Verifier: Check for incompatible bit piece expressions
[oota-llvm.git] / include / llvm / IR / DebugInfo.h
index fe627d52dff312438cacadceb7a00cad23ae32ad..668c29ac77ac380634b618c8eb9c27d7b2b0160f 100644 (file)
 #define LLVM_IR_DEBUGINFO_H
 
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
-#include "llvm/ADT/iterator_range.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
-#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/ADT/iterator_range.h"
+#include "llvm/IR/DebugInfoMetadata.h"
 #include "llvm/Support/Casting.h"
 #include "llvm/Support/Dwarf.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
@@ -39,6 +39,7 @@ class Value;
 class DbgDeclareInst;
 class DbgValueInst;
 class Instruction;
+class Metadata;
 class MDNode;
 class MDString;
 class NamedMDNode;
@@ -54,238 +55,140 @@ class DIType;
 class DIScope;
 class DIObjCProperty;
 
-/// Maps from type identifier to the actual MDNode.
+/// \brief Maps from type identifier to the actual MDNode.
 typedef DenseMap<const MDString *, MDNode *> DITypeIdentifierMap;
 
-class DIHeaderFieldIterator
-    : public std::iterator<std::input_iterator_tag, StringRef, std::ptrdiff_t,
-                           const StringRef *, StringRef> {
-  StringRef Header;
-  StringRef Current;
-
-public:
-  DIHeaderFieldIterator() {}
-  DIHeaderFieldIterator(StringRef Header)
-      : Header(Header), Current(Header.slice(0, Header.find('\0'))) {}
-  StringRef operator*() const { return Current; }
-  const StringRef * operator->() const { return &Current; }
-  DIHeaderFieldIterator &operator++() {
-    increment();
-    return *this;
-  }
-  DIHeaderFieldIterator operator++(int) {
-    DIHeaderFieldIterator X(*this);
-    increment();
-    return X;
-  }
-  bool operator==(const DIHeaderFieldIterator &X) const {
-    return Current.data() == X.Current.data();
-  }
-  bool operator!=(const DIHeaderFieldIterator &X) const {
-    return !(*this == X);
-  }
-
-  StringRef getHeader() const { return Header; }
-  StringRef getCurrent() const { return Current; }
-  StringRef getPrefix() const {
-    if (Current.begin() == Header.begin())
-      return StringRef();
-    return Header.slice(0, Current.begin() - Header.begin() - 1);
-  }
-  StringRef getSuffix() const {
-    if (Current.end() == Header.end())
-      return StringRef();
-    return Header.slice(Current.end() - Header.begin() + 1, StringRef::npos);
-  }
-
-private:
-  void increment() {
-    assert(Current.data() != nullptr && "Cannot increment past the end");
-    StringRef Suffix = getSuffix();
-    Current = Suffix.slice(0, Suffix.find('\0'));
-  }
-};
-
-/// DIDescriptor - A thin wraper around MDNode to access encoded debug info.
-/// This should not be stored in a container, because the underlying MDNode
-/// may change in certain situations.
+/// \brief A thin wraper around MDNode to access encoded debug info.
+///
+/// This should not be stored in a container, because the underlying MDNode may
+/// change in certain situations.
 class DIDescriptor {
-  // Befriends DIRef so DIRef can befriend the protected member
-  // function: getFieldAs<DIRef>.
-  template <typename T> friend class DIRef;
-
 public:
-  /// The three accessibility flags are mutually exclusive and rolled
-  /// together in the first two bits.
+  /// \brief Duplicated debug info flags.
+  ///
+  /// \see DebugNode::DIFlags.
   enum {
-    FlagAccessibility     = 1 << 0 | 1 << 1,
-    FlagPrivate           = 1,
-    FlagProtected         = 2,
-    FlagPublic            = 3,
-
-    FlagFwdDecl           = 1 << 2,
-    FlagAppleBlock        = 1 << 3,
-    FlagBlockByrefStruct  = 1 << 4,
-    FlagVirtual           = 1 << 5,
-    FlagArtificial        = 1 << 6,
-    FlagExplicit          = 1 << 7,
-    FlagPrototyped        = 1 << 8,
-    FlagObjcClassComplete = 1 << 9,
-    FlagObjectPointer     = 1 << 10,
-    FlagVector            = 1 << 11,
-    FlagStaticMember      = 1 << 12,
-    FlagIndirectVariable  = 1 << 13,
-    FlagLValueReference   = 1 << 14,
-    FlagRValueReference   = 1 << 15
+#define HANDLE_DI_FLAG(ID, NAME) Flag##NAME = DebugNode::Flag##NAME,
+#include "llvm/IR/DebugInfoFlags.def"
+    FlagAccessibility = DebugNode::FlagAccessibility
   };
 
 protected:
   const MDNode *DbgNode;
 
-  StringRef getStringField(unsigned Elt) const;
-  unsigned getUnsignedField(unsigned Elt) const {
-    return (unsigned)getUInt64Field(Elt);
-  }
-  uint64_t getUInt64Field(unsigned Elt) const;
-  int64_t getInt64Field(unsigned Elt) const;
-  DIDescriptor getDescriptorField(unsigned Elt) const;
-
-  template <typename DescTy> DescTy getFieldAs(unsigned Elt) const {
-    return DescTy(getDescriptorField(Elt));
-  }
-
-  GlobalVariable *getGlobalVariableField(unsigned Elt) const;
-  Constant *getConstantField(unsigned Elt) const;
-  Function *getFunctionField(unsigned Elt) const;
-  void replaceFunctionField(unsigned Elt, Function *F);
-
 public:
   explicit DIDescriptor(const MDNode *N = nullptr) : DbgNode(N) {}
+  DIDescriptor(const DebugNode *N) : DbgNode(N) {}
 
-  bool Verify() const;
-
-  operator MDNode *() const { return const_cast<MDNode *>(DbgNode); }
-  MDNode *operator->() const { return const_cast<MDNode *>(DbgNode); }
+  MDNode *get() const { return const_cast<MDNode *>(DbgNode); }
+  operator MDNode *() const { return get(); }
+  MDNode *operator->() const { return get(); }
+  MDNode &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
   // An explicit operator bool so that we can do testing of DI values
   // easily.
   // FIXME: This operator bool isn't actually protecting anything at the
   // moment due to the conversion operator above making DIDescriptor nodes
   // implicitly convertable to bool.
-  LLVM_EXPLICIT operator bool() const { return DbgNode != nullptr; }
+  explicit operator bool() const { return DbgNode != nullptr; }
 
   bool operator==(DIDescriptor Other) const { return DbgNode == Other.DbgNode; }
   bool operator!=(DIDescriptor Other) const { return !operator==(Other); }
 
-  StringRef getHeader() const {
-    return getStringField(0);
-  }
-
-  size_t getNumHeaderFields() const {
-    return std::distance(DIHeaderFieldIterator(getHeader()),
-                         DIHeaderFieldIterator());
-  }
-
-  StringRef getHeaderField(unsigned Index) const {
-    // Since callers expect an empty string for out-of-range accesses, we can't
-    // use std::advance() here.
-    for (DIHeaderFieldIterator I(getHeader()), E; I != E; ++I, --Index)
-      if (!Index)
-        return *I;
-    return StringRef();
-  }
-
-  template <class T> T getHeaderFieldAs(unsigned Index) const {
-    T Int;
-    if (getHeaderField(Index).getAsInteger(0, Int))
-      return 0;
-    return Int;
-  }
-
-  uint16_t getTag() const { return getHeaderFieldAs<uint16_t>(0); }
-
-  bool isDerivedType() const;
-  bool isCompositeType() const;
-  bool isSubroutineType() const;
-  bool isBasicType() const;
-  bool isVariable() const;
-  bool isSubprogram() const;
-  bool isGlobalVariable() const;
-  bool isScope() const;
-  bool isFile() const;
-  bool isCompileUnit() const;
-  bool isNameSpace() const;
-  bool isLexicalBlockFile() const;
-  bool isLexicalBlock() const;
-  bool isSubrange() const;
-  bool isEnumerator() const;
-  bool isType() const;
-  bool isTemplateTypeParameter() const;
-  bool isTemplateValueParameter() const;
-  bool isObjCProperty() const;
-  bool isImportedEntity() const;
-  bool isExpression() const;
-
-  /// print - print descriptor.
-  void print(raw_ostream &OS) const;
+  uint16_t getTag() const {
+    if (auto *N = dyn_cast_or_null<DebugNode>(get()))
+      return N->getTag();
+    return 0;
+  }
 
