]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/RecordLayoutBuilder.cpp
Merge clang 3.5.0 release from ^/vendor/clang/dist, resolve conflicts,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / AST / RecordLayoutBuilder.cpp
1 //=== RecordLayoutBuilder.cpp - Helper class for building record layouts ---==//
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 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
11 #include "clang/AST/ASTContext.h"
12 #include "clang/AST/Attr.h"
13 #include "clang/AST/CXXInheritance.h"
14 #include "clang/AST/Decl.h"
15 #include "clang/AST/DeclCXX.h"
16 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
17 #include "clang/AST/Expr.h"
18 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
19 #include "clang/Sema/SemaDiagnostic.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/Support/CrashRecoveryContext.h"
22 #include "llvm/Support/Format.h"
23 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
24
25 using namespace clang;
26
27 namespace {
28
29 /// BaseSubobjectInfo - Represents a single base subobject in a complete class.
30 /// For a class hierarchy like
31 ///
32 /// class A { };
33 /// class B : A { };
34 /// class C : A, B { };
35 ///
36 /// The BaseSubobjectInfo graph for C will have three BaseSubobjectInfo
37 /// instances, one for B and two for A.
38 ///
39 /// If a base is virtual, it will only have one BaseSubobjectInfo allocated.
40 struct BaseSubobjectInfo {
41   /// Class - The class for this base info.
42   const CXXRecordDecl *Class;
43
44   /// IsVirtual - Whether the BaseInfo represents a virtual base or not.
45   bool IsVirtual;
46
47   /// Bases - Information about the base subobjects.
48   SmallVector<BaseSubobjectInfo*, 4> Bases;
49
50   /// PrimaryVirtualBaseInfo - Holds the base info for the primary virtual base
51   /// of this base info (if one exists).
52   BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo;
53
54   // FIXME: Document.
55   const BaseSubobjectInfo *Derived;
56 };
57
58 /// EmptySubobjectMap - Keeps track of which empty subobjects exist at different
59 /// offsets while laying out a C++ class.
60 class EmptySubobjectMap {
61   const ASTContext &Context;
62   uint64_t CharWidth;
63   
64   /// Class - The class whose empty entries we're keeping track of.
65   const CXXRecordDecl *Class;
66
67   /// EmptyClassOffsets - A map from offsets to empty record decls.
68   typedef llvm::TinyPtrVector<const CXXRecordDecl *> ClassVectorTy;
69   typedef llvm::DenseMap<CharUnits, ClassVectorTy> EmptyClassOffsetsMapTy;
70   EmptyClassOffsetsMapTy EmptyClassOffsets;
71   
72   /// MaxEmptyClassOffset - The highest offset known to contain an empty
73   /// base subobject.
74   CharUnits MaxEmptyClassOffset;
75   
76   /// ComputeEmptySubobjectSizes - Compute the size of the largest base or
77   /// member subobject that is empty.
78   void ComputeEmptySubobjectSizes();
79   
80   void AddSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, CharUnits Offset);
81   
82   void UpdateEmptyBaseSubobjects(const BaseSubobjectInfo *Info,
83                                  CharUnits Offset, bool PlacingEmptyBase);
84   
85   void UpdateEmptyFieldSubobjects(const CXXRecordDecl *RD, 
86                                   const CXXRecordDecl *Class,
87                                   CharUnits Offset);
88   void UpdateEmptyFieldSubobjects(const FieldDecl *FD, CharUnits Offset);
89   
90   /// AnyEmptySubobjectsBeyondOffset - Returns whether there are any empty
91   /// subobjects beyond the given offset.
92   bool AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(CharUnits Offset) const {
93     return Offset <= MaxEmptyClassOffset;
94   }
95
96   CharUnits 
97   getFieldOffset(const ASTRecordLayout &Layout, unsigned FieldNo) const {
98     uint64_t FieldOffset = Layout.getFieldOffset(FieldNo);
99     assert(FieldOffset % CharWidth == 0 && 
100            "Field offset not at char boundary!");
101
102     return Context.toCharUnitsFromBits(FieldOffset);
103   }
104
105 protected:
106   bool CanPlaceSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD,
107                                  CharUnits Offset) const;
108
109   bool CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
110                                      CharUnits Offset);
111
112   bool CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
113                                       const CXXRecordDecl *Class,
114                                       CharUnits Offset) const;
115   bool CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const FieldDecl *FD,
116                                       CharUnits Offset) const;
117
118 public:
119   /// This holds the size of the largest empty subobject (either a base
120   /// or a member). Will be zero if the record being built doesn't contain
121   /// any empty classes.
122   CharUnits SizeOfLargestEmptySubobject;
123
124   EmptySubobjectMap(const ASTContext &Context, const CXXRecordDecl *Class)
125   : Context(Context), CharWidth(Context.getCharWidth()), Class(Class) {
126       ComputeEmptySubobjectSizes();
127   }
128
129   /// CanPlaceBaseAtOffset - Return whether the given base class can be placed
130   /// at the given offset.
131   /// Returns false if placing the record will result in two components
132   /// (direct or indirect) of the same type having the same offset.
133   bool CanPlaceBaseAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
134                             CharUnits Offset);
135
136   /// CanPlaceFieldAtOffset - Return whether a field can be placed at the given
137   /// offset.
138   bool CanPlaceFieldAtOffset(const FieldDecl *FD, CharUnits Offset);
139 };
140
141 void EmptySubobjectMap::ComputeEmptySubobjectSizes() {
142   // Check the bases.
143   for (const CXXBaseSpecifier &Base : Class->bases()) {
144     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
145
146     CharUnits EmptySize;
147     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
148     if (BaseDecl->isEmpty()) {
149       // If the class decl is empty, get its size.
150       EmptySize = Layout.getSize();
151     } else {
152       // Otherwise, we get the largest empty subobject for the decl.
153       EmptySize = Layout.getSizeOfLargestEmptySubobject();
154     }
155
156     if (EmptySize > SizeOfLargestEmptySubobject)
157       SizeOfLargestEmptySubobject = EmptySize;
158   }
159
160   // Check the fields.
161   for (const FieldDecl *FD : Class->fields()) {
162     const RecordType *RT =
163         Context.getBaseElementType(FD->getType())->getAs<RecordType>();
164
165     // We only care about record types.
166     if (!RT)
167       continue;
168
169     CharUnits EmptySize;
170     const CXXRecordDecl *MemberDecl = RT->getAsCXXRecordDecl();
171     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(MemberDecl);
172     if (MemberDecl->isEmpty()) {
173       // If the class decl is empty, get its size.
174       EmptySize = Layout.getSize();
175     } else {
176       // Otherwise, we get the largest empty subobject for the decl.
177       EmptySize = Layout.getSizeOfLargestEmptySubobject();
178     }
179
180     if (EmptySize > SizeOfLargestEmptySubobject)
181       SizeOfLargestEmptySubobject = EmptySize;
182   }
183 }
184
185 bool
186 EmptySubobjectMap::CanPlaceSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
187                                              CharUnits Offset) const {
188   // We only need to check empty bases.
189   if (!RD->isEmpty())
190     return true;
191
192   EmptyClassOffsetsMapTy::const_iterator I = EmptyClassOffsets.find(Offset);
193   if (I == EmptyClassOffsets.end())
194     return true;
195
196   const ClassVectorTy &Classes = I->second;
197   if (std::find(Classes.begin(), Classes.end(), RD) == Classes.end())
198     return true;
199
200   // There is already an empty class of the same type at this offset.
201   return false;
202 }
203   
204 void EmptySubobjectMap::AddSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
205                                              CharUnits Offset) {
206   // We only care about empty bases.
207   if (!RD->isEmpty())
208     return;
209
210   // If we have empty structures inside a union, we can assign both
211   // the same offset. Just avoid pushing them twice in the list.
212   ClassVectorTy &Classes = EmptyClassOffsets[Offset];
213   if (std::find(Classes.begin(), Classes.end(), RD) != Classes.end())
214     return;
215   
216   Classes.push_back(RD);
217   
218   // Update the empty class offset.
219   if (Offset > MaxEmptyClassOffset)
220     MaxEmptyClassOffset = Offset;
221 }
222
223 bool
224 EmptySubobjectMap::CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
225                                                  CharUnits Offset) {
226   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
227   // contain an empty class.
228   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
229     return true;
230
231   if (!CanPlaceSubobjectAtOffset(Info->Class, Offset))
232     return false;
233
234   // Traverse all non-virtual bases.
235   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
236   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
237     if (Base->IsVirtual)
238       continue;
239
240     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
241
242     if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(Base, BaseOffset))
243       return false;
244   }
245
246   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
247     BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = Info->PrimaryVirtualBaseInfo;
248
249     if (Info == PrimaryVirtualBaseInfo->Derived) {
250       if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(PrimaryVirtualBaseInfo, Offset))
251         return false;
252     }
253   }
254   
255   // Traverse all member variables.
256   unsigned FieldNo = 0;
257   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = Info->Class->field_begin(), 
258        E = Info->Class->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
259     if (I->isBitField())
260       continue;
261
262     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
263     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(*I, FieldOffset))
264       return false;
265   }
266
267   return true;
268 }
269
270 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyBaseSubobjects(const BaseSubobjectInfo *Info, 
271                                                   CharUnits Offset,
272                                                   bool PlacingEmptyBase) {
273   if (!PlacingEmptyBase && Offset >= SizeOfLargestEmptySubobject) {
274     // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
275     // subobject of non-empty bases, are empty bases that can be placed at
276     // offset zero. Because of this, we only need to keep track of empty base 
277     // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
278     // subobject for our class.    
279     return;
280   }
281
282   AddSubobjectAtOffset(Info->Class, Offset);
283
284   // Traverse all non-virtual bases.
285   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
286   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
287     if (Base->IsVirtual)
288       continue;
289
290     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
291     UpdateEmptyBaseSubobjects(Base, BaseOffset, PlacingEmptyBase);
292   }
293
294   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
295     BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = Info->PrimaryVirtualBaseInfo;
296     
297     if (Info == PrimaryVirtualBaseInfo->Derived)
298       UpdateEmptyBaseSubobjects(PrimaryVirtualBaseInfo, Offset,
299                                 PlacingEmptyBase);
300   }
301
302   // Traverse all member variables.
303   unsigned FieldNo = 0;
304   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = Info->Class->field_begin(), 
305        E = Info->Class->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
306     if (I->isBitField())
307       continue;
308
309     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
310     UpdateEmptyFieldSubobjects(*I, FieldOffset);
311   }
312 }
313
314 bool EmptySubobjectMap::CanPlaceBaseAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
315                                              CharUnits Offset) {
316   // If we know this class doesn't have any empty subobjects we don't need to
317   // bother checking.
318   if (SizeOfLargestEmptySubobject.isZero())
319     return true;
320
321   if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(Info, Offset))
322     return false;
323
324   // We are able to place the base at this offset. Make sure to update the
325   // empty base subobject map.
326   UpdateEmptyBaseSubobjects(Info, Offset, Info->Class->isEmpty());
327   return true;
328 }
329
330 bool
331 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
332                                                   const CXXRecordDecl *Class,
333                                                   CharUnits Offset) const {
334   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
335   // contain an empty class.
336   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
337     return true;
338
339   if (!CanPlaceSubobjectAtOffset(RD, Offset))
340     return false;
341   
342   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
343
344   // Traverse all non-virtual bases.
345   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
346     if (Base.isVirtual())
347       continue;
348
349     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
350
351     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl);
352     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(BaseDecl, Class, BaseOffset))
353       return false;
354   }
355
356   if (RD == Class) {
357     // This is the most derived class, traverse virtual bases as well.
358     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
359       const CXXRecordDecl *VBaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
360
361       CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBaseDecl);
362       if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(VBaseDecl, Class, VBaseOffset))
363         return false;
364     }
365   }
366     
367   // Traverse all member variables.
368   unsigned FieldNo = 0;
369   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(), E = RD->field_end();
370        I != E; ++I, ++FieldNo) {
371     if (I->isBitField())
372       continue;
373
374     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
375     
376     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(*I, FieldOffset))
377       return false;
378   }
379
380   return true;
381 }
382
383 bool
384 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const FieldDecl *FD,
385                                                   CharUnits Offset) const {
386   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
387   // contain an empty class.
388   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
389     return true;
390   
391   QualType T = FD->getType();
392   if (const CXXRecordDecl *RD = T->getAsCXXRecordDecl())
393     return CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(RD, RD, Offset);
394
395   // If we have an array type we need to look at every element.
396   if (const ConstantArrayType *AT = Context.getAsConstantArrayType(T)) {
397     QualType ElemTy = Context.getBaseElementType(AT);
398     const RecordType *RT = ElemTy->getAs<RecordType>();
399     if (!RT)
400       return true;
401
402     const CXXRecordDecl *RD = RT->getAsCXXRecordDecl();
403     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
404
405     uint64_t NumElements = Context.getConstantArrayElementCount(AT);
406     CharUnits ElementOffset = Offset;
407     for (uint64_t I = 0; I != NumElements; ++I) {
408       // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
409       // contain an empty class.
410       if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(ElementOffset))
411         return true;
412       
413       if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(RD, RD, ElementOffset))
414         return false;
415
416       ElementOffset += Layout.getSize();
417     }
418   }
419
420   return true;
421 }
422
423 bool
424 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldAtOffset(const FieldDecl *FD, 
425                                          CharUnits Offset) {
426   if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(FD, Offset))
427     return false;
428   
429   // We are able to place the member variable at this offset.
430   // Make sure to update the empty base subobject map.
431   UpdateEmptyFieldSubobjects(FD, Offset);
432   return true;
433 }
434
435 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyFieldSubobjects(const CXXRecordDecl *RD, 
436                                                    const CXXRecordDecl *Class,
437                                                    CharUnits Offset) {
438   // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
439   // field subobjects are subobjects of empty bases that can be placed at offset
440   // zero. Because of this, we only need to keep track of empty field 
441   // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
442   // subobject for our class.
443   if (Offset >= SizeOfLargestEmptySubobject)
444     return;
445
446   AddSubobjectAtOffset(RD, Offset);
447
448   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
449
450   // Traverse all non-virtual bases.
451   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
452     if (Base.isVirtual())
453       continue;
454
455     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
456
457     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl);
458     UpdateEmptyFieldSubobjects(BaseDecl, Class, BaseOffset);
459   }
460
461   if (RD == Class) {
462     // This is the most derived class, traverse virtual bases as well.
463     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
464       const CXXRecordDecl *VBaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
465
466       CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBaseDecl);
467       UpdateEmptyFieldSubobjects(VBaseDecl, Class, VBaseOffset);
468     }
469   }
470   
471   // Traverse all member variables.
472   unsigned FieldNo = 0;
473   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(), E = RD->field_end();
474        I != E; ++I, ++FieldNo) {
475     if (I->isBitField())
476       continue;
477
478     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
479
480     UpdateEmptyFieldSubobjects(*I, FieldOffset);
481   }
482 }
483   
484 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyFieldSubobjects(const FieldDecl *FD,
485                                                    CharUnits Offset) {
486   QualType T = FD->getType();
487   if (const CXXRecordDecl *RD = T->getAsCXXRecordDecl()) {
488     UpdateEmptyFieldSubobjects(RD, RD, Offset);
489     return;
490   }
491
492   // If we have an array type we need to update every element.
493   if (const ConstantArrayType *AT = Context.getAsConstantArrayType(T)) {
494     QualType ElemTy = Context.getBaseElementType(AT);
495     const RecordType *RT = ElemTy->getAs<RecordType>();
496     if (!RT)
497       return;
498
499     const CXXRecordDecl *RD = RT->getAsCXXRecordDecl();
500     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
501     
502     uint64_t NumElements = Context.getConstantArrayElementCount(AT);
503     CharUnits ElementOffset = Offset;
504     
505     for (uint64_t I = 0; I != NumElements; ++I) {
506       // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
507       // field subobjects are subobjects of empty bases that can be placed at 
508       // offset zero. Because of this, we only need to keep track of empty field
509       // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
510       // subobject for our class.
511       if (ElementOffset >= SizeOfLargestEmptySubobject)
512         return;
513
514       UpdateEmptyFieldSubobjects(RD, RD, ElementOffset);
515       ElementOffset += Layout.getSize();
516     }
517   }
518 }
519
520 typedef llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl*, 4> ClassSetTy;
521
522 class RecordLayoutBuilder {
523 protected:
524   // FIXME: Remove this and make the appropriate fields public.
