]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/RecordLayoutBuilder.cpp
Upgrade our copies of clang, llvm, lld, lldb, compiler-rt and libc++ to
[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/Format.h"
22 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
23
24 using namespace clang;
25
26 namespace {
27
28 /// BaseSubobjectInfo - Represents a single base subobject in a complete class.
29 /// For a class hierarchy like
30 ///
31 /// class A { };
32 /// class B : A { };
33 /// class C : A, B { };
34 ///
35 /// The BaseSubobjectInfo graph for C will have three BaseSubobjectInfo
36 /// instances, one for B and two for A.
37 ///
38 /// If a base is virtual, it will only have one BaseSubobjectInfo allocated.
39 struct BaseSubobjectInfo {
40   /// Class - The class for this base info.
41   const CXXRecordDecl *Class;
42
43   /// IsVirtual - Whether the BaseInfo represents a virtual base or not.
44   bool IsVirtual;
45
46   /// Bases - Information about the base subobjects.
47   SmallVector<BaseSubobjectInfo*, 4> Bases;
48
49   /// PrimaryVirtualBaseInfo - Holds the base info for the primary virtual base
50   /// of this base info (if one exists).
51   BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo;
52
53   // FIXME: Document.
54   const BaseSubobjectInfo *Derived;
55 };
56
57 /// \brief Externally provided layout. Typically used when the AST source, such
58 /// as DWARF, lacks all the information that was available at compile time, such
59 /// as alignment attributes on fields and pragmas in effect.
60 struct ExternalLayout {
61   ExternalLayout() : Size(0), Align(0) {}
62
63   /// \brief Overall record size in bits.
64   uint64_t Size;
65
66   /// \brief Overall record alignment in bits.
67   uint64_t Align;
68
69   /// \brief Record field offsets in bits.
70   llvm::DenseMap<const FieldDecl *, uint64_t> FieldOffsets;
71
72   /// \brief Direct, non-virtual base offsets.
73   llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> BaseOffsets;
74
75   /// \brief Virtual base offsets.
76   llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> VirtualBaseOffsets;
77
78   /// Get the offset of the given field. The external source must provide
79   /// entries for all fields in the record.
80   uint64_t getExternalFieldOffset(const FieldDecl *FD) {
81     assert(FieldOffsets.count(FD) &&
82            "Field does not have an external offset");
83     return FieldOffsets[FD];
84   }
85
86   bool getExternalNVBaseOffset(const CXXRecordDecl *RD, CharUnits &BaseOffset) {
87     auto Known = BaseOffsets.find(RD);
88     if (Known == BaseOffsets.end())
89       return false;
90     BaseOffset = Known->second;
91     return true;
92   }
93
94   bool getExternalVBaseOffset(const CXXRecordDecl *RD, CharUnits &BaseOffset) {
95     auto Known = VirtualBaseOffsets.find(RD);
96     if (Known == VirtualBaseOffsets.end())
97       return false;
98     BaseOffset = Known->second;
99     return true;
100   }
101 };
102
103 /// EmptySubobjectMap - Keeps track of which empty subobjects exist at different
104 /// offsets while laying out a C++ class.
105 class EmptySubobjectMap {
106   const ASTContext &Context;
107   uint64_t CharWidth;
108   
109   /// Class - The class whose empty entries we're keeping track of.
110   const CXXRecordDecl *Class;
111
112   /// EmptyClassOffsets - A map from offsets to empty record decls.
113   typedef llvm::TinyPtrVector<const CXXRecordDecl *> ClassVectorTy;
114   typedef llvm::DenseMap<CharUnits, ClassVectorTy> EmptyClassOffsetsMapTy;
115   EmptyClassOffsetsMapTy EmptyClassOffsets;
116   
117   /// MaxEmptyClassOffset - The highest offset known to contain an empty
118   /// base subobject.
119   CharUnits MaxEmptyClassOffset;
120   
121   /// ComputeEmptySubobjectSizes - Compute the size of the largest base or
122   /// member subobject that is empty.
123   void ComputeEmptySubobjectSizes();
124   
125   void AddSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, CharUnits Offset);
126   
127   void UpdateEmptyBaseSubobjects(const BaseSubobjectInfo *Info,
128                                  CharUnits Offset, bool PlacingEmptyBase);
129   
130   void UpdateEmptyFieldSubobjects(const CXXRecordDecl *RD, 
131                                   const CXXRecordDecl *Class,
132                                   CharUnits Offset);
133   void UpdateEmptyFieldSubobjects(const FieldDecl *FD, CharUnits Offset);
134   
135   /// AnyEmptySubobjectsBeyondOffset - Returns whether there are any empty
136   /// subobjects beyond the given offset.
137   bool AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(CharUnits Offset) const {
138     return Offset <= MaxEmptyClassOffset;
139   }
140
141   CharUnits 
142   getFieldOffset(const ASTRecordLayout &Layout, unsigned FieldNo) const {
143     uint64_t FieldOffset = Layout.getFieldOffset(FieldNo);
144     assert(FieldOffset % CharWidth == 0 && 
145            "Field offset not at char boundary!");
146
147     return Context.toCharUnitsFromBits(FieldOffset);
148   }
149
150 protected:
151   bool CanPlaceSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD,
152                                  CharUnits Offset) const;
153
154   bool CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
155                                      CharUnits Offset);
156
157   bool CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
158                                       const CXXRecordDecl *Class,
159                                       CharUnits Offset) const;
160   bool CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const FieldDecl *FD,
161                                       CharUnits Offset) const;
162
163 public:
164   /// This holds the size of the largest empty subobject (either a base
165   /// or a member). Will be zero if the record being built doesn't contain
166   /// any empty classes.
167   CharUnits SizeOfLargestEmptySubobject;
168
169   EmptySubobjectMap(const ASTContext &Context, const CXXRecordDecl *Class)
170   : Context(Context), CharWidth(Context.getCharWidth()), Class(Class) {
171       ComputeEmptySubobjectSizes();
172   }
173
174   /// CanPlaceBaseAtOffset - Return whether the given base class can be placed
175   /// at the given offset.
176   /// Returns false if placing the record will result in two components
177   /// (direct or indirect) of the same type having the same offset.
178   bool CanPlaceBaseAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
179                             CharUnits Offset);
180
181   /// CanPlaceFieldAtOffset - Return whether a field can be placed at the given
182   /// offset.
183   bool CanPlaceFieldAtOffset(const FieldDecl *FD, CharUnits Offset);
184 };
185
186 void EmptySubobjectMap::ComputeEmptySubobjectSizes() {
187   // Check the bases.
188   for (const CXXBaseSpecifier &Base : Class->bases()) {
189     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
190
191     CharUnits EmptySize;
192     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
193     if (BaseDecl->isEmpty()) {
194       // If the class decl is empty, get its size.
195       EmptySize = Layout.getSize();
196     } else {
197       // Otherwise, we get the largest empty subobject for the decl.
198       EmptySize = Layout.getSizeOfLargestEmptySubobject();
199     }
200
201     if (EmptySize > SizeOfLargestEmptySubobject)
202       SizeOfLargestEmptySubobject = EmptySize;
203   }
204
205   // Check the fields.
206   for (const FieldDecl *FD : Class->fields()) {
207     const RecordType *RT =
208         Context.getBaseElementType(FD->getType())->getAs<RecordType>();
209
210     // We only care about record types.
211     if (!RT)
212       continue;
213
214     CharUnits EmptySize;
215     const CXXRecordDecl *MemberDecl = RT->getAsCXXRecordDecl();
216     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(MemberDecl);
217     if (MemberDecl->isEmpty()) {
218       // If the class decl is empty, get its size.
219       EmptySize = Layout.getSize();
220     } else {
221       // Otherwise, we get the largest empty subobject for the decl.
222       EmptySize = Layout.getSizeOfLargestEmptySubobject();
223     }
224
225     if (EmptySize > SizeOfLargestEmptySubobject)
226       SizeOfLargestEmptySubobject = EmptySize;
227   }
228 }
229
230 bool
231 EmptySubobjectMap::CanPlaceSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
232                                              CharUnits Offset) const {
233   // We only need to check empty bases.
234   if (!RD->isEmpty())
235     return true;
236
237   EmptyClassOffsetsMapTy::const_iterator I = EmptyClassOffsets.find(Offset);
238   if (I == EmptyClassOffsets.end())
239     return true;
240
241   const ClassVectorTy &Classes = I->second;
242   if (std::find(Classes.begin(), Classes.end(), RD) == Classes.end())
243     return true;
244
245   // There is already an empty class of the same type at this offset.
246   return false;
247 }
248   
249 void EmptySubobjectMap::AddSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
250                                              CharUnits Offset) {
251   // We only care about empty bases.
252   if (!RD->isEmpty())
253     return;
254
255   // If we have empty structures inside a union, we can assign both
256   // the same offset. Just avoid pushing them twice in the list.
257   ClassVectorTy &Classes = EmptyClassOffsets[Offset];
258   if (std::find(Classes.begin(), Classes.end(), RD) != Classes.end())
259     return;
260   
261   Classes.push_back(RD);
262   
263   // Update the empty class offset.
264   if (Offset > MaxEmptyClassOffset)
265     MaxEmptyClassOffset = Offset;
266 }
267
268 bool
269 EmptySubobjectMap::CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
270                                                  CharUnits Offset) {
271   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
272   // contain an empty class.
273   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
274     return true;
275
276   if (!CanPlaceSubobjectAtOffset(Info->Class, Offset))
277     return false;
278
279   // Traverse all non-virtual bases.
280   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
281   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
282     if (Base->IsVirtual)
283       continue;
284
285     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
286
287     if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(Base, BaseOffset))
288       return false;
289   }
290
291   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
292     BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = Info->PrimaryVirtualBaseInfo;
293
294     if (Info == PrimaryVirtualBaseInfo->Derived) {
295       if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(PrimaryVirtualBaseInfo, Offset))
296         return false;
297     }
298   }
299   
300   // Traverse all member variables.
301   unsigned FieldNo = 0;
302   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = Info->Class->field_begin(), 
303        E = Info->Class->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
304     if (I->isBitField())
305       continue;
306
307     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
308     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(*I, FieldOffset))
309       return false;
310   }
311
312   return true;
313 }
314
315 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyBaseSubobjects(const BaseSubobjectInfo *Info, 
316                                                   CharUnits Offset,
317                                                   bool PlacingEmptyBase) {
318   if (!PlacingEmptyBase && Offset >= SizeOfLargestEmptySubobject) {
319     // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
320     // subobject of non-empty bases, are empty bases that can be placed at
321     // offset zero. Because of this, we only need to keep track of empty base 
322     // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
323     // subobject for our class.    
324     return;
325   }
326
327   AddSubobjectAtOffset(Info->Class, Offset);
328
329   // Traverse all non-virtual bases.
330   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
331   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
332     if (Base->IsVirtual)
333       continue;
334
335     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
336     UpdateEmptyBaseSubobjects(Base, BaseOffset, PlacingEmptyBase);
337   }
338
339   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
340     BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = Info->PrimaryVirtualBaseInfo;
341     
342     if (Info == PrimaryVirtualBaseInfo->Derived)
343       UpdateEmptyBaseSubobjects(PrimaryVirtualBaseInfo, Offset,
344                                 PlacingEmptyBase);
345   }
346
347   // Traverse all member variables.
348   unsigned FieldNo = 0;
349   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = Info->Class->field_begin(), 
350        E = Info->Class->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
351     if (I->isBitField())
352       continue;
353
354     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
355     UpdateEmptyFieldSubobjects(*I, FieldOffset);
356   }
357 }
358
359 bool EmptySubobjectMap::CanPlaceBaseAtOffset(const BaseSubobjectInfo *Info,
360                                              CharUnits Offset) {
361   // If we know this class doesn't have any empty subobjects we don't need to
362   // bother checking.
363   if (SizeOfLargestEmptySubobject.isZero())
364     return true;
365
366   if (!CanPlaceBaseSubobjectAtOffset(Info, Offset))
367     return false;
368
369   // We are able to place the base at this offset. Make sure to update the
370   // empty base subobject map.
371   UpdateEmptyBaseSubobjects(Info, Offset, Info->Class->isEmpty());
372   return true;
373 }
374
375 bool
376 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const CXXRecordDecl *RD, 
377                                                   const CXXRecordDecl *Class,
378                                                   CharUnits Offset) const {
379   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
380   // contain an empty class.
381   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
382     return true;
383
384   if (!CanPlaceSubobjectAtOffset(RD, Offset))
385     return false;
386   
387   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
388
389   // Traverse all non-virtual bases.
390   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
391     if (Base.isVirtual())
392       continue;
393
394     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
395
396     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl);
397     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(BaseDecl, Class, BaseOffset))
398       return false;
399   }
400
401   if (RD == Class) {
402     // This is the most derived class, traverse virtual bases as well.
403     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
404       const CXXRecordDecl *VBaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
405
406       CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBaseDecl);
407       if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(VBaseDecl, Class, VBaseOffset))
408         return false;
409     }
410   }
411     
412   // Traverse all member variables.
413   unsigned FieldNo = 0;
414   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(), E = RD->field_end();
415        I != E; ++I, ++FieldNo) {
416     if (I->isBitField())
417       continue;
418
419     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
420     
421     if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(*I, FieldOffset))
422       return false;
423   }
424
425   return true;
426 }
427
428 bool
429 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(const FieldDecl *FD,
430                                                   CharUnits Offset) const {
431   // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
432   // contain an empty class.
433   if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(Offset))
434     return true;
435   
436   QualType T = FD->getType();
437   if (const CXXRecordDecl *RD = T->getAsCXXRecordDecl())
438     return CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(RD, RD, Offset);
439
440   // If we have an array type we need to look at every element.
441   if (const ConstantArrayType *AT = Context.getAsConstantArrayType(T)) {
442     QualType ElemTy = Context.getBaseElementType(AT);
443     const RecordType *RT = ElemTy->getAs<RecordType>();
444     if (!RT)
445       return true;
446
447     const CXXRecordDecl *RD = RT->getAsCXXRecordDecl();
448     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
449
450     uint64_t NumElements = Context.getConstantArrayElementCount(AT);
451     CharUnits ElementOffset = Offset;
452     for (uint64_t I = 0; I != NumElements; ++I) {
453       // We don't have to keep looking past the maximum offset that's known to
454       // contain an empty class.
455       if (!AnyEmptySubobjectsBeyondOffset(ElementOffset))
456         return true;
457       
458       if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(RD, RD, ElementOffset))
459         return false;
460
461       ElementOffset += Layout.getSize();
462     }
463   }
464
465   return true;
466 }
467
468 bool
469 EmptySubobjectMap::CanPlaceFieldAtOffset(const FieldDecl *FD, 
470                                          CharUnits Offset) {
471   if (!CanPlaceFieldSubobjectAtOffset(FD, Offset))
472     return false;
473   
474   // We are able to place the member variable at this offset.
475   // Make sure to update the empty base subobject map.
476   UpdateEmptyFieldSubobjects(FD, Offset);
477   return true;
478 }
479
480 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyFieldSubobjects(const CXXRecordDecl *RD, 
481                                                    const CXXRecordDecl *Class,
482                                                    CharUnits Offset) {
483   // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
484   // field subobjects are subobjects of empty bases that can be placed at offset
485   // zero. Because of this, we only need to keep track of empty field 
486   // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
487   // subobject for our class.
488   if (Offset >= SizeOfLargestEmptySubobject)
489     return;
490
491   AddSubobjectAtOffset(RD, Offset);
492
493   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
494
495   // Traverse all non-virtual bases.
496   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
497     if (Base.isVirtual())
498       continue;
499
500     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
501
502     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(BaseDecl);
503     UpdateEmptyFieldSubobjects(BaseDecl, Class, BaseOffset);
504   }
505
506   if (RD == Class) {
507     // This is the most derived class, traverse virtual bases as well.
508     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
509       const CXXRecordDecl *VBaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
510
511       CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBaseDecl);
512       UpdateEmptyFieldSubobjects(VBaseDecl, Class, VBaseOffset);
513     }
514   }
515   
516   // Traverse all member variables.
517   unsigned FieldNo = 0;
518   for (CXXRecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(), E = RD->field_end();
519        I != E; ++I, ++FieldNo) {
520     if (I->isBitField())
521       continue;
522
523     CharUnits FieldOffset = Offset + getFieldOffset(Layout, FieldNo);
524
525     UpdateEmptyFieldSubobjects(*I, FieldOffset);
526   }
527 }
528   
529 void EmptySubobjectMap::UpdateEmptyFieldSubobjects(const FieldDecl *FD,
530                                                    CharUnits Offset) {
531   QualType T = FD->getType();
532   if (const CXXRecordDecl *RD = T->getAsCXXRecordDecl()) {
533     UpdateEmptyFieldSubobjects(RD, RD, Offset);
534     return;
535   }
536
537   // If we have an array type we need to update every element.
538   if (const ConstantArrayType *AT = Context.getAsConstantArrayType(T)) {
539     QualType ElemTy = Context.getBaseElementType(AT);
540     const RecordType *RT = ElemTy->getAs<RecordType>();
541     if (!RT)
542       return;
543
544     const CXXRecordDecl *RD = RT->getAsCXXRecordDecl();
545     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
546     
547     uint64_t NumElements = Context.getConstantArrayElementCount(AT);
548     CharUnits ElementOffset = Offset;
549     
550     for (uint64_t I = 0; I != NumElements; ++I) {
551       // We know that the only empty subobjects that can conflict with empty
552       // field subobjects are subobjects of empty bases that can be placed at 
553       // offset zero. Because of this, we only need to keep track of empty field
554       // subobjects with offsets less than the size of the largest empty
555       // subobject for our class.
556       if (ElementOffset >= SizeOfLargestEmptySubobject)
557         return;
558
559       UpdateEmptyFieldSubobjects(RD, RD, ElementOffset);
560       ElementOffset += Layout.getSize();
561     }
562   }
563 }
564
565 typedef llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl*, 4> ClassSetTy;
566
567 class ItaniumRecordLayoutBuilder {
568 protected:
569   // FIXME: Remove this and make the appropriate fields public.