-  /// dump - print descriptor to dbgs() with a newline.
+  void print(raw_ostream &OS) const;
   void dump() const;
-
-  /// replaceAllUsesWith - Replace all uses of debug info referenced by
-  /// this descriptor.
-  void replaceAllUsesWith(LLVMContext &VMContext, DIDescriptor D);
-  void replaceAllUsesWith(MDNode *D);
 };
 
-/// DISubrange - This is used to represent ranges, for array bounds.
+#define DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DESC)                                      \
+  class DESC;                                                                  \
+  template <> struct simplify_type<const DESC>;                                \
+  template <> struct simplify_type<DESC>;
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIDescriptor)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubrange)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIEnumerator)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIScope)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIType)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIBasicType)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIDerivedType)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DICompositeType)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubroutineType)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIFile)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DICompileUnit)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubprogram)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILexicalBlock)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILexicalBlockFile)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DINameSpace)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DITemplateTypeParameter)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DITemplateValueParameter)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIGlobalVariable)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIVariable)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIExpression)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILocation)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIObjCProperty)
+DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIImportedEntity)
+#undef DECLARE_SIMPLIFY_DESCRIPTOR
+
+typedef DebugNodeArray DIArray;
+typedef MDTypeRefArray DITypeArray;
+
+/// \brief This is used to represent ranges, for array bounds.
 class DISubrange : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DISubrange(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
-
-  int64_t getLo() const { return getHeaderFieldAs<int64_t>(1); }
-  int64_t getCount() const { return getHeaderFieldAs<int64_t>(2); }
-  bool Verify() const;
-};
+  DISubrange() = default;
+  DISubrange(const MDSubrange *N) : DIDescriptor(N) {}
 
-/// DITypedArray - This descriptor holds an array of nodes with type T.
-template <typename T> class DITypedArray : public DIDescriptor {
-public:
-  explicit DITypedArray(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
-  unsigned getNumElements() const {
-    return DbgNode ? DbgNode->getNumOperands() : 0;
+  MDSubrange *get() const {
+    return cast_or_null<MDSubrange>(DIDescriptor::get());
   }
-  T getElement(unsigned Idx) const {
-    return getFieldAs<T>(Idx);
+  operator MDSubrange *() const { return get(); }
+  MDSubrange *operator->() const { return get(); }
+  MDSubrange &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
-};
 
-typedef DITypedArray<DIDescriptor> DIArray;
+  int64_t getLo() const { return get()->getLowerBound(); }
+  int64_t getCount() const { return get()->getCount(); }
+};
 
-/// DIEnumerator - A wrapper for an enumerator (e.g. X and Y in 'enum {X,Y}').
+/// \brief A wrapper for an enumerator (e.g. X and Y in 'enum {X,Y}').
+///
 /// FIXME: it seems strange that this doesn't have either a reference to the
 /// type/precision or a file/line pair for location info.
 class DIEnumerator : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIEnumerator(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
+  DIEnumerator() = default;
+  DIEnumerator(const MDEnumerator *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDEnumerator *get() const {
+    return cast_or_null<MDEnumerator>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDEnumerator *() const { return get(); }
+  MDEnumerator *operator->() const { return get(); }
+  MDEnumerator &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  int64_t getEnumValue() const { return getHeaderFieldAs<int64_t>(2); }
-  bool Verify() const;
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  int64_t getEnumValue() const { return get()->getValue(); }
 };
 
 template <typename T> class DIRef;
+typedef DIRef<DIDescriptor> DIDescriptorRef;
 typedef DIRef<DIScope> DIScopeRef;
 typedef DIRef<DIType> DITypeRef;
-typedef DITypedArray<DITypeRef> DITypeArray;
 
-/// DIScope - A base class for various scopes.
+/// \brief A base class for various scopes.
 ///
 /// Although, implementation-wise, DIScope is the parent class of most
 /// other DIxxx classes, including DIType and its descendants, most of
@@ -294,623 +197,654 @@ typedef DITypedArray<DITypeRef> DITypeArray;
 /// DIScopes that are scopes in the strict lexical scope sense
 /// (DICompileUnit, DISubprogram, etc.), but not for, e.g., a DIType.
 class DIScope : public DIDescriptor {
-protected:
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIScope(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
-
-  /// Gets the parent scope for this scope node or returns a
-  /// default constructed scope.
-  DIScopeRef getContext() const;
-  /// If the scope node has a name, return that, else return an empty string.
-  StringRef getName() const;
-  StringRef getFilename() const;
-  StringRef getDirectory() const;
-
-  /// Generate a reference to this DIScope. Uses the type identifier instead
-  /// of the actual MDNode if possible, to help type uniquing.
+  DIScope() = default;
+  DIScope(const MDScope *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDScope *get() const { return cast_or_null<MDScope>(DIDescriptor::get()); }
+  operator MDScope *() const { return get(); }
+  MDScope *operator->() const { return get(); }
+  MDScope &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  inline DIScopeRef getContext() const;
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  StringRef getFilename() const { return get()->getFilename(); }
+  StringRef getDirectory() const { return get()->getDirectory(); }
+
+  /// \brief Generate a reference to this DIScope.
+  ///
+  /// Uses the type identifier instead of the actual MDNode if possible, to
+  /// help type uniquing.
   DIScopeRef getRef() const;
 };
 
-/// Represents reference to a DIDescriptor, abstracts over direct and
-/// identifier-based metadata references.
+/// \brief Represents reference to a DIDescriptor.
+///
+/// Abstracts over direct and identifier-based metadata references.
 template <typename T> class DIRef {
-  template <typename DescTy>
-  friend DescTy DIDescriptor::getFieldAs(unsigned Elt) const;
-  friend DIScopeRef DIScope::getContext() const;
-  friend DIScopeRef DIScope::getRef() const;
-  friend class DIType;
-
-  /// Val can be either a MDNode or a MDString, in the latter,
-  /// MDString specifies the type identifier.
-  const Value *Val;
-  explicit DIRef(const Value *V);
+  /// \brief Val can be either a MDNode or a MDString.
+  ///
+  /// In the latter, MDString specifies the type identifier.
+  const Metadata *Val;
 
 public:
+  template <class U>
+  DIRef(const TypedDebugNodeRef<U> &Ref,
+        typename std::enable_if<std::is_convertible<U *, T>::value>::type * =
+            nullptr)
+      : Val(Ref) {}
+
   T resolve(const DITypeIdentifierMap &Map) const;
-  StringRef getName() const;
-  operator Value *() const { return const_cast<Value *>(Val); }
+  operator Metadata *() const { return const_cast<Metadata *>(Val); }
 };
 
