Add support for hashing attributes with DW_FORM_block. This required
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / AsmPrinter / DIEHash.cpp
1 //===-- llvm/CodeGen/DIEHash.cpp - Dwarf Hashing Framework ----------------===//
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 contains support for DWARF4 hashing of DIEs.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "dwarfdebug"
15
16 #include "DIEHash.h"
17 #include "DIE.h"
18 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
19 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
20 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
21 #include "llvm/Support/Debug.h"
22 #include "llvm/Support/Dwarf.h"
23 #include "llvm/Support/Endian.h"
24 #include "llvm/Support/MD5.h"
25 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
26
27 using namespace llvm;
28
29 /// \brief Grabs the string in whichever attribute is passed in and returns
30 /// a reference to it.
31 static StringRef getDIEStringAttr(const DIE &Die, uint16_t Attr) {
32   const SmallVectorImpl<DIEValue *> &Values = Die.getValues();
33   const DIEAbbrev &Abbrevs = Die.getAbbrev();
34
35   // Iterate through all the attributes until we find the one we're
36   // looking for, if we can't find it return an empty string.
37   for (size_t i = 0; i < Values.size(); ++i) {
38     if (Abbrevs.getData()[i].getAttribute() == Attr) {
39       DIEValue *V = Values[i];
40       assert(isa<DIEString>(V) && "String requested. Not a string.");
41       DIEString *S = cast<DIEString>(V);
42       return S->getString();
43     }
44   }
45   return StringRef("");
46 }
47
48 /// \brief Adds the string in \p Str to the hash. This also hashes
49 /// a trailing NULL with the string.
50 void DIEHash::addString(StringRef Str) {
51   DEBUG(dbgs() << "Adding string " << Str << " to hash.\n");
52   Hash.update(Str);
53   Hash.update(makeArrayRef((uint8_t)'\0'));
54 }
55
56 // FIXME: The LEB128 routines are copied and only slightly modified out of
57 // LEB128.h.
58
59 /// \brief Adds the unsigned in \p Value to the hash encoded as a ULEB128.
60 void DIEHash::addULEB128(uint64_t Value) {
61   DEBUG(dbgs() << "Adding ULEB128 " << Value << " to hash.\n");
62   do {
63     uint8_t Byte = Value & 0x7f;
64     Value >>= 7;
65     if (Value != 0)
66       Byte |= 0x80; // Mark this byte to show that more bytes will follow.
67     Hash.update(Byte);
68   } while (Value != 0);
69 }
70
71 void DIEHash::addSLEB128(int64_t Value) {
72   DEBUG(dbgs() << "Adding ULEB128 " << Value << " to hash.\n");
73   bool More;
74   do {
75     uint8_t Byte = Value & 0x7f;
76     Value >>= 7;
77     More = !((((Value == 0) && ((Byte & 0x40) == 0)) ||
78               ((Value == -1) && ((Byte & 0x40) != 0))));
79     if (More)
80       Byte |= 0x80; // Mark this byte to show that more bytes will follow.
81     Hash.update(Byte);
82   } while (More);
83 }
84
85 /// \brief Including \p Parent adds the context of Parent to the hash..
86 void DIEHash::addParentContext(const DIE &Parent) {
87
88   DEBUG(dbgs() << "Adding parent context to hash...\n");
89
90   // [7.27.2] For each surrounding type or namespace beginning with the
91   // outermost such construct...
92   SmallVector<const DIE *, 1> Parents;
93   const DIE *Cur = &Parent;
94   while (Cur->getParent()) {
95     Parents.push_back(Cur);
96     Cur = Cur->getParent();
97   }
98   assert(Cur->getTag() == dwarf::DW_TAG_compile_unit ||
99          Cur->getTag() == dwarf::DW_TAG_type_unit);
100
101   // Reverse iterate over our list to go from the outermost construct to the
102   // innermost.
103   for (SmallVectorImpl<const DIE *>::reverse_iterator I = Parents.rbegin(),
104                                                       E = Parents.rend();
105        I != E; ++I) {
106     const DIE &Die = **I;
107
108     // ... Append the letter "C" to the sequence...
109     addULEB128('C');
110
111     // ... Followed by the DWARF tag of the construct...
