lib/Transforms/Utils/ValueMapper.cpp

   1 //===- ValueMapper.cpp - Interface shared by lib/Transforms/Utils ---------===//
   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 defines the MapValue function, which is shared by various parts of
  11 // the lib/Transforms/Utils library.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Transforms/Utils/ValueMapper.h"
  16 #include "llvm/IR/CallSite.h"
  17 #include "llvm/IR/Constants.h"
  18 #include "llvm/IR/Function.h"
  19 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
  20 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  21 #include "llvm/IR/Metadata.h"
  22 using namespace llvm;
  23
  24 // Out of line method to get vtable etc for class.
  25 void ValueMapTypeRemapper::anchor() {}
  26 void ValueMaterializer::anchor() {}
  27
  28 Value *llvm::MapValue(const Value *V, ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
  29                       ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
  30                       ValueMaterializer *Materializer) {
  31   ValueToValueMapTy::iterator I = VM.find(V);
  32
  33   // If the value already exists in the map, use it.
  34   if (I != VM.end() && I->second) return I->second;
  35
  36   // If we have a materializer and it can materialize a value, use that.
  37   if (Materializer) {
  38     if (Value *NewV = Materializer->materializeValueFor(const_cast<Value*>(V)))
  39       return VM[V] = NewV;
  40   }
  41
  42   // Global values do not need to be seeded into the VM if they
  43   // are using the identity mapping.
  44   if (isa<GlobalValue>(V))
  45     return VM[V] = const_cast<Value*>(V);
  46
  47   if (const InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(V)) {
  48     // Inline asm may need *type* remapping.
  49     FunctionType *NewTy = IA->getFunctionType();
  50     if (TypeMapper) {
  51       NewTy = cast<FunctionType>(TypeMapper->remapType(NewTy));
  52
  53       if (NewTy != IA->getFunctionType())
  54         V = InlineAsm::get(NewTy, IA->getAsmString(), IA->getConstraintString(),
  55                            IA->hasSideEffects(), IA->isAlignStack());
  56     }
  57
  58     return VM[V] = const_cast<Value*>(V);
  59   }
  60
  61   if (const auto *MDV = dyn_cast<MetadataAsValue>(V)) {
  62     const Metadata *MD = MDV->getMetadata();
  63     // If this is a module-level metadata and we know that nothing at the module
  64     // level is changing, then use an identity mapping.
  65     if (!isa<LocalAsMetadata>(MD) && (Flags & RF_NoModuleLevelChanges))
  66       return VM[V] = const_cast<Value *>(V);
  67
  68     auto *MappedMD = MapMetadata(MD, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
  69     if (MD == MappedMD || (!MappedMD && (Flags & RF_IgnoreMissingEntries)))
  70       return VM[V] = const_cast<Value *>(V);
  71
  72     // FIXME: This assert crashes during bootstrap, but I think it should be
  73     // correct.  For now, just match behaviour from before the metadata/value
  74     // split.
  75     //
  76     //    assert(MappedMD && "Referenced metadata value not in value map");
  77     return VM[V] = MetadataAsValue::get(V->getContext(), MappedMD);
  78   }
  79
  80   // Okay, this either must be a constant (which may or may not be mappable) or
  81   // is something that is not in the mapping table.
  82   Constant *C = const_cast<Constant*>(dyn_cast<Constant>(V));
  83   if (!C)
  84     return nullptr;
  85
  86   if (BlockAddress *BA = dyn_cast<BlockAddress>(C)) {
  87     Function *F =
  88       cast<Function>(MapValue(BA->getFunction(), VM, Flags, TypeMapper, Materializer));
  89     BasicBlock *BB = cast_or_null<BasicBlock>(MapValue(BA->getBasicBlock(), VM,
  90                                                        Flags, TypeMapper, Materializer));
  91     return VM[V] = BlockAddress::get(F, BB ? BB : BA->getBasicBlock());
  92   }
  93
  94   // Otherwise, we have some other constant to remap.  Start by checking to see
  95   // if all operands have an identity remapping.
  96   unsigned OpNo = 0, NumOperands = C->getNumOperands();
  97   Value *Mapped = nullptr;
  98   for (; OpNo != NumOperands; ++OpNo) {
  99     Value *Op = C->getOperand(OpNo);
 100     Mapped = MapValue(Op, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 101     if (Mapped != C) break;
 102   }
 103
 104   // See if the type mapper wants to remap the type as well.