-template <typename T>
-T DIRef<T>::resolve(const DITypeIdentifierMap &Map) const {
-  if (!Val)
-    return T();
-
-  if (const MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(Val))
-    return T(MD);
-
-  const MDString *MS = cast<MDString>(Val);
-  // Find the corresponding MDNode.
-  DITypeIdentifierMap::const_iterator Iter = Map.find(MS);
-  assert(Iter != Map.end() && "Identifier not in the type map?");
-  assert(DIDescriptor(Iter->second).isType() &&
-         "MDNode in DITypeIdentifierMap should be a DIType.");
-  return T(Iter->second);
-}
-
-template <typename T> StringRef DIRef<T>::getName() const {
-  if (!Val)
-    return StringRef();
-
-  if (const MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(Val))
-    return T(MD).getName();
-
-  const MDString *MS = cast<MDString>(Val);
-  return MS->getString();
-}
-
-/// Specialize getFieldAs to handle fields that are references to DIScopes.
-template <> DIScopeRef DIDescriptor::getFieldAs<DIScopeRef>(unsigned Elt) const;
-/// Specialize DIRef constructor for DIScopeRef.
-template <> DIRef<DIScope>::DIRef(const Value *V);
-
-/// Specialize getFieldAs to handle fields that are references to DITypes.
-template <> DITypeRef DIDescriptor::getFieldAs<DITypeRef>(unsigned Elt) const;
-/// Specialize DIRef constructor for DITypeRef.
-template <> DIRef<DIType>::DIRef(const Value *V);
-
-/// DIType - This is a wrapper for a type.
+template <>
+DIDescriptor DIRef<DIDescriptor>::resolve(const DITypeIdentifierMap &Map) const;
+template <>
+DIScope DIRef<DIScope>::resolve(const DITypeIdentifierMap &Map) const;
+template <> DIType DIRef<DIType>::resolve(const DITypeIdentifierMap &Map) const;
+
+DIScopeRef DIScope::getContext() const { return get()->getScope(); }
+
+/// \brief This is a wrapper for a type.
+///
 /// FIXME: Types should be factored much better so that CV qualifiers and
 /// others do not require a huge and empty descriptor full of zeros.
 class DIType : public DIScope {
-protected:
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIType(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
-  operator DITypeRef () const {
-    assert(isType() &&
-           "constructing DITypeRef from an MDNode that is not a type");
-    return DITypeRef(&*getRef());
-  }
-
-  /// Verify - Verify that a type descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
-
-  DIScopeRef getContext() const { return getFieldAs<DIScopeRef>(2); }
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  unsigned getLineNumber() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(2);
-  }
-  uint64_t getSizeInBits() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(3);
-  }
-  uint64_t getAlignInBits() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(4);
-  }
+  DIType() = default;
+  DIType(const MDType *N) : DIScope(N) {}
+
+  MDType *get() const { return cast_or_null<MDType>(DIDescriptor::get()); }
+  operator MDType *() const { return get(); }
+  MDType *operator->() const { return get(); }
+  MDType &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  DIScopeRef getContext() const { return get()->getScope(); }
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  uint64_t getSizeInBits() const { return get()->getSizeInBits(); }
+  uint64_t getAlignInBits() const { return get()->getAlignInBits(); }
   // FIXME: Offset is only used for DW_TAG_member nodes.  Making every type
   // carry this is just plain insane.
-  uint64_t getOffsetInBits() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(5);
-  }
-  unsigned getFlags() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(6); }
-  bool isPrivate() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagPrivate;
-  }
-  bool isProtected() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagProtected;
-  }
-  bool isPublic() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagPublic;
-  }
-  bool isForwardDecl() const { return (getFlags() & FlagFwdDecl) != 0; }
-  // isAppleBlock - Return true if this is the Apple Blocks extension.
-  bool isAppleBlockExtension() const {
-    return (getFlags() & FlagAppleBlock) != 0;
-  }
-  bool isBlockByrefStruct() const {
-    return (getFlags() & FlagBlockByrefStruct) != 0;
-  }
-  bool isVirtual() const { return (getFlags() & FlagVirtual) != 0; }
-  bool isArtificial() const { return (getFlags() & FlagArtificial) != 0; }
-  bool isObjectPointer() const { return (getFlags() & FlagObjectPointer) != 0; }
-  bool isObjcClassComplete() const {
-    return (getFlags() & FlagObjcClassComplete) != 0;
-  }
-  bool isVector() const { return (getFlags() & FlagVector) != 0; }
-  bool isStaticMember() const { return (getFlags() & FlagStaticMember) != 0; }
-  bool isLValueReference() const {
-    return (getFlags() & FlagLValueReference) != 0;
-  }
-  bool isRValueReference() const {
-    return (getFlags() & FlagRValueReference) != 0;
-  }
-  bool isValid() const { return DbgNode && isType(); }
+  uint64_t getOffsetInBits() const { return get()->getOffsetInBits(); }
+  unsigned getFlags() const { return get()->getFlags(); }
+
+  bool isPrivate() const { return get()->isPrivate(); }
+  bool isProtected() const { return get()->isProtected(); }
+  bool isPublic() const { return get()->isPublic(); }
+  bool isForwardDecl() const { return get()->isForwardDecl(); }
+  bool isAppleBlockExtension() const { return get()->isAppleBlockExtension(); }
+  bool isBlockByrefStruct() const { return get()->isBlockByrefStruct(); }
+  bool isVirtual() const { return get()->isVirtual(); }
+  bool isArtificial() const { return get()->isArtificial(); }
+  bool isObjectPointer() const { return get()->isObjectPointer(); }
+  bool isObjcClassComplete() const { return get()->isObjcClassComplete(); }
+  bool isVector() const { return get()->isVector(); }
+  bool isStaticMember() const { return get()->isStaticMember(); }
+  bool isLValueReference() const { return get()->isLValueReference(); }
+  bool isRValueReference() const { return get()->isRValueReference(); }
+
+  bool isValid() const { return DbgNode && isa<MDType>(*this); }
 };
 
-/// DIBasicType - A basic type, like 'int' or 'float'.
+/// \brief A basic type, like 'int' or 'float'.
 class DIBasicType : public DIType {
 public:
-  explicit DIBasicType(const MDNode *N = nullptr) : DIType(N) {}
+  DIBasicType() = default;
+  DIBasicType(const MDBasicType *N) : DIType(N) {}
 
-  unsigned getEncoding() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(7); }
+  MDBasicType *get() const {
+    return cast_or_null<MDBasicType>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDBasicType *() const { return get(); }
+  MDBasicType *operator->() const { return get(); }
+  MDBasicType &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
-  /// Verify - Verify that a basic type descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+  unsigned getEncoding() const { return get()->getEncoding(); }
 };
 
-/// DIDerivedType - A simple derived type, like a const qualified type,
-/// a typedef, a pointer or reference, et cetera.  Or, a data member of
-/// a class/struct/union.
+/// \brief A simple derived type
+///
+/// Like a const qualified type, a typedef, a pointer or reference, et cetera.
+/// Or, a data member of a class/struct/union.
 class DIDerivedType : public DIType {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIDerivedType(const MDNode *N = nullptr) : DIType(N) {}
+  DIDerivedType() = default;
+  DIDerivedType(const MDDerivedTypeBase *N) : DIType(N) {}
 
-  DITypeRef getTypeDerivedFrom() const { return getFieldAs<DITypeRef>(3); }
+  MDDerivedTypeBase *get() const {
+    return cast_or_null<MDDerivedTypeBase>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDDerivedTypeBase *() const { return get(); }
+  MDDerivedTypeBase *operator->() const { return get(); }
+  MDDerivedTypeBase &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
-  /// getObjCProperty - Return property node, if this ivar is
-  /// associated with one.
-  MDNode *getObjCProperty() const;
+  DITypeRef getTypeDerivedFrom() const { return get()->getBaseType(); }
+
+  /// \brief Return property node, if this ivar is associated with one.
+  MDNode *getObjCProperty() const {
+    if (auto *N = dyn_cast<MDDerivedType>(get()))
+      return dyn_cast_or_null<MDNode>(N->getExtraData());
+    return nullptr;
+  }
 