570   friend class clang::ASTContext;
571
572   const ASTContext &Context;
573
574   EmptySubobjectMap *EmptySubobjects;
575
576   /// Size - The current size of the record layout.
577   uint64_t Size;
578
579   /// Alignment - The current alignment of the record layout.
580   CharUnits Alignment;
581
582   /// \brief The alignment if attribute packed is not used.
583   CharUnits UnpackedAlignment;
584
585   SmallVector<uint64_t, 16> FieldOffsets;
586
587   /// \brief Whether the external AST source has provided a layout for this
588   /// record.
589   unsigned UseExternalLayout : 1;
590
591   /// \brief Whether we need to infer alignment, even when we have an 
592   /// externally-provided layout.
593   unsigned InferAlignment : 1;
594   
595   /// Packed - Whether the record is packed or not.
596   unsigned Packed : 1;
597
598   unsigned IsUnion : 1;
599
600   unsigned IsMac68kAlign : 1;
601   
602   unsigned IsMsStruct : 1;
603
604   /// UnfilledBitsInLastUnit - If the last field laid out was a bitfield,
605   /// this contains the number of bits in the last unit that can be used for
606   /// an adjacent bitfield if necessary.  The unit in question is usually
607   /// a byte, but larger units are used if IsMsStruct.
608   unsigned char UnfilledBitsInLastUnit;
609   /// LastBitfieldTypeSize - If IsMsStruct, represents the size of the type
610   /// of the previous field if it was a bitfield.
611   unsigned char LastBitfieldTypeSize;
612
613   /// MaxFieldAlignment - The maximum allowed field alignment. This is set by
614   /// #pragma pack.
615   CharUnits MaxFieldAlignment;
616
617   /// DataSize - The data size of the record being laid out.
618   uint64_t DataSize;
619
620   CharUnits NonVirtualSize;
621   CharUnits NonVirtualAlignment;
622
623   /// PrimaryBase - the primary base class (if one exists) of the class
624   /// we're laying out.
625   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
626
627   /// PrimaryBaseIsVirtual - Whether the primary base of the class we're laying
628   /// out is virtual.
629   bool PrimaryBaseIsVirtual;
630
631   /// HasOwnVFPtr - Whether the class provides its own vtable/vftbl
632   /// pointer, as opposed to inheriting one from a primary base class.
633   bool HasOwnVFPtr;
634
635   /// \brief the flag of field offset changing due to packed attribute.
636   bool HasPackedField;
637
638   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> BaseOffsetsMapTy;
639
640   /// Bases - base classes and their offsets in the record.
641   BaseOffsetsMapTy Bases;
642
643   // VBases - virtual base classes and their offsets in the record.
644   ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy VBases;
645
646   /// IndirectPrimaryBases - Virtual base classes, direct or indirect, that are
647   /// primary base classes for some other direct or indirect base class.
648   CXXIndirectPrimaryBaseSet IndirectPrimaryBases;
649
650   /// FirstNearlyEmptyVBase - The first nearly empty virtual base class in
651   /// inheritance graph order. Used for determining the primary base class.
652   const CXXRecordDecl *FirstNearlyEmptyVBase;
653
654   /// VisitedVirtualBases - A set of all the visited virtual bases, used to
655   /// avoid visiting virtual bases more than once.
656   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 4> VisitedVirtualBases;
657
658   /// Valid if UseExternalLayout is true.
659   ExternalLayout External;
660
661   ItaniumRecordLayoutBuilder(const ASTContext &Context,
662                              EmptySubobjectMap *EmptySubobjects)
663       : Context(Context), EmptySubobjects(EmptySubobjects), Size(0),
664         Alignment(CharUnits::One()), UnpackedAlignment(CharUnits::One()),
665         UseExternalLayout(false), InferAlignment(false), Packed(false),
666         IsUnion(false), IsMac68kAlign(false), IsMsStruct(false),
667         UnfilledBitsInLastUnit(0), LastBitfieldTypeSize(0),
668         MaxFieldAlignment(CharUnits::Zero()), DataSize(0),
669         NonVirtualSize(CharUnits::Zero()),
670         NonVirtualAlignment(CharUnits::One()), PrimaryBase(nullptr),
671         PrimaryBaseIsVirtual(false), HasOwnVFPtr(false),
672         HasPackedField(false), FirstNearlyEmptyVBase(nullptr) {}
673
674   void Layout(const RecordDecl *D);
675   void Layout(const CXXRecordDecl *D);
676   void Layout(const ObjCInterfaceDecl *D);
677
678   void LayoutFields(const RecordDecl *D);
679   void LayoutField(const FieldDecl *D, bool InsertExtraPadding);
680   void LayoutWideBitField(uint64_t FieldSize, uint64_t TypeSize,
681                           bool FieldPacked, const FieldDecl *D);
682   void LayoutBitField(const FieldDecl *D);
683
684   TargetCXXABI getCXXABI() const {
685     return Context.getTargetInfo().getCXXABI();
686   }
687
688   /// BaseSubobjectInfoAllocator - Allocator for BaseSubobjectInfo objects.
689   llvm::SpecificBumpPtrAllocator<BaseSubobjectInfo> BaseSubobjectInfoAllocator;
690   
691   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, BaseSubobjectInfo *>
692     BaseSubobjectInfoMapTy;
693
694   /// VirtualBaseInfo - Map from all the (direct or indirect) virtual bases
695   /// of the class we're laying out to their base subobject info.
696   BaseSubobjectInfoMapTy VirtualBaseInfo;
697   
698   /// NonVirtualBaseInfo - Map from all the direct non-virtual bases of the
699   /// class we're laying out to their base subobject info.
700   BaseSubobjectInfoMapTy NonVirtualBaseInfo;
701
702   /// ComputeBaseSubobjectInfo - Compute the base subobject information for the
703   /// bases of the given class.
704   void ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD);
705
706   /// ComputeBaseSubobjectInfo - Compute the base subobject information for a
707   /// single class and all of its base classes.
708   BaseSubobjectInfo *ComputeBaseSubobjectInfo(const CXXRecordDecl *RD, 
709                                               bool IsVirtual,
710                                               BaseSubobjectInfo *Derived);
711
712   /// DeterminePrimaryBase - Determine the primary base of the given class.
713   void DeterminePrimaryBase(const CXXRecordDecl *RD);
714
715   void SelectPrimaryVBase(const CXXRecordDecl *RD);
716
717   void EnsureVTablePointerAlignment(CharUnits UnpackedBaseAlign);
718
719   /// LayoutNonVirtualBases - Determines the primary base class (if any) and
720   /// lays it out. Will then proceed to lay out all non-virtual base clasess.
721   void LayoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
722
723   /// LayoutNonVirtualBase - Lays out a single non-virtual base.
724   void LayoutNonVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
725
726   void AddPrimaryVirtualBaseOffsets(const BaseSubobjectInfo *Info,
727                                     CharUnits Offset);
728
729   /// LayoutVirtualBases - Lays out all the virtual bases.
730   void LayoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD,
731                           const CXXRecordDecl *MostDerivedClass);
732
733   /// LayoutVirtualBase - Lays out a single virtual base.
734   void LayoutVirtualBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
735
736   /// LayoutBase - Will lay out a base and return the offset where it was
737   /// placed, in chars.
738   CharUnits LayoutBase(const BaseSubobjectInfo *Base);
739
740   /// InitializeLayout - Initialize record layout for the given record decl.
741   void InitializeLayout(const Decl *D);
742
743   /// FinishLayout - Finalize record layout. Adjust record size based on the
744   /// alignment.
745   void FinishLayout(const NamedDecl *D);
746
747   void UpdateAlignment(CharUnits NewAlignment, CharUnits UnpackedNewAlignment);
748   void UpdateAlignment(CharUnits NewAlignment) {
749     UpdateAlignment(NewAlignment, NewAlignment);
750   }
751
752   /// \brief Retrieve the externally-supplied field offset for the given
753   /// field.
754   ///
755   /// \param Field The field whose offset is being queried.
756   /// \param ComputedOffset The offset that we've computed for this field.
757   uint64_t updateExternalFieldOffset(const FieldDecl *Field, 
758                                      uint64_t ComputedOffset);
759   
760   void CheckFieldPadding(uint64_t Offset, uint64_t UnpaddedOffset,
761                           uint64_t UnpackedOffset, unsigned UnpackedAlign,
762                           bool isPacked, const FieldDecl *D);
763
764   DiagnosticBuilder Diag(SourceLocation Loc, unsigned DiagID);
765
766   CharUnits getSize() const { 
767     assert(Size % Context.getCharWidth() == 0);
768     return Context.toCharUnitsFromBits(Size); 
769   }
770   uint64_t getSizeInBits() const { return Size; }
771
772   void setSize(CharUnits NewSize) { Size = Context.toBits(NewSize); }
773   void setSize(uint64_t NewSize) { Size = NewSize; }
774
775   CharUnits getAligment() const { return Alignment; }
776
777   CharUnits getDataSize() const { 
778     assert(DataSize % Context.getCharWidth() == 0);
779     return Context.toCharUnitsFromBits(DataSize); 
780   }
781   uint64_t getDataSizeInBits() const { return DataSize; }
782
783   void setDataSize(CharUnits NewSize) { DataSize = Context.toBits(NewSize); }
784   void setDataSize(uint64_t NewSize) { DataSize = NewSize; }
785
786   ItaniumRecordLayoutBuilder(const ItaniumRecordLayoutBuilder &) = delete;
787   void operator=(const ItaniumRecordLayoutBuilder &) = delete;
788 };
789 } // end anonymous namespace
790
791 void ItaniumRecordLayoutBuilder::SelectPrimaryVBase(const CXXRecordDecl *RD) {
792   for (const auto &I : RD->bases()) {
793     assert(!I.getType()->isDependentType() &&
794            "Cannot layout class with dependent bases.");
795
796     const CXXRecordDecl *Base = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
797
798     // Check if this is a nearly empty virtual base.
799     if (I.isVirtual() && Context.isNearlyEmpty(Base)) {
800       // If it's not an indirect primary base, then we've found our primary
801       // base.
802       if (!IndirectPrimaryBases.count(Base)) {
803         PrimaryBase = Base;
804         PrimaryBaseIsVirtual = true;
805         return;
806       }
807
808       // Is this the first nearly empty virtual base?
809       if (!FirstNearlyEmptyVBase)
810         FirstNearlyEmptyVBase = Base;
811     }
812
813     SelectPrimaryVBase(Base);
814     if (PrimaryBase)
815       return;
816   }
817 }
818
819 /// DeterminePrimaryBase - Determine the primary base of the given class.
820 void ItaniumRecordLayoutBuilder::DeterminePrimaryBase(const CXXRecordDecl *RD) {
821   // If the class isn't dynamic, it won't have a primary base.
822   if (!RD->isDynamicClass())
823     return;
824
825   // Compute all the primary virtual bases for all of our direct and
826   // indirect bases, and record all their primary virtual base classes.
827   RD->getIndirectPrimaryBases(IndirectPrimaryBases);
828
829   // If the record has a dynamic base class, attempt to choose a primary base
830   // class. It is the first (in direct base class order) non-virtual dynamic
831   // base class, if one exists.
832   for (const auto &I : RD->bases()) {
833     // Ignore virtual bases.
834     if (I.isVirtual())
835       continue;
836
837     const CXXRecordDecl *Base = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
838
839     if (Base->isDynamicClass()) {
840       // We found it.
841       PrimaryBase = Base;
842       PrimaryBaseIsVirtual = false;
843       return;
844     }
845   }
846
847   // Under the Itanium ABI, if there is no non-virtual primary base class,
848   // try to compute the primary virtual base.  The primary virtual base is
849   // the first nearly empty virtual base that is not an indirect primary
850   // virtual base class, if one exists.
851   if (RD->getNumVBases() != 0) {
852     SelectPrimaryVBase(RD);
853     if (PrimaryBase)
854       return;
855   }
856
857   // Otherwise, it is the first indirect primary base class, if one exists.
858   if (FirstNearlyEmptyVBase) {
859     PrimaryBase = FirstNearlyEmptyVBase;
860     PrimaryBaseIsVirtual = true;
861     return;
862   }
863
864   assert(!PrimaryBase && "Should not get here with a primary base!");
865 }
866
867 BaseSubobjectInfo *ItaniumRecordLayoutBuilder::ComputeBaseSubobjectInfo(
868     const CXXRecordDecl *RD, bool IsVirtual, BaseSubobjectInfo *Derived) {
869   BaseSubobjectInfo *Info;
870   
871   if (IsVirtual) {
872     // Check if we already have info about this virtual base.
873     BaseSubobjectInfo *&InfoSlot = VirtualBaseInfo[RD];
874     if (InfoSlot) {
875       assert(InfoSlot->Class == RD && "Wrong class for virtual base info!");
876       return InfoSlot;
877     }
878
879     // We don't, create it.
880     InfoSlot = new (BaseSubobjectInfoAllocator.Allocate()) BaseSubobjectInfo;
881     Info = InfoSlot;
882   } else {
883     Info = new (BaseSubobjectInfoAllocator.Allocate()) BaseSubobjectInfo;
884   }
885   
886   Info->Class = RD;
887   Info->IsVirtual = IsVirtual;
888   Info->Derived = nullptr;
889   Info->PrimaryVirtualBaseInfo = nullptr;
890
891   const CXXRecordDecl *PrimaryVirtualBase = nullptr;
892   BaseSubobjectInfo *PrimaryVirtualBaseInfo = nullptr;
893
894   // Check if this base has a primary virtual base.
895   if (RD->getNumVBases()) {
896     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
897     if (Layout.isPrimaryBaseVirtual()) {
898       // This base does have a primary virtual base.
899       PrimaryVirtualBase = Layout.getPrimaryBase();
900       assert(PrimaryVirtualBase && "Didn't have a primary virtual base!");
901       
902       // Now check if we have base subobject info about this primary base.
903       PrimaryVirtualBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryVirtualBase);
904       
905       if (PrimaryVirtualBaseInfo) {
906         if (PrimaryVirtualBaseInfo->Derived) {
907           // We did have info about this primary base, and it turns out that it
908           // has already been claimed as a primary virtual base for another
909           // base.
910           PrimaryVirtualBase = nullptr;
911         } else {
912           // We can claim this base as our primary base.
913           Info->PrimaryVirtualBaseInfo = PrimaryVirtualBaseInfo;
914           PrimaryVirtualBaseInfo->Derived = Info;
915         }
916       }
917     }
918   }
919
920   // Now go through all direct bases.
921   for (const auto &I : RD->bases()) {
922     bool IsVirtual = I.isVirtual();
923
924     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
925
926     Info->Bases.push_back(ComputeBaseSubobjectInfo(BaseDecl, IsVirtual, Info));
927   }
928   
929   if (PrimaryVirtualBase && !PrimaryVirtualBaseInfo) {
930     // Traversing the bases must have created the base info for our primary
931     // virtual base.
932     PrimaryVirtualBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryVirtualBase);
933     assert(PrimaryVirtualBaseInfo &&
934            "Did not create a primary virtual base!");
935       
936     // Claim the primary virtual base as our primary virtual base.
937     Info->PrimaryVirtualBaseInfo = PrimaryVirtualBaseInfo;
938     PrimaryVirtualBaseInfo->Derived = Info;
939   }
940   
941   return Info;
942 }
943
944 void ItaniumRecordLayoutBuilder::ComputeBaseSubobjectInfo(
945     const CXXRecordDecl *RD) {
946   for (const auto &I : RD->bases()) {
947     bool IsVirtual = I.isVirtual();
948
949     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
950
951     // Compute the base subobject info for this base.
952     BaseSubobjectInfo *Info = ComputeBaseSubobjectInfo(BaseDecl, IsVirtual,
953                                                        nullptr);
954
955     if (IsVirtual) {
956       // ComputeBaseInfo has already added this base for us.
957       assert(VirtualBaseInfo.count(BaseDecl) &&
958              "Did not add virtual base!");
959     } else {
960       // Add the base info to the map of non-virtual bases.
961       assert(!NonVirtualBaseInfo.count(BaseDecl) &&
962              "Non-virtual base already exists!");
963       NonVirtualBaseInfo.insert(std::make_pair(BaseDecl, Info));
964     }
965   }
966 }
967
968 void ItaniumRecordLayoutBuilder::EnsureVTablePointerAlignment(
969     CharUnits UnpackedBaseAlign) {
970   CharUnits BaseAlign = (Packed) ? CharUnits::One() : UnpackedBaseAlign;
971
972   // The maximum field alignment overrides base align.
973   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
974     BaseAlign = std::min(BaseAlign, MaxFieldAlignment);
975     UnpackedBaseAlign = std::min(UnpackedBaseAlign, MaxFieldAlignment);
976   }
977
978   // Round up the current record size to pointer alignment.
979   setSize(getSize().alignTo(BaseAlign));
980   setDataSize(getSize());
981
982   // Update the alignment.
983   UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
984 }
985
986 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutNonVirtualBases(
987     const CXXRecordDecl *RD) {
988   // Then, determine the primary base class.
989   DeterminePrimaryBase(RD);
990
991   // Compute base subobject info.
992   ComputeBaseSubobjectInfo(RD);
993   
994   // If we have a primary base class, lay it out.
995   if (PrimaryBase) {
996     if (PrimaryBaseIsVirtual) {
997       // If the primary virtual base was a primary virtual base of some other
998       // base class we'll have to steal it.
999       BaseSubobjectInfo *PrimaryBaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(PrimaryBase);
1000       PrimaryBaseInfo->Derived = nullptr;
1001
1002       // We have a virtual primary base, insert it as an indirect primary base.
1003       IndirectPrimaryBases.insert(PrimaryBase);
1004
1005       assert(!VisitedVirtualBases.count(PrimaryBase) &&
1006              "vbase already visited!");
1007       VisitedVirtualBases.insert(PrimaryBase);
1008
1009       LayoutVirtualBase(PrimaryBaseInfo);
1010     } else {
1011       BaseSubobjectInfo *PrimaryBaseInfo = 
1012         NonVirtualBaseInfo.lookup(PrimaryBase);
1013       assert(PrimaryBaseInfo && 
1014              "Did not find base info for non-virtual primary base!");
1015
1016       LayoutNonVirtualBase(PrimaryBaseInfo);
1017     }
1018
1019   // If this class needs a vtable/vf-table and didn't get one from a
1020   // primary base, add it in now.
