]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/CodeGen/CGBlocks.cpp
Merge compiler-rt trunk r321414 to contrib/compiler-rt.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / CodeGen / CGBlocks.cpp
1 //===--- CGBlocks.cpp - Emit LLVM Code for declarations ---------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This contains code to emit blocks.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "CGBlocks.h"
15 #include "CGDebugInfo.h"
16 #include "CGObjCRuntime.h"
17 #include "CGOpenCLRuntime.h"
18 #include "CodeGenFunction.h"
19 #include "CodeGenModule.h"
20 #include "ConstantEmitter.h"
21 #include "TargetInfo.h"
22 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
23 #include "clang/CodeGen/ConstantInitBuilder.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/IR/CallSite.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/Module.h"
28 #include <algorithm>
29 #include <cstdio>
30
31 using namespace clang;
32 using namespace CodeGen;
33
34 CGBlockInfo::CGBlockInfo(const BlockDecl *block, StringRef name)
35   : Name(name), CXXThisIndex(0), CanBeGlobal(false), NeedsCopyDispose(false),
36     HasCXXObject(false), UsesStret(false), HasCapturedVariableLayout(false),
37     LocalAddress(Address::invalid()), StructureType(nullptr), Block(block),
38     DominatingIP(nullptr) {
39
40   // Skip asm prefix, if any.  'name' is usually taken directly from
41   // the mangled name of the enclosing function.
42   if (!name.empty() && name[0] == '\01')
43     name = name.substr(1);
44 }
45
46 // Anchor the vtable to this translation unit.
47 BlockByrefHelpers::~BlockByrefHelpers() {}
48
49 /// Build the given block as a global block.
50 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
51                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
52                                         llvm::Constant *blockFn);
53
54 /// Build the helper function to copy a block.
55 static llvm::Constant *buildCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
56                                        const CGBlockInfo &blockInfo) {
57   return CodeGenFunction(CGM).GenerateCopyHelperFunction(blockInfo);
58 }
59
60 /// Build the helper function to dispose of a block.
61 static llvm::Constant *buildDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
62                                           const CGBlockInfo &blockInfo) {
63   return CodeGenFunction(CGM).GenerateDestroyHelperFunction(blockInfo);
64 }
65
66 /// buildBlockDescriptor - Build the block descriptor meta-data for a block.
67 /// buildBlockDescriptor is accessed from 5th field of the Block_literal
68 /// meta-data and contains stationary information about the block literal.
69 /// Its definition will have 4 (or optinally 6) words.
70 /// \code
71 /// struct Block_descriptor {
72 ///   unsigned long reserved;
73 ///   unsigned long size;  // size of Block_literal metadata in bytes.
74 ///   void *copy_func_helper_decl;  // optional copy helper.
75 ///   void *destroy_func_decl; // optioanl destructor helper.
76 ///   void *block_method_encoding_address; // @encode for block literal signature.
77 ///   void *block_layout_info; // encoding of captured block variables.
78 /// };
79 /// \endcode
80 static llvm::Constant *buildBlockDescriptor(CodeGenModule &CGM,
81                                             const CGBlockInfo &blockInfo) {
82   ASTContext &C = CGM.getContext();
83
84   llvm::IntegerType *ulong =
85     cast<llvm::IntegerType>(CGM.getTypes().ConvertType(C.UnsignedLongTy));
86   llvm::PointerType *i8p = nullptr;
87   if (CGM.getLangOpts().OpenCL)
88     i8p = 
89       llvm::Type::getInt8PtrTy(
90            CGM.getLLVMContext(), C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant));
91   else
92     i8p = CGM.VoidPtrTy;
93
94   ConstantInitBuilder builder(CGM);
95   auto elements = builder.beginStruct();
96
97   // reserved
98   elements.addInt(ulong, 0);
99
100   // Size
101   // FIXME: What is the right way to say this doesn't fit?  We should give
102   // a user diagnostic in that case.  Better fix would be to change the
103   // API to size_t.
104   elements.addInt(ulong, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
105
106   // Optional copy/dispose helpers.
107   if (blockInfo.NeedsCopyDispose) {
108     // copy_func_helper_decl
109     elements.add(buildCopyHelper(CGM, blockInfo));
110
111     // destroy_func_decl
112     elements.add(buildDisposeHelper(CGM, blockInfo));
113   }
114
115   // Signature.  Mandatory ObjC-style method descriptor @encode sequence.
116   std::string typeAtEncoding =
117     CGM.getContext().getObjCEncodingForBlock(blockInfo.getBlockExpr());
118   elements.add(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
119     CGM.GetAddrOfConstantCString(typeAtEncoding).getPointer(), i8p));
120   
121   // GC layout.
122   if (C.getLangOpts().ObjC1) {
123     if (CGM.getLangOpts().getGC() != LangOptions::NonGC)
124       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildGCBlockLayout(CGM, blockInfo));
125     else
126       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildRCBlockLayout(CGM, blockInfo));
127   }
128   else
129     elements.addNullPointer(i8p);
130
131   unsigned AddrSpace = 0;
132   if (C.getLangOpts().OpenCL)
133     AddrSpace = C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
134
135   llvm::GlobalVariable *global =
136     elements.finishAndCreateGlobal("__block_descriptor_tmp",
137                                    CGM.getPointerAlign(),
138                                    /*constant*/ true,
139                                    llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
140                                    AddrSpace);
141
142   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(global, CGM.getBlockDescriptorType());
143 }
144
145 /*
146   Purely notional variadic template describing the layout of a block.
147
148   template <class _ResultType, class... _ParamTypes, class... _CaptureTypes>
149   struct Block_literal {
150     /// Initialized to one of:
151     ///   extern void *_NSConcreteStackBlock[];
152     ///   extern void *_NSConcreteGlobalBlock[];
153     ///
154     /// In theory, we could start one off malloc'ed by setting
155     /// BLOCK_NEEDS_FREE, giving it a refcount of 1, and using
156     /// this isa:
157     ///   extern void *_NSConcreteMallocBlock[];
158     struct objc_class *isa;
159
160     /// These are the flags (with corresponding bit number) that the
161     /// compiler is actually supposed to know about.
162     ///  25. BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE - indicates that the block
163     ///   descriptor provides copy and dispose helper functions
164     ///  26. BLOCK_HAS_CXX_OBJ - indicates that there's a captured
165     ///   object with a nontrivial destructor or copy constructor
166     ///  28. BLOCK_IS_GLOBAL - indicates that the block is allocated
167     ///   as global memory
168     ///  29. BLOCK_USE_STRET - indicates that the block function
169     ///   uses stret, which objc_msgSend needs to know about
170     ///  30. BLOCK_HAS_SIGNATURE - indicates that the block has an
171     ///   @encoded signature string
172     /// And we're not supposed to manipulate these:
173     ///  24. BLOCK_NEEDS_FREE - indicates that the block has been moved
174     ///   to malloc'ed memory
175     ///  27. BLOCK_IS_GC - indicates that the block has been moved to
176     ///   to GC-allocated memory
177     /// Additionally, the bottom 16 bits are a reference count which
178     /// should be zero on the stack.
