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<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 160                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 161                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 162                                  ValueMaterializer *Materializer);
 163
 164 static Metadata *mapMetadataOp(Metadata *Op,
 165                                SmallVectorImpl<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 166                                ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 167                                ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 168                                ValueMaterializer *Materializer) {
 169   if (!Op)
 170     return nullptr;
 171   if (Metadata *MappedOp =
 172           MapMetadataImpl(Op, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer))
 173     return MappedOp;
 174   // Use identity map if MappedOp is null and we can ignore missing entries.
 175   if (Flags & RF_IgnoreMissingEntries)
 176     return Op;
 177
 178   // FIXME: This assert crashes during bootstrap, but I think it should be
 179   // correct.  For now, just match behaviour from before the metadata/value
 180   // split.
 181   //
 182   //    llvm_unreachable("Referenced metadata not in value map!");
 183   return nullptr;
 184 }
 185
 186 /// Remap the operands of an MDNode.
 187 static bool remapOperands(MDNode &Node,
 188                           SmallVectorImpl<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 189                           ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 190                           ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 191                           ValueMaterializer *Materializer) {
 192   assert(!Node.isUniqued() && "Expected temporary or distinct node");
 193
 194   bool AnyChanged = false;
 195   for (unsigned I = 0, E = Node.getNumOperands(); I != E; ++I) {
 196     Metadata *Old = Node.getOperand(I);
 197     Metadata *New =
 198         mapMetadataOp(Old, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 199     if (Old != New) {
 200       AnyChanged = true;
 201       Node.replaceOperandWith(I, New);
 202     }
 203   }
 204
 205   return AnyChanged;
 206 }
 207
 208 /// Map a distinct MDNode.
 209 ///
 210 /// Whether distinct nodes change is independent of their operands.  If \a
 211 /// RF_MoveDistinctMDs, then they are reused, and their operands remapped in
 212 /// place; effectively, they're moved from one graph to another.  Otherwise,
 213 /// they're cloned/duplicated, and the new copy's operands are remapped.
 214 static Metadata *mapDistinctNode(const MDNode *Node,
 215                                  SmallVectorImpl<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 216                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 217                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 218                                  ValueMaterializer *Materializer) {
 219   assert(Node->isDistinct() && "Expected distinct node");
 220
 221   MDNode *NewMD;
 222   if (Flags & RF_MoveDistinctMDs)
 223     NewMD = const_cast<MDNode *>(Node);
 224   else
 225     NewMD = MDNode::replaceWithDistinct(Node->clone());
 226
 227   // Remap the operands.  If any change, track those that could be involved in
 228   // uniquing cycles.
 229   mapToMetadata(VM, Node, NewMD);
 230   if (remapOperands(*NewMD, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer))
 231     for (Metadata *Op : NewMD->operands())
 232       if (auto *Node = dyn_cast_or_null<MDNode>(Op))
 233         if (!Node->isResolved())
 234           Cycles.emplace_back(Node);
 235
 236   return NewMD;
 237 }
 238
 239 /// \brief Map a uniqued MDNode.
 240 ///
 241 /// Uniqued nodes may not need to be recreated (they may map to themselves).
 242 static Metadata *mapUniquedNode(const MDNode *Node,
 243                                 SmallVectorImpl<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 244                                 ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 245                                 ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 246                                 ValueMaterializer *Materializer) {
 247   assert(Node->isUniqued() && "Expected uniqued node");
 248
 249   // Create a temporary node and map it upfront in case we have a uniquing
 250   // cycle.  If necessary, this mapping will get updated by RAUW logic before
 251   // returning.
 252   auto ClonedMD = Node->clone();
 253   mapToMetadata(VM, Node, ClonedMD.get());
 254   if (!remapOperands(*ClonedMD, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer)) {
 255     // No operands changed, so use the original.
 256     ClonedMD->replaceAllUsesWith(const_cast<MDNode *>(Node));
 257     return const_cast<MDNode *>(Node);
 258   }
 259
 260   // Uniquify the cloned node.
 261   return MDNode::replaceWithUniqued(std::move(ClonedMD));
 262 }
 263
 264 static Metadata *MapMetadataImpl(const Metadata *MD,
 265                                  SmallVectorImpl<TrackingMDNodeRef> &Cycles,
 266                                  ValueToValueMapTy &VM, RemapFlags Flags,
 267                                  ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 268                                  ValueMaterializer *Materializer) {
 269   // If the value already exists in the map, use it.
 270   if (Metadata *NewMD = VM.MD().lookup(MD).get())
 271     return NewMD;
 272
 273   if (isa<MDString>(MD))
 274     return mapToSelf(VM, MD);
 275
 276   if (isa<ConstantAsMetadata>(MD))
 277     if ((Flags & RF_NoModuleLevelChanges))
 278       return mapToSelf(VM, MD);
 279
 280   if (const auto *VMD = dyn_cast<ValueAsMetadata>(MD)) {
 281     Value *MappedV =
 282         MapValue(VMD->getValue(), VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 283     if (VMD->getValue() == MappedV ||
 284         (!MappedV && (Flags & RF_IgnoreMissingEntries)))
 285       return mapToSelf(VM, MD);
 286
 287     // FIXME: This assert crashes during bootstrap, but I think it should be
 288     // correct.  For now, just match behaviour from before the metadata/value
 289     // split.