1021   } else if (RD->isDynamicClass()) {
1022     assert(DataSize == 0 && "Vtable pointer must be at offset zero!");
1023     CharUnits PtrWidth = 
1024       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0));
1025     CharUnits PtrAlign = 
1026       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerAlign(0));
1027     EnsureVTablePointerAlignment(PtrAlign);
1028     HasOwnVFPtr = true;
1029     setSize(getSize() + PtrWidth);
1030     setDataSize(getSize());
1031   }
1032
1033   // Now lay out the non-virtual bases.
1034   for (const auto &I : RD->bases()) {
1035
1036     // Ignore virtual bases.
1037     if (I.isVirtual())
1038       continue;
1039
1040     const CXXRecordDecl *BaseDecl = I.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1041
1042     // Skip the primary base, because we've already laid it out.  The
1043     // !PrimaryBaseIsVirtual check is required because we might have a
1044     // non-virtual base of the same type as a primary virtual base.
1045     if (BaseDecl == PrimaryBase && !PrimaryBaseIsVirtual)
1046       continue;
1047
1048     // Lay out the base.
1049     BaseSubobjectInfo *BaseInfo = NonVirtualBaseInfo.lookup(BaseDecl);
1050     assert(BaseInfo && "Did not find base info for non-virtual base!");
1051
1052     LayoutNonVirtualBase(BaseInfo);
1053   }
1054 }
1055
1056 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutNonVirtualBase(
1057     const BaseSubobjectInfo *Base) {
1058   // Layout the base.
1059   CharUnits Offset = LayoutBase(Base);
1060
1061   // Add its base class offset.
1062   assert(!Bases.count(Base->Class) && "base offset already exists!");
1063   Bases.insert(std::make_pair(Base->Class, Offset));
1064
1065   AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, Offset);
1066 }
1067
1068 void ItaniumRecordLayoutBuilder::AddPrimaryVirtualBaseOffsets(
1069     const BaseSubobjectInfo *Info, CharUnits Offset) {
1070   // This base isn't interesting, it has no virtual bases.
1071   if (!Info->Class->getNumVBases())
1072     return;
1073   
1074   // First, check if we have a virtual primary base to add offsets for.
1075   if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo) {
1076     assert(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->IsVirtual && 
1077            "Primary virtual base is not virtual!");
1078     if (Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Derived == Info) {
1079       // Add the offset.
1080       assert(!VBases.count(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Class) && 
1081              "primary vbase offset already exists!");
1082       VBases.insert(std::make_pair(Info->PrimaryVirtualBaseInfo->Class,
1083                                    ASTRecordLayout::VBaseInfo(Offset, false)));
1084
1085       // Traverse the primary virtual base.
1086       AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Info->PrimaryVirtualBaseInfo, Offset);
1087     }
1088   }
1089
1090   // Now go through all direct non-virtual bases.
1091   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Info->Class);
1092   for (const BaseSubobjectInfo *Base : Info->Bases) {
1093     if (Base->IsVirtual)
1094       continue;
1095
1096     CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base->Class);
1097     AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, BaseOffset);
1098   }
1099 }
1100
1101 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutVirtualBases(
1102     const CXXRecordDecl *RD, const CXXRecordDecl *MostDerivedClass) {
1103   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
1104   bool PrimaryBaseIsVirtual;
1105
1106   if (MostDerivedClass == RD) {
1107     PrimaryBase = this->PrimaryBase;
1108     PrimaryBaseIsVirtual = this->PrimaryBaseIsVirtual;
1109   } else {
1110     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
1111     PrimaryBase = Layout.getPrimaryBase();
1112     PrimaryBaseIsVirtual = Layout.isPrimaryBaseVirtual();
1113   }
1114
1115   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
1116     assert(!Base.getType()->isDependentType() &&
1117            "Cannot layout class with dependent bases.");
1118
1119     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1120
1121     if (Base.isVirtual()) {
1122       if (PrimaryBase != BaseDecl || !PrimaryBaseIsVirtual) {
1123         bool IndirectPrimaryBase = IndirectPrimaryBases.count(BaseDecl);
1124
1125         // Only lay out the virtual base if it's not an indirect primary base.
1126         if (!IndirectPrimaryBase) {
1127           // Only visit virtual bases once.
1128           if (!VisitedVirtualBases.insert(BaseDecl).second)
1129             continue;
1130
1131           const BaseSubobjectInfo *BaseInfo = VirtualBaseInfo.lookup(BaseDecl);
1132           assert(BaseInfo && "Did not find virtual base info!");
1133           LayoutVirtualBase(BaseInfo);
1134         }
1135       }
1136     }
1137
1138     if (!BaseDecl->getNumVBases()) {
1139       // This base isn't interesting since it doesn't have any virtual bases.
1140       continue;
1141     }
1142
1143     LayoutVirtualBases(BaseDecl, MostDerivedClass);
1144   }
1145 }
1146
1147 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutVirtualBase(
1148     const BaseSubobjectInfo *Base) {
1149   assert(!Base->Derived && "Trying to lay out a primary virtual base!");
1150   
1151   // Layout the base.
1152   CharUnits Offset = LayoutBase(Base);
1153
1154   // Add its base class offset.
1155   assert(!VBases.count(Base->Class) && "vbase offset already exists!");
1156   VBases.insert(std::make_pair(Base->Class, 
1157                        ASTRecordLayout::VBaseInfo(Offset, false)));
1158
1159   AddPrimaryVirtualBaseOffsets(Base, Offset);
1160 }
1161
1162 CharUnits
1163 ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutBase(const BaseSubobjectInfo *Base) {
1164   const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(Base->Class);
1165
1166   
1167   CharUnits Offset;
1168   
1169   // Query the external layout to see if it provides an offset.
1170   bool HasExternalLayout = false;
1171   if (UseExternalLayout) {
1172     if (Base->IsVirtual)
1173       HasExternalLayout = External.getExternalNVBaseOffset(Base->Class, Offset);
1174     else
1175       HasExternalLayout = External.getExternalVBaseOffset(Base->Class, Offset);
1176   }
1177   
1178   CharUnits UnpackedBaseAlign = Layout.getNonVirtualAlignment();
1179   CharUnits BaseAlign = (Packed) ? CharUnits::One() : UnpackedBaseAlign;
1180  
1181   // If we have an empty base class, try to place it at offset 0.
1182   if (Base->Class->isEmpty() &&
1183       (!HasExternalLayout || Offset == CharUnits::Zero()) &&
1184       EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, CharUnits::Zero())) {
1185     setSize(std::max(getSize(), Layout.getSize()));
1186     UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
1187
1188     return CharUnits::Zero();
1189   }
1190
1191   // The maximum field alignment overrides base align.
1192   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
1193     BaseAlign = std::min(BaseAlign, MaxFieldAlignment);
1194     UnpackedBaseAlign = std::min(UnpackedBaseAlign, MaxFieldAlignment);
1195   }
1196
1197   if (!HasExternalLayout) {
1198     // Round up the current record size to the base's alignment boundary.
1199     Offset = getDataSize().alignTo(BaseAlign);
1200
1201     // Try to place the base.
1202     while (!EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, Offset))
1203       Offset += BaseAlign;
1204   } else {
1205     bool Allowed = EmptySubobjects->CanPlaceBaseAtOffset(Base, Offset);
1206     (void)Allowed;
1207     assert(Allowed && "Base subobject externally placed at overlapping offset");
1208
1209     if (InferAlignment && Offset < getDataSize().alignTo(BaseAlign)) {
1210       // The externally-supplied base offset is before the base offset we
1211       // computed. Assume that the structure is packed.
1212       Alignment = CharUnits::One();
1213       InferAlignment = false;
1214     }
1215   }
1216   
1217   if (!Base->Class->isEmpty()) {
1218     // Update the data size.
1219     setDataSize(Offset + Layout.getNonVirtualSize());
1220
1221     setSize(std::max(getSize(), getDataSize()));
1222   } else
1223     setSize(std::max(getSize(), Offset + Layout.getSize()));
1224
1225   // Remember max struct/class alignment.
1226   UpdateAlignment(BaseAlign, UnpackedBaseAlign);
1227
1228   return Offset;
1229 }
1230
1231 void ItaniumRecordLayoutBuilder::InitializeLayout(const Decl *D) {
1232   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D)) {
1233     IsUnion = RD->isUnion();
1234     IsMsStruct = RD->isMsStruct(Context);
1235   }
1236
1237   Packed = D->hasAttr<PackedAttr>();  
1238
1239   // Honor the default struct packing maximum alignment flag.
1240   if (unsigned DefaultMaxFieldAlignment = Context.getLangOpts().PackStruct) {
1241     MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(DefaultMaxFieldAlignment);
1242   }
1243
1244   // mac68k alignment supersedes maximum field alignment and attribute aligned,
1245   // and forces all structures to have 2-byte alignment. The IBM docs on it
1246   // allude to additional (more complicated) semantics, especially with regard
1247   // to bit-fields, but gcc appears not to follow that.
1248   if (D->hasAttr<AlignMac68kAttr>()) {
1249     IsMac68kAlign = true;
1250     MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(2);
1251     Alignment = CharUnits::fromQuantity(2);
1252   } else {
1253     if (const MaxFieldAlignmentAttr *MFAA = D->getAttr<MaxFieldAlignmentAttr>())
1254       MaxFieldAlignment = Context.toCharUnitsFromBits(MFAA->getAlignment());
1255
1256     if (unsigned MaxAlign = D->getMaxAlignment())
1257       UpdateAlignment(Context.toCharUnitsFromBits(MaxAlign));
1258   }
1259   
1260   // If there is an external AST source, ask it for the various offsets.
1261   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D))
1262     if (ExternalASTSource *Source = Context.getExternalSource()) {
1263       UseExternalLayout = Source->layoutRecordType(
1264           RD, External.Size, External.Align, External.FieldOffsets,
1265           External.BaseOffsets, External.VirtualBaseOffsets);
1266
1267       // Update based on external alignment.
1268       if (UseExternalLayout) {
1269         if (External.Align > 0) {
1270           Alignment = Context.toCharUnitsFromBits(External.Align);
1271         } else {
1272           // The external source didn't have alignment information; infer it.
1273           InferAlignment = true;
1274         }
1275       }
1276     }
1277 }
1278
1279 void ItaniumRecordLayoutBuilder::Layout(const RecordDecl *D) {
1280   InitializeLayout(D);
1281   LayoutFields(D);
1282
1283   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment of the
1284   // struct itself.
1285   FinishLayout(D);
1286 }
1287
1288 void ItaniumRecordLayoutBuilder::Layout(const CXXRecordDecl *RD) {
1289   InitializeLayout(RD);
1290
1291   // Lay out the vtable and the non-virtual bases.
1292   LayoutNonVirtualBases(RD);
1293
1294   LayoutFields(RD);
1295
1296   NonVirtualSize = Context.toCharUnitsFromBits(
1297       llvm::alignTo(getSizeInBits(), Context.getTargetInfo().getCharAlign()));
1298   NonVirtualAlignment = Alignment;
1299
1300   // Lay out the virtual bases and add the primary virtual base offsets.
1301   LayoutVirtualBases(RD, RD);
1302
1303   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment
1304   // of the struct itself.
1305   FinishLayout(RD);
1306
1307 #ifndef NDEBUG
1308   // Check that we have base offsets for all bases.
1309   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
1310     if (Base.isVirtual())
1311       continue;
1312
1313     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1314
1315     assert(Bases.count(BaseDecl) && "Did not find base offset!");
1316   }
1317
1318   // And all virtual bases.
1319   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
1320     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
1321
1322     assert(VBases.count(BaseDecl) && "Did not find base offset!");
1323   }
1324 #endif
1325 }
1326
1327 void ItaniumRecordLayoutBuilder::Layout(const ObjCInterfaceDecl *D) {
1328   if (ObjCInterfaceDecl *SD = D->getSuperClass()) {
1329     const ASTRecordLayout &SL = Context.getASTObjCInterfaceLayout(SD);
1330
1331     UpdateAlignment(SL.getAlignment());
1332
1333     // We start laying out ivars not at the end of the superclass
1334     // structure, but at the next byte following the last field.
1335     setSize(SL.getDataSize());
1336     setDataSize(getSize());
1337   }
1338
1339   InitializeLayout(D);
1340   // Layout each ivar sequentially.
1341   for (const ObjCIvarDecl *IVD = D->all_declared_ivar_begin(); IVD;
1342        IVD = IVD->getNextIvar())
1343     LayoutField(IVD, false);
1344
1345   // Finally, round the size of the total struct up to the alignment of the
1346   // struct itself.
1347   FinishLayout(D);
1348 }
1349
1350 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutFields(const RecordDecl *D) {
1351   // Layout each field, for now, just sequentially, respecting alignment.  In
1352   // the future, this will need to be tweakable by targets.
1353   bool InsertExtraPadding = D->mayInsertExtraPadding(/*EmitRemark=*/true);
1354   bool HasFlexibleArrayMember = D->hasFlexibleArrayMember();
1355   for (auto I = D->field_begin(), End = D->field_end(); I != End; ++I) {
1356     auto Next(I);
1357     ++Next;
1358     LayoutField(*I,
1359                 InsertExtraPadding && (Next != End || !HasFlexibleArrayMember));
1360   }
1361 }
1362
1363 // Rounds the specified size to have it a multiple of the char size.
1364 static uint64_t
1365 roundUpSizeToCharAlignment(uint64_t Size,
1366                            const ASTContext &Context) {
1367   uint64_t CharAlignment = Context.getTargetInfo().getCharAlign();
1368   return llvm::alignTo(Size, CharAlignment);
1369 }
1370
1371 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutWideBitField(uint64_t FieldSize,
1372                                                     uint64_t TypeSize,
1373                                                     bool FieldPacked,
1374                                                     const FieldDecl *D) {
1375   assert(Context.getLangOpts().CPlusPlus &&
1376          "Can only have wide bit-fields in C++!");
1377
1378   // Itanium C++ ABI 2.4:
1379   //   If sizeof(T)*8 < n, let T' be the largest integral POD type with
1380   //   sizeof(T')*8 <= n.
1381
1382   QualType IntegralPODTypes[] = {
1383     Context.UnsignedCharTy, Context.UnsignedShortTy, Context.UnsignedIntTy,
1384     Context.UnsignedLongTy, Context.UnsignedLongLongTy
1385   };
1386
1387   QualType Type;
1388   for (const QualType &QT : IntegralPODTypes) {
1389     uint64_t Size = Context.getTypeSize(QT);
1390
1391     if (Size > FieldSize)
1392       break;
1393
1394     Type = QT;
1395   }
1396   assert(!Type.isNull() && "Did not find a type!");
1397
1398   CharUnits TypeAlign = Context.getTypeAlignInChars(Type);
1399
1400   // We're not going to use any of the unfilled bits in the last byte.
1401   UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1402   LastBitfieldTypeSize = 0;
1403
1404   uint64_t FieldOffset;
1405   uint64_t UnpaddedFieldOffset = getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1406
1407   if (IsUnion) {
1408     uint64_t RoundedFieldSize = roundUpSizeToCharAlignment(FieldSize,
1409                                                            Context);
1410     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), RoundedFieldSize));
1411     FieldOffset = 0;
1412   } else {
1413     // The bitfield is allocated starting at the next offset aligned 
1414     // appropriately for T', with length n bits.
1415     FieldOffset = llvm::alignTo(getDataSizeInBits(), Context.toBits(TypeAlign));
1416
1417     uint64_t NewSizeInBits = FieldOffset + FieldSize;
1418
1419     setDataSize(
1420         llvm::alignTo(NewSizeInBits, Context.getTargetInfo().getCharAlign()));
1421     UnfilledBitsInLastUnit = getDataSizeInBits() - NewSizeInBits;
1422   }
1423
1424   // Place this field at the current location.
1425   FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
1426
1427   CheckFieldPadding(FieldOffset, UnpaddedFieldOffset, FieldOffset,
1428                     Context.toBits(TypeAlign), FieldPacked, D);
1429
1430   // Update the size.
1431   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1432
1433   // Remember max struct/class alignment.
1434   UpdateAlignment(TypeAlign);
1435 }
1436
1437 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutBitField(const FieldDecl *D) {
1438   bool FieldPacked = Packed || D->hasAttr<PackedAttr>();
1439   uint64_t FieldSize = D->getBitWidthValue(Context);
1440   TypeInfo FieldInfo = Context.getTypeInfo(D->getType());
1441   uint64_t TypeSize = FieldInfo.Width;
1442   unsigned FieldAlign = FieldInfo.Align;
1443
1444   // UnfilledBitsInLastUnit is the difference between the end of the
1445   // last allocated bitfield (i.e. the first bit offset available for
1446   // bitfields) and the end of the current data size in bits (i.e. the
1447   // first bit offset available for non-bitfields).  The current data
1448   // size in bits is always a multiple of the char size; additionally,
1449   // for ms_struct records it's also a multiple of the
1450   // LastBitfieldTypeSize (if set).
1451
1452   // The struct-layout algorithm is dictated by the platform ABI,
1453   // which in principle could use almost any rules it likes.  In
1454   // practice, UNIXy targets tend to inherit the algorithm described
1455   // in the System V generic ABI.  The basic bitfield layout rule in
1456   // System V is to place bitfields at the next available bit offset
1457   // where the entire bitfield would fit in an aligned storage unit of
1458   // the declared type; it's okay if an earlier or later non-bitfield
1459   // is allocated in the same storage unit.  However, some targets
1460   // (those that !useBitFieldTypeAlignment(), e.g. ARM APCS) don't
1461   // require this storage unit to be aligned, and therefore always put
1462   // the bitfield at the next available bit offset.
1463
1464   // ms_struct basically requests a complete replacement of the
1465   // platform ABI's struct-layout algorithm, with the high-level goal
1466   // of duplicating MSVC's layout.  For non-bitfields, this follows
1467   // the standard algorithm.  The basic bitfield layout rule is to
1468   // allocate an entire unit of the bitfield's declared type
1469   // (e.g. 'unsigned long'), then parcel it up among successive
1470   // bitfields whose declared types have the same size, making a new
1471   // unit as soon as the last can no longer store the whole value.