179     int flags;
180
181     /// Reserved;  should be zero-initialized.
182     int reserved;
183
184     /// Function pointer generated from block literal.
185     _ResultType (*invoke)(Block_literal *, _ParamTypes...);
186
187     /// Block description metadata generated from block literal.
188     struct Block_descriptor *block_descriptor;
189
190     /// Captured values follow.
191     _CapturesTypes captures...;
192   };
193  */
194
195 namespace {
196   /// A chunk of data that we actually have to capture in the block.
197   struct BlockLayoutChunk {
198     CharUnits Alignment;
199     CharUnits Size;
200     Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
201     const BlockDecl::Capture *Capture; // null for 'this'
202     llvm::Type *Type;
203     QualType FieldType;
204
205     BlockLayoutChunk(CharUnits align, CharUnits size,
206                      Qualifiers::ObjCLifetime lifetime,
207                      const BlockDecl::Capture *capture,
208                      llvm::Type *type, QualType fieldType)
209       : Alignment(align), Size(size), Lifetime(lifetime),
210         Capture(capture), Type(type), FieldType(fieldType) {}
211
212     /// Tell the block info that this chunk has the given field index.
213     void setIndex(CGBlockInfo &info, unsigned index, CharUnits offset) {
214       if (!Capture) {
215         info.CXXThisIndex = index;
216         info.CXXThisOffset = offset;
217       } else {
218         auto C = CGBlockInfo::Capture::makeIndex(index, offset, FieldType);
219         info.Captures.insert({Capture->getVariable(), C});
220       }
221     }
222   };
223
224   /// Order by 1) all __strong together 2) next, all byfref together 3) next,
225   /// all __weak together. Preserve descending alignment in all situations.
226   bool operator<(const BlockLayoutChunk &left, const BlockLayoutChunk &right) {
227     if (left.Alignment != right.Alignment)
228       return left.Alignment > right.Alignment;
229
230     auto getPrefOrder = [](const BlockLayoutChunk &chunk) {
231       if (chunk.Capture && chunk.Capture->isByRef())
232         return 1;
233       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Strong)
234         return 0;
235       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Weak)
236         return 2;
237       return 3;
238     };
239
240     return getPrefOrder(left) < getPrefOrder(right);
241   }
242 } // end anonymous namespace
243
244 /// Determines if the given type is safe for constant capture in C++.
245 static bool isSafeForCXXConstantCapture(QualType type) {
246   const RecordType *recordType =
247     type->getBaseElementTypeUnsafe()->getAs<RecordType>();
248
249   // Only records can be unsafe.
250   if (!recordType) return true;
251
252   const auto *record = cast<CXXRecordDecl>(recordType->getDecl());
253
254   // Maintain semantics for classes with non-trivial dtors or copy ctors.
255   if (!record->hasTrivialDestructor()) return false;
256   if (record->hasNonTrivialCopyConstructor()) return false;
257
258   // Otherwise, we just have to make sure there aren't any mutable
259   // fields that might have changed since initialization.
260   return !record->hasMutableFields();
261 }
262
263 /// It is illegal to modify a const object after initialization.
264 /// Therefore, if a const object has a constant initializer, we don't
265 /// actually need to keep storage for it in the block; we'll just
266 /// rematerialize it at the start of the block function.  This is
267 /// acceptable because we make no promises about address stability of
268 /// captured variables.
269 static llvm::Constant *tryCaptureAsConstant(CodeGenModule &CGM,
270                                             CodeGenFunction *CGF,
271                                             const VarDecl *var) {
272   // Return if this is a function parameter. We shouldn't try to
273   // rematerialize default arguments of function parameters.
274   if (isa<ParmVarDecl>(var))
275     return nullptr;
276
277   QualType type = var->getType();
278
279   // We can only do this if the variable is const.
280   if (!type.isConstQualified()) return nullptr;
281
282   // Furthermore, in C++ we have to worry about mutable fields:
283   // C++ [dcl.type.cv]p4:
284   //   Except that any class member declared mutable can be
285   //   modified, any attempt to modify a const object during its
286   //   lifetime results in undefined behavior.
287   if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus && !isSafeForCXXConstantCapture(type))
288     return nullptr;
289
290   // If the variable doesn't have any initializer (shouldn't this be
291   // invalid?), it's not clear what we should do.  Maybe capture as
292   // zero?
293   const Expr *init = var->getInit();
294   if (!init) return nullptr;
295
296   return ConstantEmitter(CGM, CGF).tryEmitAbstractForInitializer(*var);
297 }
298
299 /// Get the low bit of a nonzero character count.  This is the
300 /// alignment of the nth byte if the 0th byte is universally aligned.
301 static CharUnits getLowBit(CharUnits v) {
302   return CharUnits::fromQuantity(v.getQuantity() & (~v.getQuantity() + 1));
303 }
304
305 static void initializeForBlockHeader(CodeGenModule &CGM, CGBlockInfo &info,
306                              SmallVectorImpl<llvm::Type*> &elementTypes) {
307
308   assert(elementTypes.empty());
309   if (CGM.getLangOpts().OpenCL) {
310     // The header is basically 'struct { int; int; generic void *;
311     // custom_fields; }'. Assert that struct is packed.
312     auto GenericAS =
313         CGM.getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic);
314     auto GenPtrAlign =
315         CharUnits::fromQuantity(CGM.getTarget().getPointerAlign(GenericAS) / 8);
316     auto GenPtrSize =
317         CharUnits::fromQuantity(CGM.getTarget().getPointerWidth(GenericAS) / 8);
318     assert(CGM.getIntSize() <= GenPtrSize);
319     assert(CGM.getIntAlign() <= GenPtrAlign);
320     assert((2 * CGM.getIntSize()).isMultipleOf(GenPtrAlign));
321     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* total size */
322     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* align */
323     elementTypes.push_back(
324         CGM.getOpenCLRuntime()
325             .getGenericVoidPointerType()); /* invoke function */
326     unsigned Offset =
327         2 * CGM.getIntSize().getQuantity() + GenPtrSize.getQuantity();
328     unsigned BlockAlign = GenPtrAlign.getQuantity();
329     if (auto *Helper =
330             CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
331       for (auto I : Helper->getCustomFieldTypes()) /* custom fields */ {
332         // TargetOpenCLBlockHelp needs to make sure the struct is packed.
333         // If necessary, add padding fields to the custom fields.
334         unsigned Align = CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(I);
335         if (BlockAlign < Align)
336           BlockAlign = Align;
337         assert(Offset % Align == 0);
338         Offset += CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I);
339         elementTypes.push_back(I);
340       }
341     }
342     info.BlockAlign = CharUnits::fromQuantity(BlockAlign);
343     info.BlockSize = CharUnits::fromQuantity(Offset);
344   } else {
345     // The header is basically 'struct { void *; int; int; void *; void *; }'.
