unittests/IR/MetadataTest.cpp

   1 //===- llvm/unittest/IR/Metadata.cpp - Metadata unit tests ----------------===//
   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 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  11 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  12 #include "llvm/IR/Constants.h"
  13 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  14 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  15 #include "llvm/IR/Module.h"
  16 #include "llvm/IR/Type.h"
  17 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  18 #include "gtest/gtest.h"
  19 using namespace llvm;
  20
  21 namespace {
  22
  23 class MetadataTest : public testing::Test {
  24 protected:
  25   LLVMContext Context;
  26   MDNode *getNode() { return MDNode::get(Context, None); }
  27   MDNode *getNode(Metadata *MD) { return MDNode::get(Context, MD); }
  28   MDNode *getNode(Metadata *MD1, Metadata *MD2) {
  29     Metadata *MDs[] = {MD1, MD2};
  30     return MDNode::get(Context, MDs);
  31   }
  32 };
  33 typedef MetadataTest MDStringTest;
  34
  35 // Test that construction of MDString with different value produces different
  36 // MDString objects, even with the same string pointer and nulls in the string.
  37 TEST_F(MDStringTest, CreateDifferent) {
  38   char x[3] = { 'f', 0, 'A' };
  39   MDString *s1 = MDString::get(Context, StringRef(&x[0], 3));
  40   x[2] = 'B';
  41   MDString *s2 = MDString::get(Context, StringRef(&x[0], 3));
  42   EXPECT_NE(s1, s2);
  43 }
  44
  45 // Test that creation of MDStrings with the same string contents produces the
  46 // same MDString object, even with different pointers.
  47 TEST_F(MDStringTest, CreateSame) {
  48   char x[4] = { 'a', 'b', 'c', 'X' };
  49   char y[4] = { 'a', 'b', 'c', 'Y' };
  50
  51   MDString *s1 = MDString::get(Context, StringRef(&x[0], 3));
  52   MDString *s2 = MDString::get(Context, StringRef(&y[0], 3));
  53   EXPECT_EQ(s1, s2);
  54 }
  55
  56 // Test that MDString prints out the string we fed it.
  57 TEST_F(MDStringTest, PrintingSimple) {
  58   char *str = new char[13];
  59   strncpy(str, "testing 1 2 3", 13);
  60   MDString *s = MDString::get(Context, StringRef(str, 13));
  61   strncpy(str, "aaaaaaaaaaaaa", 13);
  62   delete[] str;
  63
  64   std::string Str;
  65   raw_string_ostream oss(Str);
  66   s->print(oss);
  67   EXPECT_STREQ("!\"testing 1 2 3\"", oss.str().c_str());
  68 }
  69
  70 // Test printing of MDString with non-printable characters.
  71 TEST_F(MDStringTest, PrintingComplex) {
  72   char str[5] = {0, '\n', '"', '\\', (char)-1};
  73   MDString *s = MDString::get(Context, StringRef(str+0, 5));
  74   std::string Str;
  75   raw_string_ostream oss(Str);
  76   s->print(oss);
  77   EXPECT_STREQ("!\"\\00\\0A\\22\\5C\\FF\"", oss.str().c_str());
  78 }
  79
  80 typedef MetadataTest MDNodeTest;
  81
  82 // Test the two constructors, and containing other Constants.
