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 "DIE.h"
  17 #include "DIEHash.h"
  18 #include "DwarfCompileUnit.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(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<DIE *, 1> Parents;
  93   while (Parent->getTag() != dwarf::DW_TAG_compile_unit) {
  94     Parents.push_back(Parent);
  95     Parent = Parent->getParent();
  96   }
  97
  98   // Reverse iterate over our list to go from the outermost construct to the
  99   // innermost.
 100   for (SmallVectorImpl<DIE *>::reverse_iterator I = Parents.rbegin(),
 101                                                 E = Parents.rend();
 102        I != E; ++I) {
 103     DIE *Die = *I;
 104
 105     // ... Append the letter "C" to the sequence...
 106     addULEB128('C');
 107
 108     // ... Followed by the DWARF tag of the construct...
 109     addULEB128(Die->getTag());
 110
 111     // ... Then the name, taken from the DW_AT_name attribute.
 112     StringRef Name = getDIEStringAttr(*Die, dwarf::DW_AT_name);
 113     DEBUG(dbgs() << "... adding context: " << Name << "\n");
 114     if (!Name.empty())
 115       addString(Name);
 116   }
 117 }
 118
 119 // Collect all of the attributes for a particular DIE in single structure.
 120 void DIEHash::collectAttributes(DIE *Die, DIEAttrs &Attrs) {
 121   const SmallVectorImpl<DIEValue *> &Values = Die->getValues();
 122   const DIEAbbrev &Abbrevs = Die->getAbbrev();
 123
 124 #define COLLECT_ATTR(NAME)                                                     \
 125   case dwarf::NAME:                                                            \
 126     Attrs.NAME.Val = Values[i];                                                \
 127     Attrs.NAME.Desc = &Abbrevs.getData()[i];                                   \
 128     break
 129
 130   for (size_t i = 0, e = Values.size(); i != e; ++i) {
 131     DEBUG(dbgs() << "Attribute: "
 132                  << dwarf::AttributeString(Abbrevs.getData()[i].getAttribute())
 133                  << " added.\n");
 134     switch (Abbrevs.getData()[i].getAttribute()) {
 135     COLLECT_ATTR(DW_AT_name);
 136     COLLECT_ATTR(DW_AT_accessibility);
 137     COLLECT_ATTR(DW_AT_address_class);
 138     COLLECT_ATTR(DW_AT_allocated);
 139     COLLECT_ATTR(DW_AT_artificial);
 140     COLLECT_ATTR(DW_AT_associated);
 141     COLLECT_ATTR(DW_AT_binary_scale);
 142     COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_offset);
 143     COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_size);
 144     COLLECT_ATTR(DW_AT_bit_stride);
 145     COLLECT_ATTR(DW_AT_byte_size);
 146     COLLECT_ATTR(DW_AT_byte_stride);
 147     COLLECT_ATTR(DW_AT_const_expr);
 148     COLLECT_ATTR(DW_AT_const_value);
 149     COLLECT_ATTR(DW_AT_containing_type);
 150     COLLECT_ATTR(DW_AT_count);
 151     COLLECT_ATTR(DW_AT_data_bit_offset);
 152     COLLECT_ATTR(DW_AT_data_location);
 153     COLLECT_ATTR(DW_AT_data_member_location);
 154     COLLECT_ATTR(DW_AT_decimal_scale);
 155     COLLECT_ATTR(DW_AT_decimal_sign);
 156     COLLECT_ATTR(DW_AT_default_value);
 157     COLLECT_ATTR(DW_AT_digit_count);
 158     COLLECT_ATTR(DW_AT_discr);
 159     COLLECT_ATTR(DW_AT_discr_list);
 160     COLLECT_ATTR(DW_AT_discr_value);
 161     COLLECT_ATTR(DW_AT_encoding);
 162     COLLECT_ATTR(DW_AT_enum_class);
 163     COLLECT_ATTR(DW_AT_endianity);
 164     COLLECT_ATTR(DW_AT_explicit);
 165     COLLECT_ATTR(DW_AT_is_optional);
 166     COLLECT_ATTR(DW_AT_location);
 167     COLLECT_ATTR(DW_AT_lower_bound);