1472   // Since it completely replaces the platform ABI's algorithm,
1473   // settings like !useBitFieldTypeAlignment() do not apply.
1474
1475   // A zero-width bitfield forces the use of a new storage unit for
1476   // later bitfields.  In general, this occurs by rounding up the
1477   // current size of the struct as if the algorithm were about to
1478   // place a non-bitfield of the field's formal type.  Usually this
1479   // does not change the alignment of the struct itself, but it does
1480   // on some targets (those that useZeroLengthBitfieldAlignment(),
1481   // e.g. ARM).  In ms_struct layout, zero-width bitfields are
1482   // ignored unless they follow a non-zero-width bitfield.
1483
1484   // A field alignment restriction (e.g. from #pragma pack) or
1485   // specification (e.g. from __attribute__((aligned))) changes the
1486   // formal alignment of the field.  For System V, this alters the
1487   // required alignment of the notional storage unit that must contain
1488   // the bitfield.  For ms_struct, this only affects the placement of
1489   // new storage units.  In both cases, the effect of #pragma pack is
1490   // ignored on zero-width bitfields.
1491
1492   // On System V, a packed field (e.g. from #pragma pack or
1493   // __attribute__((packed))) always uses the next available bit
1494   // offset.
1495
1496   // In an ms_struct struct, the alignment of a fundamental type is
1497   // always equal to its size.  This is necessary in order to mimic
1498   // the i386 alignment rules on targets which might not fully align
1499   // all types (e.g. Darwin PPC32, where alignof(long long) == 4).
1500
1501   // First, some simple bookkeeping to perform for ms_struct structs.
1502   if (IsMsStruct) {
1503     // The field alignment for integer types is always the size.
1504     FieldAlign = TypeSize;
1505
1506     // If the previous field was not a bitfield, or was a bitfield
1507     // with a different storage unit size, we're done with that
1508     // storage unit.
1509     if (LastBitfieldTypeSize != TypeSize) {
1510       // Also, ignore zero-length bitfields after non-bitfields.
1511       if (!LastBitfieldTypeSize && !FieldSize)
1512         FieldAlign = 1;
1513
1514       UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1515       LastBitfieldTypeSize = 0;
1516     }
1517   }
1518
1519   // If the field is wider than its declared type, it follows
1520   // different rules in all cases.
1521   if (FieldSize > TypeSize) {
1522     LayoutWideBitField(FieldSize, TypeSize, FieldPacked, D);
1523     return;
1524   }
1525
1526   // Compute the next available bit offset.
1527   uint64_t FieldOffset =
1528     IsUnion ? 0 : (getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit);
1529
1530   // Handle targets that don't honor bitfield type alignment.
1531   if (!IsMsStruct && !Context.getTargetInfo().useBitFieldTypeAlignment()) {
1532     // Some such targets do honor it on zero-width bitfields.
1533     if (FieldSize == 0 &&
1534         Context.getTargetInfo().useZeroLengthBitfieldAlignment()) {
1535       // The alignment to round up to is the max of the field's natural
1536       // alignment and a target-specific fixed value (sometimes zero).
1537       unsigned ZeroLengthBitfieldBoundary =
1538         Context.getTargetInfo().getZeroLengthBitfieldBoundary();
1539       FieldAlign = std::max(FieldAlign, ZeroLengthBitfieldBoundary);
1540
1541     // If that doesn't apply, just ignore the field alignment.
1542     } else {
1543       FieldAlign = 1;
1544     }
1545   }
1546
1547   // Remember the alignment we would have used if the field were not packed.
1548   unsigned UnpackedFieldAlign = FieldAlign;
1549
1550   // Ignore the field alignment if the field is packed unless it has zero-size.
1551   if (!IsMsStruct && FieldPacked && FieldSize != 0)
1552     FieldAlign = 1;
1553
1554   // But, if there's an 'aligned' attribute on the field, honor that.
1555   unsigned ExplicitFieldAlign = D->getMaxAlignment();
1556   if (ExplicitFieldAlign) {
1557     FieldAlign = std::max(FieldAlign, ExplicitFieldAlign);
1558     UnpackedFieldAlign = std::max(UnpackedFieldAlign, ExplicitFieldAlign);
1559   }
1560
1561   // But, if there's a #pragma pack in play, that takes precedent over
1562   // even the 'aligned' attribute, for non-zero-width bitfields.
1563   unsigned MaxFieldAlignmentInBits = Context.toBits(MaxFieldAlignment);
1564   if (!MaxFieldAlignment.isZero() && FieldSize) {
1565     UnpackedFieldAlign = std::min(UnpackedFieldAlign, MaxFieldAlignmentInBits);
1566     if (FieldPacked)
1567       FieldAlign = UnpackedFieldAlign;
1568     else
1569       FieldAlign = std::min(FieldAlign, MaxFieldAlignmentInBits);
1570   }
1571
1572   // But, ms_struct just ignores all of that in unions, even explicit
1573   // alignment attributes.
1574   if (IsMsStruct && IsUnion) {
1575     FieldAlign = UnpackedFieldAlign = 1;
1576   }
1577
1578   // For purposes of diagnostics, we're going to simultaneously
1579   // compute the field offsets that we would have used if we weren't
1580   // adding any alignment padding or if the field weren't packed.
1581   uint64_t UnpaddedFieldOffset = FieldOffset;
1582   uint64_t UnpackedFieldOffset = FieldOffset;
1583
1584   // Check if we need to add padding to fit the bitfield within an
1585   // allocation unit with the right size and alignment.  The rules are
1586   // somewhat different here for ms_struct structs.
1587   if (IsMsStruct) {
1588     // If it's not a zero-width bitfield, and we can fit the bitfield
1589     // into the active storage unit (and we haven't already decided to
1590     // start a new storage unit), just do so, regardless of any other
1591     // other consideration.  Otherwise, round up to the right alignment.
1592     if (FieldSize == 0 || FieldSize > UnfilledBitsInLastUnit) {
1593       FieldOffset = llvm::alignTo(FieldOffset, FieldAlign);
1594       UnpackedFieldOffset =
1595           llvm::alignTo(UnpackedFieldOffset, UnpackedFieldAlign);
1596       UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1597     }
1598
1599   } else {
1600     // #pragma pack, with any value, suppresses the insertion of padding.
1601     bool AllowPadding = MaxFieldAlignment.isZero();
1602
1603     // Compute the real offset.
1604     if (FieldSize == 0 || 
1605         (AllowPadding &&
1606          (FieldOffset & (FieldAlign-1)) + FieldSize > TypeSize)) {
1607       FieldOffset = llvm::alignTo(FieldOffset, FieldAlign);
1608     } else if (ExplicitFieldAlign &&
1609                (MaxFieldAlignmentInBits == 0 ||
1610                 ExplicitFieldAlign <= MaxFieldAlignmentInBits) &&
1611                Context.getTargetInfo().useExplicitBitFieldAlignment()) {
1612       // TODO: figure it out what needs to be done on targets that don't honor
1613       // bit-field type alignment like ARM APCS ABI.
1614       FieldOffset = llvm::alignTo(FieldOffset, ExplicitFieldAlign);
1615     }
1616
1617     // Repeat the computation for diagnostic purposes.
1618     if (FieldSize == 0 ||
1619         (AllowPadding &&
1620          (UnpackedFieldOffset & (UnpackedFieldAlign-1)) + FieldSize > TypeSize))
1621       UnpackedFieldOffset =
1622           llvm::alignTo(UnpackedFieldOffset, UnpackedFieldAlign);
1623     else if (ExplicitFieldAlign &&
1624              (MaxFieldAlignmentInBits == 0 ||
1625               ExplicitFieldAlign <= MaxFieldAlignmentInBits) &&
1626              Context.getTargetInfo().useExplicitBitFieldAlignment())
1627       UnpackedFieldOffset =
1628           llvm::alignTo(UnpackedFieldOffset, ExplicitFieldAlign);
1629   }
1630
1631   // If we're using external layout, give the external layout a chance
1632   // to override this information.
1633   if (UseExternalLayout)
1634     FieldOffset = updateExternalFieldOffset(D, FieldOffset);
1635
1636   // Okay, place the bitfield at the calculated offset.
1637   FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
1638
1639   // Bookkeeping:
1640
1641   // Anonymous members don't affect the overall record alignment,
1642   // except on targets where they do.
1643   if (!IsMsStruct &&
1644       !Context.getTargetInfo().useZeroLengthBitfieldAlignment() &&
1645       !D->getIdentifier())
1646     FieldAlign = UnpackedFieldAlign = 1;
1647
1648   // Diagnose differences in layout due to padding or packing.
1649   if (!UseExternalLayout)
1650     CheckFieldPadding(FieldOffset, UnpaddedFieldOffset, UnpackedFieldOffset,
1651                       UnpackedFieldAlign, FieldPacked, D);
1652
1653   // Update DataSize to include the last byte containing (part of) the bitfield.
1654
1655   // For unions, this is just a max operation, as usual.
1656   if (IsUnion) {
1657     // For ms_struct, allocate the entire storage unit --- unless this
1658     // is a zero-width bitfield, in which case just use a size of 1.
1659     uint64_t RoundedFieldSize;
1660     if (IsMsStruct) {
1661       RoundedFieldSize =
1662         (FieldSize ? TypeSize : Context.getTargetInfo().getCharWidth());
1663
1664     // Otherwise, allocate just the number of bytes required to store
1665     // the bitfield.
1666     } else {
1667       RoundedFieldSize = roundUpSizeToCharAlignment(FieldSize, Context);
1668     }
1669     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), RoundedFieldSize));
1670
1671   // For non-zero-width bitfields in ms_struct structs, allocate a new
1672   // storage unit if necessary.
1673   } else if (IsMsStruct && FieldSize) {
1674     // We should have cleared UnfilledBitsInLastUnit in every case
1675     // where we changed storage units.
1676     if (!UnfilledBitsInLastUnit) {
1677       setDataSize(FieldOffset + TypeSize);
1678       UnfilledBitsInLastUnit = TypeSize;
1679     }
1680     UnfilledBitsInLastUnit -= FieldSize;
1681     LastBitfieldTypeSize = TypeSize;
1682
1683   // Otherwise, bump the data size up to include the bitfield,
1684   // including padding up to char alignment, and then remember how
1685   // bits we didn't use.
1686   } else {
1687     uint64_t NewSizeInBits = FieldOffset + FieldSize;
1688     uint64_t CharAlignment = Context.getTargetInfo().getCharAlign();
1689     setDataSize(llvm::alignTo(NewSizeInBits, CharAlignment));
1690     UnfilledBitsInLastUnit = getDataSizeInBits() - NewSizeInBits;
1691
1692     // The only time we can get here for an ms_struct is if this is a
1693     // zero-width bitfield, which doesn't count as anything for the
1694     // purposes of unfilled bits.
1695     LastBitfieldTypeSize = 0;
1696   }
1697
1698   // Update the size.
1699   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1700
1701   // Remember max struct/class alignment.
1702   UpdateAlignment(Context.toCharUnitsFromBits(FieldAlign), 
1703                   Context.toCharUnitsFromBits(UnpackedFieldAlign));
1704 }
1705
1706 void ItaniumRecordLayoutBuilder::LayoutField(const FieldDecl *D,
1707                                              bool InsertExtraPadding) {
1708   if (D->isBitField()) {
1709     LayoutBitField(D);
1710     return;
1711   }
1712
1713   uint64_t UnpaddedFieldOffset = getDataSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1714
1715   // Reset the unfilled bits.
1716   UnfilledBitsInLastUnit = 0;
1717   LastBitfieldTypeSize = 0;
1718
1719   bool FieldPacked = Packed || D->hasAttr<PackedAttr>();
1720   CharUnits FieldOffset = 
1721     IsUnion ? CharUnits::Zero() : getDataSize();
1722   CharUnits FieldSize;
1723   CharUnits FieldAlign;
1724
1725   if (D->getType()->isIncompleteArrayType()) {
1726     // This is a flexible array member; we can't directly
1727     // query getTypeInfo about these, so we figure it out here.
1728     // Flexible array members don't have any size, but they
1729     // have to be aligned appropriately for their element type.
1730     FieldSize = CharUnits::Zero();
1731     const ArrayType* ATy = Context.getAsArrayType(D->getType());
1732     FieldAlign = Context.getTypeAlignInChars(ATy->getElementType());
1733   } else if (const ReferenceType *RT = D->getType()->getAs<ReferenceType>()) {
1734     unsigned AS = Context.getTargetAddressSpace(RT->getPointeeType());
1735     FieldSize = 
1736       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(AS));
1737     FieldAlign = 
1738       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerAlign(AS));
1739   } else {
1740     std::pair<CharUnits, CharUnits> FieldInfo = 
1741       Context.getTypeInfoInChars(D->getType());
1742     FieldSize = FieldInfo.first;
1743     FieldAlign = FieldInfo.second;
1744
1745     if (IsMsStruct) {
1746       // If MS bitfield layout is required, figure out what type is being
1747       // laid out and align the field to the width of that type.
1748       
1749       // Resolve all typedefs down to their base type and round up the field
1750       // alignment if necessary.
1751       QualType T = Context.getBaseElementType(D->getType());
1752       if (const BuiltinType *BTy = T->getAs<BuiltinType>()) {
1753         CharUnits TypeSize = Context.getTypeSizeInChars(BTy);
1754
1755         if (!llvm::isPowerOf2_64(TypeSize.getQuantity())) {
1756           assert(
1757               !Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsMSVCEnvironment() &&
1758               "Non PowerOf2 size in MSVC mode");
1759           // Base types with sizes that aren't a power of two don't work
1760           // with the layout rules for MS structs. This isn't an issue in
1761           // MSVC itself since there are no such base data types there.
1762           // On e.g. x86_32 mingw and linux, long double is 12 bytes though.
1763           // Any structs involving that data type obviously can't be ABI
1764           // compatible with MSVC regardless of how it is laid out.
1765
1766           // Since ms_struct can be mass enabled (via a pragma or via the
1767           // -mms-bitfields command line parameter), this can trigger for
1768           // structs that don't actually need MSVC compatibility, so we
1769           // need to be able to sidestep the ms_struct layout for these types.
1770
1771           // Since the combination of -mms-bitfields together with structs
1772           // like max_align_t (which contains a long double) for mingw is
1773           // quite comon (and GCC handles it silently), just handle it
1774           // silently there. For other targets that have ms_struct enabled
1775           // (most probably via a pragma or attribute), trigger a diagnostic
1776           // that defaults to an error.
1777           if (!Context.getTargetInfo().getTriple().isWindowsGNUEnvironment())
1778             Diag(D->getLocation(), diag::warn_npot_ms_struct);
1779         }
1780         if (TypeSize > FieldAlign &&
1781             llvm::isPowerOf2_64(TypeSize.getQuantity()))
1782           FieldAlign = TypeSize;
1783       }
1784     }
1785   }
1786
1787   // The align if the field is not packed. This is to check if the attribute
1788   // was unnecessary (-Wpacked).
1789   CharUnits UnpackedFieldAlign = FieldAlign;
1790   CharUnits UnpackedFieldOffset = FieldOffset;
1791
1792   if (FieldPacked)
1793     FieldAlign = CharUnits::One();
1794   CharUnits MaxAlignmentInChars = 
1795     Context.toCharUnitsFromBits(D->getMaxAlignment());
1796   FieldAlign = std::max(FieldAlign, MaxAlignmentInChars);
1797   UnpackedFieldAlign = std::max(UnpackedFieldAlign, MaxAlignmentInChars);
1798
1799   // The maximum field alignment overrides the aligned attribute.
1800   if (!MaxFieldAlignment.isZero()) {
1801     FieldAlign = std::min(FieldAlign, MaxFieldAlignment);
1802     UnpackedFieldAlign = std::min(UnpackedFieldAlign, MaxFieldAlignment);
1803   }
1804
1805   // Round up the current record size to the field's alignment boundary.
1806   FieldOffset = FieldOffset.alignTo(FieldAlign);
1807   UnpackedFieldOffset = UnpackedFieldOffset.alignTo(UnpackedFieldAlign);
1808
1809   if (UseExternalLayout) {
1810     FieldOffset = Context.toCharUnitsFromBits(
1811                     updateExternalFieldOffset(D, Context.toBits(FieldOffset)));
1812     
1813     if (!IsUnion && EmptySubobjects) {
1814       // Record the fact that we're placing a field at this offset.
1815       bool Allowed = EmptySubobjects->CanPlaceFieldAtOffset(D, FieldOffset);
1816       (void)Allowed;
1817       assert(Allowed && "Externally-placed field cannot be placed here");      
1818     }
1819   } else {
1820     if (!IsUnion && EmptySubobjects) {
1821       // Check if we can place the field at this offset.
1822       while (!EmptySubobjects->CanPlaceFieldAtOffset(D, FieldOffset)) {
1823         // We couldn't place the field at the offset. Try again at a new offset.
1824         FieldOffset += FieldAlign;
1825       }
1826     }
1827   }
1828   
1829   // Place this field at the current location.
1830   FieldOffsets.push_back(Context.toBits(FieldOffset));
1831
1832   if (!UseExternalLayout)
1833     CheckFieldPadding(Context.toBits(FieldOffset), UnpaddedFieldOffset, 
1834                       Context.toBits(UnpackedFieldOffset),
1835                       Context.toBits(UnpackedFieldAlign), FieldPacked, D);
1836
1837   if (InsertExtraPadding) {
1838     CharUnits ASanAlignment = CharUnits::fromQuantity(8);
1839     CharUnits ExtraSizeForAsan = ASanAlignment;
1840     if (FieldSize % ASanAlignment)
1841       ExtraSizeForAsan +=
1842           ASanAlignment - CharUnits::fromQuantity(FieldSize % ASanAlignment);
1843     FieldSize += ExtraSizeForAsan;
1844   }
1845
1846   // Reserve space for this field.