  83 TEST_F(MDNodeTest, Simple) {
  84   char x[3] = { 'a', 'b', 'c' };
  85   char y[3] = { '1', '2', '3' };
  86
  87   MDString *s1 = MDString::get(Context, StringRef(&x[0], 3));
  88   MDString *s2 = MDString::get(Context, StringRef(&y[0], 3));
  89   ConstantAsMetadata *CI = ConstantAsMetadata::get(
  90       ConstantInt::get(getGlobalContext(), APInt(8, 0)));
  91
  92   std::vector<Metadata *> V;
  93   V.push_back(s1);
  94   V.push_back(CI);
  95   V.push_back(s2);
  96
  97   MDNode *n1 = MDNode::get(Context, V);
  98   Metadata *const c1 = n1;
  99   MDNode *n2 = MDNode::get(Context, c1);
 100   Metadata *const c2 = n2;
 101   MDNode *n3 = MDNode::get(Context, V);
 102   MDNode *n4 = MDNode::getIfExists(Context, V);
 103   MDNode *n5 = MDNode::getIfExists(Context, c1);
 104   MDNode *n6 = MDNode::getIfExists(Context, c2);
 105   EXPECT_NE(n1, n2);
 106   EXPECT_EQ(n1, n3);
 107   EXPECT_EQ(n4, n1);
 108   EXPECT_EQ(n5, n2);
 109   EXPECT_EQ(n6, (Metadata *)nullptr);
 110
 111   EXPECT_EQ(3u, n1->getNumOperands());
 112   EXPECT_EQ(s1, n1->getOperand(0));
 113   EXPECT_EQ(CI, n1->getOperand(1));
 114   EXPECT_EQ(s2, n1->getOperand(2));
 115
 116   EXPECT_EQ(1u, n2->getNumOperands());
 117   EXPECT_EQ(n1, n2->getOperand(0));
 118 }
 119
 120 TEST_F(MDNodeTest, Delete) {
 121   Constant *C = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(getGlobalContext()), 1);
 122   Instruction *I = new BitCastInst(C, Type::getInt32Ty(getGlobalContext()));
 123
 124   Metadata *const V = LocalAsMetadata::get(I);
 125   MDNode *n = MDNode::get(Context, V);
 126   TrackingMDRef wvh(n);
 127
 128   EXPECT_EQ(n, wvh);
 129
 130   delete I;
 131 }
 132
 133 TEST_F(MDNodeTest, DeleteMDNodeFwdDecl) {
 134   delete MDNode::getTemporary(Context, None);
 135 }
 136
 137 TEST_F(MDNodeTest, SelfReference) {
 138   // !0 = !{!0}
 139   // !1 = !{!0}
 140   {
 141     MDNode *Temp = MDNode::getTemporary(Context, None);
 142     Metadata *Args[] = {Temp};
 143     MDNode *Self = MDNode::get(Context, Args);
 144     Self->replaceOperandWith(0, Self);
 145     MDNode::deleteTemporary(Temp);
 146     ASSERT_EQ(Self, Self->getOperand(0));
 147
 148     // Self-references should be distinct, so MDNode::get() should grab a
 149     // uniqued node that references Self, not Self.
 150     Args[0] = Self;
 151     MDNode *Ref1 = MDNode::get(Context, Args);
 152     MDNode *Ref2 = MDNode::get(Context, Args);
 153     EXPECT_NE(Self, Ref1);
 154     EXPECT_EQ(Ref1, Ref2);
 155   }
 156
 157   // !0 = !{!0, !{}}
 158   // !1 = !{!0, !{}}
 159   {
 160     MDNode *Temp = MDNode::getTemporary(Context, None);
 161     Metadata *Args[] = {Temp, MDNode::get(Context, None)};
 162     MDNode *Self = MDNode::get(Context, Args);
 163     Self->replaceOperandWith(0, Self);
 164     MDNode::deleteTemporary(Temp);
 165     ASSERT_EQ(Self, Self->getOperand(0));
 166
 167     // Self-references should be distinct, so MDNode::get() should grab a
 168     // uniqued node that references Self, not Self itself.