525   friend class clang::ASTContext;
526
527   const ASTContext &Context;
528
529   EmptySubobjectMap *EmptySubobjects;
530
531   /// Size - The current size of the record layout.
532   uint64_t Size;
533
534   /// Alignment - The current alignment of the record layout.
535   CharUnits Alignment;
536
537   /// \brief The alignment if attribute packed is not used.
538   CharUnits UnpackedAlignment;
539
540   SmallVector<uint64_t, 16> FieldOffsets;
541
542   /// \brief Whether the external AST source has provided a layout for this
543   /// record.
544   unsigned ExternalLayout : 1;
545
546   /// \brief Whether we need to infer alignment, even when we have an 
547   /// externally-provided layout.
548   unsigned InferAlignment : 1;
549   
550   /// Packed - Whether the record is packed or not.
551   unsigned Packed : 1;
552
553   unsigned IsUnion : 1;
554
555   unsigned IsMac68kAlign : 1;
556   
557   unsigned IsMsStruct : 1;
558
559   /// UnfilledBitsInLastUnit - If the last field laid out was a bitfield,
560   /// this contains the number of bits in the last unit that can be used for
561   /// an adjacent bitfield if necessary.  The unit in question is usually
562   /// a byte, but larger units are used if IsMsStruct.
563   unsigned char UnfilledBitsInLastUnit;
564   /// LastBitfieldTypeSize - If IsMsStruct, represents the size of the type
565   /// of the previous field if it was a bitfield.
566   unsigned char LastBitfieldTypeSize;
567
568   /// MaxFieldAlignment - The maximum allowed field alignment. This is set by
569   /// #pragma pack.
570   CharUnits MaxFieldAlignment;
571
572   /// DataSize - The data size of the record being laid out.
573   uint64_t DataSize;
574
575   CharUnits NonVirtualSize;
576   CharUnits NonVirtualAlignment;
577
578   /// PrimaryBase - the primary base class (if one exists) of the class
579   /// we're laying out.
580   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
581
582   /// PrimaryBaseIsVirtual - Whether the primary base of the class we're laying
583   /// out is virtual.
584   bool PrimaryBaseIsVirtual;
585
586   /// HasOwnVFPtr - Whether the class provides its own vtable/vftbl
587   /// pointer, as opposed to inheriting one from a primary base class.
588   bool HasOwnVFPtr;
589
590   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> BaseOffsetsMapTy;
591
592   /// Bases - base classes and their offsets in the record.
593   BaseOffsetsMapTy Bases;
594
595   // VBases - virtual base classes and their offsets in the record.
596   ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy VBases;
597
598   /// IndirectPrimaryBases - Virtual base classes, direct or indirect, that are
599   /// primary base classes for some other direct or indirect base class.
600   CXXIndirectPrimaryBaseSet IndirectPrimaryBases;
601
602   /// FirstNearlyEmptyVBase - The first nearly empty virtual base class in
603   /// inheritance graph order. Used for determining the primary base class.
604   const CXXRecordDecl *FirstNearlyEmptyVBase;
605
606   /// VisitedVirtualBases - A set of all the visited virtual bases, used to
607   /// avoid visiting virtual bases more than once.
608   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 4> VisitedVirtualBases;
609
610   /// \brief Externally-provided size.
611   uint64_t ExternalSize;
612   
613   /// \brief Externally-provided alignment.
614   uint64_t ExternalAlign;
615   
616   /// \brief Externally-provided field offsets.
617   llvm::DenseMap<const FieldDecl *, uint64_t> ExternalFieldOffsets;
618
619   /// \brief Externally-provided direct, non-virtual base offsets.
620   llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> ExternalBaseOffsets;
621
622   /// \brief Externally-provided virtual base offsets.
623   llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> ExternalVirtualBaseOffsets;
624
625   RecordLayoutBuilder(const ASTContext &Context,
626                       EmptySubobjectMap *EmptySubobjects)
627     : Context(Context), EmptySubobjects(EmptySubobjects), Size(0), 
628       Alignment(CharUnits::One()), UnpackedAlignment(CharUnits::One()),
629       ExternalLayout(false), InferAlignment(false), 
630       Packed(false), IsUnion(false), IsMac68kAlign(false), IsMsStruct(false),
631       UnfilledBitsInLastUnit(0), LastBitfieldTypeSize(0),
632       MaxFieldAlignment(CharUnits::Zero()), 
633       DataSize(0), NonVirtualSize(CharUnits::Zero()), 
634       NonVirtualAlignment(CharUnits::One()), 
635       PrimaryBase(nullptr), PrimaryBaseIsVirtual(false),
636       HasOwnVFPtr(false),
637       FirstNearlyEmptyVBase(nullptr) {}
638
639   /// Reset this RecordLayoutBuilder to a fresh state, using the given
640   /// alignment as the initial alignment.  This is used for the
641   /// correct layout of vb-table pointers in MSVC.
642   void resetWithTargetAlignment(CharUnits TargetAlignment) {
643     const ASTContext &Context = this->Context;
644     EmptySubobjectMap *EmptySubobjects = this->EmptySubobjects;
645     this->~RecordLayoutBuilder();
646     new (this) RecordLayoutBuilder(Context, EmptySubobjects);
647     Alignment = UnpackedAlignment = TargetAlignment;
648   }
649
650   void Layout(const RecordDecl *D);
651   void Layout(const CXXRecordDecl *D);
652   void Layout(const ObjCInterfaceDecl *D);
653
654   void LayoutFields(const RecordDecl *D);
655   void LayoutField(const FieldDecl *D);
656   void LayoutWideBitField(uint64_t FieldSize, uint64_t TypeSize,
657                           bool FieldPacked, const FieldDecl *D);
658   void LayoutBitField(const FieldDecl *D);
659
660   TargetCXXABI getCXXABI() const {
661     return Context.getTargetInfo().getCXXABI();
662   }
663
664   /// BaseSubobjectInfoAllocator - Allocator for BaseSubobjectInfo objects.
665   llvm::SpecificBumpPtrAllocator<BaseSubobjectInfo> BaseSubobjectInfoAllocator;
666   
667   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, BaseSubobjectInfo *>
668     BaseSubobjectInfoMapTy;
669
670   /// VirtualBaseInfo - Map from all the (direct or indirect) virtual bases
671   /// of the class we're laying out to their base subobject info.
672   BaseSubobjectInfoMapTy VirtualBaseInfo;
673   
674   /// NonVirtualBaseInfo - Map from all the direct non-virtual bases of the
675   /// class we're laying out to their base subobject info.
676   BaseSubobjectInfoMapTy NonVirtualBaseInfo;
677
678   /// ComputeBaseSubobjectInfo - Compute the base subobject information for the
679   /// bases of the given class.
680   void ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD);
681
682   /// ComputeBaseSubobjectInfo - Compute the base subobject information for a
683   /// single class and all of its base classes.
684   BaseSubobjectInfo *ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD, 
685                                               bool IsVirtual,
686                                               BaseSubobjectInfo *Derived);
687
688   /// DeterminePrimaryBase - Determine the primary base of the given class.
689   void DeterminePrimaryBase(const CXXRecordDecl *RD);
690
691   void SelectPrimaryVBase(const CXXRecordDecl *RD);
692
693   void EnsureVTablePointerAlignment(CharUnits UnpackedBaseAlign);
694
695   /// LayoutNonVirtualBases - Determines the primary base class (if any) and
696   /// lays it out. Will then proceed to lay out all non-virtual base clasess.
697   void LayoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
698
699   /// LayoutNonVirtualBase - Lays out a single non-virtual base.
700   void LayoutNonVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
701
702   void AddPrimaryVirtualBaseOffsets(const BaseSubobjectInfo *Info,
703                                     CharUnits Offset);
704
705   /// LayoutVirtualBases - Lays out all the virtual bases.
706   void LayoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD,
707                           const CXXRecordDecl *MostDerivedClass);
708
709   /// LayoutVirtualBase - Lays out a single virtual base.
710   void LayoutVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
711
712   /// LayoutBase - Will lay out a base and return the offset where it was
713   /// placed, in chars.
714   CharUnits LayoutBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
715
716   /// InitializeLayout - Initialize record layout for the given record decl.
717   void InitializeLayout(const Decl *D);
718
719   /// FinishLayout - Finalize record layout. Adjust record size based on the
720   /// alignment.
721   void FinishLayout(const NamedDecl *D);
722
723   void UpdateAlignment(CharUnits NewAlignment, CharUnits UnpackedNewAlignment);
724   void UpdateAlignment(CharUnits NewAlignment) {
725     UpdateAlignment(NewAlignment, NewAlignment);
726   }
727
728   /// \brief Retrieve the externally-supplied field offset for the given
729   /// field.
730   ///
731   /// \param Field The field whose offset is being queried.
732   /// \param ComputedOffset The offset that we've computed for this field.
733   uint64_t updateExternalFieldOffset(const FieldDecl *Field, 
734                                      uint64_t ComputedOffset);
735   
736   void CheckFieldPadding(uint64_t Offset, uint64_t UnpaddedOffset,
737                           uint64_t UnpackedOffset, unsigned UnpackedAlign,
738                           bool isPacked, const FieldDecl *D);
739
740   DiagnosticBuilder Diag(SourceLocation Loc, unsigned DiagID);
741
742   CharUnits getSize() const { 
743     assert(Size % Context.getCharWidth() == 0);
744     return Context.toCharUnitsFromBits(Size); 
745   }
746   uint64_t getSizeInBits() const { return Size; }
747
748   void setSize(CharUnits NewSize) { Size = Context.toBits(NewSize); }
749   void setSize(uint64_t NewSize) { Size = NewSize; }
750
751   CharUnits getAligment() const { return Alignment; }
752
753   CharUnits getDataSize() const { 
754     assert(DataSize % Context.getCharWidth() == 0);
755     return Context.toCharUnitsFromBits(DataSize); 
756   }
757   uint64_t getDataSizeInBits() const { return DataSize; }
758
759   void setDataSize(CharUnits NewSize) { DataSize = Context.toBits(NewSize); }
760   void setDataSize(uint64_t NewSize) { DataSize = NewSize; }
761
762   RecordLayoutBuilder(const RecordLayoutBuilder &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
763   void operator=(const RecordLayoutBuilder &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
764 };
765 } // end anonymous namespace
766
767 void
768 RecordLayoutBuilder::SelectPrimaryVBase(const CXXRecordDecl *RD) {
769   for (const auto &I : RD->bases()) {
770     assert(!I.getType()->isDependentType() &&
771            "Cannot layout class with dependent bases.");
772
773     const CXXRecordDecl *Base = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
774
775     // Check if this is a nearly empty virtual base.
776     if (I.isVirtual() && Context.isNearlyEmpty(Base)) {
777       // If it's not an indirect primary base, then we've found our primary
778       // base.
779       if (!IndirectPrimaryBases.count(Base)) {
780         PrimaryBase = Base;
781         PrimaryBaseIsVirtual = true;
782         return;
783       }
784
785       // Is this the first nearly empty virtual base?
786       if (!FirstNearlyEmptyVBase)
787         FirstNearlyEmptyVBase = Base;
788     }
789
790     SelectPrimaryVBase(Base);
791     if (PrimaryBase)
792       return;
793   }
794 }
795
796 /// DeterminePrimaryBase - Determine the primary base of the given class.
797 void RecordLayoutBuilder::DeterminePrimaryBase(const CXXRecordDecl *RD) {
798   // If the class isn't dynamic, it won't have a primary base.
799   if (!RD->isDynamicClass())
800     return;
801
802   // Compute all the primary virtual bases for all of our direct and
803   // indirect bases, and record all their primary virtual base classes.
804   RD->getIndirectPrimaryBases(IndirectPrimaryBases);
805
806   // If the record has a dynamic base class, attempt to choose a primary base
807   // class. It is the first (in direct base class order) non-virtual dynamic
808   // base class, if one exists.
809   for (const auto &I : RD->bases()) {
810     // Ignore virtual bases.
811     if (I.isVirtual())
812       continue;
813
814     const CXXRecordDecl *Base = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
815
816     if (Base->isDynamicClass()) {
817       // We found it.
818       PrimaryBase = Base;
819       PrimaryBaseIsVirtual = false;
820       return;
821     }
822   }
823
824   // Under the Itanium ABI, if there is no non-virtual primary base class,
825   // try to compute the primary virtual base.  The primary virtual base is
826   // the first nearly empty virtual base that is not an indirect primary
827   // virtual base class, if one exists.
828   if (RD->getNumVBases() != 0) {
829     SelectPrimaryVBase(RD);
830     if (PrimaryBase)
831       return;
832   }
833
834   // Otherwise, it is the first indirect primary base class, if one exists.
835   if (FirstNearlyEmptyVBase) {
836     PrimaryBase = FirstNearlyEmptyVBase;
837     PrimaryBaseIsVirtual = true;
838     return;
839   }
840
841   assert(!PrimaryBase && "Should not get here with a primary base!");
842 }
843
844 BaseSubobjectInfo *
845 RecordLayoutBuilder::ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD, 
846                                               bool IsVirtual,
847                                               BaseSubobjectInfo *Derived) {
848   BaseSubobjectInfo *Info;
849   
850   if (IsVirtual) {
851     // Check if we already have info about this virtual base.
852     BaseSubobjectInfo *&InfoSlot = VirtualBaseInfo[RD];
853     if (InfoSlot) {
854       assert(InfoSlot->Class == RD && "Wrong class for virtual base info!");
855       return InfoSlot;
856     }
857
858     // We don't, create it.
859     InfoSlot = new (BaseSubobjectInfoAllocator.Allocate()) BaseSubobjectInfo;
860     Info = InfoSlot;
861   } else {
862     Info = new (BaseSubobjectInfoAllocator.Allocate()) BaseSubobjectInfo;
863   }
864   
865   Info->Class = RD;
866   Info->IsVirtual = IsVirtual;
867   Info->Derived = nullptr;
868   Info->PrimaryVirtualBaseInfo = nullptr;
869
870   const CXXRecordDecl *PrimaryVirtualBase = nullptr;
871   BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = nullptr;
872
873   // Check if this base has a primary virtual base.
874   if (RD->getNumVBases()) {
875     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
876     if (Layout.isPrimaryBaseVirtual()) {
877       // This base does have a primary virtual base.
878       PrimaryVirtualBase = Layout.getPrimaryBase();
879       assert(PrimaryVirtualBase && "Didn't have a primary virtual base!");
880       
881       // Now check if we have base subobject info about this primary base.
882       PrimaryVirtualBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryVirtualBase);
883       
884       if (PrimaryVirtualBaseInfo) {
885         if (PrimaryVirtualBaseInfo->Derived) {
886           // We did have info about this primary base, and it turns out that it
887           // has already been claimed as a primary virtual base for another
888           // base.
889           PrimaryVirtualBase = nullptr;
890         } else {
891           // We can claim this base as our primary base.
892           Info->PrimaryVirtualBaseInfo = PrimaryVirtualBaseInfo;
893           PrimaryVirtualBaseInfo->Derived = Info;
894         }
895       }
896     }
897   }
898
899   // Now go through all direct bases.
900   for (const auto &I : RD->bases()) {
901     bool IsVirtual = I.isVirtual();
902
903     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
904
905     Info->Bases.push_back(ComputeBaseSubobjectInfo(BaseDecl, IsVirtual, Info));
906   }
907   
908   if (PrimaryVirtualBase && !PrimaryVirtualBaseInfo) {
909     // Traversing the bases must have created the base info for our primary
910     // virtual base.
911     PrimaryVirtualBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryVirtualBase);
912     assert(PrimaryVirtualBaseInfo &&
913            "Did not create a primary virtual base!");
914       
915     // Claim the primary virtual base as our primary virtual base.
916     Info->PrimaryVirtualBaseInfo = PrimaryVirtualBaseInfo;
917     PrimaryVirtualBaseInfo->Derived = Info;
918   }
919   
920   return Info;
921 }
922
923 void RecordLayoutBuilder::ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD) {
924   for (const auto &I : RD->bases()) {
925     bool IsVirtual = I.isVirtual();
926
927     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
928
929     // Compute the base subobject info for this base.