 290     //
 291     //    assert(MappedV && "Referenced metadata not in value map!");
 292     if (MappedV)
 293       return mapToMetadata(VM, MD, ValueAsMetadata::get(MappedV));
 294     return nullptr;
 295   }
 296
 297   // Note: this cast precedes the Flags check so we always get its associated
 298   // assertion.
 299   const MDNode *Node = cast<MDNode>(MD);
 300
 301   // If this is a module-level metadata and we know that nothing at the
 302   // module level is changing, then use an identity mapping.
 303   if (Flags & RF_NoModuleLevelChanges)
 304     return mapToSelf(VM, MD);
 305
 306   // Require resolved nodes whenever metadata might be remapped.
 307   assert(Node->isResolved() && "Unexpected unresolved node");
 308
 309   if (Node->isDistinct())
 310     return mapDistinctNode(Node, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 311
 312   return mapUniquedNode(Node, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 313 }
 314
 315 Metadata *llvm::MapMetadata(const Metadata *MD, ValueToValueMapTy &VM,
 316                             RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 317                             ValueMaterializer *Materializer) {
 318   SmallVector<TrackingMDNodeRef, 8> Cycles;
 319   Metadata *NewMD =
 320       MapMetadataImpl(MD, Cycles, VM, Flags, TypeMapper, Materializer);
 321
 322   if ((Flags & RF_NoModuleLevelChanges) ||
 323       (MD == NewMD && !(Flags & RF_MoveDistinctMDs))) {
 324     assert(Cycles.empty() && "Unresolved cycles without remapping anything?");
 325     return NewMD;
 326   }
 327
 328   if (auto *N = dyn_cast<MDNode>(NewMD))
 329     if (!N->isResolved())
 330       N->resolveCycles();
 331
 332   // Resolve cycles underneath MD.
 333   for (MDNode *N : Cycles)
 334     if (!N->isResolved())
 335       N->resolveCycles();
 336
 337   return NewMD;
 338 }
 339
 340 MDNode *llvm::MapMetadata(const MDNode *MD, ValueToValueMapTy &VM,
 341                           RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 342                           ValueMaterializer *Materializer) {
 343   return cast<MDNode>(MapMetadata(static_cast<const Metadata *>(MD), VM, Flags,
 344                                   TypeMapper, Materializer));
 345 }
 346
 347 /// RemapInstruction - Convert the instruction operands from referencing the
 348 /// current values into those specified by VMap.
 349 ///
 350 void llvm::RemapInstruction(Instruction *I, ValueToValueMapTy &VMap,
 351                             RemapFlags Flags, ValueMapTypeRemapper *TypeMapper,
 352                             ValueMaterializer *Materializer){
 353   // Remap operands.
 354   for (User::op_iterator op = I->op_begin(), E = I->op_end(); op != E; ++op) {
 355     Value *V = MapValue(*op, VMap, Flags, TypeMapper, Materializer);
 356     // If we aren't ignoring missing entries, assert that something happened.
 357     if (V)
 358       *op = V;
 359     else
 360       assert((Flags & RF_IgnoreMissingEntries) &&
 361              "Referenced value not in value map!");
 362   }
 363
 364   // Remap phi nodes' incoming blocks.
 365   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I)) {
 366     for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 367       Value *V = MapValue(PN->getIncomingBlock(i), VMap, Flags);
 368       // If we aren't ignoring missing entries, assert that something happened.
 369       if (V)
 370         PN->setIncomingBlock(i, cast<BasicBlock>(V));
 371       else
 372         assert((Flags & RF_IgnoreMissingEntries) &&
 373                "Referenced block not in value map!");
 374     }
 375   }
 376
 377   // Remap attached metadata.
 378   SmallVector<std::pair<unsigned, MDNode *>, 4> MDs;
 379   I->getAllMetadata(MDs);
 380   for (const auto &MI : MDs) {
 381     MDNode *Old = MI.second;
 382     MDNode *New = MapMetadata(Old, VMap, Flags, TypeMapper, Materializer);
 383     if (New != Old)
 384       I->setMetadata(MI.first, New);
 385   }
 386
 387   if (!TypeMapper)
 388     return;
 389
 390   // If the instruction's type is being remapped, do so now.
 391   if (auto CS = CallSite(I)) {
 392     SmallVector<Type *, 3> Tys;
 393     FunctionType *FTy = CS.getFunctionType();
 394     Tys.reserve(FTy->getNumParams());
 395     for (Type *Ty : FTy->params())
 396       Tys.push_back(TypeMapper->remapType(Ty));
 397     CS.mutateFunctionType(FunctionType::get(
 398         TypeMapper->remapType(I->getType()), Tys, FTy->isVarArg()));
 399     return;
 400   }
 401   if (auto *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
 402     AI->setAllocatedType(TypeMapper->remapType(AI->getAllocatedType()));
 403   if (auto *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I)) {
 404     GEP->setSourceElementType(
 405         TypeMapper->remapType(GEP->getSourceElementType()));
 406     GEP->setResultElementType(
 407         TypeMapper->remapType(GEP->getResultElementType()));
 408   }
 409   I->mutateType(TypeMapper->remapType(I->getType()));
 410 }