolved");
 498
 499     // This node is not uniqued.  Just set the operand and be done with it.
 500     setOperand(Op, New);
 501     return;
 502   }
 503   if (InRAUW) {
 504     // We just hit a recursion due to RAUW.  Set the operand and move on, since
 505     // we're about to be deleted.
 506     //
 507     // FIXME: Can this cycle really happen?
 508     setOperand(Op, New);
 509     return;
 510   }
 511
 512   auto &Store = getContext().pImpl->MDNodeSet;
 513   Store.erase(this);
 514
 515   Metadata *Old = getOperand(Op);
 516   setOperand(Op, New);
 517
 518   // Drop uniquing for self-reference cycles or if an operand drops to null.
 519   //
 520   // FIXME: Stop dropping uniquing when an operand drops to null.  The original
 521   // motivation was to prevent madness during teardown of LLVMContextImpl, but
 522   // dropAllReferences() fixes that problem in a better way.  (It's just here
 523   // now for better staging of semantic changes.)
 524   if (New == this || !New) {
 525     storeDistinctInContext();
 526     setHash(0);
 527     if (!isResolved())
 528       resolve();
 529     return;
 530   }
 531
 532   // Re-calculate the hash.
 533   setHash(hash_combine_range(op_begin(), op_end()));
 534 #ifndef NDEBUG
 535   {
 536     SmallVector<Metadata *, 8> MDs(op_begin(), op_end());
 537     unsigned RawHash = hash_combine_range(MDs.begin(), MDs.end());
 538     assert(getHash() == RawHash &&
 539            "Expected hash of MDOperand to equal hash of Metadata*");
 540   }
 541 #endif
 542
 543   // Re-unique the node.
 544   GenericMDNodeInfo::KeyTy Key(this);
 545   auto I = Store.find_as(Key);
 546   if (I == Store.end()) {
 547     Store.insert(this);
 548
 549     if (!isResolved()) {
 550       // Check if the last unresolved operand has just been resolved; if so,
 551       // resolve this as well.
 552       if (isOperandUnresolved(Old))
 553         decrementUnresolvedOperands();
 554       if (isOperandUnresolved(New))
 555         incrementUnresolvedOperands();
 556       if (!hasUnresolvedOperands())
 557         resolve();
 558     }
 559
 560     return;
 561   }
 562
 563   // Collision.
 564   if (!isResolved()) {
 565     // Still unresolved, so RAUW.
 566     InRAUW = true;
 567     ReplaceableUses->replaceAllUsesWith(*I);
 568     delete this;
 569     return;
 570   }
 571
 572   // Store in non-uniqued form if this node has already been resolved.
 573   setHash(0);
 574   storeDistinctInContext();
 575 }
 576
 577 MDNode *MDNode::getMDNode(LLVMContext &Context, ArrayRef<Metadata *> MDs,
 578                           bool Insert) {
 579   auto &Store = Context.pImpl->MDNodeSet;
 580
 581   GenericMDNodeInfo::KeyTy Key(MDs);
 582   auto I = Store.find_as(Key);
 583   if (I != Store.end())
 584     return *I;
 585   if (!Insert)
 586     return nullptr;
 587
 588   // Coallocate space for the node and Operands together, then placement new.
 589   GenericMDNode *N = new (MDs.size()) GenericMDNode(Context, MDs);
 590   N->setHash(Key.Hash);
 591   Store.insert(N);
 592   return N;
 593 }
 594
 595 MDNodeFwdDecl *MDNode::getTemporary(LLVMContext &Context,
 596                                     ArrayRef<Metadata *> MDs) {
 597   MDNodeFwdDecl *N = new (MDs.size()) MDNodeFwdDecl(Context, MDs);
 598   LeakDetector::addGarbageObject(N);
 599   return N;
 600 }
 601
 602 void MDNode::deleteTemporary(MDNode *N) {
 603   assert(isa<MDNodeFwdDecl>(N) && "Expected forward declaration");
 604   LeakDetector::removeGarbageObject(N);
 605   delete cast<MDNodeFwdDecl>(N);
 606 }
 607
 608 void MDNode::storeDistinctInContext() {
 609   assert(!IsDistinctInContext && "Expected newly distinct metadata");
 610   IsDistinctInContext = true;
 611   auto *G = cast<GenericMDNode>(this);
 612   G->setHash(0);
 613   getContext().pImpl->NonUniquedMDNodes.insert(G);
 614 }
 615
 616 // Replace value from this node's operand list.
