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/MDNode.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 // Optimize constant ordering.
 118 namespace {
 119   struct CstSortPredicate {
 120     ValueEnumerator &VE;
 121     explicit CstSortPredicate(ValueEnumerator &ve) : VE(ve) {}
 122     bool operator()(const std::pair<const Value*, unsigned> &LHS,
 123                     const std::pair<const Value*, unsigned> &RHS) {
 124       // Sort by plane.
 125       if (LHS.first->getType() != RHS.first->getType())
 126         return VE.getTypeID(LHS.first->getType()) <
 127                VE.getTypeID(RHS.first->getType());
 128       // Then by frequency.
 129       return LHS.second > RHS.second;
 130     }
 131   };
 132 }
 133
 134 /// OptimizeConstants - Reorder constant pool for denser encoding.
 135 void ValueEnumerator::OptimizeConstants(unsigned CstStart, unsigned CstEnd) {
 136   if (CstStart == CstEnd || CstStart+1 == CstEnd) return;
 137
 138   CstSortPredicate P(*this);
 139   std::stable_sort(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd, P);
 140
 141   // Ensure that integer constants are at the start of the constant pool.  This
 142   // is important so that GEP structure indices come before gep constant exprs.
 143   std::partition(Values.begin()+CstStart, Values.begin()+CstEnd,
 144                  isIntegerValue);
 145
 146   // Rebuild the modified portion of ValueMap.
 147   for (; CstStart != CstEnd; ++CstStart)
 148     ValueMap[Values[CstStart].first] = CstStart+1;
 149 }
 150
 151
 152 /// EnumerateTypeSymbolTable - Insert all of the types in the specified symbol
 153 /// table.
 154 void ValueEnumerator::EnumerateTypeSymbolTable(const TypeSymbolTable &TST) {
 155   for (TypeSymbolTable::const_iterator TI = TST.begin(), TE = TST.end();
 156        TI != TE; ++TI)
 157     EnumerateType(TI->second);
 158 }
 159
 160 /// EnumerateValueSymbolTable - Insert all of the values in the specified symbol
 161 /// table into the values table.
 162 void ValueEnumerator::EnumerateValueSymbolTable(const ValueSymbolTable &VST) {
 163   for (ValueSymbolTable::const_iterator VI = VST.begin(), VE = VST.end();
 164        VI != VE; ++VI)
 165     EnumerateValue(VI->getValue());
 166 }
 167
 168 void ValueEnumerator::EnumerateValue(const Value *V) {
 169   assert(V->getType() != Type::VoidTy && "Can't insert void values!");
 170
 171   // Check to see if it's already in!
 172   unsigned &ValueID = ValueMap[V];
 173   if (ValueID) {
 174     // Increment use count.
 175     Values[ValueID-1].second++;
 176     return;
 177   }
 178
 179   // Enumerate the type of this value.
 180   EnumerateType(V->getType());
 181
 182   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 183     if (isa<GlobalValue>(C)) {
 184       // Initializers for globals are handled explicitly elsewhere.
 185     } else if (isa<ConstantArray>(C) && cast<ConstantArray>(C)->isString()) {
 186       // Do not enumerate the initializers for an array of simple characters.
 187       // The initializers just polute the value table, and we emit the strings
 188       // specially.
 189     } else if (C->getNumOperands()) {
 190       // If a constant has operands, enumerate them.  This makes sure that if a
 191       // constant has uses (for example an array of const ints), that they are
 192       // inserted also.
 193
 194       // We prefer to enumerate them with values before we enumerate the user
 195       // itself.  This makes it more likely that we can avoid forward references
 196       // in the reader.  We know that there can be no cycles in the constants
 197       // graph that don't go through a global variable.
 198       for (User::const_op_iterator I = C->op_begin(), E = C->op_end();
 199            I != E; ++I)
 200         EnumerateValue(*I);
 201
 202       // Finally, add the value.  Doing this could make the ValueID reference be
 203       // dangling, don't reuse it.
 204       Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 205       ValueMap[V] = Values.size();
 206       return;
 207     } else if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(C)) {
 208       for (MDNode::const_elem_iterator I = N->elem_begin(), E = N->elem_end();
 209            I != E; ++I) {
 210         if (*I)
 211           EnumerateValue(*I);
 212         else
 213           EnumerateType(Type::VoidTy);
 214       }
 215
 216       Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 217       ValueMap[V] = Values.size();
 218       return;
 219     }
 220   }
 221
 222   // Add the value.