 105   Type *NewTy = C->getType();
 106   if (TypeMapper)
 107     NewTy = TypeMapper->remapType(NewTy);
 108
 109   // If the result type and all operands match up, then just insert an identity
 110   // mapping.
 111   if (OpNo == NumOperands && NewTy == C->getType())
 112     return VM[V] = C;
 113
 114   // Okay, we need to create a new constant.  We've already processed some or
 115   // all of the operands, set them all up now.
 116   SmallVector<Constant*, 8> Ops;
 117   Ops.reserve(NumOperands);
 118   for (unsigned j = 0; j != OpNo; ++j)
 119     Ops.push_back(cast<Constant>(C->getOperand(j)));
 120
 121   // If one of the operands mismatch, push it and the other mapped operands.
 122   if (OpNo != NumOperands) {
 123     Ops.push_back(cast<Constant>(Mapped));
 124
 125     // Map the rest of the operands that aren't processed yet.
 126     for (++OpNo; OpNo != NumOperands; ++OpNo)
 127       Ops.push_back(MapValue(cast<Constant>(C->getOperand(OpNo)), VM,
 128                              Flags, TypeMapper, Materializer));
 129   }
 130
 131   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C))
 132     return VM[V] = CE->getWithOperands(Ops, NewTy);
 133   if (isa<ConstantArray>(C))
 134     return VM[V] = ConstantArray::get(cast<ArrayType>(NewTy), Ops);
 135   if (isa<ConstantStruct>(C))
 136     return VM[V] = ConstantStruct::get(cast<StructType>(NewTy), Ops);
 137   if (isa<ConstantVector>(C))
 138     return VM[V] = ConstantVector::get(Ops);
 139   // If this is a no-operand constant, it must be because the type was remapped.
 140   if (isa<UndefValue>(C))
 141     return VM[V] = UndefValue::get(NewTy);
 142   if (isa<ConstantAggregateZero>(C))
 143     return VM[V] = ConstantAggregateZero::get(NewTy);
 144   assert(isa<ConstantPointerNull>(C));
 145   return VM[V] = ConstantPointerNull::get(cast<PointerType>(NewTy));
 146 }
 147
 148 static Metadata *mapToMetadata(ValueToValueMapTy &VM, const Metadata *Key,
 149                      Metadata *Val) {
 150   VM.MD()[Key].reset(Val);
 151   return Val;
 152 }
 153
 154 static Metadata *mapToSelf(ValueToValueMapTy &VM, const Metadata *MD) {
 155   return mapToMetadata(VM, MD, const_cast<Metadata *>(MD));
 156 }
 157
 158 static Metadata *MapMetadataImpl(const Metadata *MD,
 159                                  SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles,
 160                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 161                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 162                                  ValueMaterializer *Materializer);
 163
 164 static Metadata *mapMetadataOp(Metadata *Op, SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles,
 165                                ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 166                                ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 167                                ValueMaterializer *Materializer) {
 168   if (!Op)
 169     return nullptr;
 170   if (Metadata *MappedOp =
 171           MapMetadataImpl(Op, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer))
 172     return MappedOp;
 173   // Use identity map if MappedOp is null and we can ignore missing entries.
 174   if (Flags & RF_IgnoreMissingEntries)
 175     return Op;
 176
 177   // FIXME: This assert crashes during bootstrap, but I think it should be
 178   // correct.  For now, just match behaviour from before the metadata/value
 179   // split.
 180   //
 181   //    llvm_unreachable("Referenced metadata not in value map!");
 182   return nullptr;
 183 }
 184
 185 /// \brief Remap nodes.
 186 ///
 187 /// Insert \c NewNode in the value map, and then remap \c OldNode's operands.
 188 /// Assumes that \c NewNode is already a clone of \c OldNode.
 189 ///
 190 /// \pre \c NewNode is a clone of \c OldNode.
 191 static bool remap(const MDNode *OldNode, MDNode *NewNode,
 192                   SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles, ValueToValueMapTy &VM,
 193                   RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 194                   ValueMaterializer *Materializer) {
 195   assert(OldNode->getNumOperands() == NewNode->getNumOperands() &&
 196          "Expected nodes to match");
 197   assert(OldNode->isResolved() && "Expected resolved node");
 198   assert(!NewNode->isUniqued() && "Expected non-uniqued node");
 199
 200   // Map the node upfront so it's available for cyclic references.
