lib/Bitcode/Writer/ValueEnumerator.cpp

   1 //===-- ValueEnumerator.cpp - Number values and types for bitcode writer --===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the ValueEnumerator class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ValueEnumerator.h"
  15 #include "llvm/Constants.h"
  16 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  17 #include "llvm/Metadata.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/TypeSymbolTable.h"
  20 #include "llvm/ValueSymbolTable.h"
  21 #include "llvm/Instructions.h"
  22 #include <algorithm>
  23 using namespace llvm;
  24
  25 static bool isSingleValueType(const std::pair<const llvm::Type*,
  26                               unsigned int> &P) {
  27   return P.first->isSingleValueType();
  28 }
  29
  30 static bool isIntegerValue(const std::pair<const Value*, unsigned> &V) {
  31   return isa<IntegerType>(V.first->getType());
  32 }
  33
  34 static bool CompareByFrequency(const std::pair<const llvm::Type*,
  35                                unsigned int> &P1,
  36                                const std::pair<const llvm::Type*,
  37                                unsigned int> &P2) {
  38   return P1.second > P2.second;
  39 }
  40
  41 /// ValueEnumerator - Enumerate module-level information.
  42 ValueEnumerator::ValueEnumerator(const Module *M) {
  43   // Enumerate the global variables.
  44   for (Module::const_global_iterator I = M->global_begin(),
  45          E = M->global_end(); I != E; ++I)
  46     EnumerateValue(I);
  47
  48   // Enumerate the functions.
  49   for (Module::const_iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I) {
  50     EnumerateValue(I);
  51     EnumerateAttributes(cast<Function>(I)->getAttributes());
  52   }
  53
  54   // Enumerate the aliases.
  55   for (Module::const_alias_iterator I = M->alias_begin(), E = M->alias_end();
  56        I != E; ++I)
  57     EnumerateValue(I);
  58
  59   // Remember what is the cutoff between globalvalue's and other constants.
  60   unsigned FirstConstant = Values.size();
  61
  62   // Enumerate the global variable initializers.
  63   for (Module::const_global_iterator I = M->global_begin(),
  64          E = M->global_end(); I != E; ++I)
  65     if (I->hasInitializer())
  66       EnumerateValue(I->getInitializer());
  67
  68   // Enumerate the aliasees.
  69   for (Module::const_alias_iterator I = M->alias_begin(), E = M->alias_end();
  70        I != E; ++I)
  71     EnumerateValue(I->getAliasee());
  72
  73   // Enumerate types used by the type symbol table.
  74   EnumerateTypeSymbolTable(M->getTypeSymbolTable());
  75
  76   // Insert constants that are named at module level into the slot pool so that
  77   // the module symbol table can refer to them...
  78   EnumerateValueSymbolTable(M->getValueSymbolTable());
  79
  80   // Enumerate types used by function bodies and argument lists.
  81   for (Module::const_iterator F = M->begin(), E = M->end(); F != E; ++F) {
  82
  83     for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
  84          I != E; ++I)
  85       EnumerateType(I->getType());
  86
  87     for (Function::const_iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB)
  88       for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E;++I){
  89         for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end();
  90              OI != E; ++OI)
  91           EnumerateOperandType(*OI);
  92         EnumerateType(I->getType());
  93         if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I))
  94           EnumerateAttributes(CI->getAttributes());
  95         else if (const InvokeInst *II = dyn_cast<InvokeInst>(I))
  96           EnumerateAttributes(II->getAttributes());
  97       }
  98   }
  99
 100   // Optimize constant ordering.
 101   OptimizeConstants(FirstConstant, Values.size());
 102
 103   // Sort the type table by frequency so that most commonly used types are early
 104   // in the table (have low bit-width).
 105   std::stable_sort(Types.begin(), Types.end(), CompareByFrequency);
 106
 107   // Partition the Type ID's so that the single-value types occur before the
 108   // aggregate types.  This allows the aggregate types to be dropped from the
 109   // type table after parsing the global variable initializers.
 110   std::partition(Types.begin(), Types.end(), isSingleValueType);
 111
 112   // Now that we rearranged the type table, rebuild TypeMap.
 113   for (unsigned i = 0, e = Types.size(); i != e; ++i)
 114     TypeMap[Types[i].first] = i+1;
 115 }
 116
 117 unsigned ValueEnumerator::getValueID(const Value *V) const {
 118   if (isa<MetadataBase>(V)) {
 119     ValueMapType::const_iterator I = MDValueMap.find(V);
 120     assert(I != MDValueMap.end() && "Value not in slotcalculator!");
 121     return I->second-1;
 122   }
 123
 124   ValueMapType::const_iterator I = ValueMap.find(V);
 125   assert(I != ValueMap.end() && "Value not in slotcalculator!");
 126   return I->second-1;
 127 }
 128
 129 // Optimize constant ordering.