346     // Assert that that struct is packed.
347     assert(CGM.getIntSize() <= CGM.getPointerSize());
348     assert(CGM.getIntAlign() <= CGM.getPointerAlign());
349     assert((2 * CGM.getIntSize()).isMultipleOf(CGM.getPointerAlign()));
350     info.BlockAlign = CGM.getPointerAlign();
351     info.BlockSize = 3 * CGM.getPointerSize() + 2 * CGM.getIntSize();
352     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
353     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
354     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
355     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
356     elementTypes.push_back(CGM.getBlockDescriptorType());
357   }
358 }
359
360 static QualType getCaptureFieldType(const CodeGenFunction &CGF,
361                                     const BlockDecl::Capture &CI) {
362   const VarDecl *VD = CI.getVariable();
363
364   // If the variable is captured by an enclosing block or lambda expression,
365   // use the type of the capture field.
366   if (CGF.BlockInfo && CI.isNested())
367     return CGF.BlockInfo->getCapture(VD).fieldType();
368   if (auto *FD = CGF.LambdaCaptureFields.lookup(VD))
369     return FD->getType();
370   return VD->getType();
371 }
372
373 /// Compute the layout of the given block.  Attempts to lay the block
374 /// out with minimal space requirements.
375 static void computeBlockInfo(CodeGenModule &CGM, CodeGenFunction *CGF,
376                              CGBlockInfo &info) {
377   ASTContext &C = CGM.getContext();
378   const BlockDecl *block = info.getBlockDecl();
379
380   SmallVector<llvm::Type*, 8> elementTypes;
381   initializeForBlockHeader(CGM, info, elementTypes);
382   bool hasNonConstantCustomFields = false;
383   if (auto *OpenCLHelper =
384           CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper())
385     hasNonConstantCustomFields =
386         !OpenCLHelper->areAllCustomFieldValuesConstant(info);
387   if (!block->hasCaptures() && !hasNonConstantCustomFields) {
388     info.StructureType =
389       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
390     info.CanBeGlobal = true;
391     return;
392   }
393   else if (C.getLangOpts().ObjC1 &&
394            CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC)
395     info.HasCapturedVariableLayout = true;
396   
397   // Collect the layout chunks.
398   SmallVector<BlockLayoutChunk, 16> layout;
399   layout.reserve(block->capturesCXXThis() +
400                  (block->capture_end() - block->capture_begin()));
401
402   CharUnits maxFieldAlign;
403
404   // First, 'this'.
405   if (block->capturesCXXThis()) {
406     assert(CGF && CGF->CurFuncDecl && isa<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl) &&
407            "Can't capture 'this' outside a method");
408     QualType thisType = cast<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl)->getThisType(C);
409
410     // Theoretically, this could be in a different address space, so
411     // don't assume standard pointer size/align.
412     llvm::Type *llvmType = CGM.getTypes().ConvertType(thisType);
413     std::pair<CharUnits,CharUnits> tinfo
414       = CGM.getContext().getTypeInfoInChars(thisType);
415     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, tinfo.second);
416
417     layout.push_back(BlockLayoutChunk(tinfo.second, tinfo.first,
418                                       Qualifiers::OCL_None,
419                                       nullptr, llvmType, thisType));
420   }
421
422   // Next, all the block captures.
423   for (const auto &CI : block->captures()) {
424     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
425
426     if (CI.isByRef()) {
427       // We have to copy/dispose of the __block reference.
428       info.NeedsCopyDispose = true;
429
430       // Just use void* instead of a pointer to the byref type.
431       CharUnits align = CGM.getPointerAlign();
432       maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
433
434       layout.push_back(BlockLayoutChunk(align, CGM.getPointerSize(),
435                                         Qualifiers::OCL_None, &CI,
436                                         CGM.VoidPtrTy, variable->getType()));
437       continue;
438     }
439
440     // Otherwise, build a layout chunk with the size and alignment of
441     // the declaration.
442     if (llvm::Constant *constant = tryCaptureAsConstant(CGM, CGF, variable)) {
443       info.Captures[variable] = CGBlockInfo::Capture::makeConstant(constant);
444       continue;
445     }
446
447     // If we have a lifetime qualifier, honor it for capture purposes.
448     // That includes *not* copying it if it's __unsafe_unretained.
449     Qualifiers::ObjCLifetime lifetime =
450       variable->getType().getObjCLifetime();
451     if (lifetime) {
452       switch (lifetime) {
453       case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
454       case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
455       case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
456         break;
457
458       case Qualifiers::OCL_Strong:
459       case Qualifiers::OCL_Weak:
460         info.NeedsCopyDispose = true;
461       }
462
463     // Block pointers require copy/dispose.  So do Objective-C pointers.
464     } else if (variable->getType()->isObjCRetainableType()) {
465       // But honor the inert __unsafe_unretained qualifier, which doesn't
466       // actually make it into the type system.
467        if (variable->getType()->isObjCInertUnsafeUnretainedType()) {
468         lifetime = Qualifiers::OCL_ExplicitNone;
469       } else {
470         info.NeedsCopyDispose = true;
471         // used for mrr below.
472         lifetime = Qualifiers::OCL_Strong;
473       }
474
475     // So do types that require non-trivial copy construction.
476     } else if (CI.hasCopyExpr()) {
477       info.NeedsCopyDispose = true;
478       info.HasCXXObject = true;
479
480     // And so do types with destructors.
481     } else if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus) {
482       if (const CXXRecordDecl *record =
483             variable->getType()->getAsCXXRecordDecl()) {
484         if (!record->hasTrivialDestructor()) {
485           info.HasCXXObject = true;
486           info.NeedsCopyDispose = true;
487         }
488       }
489     }
490
491     QualType VT = getCaptureFieldType(*CGF, CI);
492     CharUnits size = C.getTypeSizeInChars(VT);
493     CharUnits align = C.getDeclAlign(variable);
494     
495     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
496
497     llvm::Type *llvmType =
498       CGM.getTypes().ConvertTypeForMem(VT);
499     
500     layout.push_back(
501         BlockLayoutChunk(align, size, lifetime, &CI, llvmType, VT));
502   }
503
504   // If that was everything, we're done here.
505   if (layout.empty()) {
506     info.StructureType =
507       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
508     info.CanBeGlobal = true;
509     return;
510   }
511
512   // Sort the layout by alignment.  We have to use a stable sort here
513   // to get reproducible results.  There should probably be an
514   // llvm::array_pod_stable_sort.
515   std::stable_sort(layout.begin(), layout.end());
516   
517   // Needed for blocks layout info.
518   info.BlockHeaderForcedGapOffset = info.BlockSize;
519   info.BlockHeaderForcedGapSize = CharUnits::Zero();
520   
521   CharUnits &blockSize = info.BlockSize;
522   info.BlockAlign = std::max(maxFieldAlign, info.BlockAlign);
523
524   // Assuming that the first byte in the header is maximally aligned,
525   // get the alignment of the first byte following the header.