 201   mapToMetadata(VM, OldNode, NewNode);
 202   bool AnyChanged = false;
 203   for (unsigned I = 0, E = OldNode->getNumOperands(); I != E; ++I) {
 204     Metadata *Old = OldNode->getOperand(I);
 205     assert(NewNode->getOperand(I) == Old &&
 206            "Expected old operands to already be in place");
 207
 208     Metadata *New =
 209         mapMetadataOp(Old, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 210     if (Old != New) {
 211       AnyChanged = true;
 212       NewNode->replaceOperandWith(I, New);
 213     }
 214   }
 215
 216   return AnyChanged;
 217 }
 218
 219 /// Map a distinct MDNode.
 220 ///
 221 /// Whether distinct nodes change is independent of their operands.  If \a
 222 /// RF_MoveDistinctMDs, then they are reused, and their operands remapped in
 223 /// place; effectively, they're moved from one graph to another.  Otherwise,
 224 /// they're cloned/duplicated, and the new copy's operands are remapped.
 225 static Metadata *mapDistinctNode(const MDNode *Node,
 226                                  SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles,
 227                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 228                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 229                                  ValueMaterializer *Materializer) {
 230   assert(Node->isDistinct() && "Expected distinct node");
 231
 232   MDNode *NewMD;
 233   if (Flags & RF_MoveDistinctMDs)
 234     NewMD = const_cast<MDNode *>(Node);
 235   else
 236     NewMD = MDNode::replaceWithDistinct(Node->clone());
 237
 238   // Remap the operands.  If any change, track those that could be involved in
 239   // uniquing cycles.
 240   if (remap(Node, NewMD, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer))
 241     for (Metadata *Op : NewMD->operands())
 242       if (auto *Node = dyn_cast_or_null<MDNode>(Op))
 243         if (!Node->isResolved())
 244           Cycles.push_back(Node);
 245
 246   return NewMD;
 247 }
 248
 249 /// \brief Map a uniqued MDNode.
 250 ///
 251 /// Uniqued nodes may not need to be recreated (they may map to themselves).
 252 static Metadata *mapUniquedNode(const MDNode *Node,
 253                                 SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles,
 254                                 ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 255                                 ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 256                                 ValueMaterializer *Materializer) {
 257   assert(Node->isUniqued() && "Expected uniqued node");
 258
 259   // Create a temporary node upfront in case we have a metadata cycle.
 260   auto ClonedMD = Node->clone();
 261   if (!remap(Node, ClonedMD.get(), Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer)) {
 262     // No operands changed, so use the identity mapping.
 263     ClonedMD->replaceAllUsesWith(const_cast<MDNode *>(Node));
 264     return mapToSelf(VM, Node);
 265   }
 266
 267   // At least one operand has changed, so uniquify the cloned node.
 268   return mapToMetadata(VM, Node,
 269                        MDNode::replaceWithUniqued(std::move(ClonedMD)));
 270 }
 271
 272 static Metadata *MapMetadataImpl(const Metadata *MD,
 273                                  SmallVectorImpl<MDNode *> &Cycles,
 274                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 275                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 276                                  ValueMaterializer *Materializer) {
 277   // If the value already exists in the map, use it.
 278   if (Metadata *NewMD = VM.MD().lookup(MD).get())
 279     return NewMD;
 280
 281   if (isa<MDString>(MD))
 282     return mapToSelf(VM, MD);
 283
 284   if (isa<ConstantAsMetadata>(MD))
 285     if ((Flags & RF_NoModuleLevelChanges))
 286       return mapToSelf(VM, MD);
 287
 288   if (const auto *VMD = dyn_cast<ValueAsMetadata>(MD)) {
 289     Value *MappedV =
 290         MapValue(VMD->getValue(), VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 291     if (VMD->getValue() == MappedV ||
 292         (!MappedV && (Flags & RF_IgnoreMissingEntries)))
 293       return mapToSelf(VM, MD);
 294
 295     // FIXME: This assert crashes during bootstrap, but I think it should be
 296     // correct.  For now, just match behaviour from before the metadata/value
 297     // split.
 298     //
 299     //    assert(MappedV && "Referenced metadata not in value map!");
 300     if (MappedV)
 301       return mapToMetadata(VM, MD, ValueAsMetadata::get(MappedV));
 302     return nullptr;
 303   }
 304
 305   // Note: this cast precedes the Flags check so we always get its associated
 306   // assertion.
 307   const MDNode *Node = cast<MDNode>(MD);
 308
 309   // If this is a module-level metadata and we know that nothing at the
 310   // module level is changing, then use an identity mapping.