930     BaseSubobjectInfo *Info = ComputeBaseSubobjectInfo(BaseDecl, IsVirtual,
931                                                        nullptr);
932
933     if (IsVirtual) {
934       // ComputeBaseInfo has already added this base for us.
935       assert(VirtualBaseInfo.count(BaseDecl) &&
936              "Did not add virtual base!");
937     } else {
938       // Add the base info to the map of non-virtual bases.
939       assert(!NonVirtualBaseInfo.count(BaseDecl) &&
940              "Non-virtual base already exists!");
941       NonVirtualBaseInfo.insert(std::make_pair(BaseDecl, Info));
942     }
943   }
944 }
945
946 void
947 RecordLayoutBuilder::EnsureVTablePointerAlignment(CharUnits UnpackedBaseAlign) {
948   CharUnits BaseAlign = (Packed) ? CharUnits::One() : UnpackedBaseAlign;
949
950   // The maximum field alignment overrides base align.
951   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
952     BaseAlign = std::min(BaseAlign, MaxFieldAlignment);
953     UnpackedBaseAlign = std::min(UnpackedBaseAlign, MaxFieldAlignment);
954   }
955
956   // Round up the current record size to pointer alignment.
957   setSize(getSize().RoundUpToAlignment(BaseAlign));
958   setDataSize(getSize());
959
960   // Update the alignment.
961   UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
962 }
963
964 void
965 RecordLayoutBuilder::LayoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD) {
966   // Then, determine the primary base class.
967   DeterminePrimaryBase(RD);
968
969   // Compute base subobject info.
970   ComputeBaseSubobjectInfo(RD);
971   
972   // If we have a primary base class, lay it out.
973   if (PrimaryBase) {
974     if (PrimaryBaseIsVirtual) {
975       // If the primary virtual base was a primary virtual base of some other
976       // base class we'll have to steal it.
977       BaseSubobjectInfo *PrimaryBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryBase);
978       PrimaryBaseInfo->Derived = nullptr;
979
980       // We have a virtual primary base, insert it as an indirect primary base.
981       IndirectPrimaryBases.insert(PrimaryBase);
982
983       assert(!VisitedVirtualBases.count(PrimaryBase) &&
984              "vbase already visited!");
985       VisitedVirtualBases.insert(PrimaryBase);
986
987       LayoutVirtualBase(PrimaryBaseInfo);
988     } else {
989       BaseSubobjectInfo *PrimaryBaseInfo = 
990         NonVirtualBaseInfo.lookup(PrimaryBase);
991       assert(PrimaryBaseInfo && 
992              "Did not find base info for non-virtual primary base!");
993
994       LayoutNonVirtualBase(PrimaryBaseInfo);
995     }
996
997   // If this class needs a vtable/vf-table and didn't get one from a
998   // primary base, add it in now.
999   } else if (RD->isDynamicClass()) {
1000     assert(DataSize == 0 && "Vtable pointer must be at offset zero!");
1001     CharUnits PtrWidth = 
1002       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0));
1003     CharUnits PtrAlign = 
1004       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerAlign(0));
1005     EnsureVTablePointerAlignment(PtrAlign);
1006     HasOwnVFPtr = true;
1007     setSize(getSize() + PtrWidth);
1008     setDataSize(getSize());
1009   }
1010
1011   // Now lay out the non-virtual bases.
1012   for (const auto &I : RD->bases()) {
1013
1014     // Ignore virtual bases.
1015     if (I.isVirtual())
1016       continue;
1017
1018     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1019
1020     // Skip the primary base, because we've already laid it out.  The
1021     // !PrimaryBaseIsVirtual check is required because we might have a
1022     // non-virtual base of the same type as a primary virtual base.
1023     if (BaseDecl == PrimaryBase && !PrimaryBaseIsVirtual)
1024       continue;
1025
1026     // Lay out the base.
1027     BaseSubobjectInfo *BaseInfo = NonVirtualBaseInfo.lookup(BaseDecl);
1028     assert(BaseInfo && "Did not find base info for non-virtual base!");
1029
1030     LayoutNonVirtualBase(BaseInfo);
1031   }
1032 }
1033
1034 void RecordLayoutBuilder::LayoutNonVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base) {
1035   // Layout the base.
1036   CharUnits Offset = LayoutBase(Base);
1037
1038   // Add its base class offset.
1039   assert(!Bases.count(Base->Class) && "base offset already exists!");
1040   Bases.insert(std::make_pair(Base->Class, Offset));
1041
1042   AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, Offset);
1043 }
1044
1045 void
1046 RecordLayoutBuilder::AddPrimaryVirtualBaseOffsets(const BaseSubobjectInfo *Info, 
1047                                                   CharUnits Offset) {
1048   // This base isn't interesting, it has no virtual bases.
1049   if (!Info->Class->getNumVBases())
1050     return;
1051   
1052   // First, check if we have a virtual primary base to add offsets for.
1053   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
1054     assert(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->IsVirtual && 
1055            "Primary virtual base is not virtual!");
1056     if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Derived == Info) {
1057       // Add the offset.
1058       assert(!VBases.count(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Class) && 
1059              "primary vbase offset already exists!");
1060       VBases.insert(std::make_pair(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Class,
1061                                    ASTRecordLayout::VBaseInfo(Offset, false)));
1062
1063       // Traverse the primary virtual base.
1064       AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Info->PrimaryVirtualBaseInfo, Offset);
1065     }
1066   }
1067
1068   // Now go through all direct non-virtual bases.
1069   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
1070   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
1071     if (Base->IsVirtual)
1072       continue;
1073
1074     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
1075     AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, BaseOffset);
1076   }
1077 }
1078
1079 void
1080 RecordLayoutBuilder::LayoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD,
1081                                         const CXXRecordDecl *MostDerivedClass) {
1082   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
1083   bool PrimaryBaseIsVirtual;
1084
1085   if (MostDerivedClass == RD) {
1086     PrimaryBase = this->PrimaryBase;
1087     PrimaryBaseIsVirtual = this->PrimaryBaseIsVirtual;
1088   } else {
1089     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
1090     PrimaryBase = Layout.getPrimaryBase();
1091     PrimaryBaseIsVirtual = Layout.isPrimaryBaseVirtual();
1092   }
1093
1094   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
1095     assert(!Base.getType()->isDependentType() &&
1096            "Cannot layout class with dependent bases.");
1097
1098     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1099
1100     if (Base.isVirtual()) {
1101       if (PrimaryBase != BaseDecl || !PrimaryBaseIsVirtual) {
1102         bool IndirectPrimaryBase = IndirectPrimaryBases.count(BaseDecl);
1103
1104         // Only lay out the virtual base if it's not an indirect primary base.
1105         if (!IndirectPrimaryBase) {
1106           // Only visit virtual bases once.
1107           if (!VisitedVirtualBases.insert(BaseDecl))
1108             continue;
1109
1110           const BaseSubobjectInfo *BaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(BaseDecl);
1111           assert(BaseInfo && "Did not find virtual base info!");
1112           LayoutVirtualBase(BaseInfo);
1113         }
1114       }
1115     }
1116
1117     if (!BaseDecl->getNumVBases()) {
1118       // This base isn't interesting since it doesn't have any virtual bases.
1119       continue;
1120     }
1121
1122     LayoutVirtualBases(BaseDecl, MostDerivedClass);
1123   }
1124 }
1125
1126 void RecordLayoutBuilder::LayoutVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base) {
1127   assert(!Base->Derived && "Trying to lay out a primary virtual base!");
1128   
1129   // Layout the base.
1130   CharUnits Offset = LayoutBase(Base);
1131
1132   // Add its base class offset.
1133   assert(!VBases.count(Base->Class) && "vbase offset already exists!");
1134   VBases.insert(std::make_pair(Base->Class, 
1135                        ASTRecordLayout::VBaseInfo(Offset, false)));
1136
1137   AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, Offset);
1138 }
1139
1140 CharUnits RecordLayoutBuilder::LayoutBase(const BaseSubobjectInfo *Base) {
1141   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Base->Class);
1142
1143   
1144   CharUnits Offset;
1145   
1146   // Query the external layout to see if it provides an offset.
1147   bool HasExternalLayout = false;
1148   if (ExternalLayout) {
1149     llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits>::iterator Known;
1150     if (Base->IsVirtual) {
1151       Known = ExternalVirtualBaseOffsets.find(Base->Class);
1152       if (Known != ExternalVirtualBaseOffsets.end()) {
1153         Offset = Known->second;
1154         HasExternalLayout = true;
1155       }
1156     } else {
1157       Known = ExternalBaseOffsets.find(Base->Class);
1158       if (Known != ExternalBaseOffsets.end()) {
1159         Offset = Known->second;
1160         HasExternalLayout = true;
1161       }
1162     }
1163   }
1164   
1165   CharUnits UnpackedBaseAlign = Layout.getNonVirtualAlignment();
1166   CharUnits BaseAlign = (Packed) ? CharUnits::One() : UnpackedBaseAlign;
1167  
1168   // If we have an empty base class, try to place it at offset 0.
1169   if (Base->Class->isEmpty() &&
1170       (!HasExternalLayout || Offset == CharUnits::Zero()) &&
1171       EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, CharUnits::Zero())) {
1172     setSize(std::max(getSize(), Layout.getSize()));
1173     UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
1174
1175     return CharUnits::Zero();
1176   }
1177
1178   // The maximum field alignment overrides base align.
1179   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
1180     BaseAlign = std::min(BaseAlign, MaxFieldAlignment);
1181     UnpackedBaseAlign = std::min(UnpackedBaseAlign, MaxFieldAlignment);
1182   }
1183
1184   if (!HasExternalLayout) {
1185     // Round up the current record size to the base's alignment boundary.
1186     Offset = getDataSize().RoundUpToAlignment(BaseAlign);
1187
1188     // Try to place the base.
1189     while (!EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, Offset))
1190       Offset += BaseAlign;
1191   } else {
1192     bool Allowed = EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, Offset);
1193     (void)Allowed;
1194     assert(Allowed && "Base subobject externally placed at overlapping offset");
1195
1196     if (InferAlignment && Offset < getDataSize().RoundUpToAlignment(BaseAlign)){
1197       // The externally-supplied base offset is before the base offset we
1198       // computed. Assume that the structure is packed.
1199       Alignment = CharUnits::One();
1200       InferAlignment = false;
1201     }
1202   }
1203   
1204   if (!Base->Class->isEmpty()) {
1205     // Update the data size.
1206     setDataSize(Offset + Layout.getNonVirtualSize());
1207
1208     setSize(std::max(getSize(), getDataSize()));
1209   } else
1210     setSize(std::max(getSize(), Offset + Layout.getSize()));
1211
1212   // Remember max struct/class alignment.
1213   UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
1214
1215   return Offset;
1216 }
1217
1218 void RecordLayoutBuilder::InitializeLayout(const Decl *D) {
1219   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D)) {
1220     IsUnion = RD->isUnion();
1221     IsMsStruct = RD->isMsStruct(Context);
1222   }
1223
1224   Packed = D->hasAttr<PackedAttr>();  
1225
1226   // Honor the default struct packing maximum alignment flag.
1227   if (unsigned DefaultMaxFieldAlignment = Context.getLangOpts().PackStruct) {
1228     MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(DefaultMaxFieldAlignment);
1229   }
1230
1231   // mac68k alignment supersedes maximum field alignment and attribute aligned,
1232   // and forces all structures to have 2-byte alignment. The IBM docs on it
1233   // allude to additional (more complicated) semantics, especially with regard
1234   // to bit-fields, but gcc appears not to follow that.
1235   if (D->hasAttr<AlignMac68kAttr>()) {
1236     IsMac68kAlign = true;
1237     MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(2);
1238     Alignment = CharUnits::fromQuantity(2);
1239   } else {
1240     if (const MaxFieldAlignmentAttr *MFAA = D->getAttr<MaxFieldAlignmentAttr>())
1241       MaxFieldAlignment = Context.toCharUnitsFromBits(MFAA->getAlignment());
1242
1243     if (unsigned MaxAlign = D->getMaxAlignment())
1244       UpdateAlignment(Context.toCharUnitsFromBits(MaxAlign));
1245   }
1246   
1247   // If there is an external AST source, ask it for the various offsets.
1248   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D))
1249     if (ExternalASTSource *External = Context.getExternalSource()) {
1250       ExternalLayout = External->layoutRecordType(RD, 
1251                                                   ExternalSize,
1252                                                   ExternalAlign,
1253                                                   ExternalFieldOffsets,
1254                                                   ExternalBaseOffsets,
1255                                                   ExternalVirtualBaseOffsets);
1256       
1257       // Update based on external alignment.
1258       if (ExternalLayout) {
1259         if (ExternalAlign > 0) {
1260           Alignment = Context.toCharUnitsFromBits(ExternalAlign);
1261         } else {
1262           // The external source didn't have alignment information; infer it.
1263           InferAlignment = true;
1264         }
1265       }
1266     }
1267 }
1268
1269 void RecordLayoutBuilder::Layout(const RecordDecl *D) {
1270   InitializeLayout(D);
1271   LayoutFields(D);
1272
1273   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment of the
1274   // struct itself.
1275   FinishLayout(D);
1276 }
1277
1278 void RecordLayoutBuilder::Layout(const CXXRecordDecl *RD) {
1279   InitializeLayout(RD);
1280
1281   // Lay out the vtable and the non-virtual bases.
1282   LayoutNonVirtualBases(RD);
1283
1284   LayoutFields(RD);
1285
1286   NonVirtualSize = Context.toCharUnitsFromBits(
1287         llvm::RoundUpToAlignment(getSizeInBits(), 
1288                                  Context.getTargetInfo().getCharAlign()));
1289   NonVirtualAlignment = Alignment;
1290
1291   // Lay out the virtual bases and add the primary virtual base offsets.
1292   LayoutVirtualBases(RD, RD);
1293
1294   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment
1295   // of the struct itself.
1296   FinishLayout(RD);
1297
1298 #ifndef NDEBUG
1299   // Check that we have base offsets for all bases.
1300   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
1301     if (Base.isVirtual())
1302       continue;
1303
1304     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1305
1306     assert(Bases.count(BaseDecl) && "Did not find base offset!");
1307   }
1308
1309   // And all virtual bases.
1310   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
1311     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1312
1313     assert(VBases.count(BaseDecl) && "Did not find base offset!");
1314   }
1315 #endif
1316 }
1317
1318 void RecordLayoutBuilder::Layout(const ObjCInterfaceDecl *D) {
1319   if (ObjCInterfaceDecl *SD = D->getSuperClass()) {
1320     const ASTRecordLayout &SL = Context.getASTObjCInterfaceLayout(SD);
1321
1322     UpdateAlignment(SL.getAlignment());
1323
1324     // We start laying out ivars not at the end of the superclass
1325     // structure, but at the next byte following the last field.
1326     setSize(SL.getDataSize());
1327     setDataSize(getSize());
1328   }
1329
1330   InitializeLayout(D);
1331   // Layout each ivar sequentially.
1332   for (const ObjCIvarDecl *IVD = D->all_declared_ivar_begin(); IVD;
1333        IVD = IVD->getNextIvar())
1334     LayoutField(IVD);
1335
1336   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment of the
1337   // struct itself.
1338   FinishLayout(D);
1339 }
1340
1341 void RecordLayoutBuilder::LayoutFields(const RecordDecl *D) {
1342   // Layout each field, for now, just sequentially, respecting alignment.  In
1343   // the future, this will need to be tweakable by targets.
1344   for (const auto *Field : D->fields())
1345     LayoutField(Field);
1346 }
1347
1348 void RecordLayoutBuilder::LayoutWideBitField(uint64_t FieldSize,
1349                                              uint64_t TypeSize,
1350                                              bool FieldPacked,
1351                                              const FieldDecl *D) {
1352   assert(Context.getLangOpts().CPlusPlus &&
1353          "Can only have wide bit-fields in C++!");
1354
1355   // Itanium C++ ABI 2.4:
1356   //   If sizeof(T)*8 < n, let T' be the largest integral POD type with
1357   //   sizeof(T')*8 <= n.