 169     Args[0] = Self;
 170     MDNode *Ref1 = MDNode::get(Context, Args);
 171     MDNode *Ref2 = MDNode::get(Context, Args);
 172     EXPECT_NE(Self, Ref1);
 173     EXPECT_EQ(Ref1, Ref2);
 174   }
 175 }
 176
 177 TEST_F(MDNodeTest, Print) {
 178   Constant *C = ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 7);
 179   MDString *S = MDString::get(Context, "foo");
 180   MDNode *N0 = getNode();
 181   MDNode *N1 = getNode(N0);
 182   MDNode *N2 = getNode(N0, N1);
 183
 184   Metadata *Args[] = {ConstantAsMetadata::get(C), S, nullptr, N0, N1, N2};
 185   MDNode *N = MDNode::get(Context, Args);
 186
 187   std::string Expected;
 188   {
 189     raw_string_ostream OS(Expected);
 190     OS << "!{";
 191     C->printAsOperand(OS);
 192     OS << ", ";
 193     S->printAsOperand(OS);
 194     OS << ", null";
 195     MDNode *Nodes[] = {N0, N1, N2};
 196     for (auto *Node : Nodes)
 197       OS << ", <" << (void *)Node << ">";
 198     OS << "}\n";
 199   }
 200
 201   std::string Actual;
 202   {
 203     raw_string_ostream OS(Actual);
 204     N->print(OS);
 205   }
 206
 207   EXPECT_EQ(Expected, Actual);
 208 }
 209
 210 TEST_F(MDNodeTest, NullOperand) {
 211   // metadata !{}
 212   MDNode *Empty = MDNode::get(Context, None);
 213
 214   // metadata !{metadata !{}}
 215   Metadata *Ops[] = {Empty};
 216   MDNode *N = MDNode::get(Context, Ops);
 217   ASSERT_EQ(Empty, N->getOperand(0));
 218
 219   // metadata !{metadata !{}} => metadata !{null}
 220   N->replaceOperandWith(0, nullptr);
 221   ASSERT_EQ(nullptr, N->getOperand(0));
 222
 223   // metadata !{null}
 224   Ops[0] = nullptr;
 225   MDNode *NullOp = MDNode::get(Context, Ops);
 226   ASSERT_EQ(nullptr, NullOp->getOperand(0));
 227   EXPECT_EQ(N, NullOp);
 228 }
 229
 230 TEST_F(MDNodeTest, DistinctOnUniquingCollision) {
 231   // !{}
 232   MDNode *Empty = MDNode::get(Context, None);
 233   ASSERT_TRUE(Empty->isResolved());
 234   EXPECT_FALSE(Empty->isDistinct());
 235
 236   // !{!{}}
 237   Metadata *Wrapped1Ops[] = {Empty};
 238   MDNode *Wrapped1 = MDNode::get(Context, Wrapped1Ops);
 239   ASSERT_EQ(Empty, Wrapped1->getOperand(0));
 240   ASSERT_TRUE(Wrapped1->isResolved());
 241   EXPECT_FALSE(Wrapped1->isDistinct());
 242
 243   // !{!{!{}}}
 244   Metadata *Wrapped2Ops[] = {Wrapped1};
 245   MDNode *Wrapped2 = MDNode::get(Context, Wrapped2Ops);
 246   ASSERT_EQ(Wrapped1, Wrapped2->getOperand(0));
 247   ASSERT_TRUE(Wrapped2->isResolved());
 248   EXPECT_FALSE(Wrapped2->isDistinct());
 249
 250   // !{!{!{}}} => !{!{}}
 251   Wrapped2->replaceOperandWith(0, Empty);
 252   ASSERT_EQ(Empty, Wrapped2->getOperand(0));
 253   EXPECT_TRUE(Wrapped2->isDistinct());
 254   EXPECT_FALSE(Wrapped1->isDistinct());
 255 }
 256
 257 TEST_F(MDNodeTest, getDistinct) {
 258   // !{}
 259   MDNode *Empty = MDNode::get(Context, None);
 260   ASSERT_TRUE(Empty->isResolved());
 261   ASSERT_FALSE(Empty->isDistinct());