 617 void MDNode::replaceOperandWith(unsigned I, Metadata *New) {
 618   if (getOperand(I) == New)
 619     return;
 620
 621   if (auto *N = dyn_cast<GenericMDNode>(this)) {
 622     N->handleChangedOperand(mutable_begin() + I, New);
 623     return;
 624   }
 625
 626   assert(isa<MDNodeFwdDecl>(this) && "Expected an MDNode");
 627   setOperand(I, New);
 628 }
 629
 630 void MDNode::setOperand(unsigned I, Metadata *New) {
 631   assert(I < NumOperands);
 632   if (isStoredDistinctInContext() || isa<MDNodeFwdDecl>(this))
 633     // No need for a callback, this isn't uniqued.
 634     mutable_begin()[I].reset(New, nullptr);
 635   else
 636     mutable_begin()[I].reset(New, this);
 637 }
 638
 639 /// \brief Get a node, or a self-reference that looks like it.
 640 ///
 641 /// Special handling for finding self-references, for use by \a
 642 /// MDNode::concatenate() and \a MDNode::intersect() to maintain behaviour from
 643 /// when self-referencing nodes were still uniqued.  If the first operand has
 644 /// the same operands as \c Ops, return the first operand instead.
 645 static MDNode *getOrSelfReference(LLVMContext &Context,
 646                                   ArrayRef<Metadata *> Ops) {
 647   if (!Ops.empty())
 648     if (MDNode *N = dyn_cast_or_null<MDNode>(Ops[0]))
 649       if (N->getNumOperands() == Ops.size() && N == N->getOperand(0)) {
 650         for (unsigned I = 1, E = Ops.size(); I != E; ++I)
 651           if (Ops[I] != N->getOperand(I))
 652             return MDNode::get(Context, Ops);
 653         return N;
 654       }
 655
 656   return MDNode::get(Context, Ops);
 657 }
 658
 659 MDNode *MDNode::concatenate(MDNode *A, MDNode *B) {
 660   if (!A)
 661     return B;
 662   if (!B)
 663     return A;
 664
 665   SmallVector<Metadata *, 4> MDs(A->getNumOperands() + B->getNumOperands());
 666
 667   unsigned j = 0;
 668   for (unsigned i = 0, ie = A->getNumOperands(); i != ie; ++i)
 669     MDs[j++] = A->getOperand(i);
 670   for (unsigned i = 0, ie = B->getNumOperands(); i != ie; ++i)
 671     MDs[j++] = B->getOperand(i);
 672
 673   // FIXME: This preserves long-standing behaviour, but is it really the right
 674   // behaviour?  Or was that an unintended side-effect of node uniquing?
 675   return getOrSelfReference(A->getContext(), MDs);
 676 }
 677
 678 MDNode *MDNode::intersect(MDNode *A, MDNode *B) {
 679   if (!A || !B)
 680     return nullptr;
 681
 682   SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
 683   for (unsigned i = 0, ie = A->getNumOperands(); i != ie; ++i) {
 684     Metadata *MD = A->getOperand(i);
 685     for (unsigned j = 0, je = B->getNumOperands(); j != je; ++j)
 686       if (MD == B->getOperand(j)) {
 687         MDs.push_back(MD);
 688         break;
 689       }
 690   }
 691
 692   // FIXME: This preserves long-standing behaviour, but is it really the right
 693   // behaviour?  Or was that an unintended side-effect of node uniquing?