1358
1359   QualType IntegralPODTypes[] = {
1360     Context.UnsignedCharTy, Context.UnsignedShortTy, Context.UnsignedIntTy,
1361     Context.UnsignedLongTy, Context.UnsignedLongLongTy
1362   };
1363
1364   QualType Type;
1365   for (const QualType &QT : IntegralPODTypes) {
1366     uint64_t Size = Context.getTypeSize(QT);
1367
1368     if (Size > FieldSize)
1369       break;
1370
1371     Type = QT;
1372   }
1373   assert(!Type.isNull() && "Did not find a type!");
1374
1375   CharUnits TypeAlign = Context.getTypeAlignInChars(Type);
1376
1377   // We're not going to use any of the unfilled bits in the last byte.
1378   UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1379   LastBitfieldTypeSize = 0;
1380
1381   uint64_t FieldOffset;
1382   uint64_t UnpaddedFieldOffset = getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1383
1384   if (IsUnion) {
1385     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), FieldSize));
1386     FieldOffset = 0;
1387   } else {
1388     // The bitfield is allocated starting at the next offset aligned 
1389     // appropriately for T', with length n bits.
1390     FieldOffset = llvm::RoundUpToAlignment(getDataSizeInBits(), 
1391                                            Context.toBits(TypeAlign));
1392
1393     uint64_t NewSizeInBits = FieldOffset + FieldSize;
1394
1395     setDataSize(llvm::RoundUpToAlignment(NewSizeInBits, 
1396                                          Context.getTargetInfo().getCharAlign()));
1397     UnfilledBitsInLastUnit = getDataSizeInBits() - NewSizeInBits;
1398   }
1399
1400   // Place this field at the current location.
1401   FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
1402
1403   CheckFieldPadding(FieldOffset, UnpaddedFieldOffset, FieldOffset,
1404                     Context.toBits(TypeAlign), FieldPacked, D);
1405
1406   // Update the size.
1407   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1408
1409   // Remember max struct/class alignment.
1410   UpdateAlignment(TypeAlign);
1411 }
1412
1413 void RecordLayoutBuilder::LayoutBitField(const FieldDecl *D) {
1414   bool FieldPacked = Packed || D->hasAttr<PackedAttr>();
1415   uint64_t FieldSize = D->getBitWidthValue(Context);
1416   std::pair<uint64_t, unsigned> FieldInfo = Context.getTypeInfo(D->getType());
1417   uint64_t TypeSize = FieldInfo.first;
1418   unsigned FieldAlign = FieldInfo.second;
1419
1420   // UnfilledBitsInLastUnit is the difference between the end of the
1421   // last allocated bitfield (i.e. the first bit offset available for
1422   // bitfields) and the end of the current data size in bits (i.e. the
1423   // first bit offset available for non-bitfields).  The current data
1424   // size in bits is always a multiple of the char size; additionally,
1425   // for ms_struct records it's also a multiple of the
1426   // LastBitfieldTypeSize (if set).
1427
1428   // The struct-layout algorithm is dictated by the platform ABI,
1429   // which in principle could use almost any rules it likes.  In
1430   // practice, UNIXy targets tend to inherit the algorithm described
1431   // in the System V generic ABI.  The basic bitfield layout rule in
1432   // System V is to place bitfields at the next available bit offset
1433   // where the entire bitfield would fit in an aligned storage unit of
1434   // the declared type; it's okay if an earlier or later non-bitfield
1435   // is allocated in the same storage unit.  However, some targets
1436   // (those that !useBitFieldTypeAlignment(), e.g. ARM APCS) don't
1437   // require this storage unit to be aligned, and therefore always put
1438   // the bitfield at the next available bit offset.
1439
1440   // ms_struct basically requests a complete replacement of the
1441   // platform ABI's struct-layout algorithm, with the high-level goal
1442   // of duplicating MSVC's layout.  For non-bitfields, this follows
1443   // the the standard algorithm.  The basic bitfield layout rule is to
1444   // allocate an entire unit of the bitfield's declared type
1445   // (e.g. 'unsigned long'), then parcel it up among successive
1446   // bitfields whose declared types have the same size, making a new
1447   // unit as soon as the last can no longer store the whole value.
1448   // Since it completely replaces the platform ABI's algorithm,
1449   // settings like !useBitFieldTypeAlignment() do not apply.
1450
1451   // A zero-width bitfield forces the use of a new storage unit for
1452   // later bitfields.  In general, this occurs by rounding up the
1453   // current size of the struct as if the algorithm were about to
1454   // place a non-bitfield of the field's formal type.  Usually this
1455   // does not change the alignment of the struct itself, but it does
1456   // on some targets (those that useZeroLengthBitfieldAlignment(),
1457   // e.g. ARM).  In ms_struct layout, zero-width bitfields are
1458   // ignored unless they follow a non-zero-width bitfield.
1459
1460   // A field alignment restriction (e.g. from #pragma pack) or
1461   // specification (e.g. from __attribute__((aligned))) changes the
1462   // formal alignment of the field.  For System V, this alters the
1463   // required alignment of the notional storage unit that must contain
1464   // the bitfield.  For ms_struct, this only affects the placement of
1465   // new storage units.  In both cases, the effect of #pragma pack is
1466   // ignored on zero-width bitfields.
1467
1468   // On System V, a packed field (e.g. from #pragma pack or
1469   // __attribute__((packed))) always uses the next available bit
1470   // offset.
1471
1472   // In an ms_struct struct, the alignment of a fundamental type is
1473   // always equal to its size.  This is necessary in order to mimic
1474   // the i386 alignment rules on targets which might not fully align
1475   // all types (e.g. Darwin PPC32, where alignof(long long) == 4).
1476
1477   // First, some simple bookkeeping to perform for ms_struct structs.
1478   if (IsMsStruct) {
1479     // The field alignment for integer types is always the size.
1480     FieldAlign = TypeSize;
1481
1482     // If the previous field was not a bitfield, or was a bitfield
1483     // with a different storage unit size, we're done with that
1484     // storage unit.
1485     if (LastBitfieldTypeSize != TypeSize) {
1486       // Also, ignore zero-length bitfields after non-bitfields.
1487       if (!LastBitfieldTypeSize && !FieldSize)
1488         FieldAlign = 1;
1489
1490       UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1491       LastBitfieldTypeSize = 0;
1492     }
1493   }
1494
1495   // If the field is wider than its declared type, it follows
1496   // different rules in all cases.
1497   if (FieldSize > TypeSize) {
1498     LayoutWideBitField(FieldSize, TypeSize, FieldPacked, D);
1499     return;
1500   }
1501
1502   // Compute the next available bit offset.
1503   uint64_t FieldOffset =
1504     IsUnion ? 0 : (getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit);
1505
1506   // Handle targets that don't honor bitfield type alignment.
1507   if (!IsMsStruct && !Context.getTargetInfo().useBitFieldTypeAlignment()) {
1508     // Some such targets do honor it on zero-width bitfields.
1509     if (FieldSize == 0 &&
1510         Context.getTargetInfo().useZeroLengthBitfieldAlignment()) {
1511       // The alignment to round up to is the max of the field's natural
1512       // alignment and a target-specific fixed value (sometimes zero).
1513       unsigned ZeroLengthBitfieldBoundary =
1514         Context.getTargetInfo().getZeroLengthBitfieldBoundary();
1515       FieldAlign = std::max(FieldAlign, ZeroLengthBitfieldBoundary);
1516
1517     // If that doesn't apply, just ignore the field alignment.
1518     } else {
1519       FieldAlign = 1;
1520     }
1521   }
1522
1523   // Remember the alignment we would have used if the field were not packed.
1524   unsigned UnpackedFieldAlign = FieldAlign;
1525
1526   // Ignore the field alignment if the field is packed unless it has zero-size.
1527   if (!IsMsStruct && FieldPacked && FieldSize != 0)
1528     FieldAlign = 1;
1529
1530   // But, if there's an 'aligned' attribute on the field, honor that.
1531   if (unsigned ExplicitFieldAlign = D->getMaxAlignment()) {
1532     FieldAlign = std::max(FieldAlign, ExplicitFieldAlign);
1533     UnpackedFieldAlign = std::max(UnpackedFieldAlign, ExplicitFieldAlign);
1534   }
1535
1536   // But, if there's a #pragma pack in play, that takes precedent over
1537   // even the 'aligned' attribute, for non-zero-width bitfields.
1538   if (!MaxFieldAlignment.isZero() && FieldSize) {
1539     unsigned MaxFieldAlignmentInBits = Context.toBits(MaxFieldAlignment);
1540     FieldAlign = std::min(FieldAlign, MaxFieldAlignmentInBits);
1541     UnpackedFieldAlign = std::min(UnpackedFieldAlign, MaxFieldAlignmentInBits);
1542   }
1543
1544   // For purposes of diagnostics, we're going to simultaneously
1545   // compute the field offsets that we would have used if we weren't
1546   // adding any alignment padding or if the field weren't packed.
1547   uint64_t UnpaddedFieldOffset = FieldOffset;
1548   uint64_t UnpackedFieldOffset = FieldOffset;
1549
1550   // Check if we need to add padding to fit the bitfield within an
1551   // allocation unit with the right size and alignment.  The rules are
1552   // somewhat different here for ms_struct structs.
1553   if (IsMsStruct) {
1554     // If it's not a zero-width bitfield, and we can fit the bitfield
1555     // into the active storage unit (and we haven't already decided to
1556     // start a new storage unit), just do so, regardless of any other
1557     // other consideration.  Otherwise, round up to the right alignment.
1558     if (FieldSize == 0 || FieldSize > UnfilledBitsInLastUnit) {
1559       FieldOffset = llvm::RoundUpToAlignment(FieldOffset, FieldAlign);
1560       UnpackedFieldOffset = llvm::RoundUpToAlignment(UnpackedFieldOffset,
1561                                                      UnpackedFieldAlign);
1562       UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1563     }
1564
1565   } else {
1566     // #pragma pack, with any value, suppresses the insertion of padding.
1567     bool AllowPadding = MaxFieldAlignment.isZero();
1568
1569     // Compute the real offset.
1570     if (FieldSize == 0 || 
1571         (AllowPadding &&
1572          (FieldOffset & (FieldAlign-1)) + FieldSize > TypeSize)) {
1573       FieldOffset = llvm::RoundUpToAlignment(FieldOffset, FieldAlign);
1574     }
1575
1576     // Repeat the computation for diagnostic purposes.
1577     if (FieldSize == 0 ||
1578         (AllowPadding &&
1579          (UnpackedFieldOffset & (UnpackedFieldAlign-1)) + FieldSize > TypeSize))
1580       UnpackedFieldOffset = llvm::RoundUpToAlignment(UnpackedFieldOffset,
1581                                                      UnpackedFieldAlign);
1582   }
1583
1584   // If we're using external layout, give the external layout a chance
1585   // to override this information.
1586   if (ExternalLayout)
1587     FieldOffset = updateExternalFieldOffset(D, FieldOffset);
1588
1589   // Okay, place the bitfield at the calculated offset.
1590   FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
1591
1592   // Bookkeeping:
1593
1594   // Anonymous members don't affect the overall record alignment,
1595   // except on targets where they do.
1596   if (!IsMsStruct &&
1597       !Context.getTargetInfo().useZeroLengthBitfieldAlignment() &&
1598       !D->getIdentifier())
1599     FieldAlign = UnpackedFieldAlign = 1;
1600
1601   // Diagnose differences in layout due to padding or packing.
1602   if (!ExternalLayout)
1603     CheckFieldPadding(FieldOffset, UnpaddedFieldOffset, UnpackedFieldOffset,
1604                       UnpackedFieldAlign, FieldPacked, D);
1605
1606   // Update DataSize to include the last byte containing (part of) the bitfield.
1607
1608   // For unions, this is just a max operation, as usual.
1609   if (IsUnion) {
1610     // FIXME: I think FieldSize should be TypeSize here.
1611     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), FieldSize));
1612
1613   // For non-zero-width bitfields in ms_struct structs, allocate a new
1614   // storage unit if necessary.
1615   } else if (IsMsStruct && FieldSize) {
1616     // We should have cleared UnfilledBitsInLastUnit in every case
1617     // where we changed storage units.
1618     if (!UnfilledBitsInLastUnit) {
1619       setDataSize(FieldOffset + TypeSize);
1620       UnfilledBitsInLastUnit = TypeSize;
1621     }
1622     UnfilledBitsInLastUnit -= FieldSize;
1623     LastBitfieldTypeSize = TypeSize;
1624
1625   // Otherwise, bump the data size up to include the bitfield,
1626   // including padding up to char alignment, and then remember how
1627   // bits we didn't use.
1628   } else {
1629     uint64_t NewSizeInBits = FieldOffset + FieldSize;
1630     uint64_t CharAlignment = Context.getTargetInfo().getCharAlign();
1631     setDataSize(llvm::RoundUpToAlignment(NewSizeInBits, CharAlignment));
1632     UnfilledBitsInLastUnit = getDataSizeInBits() - NewSizeInBits;
1633
1634     // The only time we can get here for an ms_struct is if this is a
1635     // zero-width bitfield, which doesn't count as anything for the
1636     // purposes of unfilled bits.
1637     LastBitfieldTypeSize = 0;
1638   }
1639
1640   // Update the size.
1641   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1642
1643   // Remember max struct/class alignment.
1644   UpdateAlignment(Context.toCharUnitsFromBits(FieldAlign), 
1645                   Context.toCharUnitsFromBits(UnpackedFieldAlign));
1646 }
1647
1648 void RecordLayoutBuilder::LayoutField(const FieldDecl *D) {  
1649   if (D->isBitField()) {
1650     LayoutBitField(D);
1651     return;
1652   }
1653
1654   uint64_t UnpaddedFieldOffset = getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1655
1656   // Reset the unfilled bits.
1657   UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1658   LastBitfieldTypeSize = 0;
1659
1660   bool FieldPacked = Packed || D->hasAttr<PackedAttr>();
1661   CharUnits FieldOffset = 
1662     IsUnion ? CharUnits::Zero() : getDataSize();
1663   CharUnits FieldSize;
1664   CharUnits FieldAlign;
1665
1666   if (D->getType()->isIncompleteArrayType()) {
1667     // This is a flexible array member; we can't directly
1668     // query getTypeInfo about these, so we figure it out here.
1669     // Flexible array members don't have any size, but they
1670     // have to be aligned appropriately for their element type.
1671     FieldSize = CharUnits::Zero();
1672     const ArrayType* ATy = Context.getAsArrayType(D->getType());
1673     FieldAlign = Context.getTypeAlignInChars(ATy->getElementType());
1674   } else if (const ReferenceType *RT = D->getType()->getAs<ReferenceType>()) {
1675     unsigned AS = RT->getPointeeType().getAddressSpace();
1676     FieldSize = 
1677       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(AS));
1678     FieldAlign = 
1679       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerAlign(AS));
1680   } else {
1681     std::pair<CharUnits, CharUnits> FieldInfo = 
1682       Context.getTypeInfoInChars(D->getType());
1683     FieldSize = FieldInfo.first;
1684     FieldAlign = FieldInfo.second;
1685
1686     if (IsMsStruct) {
1687       // If MS bitfield layout is required, figure out what type is being
1688       // laid out and align the field to the width of that type.
1689       
1690       // Resolve all typedefs down to their base type and round up the field
1691       // alignment if necessary.
1692       QualType T = Context.getBaseElementType(D->getType());
1693       if (const BuiltinType *BTy = T->getAs<BuiltinType>()) {
1694         CharUnits TypeSize = Context.getTypeSizeInChars(BTy);
1695         if (TypeSize > FieldAlign)
1696           FieldAlign = TypeSize;
1697       }
1698     }
1699   }
1700
1701   // The align if the field is not packed. This is to check if the attribute
1702   // was unnecessary (-Wpacked).
1703   CharUnits UnpackedFieldAlign = FieldAlign;
1704   CharUnits UnpackedFieldOffset = FieldOffset;
1705
1706   if (FieldPacked)
1707     FieldAlign = CharUnits::One();
1708   CharUnits MaxAlignmentInChars = 
1709     Context.toCharUnitsFromBits(D->getMaxAlignment());
1710   FieldAlign = std::max(FieldAlign, MaxAlignmentInChars);
1711   UnpackedFieldAlign = std::max(UnpackedFieldAlign, MaxAlignmentInChars);
1712
1713   // The maximum field alignment overrides the aligned attribute.