1847   uint64_t FieldSizeInBits = Context.toBits(FieldSize);
1848   if (IsUnion)
1849     setDataSize(std::max(getDataSizeInBits(), FieldSizeInBits));
1850   else
1851     setDataSize(FieldOffset + FieldSize);
1852
1853   // Update the size.
1854   setSize(std::max(getSizeInBits(), getDataSizeInBits()));
1855
1856   // Remember max struct/class alignment.
1857   UpdateAlignment(FieldAlign, UnpackedFieldAlign);
1858 }
1859
1860 void ItaniumRecordLayoutBuilder::FinishLayout(const NamedDecl *D) {
1861   // In C++, records cannot be of size 0.
1862   if (Context.getLangOpts().CPlusPlus && getSizeInBits() == 0) {
1863     if (const CXXRecordDecl *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
1864       // Compatibility with gcc requires a class (pod or non-pod)
1865       // which is not empty but of size 0; such as having fields of
1866       // array of zero-length, remains of Size 0
1867       if (RD->isEmpty())
1868         setSize(CharUnits::One());
1869     }
1870     else
1871       setSize(CharUnits::One());
1872   }
1873
1874   // Finally, round the size of the record up to the alignment of the
1875   // record itself.
1876   uint64_t UnpaddedSize = getSizeInBits() - UnfilledBitsInLastUnit;
1877   uint64_t UnpackedSizeInBits =
1878       llvm::alignTo(getSizeInBits(), Context.toBits(UnpackedAlignment));
1879   uint64_t RoundedSize =
1880       llvm::alignTo(getSizeInBits(), Context.toBits(Alignment));
1881
1882   if (UseExternalLayout) {
1883     // If we're inferring alignment, and the external size is smaller than
1884     // our size after we've rounded up to alignment, conservatively set the
1885     // alignment to 1.
1886     if (InferAlignment && External.Size < RoundedSize) {
1887       Alignment = CharUnits::One();
1888       InferAlignment = false;
1889     }
1890     setSize(External.Size);
1891     return;
1892   }
1893
1894   // Set the size to the final size.
1895   setSize(RoundedSize);
1896
1897   unsigned CharBitNum = Context.getTargetInfo().getCharWidth();
1898   if (const RecordDecl *RD = dyn_cast<RecordDecl>(D)) {
1899     // Warn if padding was introduced to the struct/class/union.
1900     if (getSizeInBits() > UnpaddedSize) {
1901       unsigned PadSize = getSizeInBits() - UnpaddedSize;
1902       bool InBits = true;
1903       if (PadSize % CharBitNum == 0) {
1904         PadSize = PadSize / CharBitNum;
1905         InBits = false;
1906       }
1907       Diag(RD->getLocation(), diag::warn_padded_struct_size)
1908           << Context.getTypeDeclType(RD)
1909           << PadSize
1910           << (InBits ? 1 : 0); // (byte|bit)
1911     }
1912
1913     // Warn if we packed it unnecessarily, when the unpacked alignment is not
1914     // greater than the one after packing, the size in bits doesn't change and
1915     // the offset of each field is identical.
1916     if (Packed && UnpackedAlignment <= Alignment &&
1917         UnpackedSizeInBits == getSizeInBits() && !HasPackedField)
1918       Diag(D->getLocation(), diag::warn_unnecessary_packed)
1919           << Context.getTypeDeclType(RD);
1920   }
1921 }
1922
1923 void ItaniumRecordLayoutBuilder::UpdateAlignment(
1924     CharUnits NewAlignment, CharUnits UnpackedNewAlignment) {
1925   // The alignment is not modified when using 'mac68k' alignment or when
1926   // we have an externally-supplied layout that also provides overall alignment.
1927   if (IsMac68kAlign || (UseExternalLayout && !InferAlignment))
1928     return;
1929
1930   if (NewAlignment > Alignment) {
1931     assert(llvm::isPowerOf2_64(NewAlignment.getQuantity()) &&
1932            "Alignment not a power of 2");
1933     Alignment = NewAlignment;
1934   }
1935
1936   if (UnpackedNewAlignment > UnpackedAlignment) {
1937     assert(llvm::isPowerOf2_64(UnpackedNewAlignment.getQuantity()) &&
1938            "Alignment not a power of 2");
1939     UnpackedAlignment = UnpackedNewAlignment;
1940   }
1941 }
1942
1943 uint64_t
1944 ItaniumRecordLayoutBuilder::updateExternalFieldOffset(const FieldDecl *Field,
1945                                                       uint64_t ComputedOffset) {
1946   uint64_t ExternalFieldOffset = External.getExternalFieldOffset(Field);
1947
1948   if (InferAlignment && ExternalFieldOffset < ComputedOffset) {
1949     // The externally-supplied field offset is before the field offset we
1950     // computed. Assume that the structure is packed.
1951     Alignment = CharUnits::One();
1952     InferAlignment = false;
1953   }
1954   
1955   // Use the externally-supplied field offset.
1956   return ExternalFieldOffset;
1957 }
1958
1959 /// \brief Get diagnostic %select index for tag kind for
1960 /// field padding diagnostic message.
1961 /// WARNING: Indexes apply to particular diagnostics only!
1962 ///
1963 /// \returns diagnostic %select index.
1964 static unsigned getPaddingDiagFromTagKind(TagTypeKind Tag) {
1965   switch (Tag) {
1966   case TTK_Struct: return 0;
1967   case TTK_Interface: return 1;
1968   case TTK_Class: return 2;
1969   default: llvm_unreachable("Invalid tag kind for field padding diagnostic!");
1970   }
1971 }
1972
1973 void ItaniumRecordLayoutBuilder::CheckFieldPadding(
1974     uint64_t Offset, uint64_t UnpaddedOffset, uint64_t UnpackedOffset,
1975     unsigned UnpackedAlign, bool isPacked, const FieldDecl *D) {
1976   // We let objc ivars without warning, objc interfaces generally are not used
1977   // for padding tricks.
1978   if (isa<ObjCIvarDecl>(D))
1979     return;
1980
1981   // Don't warn about structs created without a SourceLocation.  This can
1982   // be done by clients of the AST, such as codegen.
1983   if (D->getLocation().isInvalid())
1984     return;
1985   
1986   unsigned CharBitNum = Context.getTargetInfo().getCharWidth();
1987
1988   // Warn if padding was introduced to the struct/class.
1989   if (!IsUnion && Offset > UnpaddedOffset) {
1990     unsigned PadSize = Offset - UnpaddedOffset;
1991     bool InBits = true;
1992     if (PadSize % CharBitNum == 0) {
1993       PadSize = PadSize / CharBitNum;
1994       InBits = false;
1995     }
1996     if (D->getIdentifier())
1997       Diag(D->getLocation(), diag::warn_padded_struct_field)
1998           << getPaddingDiagFromTagKind(D->getParent()->getTagKind())
1999           << Context.getTypeDeclType(D->getParent())
2000           << PadSize
2001           << (InBits ? 1 : 0) // (byte|bit)
2002           << D->getIdentifier();
2003     else
2004       Diag(D->getLocation(), diag::warn_padded_struct_anon_field)
2005           << getPaddingDiagFromTagKind(D->getParent()->getTagKind())
2006           << Context.getTypeDeclType(D->getParent())
2007           << PadSize
2008           << (InBits ? 1 : 0); // (byte|bit)
2009  }
2010  if (isPacked && Offset != UnpackedOffset) {
2011    HasPackedField = true;
2012  }
2013 }
2014
2015 static const CXXMethodDecl *computeKeyFunction(ASTContext &Context,
2016                                                const CXXRecordDecl *RD) {
2017   // If a class isn't polymorphic it doesn't have a key function.
2018   if (!RD->isPolymorphic())
2019     return nullptr;
2020
2021   // A class that is not externally visible doesn't have a key function. (Or
2022   // at least, there's no point to assigning a key function to such a class;
2023   // this doesn't affect the ABI.)
2024   if (!RD->isExternallyVisible())
2025     return nullptr;
2026
2027   // Template instantiations don't have key functions per Itanium C++ ABI 5.2.6.
2028   // Same behavior as GCC.
2029   TemplateSpecializationKind TSK = RD->getTemplateSpecializationKind();
2030   if (TSK == TSK_ImplicitInstantiation ||
2031       TSK == TSK_ExplicitInstantiationDeclaration ||
2032       TSK == TSK_ExplicitInstantiationDefinition)
2033     return nullptr;
2034
2035   bool allowInlineFunctions =
2036     Context.getTargetInfo().getCXXABI().canKeyFunctionBeInline();
2037
2038   for (const CXXMethodDecl *MD : RD->methods()) {
2039     if (!MD->isVirtual())
2040       continue;
2041
2042     if (MD->isPure())
2043       continue;
2044
2045     // Ignore implicit member functions, they are always marked as inline, but
2046     // they don't have a body until they're defined.
2047     if (MD->isImplicit())
2048       continue;
2049
2050     if (MD->isInlineSpecified())
2051       continue;
2052
2053     if (MD->hasInlineBody())
2054       continue;
2055
2056     // Ignore inline deleted or defaulted functions.
2057     if (!MD->isUserProvided())
2058       continue;
2059
2060     // In certain ABIs, ignore functions with out-of-line inline definitions.
2061     if (!allowInlineFunctions) {
2062       const FunctionDecl *Def;
2063       if (MD->hasBody(Def) && Def->isInlineSpecified())
2064         continue;
2065     }
2066
2067     if (Context.getLangOpts().CUDA) {
2068       // While compiler may see key method in this TU, during CUDA
2069       // compilation we should ignore methods that are not accessible
2070       // on this side of compilation.
2071       if (Context.getLangOpts().CUDAIsDevice) {
2072         // In device mode ignore methods without __device__ attribute.
2073         if (!MD->hasAttr<CUDADeviceAttr>())
2074           continue;
2075       } else {
2076         // In host mode ignore __device__-only methods.
2077         if (!MD->hasAttr<CUDAHostAttr>() && MD->hasAttr<CUDADeviceAttr>())
2078           continue;
2079       }
2080     }
2081
2082     // If the key function is dllimport but the class isn't, then the class has
2083     // no key function. The DLL that exports the key function won't export the
2084     // vtable in this case.
2085     if (MD->hasAttr<DLLImportAttr>() && !RD->hasAttr<DLLImportAttr>())
2086       return nullptr;
2087
2088     // We found it.
2089     return MD;
2090   }
2091
2092   return nullptr;
2093 }
2094
2095 DiagnosticBuilder ItaniumRecordLayoutBuilder::Diag(SourceLocation Loc,
2096                                                    unsigned DiagID) {
2097   return Context.getDiagnostics().Report(Loc, DiagID);
2098 }
2099
2100 /// Does the target C++ ABI require us to skip over the tail-padding
2101 /// of the given class (considering it as a base class) when allocating
2102 /// objects?
2103 static bool mustSkipTailPadding(TargetCXXABI ABI, const CXXRecordDecl *RD) {
2104   switch (ABI.getTailPaddingUseRules()) {
2105   case TargetCXXABI::AlwaysUseTailPadding:
2106     return false;
2107
2108   case TargetCXXABI::UseTailPaddingUnlessPOD03:
2109     // FIXME: To the extent that this is meant to cover the Itanium ABI
2110     // rules, we should implement the restrictions about over-sized
2111     // bitfields:
2112     //
2113     // http://itanium-cxx-abi.github.io/cxx-abi/abi.html#POD :
2114     //   In general, a type is considered a POD for the purposes of
2115     //   layout if it is a POD type (in the sense of ISO C++
2116     //   [basic.types]). However, a POD-struct or POD-union (in the
2117     //   sense of ISO C++ [class]) with a bitfield member whose
2118     //   declared width is wider than the declared type of the
2119     //   bitfield is not a POD for the purpose of layout.  Similarly,
2120     //   an array type is not a POD for the purpose of layout if the
2121     //   element type of the array is not a POD for the purpose of
2122     //   layout.
2123     //
2124     //   Where references to the ISO C++ are made in this paragraph,
2125     //   the Technical Corrigendum 1 version of the standard is
2126     //   intended.
2127     return RD->isPOD();
2128
2129   case TargetCXXABI::UseTailPaddingUnlessPOD11:
2130     // This is equivalent to RD->getTypeForDecl().isCXX11PODType(),
2131     // but with a lot of abstraction penalty stripped off.  This does
2132     // assume that these properties are set correctly even in C++98
2133     // mode; fortunately, that is true because we want to assign
2134     // consistently semantics to the type-traits intrinsics (or at
2135     // least as many of them as possible).
2136     return RD->isTrivial() && RD->isStandardLayout();
2137   }
2138
2139   llvm_unreachable("bad tail-padding use kind");
2140 }
2141
2142 static bool isMsLayout(const ASTContext &Context) {
2143   return Context.getTargetInfo().getCXXABI().isMicrosoft();
2144 }
2145
2146 // This section contains an implementation of struct layout that is, up to the
2147 // included tests, compatible with cl.exe (2013).  The layout produced is
2148 // significantly different than those produced by the Itanium ABI.  Here we note
2149 // the most important differences.
2150 //
2151 // * The alignment of bitfields in unions is ignored when computing the
2152 //   alignment of the union.
2153 // * The existence of zero-width bitfield that occurs after anything other than
2154 //   a non-zero length bitfield is ignored.
2155 // * There is no explicit primary base for the purposes of layout.  All bases
2156 //   with vfptrs are laid out first, followed by all bases without vfptrs.
2157 // * The Itanium equivalent vtable pointers are split into a vfptr (virtual
2158 //   function pointer) and a vbptr (virtual base pointer).  They can each be
2159 //   shared with a, non-virtual bases. These bases need not be the same.  vfptrs
2160 //   always occur at offset 0.  vbptrs can occur at an arbitrary offset and are
2161 //   placed after the lexicographically last non-virtual base.  This placement
2162 //   is always before fields but can be in the middle of the non-virtual bases
2163 //   due to the two-pass layout scheme for non-virtual-bases.
2164 // * Virtual bases sometimes require a 'vtordisp' field that is laid out before
2165 //   the virtual base and is used in conjunction with virtual overrides during
2166 //   construction and destruction.  This is always a 4 byte value and is used as
2167 //   an alternative to constructor vtables.
2168 // * vtordisps are allocated in a block of memory with size and alignment equal
2169 //   to the alignment of the completed structure (before applying __declspec(
2170 //   align())).  The vtordisp always occur at the end of the allocation block,
2171 //   immediately prior to the virtual base.
2172 // * vfptrs are injected after all bases and fields have been laid out.  In
2173 //   order to guarantee proper alignment of all fields, the vfptr injection
2174 //   pushes all bases and fields back by the alignment imposed by those bases
2175 //   and fields.  This can potentially add a significant amount of padding.
2176 //   vfptrs are always injected at offset 0.
2177 // * vbptrs are injected after all bases and fields have been laid out.  In
2178 //   order to guarantee proper alignment of all fields, the vfptr injection
2179 //   pushes all bases and fields back by the alignment imposed by those bases
2180 //   and fields.  This can potentially add a significant amount of padding.
2181 //   vbptrs are injected immediately after the last non-virtual base as
2182 //   lexicographically ordered in the code.  If this site isn't pointer aligned
2183 //   the vbptr is placed at the next properly aligned location.  Enough padding
2184 //   is added to guarantee a fit.
2185 // * The last zero sized non-virtual base can be placed at the end of the
2186 //   struct (potentially aliasing another object), or may alias with the first
2187 //   field, even if they are of the same type.
2188 // * The last zero size virtual base may be placed at the end of the struct
2189 //   potentially aliasing another object.
2190 // * The ABI attempts to avoid aliasing of zero sized bases by adding padding
2191 //   between bases or vbases with specific properties.  The criteria for
2192 //   additional padding between two bases is that the first base is zero sized
2193 //   or ends with a zero sized subobject and the second base is zero sized or
2194 //   trails with a zero sized base or field (sharing of vfptrs can reorder the
2195 //   layout of the so the leading base is not always the first one declared).
2196 //   This rule does take into account fields that are not records, so padding
2197 //   will occur even if the last field is, e.g. an int. The padding added for
2198 //   bases is 1 byte.  The padding added between vbases depends on the alignment
2199 //   of the object but is at least 4 bytes (in both 32 and 64 bit modes).
2200 // * There is no concept of non-virtual alignment, non-virtual alignment and
2201 //   alignment are always identical.
2202 // * There is a distinction between alignment and required alignment.
2203 //   __declspec(align) changes the required alignment of a struct.  This
2204 //   alignment is _always_ obeyed, even in the presence of #pragma pack. A
2205 //   record inherits required alignment from all of its fields and bases.
2206 // * __declspec(align) on bitfields has the effect of changing the bitfield's
2207 //   alignment instead of its required alignment.  This is the only known way
2208 //   to make the alignment of a struct bigger than 8.  Interestingly enough
2209 //   this alignment is also immune to the effects of #pragma pack and can be
2210 //   used to create structures with large alignment under #pragma pack.
2211 //   However, because it does not impact required alignment, such a structure,
2212 //   when used as a field or base, will not be aligned if #pragma pack is
2213 //   still active at the time of use.
2214 //
2215 // Known incompatibilities:
2216 // * all: #pragma pack between fields in a record
2217 // * 2010 and back: If the last field in a record is a bitfield, every object
2218 //   laid out after the record will have extra padding inserted before it.  The
2219 //   extra padding will have size equal to the size of the storage class of the
2220 //   bitfield.  0 sized bitfields don't exhibit this behavior and the extra
2221 //   padding can be avoided by adding a 0 sized bitfield after the non-zero-
2222 //   sized bitfield.
2223 // * 2012 and back: In 64-bit mode, if the alignment of a record is 16 or
2224 //   greater due to __declspec(align()) then a second layout phase occurs after
2225 //   The locations of the vf and vb pointers are known.  This layout phase
2226 //   suffers from the "last field is a bitfield" bug in 2010 and results in
2227 //   _every_ field getting padding put in front of it, potentially including the
2228 //   vfptr, leaving the vfprt at a non-zero location which results in a fault if
2229 //   anything tries to read the vftbl.  The second layout phase also treats
2230 //   bitfields as separate entities and gives them each storage rather than
2231 //   packing them.  Additionally, because this phase appears to perform a
2232 //   (an unstable) sort on the members before laying them out and because merged
2233 //   bitfields have the same address, the bitfields end up in whatever order
2234 //   the sort left them in, a behavior we could never hope to replicate.