526   CharUnits endAlign = getLowBit(blockSize);
527
528   // If the end of the header isn't satisfactorily aligned for the
529   // maximum thing, look for things that are okay with the header-end
530   // alignment, and keep appending them until we get something that's
531   // aligned right.  This algorithm is only guaranteed optimal if
532   // that condition is satisfied at some point; otherwise we can get
533   // things like:
534   //   header                 // next byte has alignment 4
535   //   something_with_size_5; // next byte has alignment 1
536   //   something_with_alignment_8;
537   // which has 7 bytes of padding, as opposed to the naive solution
538   // which might have less (?).
539   if (endAlign < maxFieldAlign) {
540     SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
541       li = layout.begin() + 1, le = layout.end();
542
543     // Look for something that the header end is already
544     // satisfactorily aligned for.
545     for (; li != le && endAlign < li->Alignment; ++li)
546       ;
547
548     // If we found something that's naturally aligned for the end of
549     // the header, keep adding things...
550     if (li != le) {
551       SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator first = li;
552       for (; li != le; ++li) {
553         assert(endAlign >= li->Alignment);
554
555         li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
556         elementTypes.push_back(li->Type);
557         blockSize += li->Size;
558         endAlign = getLowBit(blockSize);
559
560         // ...until we get to the alignment of the maximum field.
561         if (endAlign >= maxFieldAlign) {
562           break;
563         }
564       }
565       // Don't re-append everything we just appended.
566       layout.erase(first, li);
567     }
568   }
569
570   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
571   
572   // At this point, we just have to add padding if the end align still
573   // isn't aligned right.
574   if (endAlign < maxFieldAlign) {
575     CharUnits newBlockSize = blockSize.alignTo(maxFieldAlign);
576     CharUnits padding = newBlockSize - blockSize;
577
578     // If we haven't yet added any fields, remember that there was an
579     // initial gap; this need to go into the block layout bit map.
580     if (blockSize == info.BlockHeaderForcedGapOffset) {
581       info.BlockHeaderForcedGapSize = padding;
582     }
583
584     elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
585                                                 padding.getQuantity()));
586     blockSize = newBlockSize;
587     endAlign = getLowBit(blockSize); // might be > maxFieldAlign
588   }
589
590   assert(endAlign >= maxFieldAlign);
591   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
592   // Slam everything else on now.  This works because they have
593   // strictly decreasing alignment and we expect that size is always a
594   // multiple of alignment.
595   for (SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
596          li = layout.begin(), le = layout.end(); li != le; ++li) {
597     if (endAlign < li->Alignment) {
598       // size may not be multiple of alignment. This can only happen with
599       // an over-aligned variable. We will be adding a padding field to
600       // make the size be multiple of alignment.
601       CharUnits padding = li->Alignment - endAlign;
602       elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
603                                                   padding.getQuantity()));
604       blockSize += padding;
605       endAlign = getLowBit(blockSize);
606     }
607     assert(endAlign >= li->Alignment);
608     li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
609     elementTypes.push_back(li->Type);
610     blockSize += li->Size;
611     endAlign = getLowBit(blockSize);
612   }
613
614   info.StructureType =
615     llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
616 }
617
618 /// Enter the scope of a block.  This should be run at the entrance to
619 /// a full-expression so that the block's cleanups are pushed at the
620 /// right place in the stack.
621 static void enterBlockScope(CodeGenFunction &CGF, BlockDecl *block) {
622   assert(CGF.HaveInsertPoint());
623
624   // Allocate the block info and place it at the head of the list.
625   CGBlockInfo &blockInfo =
626     *new CGBlockInfo(block, CGF.CurFn->getName());
627   blockInfo.NextBlockInfo = CGF.FirstBlockInfo;
628   CGF.FirstBlockInfo = &blockInfo;
629
630   // Compute information about the layout, etc., of this block,
631   // pushing cleanups as necessary.
632   computeBlockInfo(CGF.CGM, &CGF, blockInfo);
633
634   // Nothing else to do if it can be global.
635   if (blockInfo.CanBeGlobal) return;
636
637   // Make the allocation for the block.
638   blockInfo.LocalAddress = CGF.CreateTempAlloca(blockInfo.StructureType,
639                                                 blockInfo.BlockAlign, "block");
640
641   // If there are cleanups to emit, enter them (but inactive).
642   if (!blockInfo.NeedsCopyDispose) return;
643
644   // Walk through the captures (in order) and find the ones not
645   // captured by constant.
646   for (const auto &CI : block->captures()) {
647     // Ignore __block captures; there's nothing special in the
648     // on-stack block that we need to do for them.
649     if (CI.isByRef()) continue;
650
651     // Ignore variables that are constant-captured.
652     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
653     CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
654     if (capture.isConstant()) continue;
655
656     // Ignore objects that aren't destructed.
657     QualType VT = getCaptureFieldType(CGF, CI);
658     QualType::DestructionKind dtorKind = VT.isDestructedType();
659     if (dtorKind == QualType::DK_none) continue;
660
661     CodeGenFunction::Destroyer *destroyer;
662
663     // Block captures count as local values and have imprecise semantics.
664     // They also can't be arrays, so need to worry about that.
665     //
666     // For const-qualified captures, emit clang.arc.use to ensure the captured
667     // object doesn't get released while we are still depending on its validity
668     // within the block.
669     if (VT.isConstQualified() &&
670         VT.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
671         CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
672       assert(CGF.CGM.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
673              "expected ObjC ARC to be enabled");
674       destroyer = CodeGenFunction::emitARCIntrinsicUse;
675     } else if (dtorKind == QualType::DK_objc_strong_lifetime) {
676       destroyer = CodeGenFunction::destroyARCStrongImprecise;
677     } else {
678       destroyer = CGF.getDestroyer(dtorKind);
679     }
680
681     // GEP down to the address.
682     Address addr = CGF.Builder.CreateStructGEP(blockInfo.LocalAddress,
683                                                capture.getIndex(),
684                                                capture.getOffset());
685
686     // We can use that GEP as the dominating IP.
687     if (!blockInfo.DominatingIP)
688       blockInfo.DominatingIP = cast<llvm::Instruction>(addr.getPointer());
689
690     CleanupKind cleanupKind = InactiveNormalCleanup;
691     bool useArrayEHCleanup = CGF.needsEHCleanup(dtorKind);
692     if (useArrayEHCleanup) 
693       cleanupKind = InactiveNormalAndEHCleanup;
694
695     CGF.pushDestroy(cleanupKind, addr, VT,
696                     destroyer, useArrayEHCleanup);
697
698     // Remember where that cleanup was.
699     capture.setCleanup(CGF.EHStack.stable_begin());
700   }
701 }
702
703 /// Enter a full-expression with a non-trivial number of objects to
704 /// clean up.  This is in this file because, at the moment, the only
705 /// kind of cleanup object is a BlockDecl*.