1714   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
1715     FieldAlign = std::min(FieldAlign, MaxFieldAlignment);
1716     UnpackedFieldAlign = std::min(UnpackedFieldAlign, MaxFieldAlignment);
1717   }
1718
1719   // Round up the current record size to the field's alignment boundary.
1720   FieldOffset = FieldOffset.RoundUpToAlignment(FieldAlign);
1721   UnpackedFieldOffset = 
1722     UnpackedFieldOffset.RoundUpToAlignment(UnpackedFieldAlign);
1723
1724   if (ExternalLayout) {
1725     FieldOffset = Context.toCharUnitsFromBits(
1726                     updateExternalFieldOffset(D, Context.toBits(FieldOffset)));
1727     
1728     if (!IsUnion && EmptySubobjects) {
1729       // Record the fact that we're placing a field at this offset.
1730       bool Allowed = EmptySubobjects->CanPlaceFieldAtOffset(D, FieldOffset);
1731       (void)Allowed;
1732       assert(Allowed && "Externally-placed field cannot be placed here");      
1733     }
1734   } else {
1735     if (!IsUnion && EmptySubobjects) {
1736       // Check if we can place the field at this offset.
1737       while (!EmptySubobjects->CanPlaceFieldAtOffset(D, FieldOffset)) {
1738         // We couldn't place the field at the offset. Try again at a new offset.
1739         FieldOffset += FieldAlign;
1740       }
1741     }
1742   }
1743   
1744   // Place this field at the current location.
1745   FieldOffsets.push_back(Context.toBits(FieldOffset));
1746
1747   if (!ExternalLayout)
1748     CheckFieldPadding(Context.toBits(FieldOffset), UnpaddedFieldOffset, 
1749                       Context.toBits(UnpackedFieldOffset),
1750                       Context.toBits(UnpackedFieldAlign), FieldPacked, D);
1751
1752   // Reserve space for this field.
1753   uint64_t FieldSizeInBits = Context.toBits(FieldSize);
1754   if (IsUnion)
1755     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), FieldSizeInBits));
1756   else
1757     setDataSize(FieldOffset + FieldSize);
1758
1759   // Update the size.
1760   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1761
1762   // Remember max struct/class alignment.
1763   UpdateAlignment(FieldAlign, UnpackedFieldAlign);
1764 }
1765
1766 void RecordLayoutBuilder::FinishLayout(const NamedDecl *D) {
1767   // In C++, records cannot be of size 0.
1768   if (Context.getLangOpts().CPlusPlus && getSizeInBits() == 0) {
1769     if (const CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
1770       // Compatibility with gcc requires a class (pod or non-pod)
1771       // which is not empty but of size 0; such as having fields of
1772       // array of zero-length, remains of Size 0
1773       if (RD->isEmpty())
1774         setSize(CharUnits::One());
1775     }
1776     else
1777       setSize(CharUnits::One());
1778   }
1779
1780   // Finally, round the size of the record up to the alignment of the
1781   // record itself.
1782   uint64_t UnpaddedSize = getSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1783   uint64_t UnpackedSizeInBits =
1784   llvm::RoundUpToAlignment(getSizeInBits(),
1785                            Context.toBits(UnpackedAlignment));
1786   CharUnits UnpackedSize = Context.toCharUnitsFromBits(UnpackedSizeInBits);
1787   uint64_t RoundedSize
1788     = llvm::RoundUpToAlignment(getSizeInBits(), Context.toBits(Alignment));
1789
1790   if (ExternalLayout) {
1791     // If we're inferring alignment, and the external size is smaller than
1792     // our size after we've rounded up to alignment, conservatively set the
1793     // alignment to 1.
1794     if (InferAlignment && ExternalSize < RoundedSize) {
1795       Alignment = CharUnits::One();
1796       InferAlignment = false;
1797     }
1798     setSize(ExternalSize);
1799     return;
1800   }
1801
1802   // Set the size to the final size.
1803   setSize(RoundedSize);
1804
1805   unsigned CharBitNum = Context.getTargetInfo().getCharWidth();
1806   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D)) {
1807     // Warn if padding was introduced to the struct/class/union.
1808     if (getSizeInBits() > UnpaddedSize) {
1809       unsigned PadSize = getSizeInBits() - UnpaddedSize;
1810       bool InBits = true;
1811       if (PadSize % CharBitNum == 0) {
1812         PadSize = PadSize / CharBitNum;
1813         InBits = false;
1814       }
1815       Diag(RD->getLocation(), diag::warn_padded_struct_size)
1816           << Context.getTypeDeclType(RD)
1817           << PadSize
1818           << (InBits ? 1 : 0) /*(byte|bit)*/ << (PadSize > 1); // plural or not
1819     }
1820
1821     // Warn if we packed it unnecessarily. If the alignment is 1 byte don't
1822     // bother since there won't be alignment issues.
1823     if (Packed && UnpackedAlignment > CharUnits::One() && 
1824         getSize() == UnpackedSize)
1825       Diag(D->getLocation(), diag::warn_unnecessary_packed)
1826           << Context.getTypeDeclType(RD);
1827   }
1828 }
1829
1830 void RecordLayoutBuilder::UpdateAlignment(CharUnits NewAlignment,
1831                                           CharUnits UnpackedNewAlignment) {
1832   // The alignment is not modified when using 'mac68k' alignment or when
1833   // we have an externally-supplied layout that also provides overall alignment.
1834   if (IsMac68kAlign || (ExternalLayout && !InferAlignment))
1835     return;
1836
1837   if (NewAlignment > Alignment) {
1838     assert(llvm::isPowerOf2_32(NewAlignment.getQuantity() && 
1839            "Alignment not a power of 2"));
1840     Alignment = NewAlignment;
1841   }
1842
1843   if (UnpackedNewAlignment > UnpackedAlignment) {
1844     assert(llvm::isPowerOf2_32(UnpackedNewAlignment.getQuantity() &&
1845            "Alignment not a power of 2"));
1846     UnpackedAlignment = UnpackedNewAlignment;
1847   }
1848 }
1849
1850 uint64_t
1851 RecordLayoutBuilder::updateExternalFieldOffset(const FieldDecl *Field, 
1852                                                uint64_t ComputedOffset) {
1853   assert(ExternalFieldOffsets.find(Field) != ExternalFieldOffsets.end() &&
1854          "Field does not have an external offset");
1855   
1856   uint64_t ExternalFieldOffset = ExternalFieldOffsets[Field];
1857   
1858   if (InferAlignment && ExternalFieldOffset < ComputedOffset) {
1859     // The externally-supplied field offset is before the field offset we
1860     // computed. Assume that the structure is packed.
1861     Alignment = CharUnits::One();
1862     InferAlignment = false;
1863   }
1864   
1865   // Use the externally-supplied field offset.
1866   return ExternalFieldOffset;
1867 }
1868
1869 /// \brief Get diagnostic %select index for tag kind for
1870 /// field padding diagnostic message.
1871 /// WARNING: Indexes apply to particular diagnostics only!
1872 ///
1873 /// \returns diagnostic %select index.
1874 static unsigned getPaddingDiagFromTagKind(TagTypeKind Tag) {
1875   switch (Tag) {
1876   case TTK_Struct: return 0;
1877   case TTK_Interface: return 1;
1878   case TTK_Class: return 2;
1879   default: llvm_unreachable("Invalid tag kind for field padding diagnostic!");
1880   }
1881 }
1882
1883 void RecordLayoutBuilder::CheckFieldPadding(uint64_t Offset,
1884                                             uint64_t UnpaddedOffset,
1885                                             uint64_t UnpackedOffset,
1886                                             unsigned UnpackedAlign,
1887                                             bool isPacked,
1888                                             const FieldDecl *D) {
1889   // We let objc ivars without warning, objc interfaces generally are not used
1890   // for padding tricks.
1891   if (isa<ObjCIvarDecl>(D))
1892     return;
1893
1894   // Don't warn about structs created without a SourceLocation.  This can
1895   // be done by clients of the AST, such as codegen.
1896   if (D->getLocation().isInvalid())
1897     return;
1898   
1899   unsigned CharBitNum = Context.getTargetInfo().getCharWidth();
1900
1901   // Warn if padding was introduced to the struct/class.
1902   if (!IsUnion && Offset > UnpaddedOffset) {
1903     unsigned PadSize = Offset - UnpaddedOffset;
1904     bool InBits = true;
1905     if (PadSize % CharBitNum == 0) {
1906       PadSize = PadSize / CharBitNum;
1907       InBits = false;
1908     }
1909     if (D->getIdentifier())
1910       Diag(D->getLocation(), diag::warn_padded_struct_field)
1911           << getPaddingDiagFromTagKind(D->getParent()->getTagKind())
1912           << Context.getTypeDeclType(D->getParent())
1913           << PadSize
1914           << (InBits ? 1 : 0) /*(byte|bit)*/ << (PadSize > 1) // plural or not
1915           << D->getIdentifier();
1916     else
1917       Diag(D->getLocation(), diag::warn_padded_struct_anon_field)
1918           << getPaddingDiagFromTagKind(D->getParent()->getTagKind())
1919           << Context.getTypeDeclType(D->getParent())
1920           << PadSize
1921           << (InBits ? 1 : 0) /*(byte|bit)*/ << (PadSize > 1); // plural or not
1922   }
1923
1924   // Warn if we packed it unnecessarily. If the alignment is 1 byte don't
1925   // bother since there won't be alignment issues.
1926   if (isPacked && UnpackedAlign > CharBitNum && Offset == UnpackedOffset)
1927     Diag(D->getLocation(), diag::warn_unnecessary_packed)
1928         << D->getIdentifier();
1929 }
1930
1931 static const CXXMethodDecl *computeKeyFunction(ASTContext &Context,
1932                                                const CXXRecordDecl *RD) {
1933   // If a class isn't polymorphic it doesn't have a key function.
1934   if (!RD->isPolymorphic())
1935     return nullptr;
1936
1937   // A class that is not externally visible doesn't have a key function. (Or
1938   // at least, there's no point to assigning a key function to such a class;
1939   // this doesn't affect the ABI.)
1940   if (!RD->isExternallyVisible())
1941     return nullptr;
1942
1943   // Template instantiations don't have key functions per Itanium C++ ABI 5.2.6.
1944   // Same behavior as GCC.
1945   TemplateSpecializationKind TSK = RD->getTemplateSpecializationKind();
1946   if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
1947       TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration ||
1948       TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
1949     return nullptr;
1950
1951   bool allowInlineFunctions =
1952     Context.getTargetInfo().getCXXABI().canKeyFunctionBeInline();
1953
1954   for (const CXXMethodDecl *MD : RD->methods()) {
1955     if (!MD->isVirtual())
1956       continue;
1957
1958     if (MD->isPure())
1959       continue;
1960
1961     // Ignore implicit member functions, they are always marked as inline, but
1962     // they don't have a body until they're defined.
1963     if (MD->isImplicit())
1964       continue;
1965
1966     if (MD->isInlineSpecified())
1967       continue;
1968
1969     if (MD->hasInlineBody())
1970       continue;
1971
1972     // Ignore inline deleted or defaulted functions.
1973     if (!MD->isUserProvided())
1974       continue;
1975
1976     // In certain ABIs, ignore functions with out-of-line inline definitions.
1977     if (!allowInlineFunctions) {
1978       const FunctionDecl *Def;
1979       if (MD->hasBody(Def) && Def->isInlineSpecified())
1980         continue;
1981     }
1982
1983     // We found it.
1984     return MD;
1985   }
1986
1987   return nullptr;
1988 }
1989
1990 DiagnosticBuilder
1991 RecordLayoutBuilder::Diag(SourceLocation Loc, unsigned DiagID) {
1992   return Context.getDiagnostics().Report(Loc, DiagID);
1993 }
1994
1995 /// Does the target C++ ABI require us to skip over the tail-padding
1996 /// of the given class (considering it as a base class) when allocating
1997 /// objects?
1998 static bool mustSkipTailPadding(TargetCXXABI ABI, const CXXRecordDecl *RD) {
1999   switch (ABI.getTailPaddingUseRules()) {
2000   case TargetCXXABI::AlwaysUseTailPadding:
2001     return false;
2002
2003   case TargetCXXABI::UseTailPaddingUnlessPOD03:
2004     // FIXME: To the extent that this is meant to cover the Itanium ABI
2005     // rules, we should implement the restrictions about over-sized
2006     // bitfields:
2007     //
2008     // http://mentorembedded.github.com/cxx-abi/abi.html#POD :
2009     //   In general, a type is considered a POD for the purposes of
2010     //   layout if it is a POD type (in the sense of ISO C++
2011     //   [basic.types]). However, a POD-struct or POD-union (in the
2012     //   sense of ISO C++ [class]) with a bitfield member whose
2013     //   declared width is wider than the declared type of the
2014     //   bitfield is not a POD for the purpose of layout.  Similarly,
2015     //   an array type is not a POD for the purpose of layout if the
2016     //   element type of the array is not a POD for the purpose of
2017     //   layout.
2018     //
2019     //   Where references to the ISO C++ are made in this paragraph,
2020     //   the Technical Corrigendum 1 version of the standard is
2021     //   intended.
2022     return RD->isPOD();
2023
2024   case TargetCXXABI::UseTailPaddingUnlessPOD11:
2025     // This is equivalent to RD->getTypeForDecl().isCXX11PODType(),
2026     // but with a lot of abstraction penalty stripped off.  This does
2027     // assume that these properties are set correctly even in C++98
2028     // mode; fortunately, that is true because we want to assign
2029     // consistently semantics to the type-traits intrinsics (or at
2030     // least as many of them as possible).
2031     return RD->isTrivial() && RD->isStandardLayout();
2032   }
2033
2034   llvm_unreachable("bad tail-padding use kind");
2035 }
2036
2037 static bool isMsLayout(const RecordDecl* D) {
2038   return D->getASTContext().getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft();
2039 }
2040
2041 // This section contains an implementation of struct layout that is, up to the
2042 // included tests, compatible with cl.exe (2013).  The layout produced is
2043 // significantly different than those produced by the Itanium ABI.  Here we note
2044 // the most important differences.
2045 //
2046 // * The alignment of bitfields in unions is ignored when computing the
2047 //   alignment of the union.
2048 // * The existence of zero-width bitfield that occurs after anything other than
2049 //   a non-zero length bitfield is ignored.
2050 // * There is no explicit primary base for the purposes of layout.  All bases
2051 //   with vfptrs are laid out first, followed by all bases without vfptrs.
2052 // * The Itanium equivalent vtable pointers are split into a vfptr (virtual
2053 //   function pointer) and a vbptr (virtual base pointer).  They can each be
2054 //   shared with a, non-virtual bases. These bases need not be the same.  vfptrs
2055 //   always occur at offset 0.  vbptrs can occur at an arbitrary offset and are
2056 //   placed after the lexiographically last non-virtual base.  This placement
2057 //   is always before fields but can be in the middle of the non-virtual bases
2058 //   due to the two-pass layout scheme for non-virtual-bases.
2059 // * Virtual bases sometimes require a 'vtordisp' field that is laid out before
2060 //   the virtual base and is used in conjunction with virtual overrides during
2061 //   construction and destruction.  This is always a 4 byte value and is used as
2062 //   an alternative to constructor vtables.
2063 // * vtordisps are allocated in a block of memory with size and alignment equal
2064 //   to the alignment of the completed structure (before applying __declspec(
2065 //   align())).  The vtordisp always occur at the end of the allocation block,
2066 //   immediately prior to the virtual base.
2067 // * vfptrs are injected after all bases and fields have been laid out.  In
2068 //   order to guarantee proper alignment of all fields, the vfptr injection
2069 //   pushes all bases and fields back by the alignment imposed by those bases
2070 //   and fields.  This can potentially add a significant amount of padding.
2071 //   vfptrs are always injected at offset 0.
2072 // * vbptrs are injected after all bases and fields have been laid out.  In
2073 //   order to guarantee proper alignment of all fields, the vfptr injection
2074 //   pushes all bases and fields back by the alignment imposed by those bases
2075 //   and fields.  This can potentially add a significant amount of padding.
2076 //   vbptrs are injected immediately after the last non-virtual base as
2077 //   lexiographically ordered in the code.  If this site isn't pointer aligned
2078 //   the vbptr is placed at the next properly aligned location.  Enough padding
2079 //   is added to guarantee a fit.