   DITypeRef getClassType() const {
     assert(getTag() == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type);
-    return getFieldAs<DITypeRef>(4);
+    if (auto *N = dyn_cast<MDDerivedType>(get()))
+      return MDTypeRef(N->getExtraData());
+    return MDTypeRef();
   }
 
   Constant *getConstant() const {
     assert((getTag() == dwarf::DW_TAG_member) && isStaticMember());
-    return getConstantField(4);
-  }
+    if (auto *N = dyn_cast<MDDerivedType>(get()))
+      if (auto *C = dyn_cast_or_null<ConstantAsMetadata>(N->getExtraData()))
+        return C->getValue();
 
-  /// Verify - Verify that a derived type descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+    return nullptr;
+  }
 };
 
-/// DICompositeType - This descriptor holds a type that can refer to multiple
-/// other types, like a function or struct.
+/// \brief Types that refer to multiple other types.
+///
+/// This descriptor holds a type that can refer to multiple other types, like a
+/// function or struct.
+///
 /// DICompositeType is derived from DIDerivedType because some
 /// composite types (such as enums) can be derived from basic types
 // FIXME: Make this derive from DIType directly & just store the
 // base type in a single DIType field.
 class DICompositeType : public DIDerivedType {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-  void setArraysHelper(MDNode *Elements, MDNode *TParams);
+  friend class DIBuilder;
 
 public:
-  explicit DICompositeType(const MDNode *N = nullptr) : DIDerivedType(N) {}
+  DICompositeType() = default;
+  DICompositeType(const MDCompositeTypeBase *N) : DIDerivedType(N) {}
+
+  MDCompositeTypeBase *get() const {
+    return cast_or_null<MDCompositeTypeBase>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDCompositeTypeBase *() const { return get(); }
+  MDCompositeTypeBase *operator->() const { return get(); }
+  MDCompositeTypeBase &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
   DIArray getElements() const {
-    assert(!isSubroutineType() && "no elements for DISubroutineType");
-    return getFieldAs<DIArray>(4);
-  }
-  template <typename T>
-  void setArrays(DITypedArray<T> Elements, DIArray TParams = DIArray()) {
-    assert((!TParams || DbgNode->getNumOperands() == 8) &&
-           "If you're setting the template parameters this should include a slot "
-           "for that!");
-    setArraysHelper(Elements, TParams);
-  }
-  unsigned getRunTimeLang() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(7);
-  }
-  DITypeRef getContainingType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(5); }
-  void setContainingType(DICompositeType ContainingType);
-  DIArray getTemplateParams() const { return getFieldAs<DIArray>(6); }
-  MDString *getIdentifier() const;
-
-  /// Verify - Verify that a composite type descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+    assert(!isa<MDSubroutineType>(*this) && "no elements for DISubroutineType");
+    return DIArray(get()->getElements());
+  }
+
+  unsigned getRunTimeLang() const { return get()->getRuntimeLang(); }
+  DITypeRef getContainingType() const { return get()->getVTableHolder(); }
+
+  DIArray getTemplateParams() const { return get()->getTemplateParams(); }
+  MDString *getIdentifier() const { return get()->getRawIdentifier(); }
 };
 
 class DISubroutineType : public DICompositeType {
 public:
-  explicit DISubroutineType(const MDNode *N = nullptr) : DICompositeType(N) {}
-  DITypedArray<DITypeRef> getTypeArray() const {
-    return getFieldAs<DITypedArray<DITypeRef>>(4);
+  DISubroutineType() = default;
+  DISubroutineType(const MDSubroutineType *N) : DICompositeType(N) {}
+
+  MDSubroutineType *get() const {
+    return cast_or_null<MDSubroutineType>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDSubroutineType *() const { return get(); }
+  MDSubroutineType *operator->() const { return get(); }
+  MDSubroutineType &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
+
+  MDTypeRefArray getTypeArray() const { return get()->getTypeArray(); }
 };
 
-/// DIFile - This is a wrapper for a file.
+/// \brief This is a wrapper for a file.
 class DIFile : public DIScope {
-  friend class DIDescriptor;
-
 public:
-  explicit DIFile(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
-  MDNode *getFileNode() const;
-  bool Verify() const;
+  DIFile() = default;
+  DIFile(const MDFile *N) : DIScope(N) {}
+
+  MDFile *get() const { return cast_or_null<MDFile>(DIDescriptor::get()); }
+  operator MDFile *() const { return get(); }
+  MDFile *operator->() const { return get(); }
+  MDFile &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  /// \brief Retrieve the MDNode for the directory/file pair.
+  MDNode *getFileNode() const { return get(); }
 };
 
-/// DICompileUnit - A wrapper for a compile unit.
+/// \brief A wrapper for a compile unit.
 class DICompileUnit : public DIScope {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DICompileUnit(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
+  DICompileUnit() = default;
+  DICompileUnit(const MDCompileUnit *N) : DIScope(N) {}
 
-  dwarf::SourceLanguage getLanguage() const {
-    return static_cast<dwarf::SourceLanguage>(getHeaderFieldAs<unsigned>(1));
+  MDCompileUnit *get() const {
+    return cast_or_null<MDCompileUnit>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDCompileUnit *() const { return get(); }
+  MDCompileUnit *operator->() const { return get(); }
+  MDCompileUnit &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
-  StringRef getProducer() const { return getHeaderField(2); }
 
-  bool isOptimized() const { return getHeaderFieldAs<bool>(3) != 0; }
-  StringRef getFlags() const { return getHeaderField(4); }
-  unsigned getRunTimeVersion() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(5); }
+  dwarf::SourceLanguage getLanguage() const {
+    return static_cast<dwarf::SourceLanguage>(get()->getSourceLanguage());
+  }
+  StringRef getProducer() const { return get()->getProducer(); }
+  bool isOptimized() const { return get()->isOptimized(); }
+  StringRef getFlags() const { return get()->getFlags(); }
+  unsigned getRunTimeVersion() const { return get()->getRuntimeVersion(); }
 
-  DIArray getEnumTypes() const;
-  DIArray getRetainedTypes() const;
-  DIArray getSubprograms() const;
-  DIArray getGlobalVariables() const;
-  DIArray getImportedEntities() const;
+  DIArray getEnumTypes() const { return DIArray(get()->getEnumTypes()); }
+  DIArray getRetainedTypes() const {
+    return DIArray(get()->getRetainedTypes());
+  }
+  DIArray getSubprograms() const { return DIArray(get()->getSubprograms()); }
+  DIArray getGlobalVariables() const {
+    return DIArray(get()->getGlobalVariables());
+  }
+  DIArray getImportedEntities() const {
+    return DIArray(get()->getImportedEntities());
+  }
 
   void replaceSubprograms(DIArray Subprograms);
   void replaceGlobalVariables(DIArray GlobalVariables);
 
-  StringRef getSplitDebugFilename() const { return getHeaderField(6); }
-  unsigned getEmissionKind() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(7); }
-
-  /// Verify - Verify that a compile unit is well formed.
-  bool Verify() const;
+  StringRef getSplitDebugFilename() const {
+    return get()->getSplitDebugFilename();
+  }
+  unsigned getEmissionKind() const { return get()->getEmissionKind(); }
 };
 
-/// DISubprogram - This is a wrapper for a subprogram (e.g. a function).
+/// \brief This is a wrapper for a subprogram (e.g. a function).
 class DISubprogram : public DIScope {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DISubprogram(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
+  DISubprogram() = default;
+  DISubprogram(const MDSubprogram *N) : DIScope(N) {}
 