 262   ASSERT_EQ(Empty, MDNode::get(Context, None));
 263
 264   // distinct !{}
 265   MDNode *Distinct1 = MDNode::getDistinct(Context, None);
 266   MDNode *Distinct2 = MDNode::getDistinct(Context, None);
 267   EXPECT_TRUE(Distinct1->isResolved());
 268   EXPECT_TRUE(Distinct2->isDistinct());
 269   EXPECT_NE(Empty, Distinct1);
 270   EXPECT_NE(Empty, Distinct2);
 271   EXPECT_NE(Distinct1, Distinct2);
 272
 273   // !{}
 274   ASSERT_EQ(Empty, MDNode::get(Context, None));
 275 }
 276
 277 TEST_F(MDNodeTest, TempIsDistinct) {
 278   MDNode *T = MDNode::getTemporary(Context, None);
 279   EXPECT_TRUE(T->isDistinct());
 280   MDNode::deleteTemporary(T);
 281 }
 282
 283 TEST_F(MDNodeTest, getDistinctWithUnresolvedOperands) {
 284   // temporary !{}
 285   MDNodeFwdDecl *Temp = MDNode::getTemporary(Context, None);
 286   ASSERT_FALSE(Temp->isResolved());
 287
 288   // distinct !{temporary !{}}
 289   Metadata *Ops[] = {Temp};
 290   MDNode *Distinct = MDNode::getDistinct(Context, Ops);
 291   EXPECT_TRUE(Distinct->isResolved());
 292   EXPECT_EQ(Temp, Distinct->getOperand(0));
 293
 294   // temporary !{} => !{}
 295   MDNode *Empty = MDNode::get(Context, None);
 296   Temp->replaceAllUsesWith(Empty);
 297   MDNode::deleteTemporary(Temp);
 298   EXPECT_EQ(Empty, Distinct->getOperand(0));
 299 }
 300
 301 TEST_F(MDNodeTest, handleChangedOperandRecursion) {
 302   // !0 = !{}
 303   MDNode *N0 = MDNode::get(Context, None);
 304
 305   // !1 = !{!3, null}
 306   MDNodeFwdDecl *Temp3 = MDNode::getTemporary(Context, None);
 307   Metadata *Ops1[] = {Temp3, nullptr};
 308   MDNode *N1 = MDNode::get(Context, Ops1);
 309
 310   // !2 = !{!3, !0}
 311   Metadata *Ops2[] = {Temp3, N0};
 312   MDNode *N2 = MDNode::get(Context, Ops2);
 313
 314   // !3 = !{!2}
 315   Metadata *Ops3[] = {N2};
 316   MDNode *N3 = MDNode::get(Context, Ops3);
 317   Temp3->replaceAllUsesWith(N3);
 318   delete Temp3;
 319
 320   // !4 = !{!1}
 321   Metadata *Ops4[] = {N1};
 322   MDNode *N4 = MDNode::get(Context, Ops4);
 323
 324   // Confirm that the cycle prevented RAUW from getting dropped.
 325   EXPECT_TRUE(N0->isResolved());
 326   EXPECT_FALSE(N1->isResolved());
 327   EXPECT_FALSE(N2->isResolved());
 328   EXPECT_FALSE(N3->isResolved());
 329   EXPECT_FALSE(N4->isResolved());
 330
 331   // Create a couple of distinct nodes to observe what's going on.
 332   //
 333   // !5 = distinct !{!2}
 334   // !6 = distinct !{!3}
 335   Metadata *Ops5[] = {N2};
 336   MDNode *N5 = MDNode::getDistinct(Context, Ops5);
 337   Metadata *Ops6[] = {N3};
 338   MDNode *N6 = MDNode::getDistinct(Context, Ops6);
 339
 340   // Mutate !2 to look like !1, causing a uniquing collision (and an RAUW).
 341   // This will ripple up, with !3 colliding with !4, and RAUWing.  Since !2
 342   // references !3, this can cause a re-entry of handleChangedOperand() when !3
 343   // is not ready for it.