 168     COLLECT_ATTR(DW_AT_mutable);
 169     COLLECT_ATTR(DW_AT_ordering);
 170     COLLECT_ATTR(DW_AT_picture_string);
 171     COLLECT_ATTR(DW_AT_prototyped);
 172     COLLECT_ATTR(DW_AT_small);
 173     COLLECT_ATTR(DW_AT_segment);
 174     COLLECT_ATTR(DW_AT_string_length);
 175     COLLECT_ATTR(DW_AT_threads_scaled);
 176     COLLECT_ATTR(DW_AT_upper_bound);
 177     COLLECT_ATTR(DW_AT_use_location);
 178     COLLECT_ATTR(DW_AT_use_UTF8);
 179     COLLECT_ATTR(DW_AT_variable_parameter);
 180     COLLECT_ATTR(DW_AT_virtuality);
 181     COLLECT_ATTR(DW_AT_visibility);
 182     COLLECT_ATTR(DW_AT_vtable_elem_location);
 183     COLLECT_ATTR(DW_AT_type);
 184     default:
 185       break;
 186     }
 187   }
 188 }
 189
 190 void DIEHash::hashShallowTypeReference(dwarf::Attribute Attribute,
 191                                        const DIE &Entry, StringRef Name) {
 192   // append the letter 'N'
 193   addULEB128('N');
 194
 195   // the DWARF attribute code (DW_AT_type or DW_AT_friend),
 196   addULEB128(Attribute);
 197
 198   // the context of the tag,
 199   if (DIE *Parent = Entry.getParent())
 200     addParentContext(Parent);
 201
 202   // the letter 'E',
 203   addULEB128('E');
 204
 205   // and the name of the type.
 206   addString(Name);
 207
 208   // Currently DW_TAG_friends are not used by Clang, but if they do become so,
 209   // here's the relevant spec text to implement:
 210   //
 211   // For DW_TAG_friend, if the referenced entry is the DW_TAG_subprogram,
 212   // the context is omitted and the name to be used is the ABI-specific name
 213   // of the subprogram (e.g., the mangled linker name).
 214 }
 215
 216 void DIEHash::hashRepeatedTypeReference(dwarf::Attribute Attribute,
 217                                         unsigned DieNumber) {
 218   // a) If T is in the list of [previously hashed types], use the letter
 219   // 'R' as the marker
 220   addULEB128('R');
 221
 222   addULEB128(Attribute);
 223
 224   // and use the unsigned LEB128 encoding of [the index of T in the
 225   // list] as the attribute value;
 226   addULEB128(DieNumber);
 227 }
 228
 229 void DIEHash::hashDIEEntry(dwarf::Attribute Attribute, dwarf::Tag Tag,
 230                            DIE &Entry) {
 231   assert(Tag != dwarf::DW_TAG_friend && "No current LLVM clients emit friend "
 232                                         "tags. Add support here when there's "
 233                                         "a use case");
 234   // Step 5
 235   // If the tag in Step 3 is one of [the below tags]
 236   if ((Tag == dwarf::DW_TAG_pointer_type ||
 237        Tag == dwarf::DW_TAG_reference_type ||
 238        Tag == dwarf::DW_TAG_rvalue_reference_type ||
 239        Tag == dwarf::DW_TAG_ptr_to_member_type) &&
 240       // and the referenced type (via the [below attributes])
 241       // FIXME: This seems overly restrictive, and causes hash mismatches
 242       // there's a decl/def difference in the containing type of a
 243       // ptr_to_member_type, but it's what DWARF says, for some reason.
 244       Attribute == dwarf::DW_AT_type) {
 245     // [FIXME] ... has a DW_AT_name attribute,
 246     hashShallowTypeReference(Attribute, Entry,
 247                              getDIEStringAttr(Entry, dwarf::DW_AT_name));
 248     return;
 249   }
 250
 251   unsigned &DieNumber = Numbering[&Entry];
 252   if (DieNumber) {
 253     hashRepeatedTypeReference(Attribute, DieNumber);
 254     return;
 255   }
 256
 257   // otherwise, b) use the letter 'T' as a the marker, ...