 223   Values.push_back(std::make_pair(V, 1U));
 224   ValueID = Values.size();
 225 }
 226
 227
 228 void ValueEnumerator::EnumerateType(const Type *Ty) {
 229   unsigned &TypeID = TypeMap[Ty];
 230
 231   if (TypeID) {
 232     // If we've already seen this type, just increase its occurrence count.
 233     Types[TypeID-1].second++;
 234     return;
 235   }
 236
 237   // First time we saw this type, add it.
 238   Types.push_back(std::make_pair(Ty, 1U));
 239   TypeID = Types.size();
 240
 241   // Enumerate subtypes.
 242   for (Type::subtype_iterator I = Ty->subtype_begin(), E = Ty->subtype_end();
 243        I != E; ++I)
 244     EnumerateType(*I);
 245 }
 246
 247 // Enumerate the types for the specified value.  If the value is a constant,
 248 // walk through it, enumerating the types of the constant.
 249 void ValueEnumerator::EnumerateOperandType(const Value *V) {
 250   EnumerateType(V->getType());
 251   if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 252     // If this constant is already enumerated, ignore it, we know its type must
 253     // be enumerated.
 254     if (ValueMap.count(V)) return;
 255
 256     // This constant may have operands, make sure to enumerate the types in
 257     // them.
 258     for (unsigned i = 0, e = C->getNumOperands(); i != e; ++i)
 259       EnumerateOperandType(C->getOperand(i));
 260
 261     if (const MDNode *N = dyn_cast<MDNode>(V)) {
 262       for (unsigned i = 0, e = N->getNumElements(); i != e; ++i) {
 263         Value *Elem = N->getElement(i);
 264         if (Elem)
 265           EnumerateOperandType(Elem);
 266       }
 267     }
 268   } else if (const MDString *MDS = dyn_cast<MDString>(V))
 269     EnumerateValue(V);
 270 }
 271
 272 void ValueEnumerator::EnumerateAttributes(const AttrListPtr &PAL) {
 273   if (PAL.isEmpty()) return;  // null is always 0.
 274   // Do a lookup.
 275   unsigned &Entry = AttributeMap[PAL.getRawPointer()];
 276   if (Entry == 0) {
 277     // Never saw this before, add it.
 278     Attributes.push_back(PAL);
 279     Entry = Attributes.size();
 280   }
 281 }
 282
 283
 284 void ValueEnumerator::incorporateFunction(const Function &F) {
 285   NumModuleValues = Values.size();
 286
 287   // Adding function arguments to the value table.
 288   for(Function::const_arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end();
 289       I != E; ++I)
 290     EnumerateValue(I);
 291
 292   FirstFuncConstantID = Values.size();
 293
 294   // Add all function-level constants to the value table.
 295   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 296     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
 297       for (User::const_op_iterator OI = I->op_begin(), E = I->op_end();
 298            OI != E; ++OI) {
 299         if ((isa<Constant>(*OI) && !isa<GlobalValue>(*OI)) ||
 300             isa<InlineAsm>(*OI))
 301           EnumerateValue(*OI);
 302       }
 303     BasicBlocks.push_back(BB);
 304     ValueMap[BB] = BasicBlocks.size();
 305   }
 306
 307   // Optimize the constant layout.
 308   OptimizeConstants(FirstFuncConstantID, Values.size());
 309
 310   // Add the function's parameter attributes so they are available for use in
 311   // the function's instruction.
 312   EnumerateAttributes(F.getAttributes());
 313
 314   FirstInstID = Values.size();
 315
 316   // Add all of the instructions.
 317   for (Function::const_iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB) {
 318     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I) {
 319       if (I->getType() != Type::VoidTy)
 320         EnumerateValue(I);
 321     }
 322   }
 323 }
 324
 325 void ValueEnumerator::purgeFunction() {
 326   /// Remove purged values from the ValueMap.
 327   for (unsigned i = NumModuleValues, e = Values.size(); i != e; ++i)
 328     ValueMap.erase(Values[i].first);
 329   for (unsigned i = 0, e = BasicBlocks.size(); i != e; ++i)
 330     ValueMap.erase(BasicBlocks[i]);
 331
 332   Values.resize(NumModuleValues);
 333   BasicBlocks.clear();
 334 }
 335