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  StringRef getDisplayName() const { return getHeaderField(2); }
-  StringRef getLinkageName() const { return getHeaderField(3); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(4); }
+  MDSubprogram *get() const {
+    return cast_or_null<MDSubprogram>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDSubprogram *() const { return get(); }
+  MDSubprogram *operator->() const { return get(); }
+  MDSubprogram &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
-  /// isLocalToUnit - Return true if this subprogram is local to the current
-  /// compile unit, like 'static' in C.
-  unsigned isLocalToUnit() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(5); }
-  unsigned isDefinition() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(6); }
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  StringRef getDisplayName() const { return get()->getDisplayName(); }
+  StringRef getLinkageName() const { return get()->getLinkageName(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
 
-  unsigned getVirtuality() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(7); }
-  unsigned getVirtualIndex() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(8); }
+  /// \brief Check if this is local (like 'static' in C).
+  unsigned isLocalToUnit() const { return get()->isLocalToUnit(); }
+  unsigned isDefinition() const { return get()->isDefinition(); }
 
-  unsigned getFlags() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(9); }
+  unsigned getVirtuality() const { return get()->getVirtuality(); }
+  unsigned getVirtualIndex() const { return get()->getVirtualIndex(); }
 
-  unsigned isOptimized() const { return getHeaderFieldAs<bool>(10); }
+  unsigned getFlags() const { return get()->getFlags(); }
 
-  /// getScopeLineNumber - Get the beginning of the scope of the
-  /// function, not necessarily where the name of the program
-  /// starts.
-  unsigned getScopeLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(11); }
+  unsigned isOptimized() const { return get()->isOptimized(); }
 
-  DIScopeRef getContext() const { return getFieldAs<DIScopeRef>(2); }
-  DISubroutineType getType() const { return getFieldAs<DISubroutineType>(3); }
+  /// \brief Get the beginning of the scope of the function (not the name).
+  unsigned getScopeLineNumber() const { return get()->getScopeLine(); }
 
-  DITypeRef getContainingType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(4); }
+  DIScopeRef getContext() const { return get()->getScope(); }
+  DISubroutineType getType() const {
+    return DISubroutineType(get()->getType());
+  }
 
-  /// Verify - Verify that a subprogram descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+  DITypeRef getContainingType() const { return get()->getContainingType(); }
 
-  /// describes - Return true if this subprogram provides debugging
-  /// information for the function F.
+  /// \brief Check if this provides debugging information for the function F.
   bool describes(const Function *F);
 
-  Function *getFunction() const { return getFunctionField(5); }
-  void replaceFunction(Function *F) { replaceFunctionField(5, F); }
-  DIArray getTemplateParams() const { return getFieldAs<DIArray>(6); }
-  DISubprogram getFunctionDeclaration() const {
-    return getFieldAs<DISubprogram>(7);
-  }
-  MDNode *getVariablesNodes() const;
-  DIArray getVariables() const;
+  Function *getFunction() const;
 
-  unsigned isArtificial() const { return (getFlags() & FlagArtificial) != 0; }
-  /// isPrivate - Return true if this subprogram has "private"
-  /// access specifier.
-  bool isPrivate() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagPrivate;
+  void replaceFunction(Function *F) {
+    if (auto *N = get())
+      N->replaceFunction(F);
   }
-  /// isProtected - Return true if this subprogram has "protected"
-  /// access specifier.
-  bool isProtected() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagProtected;
-  }
-  /// isPublic - Return true if this subprogram has "public"
-  /// access specifier.
-  bool isPublic() const {
-    return (getFlags() & FlagAccessibility) == FlagPublic;
-  }
-  /// isExplicit - Return true if this subprogram is marked as explicit.
-  bool isExplicit() const { return (getFlags() & FlagExplicit) != 0; }
-  /// isPrototyped - Return true if this subprogram is prototyped.
-  bool isPrototyped() const { return (getFlags() & FlagPrototyped) != 0; }
-
-  /// Return true if this subprogram is a C++11 reference-qualified
-  /// non-static member function (void foo() &).
-  unsigned isLValueReference() const {
-    return (getFlags() & FlagLValueReference) != 0;
-  }
-
-  /// Return true if this subprogram is a C++11
-  /// rvalue-reference-qualified non-static member function
-  /// (void foo() &&).
-  unsigned isRValueReference() const {
-    return (getFlags() & FlagRValueReference) != 0;
+  DIArray getTemplateParams() const {
+    return DIArray(get()->getTemplateParams());
   }
-
+  DISubprogram getFunctionDeclaration() const {
+    return DISubprogram(get()->getDeclaration());
+  }
+  DIArray getVariables() const { return DIArray(get()->getVariables()); }
+
+  unsigned isArtificial() const { return get()->isArtificial(); }
+  bool isPrivate() const { return get()->isPrivate(); }
+  bool isProtected() const { return get()->isProtected(); }
+  bool isPublic() const { return get()->isPublic(); }
+  bool isExplicit() const { return get()->isExplicit(); }
+  bool isPrototyped() const { return get()->isPrototyped(); }
+  unsigned isLValueReference() const { return get()->isLValueReference(); }
+  unsigned isRValueReference() const { return get()->isRValueReference(); }
 };
 
-/// DILexicalBlock - This is a wrapper for a lexical block.
+/// \brief This is a wrapper for a lexical block.
 class DILexicalBlock : public DIScope {
 public:
-  explicit DILexicalBlock(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
-  DIScope getContext() const { return getFieldAs<DIScope>(2); }
+  DILexicalBlock() = default;
+  DILexicalBlock(const MDLexicalBlockBase *N) : DIScope(N) {}
+
+  MDLexicalBlockBase *get() const {
+    return cast_or_null<MDLexicalBlockBase>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDLexicalBlockBase *() const { return get(); }
+  MDLexicalBlockBase *operator->() const { return get(); }
+  MDLexicalBlockBase &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  DIScope getContext() const { return DIScope(get()->getScope()); }
   unsigned getLineNumber() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(1);
+    if (auto *N = dyn_cast<MDLexicalBlock>(get()))
+      return N->getLine();
+    return 0;
   }
   unsigned getColumnNumber() const {
-    return getHeaderFieldAs<unsigned>(2);
+    if (auto *N = dyn_cast<MDLexicalBlock>(get()))
+      return N->getColumn();
+    return 0;
   }
-  bool Verify() const;
 };
 
-/// DILexicalBlockFile - This is a wrapper for a lexical block with
-/// a filename change.
+/// \brief This is a wrapper for a lexical block with a filename change.
 class DILexicalBlockFile : public DIScope {
 public:
-  explicit DILexicalBlockFile(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
-  DIScope getContext() const {
-    if (getScope().isSubprogram())
-      return getScope();
-    return getScope().getContext();
-  }
-  unsigned getLineNumber() const { return getScope().getLineNumber(); }
-  unsigned getColumnNumber() const { return getScope().getColumnNumber(); }
-  DILexicalBlock getScope() const { return getFieldAs<DILexicalBlock>(2); }
-  unsigned getDiscriminator() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(1); }
-  bool Verify() const;
+  DILexicalBlockFile() = default;
+  DILexicalBlockFile(const MDLexicalBlockFile *N) : DIScope(N) {}
+
+  MDLexicalBlockFile *get() const {
+    return cast_or_null<MDLexicalBlockFile>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDLexicalBlockFile *() const { return get(); }
+  MDLexicalBlockFile *operator->() const { return get(); }
+  MDLexicalBlockFile &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  DIScope getContext() const { return get()->getScope(); }
+  unsigned getDiscriminator() const { return get()->getDiscriminator(); }
 };
 
-/// DINameSpace - A wrapper for a C++ style name space.
+/// \brief A wrapper for a C++ style name space.
 class DINameSpace : public DIScope {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DINameSpace(const MDNode *N = nullptr) : DIScope(N) {}
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(2); }
-  DIScope getContext() const { return getFieldAs<DIScope>(2); }
-  bool Verify() const;
+  DINameSpace() = default;
+  DINameSpace(const MDNamespace *N) : DIScope(N) {}
+
+  MDNamespace *get() const {
+    return cast_or_null<MDNamespace>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDNamespace *() const { return get(); }
+  MDNamespace *operator->() const { return get(); }
+  MDNamespace &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  DIScope getContext() const { return DIScope(get()->getScope()); }
 };
 