2235
2236 namespace {
2237 struct MicrosoftRecordLayoutBuilder {
2238   struct ElementInfo {
2239     CharUnits Size;
2240     CharUnits Alignment;
2241   };
2242   typedef llvm::DenseMap<const CXXRecordDecl *, CharUnits> BaseOffsetsMapTy;
2243   MicrosoftRecordLayoutBuilder(const ASTContext &Context) : Context(Context) {}
2244 private:
2245   MicrosoftRecordLayoutBuilder(const MicrosoftRecordLayoutBuilder &) = delete;
2246   void operator=(const MicrosoftRecordLayoutBuilder &) = delete;
2247 public:
2248   void layout(const RecordDecl *RD);
2249   void cxxLayout(const CXXRecordDecl *RD);
2250   /// \brief Initializes size and alignment and honors some flags.
2251   void initializeLayout(const RecordDecl *RD);
2252   /// \brief Initialized C++ layout, compute alignment and virtual alignment and
2253   /// existence of vfptrs and vbptrs.  Alignment is needed before the vfptr is
2254   /// laid out.
2255   void initializeCXXLayout(const CXXRecordDecl *RD);
2256   void layoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
2257   void layoutNonVirtualBase(const CXXRecordDecl *RD,
2258                             const CXXRecordDecl *BaseDecl,
2259                             const ASTRecordLayout &BaseLayout,
2260                             const ASTRecordLayout *&PreviousBaseLayout);
2261   void injectVFPtr(const CXXRecordDecl *RD);
2262   void injectVBPtr(const CXXRecordDecl *RD);
2263   /// \brief Lays out the fields of the record.  Also rounds size up to
2264   /// alignment.
2265   void layoutFields(const RecordDecl *RD);
2266   void layoutField(const FieldDecl *FD);
2267   void layoutBitField(const FieldDecl *FD);
2268   /// \brief Lays out a single zero-width bit-field in the record and handles
2269   /// special cases associated with zero-width bit-fields.
2270   void layoutZeroWidthBitField(const FieldDecl *FD);
2271   void layoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD);
2272   void finalizeLayout(const RecordDecl *RD);
2273   /// \brief Gets the size and alignment of a base taking pragma pack and
2274   /// __declspec(align) into account.
2275   ElementInfo getAdjustedElementInfo(const ASTRecordLayout &Layout);
2276   /// \brief Gets the size and alignment of a field taking pragma  pack and
2277   /// __declspec(align) into account.  It also updates RequiredAlignment as a
2278   /// side effect because it is most convenient to do so here.
2279   ElementInfo getAdjustedElementInfo(const FieldDecl *FD);
2280   /// \brief Places a field at an offset in CharUnits.
2281   void placeFieldAtOffset(CharUnits FieldOffset) {
2282     FieldOffsets.push_back(Context.toBits(FieldOffset));
2283   }
2284   /// \brief Places a bitfield at a bit offset.
2285   void placeFieldAtBitOffset(uint64_t FieldOffset) {
2286     FieldOffsets.push_back(FieldOffset);
2287   }
2288   /// \brief Compute the set of virtual bases for which vtordisps are required.
2289   void computeVtorDispSet(
2290       llvm::SmallPtrSetImpl<const CXXRecordDecl *> &HasVtorDispSet,
2291       const CXXRecordDecl *RD) const;
2292   const ASTContext &Context;
2293   /// \brief The size of the record being laid out.
2294   CharUnits Size;
2295   /// \brief The non-virtual size of the record layout.
2296   CharUnits NonVirtualSize;
2297   /// \brief The data size of the record layout.
2298   CharUnits DataSize;
2299   /// \brief The current alignment of the record layout.
2300   CharUnits Alignment;
2301   /// \brief The maximum allowed field alignment. This is set by #pragma pack.
2302   CharUnits MaxFieldAlignment;
2303   /// \brief The alignment that this record must obey.  This is imposed by
2304   /// __declspec(align()) on the record itself or one of its fields or bases.
2305   CharUnits RequiredAlignment;
2306   /// \brief The size of the allocation of the currently active bitfield.
2307   /// This value isn't meaningful unless LastFieldIsNonZeroWidthBitfield
2308   /// is true.
2309   CharUnits CurrentBitfieldSize;
2310   /// \brief Offset to the virtual base table pointer (if one exists).
2311   CharUnits VBPtrOffset;
2312   /// \brief Minimum record size possible.
2313   CharUnits MinEmptyStructSize;
2314   /// \brief The size and alignment info of a pointer.
2315   ElementInfo PointerInfo;
2316   /// \brief The primary base class (if one exists).
2317   const CXXRecordDecl *PrimaryBase;
2318   /// \brief The class we share our vb-pointer with.
2319   const CXXRecordDecl *SharedVBPtrBase;
2320   /// \brief The collection of field offsets.
2321   SmallVector<uint64_t, 16> FieldOffsets;
2322   /// \brief Base classes and their offsets in the record.
2323   BaseOffsetsMapTy Bases;
2324   /// \brief virtual base classes and their offsets in the record.
2325   ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy VBases;
2326   /// \brief The number of remaining bits in our last bitfield allocation.
2327   /// This value isn't meaningful unless LastFieldIsNonZeroWidthBitfield is
2328   /// true.
2329   unsigned RemainingBitsInField;
2330   bool IsUnion : 1;
2331   /// \brief True if the last field laid out was a bitfield and was not 0
2332   /// width.
2333   bool LastFieldIsNonZeroWidthBitfield : 1;
2334   /// \brief True if the class has its own vftable pointer.
2335   bool HasOwnVFPtr : 1;
2336   /// \brief True if the class has a vbtable pointer.
2337   bool HasVBPtr : 1;
2338   /// \brief True if the last sub-object within the type is zero sized or the
2339   /// object itself is zero sized.  This *does not* count members that are not
2340   /// records.  Only used for MS-ABI.
2341   bool EndsWithZeroSizedObject : 1;
2342   /// \brief True if this class is zero sized or first base is zero sized or
2343   /// has this property.  Only used for MS-ABI.
2344   bool LeadsWithZeroSizedBase : 1;
2345
2346   /// \brief True if the external AST source provided a layout for this record.
2347   bool UseExternalLayout : 1;
2348
2349   /// \brief The layout provided by the external AST source. Only active if
2350   /// UseExternalLayout is true.
2351   ExternalLayout External;
2352 };
2353 } // namespace
2354
2355 MicrosoftRecordLayoutBuilder::ElementInfo
2356 MicrosoftRecordLayoutBuilder::getAdjustedElementInfo(
2357     const ASTRecordLayout &Layout) {
2358   ElementInfo Info;
2359   Info.Alignment = Layout.getAlignment();
2360   // Respect pragma pack.
2361   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2362     Info.Alignment = std::min(Info.Alignment, MaxFieldAlignment);
2363   // Track zero-sized subobjects here where it's already available.
2364   EndsWithZeroSizedObject = Layout.endsWithZeroSizedObject();
2365   // Respect required alignment, this is necessary because we may have adjusted
2366   // the alignment in the case of pragam pack.  Note that the required alignment
2367   // doesn't actually apply to the struct alignment at this point.
2368   Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2369   RequiredAlignment = std::max(RequiredAlignment, Layout.getRequiredAlignment());
2370   Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, Layout.getRequiredAlignment());
2371   Info.Size = Layout.getNonVirtualSize();
2372   return Info;
2373 }
2374
2375 MicrosoftRecordLayoutBuilder::ElementInfo
2376 MicrosoftRecordLayoutBuilder::getAdjustedElementInfo(
2377     const FieldDecl *FD) {
2378   // Get the alignment of the field type's natural alignment, ignore any
2379   // alignment attributes.
2380   ElementInfo Info;
2381   std::tie(Info.Size, Info.Alignment) =
2382       Context.getTypeInfoInChars(FD->getType()->getUnqualifiedDesugaredType());
2383   // Respect align attributes on the field.
2384   CharUnits FieldRequiredAlignment =
2385       Context.toCharUnitsFromBits(FD->getMaxAlignment());
2386   // Respect align attributes on the type.
2387   if (Context.isAlignmentRequired(FD->getType()))
2388     FieldRequiredAlignment = std::max(
2389         Context.getTypeAlignInChars(FD->getType()), FieldRequiredAlignment);
2390   // Respect attributes applied to subobjects of the field.
2391   if (FD->isBitField())
2392     // For some reason __declspec align impacts alignment rather than required
2393     // alignment when it is applied to bitfields.
2394     Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, FieldRequiredAlignment);
2395   else {
2396     if (auto RT =
2397             FD->getType()->getBaseElementTypeUnsafe()->getAs<RecordType>()) {
2398       auto const &Layout = Context.getASTRecordLayout(RT->getDecl());
2399       EndsWithZeroSizedObject = Layout.endsWithZeroSizedObject();
2400       FieldRequiredAlignment = std::max(FieldRequiredAlignment,
2401                                         Layout.getRequiredAlignment());
2402     }
2403     // Capture required alignment as a side-effect.
2404     RequiredAlignment = std::max(RequiredAlignment, FieldRequiredAlignment);
2405   }
2406   // Respect pragma pack, attribute pack and declspec align
2407   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2408     Info.Alignment = std::min(Info.Alignment, MaxFieldAlignment);
2409   if (FD->hasAttr<PackedAttr>())
2410     Info.Alignment = CharUnits::One();
2411   Info.Alignment = std::max(Info.Alignment, FieldRequiredAlignment);
2412   return Info;
2413 }
2414
2415 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layout(const RecordDecl *RD) {
2416   // For C record layout, zero-sized records always have size 4.
2417   MinEmptyStructSize = CharUnits::fromQuantity(4);
2418   initializeLayout(RD);
2419   layoutFields(RD);
2420   DataSize = Size = Size.alignTo(Alignment);
2421   RequiredAlignment = std::max(
2422       RequiredAlignment, Context.toCharUnitsFromBits(RD->getMaxAlignment()));
2423   finalizeLayout(RD);
2424 }
2425
2426 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::cxxLayout(const CXXRecordDecl *RD) {
2427   // The C++ standard says that empty structs have size 1.
2428   MinEmptyStructSize = CharUnits::One();
2429   initializeLayout(RD);
2430   initializeCXXLayout(RD);
2431   layoutNonVirtualBases(RD);
2432   layoutFields(RD);
2433   injectVBPtr(RD);
2434   injectVFPtr(RD);
2435   if (HasOwnVFPtr || (HasVBPtr && !SharedVBPtrBase))
2436     Alignment = std::max(Alignment, PointerInfo.Alignment);
2437   auto RoundingAlignment = Alignment;
2438   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2439     RoundingAlignment = std::min(RoundingAlignment, MaxFieldAlignment);
2440   NonVirtualSize = Size = Size.alignTo(RoundingAlignment);
2441   RequiredAlignment = std::max(
2442       RequiredAlignment, Context.toCharUnitsFromBits(RD->getMaxAlignment()));
2443   layoutVirtualBases(RD);
2444   finalizeLayout(RD);
2445 }
2446
2447 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::initializeLayout(const RecordDecl *RD) {
2448   IsUnion = RD->isUnion();
2449   Size = CharUnits::Zero();
2450   Alignment = CharUnits::One();
2451   // In 64-bit mode we always perform an alignment step after laying out vbases.
2452   // In 32-bit mode we do not.  The check to see if we need to perform alignment
2453   // checks the RequiredAlignment field and performs alignment if it isn't 0.
2454   RequiredAlignment = Context.getTargetInfo().getTriple().isArch64Bit()
2455                           ? CharUnits::One()
2456                           : CharUnits::Zero();
2457   // Compute the maximum field alignment.
2458   MaxFieldAlignment = CharUnits::Zero();
2459   // Honor the default struct packing maximum alignment flag.
2460   if (unsigned DefaultMaxFieldAlignment = Context.getLangOpts().PackStruct)
2461       MaxFieldAlignment = CharUnits::fromQuantity(DefaultMaxFieldAlignment);
2462   // Honor the packing attribute.  The MS-ABI ignores pragma pack if its larger
2463   // than the pointer size.
2464   if (const MaxFieldAlignmentAttr *MFAA = RD->getAttr<MaxFieldAlignmentAttr>()){
2465     unsigned PackedAlignment = MFAA->getAlignment();
2466     if (PackedAlignment <= Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0))
2467       MaxFieldAlignment = Context.toCharUnitsFromBits(PackedAlignment);
2468   }
2469   // Packed attribute forces max field alignment to be 1.
2470   if (RD->hasAttr<PackedAttr>())
2471     MaxFieldAlignment = CharUnits::One();
2472
2473   // Try to respect the external layout if present.
2474   UseExternalLayout = false;
2475   if (ExternalASTSource *Source = Context.getExternalSource())
2476     UseExternalLayout = Source->layoutRecordType(
2477         RD, External.Size, External.Align, External.FieldOffsets,
2478         External.BaseOffsets, External.VirtualBaseOffsets);
2479 }
2480
2481 void
2482 MicrosoftRecordLayoutBuilder::initializeCXXLayout(const CXXRecordDecl *RD) {
2483   EndsWithZeroSizedObject = false;
2484   LeadsWithZeroSizedBase = false;
2485   HasOwnVFPtr = false;
2486   HasVBPtr = false;
2487   PrimaryBase = nullptr;
2488   SharedVBPtrBase = nullptr;
2489   // Calculate pointer size and alignment.  These are used for vfptr and vbprt
2490   // injection.
2491   PointerInfo.Size =
2492       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0));
2493   PointerInfo.Alignment =
2494       Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerAlign(0));
2495   // Respect pragma pack.
2496   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2497     PointerInfo.Alignment = std::min(PointerInfo.Alignment, MaxFieldAlignment);
2498 }
2499
2500 void
2501 MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutNonVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD) {
2502   // The MS-ABI lays out all bases that contain leading vfptrs before it lays
2503   // out any bases that do not contain vfptrs.  We implement this as two passes
2504   // over the bases.  This approach guarantees that the primary base is laid out
2505   // first.  We use these passes to calculate some additional aggregated
2506   // information about the bases, such as required alignment and the presence of
2507   // zero sized members.
2508   const ASTRecordLayout *PreviousBaseLayout = nullptr;
2509   // Iterate through the bases and lay out the non-virtual ones.
2510   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2511     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2512     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2513     // Mark and skip virtual bases.
2514     if (Base.isVirtual()) {
2515       HasVBPtr = true;
2516       continue;
2517     }
2518     // Check for a base to share a VBPtr with.
2519     if (!SharedVBPtrBase && BaseLayout.hasVBPtr()) {
2520       SharedVBPtrBase = BaseDecl;
2521       HasVBPtr = true;
2522     }
2523     // Only lay out bases with extendable VFPtrs on the first pass.
2524     if (!BaseLayout.hasExtendableVFPtr())
2525       continue;
2526     // If we don't have a primary base, this one qualifies.
2527     if (!PrimaryBase) {
2528       PrimaryBase = BaseDecl;
2529       LeadsWithZeroSizedBase = BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase();
2530     }
2531     // Lay out the base.
2532     layoutNonVirtualBase(RD, BaseDecl, BaseLayout, PreviousBaseLayout);
2533   }
2534   // Figure out if we need a fresh VFPtr for this class.
2535   if (!PrimaryBase && RD->isDynamicClass())
2536     for (CXXRecordDecl::method_iterator i = RD->method_begin(),
2537                                         e = RD->method_end();
2538          !HasOwnVFPtr && i != e; ++i)
2539       HasOwnVFPtr = i->isVirtual() && i->size_overridden_methods() == 0;
2540   // If we don't have a primary base then we have a leading object that could
2541   // itself lead with a zero-sized object, something we track.
2542   bool CheckLeadingLayout = !PrimaryBase;
2543   // Iterate through the bases and lay out the non-virtual ones.
2544   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2545     if (Base.isVirtual())
2546       continue;
2547     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2548     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2549     // Only lay out bases without extendable VFPtrs on the second pass.
2550     if (BaseLayout.hasExtendableVFPtr()) {
2551       VBPtrOffset = Bases[BaseDecl] + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2552       continue;
2553     }
2554     // If this is the first layout, check to see if it leads with a zero sized
2555     // object.  If it does, so do we.
2556     if (CheckLeadingLayout) {
2557       CheckLeadingLayout = false;
2558       LeadsWithZeroSizedBase = BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase();
2559     }
2560     // Lay out the base.
2561     layoutNonVirtualBase(RD, BaseDecl, BaseLayout, PreviousBaseLayout);
2562     VBPtrOffset = Bases[BaseDecl] + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2563   }
2564   // Set our VBPtroffset if we know it at this point.
2565   if (!HasVBPtr)
2566     VBPtrOffset = CharUnits::fromQuantity(-1);
2567   else if (SharedVBPtrBase) {
2568     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(SharedVBPtrBase);
2569     VBPtrOffset = Bases[SharedVBPtrBase] + Layout.getVBPtrOffset();
2570   }
2571 }
2572
2573 static bool recordUsesEBO(const RecordDecl *RD) {
2574   if (!isa<CXXRecordDecl>(RD))
2575     return false;
2576   if (RD->hasAttr<EmptyBasesAttr>())
2577     return true;
2578   if (auto *LVA = RD->getAttr<LayoutVersionAttr>())
2579     // TODO: Double check with the next version of MSVC.
2580     if (LVA->getVersion() <= LangOptions::MSVC2015)
2581       return false;
2582   // TODO: Some later version of MSVC will change the default behavior of the
2583   // compiler to enable EBO by default.  When this happens, we will need an
2584   // additional isCompatibleWithMSVC check.
2585   return false;
2586 }
2587
2588 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutNonVirtualBase(
2589     const CXXRecordDecl *RD,
2590     const CXXRecordDecl *BaseDecl,
2591     const ASTRecordLayout &BaseLayout,
2592     const ASTRecordLayout *&PreviousBaseLayout) {
2593   // Insert padding between two bases if the left first one is zero sized or
2594   // contains a zero sized subobject and the right is zero sized or one leads
2595   // with a zero sized base.