112     addULEB128(Die.getTag());
113
114     // ... Then the name, taken from the DW_AT_name attribute.
115     StringRef Name = getDIEStringAttr(Die, dwarf::DW_AT_name);
116     DEBUG(dbgs() << "... adding context: " << Name << "\n");
117     if (!Name.empty())
118       addString(Name);
119   }
120 }
121
122 // Collect all of the attributes for a particular DIE in single structure.
123 void DIEHash::collectAttributes(const DIE &Die, DIEAttrs &Attrs) {
124   const SmallVectorImpl<DIEValue *> &Values = Die.getValues();
125   const DIEAbbrev &Abbrevs = Die.getAbbrev();
126
127 #define COLLECT_ATTR(NAME)                                                     \
128   case dwarf::NAME:                                                            \
129     Attrs.NAME.Val = Values[i];                                                \
130     Attrs.NAME.Desc = &Abbrevs.getData()[i];                                   \
131     break
132
133   for (size_t i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i) {
134     DEBUG(dbgs() << "Attribute: "
135                  << dwarf::AttributeString(Abbrevs.getData()[i].getAttribute())
136                  << " added.\n");
137     switch (Abbrevs.getData()[i].getAttribute()) {
138       COLLECT_ATTR(DW_AT_name);
139       COLLECT_ATTR(DW_AT_accessibility);
140       COLLECT_ATTR(DW_AT_address_class);
141       COLLECT_ATTR(DW_AT_allocated);
142       COLLECT_ATTR(DW_AT_artificial);
143       COLLECT_ATTR(DW_AT_associated);
144       COLLECT_ATTR(DW_AT_binary_scale);
145       COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_offset);
146       COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_size);
147       COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_stride);
148       COLLECT_ATTR(DW_AT_byte_size);
149       COLLECT_ATTR(DW_AT_byte_stride);
150       COLLECT_ATTR(DW_AT_const_expr);
151       COLLECT_ATTR(DW_AT_const_value);
152       COLLECT_ATTR(DW_AT_containing_type);
153       COLLECT_ATTR(DW_AT_count);
154       COLLECT_ATTR(DW_AT_data_bit_offset);
155       COLLECT_ATTR(DW_AT_data_location);
156       COLLECT_ATTR(DW_AT_data_member_location);
157       COLLECT_ATTR(DW_AT_decimal_scale);
158       COLLECT_ATTR(DW_AT_decimal_sign);
159       COLLECT_ATTR(DW_AT_default_value);
160       COLLECT_ATTR(DW_AT_digit_count);
161       COLLECT_ATTR(DW_AT_discr);
162       COLLECT_ATTR(DW_AT_discr_list);
163       COLLECT_ATTR(DW_AT_discr_value);
164       COLLECT_ATTR(DW_AT_encoding);
165       COLLECT_ATTR(DW_AT_enum_class);
166       COLLECT_ATTR(DW_AT_endianity);
167       COLLECT_ATTR(DW_AT_explicit);
168       COLLECT_ATTR(DW_AT_is_optional);
169       COLLECT_ATTR(DW_AT_location);
170       COLLECT_ATTR(DW_AT_lower_bound);
171       COLLECT_ATTR(DW_AT_mutable);
172       COLLECT_ATTR(DW_AT_ordering);
173       COLLECT_ATTR(DW_AT_picture_string);
174       COLLECT_ATTR(DW_AT_prototyped);
175       COLLECT_ATTR(DW_AT_small);
176       COLLECT_ATTR(DW_AT_segment);
177       COLLECT_ATTR(DW_AT_string_length);
178       COLLECT_ATTR(DW_AT_threads_scaled);
179       COLLECT_ATTR(DW_AT_upper_bound);
180       COLLECT_ATTR(DW_AT_use_location);
181       COLLECT_ATTR(DW_AT_use_UTF8);
182       COLLECT_ATTR(DW_AT_variable_parameter);
183       COLLECT_ATTR(DW_AT_virtuality);
184       COLLECT_ATTR(DW_AT_visibility);
185       COLLECT_ATTR(DW_AT_vtable_elem_location);
186       COLLECT_ATTR(DW_AT_type);
187     default:
188       break;
189     }
190   }
191 }
192
193 void DIEHash::hashShallowTypeReference(dwarf::Attribute Attribute,
194                                        const DIE &Entry, StringRef Name) {
195   // append the letter 'N'
196   addULEB128('N');
197
198   // the DWARF attribute code (DW_AT_type or DW_AT_friend),
199   addULEB128(Attribute);
200
201   // the context of the tag,
202   if (const DIE *Parent = Entry.getParent())
203     addParentContext(*Parent);
204
205   // the letter 'E',
206   addULEB128('E');
207
208   // and the name of the type.