-/// DITemplateTypeParameter - This is a wrapper for template type parameter.
+/// \brief This is a wrapper for template type parameter.
 class DITemplateTypeParameter : public DIDescriptor {
 public:
-  explicit DITemplateTypeParameter(const MDNode *N = nullptr)
-    : DIDescriptor(N) {}
-
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(2); }
-  unsigned getColumnNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(3); }
+  DITemplateTypeParameter() = default;
+  DITemplateTypeParameter(const MDTemplateTypeParameter *N) : DIDescriptor(N) {}
 
-  DIScopeRef getContext() const { return getFieldAs<DIScopeRef>(1); }
-  DITypeRef getType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(2); }
-  StringRef getFilename() const { return getFieldAs<DIFile>(3).getFilename(); }
-  StringRef getDirectory() const {
-    return getFieldAs<DIFile>(3).getDirectory();
+  MDTemplateTypeParameter *get() const {
+    return cast_or_null<MDTemplateTypeParameter>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDTemplateTypeParameter *() const { return get(); }
+  MDTemplateTypeParameter *operator->() const { return get(); }
+  MDTemplateTypeParameter &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
-  bool Verify() const;
+
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  DITypeRef getType() const { return get()->getType(); }
 };
 
-/// DITemplateValueParameter - This is a wrapper for template value parameter.
+/// \brief This is a wrapper for template value parameter.
 class DITemplateValueParameter : public DIDescriptor {
 public:
-  explicit DITemplateValueParameter(const MDNode *N = nullptr)
-    : DIDescriptor(N) {}
-
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(2); }
-  unsigned getColumnNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(3); }
+  DITemplateValueParameter() = default;
+  DITemplateValueParameter(const MDTemplateValueParameter *N)
+      : DIDescriptor(N) {}
 
-  DIScopeRef getContext() const { return getFieldAs<DIScopeRef>(1); }
-  DITypeRef getType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(2); }
-  Value *getValue() const;
-  StringRef getFilename() const { return getFieldAs<DIFile>(4).getFilename(); }
-  StringRef getDirectory() const {
-    return getFieldAs<DIFile>(4).getDirectory();
+  MDTemplateValueParameter *get() const {
+    return cast_or_null<MDTemplateValueParameter>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDTemplateValueParameter *() const { return get(); }
+  MDTemplateValueParameter *operator->() const { return get(); }
+  MDTemplateValueParameter &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
-  bool Verify() const;
+
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  DITypeRef getType() const { return get()->getType(); }
+  Metadata *getValue() const { return get()->getValue(); }
 };
 
-/// DIGlobalVariable - This is a wrapper for a global variable.
+/// \brief This is a wrapper for a global variable.
 class DIGlobalVariable : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
+  DIFile getFile() const { return DIFile(get()->getFile()); }
 
 public:
-  explicit DIGlobalVariable(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
-
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  StringRef getDisplayName() const { return getHeaderField(2); }
-  StringRef getLinkageName() const { return getHeaderField(3); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(4); }
-  unsigned isLocalToUnit() const { return getHeaderFieldAs<bool>(5); }
-  unsigned isDefinition() const { return getHeaderFieldAs<bool>(6); }
+  DIGlobalVariable() = default;
+  DIGlobalVariable(const MDGlobalVariable *N) : DIDescriptor(N) {}
 
-  DIScope getContext() const { return getFieldAs<DIScope>(1); }
-  StringRef getFilename() const { return getFieldAs<DIFile>(2).getFilename(); }
-  StringRef getDirectory() const {
-    return getFieldAs<DIFile>(2).getDirectory();
+  MDGlobalVariable *get() const {
+    return cast_or_null<MDGlobalVariable>(DIDescriptor::get());
   }
-  DITypeRef getType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(3); }
+  operator MDGlobalVariable *() const { return get(); }
+  MDGlobalVariable *operator->() const { return get(); }
+  MDGlobalVariable &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  StringRef getDisplayName() const { return get()->getDisplayName(); }
+  StringRef getLinkageName() const { return get()->getLinkageName(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  unsigned isLocalToUnit() const { return get()->isLocalToUnit(); }
+  unsigned isDefinition() const { return get()->isDefinition(); }
+
+  DIScope getContext() const { return DIScope(get()->getScope()); }
+  StringRef getFilename() const { return get()->getFilename(); }
+  StringRef getDirectory() const { return get()->getDirectory(); }
+  DITypeRef getType() const { return get()->getType(); }
 
-  GlobalVariable *getGlobal() const { return getGlobalVariableField(4); }
-  Constant *getConstant() const { return getConstantField(4); }
+  GlobalVariable *getGlobal() const;
+  Constant *getConstant() const {
+    if (auto *N = get())
+      if (auto *C = dyn_cast_or_null<ConstantAsMetadata>(N->getVariable()))
+        return C->getValue();
+    return nullptr;
+  }
   DIDerivedType getStaticDataMemberDeclaration() const {
-    return getFieldAs<DIDerivedType>(5);
+    return DIDerivedType(get()->getStaticDataMemberDeclaration());
   }
-
-  /// Verify - Verify that a global variable descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
 };
 
-/// DIVariable - This is a wrapper for a variable (e.g. parameter, local,
-/// global etc).
+/// \brief This is a wrapper for a variable (e.g. parameter, local, global etc).
 class DIVariable : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
+  unsigned getFlags() const { return get()->getFlags(); }
 
 public:
-  explicit DIVariable(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
+  DIVariable() = default;
+  DIVariable(const MDLocalVariable *N) : DIDescriptor(N) {}
 
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(1); }
-  unsigned getLineNumber() const {
-    // FIXME: Line number and arg number shouldn't be merged together like this.
-    return (getHeaderFieldAs<unsigned>(2) << 8) >> 8;
+  MDLocalVariable *get() const {
+    return cast_or_null<MDLocalVariable>(DIDescriptor::get());
   }
-  unsigned getArgNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(2) >> 24; }
-
-  DIScope getContext() const { return getFieldAs<DIScope>(1); }
-  DIFile getFile() const { return getFieldAs<DIFile>(2); }
-  DITypeRef getType() const { return getFieldAs<DITypeRef>(3); }
-
-  /// isArtificial - Return true if this variable is marked as "artificial".
-  bool isArtificial() const {
-    return (getHeaderFieldAs<unsigned>(3) & FlagArtificial) != 0;
+  operator MDLocalVariable *() const { return get(); }
+  MDLocalVariable *operator->() const { return get(); }
+  MDLocalVariable &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
   }
 
-  bool isObjectPointer() const {
-    return (getHeaderFieldAs<unsigned>(3) & FlagObjectPointer) != 0;
-  }
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  unsigned getArgNumber() const { return get()->getArg(); }
 
-  /// \brief Return true if this variable is represented as a pointer.
-  bool isIndirect() const {
-    return (getHeaderFieldAs<unsigned>(3) & FlagIndirectVariable) != 0;
-  }
+  DIScope getContext() const { return DIScope(get()->getScope()); }
+  DIFile getFile() const { return DIFile(get()->getFile()); }
+  DITypeRef getType() const { return get()->getType(); }
 
-  /// getInlinedAt - If this variable is inlined then return inline location.
-  MDNode *getInlinedAt() const;
+  bool isArtificial() const { return get()->isArtificial(); }
+  bool isObjectPointer() const { return get()->isObjectPointer(); }
 
-  /// Verify - Verify that a variable descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+  /// \brief If this variable is inlined then return inline location.
+  MDNode *getInlinedAt() const { return DIDescriptor(get()->getInlinedAt()); }
 