706 void CodeGenFunction::enterNonTrivialFullExpression(const ExprWithCleanups *E) {
707   assert(E->getNumObjects() != 0);
708   ArrayRef<ExprWithCleanups::CleanupObject> cleanups = E->getObjects();
709   for (ArrayRef<ExprWithCleanups::CleanupObject>::iterator
710          i = cleanups.begin(), e = cleanups.end(); i != e; ++i) {
711     enterBlockScope(*this, *i);
712   }
713 }
714
715 /// Find the layout for the given block in a linked list and remove it.
716 static CGBlockInfo *findAndRemoveBlockInfo(CGBlockInfo **head,
717                                            const BlockDecl *block) {
718   while (true) {
719     assert(head && *head);
720     CGBlockInfo *cur = *head;
721
722     // If this is the block we're looking for, splice it out of the list.
723     if (cur->getBlockDecl() == block) {
724       *head = cur->NextBlockInfo;
725       return cur;
726     }
727
728     head = &cur->NextBlockInfo;
729   }
730 }
731
732 /// Destroy a chain of block layouts.
733 void CodeGenFunction::destroyBlockInfos(CGBlockInfo *head) {
734   assert(head && "destroying an empty chain");
735   do {
736     CGBlockInfo *cur = head;
737     head = cur->NextBlockInfo;
738     delete cur;
739   } while (head != nullptr);
740 }
741
742 /// Emit a block literal expression in the current function.
743 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const BlockExpr *blockExpr,
744                                                llvm::Function **InvokeF) {
745   // If the block has no captures, we won't have a pre-computed
746   // layout for it.
747   if (!blockExpr->getBlockDecl()->hasCaptures()) {
748     // The block literal is emitted as a global variable, and the block invoke
749     // function has to be extracted from its initializer.
750     if (llvm::Constant *Block = CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockExpr)) {
751       if (InvokeF) {
752         auto *GV = cast<llvm::GlobalVariable>(
753             cast<llvm::Constant>(Block)->stripPointerCasts());
754         auto *BlockInit = cast<llvm::ConstantStruct>(GV->getInitializer());
755         *InvokeF = cast<llvm::Function>(
756             BlockInit->getAggregateElement(2)->stripPointerCasts());
757       }
758       return Block;
759     }
760     CGBlockInfo blockInfo(blockExpr->getBlockDecl(), CurFn->getName());
761     computeBlockInfo(CGM, this, blockInfo);
762     blockInfo.BlockExpression = blockExpr;
763     return EmitBlockLiteral(blockInfo, InvokeF);
764   }
765
766   // Find the block info for this block and take ownership of it.
767   std::unique_ptr<CGBlockInfo> blockInfo;
768   blockInfo.reset(findAndRemoveBlockInfo(&FirstBlockInfo,
769                                          blockExpr->getBlockDecl()));
770
771   blockInfo->BlockExpression = blockExpr;
772   return EmitBlockLiteral(*blockInfo, InvokeF);
773 }
774
775 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const CGBlockInfo &blockInfo,
776                                                llvm::Function **InvokeF) {
777   bool IsOpenCL = CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL;
778   auto GenVoidPtrTy =
779       IsOpenCL ? CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType() : VoidPtrTy;
780   LangAS GenVoidPtrAddr = IsOpenCL ? LangAS::opencl_generic : LangAS::Default;
781   auto GenVoidPtrSize = CharUnits::fromQuantity(
782       CGM.getTarget().getPointerWidth(
783           CGM.getContext().getTargetAddressSpace(GenVoidPtrAddr)) /
784       8);
785   // Using the computed layout, generate the actual block function.
786   bool isLambdaConv = blockInfo.getBlockDecl()->isConversionFromLambda();
787   CodeGenFunction BlockCGF{CGM, true};
788   BlockCGF.SanOpts = SanOpts;
789   auto *InvokeFn = BlockCGF.GenerateBlockFunction(
790       CurGD, blockInfo, LocalDeclMap, isLambdaConv, blockInfo.CanBeGlobal);
791   if (InvokeF)
792     *InvokeF = InvokeFn;
793   auto *blockFn = llvm::ConstantExpr::getPointerCast(InvokeFn, GenVoidPtrTy);
794
795   // If there is nothing to capture, we can emit this as a global block.
796   if (blockInfo.CanBeGlobal)
797     return CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression);
798
799   // Otherwise, we have to emit this as a local block.
800
801   Address blockAddr = blockInfo.LocalAddress;
802   assert(blockAddr.isValid() && "block has no address!");
803
804   llvm::Constant *isa;
805   llvm::Constant *descriptor;
806   BlockFlags flags;
807   if (!IsOpenCL) {
808     isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(CGM.getNSConcreteStackBlock(),
809                                          VoidPtrTy);
810
811     // Build the block descriptor.
812     descriptor = buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo);
813
814     // Compute the initial on-stack block flags.
815     flags = BLOCK_HAS_SIGNATURE;
816     if (blockInfo.HasCapturedVariableLayout)
817       flags |= BLOCK_HAS_EXTENDED_LAYOUT;
818     if (blockInfo.NeedsCopyDispose)
819       flags |= BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE;
820     if (blockInfo.HasCXXObject)
821       flags |= BLOCK_HAS_CXX_OBJ;
822     if (blockInfo.UsesStret)
823       flags |= BLOCK_USE_STRET;
824   }
825
826   auto projectField =
827     [&](unsigned index, CharUnits offset, const Twine &name) -> Address {
828       return Builder.CreateStructGEP(blockAddr, index, offset, name);
829     };
830   auto storeField =
831     [&](llvm::Value *value, unsigned index, CharUnits offset,
832         const Twine &name) {
833       Builder.CreateStore(value, projectField(index, offset, name));
834     };
835
836   // Initialize the block header.
837   {
838     // We assume all the header fields are densely packed.
839     unsigned index = 0;
840     CharUnits offset;
841     auto addHeaderField =
842       [&](llvm::Value *value, CharUnits size, const Twine &name) {
843         storeField(value, index, offset, name);
844         offset += size;
845         index++;
846       };
847
848     if (!IsOpenCL) {
849       addHeaderField(isa, getPointerSize(), "block.isa");
850       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
851                      getIntSize(), "block.flags");
852       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 0), getIntSize(),
853                      "block.reserved");
854     } else {
855       addHeaderField(
856           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity()),
857           getIntSize(), "block.size");
858       addHeaderField(
859           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity()),
860           getIntSize(), "block.align");
861     }
862     addHeaderField(blockFn, GenVoidPtrSize, "block.invoke");
863     if (!IsOpenCL)
864       addHeaderField(descriptor, getPointerSize(), "block.descriptor");
865     else if (auto *Helper =
866                  CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
867       for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(*this, blockInfo)) {
868         addHeaderField(
869             I.first,
870             CharUnits::fromQuantity(
871                 CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I.first->getType())),
872             I.second);
873       }
874     }
875   }
876
877   // Finally, capture all the values into the block.