2596   bool MDCUsesEBO = recordUsesEBO(RD);
2597   if (PreviousBaseLayout && PreviousBaseLayout->endsWithZeroSizedObject() &&
2598       BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase() && !MDCUsesEBO)
2599     Size++;
2600   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(BaseLayout);
2601   CharUnits BaseOffset;
2602
2603   // Respect the external AST source base offset, if present.
2604   bool FoundBase = false;
2605   if (UseExternalLayout) {
2606     FoundBase = External.getExternalNVBaseOffset(BaseDecl, BaseOffset);
2607     if (FoundBase) {
2608       assert(BaseOffset >= Size && "base offset already allocated");
2609       Size = BaseOffset;
2610     }
2611   }
2612
2613   if (!FoundBase) {
2614     if (MDCUsesEBO && BaseDecl->isEmpty() &&
2615         BaseLayout.getNonVirtualSize() == CharUnits::Zero()) {
2616       BaseOffset = CharUnits::Zero();
2617     } else {
2618       // Otherwise, lay the base out at the end of the MDC.
2619       BaseOffset = Size = Size.alignTo(Info.Alignment);
2620     }
2621   }
2622   Bases.insert(std::make_pair(BaseDecl, BaseOffset));
2623   Size += BaseLayout.getNonVirtualSize();
2624   PreviousBaseLayout = &BaseLayout;
2625 }
2626
2627 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutFields(const RecordDecl *RD) {
2628   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2629   for (const FieldDecl *Field : RD->fields())
2630     layoutField(Field);
2631 }
2632
2633 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutField(const FieldDecl *FD) {
2634   if (FD->isBitField()) {
2635     layoutBitField(FD);
2636     return;
2637   }
2638   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2639   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2640   Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2641   if (IsUnion) {
2642     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2643     Size = std::max(Size, Info.Size);
2644   } else {
2645     CharUnits FieldOffset;
2646     if (UseExternalLayout) {
2647       FieldOffset =
2648           Context.toCharUnitsFromBits(External.getExternalFieldOffset(FD));
2649       assert(FieldOffset >= Size && "field offset already allocated");
2650     } else {
2651       FieldOffset = Size.alignTo(Info.Alignment);
2652     }
2653     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2654     Size = FieldOffset + Info.Size;
2655   }
2656 }
2657
2658 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutBitField(const FieldDecl *FD) {
2659   unsigned Width = FD->getBitWidthValue(Context);
2660   if (Width == 0) {
2661     layoutZeroWidthBitField(FD);
2662     return;
2663   }
2664   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2665   // Clamp the bitfield to a containable size for the sake of being able
2666   // to lay them out.  Sema will throw an error.
2667   if (Width > Context.toBits(Info.Size))
2668     Width = Context.toBits(Info.Size);
2669   // Check to see if this bitfield fits into an existing allocation.  Note:
2670   // MSVC refuses to pack bitfields of formal types with different sizes
2671   // into the same allocation.
2672   if (!IsUnion && LastFieldIsNonZeroWidthBitfield &&
2673       CurrentBitfieldSize == Info.Size && Width <= RemainingBitsInField) {
2674     placeFieldAtBitOffset(Context.toBits(Size) - RemainingBitsInField);
2675     RemainingBitsInField -= Width;
2676     return;
2677   }
2678   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = true;
2679   CurrentBitfieldSize = Info.Size;
2680   if (IsUnion) {
2681     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2682     Size = std::max(Size, Info.Size);
2683     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores bitfield alignment in unions.
2684   } else {
2685     // Allocate a new block of memory and place the bitfield in it.
2686     CharUnits FieldOffset = Size.alignTo(Info.Alignment);
2687     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2688     Size = FieldOffset + Info.Size;
2689     Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2690     RemainingBitsInField = Context.toBits(Info.Size) - Width;
2691   }
2692 }
2693
2694 void
2695 MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutZeroWidthBitField(const FieldDecl *FD) {
2696   // Zero-width bitfields are ignored unless they follow a non-zero-width
2697   // bitfield.
2698   if (!LastFieldIsNonZeroWidthBitfield) {
2699     placeFieldAtOffset(IsUnion ? CharUnits::Zero() : Size);
2700     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores alignment for zero
2701     // sized bitfields that occur after zero-size bitfields or non-bitfields.
2702     return;
2703   }
2704   LastFieldIsNonZeroWidthBitfield = false;
2705   ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(FD);
2706   if (IsUnion) {
2707     placeFieldAtOffset(CharUnits::Zero());
2708     Size = std::max(Size, Info.Size);
2709     // TODO: Add a Sema warning that MS ignores bitfield alignment in unions.
2710   } else {
2711     // Round up the current record size to the field's alignment boundary.
2712     CharUnits FieldOffset = Size.alignTo(Info.Alignment);
2713     placeFieldAtOffset(FieldOffset);
2714     Size = FieldOffset;
2715     Alignment = std::max(Alignment, Info.Alignment);
2716   }
2717 }
2718
2719 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::injectVBPtr(const CXXRecordDecl *RD) {
2720   if (!HasVBPtr || SharedVBPtrBase)
2721     return;
2722   // Inject the VBPointer at the injection site.
2723   CharUnits InjectionSite = VBPtrOffset;
2724   // But before we do, make sure it's properly aligned.
2725   VBPtrOffset = VBPtrOffset.alignTo(PointerInfo.Alignment);
2726   // Shift everything after the vbptr down, unless we're using an external
2727   // layout.
2728   if (UseExternalLayout)
2729     return;
2730   // Determine where the first field should be laid out after the vbptr.
2731   CharUnits FieldStart = VBPtrOffset + PointerInfo.Size;
2732   // Make sure that the amount we push the fields back by is a multiple of the
2733   // alignment.
2734   CharUnits Offset = (FieldStart - InjectionSite)
2735                          .alignTo(std::max(RequiredAlignment, Alignment));
2736   Size += Offset;
2737   for (uint64_t &FieldOffset : FieldOffsets)
2738     FieldOffset += Context.toBits(Offset);
2739   for (BaseOffsetsMapTy::value_type &Base : Bases)
2740     if (Base.second >= InjectionSite)
2741       Base.second += Offset;
2742 }
2743
2744 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::injectVFPtr(const CXXRecordDecl *RD) {
2745   if (!HasOwnVFPtr)
2746     return;
2747   // Make sure that the amount we push the struct back by is a multiple of the
2748   // alignment.
2749   CharUnits Offset =
2750       PointerInfo.Size.alignTo(std::max(RequiredAlignment, Alignment));
2751   // Push back the vbptr, but increase the size of the object and push back
2752   // regular fields by the offset only if not using external record layout.
2753   if (HasVBPtr)
2754     VBPtrOffset += Offset;
2755
2756   if (UseExternalLayout)
2757     return;
2758
2759   Size += Offset;
2760
2761   // If we're using an external layout, the fields offsets have already
2762   // accounted for this adjustment.
2763   for (uint64_t &FieldOffset : FieldOffsets)
2764     FieldOffset += Context.toBits(Offset);
2765   for (BaseOffsetsMapTy::value_type &Base : Bases)
2766     Base.second += Offset;
2767 }
2768
2769 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::layoutVirtualBases(const CXXRecordDecl *RD) {
2770   if (!HasVBPtr)
2771     return;
2772   // Vtordisps are always 4 bytes (even in 64-bit mode)
2773   CharUnits VtorDispSize = CharUnits::fromQuantity(4);
2774   CharUnits VtorDispAlignment = VtorDispSize;
2775   // vtordisps respect pragma pack.
2776   if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2777     VtorDispAlignment = std::min(VtorDispAlignment, MaxFieldAlignment);
2778   // The alignment of the vtordisp is at least the required alignment of the
2779   // entire record.  This requirement may be present to support vtordisp
2780   // injection.
2781   for (const CXXBaseSpecifier &VBase : RD->vbases()) {
2782     const CXXRecordDecl *BaseDecl = VBase.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2783     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2784     RequiredAlignment =
2785         std::max(RequiredAlignment, BaseLayout.getRequiredAlignment());
2786   }
2787   VtorDispAlignment = std::max(VtorDispAlignment, RequiredAlignment);
2788   // Compute the vtordisp set.
2789   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2> HasVtorDispSet;
2790   computeVtorDispSet(HasVtorDispSet, RD);
2791   // Iterate through the virtual bases and lay them out.
2792   const ASTRecordLayout *PreviousBaseLayout = nullptr;
2793   for (const CXXBaseSpecifier &VBase : RD->vbases()) {
2794     const CXXRecordDecl *BaseDecl = VBase.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2795     const ASTRecordLayout &BaseLayout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2796     bool HasVtordisp = HasVtorDispSet.count(BaseDecl) > 0;
2797     // Insert padding between two bases if the left first one is zero sized or
2798     // contains a zero sized subobject and the right is zero sized or one leads
2799     // with a zero sized base.  The padding between virtual bases is 4
2800     // bytes (in both 32 and 64 bits modes) and always involves rounding up to
2801     // the required alignment, we don't know why.
2802     if ((PreviousBaseLayout && PreviousBaseLayout->endsWithZeroSizedObject() &&
2803          BaseLayout.leadsWithZeroSizedBase() && !recordUsesEBO(RD)) ||
2804         HasVtordisp) {
2805       Size = Size.alignTo(VtorDispAlignment) + VtorDispSize;
2806       Alignment = std::max(VtorDispAlignment, Alignment);
2807     }
2808     // Insert the virtual base.
2809     ElementInfo Info = getAdjustedElementInfo(BaseLayout);
2810     CharUnits BaseOffset;
2811
2812     // Respect the external AST source base offset, if present.
2813     bool FoundBase = false;
2814     if (UseExternalLayout) {
2815       FoundBase = External.getExternalVBaseOffset(BaseDecl, BaseOffset);
2816       if (FoundBase)
2817         assert(BaseOffset >= Size && "base offset already allocated");
2818     }
2819     if (!FoundBase)
2820       BaseOffset = Size.alignTo(Info.Alignment);
2821
2822     VBases.insert(std::make_pair(BaseDecl,
2823         ASTRecordLayout::VBaseInfo(BaseOffset, HasVtordisp)));
2824     Size = BaseOffset + BaseLayout.getNonVirtualSize();
2825     PreviousBaseLayout = &BaseLayout;
2826   }
2827 }
2828
2829 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::finalizeLayout(const RecordDecl *RD) {
2830   // Respect required alignment.  Note that in 32-bit mode Required alignment
2831   // may be 0 and cause size not to be updated.
2832   DataSize = Size;
2833   if (!RequiredAlignment.isZero()) {
2834     Alignment = std::max(Alignment, RequiredAlignment);
2835     auto RoundingAlignment = Alignment;
2836     if (!MaxFieldAlignment.isZero())
2837       RoundingAlignment = std::min(RoundingAlignment, MaxFieldAlignment);
2838     RoundingAlignment = std::max(RoundingAlignment, RequiredAlignment);
2839     Size = Size.alignTo(RoundingAlignment);
2840   }
2841   if (Size.isZero()) {
2842     if (!recordUsesEBO(RD) || !cast<CXXRecordDecl>(RD)->isEmpty()) {
2843       EndsWithZeroSizedObject = true;
2844       LeadsWithZeroSizedBase = true;
2845     }
2846     // Zero-sized structures have size equal to their alignment if a
2847     // __declspec(align) came into play.
2848     if (RequiredAlignment >= MinEmptyStructSize)
2849       Size = Alignment;
2850     else
2851       Size = MinEmptyStructSize;
2852   }
2853
2854   if (UseExternalLayout) {
2855     Size = Context.toCharUnitsFromBits(External.Size);
2856     if (External.Align)
2857       Alignment = Context.toCharUnitsFromBits(External.Align);
2858   }
2859 }
2860
2861 // Recursively walks the non-virtual bases of a class and determines if any of
2862 // them are in the bases with overridden methods set.
2863 static bool
2864 RequiresVtordisp(const llvm::SmallPtrSetImpl<const CXXRecordDecl *> &
2865                      BasesWithOverriddenMethods,
2866                  const CXXRecordDecl *RD) {
2867   if (BasesWithOverriddenMethods.count(RD))
2868     return true;
2869   // If any of a virtual bases non-virtual bases (recursively) requires a
2870   // vtordisp than so does this virtual base.
2871   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases())
2872     if (!Base.isVirtual() &&
2873         RequiresVtordisp(BasesWithOverriddenMethods,
2874                          Base.getType()->getAsCXXRecordDecl()))
2875       return true;
2876   return false;
2877 }
2878
2879 void MicrosoftRecordLayoutBuilder::computeVtorDispSet(
2880     llvm::SmallPtrSetImpl<const CXXRecordDecl *> &HasVtordispSet,
2881     const CXXRecordDecl *RD) const {
2882   // /vd2 or #pragma vtordisp(2): Always use vtordisps for virtual bases with
2883   // vftables.
2884   if (RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::ForVFTable) {
2885     for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
2886       const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2887       const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2888       if (Layout.hasExtendableVFPtr())
2889         HasVtordispSet.insert(BaseDecl);
2890     }
2891     return;
2892   }
2893
2894   // If any of our bases need a vtordisp for this type, so do we.  Check our
2895   // direct bases for vtordisp requirements.
2896   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->bases()) {
2897     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2898     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(BaseDecl);
2899     for (const auto &bi : Layout.getVBaseOffsetsMap())
2900       if (bi.second.hasVtorDisp())
2901         HasVtordispSet.insert(bi.first);
2902   }
2903   // We don't introduce any additional vtordisps if either:
2904   // * A user declared constructor or destructor aren't declared.
2905   // * #pragma vtordisp(0) or the /vd0 flag are in use.
2906   if ((!RD->hasUserDeclaredConstructor() && !RD->hasUserDeclaredDestructor()) ||
2907       RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::Never)
2908     return;
2909   // /vd1 or #pragma vtordisp(1): Try to guess based on whether we think it's
2910   // possible for a partially constructed object with virtual base overrides to
2911   // escape a non-trivial constructor.
2912   assert(RD->getMSVtorDispMode() == MSVtorDispAttr::ForVBaseOverride);
2913   // Compute a set of base classes which define methods we override.  A virtual
2914   // base in this set will require a vtordisp.  A virtual base that transitively
2915   // contains one of these bases as a non-virtual base will also require a
2916   // vtordisp.
2917   llvm::SmallPtrSet<const CXXMethodDecl *, 8> Work;
2918   llvm::SmallPtrSet<const CXXRecordDecl *, 2> BasesWithOverriddenMethods;
2919   // Seed the working set with our non-destructor, non-pure virtual methods.
2920   for (const CXXMethodDecl *MD : RD->methods())
2921     if (MD->isVirtual() && !isa<CXXDestructorDecl>(MD) && !MD->isPure())
2922       Work.insert(MD);
2923   while (!Work.empty()) {
2924     const CXXMethodDecl *MD = *Work.begin();
2925     auto MethodRange = MD->overridden_methods();
2926     // If a virtual method has no-overrides it lives in its parent's vtable.
2927     if (MethodRange.begin() == MethodRange.end())
2928       BasesWithOverriddenMethods.insert(MD->getParent());
2929     else
2930       Work.insert(MethodRange.begin(), MethodRange.end());
2931     // We've finished processing this element, remove it from the working set.
2932     Work.erase(MD);
2933   }
2934   // For each of our virtual bases, check if it is in the set of overridden
2935   // bases or if it transitively contains a non-virtual base that is.
2936   for (const CXXBaseSpecifier &Base : RD->vbases()) {
2937     const CXXRecordDecl *BaseDecl = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
2938     if (!HasVtordispSet.count(BaseDecl) &&
2939         RequiresVtordisp(BasesWithOverriddenMethods, BaseDecl))
2940       HasVtordispSet.insert(BaseDecl);
2941   }
2942 }
2943
2944 /// getASTRecordLayout - Get or compute information about the layout of the
2945 /// specified record (struct/union/class), which indicates its size and field
2946 /// position information.
2947 const ASTRecordLayout &
2948 ASTContext::getASTRecordLayout(const RecordDecl *D) const {
2949   // These asserts test different things.  A record has a definition
2950   // as soon as we begin to parse the definition.  That definition is
2951   // not a complete definition (which is what isDefinition() tests)
2952   // until we *finish* parsing the definition.
2953
2954   if (D->hasExternalLexicalStorage() && !D->getDefinition())
2955     getExternalSource()->CompleteType(const_cast<RecordDecl*>(D));
2956     
2957   D = D->getDefinition();
2958   assert(D && "Cannot get layout of forward declarations!");
2959   assert(!D->isInvalidDecl() && "Cannot get layout of invalid decl!");
2960   assert(D->isCompleteDefinition() && "Cannot layout type before complete!");
2961
2962   // Look up this layout, if already laid out, return what we have.
2963   // Note that we can't save a reference to the entry because this function
2964   // is recursive.
2965   const ASTRecordLayout *Entry = ASTRecordLayouts[D];
2966   if (Entry) return *Entry;
2967
2968   const ASTRecordLayout *NewEntry = nullptr;
2969
2970   if (isMsLayout(*this)) {
2971     MicrosoftRecordLayoutBuilder Builder(*this);
2972     if (const auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
2973       Builder.cxxLayout(RD);
2974       NewEntry = new (*this) ASTRecordLayout(
2975           *this, Builder.Size, Builder.Alignment, Builder.RequiredAlignment,
2976           Builder.HasOwnVFPtr, Builder.HasOwnVFPtr || Builder.PrimaryBase,
2977           Builder.VBPtrOffset, Builder.DataSize, Builder.FieldOffsets,
2978           Builder.NonVirtualSize, Builder.Alignment, CharUnits::Zero(),
2979           Builder.PrimaryBase, false, Builder.SharedVBPtrBase,
2980           Builder.EndsWithZeroSizedObject, Builder.LeadsWithZeroSizedBase,
2981           Builder.Bases, Builder.VBases);
2982     } else {
2983       Builder.layout(D);
2984       NewEntry = new (*this) ASTRecordLayout(
2985           *this, Builder.Size, Builder.Alignment, Builder.RequiredAlignment,
2986           Builder.Size, Builder.FieldOffsets);
2987     }
2988   } else {
2989     if (const auto *RD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(D)) {
2990       EmptySubobjectMap EmptySubobjects(*this, RD);
2991       ItaniumRecordLayoutBuilder Builder(*this, &EmptySubobjects);
2992       Builder.Layout(RD);
2993
2994       // In certain situations, we are allowed to lay out objects in the
2995       // tail-padding of base classes.  This is ABI-dependent.