 694   return getOrSelfReference(A->getContext(), MDs);
 695 }
 696
 697 MDNode *MDNode::getMostGenericFPMath(MDNode *A, MDNode *B) {
 698   if (!A || !B)
 699     return nullptr;
 700
 701   APFloat AVal = mdconst::extract<ConstantFP>(A->getOperand(0))->getValueAPF();
 702   APFloat BVal = mdconst::extract<ConstantFP>(B->getOperand(0))->getValueAPF();
 703   if (AVal.compare(BVal) == APFloat::cmpLessThan)
 704     return A;
 705   return B;
 706 }
 707
 708 static bool isContiguous(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
 709   return A.getUpper() == B.getLower() || A.getLower() == B.getUpper();
 710 }
 711
 712 static bool canBeMerged(const ConstantRange &A, const ConstantRange &B) {
 713   return !A.intersectWith(B).isEmptySet() || isContiguous(A, B);
 714 }
 715
 716 static bool tryMergeRange(SmallVectorImpl<ConstantInt *> &EndPoints,
 717                           ConstantInt *Low, ConstantInt *High) {
 718   ConstantRange NewRange(Low->getValue(), High->getValue());
 719   unsigned Size = EndPoints.size();
 720   APInt LB = EndPoints[Size - 2]->getValue();
 721   APInt LE = EndPoints[Size - 1]->getValue();
 722   ConstantRange LastRange(LB, LE);
 723   if (canBeMerged(NewRange, LastRange)) {
 724     ConstantRange Union = LastRange.unionWith(NewRange);
 725     Type *Ty = High->getType();
 726     EndPoints[Size - 2] =
 727         cast<ConstantInt>(ConstantInt::get(Ty, Union.getLower()));
 728     EndPoints[Size - 1] =
 729         cast<ConstantInt>(ConstantInt::get(Ty, Union.getUpper()));
 730     return true;
 731   }
 732   return false;
 733 }
 734
 735 static void addRange(SmallVectorImpl<ConstantInt *> &EndPoints,
 736                      ConstantInt *Low, ConstantInt *High) {
 737   if (!EndPoints.empty())
 738     if (tryMergeRange(EndPoints, Low, High))
 739       return;
 740
 741   EndPoints.push_back(Low);
 742   EndPoints.push_back(High);
 743 }
 744
 745 MDNode *MDNode::getMostGenericRange(MDNode *A, MDNode *B) {
 746   // Given two ranges, we want to compute the union of the ranges. This
 747   // is slightly complitade by having to combine the intervals and merge
 748   // the ones that overlap.
 749
 750   if (!A || !B)
 751     return nullptr;
 752
 753   if (A == B)
 754     return A;
 755
 756   // First, walk both lists in older of the lower boundary of each interval.
 757   // At each step, try to merge the new interval to the last one we adedd.
 758   SmallVector<ConstantInt *, 4> EndPoints;
 759   int AI = 0;
 760   int BI = 0;
 761   int AN = A->getNumOperands() / 2;
 762   int BN = B->getNumOperands() / 2;
 763   while (AI < AN && BI < BN) {
 764     ConstantInt *ALow = mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI));
 765     ConstantInt *BLow = mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI));
 766
 767     if (ALow->getValue().slt(BLow->getValue())) {
 768       addRange(EndPoints, ALow,
 769                mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI + 1)));
 770       ++AI;
 771     } else {
 772       addRange(EndPoints, BLow,
 773                mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI + 1)));
 774       ++BI;
 775     }
 776   }
 777   while (AI < AN) {
 778     addRange(EndPoints, mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI)),
 779              mdconst::extract<ConstantInt>(A->getOperand(2 * AI + 1)));
 780     ++AI;
 781   }
 782   while (BI < BN) {
 783     addRange(EndPoints, mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI)),
 784              mdconst::extract<ConstantInt>(B->getOperand(2 * BI + 1)));
 785     ++BI;
 786   }
 787
 788   // If we have more than 2 ranges (4 endpoints) we have to try to merge
 789   // the last and first ones.
 790   unsigned Size = EndPoints.size();
 791   if (Size > 4) {
 792     ConstantInt *FB = EndPoints[0];
 793     ConstantInt *FE = EndPoints[1];
 794     if (tryMergeRange(EndPoints, FB, FE)) {
 795       for (unsigned i = 0; i < Size - 2; ++i) {
 796         EndPoints[i] = EndPoints[i + 2];
 797       }
 798       EndPoints.resize(Size - 2);
 799     }
 800   }
 801
 802   // If in the end we have a single range, it is possible that it is now the
 803   // full range. Just drop the metadata in that case.
 804   if (EndPoints.size() == 2) {
 805     ConstantRange Range(EndPoints[0]->getValue(), EndPoints[1]->getValue());
 806     if (Range.isFullSet())
 807       return nullptr;
 808   }
 809
 810   SmallVector<Metadata *, 4> MDs;
 811   MDs.reserve(EndPoints.size());
 812   for (auto *I : EndPoints)
 813     MDs.push_back(ConstantAsMetadata::get(I));
 814   return MDNode::get(A->getContext(), MDs);
 815 }
 816
 817 //===----------------------------------------------------------------------===//
 818 // NamedMDNode implementation.