209   addString(Name);
210
211   // Currently DW_TAG_friends are not used by Clang, but if they do become so,
212   // here's the relevant spec text to implement:
213   //
214   // For DW_TAG_friend, if the referenced entry is the DW_TAG_subprogram,
215   // the context is omitted and the name to be used is the ABI-specific name
216   // of the subprogram (e.g., the mangled linker name).
217 }
218
219 void DIEHash::hashRepeatedTypeReference(dwarf::Attribute Attribute,
220                                         unsigned DieNumber) {
221   // a) If T is in the list of [previously hashed types], use the letter
222   // 'R' as the marker
223   addULEB128('R');
224
225   addULEB128(Attribute);
226
227   // and use the unsigned LEB128 encoding of [the index of T in the
228   // list] as the attribute value;
229   addULEB128(DieNumber);
230 }
231
232 void DIEHash::hashDIEEntry(dwarf::Attribute Attribute, dwarf::Tag Tag,
233                            const DIE &Entry) {
234   assert(Tag != dwarf::DW_TAG_friend && "No current LLVM clients emit friend "
235                                         "tags. Add support here when there's "
236                                         "a use case");
237   // Step 5
238   // If the tag in Step 3 is one of [the below tags]
239   if ((Tag == dwarf::DW_TAG_pointer_type ||
240        Tag == dwarf::DW_TAG_reference_type ||
241        Tag == dwarf::DW_TAG_rvalue_reference_type ||
242        Tag == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type) &&
243       // and the referenced type (via the [below attributes])
244       // FIXME: This seems overly restrictive, and causes hash mismatches
245       // there's a decl/def difference in the containing type of a
246       // ptr_to_member_type, but it's what DWARF says, for some reason.
247       Attribute == dwarf::DW_AT_type) {
248     // ... has a DW_AT_name attribute,
249     StringRef Name = getDIEStringAttr(Entry, dwarf::DW_AT_name);
250     if (!Name.empty()) {
251       hashShallowTypeReference(Attribute, Entry, Name);
252       return;
253     }
254   }
255
256   unsigned &DieNumber = Numbering[&Entry];
257   if (DieNumber) {
258     hashRepeatedTypeReference(Attribute, DieNumber);
259     return;
260   }
261
262   // otherwise, b) use the letter 'T' as a the marker, ...
263   addULEB128('T');
264
265   addULEB128(Attribute);
266
267   // ... process the type T recursively by performing Steps 2 through 7, and
268   // use the result as the attribute value.
269   DieNumber = Numbering.size();
270   computeHash(Entry);
271 }
272
273 // Hash all of the values in a block like set of values. This assumes that
274 // all of the data is going to be added as integers.
275 void DIEHash::hashBlockData(const SmallVectorImpl<DIEValue *> &Values) {
276   for (SmallVectorImpl<DIEValue *>::const_iterator I = Values.begin(),
277                                                    E = Values.end();
278        I != E; ++I)
279     Hash.update((uint64_t)cast<DIEInteger>(*I)->getValue());
280 }
281
282 // Hash an individual attribute \param Attr based on the type of attribute and
283 // the form.
284 void DIEHash::hashAttribute(AttrEntry Attr, dwarf::Tag Tag) {
285   const DIEValue *Value = Attr.Val;
286   const DIEAbbrevData *Desc = Attr.Desc;
287   dwarf::Attribute Attribute = Desc->getAttribute();
288
289   // 7.27 Step 3
290   // ... An attribute that refers to another type entry T is processed as
291   // follows:
292   if (const DIEEntry *EntryAttr = dyn_cast<DIEEntry>(Value)) {
293     hashDIEEntry(Attribute, Tag, *EntryAttr->getEntry());
294     return;
295   }
296
297   // Other attribute values use the letter 'A' as the marker, and the value
298   // consists of the form code (encoded as an unsigned LEB128 value) followed by
299   // the encoding of the value according to the form code. To ensure
300   // reproducibility of the signature, the set of forms used in the signature
301   // computation is limited to the following: DW_FORM_sdata, DW_FORM_flag,
302   // DW_FORM_string, and DW_FORM_block.