 258   addULEB128('T');
 259
 260   addULEB128(Attribute);
 261
 262   // ... process the type T recursively by performing Steps 2 through 7, and
 263   // use the result as the attribute value.
 264   DieNumber = Numbering.size();
 265   computeHash(&Entry);
 266 }
 267
 268 // Hash an individual attribute \param Attr based on the type of attribute and
 269 // the form.
 270 void DIEHash::hashAttribute(AttrEntry Attr, dwarf::Tag Tag) {
 271   const DIEValue *Value = Attr.Val;
 272   const DIEAbbrevData *Desc = Attr.Desc;
 273   dwarf::Attribute Attribute = Desc->getAttribute();
 274
 275   // 7.27 Step 3
 276   // ... An attribute that refers to another type entry T is processed as
 277   // follows:
 278   if (const DIEEntry *EntryAttr = dyn_cast<DIEEntry>(Value)) {
 279     hashDIEEntry(Attribute, Tag, *EntryAttr->getEntry());
 280     return;
 281   }
 282
 283   // Other attribute values use the letter 'A' as the marker, ...
 284   addULEB128('A');
 285
 286   addULEB128(Attribute);
 287
 288   // ... and the value consists of the form code (encoded as an unsigned LEB128
 289   // value) followed by the encoding of the value according to the form code. To
 290   // ensure reproducibility of the signature, the set of forms used in the
 291   // signature computation is limited to the following: DW_FORM_sdata,
 292   // DW_FORM_flag, DW_FORM_string, and DW_FORM_block.
 293   switch (Desc->getForm()) {
 294   case dwarf::DW_FORM_string:
 295     llvm_unreachable(
 296         "Add support for DW_FORM_string if we ever start emitting them again");
 297   case dwarf::DW_FORM_GNU_str_index:
 298   case dwarf::DW_FORM_strp:
 299     addULEB128(dwarf::DW_FORM_string);
 300     addString(cast<DIEString>(Value)->getString());
 301     break;
 302   case dwarf::DW_FORM_data1:
 303   case dwarf::DW_FORM_data2:
 304   case dwarf::DW_FORM_data4:
 305   case dwarf::DW_FORM_data8:
 306   case dwarf::DW_FORM_udata:
 307     addULEB128(dwarf::DW_FORM_sdata);
 308     addSLEB128((int64_t)cast<DIEInteger>(Value)->getValue());
 309     break;
 310   default:
 311     llvm_unreachable("Add support for additional forms");
 312   }
 313 }
 314
 315 // Go through the attributes from \param Attrs in the order specified in 7.27.4
 316 // and hash them.
 317 void DIEHash::hashAttributes(const DIEAttrs &Attrs, dwarf::Tag Tag) {
 318 #define ADD_ATTR(ATTR)                                                         \
 319   {                                                                            \
 320     if (ATTR.Val != 0)                                                         \
 321       hashAttribute(ATTR, Tag);                                                \
 322   }
 323
 324   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_name);
 325   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_accessibility);
 326   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_address_class);
 327   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_allocated);
 328   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_artificial);
 329   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_associated);
 330   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_binary_scale);
 331   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_offset);
 332   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_size);
 333   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_bit_stride);
 334   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_size);
 335   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_byte_stride);
 336   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_expr);
 337   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_const_value);
 338   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_containing_type);
 339   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_count);
 340   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_bit_offset);
 341   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_location);
 342   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_data_member_location);
 343   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_scale);
 344   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_decimal_sign);
 345   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_default_value);
 346   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_digit_count);
 347   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr);
 348   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_list);
 349   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_discr_value);
 350   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_encoding);
 351   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_enum_class);
 352   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_endianity);
 353   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_explicit);
 354   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_is_optional);
 355   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_location);
 356   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_lower_bound);
 357   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_mutable);
 358   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_ordering);
 359   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_picture_string);
 360   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_prototyped);
 361   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_small);
 362   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_segment);
 363   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_string_length);
 364   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_threads_scaled);
 365   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_upper_bound);
 366   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_location);
 367   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_use_UTF8);
 368   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_variable_parameter);
 369   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_virtuality);
 370   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_visibility);
 371   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_vtable_elem_location);
 372   ADD_ATTR(Attrs.DW_AT_type);
 373
 374   // FIXME: Add the extended attributes.