2080 // * The last zero sized non-virtual base can be placed at the end of the
2081 //   struct (potentially aliasing another object), or may alias with the first
2082 //   field, even if they are of the same type.
2083 // * The last zero size virtual base may be placed at the end of the struct
2084 //   potentially aliasing another object.
2085 // * The ABI attempts to avoid aliasing of zero sized bases by adding padding
2086 //   between bases or vbases with specific properties.  The criteria for
2087 //   additional padding between two bases is that the first base is zero sized
2088 //   or ends with a zero sized subobject and the second base is zero sized or
2089 //   trails with a zero sized base or field (sharing of vfptrs can reorder the
2090 //   layout of the so the leading base is not always the first one declared).
2091 //   This rule does take into account fields that are not records, so padding
2092 //   will occur even if the last field is, e.g. an int. The padding added for
2093 //   bases is 1 byte.  The padding added between vbases depends on the alignment
2094 //   of the object but is at least 4 bytes (in both 32 and 64 bit modes).
2095 // * There is no concept of non-virtual alignment, non-virtual alignment and
2096 //   alignment are always identical.
2097 // * There is a distinction between alignment and required alignment.
2098 //   __declspec(align) changes the required alignment of a struct.  This
2099 //   alignment is _always_ obeyed, even in the presence of #pragma pack. A
2100 //   record inherites required alignment from all of its fields an bases.
2101 // * __declspec(align) on bitfields has the effect of changing the bitfield's
2102 //   alignment instead of its required alignment.  This is the only known way
2103 //   to make the alignment of a struct bigger than 8.  Interestingly enough
2104 //   this alignment is also immune to the effects of #pragma pack and can be
2105 //   used to create structures with large alignment under #pragma pack.
2106 //   However, because it does not impact required alignment, such a structure,
2107 //   when used as a field or base, will not be aligned if #pragma pack is
2108 //   still active at the time of use.
2109 //
2110 // Known incompatibilities:
2111 // * all: #pragma pack between fields in a record
2112 // * 2010 and back: If the last field in a record is a bitfield, every object
2113 //   laid out after the record will have extra padding inserted before it.  The
2114 //   extra padding will have size equal to the size of the storage class of the
2115 //   bitfield.  0 sized bitfields don't exhibit this behavior and the extra
2116 //   padding can be avoided by adding a 0 sized bitfield after the non-zero-
2117 //   sized bitfield.
2118 // * 2012 and back: In 64-bit mode, if the alignment of a record is 16 or
2119 //   greater due to __declspec(align()) then a second layout phase occurs after
2120 //   The locations of the vf and vb pointers are known.  This layout phase
2121 //   suffers from the "last field is a bitfield" bug in 2010 and results in
2122 //   _every_ field getting padding put in front of it, potentially including the
2123 //   vfptr, leaving the vfprt at a non-zero location which results in a fault if
2124 //   anything tries to read the vftbl.  The second layout phase also treats
2125 //   bitfields as separate entities and gives them each storage rather than
2126 //   packing them.  Additionally, because this phase appears to perform a
2127 //   (an unstable) sort on the members before laying them out and because merged
2128 //   bitfields have the same address, the bitfields end up in whatever order
2129 //   the sort left them in, a behavior we could never hope to replicate.
2130
2131 namespace {
2132 struct MicrosoftRecordLayoutBuilder {
2133   struct ElementInfo {
2134     CharUnits Size;
2135     CharUnits Alignment;
2136   };
2137   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> BaseOffsetsMapTy;
2138   MicrosoftRecordLayoutBuilder(const ASTContext &Context) : Context(Context) {}
2139 private:
2140   MicrosoftRecordLayoutBuilder(const MicrosoftRecordLayoutBuilder &)
2141   LLVM_DELETED_FUNCTION;
2142   void operator=(const MicrosoftRecordLayoutBuilder &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
2143 public:
2144   void layout(const RecordDecl *RD);
2145   void cxxLayout(const CXXRecordDecl *RD);
2146   /// \brief Initializes size and alignment and honors some flags.
2147   void initializeLayout(const RecordDecl *RD);
2148   /// \brief Initialized C++ layout, compute alignment and virtual alignment and
2149   /// existence of vfptrs and vbptrs.  Alignment is needed before the vfptr is
2150   /// laid out.
2151   void initializeCXXLayout(const CXXRecordDecl *RD);
2152   void layoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
2153   void layoutNonVirtualBase(const CXXRecordDecl *BaseDecl,
2154                             const ASTRecordLayout &BaseLayout,
2155                             const ASTRecordLayout *&PreviousBaseLayout);
2156   void injectVFPtr(const CXXRecordDecl *RD);
2157   void injectVBPtr(const CXXRecordDecl *RD);
2158   /// \brief Lays out the fields of the record.  Also rounds size up to
2159   /// alignment.
2160   void layoutFields(const RecordDecl *RD);
2161   void layoutField(const FieldDecl *FD);
2162   void layoutBitField(const FieldDecl *FD);
2163   /// \brief Lays out a single zero-width bit-field in the record and handles
2164   /// special cases associated with zero-width bit-fields.
2165   void layoutZeroWidthBitField(const FieldDecl *FD);
2166   void layoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
2167   void finalizeLayout(const RecordDecl *RD);
2168   /// \brief Gets the size and alignment of a base taking pragma pack and
2169   /// __declspec(align) into account.
2170   ElementInfo getAdjustedElementInfo(const ASTRecordLayout &Layout);
2171   /// \brief Gets the size and alignment of a field taking pragma  pack and
2172   /// __declspec(align) into account.  It also updates RequiredAlignment as a
2173   /// side effect because it is most convenient to do so here.
2174   ElementInfo getAdjustedElementInfo(const FieldDecl *FD);
2175   /// \brief Places a field at an offset in CharUnits.
2176   void placeFieldAtOffset(CharUnits FieldOffset) {
2177     FieldOffsets.push_back(Context.toBits(FieldOffset));
2178   }
2179   /// \brief Places a bitfield at a bit offset.
2180   void placeFieldAtBitOffset(uint64_t FieldOffset) {
2181     FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
2182   }
2183   /// \brief Compute the set of virtual bases for which vtordisps are required.
2184   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2>
2185   computeVtorDispSet(const CXXRecordDecl *RD);
2186   const ASTContext &Context;
2187   /// \brief The size of the record being laid out.
2188   CharUnits Size;
2189   /// \brief The non-virtual size of the record layout.
2190   CharUnits NonVirtualSize;
2191   /// \brief The data size of the record layout.
2192   CharUnits DataSize;
2193   /// \brief The current alignment of the record layout.
2194   CharUnits Alignment;
2195   /// \brief The maximum allowed field alignment. This is set by #pragma pack.
2196   CharUnits MaxFieldAlignment;
2197   /// \brief The alignment that this record must obey.  This is imposed by
2198   /// __declspec(align()) on the record itself or one of its fields or bases.
2199   CharUnits RequiredAlignment;
2200   /// \brief The size of the allocation of the currently active bitfield.
2201   /// This value isn't meaningful unless LastFieldIsNonZeroWidthBitfield
2202   /// is true.
2203   CharUnits CurrentBitfieldSize;
2204   /// \brief Offset to the virtual base table pointer (if one exists).
2205   CharUnits VBPtrOffset;
2206   /// \brief The size and alignment info of a pointer.
2207   ElementInfo PointerInfo;
2208   /// \brief The primary base class (if one exists).
2209   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
2210   /// \brief The class we share our vb-pointer with.
2211   const CXXRecordDecl *SharedVBPtrBase;
2212   /// \brief The collection of field offsets.
2213   SmallVector<uint64_t, 16> FieldOffsets;
2214   /// \brief Base classes and their offsets in the record.
2215   BaseOffsetsMapTy Bases;
2216   /// \brief virtual base classes and their offsets in the record.
2217   ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy VBases;
2218   /// \brief The number of remaining bits in our last bitfield allocation.
2219   /// This value isn't meaningful unless LastFieldIsNonZeroWidthBitfield is
2220   /// true.
2221   unsigned RemainingBitsInField;
2222   bool IsUnion : 1;
2223   /// \brief True if the last field laid out was a bitfield and was not 0
2224   /// width.
2225   bool LastFieldIsNonZeroWidthBitfield : 1;
2226   /// \brief True if the class has its own vftable pointer.
2227   bool HasOwnVFPtr : 1;
2228   /// \brief True if the class has a vbtable pointer.
2229   bool HasVBPtr : 1;
2230   /// \brief True if the last sub-object within the type is zero sized or the
2231   /// object itself is zero sized.  This *does not* count members that are not
2232   /// records.  Only used for MS-ABI.
2233   bool EndsWithZeroSizedObject : 1;
2234   /// \brief True if this class is zero sized or first base is zero sized or
2235   /// has this property.  Only used for MS-ABI.
2236   bool LeadsWithZeroSizedBase : 1;
2237 };
2238 } // namespace
2239
2240 MicrosoftRecordLayoutBuilder::ElementInfo
2241 MicrosoftRecordLayoutBuilder::getAdjustedElementInfo(
2242     const ASTRecordLayout &Layout) {
2243   ElementInfo Info;
2244   Info.Alignment = Layout.getAlignment();
2245   // Respect pragma pack.
2246   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2247     Info.Alignment = std::min(Info.Alignment, MaxFieldAlignment);
2248   // Track zero-sized subobjects here where it's already available.
2249   EndsWithZeroSizedObject = Layout.hasZeroSizedSubObject();
2250   // Respect required alignment, this is necessary because we may have adjusted
2251   // the alignment in the case of pragam pack.  Note that the required alignment
2252   // doesn't actually apply to the struct alignment at this point.
2253   Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2254   RequiredAlignment = std::max(RequiredAlignment, Layout.getRequiredAlignment());
2255   Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, Layout.getRequiredAlignment());
2256   Info.Size = Layout.getNonVirtualSize();
2257   return Info;
2258 }
2259
2260 MicrosoftRecordLayoutBuilder::ElementInfo
2261 MicrosoftRecordLayoutBuilder::getAdjustedElementInfo(
2262     const FieldDecl *FD) {
2263   ElementInfo Info;
2264   std::tie(Info.Size, Info.Alignment) =
2265       Context.getTypeInfoInChars(FD->getType());
2266   // Respect align attributes.
2267   CharUnits FieldRequiredAlignment = 
2268       Context.toCharUnitsFromBits(FD->getMaxAlignment());
2269   // Respect attributes applied to subobjects of the field.
2270   if (FD->isBitField())
2271     // For some reason __declspec align impacts alignment rather than required
2272     // alignment when it is applied to bitfields.
2273     Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, FieldRequiredAlignment);
2274   else {
2275     if (auto RT =
2276             FD->getType()->getBaseElementTypeUnsafe()->getAs<RecordType>()) {
2277       auto const &Layout = Context.getASTRecordLayout(RT->getDecl());
2278       EndsWithZeroSizedObject = Layout.hasZeroSizedSubObject();
2279       FieldRequiredAlignment = std::max(FieldRequiredAlignment,
2280                                         Layout.getRequiredAlignment());
2281     }
2282     // Capture required alignment as a side-effect.
2283     RequiredAlignment = std::max(RequiredAlignment, FieldRequiredAlignment);
2284   }
2285   // Respect pragma pack, attribute pack and declspec align
2286   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2287     Info.Alignment = std::min(Info.Alignment, MaxFieldAlignment);
2288   if (FD->hasAttr<PackedAttr>())
2289     Info.Alignment = CharUnits::One();
2290   Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, FieldRequiredAlignment);
2291   return Info;
2292 }
2293
2294 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layout(const RecordDecl *RD) {
2295   initializeLayout(RD);
2296   layoutFields(RD);
2297   DataSize = Size = Size.RoundUpToAlignment(Alignment);
2298   RequiredAlignment = std::max(
2299       RequiredAlignment, Context.toCharUnitsFromBits(RD->getMaxAlignment()));
2300   finalizeLayout(RD);
2301 }
2302
2303 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::cxxLayout(const CXXRecordDecl *RD) {
2304   initializeLayout(RD);
2305   initializeCXXLayout(RD);
2306   layoutNonVirtualBases(RD);
2307   layoutFields(RD);
2308   injectVBPtr(RD);
2309   injectVFPtr(RD);
2310   if (HasOwnVFPtr || (HasVBPtr && !SharedVBPtrBase))
2311     Alignment = std::max(Alignment, PointerInfo.Alignment);
2312   auto RoundingAlignment = Alignment;
2313   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2314     RoundingAlignment = std::min(RoundingAlignment, MaxFieldAlignment);
2315   NonVirtualSize = Size = Size.RoundUpToAlignment(RoundingAlignment);
2316   RequiredAlignment = std::max(
2317       RequiredAlignment, Context.toCharUnitsFromBits(RD->getMaxAlignment()));
2318   layoutVirtualBases(RD);
2319   finalizeLayout(RD);
2320 }
2321
2322 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::initializeLayout(const RecordDecl *RD) {
2323   IsUnion = RD->isUnion();
2324   Size = CharUnits::Zero();
2325   Alignment = CharUnits::One();
2326   // In 64-bit mode we always perform an alignment step after laying out vbases.
2327   // In 32-bit mode we do not.  The check to see if we need to perform alignment
2328   // checks the RequiredAlignment field and performs alignment if it isn't 0.
2329   RequiredAlignment = Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0) == 64 ?
2330                       CharUnits::One() : CharUnits::Zero();
2331   // Compute the maximum field alignment.
2332   MaxFieldAlignment = CharUnits::Zero();
2333   // Honor the default struct packing maximum alignment flag.
2334   if (unsigned DefaultMaxFieldAlignment = Context.getLangOpts().PackStruct)
2335       MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(DefaultMaxFieldAlignment);
2336   // Honor the packing attribute.  The MS-ABI ignores pragma pack if its larger
2337   // than the pointer size.
2338   if (const MaxFieldAlignmentAttr *MFAA = RD->getAttr<MaxFieldAlignmentAttr>()){
2339     unsigned PackedAlignment = MFAA->getAlignment();
2340     if (PackedAlignment <= Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0))
2341       MaxFieldAlignment = Context.toCharUnitsFromBits(PackedAlignment);
2342   }
2343   // Packed attribute forces max field alignment to be 1.
2344   if (RD->hasAttr<PackedAttr>())
2345     MaxFieldAlignment = CharUnits::One();
2346 }
2347
2348 void
2349 MicrosoftRecordLayoutBuilder::initializeCXXLayout(const CXXRecordDecl *RD) {
2350   EndsWithZeroSizedObject = false;
2351   LeadsWithZeroSizedBase = false;
2352   HasOwnVFPtr = false;
2353   HasVBPtr = false;
2354   PrimaryBase = nullptr;
2355   SharedVBPtrBase = nullptr;
2356   // Calculate pointer size and alignment.  These are used for vfptr and vbprt
2357   // injection.
2358   PointerInfo.Size =
2359       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0));
2360   PointerInfo.Alignment = PointerInfo.Size;
2361   // Respect pragma pack.
2362   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2363     PointerInfo.Alignment = std::min(PointerInfo.Alignment, MaxFieldAlignment);
2364 }
2365
2366 void
2367 MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD) {
2368   // The MS-ABI lays out all bases that contain leading vfptrs before it lays
2369   // out any bases that do not contain vfptrs.  We implement this as two passes
2370   // over the bases.  This approach guarantees that the primary base is laid out
2371   // first.  We use these passes to calculate some additional aggregated
2372   // information about the bases, such as reqruied alignment and the presence of
2373   // zero sized members.
2374   const ASTRecordLayout *PreviousBaseLayout = nullptr;
2375   // Iterate through the bases and lay out the non-virtual ones.
2376   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2377     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2378     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2379     // Mark and skip virtual bases.
2380     if (Base.isVirtual()) {
2381       HasVBPtr = true;
2382       continue;
2383     }
2384     // Check fo a base to share a VBPtr with.
2385     if (!SharedVBPtrBase && BaseLayout.hasVBPtr()) {
2386       SharedVBPtrBase = BaseDecl;
2387       HasVBPtr = true;
2388     }
2389     // Only lay out bases with extendable VFPtrs on the first pass.
2390     if (!BaseLayout.hasExtendableVFPtr())
2391       continue;
2392     // If we don't have a primary base, this one qualifies.