 344   //
 345   // !2->replaceOperandWith(1, nullptr)
 346   // !2: !{!3, !0} => !{!3, null}
 347   // !2->replaceAllUsesWith(!1)
 348   // !3: !{!2] => !{!1}
 349   // !3->replaceAllUsesWith(!4)
 350   N2->replaceOperandWith(1, nullptr);
 351
 352   // If all has gone well, N2 and N3 will have been RAUW'ed and deleted from
 353   // under us.  Just check that the other nodes are sane.
 354   //
 355   // !1 = !{!4, null}
 356   // !4 = !{!1}
 357   // !5 = distinct !{!1}
 358   // !6 = distinct !{!4}
 359   EXPECT_EQ(N4, N1->getOperand(0));
 360   EXPECT_EQ(N1, N4->getOperand(0));
 361   EXPECT_EQ(N1, N5->getOperand(0));
 362   EXPECT_EQ(N4, N6->getOperand(0));
 363 }
 364
 365 TEST_F(MDNodeTest, replaceResolvedOperand) {
 366   // Check code for replacing one resolved operand with another.  If doing this
 367   // directly (via replaceOperandWith()) becomes illegal, change the operand to
 368   // a global value that gets RAUW'ed.
 369   //
 370   // Use a temporary node to keep N from being resolved.
 371   std::unique_ptr<MDNodeFwdDecl> Temp(MDNodeFwdDecl::get(Context, None));
 372   Metadata *Ops[] = {nullptr, Temp.get()};
 373
 374   MDNode *Empty = MDTuple::get(Context, {});
 375   MDNode *N = MDTuple::get(Context, Ops);
 376   EXPECT_EQ(nullptr, N->getOperand(0));
 377   ASSERT_FALSE(N->isResolved());
 378
 379   // Check code for replacing resolved nodes.
 380   N->replaceOperandWith(0, Empty);
 381   EXPECT_EQ(Empty, N->getOperand(0));
 382
 383   // Check code for adding another unresolved operand.
 384   N->replaceOperandWith(0, Temp.get());
 385   EXPECT_EQ(Temp.get(), N->getOperand(0));
 386
 387   // Remove the references to Temp; required for teardown.
 388   Temp->replaceAllUsesWith(nullptr);
 389 }
 390
 391 typedef MetadataTest MetadataAsValueTest;
 392
 393 TEST_F(MetadataAsValueTest, MDNode) {
 394   MDNode *N = MDNode::get(Context, None);
 395   auto *V = MetadataAsValue::get(Context, N);
 396   EXPECT_TRUE(V->getType()->isMetadataTy());
 397   EXPECT_EQ(N, V->getMetadata());
 398
 399   auto *V2 = MetadataAsValue::get(Context, N);
 400   EXPECT_EQ(V, V2);
 401 }
 402
 403 TEST_F(MetadataAsValueTest, MDNodeMDNode) {
 404   MDNode *N = MDNode::get(Context, None);
 405   Metadata *Ops[] = {N};
 406   MDNode *N2 = MDNode::get(Context, Ops);
 407   auto *V = MetadataAsValue::get(Context, N2);
 408   EXPECT_TRUE(V->getType()->isMetadataTy());
 409   EXPECT_EQ(N2, V->getMetadata());
 410
 411   auto *V2 = MetadataAsValue::get(Context, N2);
 412   EXPECT_EQ(V, V2);
 413
 414   auto *V3 = MetadataAsValue::get(Context, N);
 415   EXPECT_TRUE(V3->getType()->isMetadataTy());
 416   EXPECT_NE(V, V3);
 417   EXPECT_EQ(N, V3->getMetadata());
 418 }
 419
 420 TEST_F(MetadataAsValueTest, MDNodeConstant) {
 421   auto *C = ConstantInt::getTrue(Context);
 422   auto *MD = ConstantAsMetadata::get(C);
 423   Metadata *Ops[] = {MD};
 424   auto *N = MDNode::get(Context, Ops);
 425
