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
  18 #include "DIE.h"
  19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  20 #include "llvm/ADT/StringRef.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 an individual attribute \param Attr based on the type of attribute and
 274 // the form.
 275 void DIEHash::hashAttribute(AttrEntry Attr, dwarf::Tag Tag) {
 276   const DIEValue *Value = Attr.Val;
 277   const DIEAbbrevData *Desc = Attr.Desc;
 278   dwarf::Attribute Attribute = Desc->getAttribute();
 279
 280   // 7.27 Step 3
 281   // ... An attribute that refers to another type entry T is processed as
 282   // follows:
 283   if (const DIEEntry *EntryAttr = dyn_cast<DIEEntry>(Value)) {
 284     hashDIEEntry(Attribute, Tag, *EntryAttr->getEntry());
 285     return;
 286   }
 287
 288   // Other attribute values use the letter 'A' as the marker, ...
 289   addULEB128('A');
 290
 291   addULEB128(Attribute);
 292
 293   // ... and the value consists of the form code (encoded as an unsigned LEB128
 294   // value) followed by the encoding of the value according to the form code. To
 295   // ensure reproducibility of the signature, the set of forms used in the
 296   // signature computation is limited to the following: DW_FORM_sdata,
 297   // DW_FORM_flag, DW_FORM_string, and DW_FORM_block.
 298   switch (Desc->getForm()) {
 299   case dwarf::DW_FORM_string:
 300     llvm_unreachable(
 301         "Add support for DW_FORM_string if we ever start emitting them again");
 302   case dwarf::DW_FORM_GNU_str_index:
 303   case dwarf::DW_FORM_strp:
 304     addULEB128(dwarf::DW_FORM_string);
 305     addString(cast<DIEString>(Value)->getString());
 306     break;
 307   case dwarf::DW_FORM_data1:
 308   case dwarf::DW_FORM_data2:
 309   case dwarf::DW_FORM_data4:
 310   case dwarf::DW_FORM_data8:
 311   case dwarf::DW_FORM_udata:
 312     addULEB128(dwarf::DW_FORM_sdata);
 313     addSLEB128((int64_t)cast<DIEInteger>(Value)->getValue());
 314     break;
 315   default:
 316     llvm_unreachable("Add support for additional forms");
 317   }
 318 }
 319
 320 // Go through the attributes from \param Attrs in the order specified in 7.27.4
 321 // and hash them.
 322 void DIEHash::hashAttributes(const DIEAttrs &Attrs, dwarf::Tag Tag) {
 323 #define ADD_ATTR(ATTR)                                                         \
 324   {                                                                            \
 325     if (ATTR.Val != 0)                                                         \
 326       hashAttribute(ATTR, Tag);                                                \
 327   }
 328
 329   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_name);
 330   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_accessibility);
 331   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_address_class);
 332   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_allocated);
 333   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_artificial);
 334   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_associated);
 335   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_binary_scale);
 336   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_offset);
 337   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_size);
 338   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_stride);
 339   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_size);
 340   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_stride);
 341   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_expr);
 342   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_value);
 343   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_containing_type);
 344   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_count);
 345   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_bit_offset);
 346   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_location);
 347   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_member_location);
 348   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_scale);
 349   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_sign);
 350   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_default_value);
 351   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_digit_count);
 352   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr);
 353   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_list);
 354   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_value);
 355   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_encoding);
 356   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_enum_class);
 357   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_endianity);
 358   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_explicit);
 359   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_is_optional);
 360   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_location);
 361   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_lower_bound);
 362   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_mutable);
 363   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_ordering);
 364   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_picture_string);
 365   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_prototyped);
 366   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_small);
 367   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_segment);
 368   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_string_length);
 369   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_threads_scaled);
 370   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_upper_bound);
 371   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_location);
 372   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_UTF8);
 373   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_variable_parameter);
 374   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_virtuality);
 375   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_visibility);
 376   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_vtable_elem_location);
 377   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_type);
 378
 379   // FIXME: Add the extended attributes.
 380 }
 381
 382 // Add all of the attributes for \param Die to the hash.