2393     if (!PrimaryBase) {
2394       PrimaryBase = BaseDecl;
2395       LeadsWithZeroSizedBase = BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase();
2396     }
2397     // Lay out the base.
2398     layoutNonVirtualBase(BaseDecl, BaseLayout, PreviousBaseLayout);
2399   }
2400   // Figure out if we need a fresh VFPtr for this class.
2401   if (!PrimaryBase && RD->isDynamicClass())
2402     for (CXXRecordDecl::method_iterator i = RD->method_begin(),
2403                                         e = RD->method_end();
2404          !HasOwnVFPtr && i != e; ++i)
2405       HasOwnVFPtr = i->isVirtual() && i->size_overridden_methods() == 0;
2406   // If we don't have a primary base then we have a leading object that could
2407   // itself lead with a zero-sized object, something we track.
2408   bool CheckLeadingLayout = !PrimaryBase;
2409   // Iterate through the bases and lay out the non-virtual ones.
2410   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2411     if (Base.isVirtual())
2412       continue;
2413     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2414     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2415     // Only lay out bases without extendable VFPtrs on the second pass.
2416     if (BaseLayout.hasExtendableVFPtr()) {
2417       VBPtrOffset = Bases[BaseDecl] + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2418       continue;
2419     }
2420     // If this is the first layout, check to see if it leads with a zero sized
2421     // object.  If it does, so do we.
2422     if (CheckLeadingLayout) {
2423       CheckLeadingLayout = false;
2424       LeadsWithZeroSizedBase = BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase();
2425     }
2426     // Lay out the base.
2427     layoutNonVirtualBase(BaseDecl, BaseLayout, PreviousBaseLayout);
2428     VBPtrOffset = Bases[BaseDecl] + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2429   }
2430   // Set our VBPtroffset if we know it at this point.
2431   if (!HasVBPtr)
2432     VBPtrOffset = CharUnits::fromQuantity(-1);
2433   else if (SharedVBPtrBase) {
2434     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(SharedVBPtrBase);
2435     VBPtrOffset = Bases[SharedVBPtrBase] + Layout.getVBPtrOffset();
2436   }
2437 }
2438
2439 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutNonVirtualBase(
2440     const CXXRecordDecl *BaseDecl,
2441     const ASTRecordLayout &BaseLayout,
2442     const ASTRecordLayout *&PreviousBaseLayout) {
2443   // Insert padding between two bases if the left first one is zero sized or
2444   // contains a zero sized subobject and the right is zero sized or one leads
2445   // with a zero sized base.
2446   if (PreviousBaseLayout && PreviousBaseLayout->hasZeroSizedSubObject() &&
2447       BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase())
2448     Size++;
2449   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(BaseLayout);
2450   CharUnits BaseOffset = Size.RoundUpToAlignment(Info.Alignment);
2451   Bases.insert(std::make_pair(BaseDecl, BaseOffset));
2452   Size = BaseOffset + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2453   PreviousBaseLayout = &BaseLayout;
2454 }
2455
2456 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutFields(const RecordDecl *RD) {
2457   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2458   for (const FieldDecl *Field : RD->fields())
2459     layoutField(Field);
2460 }
2461
2462 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutField(const FieldDecl *FD) {
2463   if (FD->isBitField()) {
2464     layoutBitField(FD);
2465     return;
2466   }
2467   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2468   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2469   Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2470   if (IsUnion) {
2471     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2472     Size = std::max(Size, Info.Size);
2473   } else {
2474     CharUnits FieldOffset = Size.RoundUpToAlignment(Info.Alignment);
2475     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2476     Size = FieldOffset + Info.Size;
2477   }
2478 }
2479
2480 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutBitField(const FieldDecl *FD) {
2481   unsigned Width = FD->getBitWidthValue(Context);
2482   if (Width == 0) {
2483     layoutZeroWidthBitField(FD);
2484     return;
2485   }
2486   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2487   // Clamp the bitfield to a containable size for the sake of being able
2488   // to lay them out.  Sema will throw an error.
2489   if (Width > Context.toBits(Info.Size))
2490     Width = Context.toBits(Info.Size);
2491   // Check to see if this bitfield fits into an existing allocation.  Note:
2492   // MSVC refuses to pack bitfields of formal types with different sizes
2493   // into the same allocation.
2494   if (!IsUnion && LastFieldIsNonZeroWidthBitfield &&
2495       CurrentBitfieldSize == Info.Size && Width <= RemainingBitsInField) {
2496     placeFieldAtBitOffset(Context.toBits(Size) - RemainingBitsInField);
2497     RemainingBitsInField -= Width;
2498     return;
2499   }
2500   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = true;
2501   CurrentBitfieldSize = Info.Size;
2502   if (IsUnion) {
2503     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2504     Size = std::max(Size, Info.Size);
2505     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores bitfield alignment in unions.
2506   } else {
2507     // Allocate a new block of memory and place the bitfield in it.
2508     CharUnits FieldOffset = Size.RoundUpToAlignment(Info.Alignment);
2509     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2510     Size = FieldOffset + Info.Size;
2511     Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2512     RemainingBitsInField = Context.toBits(Info.Size) - Width;
2513   }
2514 }
2515
2516 void
2517 MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutZeroWidthBitField(const FieldDecl *FD) {
2518   // Zero-width bitfields are ignored unless they follow a non-zero-width
2519   // bitfield.
2520   if (!LastFieldIsNonZeroWidthBitfield) {
2521     placeFieldAtOffset(IsUnion ? CharUnits::Zero() : Size);
2522     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores alignment for zero
2523     // sized bitfields that occur after zero-size bitfields or non-bitfields.
2524     return;
2525   }
2526   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2527   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2528   if (IsUnion) {
2529     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2530     Size = std::max(Size, Info.Size);
2531     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores bitfield alignment in unions.
2532   } else {
2533     // Round up the current record size to the field's alignment boundary.
2534     CharUnits FieldOffset = Size.RoundUpToAlignment(Info.Alignment);
2535     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2536     Size = FieldOffset;
2537     Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2538   }
2539 }
2540
2541 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::injectVBPtr(const CXXRecordDecl *RD) {
2542   if (!HasVBPtr || SharedVBPtrBase)
2543     return;
2544   // Inject the VBPointer at the injection site.
2545   CharUnits InjectionSite = VBPtrOffset;
2546   // But before we do, make sure it's properly aligned.
2547   VBPtrOffset = VBPtrOffset.RoundUpToAlignment(PointerInfo.Alignment);
2548   // Determine where the first field should be laid out after the vbptr.
2549   CharUnits FieldStart = VBPtrOffset + PointerInfo.Size;
2550   // Make sure that the amount we push the fields back by is a multiple of the
2551   // alignment.
2552   CharUnits Offset = (FieldStart - InjectionSite).RoundUpToAlignment(
2553       std::max(RequiredAlignment, Alignment));
2554   // Increase the size of the object and push back all fields by the offset
2555   // amount.
2556   Size += Offset;
2557   for (uint64_t &FieldOffset : FieldOffsets)
2558     FieldOffset += Context.toBits(Offset);
2559   for (BaseOffsetsMapTy::value_type &Base : Bases)
2560     if (Base.second >= InjectionSite)
2561       Base.second += Offset;
2562 }
2563
2564 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::injectVFPtr(const CXXRecordDecl *RD) {
2565   if (!HasOwnVFPtr)
2566     return;
2567   // Make sure that the amount we push the struct back by is a multiple of the
2568   // alignment.
2569   CharUnits Offset = PointerInfo.Size.RoundUpToAlignment(
2570       std::max(RequiredAlignment, Alignment));
2571   // Increase the size of the object and push back all fields, the vbptr and all
2572   // bases by the offset amount.
2573   Size += Offset;
2574   for (uint64_t &FieldOffset : FieldOffsets)
2575     FieldOffset += Context.toBits(Offset);
2576   if (HasVBPtr)
2577     VBPtrOffset += Offset;
2578   for (BaseOffsetsMapTy::value_type &Base : Bases)
2579     Base.second += Offset;
2580 }
2581
2582 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD) {
2583   if (!HasVBPtr)
2584     return;
2585   // Vtordisps are always 4 bytes (even in 64-bit mode)
2586   CharUnits VtorDispSize = CharUnits::fromQuantity(4);
2587   CharUnits VtorDispAlignment = VtorDispSize;
2588   // vtordisps respect pragma pack.
2589   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2590     VtorDispAlignment = std::min(VtorDispAlignment, MaxFieldAlignment);
2591   // The alignment of the vtordisp is at least the required alignment of the
2592   // entire record.  This requirement may be present to support vtordisp
2593   // injection.
2594   for (const CXXBaseSpecifier &VBase : RD->vbases()) {
2595     const CXXRecordDecl *BaseDecl = VBase.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2596     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2597     RequiredAlignment =
2598         std::max(RequiredAlignment, BaseLayout.getRequiredAlignment());
2599   }
2600   VtorDispAlignment = std::max(VtorDispAlignment, RequiredAlignment);
2601   // Compute the vtordisp set.
2602   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2> HasVtordispSet =
2603       computeVtorDispSet(RD);
2604   // Iterate through the virtual bases and lay them out.
2605   const ASTRecordLayout *PreviousBaseLayout = nullptr;
2606   for (const CXXBaseSpecifier &VBase : RD->vbases()) {
2607     const CXXRecordDecl *BaseDecl = VBase.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2608     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2609     bool HasVtordisp = HasVtordispSet.count(BaseDecl);
2610     // Insert padding between two bases if the left first one is zero sized or
2611     // contains a zero sized subobject and the right is zero sized or one leads
2612     // with a zero sized base.  The padding between virtual bases is 4
2613     // bytes (in both 32 and 64 bits modes) and always involves rounding up to
2614     // the required alignment, we don't know why.
2615     if ((PreviousBaseLayout && PreviousBaseLayout->hasZeroSizedSubObject() &&
2616         BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase()) || HasVtordisp) {
2617       Size = Size.RoundUpToAlignment(VtorDispAlignment) + VtorDispSize;
2618       Alignment = std::max(VtorDispAlignment, Alignment);
2619     }
2620     // Insert the virtual base.
2621     ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(BaseLayout);
2622     CharUnits BaseOffset = Size.RoundUpToAlignment(Info.Alignment);
2623     VBases.insert(std::make_pair(BaseDecl,
2624         ASTRecordLayout::VBaseInfo(BaseOffset, HasVtordisp)));
2625     Size = BaseOffset + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2626     PreviousBaseLayout = &BaseLayout;
2627   }
2628 }
2629
2630 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::finalizeLayout(const RecordDecl *RD) {
2631   // Respect required alignment.  Note that in 32-bit mode Required alignment
2632   // may be 0 nad cause size not to be updated.
2633   DataSize = Size;
2634   if (!RequiredAlignment.isZero()) {
2635     Alignment = std::max(Alignment, RequiredAlignment);
2636     auto RoundingAlignment = Alignment;
2637     if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2638       RoundingAlignment = std::min(RoundingAlignment, MaxFieldAlignment);
2639     RoundingAlignment = std::max(RoundingAlignment, RequiredAlignment);
2640     Size = Size.RoundUpToAlignment(RoundingAlignment);
2641   }
2642   // Zero-sized structures have size equal to their alignment.
2643   if (Size.isZero()) {
2644     EndsWithZeroSizedObject = true;
2645     LeadsWithZeroSizedBase = true;
2646     Size = Alignment;
2647   }
2648 }
2649
2650 // Recursively walks the non-virtual bases of a class and determines if any of
2651 // them are in the bases with overridden methods set.
2652 static bool
2653 RequiresVtordisp(const llvm::SmallPtrSetImpl<const CXXRecordDecl *> &
2654                      BasesWithOverriddenMethods,
2655                  const CXXRecordDecl *RD) {
2656   if (BasesWithOverriddenMethods.count(RD))
2657     return true;
2658   // If any of a virtual bases non-virtual bases (recursively) requires a
2659   // vtordisp than so does this virtual base.
2660   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases())
2661     if (!Base.isVirtual() &&
2662         RequiresVtordisp(BasesWithOverriddenMethods,
2663                          Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
2664       return true;
2665   return false;
2666 }
2667
2668 llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2>
2669 MicrosoftRecordLayoutBuilder::computeVtorDispSet(const CXXRecordDecl *RD) {
2670   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2> HasVtordispSet;
2671
2672   // /vd2 or #pragma vtordisp(2): Always use vtordisps for virtual bases with
2673   // vftables.
2674   if (RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::ForVFTable) {
2675     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
2676       const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2677       const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2678       if (Layout.hasExtendableVFPtr())
2679         HasVtordispSet.insert(BaseDecl);
2680     }
2681     return HasVtordispSet;
2682   }
2683
2684   // If any of our bases need a vtordisp for this type, so do we.  Check our
2685   // direct bases for vtordisp requirements.
2686   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2687     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2688     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2689     for (const auto &bi : Layout.getVBaseOffsetsMap())
2690       if (bi.second.hasVtorDisp())
2691         HasVtordispSet.insert(bi.first);
2692   }
2693   // We don't introduce any additional vtordisps if either:
2694   // * A user declared constructor or destructor aren't declared.
2695   // * #pragma vtordisp(0) or the /vd0 flag are in use.
2696   if ((!RD->hasUserDeclaredConstructor() && !RD->hasUserDeclaredDestructor()) ||
2697       RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::Never)
2698     return HasVtordispSet;
2699   // /vd1 or #pragma vtordisp(1): Try to guess based on whether we think it's
2700   // possible for a partially constructed object with virtual base overrides to
2701   // escape a non-trivial constructor.
2702   assert(RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::ForVBaseOverride);
2703   // Compute a set of base classes which define methods we override.  A virtual
2704   // base in this set will require a vtordisp.  A virtual base that transitively
2705   // contains one of these bases as a non-virtual base will also require a
2706   // vtordisp.
2707   llvm::SmallPtrSet<const CXXMethodDecl *, 8> Work;
2708   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2> BasesWithOverriddenMethods;
2709   // Seed the working set with our non-destructor virtual methods.
2710   for (const CXXMethodDecl *MD : RD->methods())
2711     if (MD->isVirtual() && !isa<CXXDestructorDecl>(MD))
2712       Work.insert(MD);
2713   while (!Work.empty()) {
2714     const CXXMethodDecl *MD = *Work.begin();
2715     CXXMethodDecl::method_iterator i = MD->begin_overridden_methods(),
2716                                    e = MD->end_overridden_methods();
2717     // If a virtual method has no-overrides it lives in its parent's vtable.
2718     if (i == e)
2719       BasesWithOverriddenMethods.insert(MD->getParent());
2720     else
2721       Work.insert(i, e);
2722     // We've finished processing this element, remove it from the working set.
2723     Work.erase(MD);
2724   }
2725   // For each of our virtual bases, check if it is in the set of overridden
2726   // bases or if it transitively contains a non-virtual base that is.
2727   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
2728     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2729     if (!HasVtordispSet.count(BaseDecl) &&
2730         RequiresVtordisp(BasesWithOverriddenMethods, BaseDecl))
2731       HasVtordispSet.insert(BaseDecl);
2732   }
2733   return HasVtordispSet;
2734 }
2735
2736 /// \brief Get or compute information about the layout of the specified record
2737 /// (struct/union/class), which indicates its size and field position
2738 /// information.
2739 const ASTRecordLayout *
2740 ASTContext::BuildMicrosoftASTRecordLayout(const RecordDecl *D) const {
2741   MicrosoftRecordLayoutBuilder Builder(*this);
2742   if (const CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
2743     Builder.cxxLayout(RD);
2744     return new (*this) ASTRecordLayout(
2745         *this, Builder.Size, Builder.Alignment, Builder.RequiredAlignment,
2746         Builder.HasOwnVFPtr,
2747         Builder.HasOwnVFPtr || Builder.PrimaryBase,
2748         Builder.VBPtrOffset, Builder.NonVirtualSize, Builder.FieldOffsets.data(),
2749         Builder.FieldOffsets.size(), Builder.NonVirtualSize,
2750         Builder.Alignment, CharUnits::Zero(), Builder.PrimaryBase,
2751         false, Builder.SharedVBPtrBase,
2752         Builder.EndsWithZeroSizedObject, Builder.LeadsWithZeroSizedBase,
2753         Builder.Bases, Builder.VBases);
2754   } else {
2755     Builder.layout(D);
2756     return new (*this) ASTRecordLayout(
2757         *this, Builder.Size, Builder.Alignment, Builder.RequiredAlignment,
2758         Builder.Size, Builder.FieldOffsets.data(), Builder.FieldOffsets.size());
2759   }
2760 }
2761
2762 /// getASTRecordLayout - Get or compute information about the layout of the
2763 /// specified record (struct/union/class), which indicates its size and field
2764 /// position information.