 311   if (Flags & RF_NoModuleLevelChanges)
 312     return mapToSelf(VM, MD);
 313
 314   // Require resolved nodes whenever metadata might be remapped.
 315   assert(Node->isResolved() && "Unexpected unresolved node");
 316
 317   if (Node->isDistinct())
 318     return mapDistinctNode(Node, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 319
 320   return mapUniquedNode(Node, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 321 }
 322
 323 Metadata *llvm::MapMetadata(const Metadata *MD, ValueToValueMapTy &VM,
 324                             RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 325                             ValueMaterializer *Materializer) {
 326   SmallVector<MDNode *, 8> Cycles;
 327   Metadata *NewMD =
 328       MapMetadataImpl(MD, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 329
 330   if ((Flags & RF_NoModuleLevelChanges) ||
 331       (MD == NewMD && !(Flags & RF_MoveDistinctMDs))) {
 332     assert(Cycles.empty() && "Unresolved cycles without remapping anything?");
 333     return NewMD;
 334   }
 335
 336   if (auto *N = dyn_cast<MDNode>(NewMD))
 337     if (!N->isResolved())
 338       N->resolveCycles();
 339
 340   // Resolve cycles underneath MD.
 341   for (MDNode *N : Cycles)
 342     if (!N->isResolved())
 343       N->resolveCycles();
 344
 345   return NewMD;
 346 }
 347
 348 MDNode *llvm::MapMetadata(const MDNode *MD, ValueToValueMapTy &VM,
 349                           RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 350                           ValueMaterializer *Materializer) {
 351   return cast<MDNode>(MapMetadata(static_cast<const Metadata *>(MD), VM, Flags,
 352                                   TypeMapper, Materializer));
 353 }
 354
 355 /// RemapInstruction - Convert the instruction operands from referencing the
 356 /// current values into those specified by VMap.
 357 ///
 358 void llvm::RemapInstruction(Instruction *I, ValueToValueMapTy &VMap,
 359                             RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 360                             ValueMaterializer *Materializer){
 361   // Remap operands.
 362   for (User::op_iterator op = I->op_begin(), E = I->op_end(); op != E; ++op) {
 363     Value *V = MapValue(*op, VMap, Flags, TypeMapper, Materializer);
 364     // If we aren't ignoring missing entries, assert that something happened.
 365     if (V)
 366       *op = V;
 367     else
 368       assert((Flags & RF_IgnoreMissingEntries) &&
 369              "Referenced value not in value map!");
 370   }
 371
 372   // Remap phi nodes' incoming blocks.
 373   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 374     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 375       Value *V = MapValue(PN->getIncomingBlock(i), VMap, Flags);
 376       // If we aren't ignoring missing entries, assert that something happened.
 377       if (V)
 378         PN->setIncomingBlock(i, cast<BasicBlock>(V));
 379       else
 380         assert((Flags & RF_IgnoreMissingEntries) &&
 381                "Referenced block not in value map!");
 382     }
 383   }
 384
 385   // Remap attached metadata.
 386   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
 387   I->getAllMetadata(MDs);
 388   for (const auto &MI : MDs) {
 389     MDNode *Old = MI.second;
 390     MDNode *New = MapMetadata(Old, VMap, Flags, TypeMapper, Materializer);
 391     if (New != Old)
 392       I->setMetadata(MI.first, New);
 393   }
 394
 395   if (!TypeMapper)
 396     return;
 397
 398   // If the instruction's type is being remapped, do so now.
 399   if (auto CS = CallSite(I)) {
 400     SmallVector<Type *, 3> Tys;
 401     FunctionType *FTy = CS.getFunctionType();
 402     Tys.reserve(FTy->getNumParams());
 403     for (Type *Ty : FTy->params())
 404       Tys.push_back(TypeMapper->remapType(Ty));
 405     CS.mutateFunctionType(FunctionType::get(
 406         TypeMapper->remapType(I->getType()), Tys, FTy->isVarArg()));
 407     return;
 408   }
 409   if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
 410     AI->setAllocatedType(TypeMapper->remapType(AI->getAllocatedType()));
 411   if (auto *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
 412     GEP->setSourceElementType(
 413         TypeMapper->remapType(GEP->getSourceElementType()));
 414     GEP->setResultElementType(
 415         TypeMapper->remapType(GEP->getResultElementType()));
 416   }
 417   I->mutateType(TypeMapper->remapType(I->getType()));
 418 }