 819 //
 820
 821 static SmallVector<TrackingMDRef, 4> &getNMDOps(void *Operands) {
 822   return *(SmallVector<TrackingMDRef, 4> *)Operands;
 823 }
 824
 825 NamedMDNode::NamedMDNode(const Twine &N)
 826     : Name(N.str()), Parent(nullptr),
 827       Operands(new SmallVector<TrackingMDRef, 4>()) {}
 828
 829 NamedMDNode::~NamedMDNode() {
 830   dropAllReferences();
 831   delete &getNMDOps(Operands);
 832 }
 833
 834 unsigned NamedMDNode::getNumOperands() const {
 835   return (unsigned)getNMDOps(Operands).size();
 836 }
 837
 838 MDNode *NamedMDNode::getOperand(unsigned i) const {
 839   assert(i < getNumOperands() && "Invalid Operand number!");
 840   auto *N = getNMDOps(Operands)[i].get();
 841   if (N && i > 10000)
 842     N->dump();
 843   return cast_or_null<MDNode>(N);
 844 }
 845
 846 void NamedMDNode::addOperand(MDNode *M) { getNMDOps(Operands).emplace_back(M); }
 847
 848 void NamedMDNode::eraseFromParent() {
 849   getParent()->eraseNamedMetadata(this);
 850 }
 851
 852 void NamedMDNode::dropAllReferences() {
 853   getNMDOps(Operands).clear();
 854 }
 855
 856 StringRef NamedMDNode::getName() const {
 857   return StringRef(Name);
 858 }
 859
 860 //===----------------------------------------------------------------------===//
 861 // Instruction Metadata method implementations.
 862 //
 863
 864 void Instruction::setMetadata(StringRef Kind, MDNode *Node) {
 865   if (!Node && !hasMetadata())
 866     return;
 867   setMetadata(getContext().getMDKindID(Kind), Node);
 868 }
 869
 870 MDNode *Instruction::getMetadataImpl(StringRef Kind) const {
 871   return getMetadataImpl(getContext().getMDKindID(Kind));
 872 }
 873
 874 void Instruction::dropUnknownMetadata(ArrayRef<unsigned> KnownIDs) {
 875   SmallSet<unsigned, 5> KnownSet;
 876   KnownSet.insert(KnownIDs.begin(), KnownIDs.end());
 877
 878   // Drop debug if needed
 879   if (KnownSet.erase(LLVMContext::MD_dbg))
 880     DbgLoc = DebugLoc();
 881
 882   if (!hasMetadataHashEntry())
 883     return; // Nothing to remove!
 884
 885   DenseMap<const Instruction *, LLVMContextImpl::MDMapTy> &MetadataStore =
 886       getContext().pImpl->MetadataStore;
 887
 888   if (KnownSet.empty()) {
 889     // Just drop our entry at the store.
 890     MetadataStore.erase(this);
 891     setHasMetadataHashEntry(false);
 892     return;
 893   }
 894
 895   LLVMContextImpl::MDMapTy &Info = MetadataStore[this];
 896   unsigned I;
 897   unsigned E;
 898   // Walk the array and drop any metadata we don't know.
 899   for (I = 0, E = Info.size(); I != E;) {
 900     if (KnownSet.count(Info[I].first)) {
 901       ++I;
 902       continue;
 903     }
 904
 905     Info[I] = std::move(Info.back());
 906     Info.pop_back();
 907     --E;
 908   }
 909   assert(E == Info.size());
 910
 911   if (E == 0) {
 912     // Drop our entry at the store.
 913     MetadataStore.erase(this);
 914     setHasMetadataHashEntry(false);
 915   }
 916 }
 917
 918 /// setMetadata - Set the metadata of of the specified kind to the specified
 919 /// node.  This updates/replaces metadata if already present, or removes it if
 920 /// Node is null.
 921 void Instruction::setMetadata(unsigned KindID, MDNode *Node) {
 922   if (!Node && !hasMetadata())
 923     return;
 924
 925   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
 926   if (KindID == LLVMContext::MD_dbg) {
 927     DbgLoc = DebugLoc::getFromDILocation(Node);
 928     return;
 929   }
 930
 931   // Handle the case when we're adding/updating metadata on an instruction.
 932   if (Node) {
 933     LLVMContextImpl::MDMapTy &Info = getContext().pImpl->MetadataStore[this];
 934     assert(!Info.empty() == hasMetadataHashEntry() &&
 935            "HasMetadata bit is wonked");
 936     if (Info.empty()) {
 937       setHasMetadataHashEntry(true);
 938     } else {
 939       // Handle replacement of an existing value.
 940       for (auto &P : Info)
 941         if (P.first == KindID) {
 942           P.second.reset(Node);
 943           return;
 944         }
 945     }
 946
 947     // No replacement, just add it to the list.