2765 const ASTRecordLayout &
2766 ASTContext::getASTRecordLayout(const RecordDecl *D) const {
2767   // These asserts test different things.  A record has a definition
2768   // as soon as we begin to parse the definition.  That definition is
2769   // not a complete definition (which is what isDefinition() tests)
2770   // until we *finish* parsing the definition.
2771
2772   if (D->hasExternalLexicalStorage() && !D->getDefinition())
2773     getExternalSource()->CompleteType(const_cast<RecordDecl*>(D));
2774     
2775   D = D->getDefinition();
2776   assert(D && "Cannot get layout of forward declarations!");
2777   assert(!D->isInvalidDecl() && "Cannot get layout of invalid decl!");
2778   assert(D->isCompleteDefinition() && "Cannot layout type before complete!");
2779
2780   // Look up this layout, if already laid out, return what we have.
2781   // Note that we can't save a reference to the entry because this function
2782   // is recursive.
2783   const ASTRecordLayout *Entry = ASTRecordLayouts[D];
2784   if (Entry) return *Entry;
2785
2786   const ASTRecordLayout *NewEntry = nullptr;
2787
2788   if (isMsLayout(D) && !D->getASTContext().getExternalSource()) {
2789     NewEntry = BuildMicrosoftASTRecordLayout(D);
2790   } else if (const CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
2791     EmptySubobjectMap EmptySubobjects(*this, RD);
2792     RecordLayoutBuilder Builder(*this, &EmptySubobjects);
2793     Builder.Layout(RD);
2794
2795     // In certain situations, we are allowed to lay out objects in the
2796     // tail-padding of base classes.  This is ABI-dependent.
2797     // FIXME: this should be stored in the record layout.
2798     bool skipTailPadding =
2799       mustSkipTailPadding(getTargetInfo().getCXXABI(), cast<CXXRecordDecl>(D));
2800
2801     // FIXME: This should be done in FinalizeLayout.
2802     CharUnits DataSize =
2803       skipTailPadding ? Builder.getSize() : Builder.getDataSize();
2804     CharUnits NonVirtualSize = 
2805       skipTailPadding ? DataSize : Builder.NonVirtualSize;
2806     NewEntry =
2807       new (*this) ASTRecordLayout(*this, Builder.getSize(), 
2808                                   Builder.Alignment,
2809                                   /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
2810                                   Builder.Alignment,
2811                                   Builder.HasOwnVFPtr,
2812                                   RD->isDynamicClass(),
2813                                   CharUnits::fromQuantity(-1),
2814                                   DataSize, 
2815                                   Builder.FieldOffsets.data(),
2816                                   Builder.FieldOffsets.size(),
2817                                   NonVirtualSize,
2818                                   Builder.NonVirtualAlignment,
2819                                   EmptySubobjects.SizeOfLargestEmptySubobject,
2820                                   Builder.PrimaryBase,
2821                                   Builder.PrimaryBaseIsVirtual,
2822                                   nullptr, false, false,
2823                                   Builder.Bases, Builder.VBases);
2824   } else {
2825     RecordLayoutBuilder Builder(*this, /*EmptySubobjects=*/nullptr);
2826     Builder.Layout(D);
2827
2828     NewEntry =
2829       new (*this) ASTRecordLayout(*this, Builder.getSize(), 
2830                                   Builder.Alignment,
2831                                   /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
2832                                   Builder.Alignment,
2833                                   Builder.getSize(),
2834                                   Builder.FieldOffsets.data(),
2835                                   Builder.FieldOffsets.size());
2836   }
2837
2838   ASTRecordLayouts[D] = NewEntry;
2839
2840   if (getLangOpts().DumpRecordLayouts) {
2841     llvm::outs() << "\n*** Dumping AST Record Layout\n";
2842     DumpRecordLayout(D, llvm::outs(), getLangOpts().DumpRecordLayoutsSimple);
2843   }
2844
2845   return *NewEntry;
2846 }
2847
2848 const CXXMethodDecl *ASTContext::getCurrentKeyFunction(const CXXRecordDecl *RD) {
2849   if (!getTargetInfo().getCXXABI().hasKeyFunctions())
2850     return nullptr;
2851
2852   assert(RD->getDefinition() && "Cannot get key function for forward decl!");
2853   RD = cast<CXXRecordDecl>(RD->getDefinition());
2854
2855   // Beware:
2856   //  1) computing the key function might trigger deserialization, which might
2857   //     invalidate iterators into KeyFunctions
2858   //  2) 'get' on the LazyDeclPtr might also trigger deserialization and
2859   //     invalidate the LazyDeclPtr within the map itself
2860   LazyDeclPtr Entry = KeyFunctions[RD];
2861   const Decl *Result =
2862       Entry ? Entry.get(getExternalSource()) : computeKeyFunction(*this, RD);
2863
2864   // Store it back if it changed.
2865   if (Entry.isOffset() || Entry.isValid() != bool(Result))
2866     KeyFunctions[RD] = const_cast<Decl*>(Result);
2867
2868   return cast_or_null<CXXMethodDecl>(Result);
2869 }
2870
2871 void ASTContext::setNonKeyFunction(const CXXMethodDecl *Method) {
2872   assert(Method == Method->getFirstDecl() &&
2873          "not working with method declaration from class definition");
2874
2875   // Look up the cache entry.  Since we're working with the first
2876   // declaration, its parent must be the class definition, which is
2877   // the correct key for the KeyFunctions hash.
2878   llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl*, LazyDeclPtr>::iterator
2879     I = KeyFunctions.find(Method->getParent());
2880
2881   // If it's not cached, there's nothing to do.
2882   if (I == KeyFunctions.end()) return;
2883
2884   // If it is cached, check whether it's the target method, and if so,
2885   // remove it from the cache. Note, the call to 'get' might invalidate
2886   // the iterator and the LazyDeclPtr object within the map.
2887   LazyDeclPtr Ptr = I->second;
2888   if (Ptr.get(getExternalSource()) == Method) {
2889     // FIXME: remember that we did this for module / chained PCH state?
2890     KeyFunctions.erase(Method->getParent());
2891   }
2892 }
2893
2894 static uint64_t getFieldOffset(const ASTContext &C, const FieldDecl *FD) {
2895   const ASTRecordLayout &Layout = C.getASTRecordLayout(FD->getParent());
2896   return Layout.getFieldOffset(FD->getFieldIndex());
2897 }
2898
2899 uint64_t ASTContext::getFieldOffset(const ValueDecl *VD) const {
2900   uint64_t OffsetInBits;
2901   if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(VD)) {
2902     OffsetInBits = ::getFieldOffset(*this, FD);
2903   } else {
2904     const IndirectFieldDecl *IFD = cast<IndirectFieldDecl>(VD);
2905
2906     OffsetInBits = 0;
2907     for (const NamedDecl *ND : IFD->chain())
2908       OffsetInBits += ::getFieldOffset(*this, cast<FieldDecl>(ND));
2909   }
2910
2911   return OffsetInBits;
2912 }
2913
2914 /// getObjCLayout - Get or compute information about the layout of the
2915 /// given interface.
2916 ///
2917 /// \param Impl - If given, also include the layout of the interface's
2918 /// implementation. This may differ by including synthesized ivars.
2919 const ASTRecordLayout &
2920 ASTContext::getObjCLayout(const ObjCInterfaceDecl *D,
2921                           const ObjCImplementationDecl *Impl) const {
2922   // Retrieve the definition
2923   if (D->hasExternalLexicalStorage() && !D->getDefinition())
2924     getExternalSource()->CompleteType(const_cast<ObjCInterfaceDecl*>(D));
2925   D = D->getDefinition();
2926   assert(D && D->isThisDeclarationADefinition() && "Invalid interface decl!");
2927
2928   // Look up this layout, if already laid out, return what we have.
2929   const ObjCContainerDecl *Key =
2930     Impl ? (const ObjCContainerDecl*) Impl : (const ObjCContainerDecl*) D;
2931   if (const ASTRecordLayout *Entry = ObjCLayouts[Key])
2932     return *Entry;
2933
2934   // Add in synthesized ivar count if laying out an implementation.
2935   if (Impl) {
2936     unsigned SynthCount = CountNonClassIvars(D);
2937     // If there aren't any sythesized ivars then reuse the interface
2938     // entry. Note we can't cache this because we simply free all
2939     // entries later; however we shouldn't look up implementations
2940     // frequently.
2941     if (SynthCount == 0)
2942       return getObjCLayout(D, nullptr);
2943   }
2944
2945   RecordLayoutBuilder Builder(*this, /*EmptySubobjects=*/nullptr);
2946   Builder.Layout(D);
2947
2948   const ASTRecordLayout *NewEntry =
2949     new (*this) ASTRecordLayout(*this, Builder.getSize(), 
2950                                 Builder.Alignment,
2951                                 /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
2952                                 Builder.Alignment,
2953                                 Builder.getDataSize(),
2954                                 Builder.FieldOffsets.data(),
2955                                 Builder.FieldOffsets.size());
2956
2957   ObjCLayouts[Key] = NewEntry;
2958
2959   return *NewEntry;
2960 }
2961
2962 static void PrintOffset(raw_ostream &OS,
2963                         CharUnits Offset, unsigned IndentLevel) {
2964   OS << llvm::format("%4" PRId64 " | ", (int64_t)Offset.getQuantity());
2965   OS.indent(IndentLevel * 2);
2966 }
2967
2968 static void PrintIndentNoOffset(raw_ostream &OS, unsigned IndentLevel) {
2969   OS << "     | ";
2970   OS.indent(IndentLevel * 2);
2971 }
2972
2973 static void DumpCXXRecordLayout(raw_ostream &OS,
2974                                 const CXXRecordDecl *RD, const ASTContext &C,
2975                                 CharUnits Offset,
2976                                 unsigned IndentLevel,
2977                                 const char* Description,
2978                                 bool IncludeVirtualBases) {
2979   const ASTRecordLayout &Layout = C.getASTRecordLayout(RD);
2980
2981   PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
2982   OS << C.getTypeDeclType(const_cast<CXXRecordDecl *>(RD)).getAsString();
2983   if (Description)
2984     OS << ' ' << Description;
2985   if (RD->isEmpty())
2986     OS << " (empty)";
2987   OS << '\n';
2988
2989   IndentLevel++;
2990
2991   const CXXRecordDecl *PrimaryBase = Layout.getPrimaryBase();
2992   bool HasOwnVFPtr = Layout.hasOwnVFPtr();
2993   bool HasOwnVBPtr = Layout.hasOwnVBPtr();
2994
2995   // Vtable pointer.
2996   if (RD->isDynamicClass() && !PrimaryBase && !isMsLayout(RD)) {
2997     PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
2998     OS << '(' << *RD << " vtable pointer)\n";
2999   } else if (HasOwnVFPtr) {
3000     PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
3001     // vfptr (for Microsoft C++ ABI)
3002     OS << '(' << *RD << " vftable pointer)\n";
3003   }
3004
3005   // Collect nvbases.
3006   SmallVector<const CXXRecordDecl *, 4> Bases;
3007   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
3008     assert(!Base.getType()->isDependentType() &&
3009            "Cannot layout class with dependent bases.");
3010     if (!Base.isVirtual())
3011       Bases.push_back(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl());
3012   }
3013
3014   // Sort nvbases by offset.
3015   std::stable_sort(Bases.begin(), Bases.end(),
3016                    [&](const CXXRecordDecl *L, const CXXRecordDecl *R) {
3017     return Layout.getBaseClassOffset(L) < Layout.getBaseClassOffset(R);
3018   });
3019
3020   // Dump (non-virtual) bases
3021   for (const CXXRecordDecl *Base : Bases) {
3022     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base);
3023     DumpCXXRecordLayout(OS, Base, C, BaseOffset, IndentLevel,
3024                         Base == PrimaryBase ? "(primary base)" : "(base)",
3025                         /*IncludeVirtualBases=*/false);
3026   }
3027
3028   // vbptr (for Microsoft C++ ABI)
3029   if (HasOwnVBPtr) {
3030     PrintOffset(OS, Offset + Layout.getVBPtrOffset(), IndentLevel);
3031     OS << '(' << *RD << " vbtable pointer)\n";
3032   }
3033
3034   // Dump fields.
3035   uint64_t FieldNo = 0;
3036   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(),
3037          E = RD->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
3038     const FieldDecl &Field = **I;
3039     CharUnits FieldOffset = Offset + 
3040       C.toCharUnitsFromBits(Layout.getFieldOffset(FieldNo));
3041
3042     if (const CXXRecordDecl *D = Field.getType()->getAsCXXRecordDecl()) {
3043       DumpCXXRecordLayout(OS, D, C, FieldOffset, IndentLevel,
3044                           Field.getName().data(),
3045                           /*IncludeVirtualBases=*/true);
3046       continue;
3047     }
3048
3049     PrintOffset(OS, FieldOffset, IndentLevel);
3050     OS << Field.getType().getAsString() << ' ' << Field << '\n';
3051   }
3052
3053   if (!IncludeVirtualBases)
3054     return;
3055
3056   // Dump virtual bases.
3057   const ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy &vtordisps = 
3058     Layout.getVBaseOffsetsMap();
3059   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
3060     assert(Base.isVirtual() && "Found non-virtual class!");
3061     const CXXRecordDecl *VBase = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
3062
3063     CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBase);
3064
3065     if (vtordisps.find(VBase)->second.hasVtorDisp()) {
3066       PrintOffset(OS, VBaseOffset - CharUnits::fromQuantity(4), IndentLevel);
3067       OS << "(vtordisp for vbase " << *VBase << ")\n";
3068     }
3069
3070     DumpCXXRecordLayout(OS, VBase, C, VBaseOffset, IndentLevel,
3071                         VBase == PrimaryBase ?
3072                         "(primary virtual base)" : "(virtual base)",
3073                         /*IncludeVirtualBases=*/false);
3074   }
3075
3076   PrintIndentNoOffset(OS, IndentLevel - 1);
3077   OS << "[sizeof=" << Layout.getSize().getQuantity();
3078   if (!isMsLayout(RD))
3079     OS << ", dsize=" << Layout.getDataSize().getQuantity();
3080   OS << ", align=" << Layout.getAlignment().getQuantity() << '\n';
3081
3082   PrintIndentNoOffset(OS, IndentLevel - 1);
3083   OS << " nvsize=" << Layout.getNonVirtualSize().getQuantity();
3084   OS << ", nvalign=" << Layout.getNonVirtualAlignment().getQuantity() << "]\n";
3085 }
3086
3087 void ASTContext::DumpRecordLayout(const RecordDecl *RD,
3088                                   raw_ostream &OS,
3089                                   bool Simple) const {
3090   const ASTRecordLayout &Info = getASTRecordLayout(RD);
3091
3092   if (const CXXRecordDecl *CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD))
3093     if (!Simple)
3094       return DumpCXXRecordLayout(OS, CXXRD, *this, CharUnits(), 0, nullptr,
3095                                  /*IncludeVirtualBases=*/true);
3096
3097   OS << "Type: " << getTypeDeclType(RD).getAsString() << "\n";
3098   if (!Simple) {
3099     OS << "Record: ";
3100     RD->dump();
3101   }
3102   OS << "\nLayout: ";
3103   OS << "<ASTRecordLayout\n";
3104   OS << "  Size:" << toBits(Info.getSize()) << "\n";
3105   if (!isMsLayout(RD))
3106     OS << "  DataSize:" << toBits(Info.getDataSize()) << "\n";
3107   OS << "  Alignment:" << toBits(Info.getAlignment()) << "\n";
3108   OS << "  FieldOffsets: [";
3109   for (unsigned i = 0, e = Info.getFieldCount(); i != e; ++i) {
3110     if (i) OS << ", ";
3111     OS << Info.getFieldOffset(i);
3112   }
3113   OS << "]>\n";
3114 }