303   switch (Desc->getForm()) {
304   case dwarf::DW_FORM_string:
305     llvm_unreachable(
306         "Add support for DW_FORM_string if we ever start emitting them again");
307   case dwarf::DW_FORM_GNU_str_index:
308   case dwarf::DW_FORM_strp:
309     addULEB128('A');
310     addULEB128(Attribute);
311     addULEB128(dwarf::DW_FORM_string);
312     addString(cast<DIEString>(Value)->getString());
313     break;
314   case dwarf::DW_FORM_data1:
315   case dwarf::DW_FORM_data2:
316   case dwarf::DW_FORM_data4:
317   case dwarf::DW_FORM_data8:
318   case dwarf::DW_FORM_udata:
319   case dwarf::DW_FORM_sdata:
320     addULEB128('A');
321     addULEB128(Attribute);
322     addULEB128(dwarf::DW_FORM_sdata);
323     addSLEB128((int64_t)cast<DIEInteger>(Value)->getValue());
324     break;
325   // DW_FORM_flag_present is just flag with a value of one. We still give it a
326   // value so just use the value.
327   case dwarf::DW_FORM_flag_present:
328   case dwarf::DW_FORM_flag:
329     addULEB128('A');
330     addULEB128(Attribute);
331     addULEB128(dwarf::DW_FORM_flag);
332     addULEB128((int64_t)cast<DIEInteger>(Value)->getValue());
333     break;
334   case dwarf::DW_FORM_exprloc:
335   case dwarf::DW_FORM_block1:
336   case dwarf::DW_FORM_block2:
337   case dwarf::DW_FORM_block4:
338   case dwarf::DW_FORM_block:
339     addULEB128('A');
340     addULEB128(Attribute);
341     addULEB128(dwarf::DW_FORM_block);
342     if (isa<DIEBlock>(Value)) {
343       addULEB128(cast<DIEBlock>(Value)->ComputeSize(AP));
344       hashBlockData(cast<DIEBlock>(Value)->getValues());
345     } else {
346       addULEB128(cast<DIELoc>(Value)->ComputeSize(AP));
347       hashBlockData(cast<DIELoc>(Value)->getValues());
348     }
349     break;
350   default:
351     llvm_unreachable("Add support for additional forms");
352   }
353 }
354
355 // Go through the attributes from \param Attrs in the order specified in 7.27.4
356 // and hash them.
357 void DIEHash::hashAttributes(const DIEAttrs &Attrs, dwarf::Tag Tag) {
358 #define ADD_ATTR(ATTR)                                                         \
359   {                                                                            \
360     if (ATTR.Val != 0)                                                         \
361       hashAttribute(ATTR, Tag);                                                \
362   }
363
364   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_name);
365   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_accessibility);
366   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_address_class);
367   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_allocated);
368   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_artificial);
369   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_associated);
370   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_binary_scale);
371   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_offset);
372   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_size);
373   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_stride);
374   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_size);
375   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_stride);
376   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_expr);
377   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_value);
378   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_containing_type);
379   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_count);
380   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_bit_offset);
381   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_location);
382   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_member_location);
383   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_scale);
384   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_sign);
385   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_default_value);
386   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_digit_count);
387   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr);
388   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_list);
389   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_value);
390   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_encoding);
391   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_enum_class);
392   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_endianity);
393   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_explicit);
394   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_is_optional);
395   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_location);
396   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_lower_bound);
397   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_mutable);
398   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_ordering);
399   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_picture_string);
400   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_prototyped);
401   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_small);
402   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_segment);
403   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_string_length);
404   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_threads_scaled);
405   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_upper_bound);
406   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_location);
407   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_UTF8);
408   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_variable_parameter);
409   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_virtuality);
410   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_visibility);
411   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_vtable_elem_location);
412   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_type);
413
414   // FIXME: Add the extended attributes.