 130 namespace {
 131   struct CstSortPredicate {
 132     ValueEnumerator &VE;
 133     explicit CstSortPredicate(ValueEnumerator &ve) : VE(ve) {}
 134     bool operator()(const std::pair<const Value*, unsigned> &LHS,
 135                     const std::pair<const Value*, unsigned> &RHS) {
 136       // Sort by plane.
 137       if (LHS.first->getType() != RHS.first->getType())
 138         return VE.getTypeID(LHS.first->getType()) <
 139                VE.getTypeID(RHS.first->getType());
 140       // Then by frequency.
 141       return LHS.second > RHS.second;
 142     }
 143   };
 144 }
 145
 146 /// OptimizeConstants - Reorder constant pool for denser encoding.
 147 void ValueEnumerator::OptimizeConstants(unsigned CstStart, unsigned CstEnd) {
 148   if (CstStart == CstEnd || CstStart+1 == CstEnd) return;
 149
 150   CstSortPredicate P(*this);
 151   std::stable_sort(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd, P);
 152
 153   // Ensure that integer constants are at the start of the constant pool.  This
 154   // is important so that GEP structure indices come before gep constant exprs.
 155   std::partition(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd,
 156                  isIntegerValue);
 157
 158   // Rebuild the modified portion of ValueMap.
 159   for (; CstStart != CstEnd; ++CstStart)
 160     ValueMap[Values[CstStart].first] = CstStart+1;
 161 }
 162
 163
 164 /// EnumerateTypeSymbolTable - Insert all of the types in the specified symbol
 165 /// table.
 166 void ValueEnumerator::EnumerateTypeSymbolTable(const TypeSymbolTable &TST) {
 167   for (TypeSymbolTable::const_iterator TI = TST.begin(), TE = TST.end();
 168        TI != TE; ++TI)
 169     EnumerateType(TI->second);
 170 }
 171
 172 /// EnumerateValueSymbolTable - Insert all of the values in the specified symbol
 173 /// table into the values table.
 174 void ValueEnumerator::EnumerateValueSymbolTable(const ValueSymbolTable &VST) {
 175   for (ValueSymbolTable::const_iterator VI = VST.begin(), VE = VST.end();
 176        VI != VE; ++VI)
 177     EnumerateValue(VI->getValue());
 178 }
 179
 180 void ValueEnumerator::EnumerateMetadata(const MetadataBase *MD) {
 181   // Check to see if it's already in!
 182   unsigned &MDValueID = MDValueMap[MD];
 183   if (MDValueID) {
 184     // Increment use count.
 185     MDValues[MDValueID-1].second++;
 186     return;
 187   }
 188
 189   // Enumerate the type of this value.
 190   EnumerateType(MD->getType());
 191
 192   if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(MD)) {
 193     MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 194     MDValueMap[MD] = MDValues.size();
 195     MDValueID = MDValues.size();
 196     for (MDNode::const_elem_iterator I = N->elem_begin(), E = N->elem_end();
 197          I != E; ++I) {
 198       if (*I)
 199         EnumerateValue(*I);
 200       else
 201         EnumerateType(Type::VoidTy);
 202     }
 203     return;
 204   } else if (const NamedMDNode *N = dyn_cast<NamedMDNode>(MD)) {
 205     for(NamedMDNode::const_elem_iterator I = N->elem_begin(),
 206           E = N->elem_end(); I != E; ++I) {
 207       MetadataBase *M = *I;
 208       EnumerateValue(M);
 209     }
 210     MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 211     MDValueMap[MD] = Values.size();
 212     return;
 213   }
 214
 215   // Add the value.
 216   MDValues.push_back(std::make_pair(MD, 1U));
 217   MDValueID = MDValues.size();
 218 }
 219
 220 void ValueEnumerator::EnumerateValue(const Value *V) {
 221   assert(V->getType() != Type::VoidTy && "Can't insert void values!");
 222   if (const MetadataBase *MB = dyn_cast<MetadataBase>(V))
 223     return EnumerateMetadata(MB);
 224
 225   // Check to see if it's already in!
 226   unsigned &ValueID = ValueMap[V];
 227   if (ValueID) {
 228     // Increment use count.
 229     Values[ValueID-1].second++;
 230     return;
 231   }
 232
 233   // Enumerate the type of this value.
 234   EnumerateType(V->getType());
 235
 236   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 237     if (isa<GlobalValue>(C)) {
 238       // Initializers for globals are handled explicitly elsewhere.
 239     } else if (isa<ConstantArray>(C) && cast<ConstantArray>(C)->isString()) {
 240       // Do not enumerate the initializers for an array of simple characters.
 241       // The initializers just polute the value table, and we emit the strings
 242       // specially.