2996       // FIXME: this should be stored in the record layout.
2997       bool skipTailPadding =
2998           mustSkipTailPadding(getTargetInfo().getCXXABI(), RD);
2999
3000       // FIXME: This should be done in FinalizeLayout.
3001       CharUnits DataSize =
3002           skipTailPadding ? Builder.getSize() : Builder.getDataSize();
3003       CharUnits NonVirtualSize =
3004           skipTailPadding ? DataSize : Builder.NonVirtualSize;
3005       NewEntry = new (*this) ASTRecordLayout(
3006           *this, Builder.getSize(), Builder.Alignment,
3007           /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
3008           Builder.Alignment, Builder.HasOwnVFPtr, RD->isDynamicClass(),
3009           CharUnits::fromQuantity(-1), DataSize, Builder.FieldOffsets,
3010           NonVirtualSize, Builder.NonVirtualAlignment,
3011           EmptySubobjects.SizeOfLargestEmptySubobject, Builder.PrimaryBase,
3012           Builder.PrimaryBaseIsVirtual, nullptr, false, false, Builder.Bases,
3013           Builder.VBases);
3014     } else {
3015       ItaniumRecordLayoutBuilder Builder(*this, /*EmptySubobjects=*/nullptr);
3016       Builder.Layout(D);
3017
3018       NewEntry = new (*this) ASTRecordLayout(
3019           *this, Builder.getSize(), Builder.Alignment,
3020           /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
3021           Builder.Alignment, Builder.getSize(), Builder.FieldOffsets);
3022     }
3023   }
3024
3025   ASTRecordLayouts[D] = NewEntry;
3026
3027   if (getLangOpts().DumpRecordLayouts) {
3028     llvm::outs() << "\n*** Dumping AST Record Layout\n";
3029     DumpRecordLayout(D, llvm::outs(), getLangOpts().DumpRecordLayoutsSimple);
3030   }
3031
3032   return *NewEntry;
3033 }
3034
3035 const CXXMethodDecl *ASTContext::getCurrentKeyFunction(const CXXRecordDecl *RD) {
3036   if (!getTargetInfo().getCXXABI().hasKeyFunctions())
3037     return nullptr;
3038
3039   assert(RD->getDefinition() && "Cannot get key function for forward decl!");
3040   RD = cast<CXXRecordDecl>(RD->getDefinition());
3041
3042   // Beware:
3043   //  1) computing the key function might trigger deserialization, which might
3044   //     invalidate iterators into KeyFunctions
3045   //  2) 'get' on the LazyDeclPtr might also trigger deserialization and
3046   //     invalidate the LazyDeclPtr within the map itself
3047   LazyDeclPtr Entry = KeyFunctions[RD];
3048   const Decl *Result =
3049       Entry ? Entry.get(getExternalSource()) : computeKeyFunction(*this, RD);
3050
3051   // Store it back if it changed.
3052   if (Entry.isOffset() || Entry.isValid() != bool(Result))
3053     KeyFunctions[RD] = const_cast<Decl*>(Result);
3054
3055   return cast_or_null<CXXMethodDecl>(Result);
3056 }
3057
3058 void ASTContext::setNonKeyFunction(const CXXMethodDecl *Method) {
3059   assert(Method == Method->getFirstDecl() &&
3060          "not working with method declaration from class definition");
3061
3062   // Look up the cache entry.  Since we're working with the first
3063   // declaration, its parent must be the class definition, which is
3064   // the correct key for the KeyFunctions hash.
3065   const auto &Map = KeyFunctions;
3066   auto I = Map.find(Method->getParent());
3067
3068   // If it's not cached, there's nothing to do.
3069   if (I == Map.end()) return;
3070
3071   // If it is cached, check whether it's the target method, and if so,
3072   // remove it from the cache. Note, the call to 'get' might invalidate
3073   // the iterator and the LazyDeclPtr object within the map.
3074   LazyDeclPtr Ptr = I->second;
3075   if (Ptr.get(getExternalSource()) == Method) {
3076     // FIXME: remember that we did this for module / chained PCH state?
3077     KeyFunctions.erase(Method->getParent());
3078   }
3079 }
3080
3081 static uint64_t getFieldOffset(const ASTContext &C, const FieldDecl *FD) {
3082   const ASTRecordLayout &Layout = C.getASTRecordLayout(FD->getParent());
3083   return Layout.getFieldOffset(FD->getFieldIndex());
3084 }
3085
3086 uint64_t ASTContext::getFieldOffset(const ValueDecl *VD) const {
3087   uint64_t OffsetInBits;
3088   if (const FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(VD)) {
3089     OffsetInBits = ::getFieldOffset(*this, FD);
3090   } else {
3091     const IndirectFieldDecl *IFD = cast<IndirectFieldDecl>(VD);
3092
3093     OffsetInBits = 0;
3094     for (const NamedDecl *ND : IFD->chain())
3095       OffsetInBits += ::getFieldOffset(*this, cast<FieldDecl>(ND));
3096   }
3097
3098   return OffsetInBits;
3099 }
3100
3101 uint64_t ASTContext::lookupFieldBitOffset(const ObjCInterfaceDecl *OID,
3102                                           const ObjCImplementationDecl *ID,
3103                                           const ObjCIvarDecl *Ivar) const {
3104   const ObjCInterfaceDecl *Container = Ivar->getContainingInterface();
3105
3106   // FIXME: We should eliminate the need to have ObjCImplementationDecl passed
3107   // in here; it should never be necessary because that should be the lexical
3108   // decl context for the ivar.
3109
3110   // If we know have an implementation (and the ivar is in it) then
3111   // look up in the implementation layout.
3112   const ASTRecordLayout *RL;
3113   if (ID && declaresSameEntity(ID->getClassInterface(), Container))
3114     RL = &getASTObjCImplementationLayout(ID);
3115   else
3116     RL = &getASTObjCInterfaceLayout(Container);
3117
3118   // Compute field index.
3119   //
3120   // FIXME: The index here is closely tied to how ASTContext::getObjCLayout is
3121   // implemented. This should be fixed to get the information from the layout
3122   // directly.
3123   unsigned Index = 0;
3124
3125   for (const ObjCIvarDecl *IVD = Container->all_declared_ivar_begin();
3126        IVD; IVD = IVD->getNextIvar()) {
3127     if (Ivar == IVD)
3128       break;
3129     ++Index;
3130   }
3131   assert(Index < RL->getFieldCount() && "Ivar is not inside record layout!");
3132
3133   return RL->getFieldOffset(Index);
3134 }
3135
3136 /// getObjCLayout - Get or compute information about the layout of the
3137 /// given interface.
3138 ///
3139 /// \param Impl - If given, also include the layout of the interface's
3140 /// implementation. This may differ by including synthesized ivars.
3141 const ASTRecordLayout &
3142 ASTContext::getObjCLayout(const ObjCInterfaceDecl *D,
3143                           const ObjCImplementationDecl *Impl) const {
3144   // Retrieve the definition
3145   if (D->hasExternalLexicalStorage() && !D->getDefinition())
3146     getExternalSource()->CompleteType(const_cast<ObjCInterfaceDecl*>(D));
3147   D = D->getDefinition();
3148   assert(D && D->isThisDeclarationADefinition() && "Invalid interface decl!");
3149
3150   // Look up this layout, if already laid out, return what we have.
3151   const ObjCContainerDecl *Key =
3152     Impl ? (const ObjCContainerDecl*) Impl : (const ObjCContainerDecl*) D;
3153   if (const ASTRecordLayout *Entry = ObjCLayouts[Key])
3154     return *Entry;
3155
3156   // Add in synthesized ivar count if laying out an implementation.
3157   if (Impl) {
3158     unsigned SynthCount = CountNonClassIvars(D);
3159     // If there aren't any synthesized ivars then reuse the interface
3160     // entry. Note we can't cache this because we simply free all
3161     // entries later; however we shouldn't look up implementations
3162     // frequently.
3163     if (SynthCount == 0)
3164       return getObjCLayout(D, nullptr);
3165   }
3166
3167   ItaniumRecordLayoutBuilder Builder(*this, /*EmptySubobjects=*/nullptr);
3168   Builder.Layout(D);
3169
3170   const ASTRecordLayout *NewEntry =
3171     new (*this) ASTRecordLayout(*this, Builder.getSize(),
3172                                 Builder.Alignment,
3173                                 /*RequiredAlignment : used by MS-ABI)*/
3174                                 Builder.Alignment,
3175                                 Builder.getDataSize(),
3176                                 Builder.FieldOffsets);
3177
3178   ObjCLayouts[Key] = NewEntry;
3179
3180   return *NewEntry;
3181 }
3182
3183 static void PrintOffset(raw_ostream &OS,
3184                         CharUnits Offset, unsigned IndentLevel) {
3185   OS << llvm::format("%10" PRId64 " | ", (int64_t)Offset.getQuantity());
3186   OS.indent(IndentLevel * 2);
3187 }
3188
3189 static void PrintBitFieldOffset(raw_ostream &OS, CharUnits Offset,
3190                                 unsigned Begin, unsigned Width,
3191                                 unsigned IndentLevel) {
3192   llvm::SmallString<10> Buffer;
3193   {
3194     llvm::raw_svector_ostream BufferOS(Buffer);
3195     BufferOS << Offset.getQuantity() << ':';
3196     if (Width == 0) {
3197       BufferOS << '-';
3198     } else {
3199       BufferOS << Begin << '-' << (Begin + Width - 1);
3200     }
3201   }
3202   
3203   OS << llvm::right_justify(Buffer, 10) << " | ";
3204   OS.indent(IndentLevel * 2);
3205 }
3206
3207 static void PrintIndentNoOffset(raw_ostream &OS, unsigned IndentLevel) {
3208   OS << "           | ";
3209   OS.indent(IndentLevel * 2);
3210 }
3211
3212 static void DumpRecordLayout(raw_ostream &OS, const RecordDecl *RD,
3213                              const ASTContext &C,
3214                              CharUnits Offset,
3215                              unsigned IndentLevel,
3216                              const char* Description,
3217                              bool PrintSizeInfo,
3218                              bool IncludeVirtualBases) {
3219   const ASTRecordLayout &Layout = C.getASTRecordLayout(RD);
3220   auto CXXRD = dyn_cast<CXXRecordDecl>(RD);
3221
3222   PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
3223   OS << C.getTypeDeclType(const_cast<RecordDecl*>(RD)).getAsString();
3224   if (Description)
3225     OS << ' ' << Description;
3226   if (CXXRD && CXXRD->isEmpty())
3227     OS << " (empty)";
3228   OS << '\n';
3229
3230   IndentLevel++;
3231
3232   // Dump bases.
3233   if (CXXRD) {
3234     const CXXRecordDecl *PrimaryBase = Layout.getPrimaryBase();
3235     bool HasOwnVFPtr = Layout.hasOwnVFPtr();
3236     bool HasOwnVBPtr = Layout.hasOwnVBPtr();
3237
3238     // Vtable pointer.
3239     if (CXXRD->isDynamicClass() && !PrimaryBase && !isMsLayout(C)) {
3240       PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
3241       OS << '(' << *RD << " vtable pointer)\n";
3242     } else if (HasOwnVFPtr) {
3243       PrintOffset(OS, Offset, IndentLevel);
3244       // vfptr (for Microsoft C++ ABI)
3245       OS << '(' << *RD << " vftable pointer)\n";
3246     }
3247
3248     // Collect nvbases.
3249     SmallVector<const CXXRecordDecl *, 4> Bases;
3250     for (const CXXBaseSpecifier &Base : CXXRD->bases()) {
3251       assert(!Base.getType()->isDependentType() &&
3252              "Cannot layout class with dependent bases.");
3253       if (!Base.isVirtual())
3254         Bases.push_back(Base.getType()->getAsCXXRecordDecl());
3255     }
3256
3257     // Sort nvbases by offset.
3258     std::stable_sort(Bases.begin(), Bases.end(),
3259                      [&](const CXXRecordDecl *L, const CXXRecordDecl *R) {
3260       return Layout.getBaseClassOffset(L) < Layout.getBaseClassOffset(R);
3261     });
3262
3263     // Dump (non-virtual) bases
3264     for (const CXXRecordDecl *Base : Bases) {
3265       CharUnits BaseOffset = Offset + Layout.getBaseClassOffset(Base);
3266       DumpRecordLayout(OS, Base, C, BaseOffset, IndentLevel,
3267                        Base == PrimaryBase ? "(primary base)" : "(base)",
3268                        /*PrintSizeInfo=*/false,
3269                        /*IncludeVirtualBases=*/false);
3270     }
3271
3272     // vbptr (for Microsoft C++ ABI)
3273     if (HasOwnVBPtr) {
3274       PrintOffset(OS, Offset + Layout.getVBPtrOffset(), IndentLevel);
3275       OS << '(' << *RD << " vbtable pointer)\n";
3276     }
3277   }
3278
3279   // Dump fields.
3280   uint64_t FieldNo = 0;
3281   for (RecordDecl::field_iterator I = RD->field_begin(),
3282          E = RD->field_end(); I != E; ++I, ++FieldNo) {
3283     const FieldDecl &Field = **I;
3284     uint64_t LocalFieldOffsetInBits = Layout.getFieldOffset(FieldNo);
3285     CharUnits FieldOffset =
3286       Offset + C.toCharUnitsFromBits(LocalFieldOffsetInBits);
3287
3288     // Recursively dump fields of record type.
3289     if (auto RT = Field.getType()->getAs<RecordType>()) {
3290       DumpRecordLayout(OS, RT->getDecl(), C, FieldOffset, IndentLevel,
3291                        Field.getName().data(),
3292                        /*PrintSizeInfo=*/false,
3293                        /*IncludeVirtualBases=*/true);
3294       continue;
3295     }
3296
3297     if (Field.isBitField()) {
3298       uint64_t LocalFieldByteOffsetInBits = C.toBits(FieldOffset - Offset);
3299       unsigned Begin = LocalFieldOffsetInBits - LocalFieldByteOffsetInBits;
3300       unsigned Width = Field.getBitWidthValue(C);
3301       PrintBitFieldOffset(OS, FieldOffset, Begin, Width, IndentLevel);
3302     } else {
3303       PrintOffset(OS, FieldOffset, IndentLevel);
3304     }
3305     OS << Field.getType().getAsString() << ' ' << Field << '\n';
3306   }
3307
3308   // Dump virtual bases.
3309   if (CXXRD && IncludeVirtualBases) {
3310     const ASTRecordLayout::VBaseOffsetsMapTy &VtorDisps = 
3311       Layout.getVBaseOffsetsMap();
3312
3313     for (const CXXBaseSpecifier &Base : CXXRD->vbases()) {
3314       assert(Base.isVirtual() && "Found non-virtual class!");
3315       const CXXRecordDecl *VBase = Base.getType()->getAsCXXRecordDecl();
3316
3317       CharUnits VBaseOffset = Offset + Layout.getVBaseClassOffset(VBase);
3318
3319       if (VtorDisps.find(VBase)->second.hasVtorDisp()) {
3320         PrintOffset(OS, VBaseOffset - CharUnits::fromQuantity(4), IndentLevel);
3321         OS << "(vtordisp for vbase " << *VBase << ")\n";
3322       }
3323
3324       DumpRecordLayout(OS, VBase, C, VBaseOffset, IndentLevel,
3325                        VBase == Layout.getPrimaryBase() ?
3326                          "(primary virtual base)" : "(virtual base)",
3327                        /*PrintSizeInfo=*/false,
3328                        /*IncludeVirtualBases=*/false);
3329     }
3330   }
3331
3332   if (!PrintSizeInfo) return;
3333
3334   PrintIndentNoOffset(OS, IndentLevel - 1);
3335   OS << "[sizeof=" << Layout.getSize().getQuantity();
3336   if (CXXRD && !isMsLayout(C))
3337     OS << ", dsize=" << Layout.getDataSize().getQuantity();
3338   OS << ", align=" << Layout.getAlignment().getQuantity();
3339
3340   if (CXXRD) {
3341     OS << ",\n";
3342     PrintIndentNoOffset(OS, IndentLevel - 1);
3343     OS << " nvsize=" << Layout.getNonVirtualSize().getQuantity();
3344     OS << ", nvalign=" << Layout.getNonVirtualAlignment().getQuantity();
3345   }
3346   OS << "]\n";
3347 }
3348
3349 void ASTContext::DumpRecordLayout(const RecordDecl *RD,
3350                                   raw_ostream &OS,
3351                                   bool Simple) const {
3352   if (!Simple) {
3353     ::DumpRecordLayout(OS, RD, *this, CharUnits(), 0, nullptr,
3354                        /*PrintSizeInfo*/true,
3355                        /*IncludeVirtualBases=*/true);
3356     return;
3357   }
3358
3359   // The "simple" format is designed to be parsed by the
3360   // layout-override testing code.  There shouldn't be any external
3361   // uses of this format --- when LLDB overrides a layout, it sets up
3362   // the data structures directly --- so feel free to adjust this as
3363   // you like as long as you also update the rudimentary parser for it
3364   // in libFrontend.
3365
3366   const ASTRecordLayout &Info = getASTRecordLayout(RD);
3367   OS << "Type: " << getTypeDeclType(RD).getAsString() << "\n";
3368   OS << "\nLayout: ";
3369   OS << "<ASTRecordLayout\n";
3370   OS << "  Size:" << toBits(Info.getSize()) << "\n";
3371   if (!isMsLayout(*this))
3372     OS << "  DataSize:" << toBits(Info.getDataSize()) << "\n";
3373   OS << "  Alignment:" << toBits(Info.getAlignment()) << "\n";
3374   OS << "  FieldOffsets: [";
3375   for (unsigned i = 0, e = Info.getFieldCount(); i != e; ++i) {
3376     if (i) OS << ", ";
3377     OS << Info.getFieldOffset(i);
3378   }
3379   OS << "]>\n";
3380 }