 383 void DIEHash::addAttributes(const DIE &Die) {
 384   DIEAttrs Attrs = {};
 385   collectAttributes(Die, Attrs);
 386   hashAttributes(Attrs, Die.getTag());
 387 }
 388
 389 void DIEHash::hashNestedType(const DIE &Die, StringRef Name) {
 390   // 7.27 Step 7
 391   // ... append the letter 'S',
 392   addULEB128('S');
 393
 394   // the tag of C,
 395   addULEB128(Die.getTag());
 396
 397   // and the name.
 398   addString(Name);
 399 }
 400
 401 // Compute the hash of a DIE. This is based on the type signature computation
 402 // given in section 7.27 of the DWARF4 standard. It is the md5 hash of a
 403 // flattened description of the DIE.
 404 void DIEHash::computeHash(const DIE &Die) {
 405   // Append the letter 'D', followed by the DWARF tag of the DIE.
 406   addULEB128('D');
 407   addULEB128(Die.getTag());
 408
 409   // Add each of the attributes of the DIE.
 410   addAttributes(Die);
 411
 412   // Then hash each of the children of the DIE.
 413   for (std::vector<DIE *>::const_iterator I = Die.getChildren().begin(),
 414                                           E = Die.getChildren().end();
 415        I != E; ++I) {
 416     // 7.27 Step 7
 417     // If C is a nested type entry or a member function entry, ...
 418     if (isType((*I)->getTag()) || (*I)->getTag() == dwarf::DW_TAG_subprogram) {
 419       StringRef Name = getDIEStringAttr(**I, dwarf::DW_AT_name);
 420       // ... and has a DW_AT_name attribute
 421       if (!Name.empty()) {
 422         hashNestedType(**I, Name);
 423         continue;
 424       }
 425     }
 426     computeHash(**I);
 427   }
 428
 429   // Following the last (or if there are no children), append a zero byte.
 430   Hash.update(makeArrayRef((uint8_t)'\0'));
 431 }
 432
 433 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 434 /// DWARF4 standard. It is the md5 hash of a flattened description of the DIE
 435 /// with the exception that we are hashing only the context and the name of the
 436 /// type.
 437 uint64_t DIEHash::computeDIEODRSignature(const DIE &Die) {
 438
 439   // Add the contexts to the hash. We won't be computing the ODR hash for
 440   // function local types so it's safe to use the generic context hashing
 441   // algorithm here.
 442   // FIXME: If we figure out how to account for linkage in some way we could
 443   // actually do this with a slight modification to the parent hash algorithm.
 444   if (const DIE *Parent = Die.getParent())
 445     addParentContext(*Parent);
 446
 447   // Add the current DIE information.
 448
 449   // Add the DWARF tag of the DIE.
 450   addULEB128(Die.getTag());
 451
 452   // Add the name of the type to the hash.
 453   addString(getDIEStringAttr(Die, dwarf::DW_AT_name));
 454
 455   // Now get the result.
 456   MD5::MD5Result Result;
 457   Hash.final(Result);
 458
 459   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 460   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 461   // appropriately.
 462   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 463 }
 464
 465 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 466 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
 467 /// with the inclusion of the full CU and all top level CU entities.
 468 // TODO: Initialize the type chain at 0 instead of 1 for CU signatures.
 469 uint64_t DIEHash::computeCUSignature(const DIE &Die) {
 470   Numbering.clear();
 471   Numbering[&Die] = 1;
 472
 473   // Hash the DIE.
 474   computeHash(Die);
 475
 476   // Now return the result.
 477   MD5::MD5Result Result;
 478   Hash.final(Result);
 479
 480   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 481   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 482   // appropriately.
 483   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 484 }
 485
 486 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 487 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
 488 /// with the inclusion of additional forms not specifically called out in the
 489 /// standard.
 490 uint64_t DIEHash::computeTypeSignature(const DIE &Die) {
 491   Numbering.clear();
 492   Numbering[&Die] = 1;
 493
 494   if (const DIE *Parent = Die.getParent())
 495     addParentContext(*Parent);
 496
 497   // Hash the DIE.
 498   computeHash(Die);
 499
 500   // Now return the result.
 501   MD5::MD5Result Result;
 502   Hash.final(Result);
 503
 504   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 505   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 506   // appropriately.
 507   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 508 }