878   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
879
880   // First, 'this'.
881   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
882     Address addr = projectField(blockInfo.CXXThisIndex, blockInfo.CXXThisOffset,
883                                 "block.captured-this.addr");
884     Builder.CreateStore(LoadCXXThis(), addr);
885   }
886
887   // Next, captured variables.
888   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
889     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
890     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
891
892     // Ignore constant captures.
893     if (capture.isConstant()) continue;
894
895     QualType type = capture.fieldType();
896
897     // This will be a [[type]]*, except that a byref entry will just be
898     // an i8**.
899     Address blockField =
900       projectField(capture.getIndex(), capture.getOffset(), "block.captured");
901
902     // Compute the address of the thing we're going to move into the
903     // block literal.
904     Address src = Address::invalid();
905
906     if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
907       // The lambda capture in a lambda's conversion-to-block-pointer is
908       // special; we'll simply emit it directly.
909       src = Address::invalid();
910     } else if (CI.isByRef()) {
911       if (BlockInfo && CI.isNested()) {
912         // We need to use the capture from the enclosing block.
913         const CGBlockInfo::Capture &enclosingCapture =
914             BlockInfo->getCapture(variable);
915
916         // This is a [[type]]*, except that a byref entry wil just be an i8**.
917         src = Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(),
918                                       enclosingCapture.getIndex(),
919                                       enclosingCapture.getOffset(),
920                                       "block.capture.addr");
921       } else {
922         auto I = LocalDeclMap.find(variable);
923         assert(I != LocalDeclMap.end());
924         src = I->second;
925       }
926     } else {
927       DeclRefExpr declRef(const_cast<VarDecl *>(variable),
928                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
929                           type.getNonReferenceType(), VK_LValue,
930                           SourceLocation());
931       src = EmitDeclRefLValue(&declRef).getAddress();
932     };
933
934     // For byrefs, we just write the pointer to the byref struct into
935     // the block field.  There's no need to chase the forwarding
936     // pointer at this point, since we're building something that will
937     // live a shorter life than the stack byref anyway.
938     if (CI.isByRef()) {
939       // Get a void* that points to the byref struct.
940       llvm::Value *byrefPointer;
941       if (CI.isNested())
942         byrefPointer = Builder.CreateLoad(src, "byref.capture");
943       else
944         byrefPointer = Builder.CreateBitCast(src.getPointer(), VoidPtrTy);
945
946       // Write that void* into the capture field.
947       Builder.CreateStore(byrefPointer, blockField);
948
949     // If we have a copy constructor, evaluate that into the block field.
950     } else if (const Expr *copyExpr = CI.getCopyExpr()) {
951       if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
952         // If we have a lambda conversion, emit the expression
953         // directly into the block instead.
954         AggValueSlot Slot =
955             AggValueSlot::forAddr(blockField, Qualifiers(),
956                                   AggValueSlot::IsDestructed,
957                                   AggValueSlot::DoesNotNeedGCBarriers,
958                                   AggValueSlot::IsNotAliased);
959         EmitAggExpr(copyExpr, Slot);
960       } else {
961         EmitSynthesizedCXXCopyCtor(blockField, src, copyExpr);
962       }
963
964     // If it's a reference variable, copy the reference into the block field.
965     } else if (type->isReferenceType()) {
966       Builder.CreateStore(src.getPointer(), blockField);
967
968     // If type is const-qualified, copy the value into the block field.
969     } else if (type.isConstQualified() &&
970                type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
971                CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
972       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "captured");
973       Builder.CreateStore(value, blockField);
974
975     // If this is an ARC __strong block-pointer variable, don't do a
976     // block copy.
977     //
978     // TODO: this can be generalized into the normal initialization logic:
979     // we should never need to do a block-copy when initializing a local
980     // variable, because the local variable's lifetime should be strictly
981     // contained within the stack block's.
982     } else if (type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
983                type->isBlockPointerType()) {
984       // Load the block and do a simple retain.
985       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "block.captured_block");
986       value = EmitARCRetainNonBlock(value);
987
988       // Do a primitive store to the block field.
989       Builder.CreateStore(value, blockField);
990
991     // Otherwise, fake up a POD copy into the block field.
992     } else {
993       // Fake up a new variable so that EmitScalarInit doesn't think
994       // we're referring to the variable in its own initializer.
995       ImplicitParamDecl BlockFieldPseudoVar(getContext(), type,
996                                             ImplicitParamDecl::Other);
997
998       // We use one of these or the other depending on whether the
999       // reference is nested.
1000       DeclRefExpr declRef(const_cast<VarDecl *>(variable),
1001                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
1002                           type, VK_LValue, SourceLocation());
1003
1004       ImplicitCastExpr l2r(ImplicitCastExpr::OnStack, type, CK_LValueToRValue,
1005                            &declRef, VK_RValue);
1006       // FIXME: Pass a specific location for the expr init so that the store is
1007       // attributed to a reasonable location - otherwise it may be attributed to
1008       // locations of subexpressions in the initialization.
1009       EmitExprAsInit(&l2r, &BlockFieldPseudoVar,
1010                      MakeAddrLValue(blockField, type, AlignmentSource::Decl),
1011                      /*captured by init*/ false);
1012     }
1013
1014     // Activate the cleanup if layout pushed one.
1015     if (!CI.isByRef()) {
1016       EHScopeStack::stable_iterator cleanup = capture.getCleanup();
1017       if (cleanup.isValid())
1018         ActivateCleanupBlock(cleanup, blockInfo.DominatingIP);
1019     }
1020   }
1021
1022   // Cast to the converted block-pointer type, which happens (somewhat
1023   // unfortunately) to be a pointer to function type.
1024   llvm::Value *result = Builder.CreatePointerCast(
1025       blockAddr.getPointer(), ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType()));
1026
1027   return result;
1028 }
1029
1030
1031 llvm::Type *CodeGenModule::getBlockDescriptorType() {
1032   if (BlockDescriptorType)
1033     return BlockDescriptorType;
1034
1035   llvm::Type *UnsignedLongTy =
1036     getTypes().ConvertType(getContext().UnsignedLongTy);
1037
1038   // struct __block_descriptor {
1039   //   unsigned long reserved;
1040   //   unsigned long block_size;
1041   //
1042   //   // later, the following will be added
1043   //
1044   //   struct {
1045   //     void (*copyHelper)();
1046   //     void (*copyHelper)();
1047   //   } helpers;                // !!! optional
1048   //
1049   //   const char *signature;   // the block signature
1050   //   const char *layout;      // reserved
1051   // };
1052   BlockDescriptorType = llvm::StructType::create(
1053       "struct.__block_descriptor", UnsignedLongTy, UnsignedLongTy);
1054
1055   // Now form a pointer to that.