 948     Info.emplace_back(std::piecewise_construct, std::make_tuple(KindID),
 949                       std::make_tuple(Node));
 950     return;
 951   }
 952
 953   // Otherwise, we're removing metadata from an instruction.
 954   assert((hasMetadataHashEntry() ==
 955           (getContext().pImpl->MetadataStore.count(this) > 0)) &&
 956          "HasMetadata bit out of date!");
 957   if (!hasMetadataHashEntry())
 958     return;  // Nothing to remove!
 959   LLVMContextImpl::MDMapTy &Info = getContext().pImpl->MetadataStore[this];
 960
 961   // Common case is removing the only entry.
 962   if (Info.size() == 1 && Info[0].first == KindID) {
 963     getContext().pImpl->MetadataStore.erase(this);
 964     setHasMetadataHashEntry(false);
 965     return;
 966   }
 967
 968   // Handle removal of an existing value.
 969   for (unsigned i = 0, e = Info.size(); i != e; ++i)
 970     if (Info[i].first == KindID) {
 971       Info[i] = std::move(Info.back());
 972       Info.pop_back();
 973       assert(!Info.empty() && "Removing last entry should be handled above");
 974       return;
 975     }
 976   // Otherwise, removing an entry that doesn't exist on the instruction.
 977 }
 978
 979 void Instruction::setAAMetadata(const AAMDNodes &N) {
 980   setMetadata(LLVMContext::MD_tbaa, N.TBAA);
 981   setMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope, N.Scope);
 982   setMetadata(LLVMContext::MD_noalias, N.NoAlias);
 983 }
 984
 985 MDNode *Instruction::getMetadataImpl(unsigned KindID) const {
 986   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
 987   if (KindID == LLVMContext::MD_dbg)
 988     return DbgLoc.getAsMDNode();
 989
 990   if (!hasMetadataHashEntry()) return nullptr;
 991
 992   LLVMContextImpl::MDMapTy &Info = getContext().pImpl->MetadataStore[this];
 993   assert(!Info.empty() && "bit out of sync with hash table");
 994
 995   for (const auto &I : Info)
 996     if (I.first == KindID)
 997       return I.second;
 998   return nullptr;
 999 }
1000
1001 void Instruction::getAllMetadataImpl(
1002     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &Result) const {
1003   Result.clear();
1004
1005   // Handle 'dbg' as a special case since it is not stored in the hash table.
1006   if (!DbgLoc.isUnknown()) {
1007     Result.push_back(
1008         std::make_pair((unsigned)LLVMContext::MD_dbg, DbgLoc.getAsMDNode()));
1009     if (!hasMetadataHashEntry()) return;
1010   }
1011
1012   assert(hasMetadataHashEntry() &&
1013          getContext().pImpl->MetadataStore.count(this) &&
1014          "Shouldn't have called this");
1015   const LLVMContextImpl::MDMapTy &Info =
1016     getContext().pImpl->MetadataStore.find(this)->second;
1017   assert(!Info.empty() && "Shouldn't have called this");
1018
1019   Result.reserve(Result.size() + Info.size());
1020   for (auto &I : Info)
1021     Result.push_back(std::make_pair(I.first, cast<MDNode>(I.second.get())));
1022
1023   // Sort the resulting array so it is stable.
1024   if (Result.size() > 1)
1025     array_pod_sort(Result.begin(), Result.end());
1026 }
1027
1028 void Instruction::getAllMetadataOtherThanDebugLocImpl(
1029     SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, MDNode *>> &Result) const {
1030   Result.clear();
1031   assert(hasMetadataHashEntry() &&
1032          getContext().pImpl->MetadataStore.count(this) &&
1033          "Shouldn't have called this");
1034   const LLVMContextImpl::MDMapTy &Info =
1035     getContext().pImpl->MetadataStore.find(this)->second;
1036   assert(!Info.empty() && "Shouldn't have called this");
1037   Result.reserve(Result.size() + Info.size());
1038   for (auto &I : Info)
1039     Result.push_back(std::make_pair(I.first, cast<MDNode>(I.second.get())));
1040
1041   // Sort the resulting array so it is stable.
1042   if (Result.size() > 1)
1043     array_pod_sort(Result.begin(), Result.end());
1044 }
1045
1046 /// clearMetadataHashEntries - Clear all hashtable-based metadata from
1047 /// this instruction.
1048 void Instruction::clearMetadataHashEntries() {
1049   assert(hasMetadataHashEntry() && "Caller should check");
1050   getContext().pImpl->MetadataStore.erase(this);
1051   setHasMetadataHashEntry(false);
1052 }
1053