 426   auto *V = MetadataAsValue::get(Context, MD);
 427   EXPECT_TRUE(V->getType()->isMetadataTy());
 428   EXPECT_EQ(MD, V->getMetadata());
 429
 430   auto *V2 = MetadataAsValue::get(Context, N);
 431   EXPECT_EQ(MD, V2->getMetadata());
 432   EXPECT_EQ(V, V2);
 433 }
 434
 435 typedef MetadataTest ValueAsMetadataTest;
 436
 437 TEST_F(ValueAsMetadataTest, UpdatesOnRAUW) {
 438   Type *Ty = Type::getInt1PtrTy(Context);
 439   std::unique_ptr<GlobalVariable> GV0(
 440       new GlobalVariable(Ty, false, GlobalValue::ExternalLinkage));
 441   auto *MD = ValueAsMetadata::get(GV0.get());
 442   EXPECT_TRUE(MD->getValue() == GV0.get());
 443   ASSERT_TRUE(GV0->use_empty());
 444
 445   std::unique_ptr<GlobalVariable> GV1(
 446       new GlobalVariable(Ty, false, GlobalValue::ExternalLinkage));
 447   GV0->replaceAllUsesWith(GV1.get());
 448   EXPECT_TRUE(MD->getValue() == GV1.get());
 449 }
 450
 451 typedef MetadataTest TrackingMDRefTest;
 452
 453 TEST_F(TrackingMDRefTest, UpdatesOnRAUW) {
 454   Type *Ty = Type::getInt1PtrTy(Context);
 455   std::unique_ptr<GlobalVariable> GV0(
 456       new GlobalVariable(Ty, false, GlobalValue::ExternalLinkage));
 457   TypedTrackingMDRef<ValueAsMetadata> MD(ValueAsMetadata::get(GV0.get()));
 458   EXPECT_TRUE(MD->getValue() == GV0.get());
 459   ASSERT_TRUE(GV0->use_empty());
 460
 461   std::unique_ptr<GlobalVariable> GV1(
 462       new GlobalVariable(Ty, false, GlobalValue::ExternalLinkage));
 463   GV0->replaceAllUsesWith(GV1.get());
 464   EXPECT_TRUE(MD->getValue() == GV1.get());
 465
 466   // Reset it, so we don't inadvertently test deletion.
 467   MD.reset();
 468 }
 469
 470 TEST_F(TrackingMDRefTest, UpdatesOnDeletion) {
 471   Type *Ty = Type::getInt1PtrTy(Context);
 472   std::unique_ptr<GlobalVariable> GV(
 473       new GlobalVariable(Ty, false, GlobalValue::ExternalLinkage));
 474   TypedTrackingMDRef<ValueAsMetadata> MD(ValueAsMetadata::get(GV.get()));
 475   EXPECT_TRUE(MD->getValue() == GV.get());
 476   ASSERT_TRUE(GV->use_empty());
 477
 478   GV.reset();
 479   EXPECT_TRUE(!MD);
 480 }
 481
 482 TEST(NamedMDNodeTest, Search) {
 483   LLVMContext Context;
 484   ConstantAsMetadata *C =
 485       ConstantAsMetadata::get(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 1));
 486   ConstantAsMetadata *C2 =
 487       ConstantAsMetadata::get(ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(Context), 2));
 488
 489   Metadata *const V = C;
 490   Metadata *const V2 = C2;
 491   MDNode *n = MDNode::get(Context, V);
 492   MDNode *n2 = MDNode::get(Context, V2);
 493
 494   Module M("MyModule", Context);
 495   const char *Name = "llvm.NMD1";
 496   NamedMDNode *NMD = M.getOrInsertNamedMetadata(Name);
 497   NMD->addOperand(n);
 498   NMD->addOperand(n2);
 499
 500   std::string Str;
 501   raw_string_ostream oss(Str);
 502   NMD->print(oss);
 503   EXPECT_STREQ("!llvm.NMD1 = !{!0, !1}\n",
 504                oss.str().c_str());
 505 }
 506 }