1056   unsigned AddrSpace = 0;
1057   if (getLangOpts().OpenCL)
1058     AddrSpace = getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
1059   BlockDescriptorType = llvm::PointerType::get(BlockDescriptorType, AddrSpace);
1060   return BlockDescriptorType;
1061 }
1062
1063 llvm::Type *CodeGenModule::getGenericBlockLiteralType() {
1064   if (GenericBlockLiteralType)
1065     return GenericBlockLiteralType;
1066
1067   llvm::Type *BlockDescPtrTy = getBlockDescriptorType();
1068
1069   if (getLangOpts().OpenCL) {
1070     // struct __opencl_block_literal_generic {
1071     //   int __size;
1072     //   int __align;
1073     //   __generic void *__invoke;
1074     //   /* custom fields */
1075     // };
1076     SmallVector<llvm::Type *, 8> StructFields(
1077         {IntTy, IntTy, getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType()});
1078     if (auto *Helper = getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1079       for (auto I : Helper->getCustomFieldTypes())
1080         StructFields.push_back(I);
1081     }
1082     GenericBlockLiteralType = llvm::StructType::create(
1083         StructFields, "struct.__opencl_block_literal_generic");
1084   } else {
1085     // struct __block_literal_generic {
1086     //   void *__isa;
1087     //   int __flags;
1088     //   int __reserved;
1089     //   void (*__invoke)(void *);
1090     //   struct __block_descriptor *__descriptor;
1091     // };
1092     GenericBlockLiteralType =
1093         llvm::StructType::create("struct.__block_literal_generic", VoidPtrTy,
1094                                  IntTy, IntTy, VoidPtrTy, BlockDescPtrTy);
1095   }
1096
1097   return GenericBlockLiteralType;
1098 }
1099
1100 RValue CodeGenFunction::EmitBlockCallExpr(const CallExpr *E,
1101                                           ReturnValueSlot ReturnValue) {
1102   const BlockPointerType *BPT =
1103     E->getCallee()->getType()->getAs<BlockPointerType>();
1104
1105   llvm::Value *BlockPtr = EmitScalarExpr(E->getCallee());
1106
1107   // Get a pointer to the generic block literal.
1108   // For OpenCL we generate generic AS void ptr to be able to reuse the same
1109   // block definition for blocks with captures generated as private AS local
1110   // variables and without captures generated as global AS program scope
1111   // variables.
1112   unsigned AddrSpace = 0;
1113   if (getLangOpts().OpenCL)
1114     AddrSpace = getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic);
1115
1116   llvm::Type *BlockLiteralTy =
1117       llvm::PointerType::get(CGM.getGenericBlockLiteralType(), AddrSpace);
1118
1119   // Bitcast the callee to a block literal.
1120   BlockPtr =
1121       Builder.CreatePointerCast(BlockPtr, BlockLiteralTy, "block.literal");
1122
1123   // Get the function pointer from the literal.
1124   llvm::Value *FuncPtr =
1125       Builder.CreateStructGEP(CGM.getGenericBlockLiteralType(), BlockPtr,
1126                               CGM.getLangOpts().OpenCL ? 2 : 3);
1127
1128   // Add the block literal.
1129   CallArgList Args;
1130
1131   QualType VoidPtrQualTy = getContext().VoidPtrTy;
1132   llvm::Type *GenericVoidPtrTy = VoidPtrTy;
1133   if (getLangOpts().OpenCL) {
1134     GenericVoidPtrTy = CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType();
1135     VoidPtrQualTy =
1136         getContext().getPointerType(getContext().getAddrSpaceQualType(
1137             getContext().VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1138   }
1139
1140   BlockPtr = Builder.CreatePointerCast(BlockPtr, GenericVoidPtrTy);
1141   Args.add(RValue::get(BlockPtr), VoidPtrQualTy);
1142
1143   QualType FnType = BPT->getPointeeType();
1144
1145   // And the rest of the arguments.
1146   EmitCallArgs(Args, FnType->getAs<FunctionProtoType>(), E->arguments());
1147
1148   // Load the function.
1149   llvm::Value *Func = Builder.CreateAlignedLoad(FuncPtr, getPointerAlign());
1150
1151   const FunctionType *FuncTy = FnType->castAs<FunctionType>();
1152   const CGFunctionInfo &FnInfo =
1153     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionCall(Args, FuncTy);
1154
1155   // Cast the function pointer to the right type.
1156   llvm::Type *BlockFTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FnInfo);
1157
1158   llvm::Type *BlockFTyPtr = llvm::PointerType::getUnqual(BlockFTy);
1159   Func = Builder.CreatePointerCast(Func, BlockFTyPtr);
1160
1161   // Prepare the callee.
1162   CGCallee Callee(CGCalleeInfo(), Func);
1163
1164   // And call the block.
1165   return EmitCall(FnInfo, Callee, ReturnValue, Args);
1166 }
1167
1168 Address CodeGenFunction::GetAddrOfBlockDecl(const VarDecl *variable,
1169                                             bool isByRef) {
1170   assert(BlockInfo && "evaluating block ref without block information?");
1171   const CGBlockInfo::Capture &capture = BlockInfo->getCapture(variable);
1172
1173   // Handle constant captures.
1174   if (capture.isConstant()) return LocalDeclMap.find(variable)->second;
1175
1176   Address addr =
1177     Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(), capture.getIndex(),
1178                             capture.getOffset(), "block.capture.addr");
1179
1180   if (isByRef) {
1181     // addr should be a void** right now.  Load, then cast the result
1182     // to byref*.
1183
1184     auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(variable);
1185     addr = Address(Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
1186
1187     auto byrefPointerType = llvm::PointerType::get(byrefInfo.Type, 0);
1188     addr = Builder.CreateBitCast(addr, byrefPointerType, "byref.addr");
1189
1190     addr = emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, /*follow*/ true,
1191                                  variable->getName());
1192   }
1193
1194   if (capture.fieldType()->isReferenceType())
1195     addr = EmitLoadOfReference(MakeAddrLValue(addr, capture.fieldType()));
1196
1197   return addr;
1198 }
1199
1200 void CodeGenModule::setAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1201                                          llvm::Constant *Addr) {
1202   bool Ok = EmittedGlobalBlocks.insert(std::make_pair(BE, Addr)).second;
1203   (void)Ok;
1204   assert(Ok && "Trying to replace an already-existing global block!");
1205 }
1206
1207 llvm::Constant *
1208 CodeGenModule::GetAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1209                                     StringRef Name) {
1210   if (llvm::Constant *Block = getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE))
1211     return Block;
1212
1213   CGBlockInfo blockInfo(BE->getBlockDecl(), Name);
1214   blockInfo.BlockExpression = BE;
1215
1216   // Compute information about the layout, etc., of this block.
1217   computeBlockInfo(*this, nullptr, blockInfo);
1218
1219   // Using that metadata, generate the actual block function.