-  /// isBlockByrefVariable - Return true if the variable was declared as
-  /// a "__block" variable (Apple Blocks).
+  /// \brief Check if this is a "__block" variable (Apple Blocks).
   bool isBlockByrefVariable(const DITypeIdentifierMap &Map) const {
     return (getType().resolve(Map)).isBlockByrefStruct();
   }
 
-  /// isInlinedFnArgument - Return true if this variable provides debugging
-  /// information for an inlined function arguments.
+  /// \brief Check if this is an inlined function argument.
   bool isInlinedFnArgument(const Function *CurFn);
 
-  /// Return the size reported by the variable's type.
-  unsigned getSizeInBits(const DITypeIdentifierMap &Map);
-
   void printExtendedName(raw_ostream &OS) const;
 };
 
-/// DIExpression - A complex location expression.
+/// \brief A complex location expression in postfix notation.
+///
+/// This is (almost) a DWARF expression that modifies the location of a
+/// variable or (or the location of a single piece of a variable).
+///
+/// FIXME: Instead of DW_OP_plus taking an argument, this should use DW_OP_const
+/// and have DW_OP_plus consume the topmost elements on the stack.
 class DIExpression : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIExpression(const MDNode *N = nullptr) : DIDescriptor(N) {}
-
-  /// Verify - Verify that a variable descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
-
-  /// \brief Return the number of elements in the complex expression.
-  unsigned getNumElements() const {
-    if (!DbgNode)
-      return 0;
-    unsigned N = getNumHeaderFields();
-    assert(N > 0 && "missing tag");
-    return N - 1;
-  }
-
-  /// \brief return the Idx'th complex address element.
-  uint64_t getElement(unsigned Idx) const;
-
-  /// isVariablePiece - Return whether this is a piece of an aggregate
-  /// variable.
-  bool isVariablePiece() const;
-  /// getPieceOffset - Return the offset of this piece in bytes.
-  uint64_t getPieceOffset() const;
-  /// getPieceSize - Return the size of this piece in bytes.
-  uint64_t getPieceSize() const;
+  DIExpression() = default;
+  DIExpression(const MDExpression *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDExpression *get() const {
+    return cast_or_null<MDExpression>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDExpression *() const { return get(); }
+  MDExpression *operator->() const { return get(); }
+  MDExpression &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  unsigned getNumElements() const { return get()->getNumElements(); }
+  uint64_t getElement(unsigned I) const { return get()->getElement(I); }
+  bool isBitPiece() const { return get()->isBitPiece(); }
+  uint64_t getBitPieceOffset() const { return get()->getBitPieceOffset(); }
+  uint64_t getBitPieceSize() const { return get()->getBitPieceSize(); }
 };
 
-/// DILocation - This object holds location information. This object
-/// is not associated with any DWARF tag.
+/// \brief This object holds location information.
+///
+/// This object is not associated with any DWARF tag.
 class DILocation : public DIDescriptor {
 public:
-  explicit DILocation(const MDNode *N) : DIDescriptor(N) {}
-
-  unsigned getLineNumber() const { return getUnsignedField(0); }
-  unsigned getColumnNumber() const { return getUnsignedField(1); }
-  DIScope getScope() const { return getFieldAs<DIScope>(2); }
-  DILocation getOrigLocation() const { return getFieldAs<DILocation>(3); }
-  StringRef getFilename() const { return getScope().getFilename(); }
-  StringRef getDirectory() const { return getScope().getDirectory(); }
-  bool Verify() const;
-  bool atSameLineAs(const DILocation &Other) const {
-    return (getLineNumber() == Other.getLineNumber() &&
-            getFilename() == Other.getFilename());
-  }
-  /// getDiscriminator - DWARF discriminators are used to distinguish
-  /// identical file locations for instructions that are on different
-  /// basic blocks. If two instructions are inside the same lexical block
-  /// and are in different basic blocks, we create a new lexical block
-  /// with identical location as the original but with a different
-  /// discriminator value (lib/Transforms/Util/AddDiscriminators.cpp
-  /// for details).
+  DILocation() = default;
+  DILocation(const MDLocation *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDLocation *get() const {
+    return cast_or_null<MDLocation>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDLocation *() const { return get(); }
+  MDLocation *operator->() const { return get(); }
+  MDLocation &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  unsigned getColumnNumber() const { return get()->getColumn(); }
+  DIScope getScope() const { return DIScope(get()->getScope()); }
+  DILocation getOrigLocation() const {
+    return DILocation(get()->getInlinedAt());
+  }
+  StringRef getFilename() const { return get()->getFilename(); }
+  StringRef getDirectory() const { return get()->getDirectory(); }
+
+  /// \brief Get the DWAF discriminator.
+  ///
+  /// DWARF discriminators are used to distinguish identical file locations for
+  /// instructions that are on different basic blocks. If two instructions are
+  /// inside the same lexical block and are in different basic blocks, we
+  /// create a new lexical block with identical location as the original but
+  /// with a different discriminator value
+  /// (lib/Transforms/Util/AddDiscriminators.cpp for details).
   unsigned getDiscriminator() const {
     // Since discriminators are associated with lexical blocks, make
     // sure this location is a lexical block before retrieving its
     // value.
-    return getScope().isLexicalBlockFile()
-               ? getFieldAs<DILexicalBlockFile>(2).getDiscriminator()
-               : 0;
+    if (auto *F = dyn_cast<MDLexicalBlockFile>(get()->getScope()))
+      return F->getDiscriminator();
+    return 0;
   }
+
+  /// \brief Generate a new discriminator value for this location.
   unsigned computeNewDiscriminator(LLVMContext &Ctx);
+
+  /// \brief Return a copy of this location with a different scope.
   DILocation copyWithNewScope(LLVMContext &Ctx, DILexicalBlockFile NewScope);
 };
 
 class DIObjCProperty : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIObjCProperty(const MDNode *N) : DIDescriptor(N) {}
+  DIObjCProperty() = default;
+  DIObjCProperty(const MDObjCProperty *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDObjCProperty *get() const {
+    return cast_or_null<MDObjCProperty>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDObjCProperty *() const { return get(); }
+  MDObjCProperty *operator->() const { return get(); }
+  MDObjCProperty &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
 
-  StringRef getObjCPropertyName() const { return getHeaderField(1); }
-  DIFile getFile() const { return getFieldAs<DIFile>(1); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(2); }
+  StringRef getObjCPropertyName() const { return get()->getName(); }
+  DIFile getFile() const { return DIFile(get()->getFile()); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
 
-  StringRef getObjCPropertyGetterName() const { return getHeaderField(3); }
-  StringRef getObjCPropertySetterName() const { return getHeaderField(4); }
-  unsigned getAttributes() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(5); }
+  StringRef getObjCPropertyGetterName() const { return get()->getGetterName(); }
+  StringRef getObjCPropertySetterName() const { return get()->getSetterName(); }
+  unsigned getAttributes() const { return get()->getAttributes(); }
   bool isReadOnlyObjCProperty() const {
     return (getAttributes() & dwarf::DW_APPLE_PROPERTY_readonly) != 0;
   }
@@ -930,56 +864,103 @@ public:
     return (getAttributes() & dwarf::DW_APPLE_PROPERTY_nonatomic) != 0;
   }
 
-  /// Objective-C doesn't have an ODR, so there is no benefit in storing
+  /// \brief Get the type.
+  ///
+  /// \note Objective-C doesn't have an ODR, so there is no benefit in storing
   /// the type as a DITypeRef here.
-  DIType getType() const { return getFieldAs<DIType>(2); }
-
-  /// Verify - Verify that a derived type descriptor is well formed.
-  bool Verify() const;
+  DIType getType() const { return DIType(get()->getType()); }
 };
 