415 }
416
417 // Add all of the attributes for \param Die to the hash.
418 void DIEHash::addAttributes(const DIE &Die) {
419   DIEAttrs Attrs = {};
420   collectAttributes(Die, Attrs);
421   hashAttributes(Attrs, Die.getTag());
422 }
423
424 void DIEHash::hashNestedType(const DIE &Die, StringRef Name) {
425   // 7.27 Step 7
426   // ... append the letter 'S',
427   addULEB128('S');
428
429   // the tag of C,
430   addULEB128(Die.getTag());
431
432   // and the name.
433   addString(Name);
434 }
435
436 // Compute the hash of a DIE. This is based on the type signature computation
437 // given in section 7.27 of the DWARF4 standard. It is the md5 hash of a
438 // flattened description of the DIE.
439 void DIEHash::computeHash(const DIE &Die) {
440   // Append the letter 'D', followed by the DWARF tag of the DIE.
441   addULEB128('D');
442   addULEB128(Die.getTag());
443
444   // Add each of the attributes of the DIE.
445   addAttributes(Die);
446
447   // Then hash each of the children of the DIE.
448   for (std::vector<DIE *>::const_iterator I = Die.getChildren().begin(),
449                                           E = Die.getChildren().end();
450        I != E; ++I) {
451     // 7.27 Step 7
452     // If C is a nested type entry or a member function entry, ...
453     if (isType((*I)->getTag()) || (*I)->getTag() == dwarf::DW_TAG_subprogram) {
454       StringRef Name = getDIEStringAttr(**I, dwarf::DW_AT_name);
455       // ... and has a DW_AT_name attribute
456       if (!Name.empty()) {
457         hashNestedType(**I, Name);
458         continue;
459       }
460     }
461     computeHash(**I);
462   }
463
464   // Following the last (or if there are no children), append a zero byte.
465   Hash.update(makeArrayRef((uint8_t)'\0'));
466 }
467
468 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
469 /// DWARF4 standard. It is the md5 hash of a flattened description of the DIE
470 /// with the exception that we are hashing only the context and the name of the
471 /// type.
472 uint64_t DIEHash::computeDIEODRSignature(const DIE &Die) {
473
474   // Add the contexts to the hash. We won't be computing the ODR hash for
475   // function local types so it's safe to use the generic context hashing
476   // algorithm here.
477   // FIXME: If we figure out how to account for linkage in some way we could
478   // actually do this with a slight modification to the parent hash algorithm.
479   if (const DIE *Parent = Die.getParent())
480     addParentContext(*Parent);
481
482   // Add the current DIE information.
483
484   // Add the DWARF tag of the DIE.
485   addULEB128(Die.getTag());
486
487   // Add the name of the type to the hash.
488   addString(getDIEStringAttr(Die, dwarf::DW_AT_name));
489
490   // Now get the result.
491   MD5::MD5Result Result;
492   Hash.final(Result);
493
494   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
495   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
496   // appropriately.
497   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
498 }
499
500 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
501 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
502 /// with the inclusion of the full CU and all top level CU entities.
503 // TODO: Initialize the type chain at 0 instead of 1 for CU signatures.
504 uint64_t DIEHash::computeCUSignature(const DIE &Die) {
505   Numbering.clear();
506   Numbering[&Die] = 1;
507
508   // Hash the DIE.
509   computeHash(Die);
510
511   // Now return the result.
512   MD5::MD5Result Result;
513   Hash.final(Result);
514
515   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
516   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
517   // appropriately.
518   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
519 }
520
521 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
522 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
523 /// with the inclusion of additional forms not specifically called out in the
524 /// standard.
525 uint64_t DIEHash::computeTypeSignature(const DIE &Die) {
526   Numbering.clear();
527   Numbering[&Die] = 1;
528
529   if (const DIE *Parent = Die.getParent())
530     addParentContext(*Parent);
531
532   // Hash the DIE.
533   computeHash(Die);
534
535   // Now return the result.
536   MD5::MD5Result Result;
537   Hash.final(Result);
538
539   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
540   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
541   // appropriately.
542   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
543 }