 243     } else if (C->getNumOperands()) {
 244       // If a constant has operands, enumerate them.  This makes sure that if a
 245       // constant has uses (for example an array of const ints), that they are
 246       // inserted also.
 247
 248       // We prefer to enumerate them with values before we enumerate the user
 249       // itself.  This makes it more likely that we can avoid forward references
 250       // in the reader.  We know that there can be no cycles in the constants
 251       // graph that don't go through a global variable.
 252       for (User::const_op_iterator I = C->op_begin(), E = C->op_end();
 253            I != E; ++I)
 254         EnumerateValue(*I);
 255
 256       // Finally, add the value.  Doing this could make the ValueID reference be
 257       // dangling, don't reuse it.
 258       Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 259       ValueMap[V] = Values.size();
 260       return;
 261     }
 262   }
 263
 264   // Add the value.
 265   Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 266   ValueID = Values.size();
 267 }
 268
 269
 270 void ValueEnumerator::EnumerateType(const Type *Ty) {
 271   unsigned &TypeID = TypeMap[Ty];
 272
 273   if (TypeID) {
 274     // If we've already seen this type, just increase its occurrence count.
 275     Types[TypeID-1].second++;
 276     return;
 277   }
 278
 279   // First time we saw this type, add it.
 280   Types.push_back(std::make_pair(Ty, 1U));
 281   TypeID = Types.size();
 282
 283   // Enumerate subtypes.
 284   for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
 285        I != E; ++I)
 286     EnumerateType(*I);
 287 }
 288
 289 // Enumerate the types for the specified value.  If the value is a constant,
 290 // walk through it, enumerating the types of the constant.
 291 void ValueEnumerator::EnumerateOperandType(const Value *V) {
 292   EnumerateType(V->getType());
 293   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 294     // If this constant is already enumerated, ignore it, we know its type must
 295     // be enumerated.
 296     if (ValueMap.count(V)) return;
 297
 298     // This constant may have operands, make sure to enumerate the types in
 299     // them.
 300     for (unsigned i = 0, e = C->getNumOperands(); i != e; ++i)
 301       EnumerateOperandType(C->getOperand(i));
 302
 303     if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(V)) {
 304       for (unsigned i = 0, e = N->getNumElements(); i != e; ++i) {
 305         Value *Elem = N->getElement(i);
 306         if (Elem)
 307           EnumerateOperandType(Elem);
 308       }
 309     }
 310   } else if (isa<MDString>(V) || isa<MDNode>(V))
 311     EnumerateValue(V);
 312 }
 313
 314 void ValueEnumerator::EnumerateAttributes(const AttrListPtr &PAL) {
 315   if (PAL.isEmpty()) return;  // null is always 0.
 316   // Do a lookup.
 317   unsigned &Entry = AttributeMap[PAL.getRawPointer()];
 318   if (Entry == 0) {
 319     // Never saw this before, add it.
 320     Attributes.push_back(PAL);
 321     Entry = Attributes.size();
 322   }
 323 }
 324
 325
 326 void ValueEnumerator::incorporateFunction(const Function &F) {
 327   NumModuleValues = Values.size();
 328
 329   // Adding function arguments to the value table.
 330   for(Function::const_arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
 331       I != E; ++I)
 332     EnumerateValue(I);
 333
 334   FirstFuncConstantID = Values.size();
 335
 336   // Add all function-level constants to the value table.
 337   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 338     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
 339       for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end();
 340            OI != E; ++OI) {
 341         if ((isa<Constant>(*OI) && !isa<GlobalValue>(*OI)) ||
 342             isa<InlineAsm>(*OI))
 343           EnumerateValue(*OI);
 344       }
 345     BasicBlocks.push_back(BB);
 346     ValueMap[BB] = BasicBlocks.size();
 347   }
 348
 349   // Optimize the constant layout.
 350   OptimizeConstants(FirstFuncConstantID, Values.size());
 351
 352   // Add the function's parameter attributes so they are available for use in
 353   // the function's instruction.
 354   EnumerateAttributes(F.getAttributes());
 355
 356   FirstInstID = Values.size();
 357
 358   // Add all of the instructions.
 359   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 360     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I) {
 361       if (I->getType() != Type::VoidTy)
 362         EnumerateValue(I);
 363     }
 364   }
 365 }
 366
 367 void ValueEnumerator::purgeFunction() {
 368   /// Remove purged values from the ValueMap.
 369   for (unsigned i = NumModuleValues, e = Values.size(); i != e; ++i)
 370     ValueMap.erase(Values[i].first);
 371   for (unsigned i = 0, e = BasicBlocks.size(); i != e; ++i)
 372     ValueMap.erase(BasicBlocks[i]);
 373
 374   Values.resize(NumModuleValues);
 375   BasicBlocks.clear();
 376 }
 377