 375 }
 376
 377 // Add all of the attributes for \param Die to the hash.
 378 void DIEHash::addAttributes(DIE *Die) {
 379   DIEAttrs Attrs = {};
 380   collectAttributes(Die, Attrs);
 381   hashAttributes(Attrs, Die->getTag());
 382 }
 383
 384 // Compute the hash of a DIE. This is based on the type signature computation
 385 // given in section 7.27 of the DWARF4 standard. It is the md5 hash of a
 386 // flattened description of the DIE.
 387 void DIEHash::computeHash(DIE *Die) {
 388   // Append the letter 'D', followed by the DWARF tag of the DIE.
 389   addULEB128('D');
 390   addULEB128(Die->getTag());
 391
 392   // Add each of the attributes of the DIE.
 393   addAttributes(Die);
 394
 395   // Then hash each of the children of the DIE.
 396   for (std::vector<DIE *>::const_iterator I = Die->getChildren().begin(),
 397                                           E = Die->getChildren().end();
 398        I != E; ++I)
 399     computeHash(*I);
 400
 401   // Following the last (or if there are no children), append a zero byte.
 402   Hash.update(makeArrayRef((uint8_t)'\0'));
 403 }
 404
 405 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 406 /// DWARF4 standard. It is the md5 hash of a flattened description of the DIE
 407 /// with the exception that we are hashing only the context and the name of the
 408 /// type.
 409 uint64_t DIEHash::computeDIEODRSignature(DIE *Die) {
 410
 411   // Add the contexts to the hash. We won't be computing the ODR hash for
 412   // function local types so it's safe to use the generic context hashing
 413   // algorithm here.
 414   // FIXME: If we figure out how to account for linkage in some way we could
 415   // actually do this with a slight modification to the parent hash algorithm.
 416   DIE *Parent = Die->getParent();
 417   if (Parent)
 418     addParentContext(Parent);
 419
 420   // Add the current DIE information.
 421
 422   // Add the DWARF tag of the DIE.
 423   addULEB128(Die->getTag());
 424
 425   // Add the name of the type to the hash.
 426   addString(getDIEStringAttr(*Die, dwarf::DW_AT_name));
 427
 428   // Now get the result.
 429   MD5::MD5Result Result;
 430   Hash.final(Result);
 431
 432   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 433   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 434   // appropriately.
 435   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 436 }
 437
 438 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 439 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
 440 /// with the inclusion of the full CU and all top level CU entities.
 441 // TODO: Initialize the type chain at 0 instead of 1 for CU signatures.
 442 uint64_t DIEHash::computeCUSignature(DIE *Die) {
 443   Numbering.clear();
 444   Numbering[Die] = 1;
 445
 446   // Hash the DIE.
 447   computeHash(Die);
 448
 449   // Now return the result.
 450   MD5::MD5Result Result;
 451   Hash.final(Result);
 452
 453   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 454   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 455   // appropriately.
 456   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 457 }
 458
 459 /// This is based on the type signature computation given in section 7.27 of the
 460 /// DWARF4 standard. It is an md5 hash of the flattened description of the DIE
 461 /// with the inclusion of additional forms not specifically called out in the
 462 /// standard.
 463 uint64_t DIEHash::computeTypeSignature(DIE *Die) {
 464   Numbering.clear();
 465   Numbering[Die] = 1;
 466
 467   if (DIE *Parent = Die->getParent())
 468     addParentContext(Parent);
 469
 470   // Hash the DIE.
 471   computeHash(Die);
 472
 473   // Now return the result.
 474   MD5::MD5Result Result;
 475   Hash.final(Result);
 476
 477   // ... take the least significant 8 bytes and return those. Our MD5
 478   // implementation always returns its results in little endian, swap bytes
 479   // appropriately.
 480   return *reinterpret_cast<support::ulittle64_t *>(Result + 8);
 481 }