 /// \brief An imported module (C++ using directive or similar).
 class DIImportedEntity : public DIDescriptor {
-  friend class DIDescriptor;
-  void printInternal(raw_ostream &OS) const;
-
 public:
-  explicit DIImportedEntity(const MDNode *N) : DIDescriptor(N) {}
-  DIScope getContext() const { return getFieldAs<DIScope>(1); }
-  DIScopeRef getEntity() const { return getFieldAs<DIScopeRef>(2); }
-  unsigned getLineNumber() const { return getHeaderFieldAs<unsigned>(1); }
-  StringRef getName() const { return getHeaderField(2); }
-  bool Verify() const;
+  DIImportedEntity() = default;
+  DIImportedEntity(const MDImportedEntity *N) : DIDescriptor(N) {}
+
+  MDImportedEntity *get() const {
+    return cast_or_null<MDImportedEntity>(DIDescriptor::get());
+  }
+  operator MDImportedEntity *() const { return get(); }
+  MDImportedEntity *operator->() const { return get(); }
+  MDImportedEntity &operator*() const {
+    assert(get() && "Expected valid pointer");
+    return *get();
+  }
+
+  DIScope getContext() const { return DIScope(get()->getScope()); }
+  DIDescriptorRef getEntity() const { return get()->getEntity(); }
+  unsigned getLineNumber() const { return get()->getLine(); }
+  StringRef getName() const { return get()->getName(); }
 };
 
-/// getDISubprogram - Find subprogram that is enclosing this scope.
+#define SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DESC)                                              \
+  template <> struct simplify_type<const DESC> {                               \
+    typedef Metadata *SimpleType;                                              \
+    static SimpleType getSimplifiedValue(const DESC &DI) { return DI; }        \
+  };                                                                           \
+  template <> struct simplify_type<DESC> : simplify_type<const DESC> {};
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIDescriptor)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubrange)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIEnumerator)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIScope)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIType)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIBasicType)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIDerivedType)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DICompositeType)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubroutineType)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIFile)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DICompileUnit)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DISubprogram)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILexicalBlock)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILexicalBlockFile)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DINameSpace)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DITemplateTypeParameter)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DITemplateValueParameter)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIGlobalVariable)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIVariable)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIExpression)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DILocation)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIObjCProperty)
+SIMPLIFY_DESCRIPTOR(DIImportedEntity)
+#undef SIMPLIFY_DESCRIPTOR
+
+/// \brief Find subprogram that is enclosing this scope.
 DISubprogram getDISubprogram(const MDNode *Scope);
 
-/// getDICompositeType - Find underlying composite type.
+/// \brief Find debug info for a given function.
+/// \returns a valid DISubprogram, if found. Otherwise, it returns an empty
+/// DISubprogram.
+DISubprogram getDISubprogram(const Function *F);
+
+/// \brief Find underlying composite type.
 DICompositeType getDICompositeType(DIType T);
 
-/// createInlinedVariable - Create a new inlined variable based on current
-/// variable.
+/// \brief Create a new inlined variable based on current variable.
+///
 /// @param DV            Current Variable.
 /// @param InlinedScope  Location at current variable is inlined.
 DIVariable createInlinedVariable(MDNode *DV, MDNode *InlinedScope,
                                  LLVMContext &VMContext);
 
-/// cleanseInlinedVariable - Remove inlined scope from the variable.
+/// \brief Remove inlined scope from the variable.
 DIVariable cleanseInlinedVariable(MDNode *DV, LLVMContext &VMContext);
 
-/// Construct DITypeIdentifierMap by going through retained types of each CU.
+/// \brief Generate map by visiting all retained types.
 DITypeIdentifierMap generateDITypeIdentifierMap(const NamedMDNode *CU_Nodes);
 
-/// Strip debug info in the module if it exists.
+/// \brief Strip debug info in the module if it exists.
+///
 /// To do this, we remove all calls to the debugger intrinsics and any named
 /// metadata for debugging. We also remove debug locations for instructions.
 /// Return true if module is modified.
 bool StripDebugInfo(Module &M);
+bool stripDebugInfo(Function &F);
 
-/// Return Debug Info Metadata Version by checking module flags.
+/// \brief Return Debug Info Metadata Version by checking module flags.
 unsigned getDebugMetadataVersionFromModule(const Module &M);
 
+/// \brief Utility to find all debug info in a module.
+///
 /// DebugInfoFinder tries to list all debug info MDNodes used in a module. To
 /// list debug info MDNodes used by an instruction, DebugInfoFinder uses
 /// processDeclare, processValue and processLocation to handle DbgDeclareInst,
@@ -990,50 +971,36 @@ class DebugInfoFinder {
 public:
   DebugInfoFinder() : TypeMapInitialized(false) {}
 
-  /// processModule - Process entire module and collect debug info
-  /// anchors.
+  /// \brief Process entire module and collect debug info anchors.
   void processModule(const Module &M);
 
-  /// processDeclare - Process DbgDeclareInst.
+  /// \brief Process DbgDeclareInst.
   void processDeclare(const Module &M, const DbgDeclareInst *DDI);
-  /// Process DbgValueInst.
+  /// \brief Process DbgValueInst.
   void processValue(const Module &M, const DbgValueInst *DVI);
-  /// processLocation - Process DILocation.
+  /// \brief Process DILocation.
   void processLocation(const Module &M, DILocation Loc);
 
-  /// Clear all lists.
+  /// \brief Clear all lists.
   void reset();
 
 private:
-  /// Initialize TypeIdentifierMap.
   void InitializeTypeMap(const Module &M);
 
-  /// processType - Process DIType.
   void processType(DIType DT);
-
-  /// processSubprogram - Process DISubprogram.
   void processSubprogram(DISubprogram SP);
-
   void processScope(DIScope Scope);
-
-  /// addCompileUnit - Add compile unit into CUs.
   bool addCompileUnit(DICompileUnit CU);
-
-  /// addGlobalVariable - Add global variable into GVs.
   bool addGlobalVariable(DIGlobalVariable DIG);
-
-  // addSubprogram - Add subprogram into SPs.
   bool addSubprogram(DISubprogram SP);
-
-  /// addType - Add type into Tys.
   bool addType(DIType DT);
-
   bool addScope(DIScope Scope);
 
 public:
   typedef SmallVectorImpl<DICompileUnit>::const_iterator compile_unit_iterator;
   typedef SmallVectorImpl<DISubprogram>::const_iterator subprogram_iterator;
-  typedef SmallVectorImpl<DIGlobalVariable>::const_iterator global_variable_iterator;
+  typedef SmallVectorImpl<DIGlobalVariable>::const_iterator
+      global_variable_iterator;
   typedef SmallVectorImpl<DIType>::const_iterator type_iterator;
   typedef SmallVectorImpl<DIScope>::const_iterator scope_iterator;
 
@@ -1064,14 +1031,15 @@ public:
   unsigned scope_count() const { return Scopes.size(); }
 
 private:
-  SmallVector<DICompileUnit, 8> CUs;    // Compile Units
-  SmallVector<DISubprogram, 8> SPs;    // Subprograms
-  SmallVector<DIGlobalVariable, 8> GVs;    // Global Variables;
-  SmallVector<DIType, 8> TYs;    // Types
-  SmallVector<DIScope, 8> Scopes; // Scopes
+  SmallVector<DICompileUnit, 8> CUs;
+  SmallVector<DISubprogram, 8> SPs;
+  SmallVector<DIGlobalVariable, 8> GVs;
+  SmallVector<DIType, 8> TYs;
+  SmallVector<DIScope, 8> Scopes;
   SmallPtrSet<MDNode *, 64> NodesSeen;
   DITypeIdentifierMap TypeIdentifierMap;
-  /// Specify if TypeIdentifierMap is initialized.
+
+  /// \brief Specify if TypeIdentifierMap is initialized.
   bool TypeMapInitialized;
 };