1220   {
1221     CodeGenFunction::DeclMapTy LocalDeclMap;
1222     CodeGenFunction(*this).GenerateBlockFunction(
1223         GlobalDecl(), blockInfo, LocalDeclMap,
1224         /*IsLambdaConversionToBlock*/ false, /*BuildGlobalBlock*/ true);
1225   }
1226
1227   return getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE);
1228 }
1229
1230 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
1231                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
1232                                         llvm::Constant *blockFn) {
1233   assert(blockInfo.CanBeGlobal);
1234   // Callers should detect this case on their own: calling this function
1235   // generally requires computing layout information, which is a waste of time
1236   // if we've already emitted this block.
1237   assert(!CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression) &&
1238          "Refusing to re-emit a global block.");
1239
1240   // Generate the constants for the block literal initializer.
1241   ConstantInitBuilder builder(CGM);
1242   auto fields = builder.beginStruct();
1243
1244   bool IsOpenCL = CGM.getLangOpts().OpenCL;
1245   if (!IsOpenCL) {
1246     // isa
1247     fields.add(CGM.getNSConcreteGlobalBlock());
1248
1249     // __flags
1250     BlockFlags flags = BLOCK_IS_GLOBAL | BLOCK_HAS_SIGNATURE;
1251     if (blockInfo.UsesStret)
1252       flags |= BLOCK_USE_STRET;
1253
1254     fields.addInt(CGM.IntTy, flags.getBitMask());
1255
1256     // Reserved
1257     fields.addInt(CGM.IntTy, 0);
1258   } else {
1259     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
1260     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity());
1261   }
1262
1263   // Function
1264   fields.add(blockFn);
1265
1266   if (!IsOpenCL) {
1267     // Descriptor
1268     fields.add(buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo));
1269   } else if (auto *Helper =
1270                  CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1271     for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(CGM, blockInfo)) {
1272       fields.add(I);
1273     }
1274   }
1275
1276   unsigned AddrSpace = 0;
1277   if (CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL)
1278     AddrSpace = CGM.getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_global);
1279
1280   llvm::Constant *literal = fields.finishAndCreateGlobal(
1281       "__block_literal_global", blockInfo.BlockAlign,
1282       /*constant*/ true, llvm::GlobalVariable::InternalLinkage, AddrSpace);
1283
1284   // Return a constant of the appropriately-casted type.
1285   llvm::Type *RequiredType =
1286     CGM.getTypes().ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType());
1287   llvm::Constant *Result =
1288       llvm::ConstantExpr::getPointerCast(literal, RequiredType);
1289   CGM.setAddrOfGlobalBlock(blockInfo.BlockExpression, Result);
1290   return Result;
1291 }
1292
1293 void CodeGenFunction::setBlockContextParameter(const ImplicitParamDecl *D,
1294                                                unsigned argNum,
1295                                                llvm::Value *arg) {
1296   assert(BlockInfo && "not emitting prologue of block invocation function?!");
1297
1298   // Allocate a stack slot like for any local variable to guarantee optimal
1299   // debug info at -O0. The mem2reg pass will eliminate it when optimizing.
1300   Address alloc = CreateMemTemp(D->getType(), D->getName() + ".addr");
1301   Builder.CreateStore(arg, alloc);
1302   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1303     if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1304         codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1305       DI->setLocation(D->getLocation());
1306       DI->EmitDeclareOfBlockLiteralArgVariable(
1307           *BlockInfo, D->getName(), argNum,
1308           cast<llvm::AllocaInst>(alloc.getPointer()), Builder);
1309     }
1310   }
1311
1312   SourceLocation StartLoc = BlockInfo->getBlockExpr()->getBody()->getLocStart();
1313   ApplyDebugLocation Scope(*this, StartLoc);
1314
1315   // Instead of messing around with LocalDeclMap, just set the value
1316   // directly as BlockPointer.
1317   BlockPointer = Builder.CreatePointerCast(
1318       arg,
1319       BlockInfo->StructureType->getPointerTo(
1320           getContext().getLangOpts().OpenCL
1321               ? getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic)
1322               : 0),
1323       "block");
1324 }
1325
1326 Address CodeGenFunction::LoadBlockStruct() {
1327   assert(BlockInfo && "not in a block invocation function!");
1328   assert(BlockPointer && "no block pointer set!");
1329   return Address(BlockPointer, BlockInfo->BlockAlign);
1330 }
1331
1332 llvm::Function *
1333 CodeGenFunction::GenerateBlockFunction(GlobalDecl GD,
1334                                        const CGBlockInfo &blockInfo,
1335                                        const DeclMapTy &ldm,
1336                                        bool IsLambdaConversionToBlock,
1337                                        bool BuildGlobalBlock) {
1338   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
1339
1340   CurGD = GD;
1341
1342   CurEHLocation = blockInfo.getBlockExpr()->getLocEnd();
1343   
1344   BlockInfo = &blockInfo;
1345
1346   // Arrange for local static and local extern declarations to appear
1347   // to be local to this function as well, in case they're directly
1348   // referenced in a block.
1349   for (DeclMapTy::const_iterator i = ldm.begin(), e = ldm.end(); i != e; ++i) {
1350     const auto *var = dyn_cast<VarDecl>(i->first);
1351     if (var && !var->hasLocalStorage())
1352       setAddrOfLocalVar(var, i->second);
1353   }
1354
1355   // Begin building the function declaration.
1356
1357   // Build the argument list.
1358   FunctionArgList args;
1359
1360   // The first argument is the block pointer.  Just take it as a void*
1361   // and cast it later.
1362   QualType selfTy = getContext().VoidPtrTy;
1363
1364   // For OpenCL passed block pointer can be private AS local variable or
1365   // global AS program scope variable (for the case with and without captures).
1366   // Generic AS is used therefore to be able to accommodate both private and
1367   // generic AS in one implementation.
1368   if (getLangOpts().OpenCL)
1369     selfTy = getContext().getPointerType(getContext().getAddrSpaceQualType(
1370         getContext().VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1371
1372   IdentifierInfo *II = &CGM.getContext().Idents.get(".block_descriptor");
1373
1374   ImplicitParamDecl SelfDecl(getContext(), const_cast<BlockDecl *>(blockDecl),
1375                              SourceLocation(), II, selfTy,
1376                              ImplicitParamDecl::ObjCSelf);
1377   args.push_back(&SelfDecl);
1378
1379   // Now add the rest of the parameters.
1380   args.append(blockDecl->param_begin(), blockDecl->param_end());
1381
1382   // Create the function declaration.
1383   const FunctionProtoType *fnType = blockInfo.getBlockExpr()->getFunctionType();
1384   const CGFunctionInfo &fnInfo =
1385     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionDeclaration(fnType, args);
1386   if (CGM.ReturnSlotInterferesWithArgs(fnInfo))
1387     blockInfo.UsesStret = true;
1388
1389   llvm::FunctionType *fnLLVMType = CGM.getTypes().GetFunctionType(fnInfo);
1390
1391   StringRef name = CGM.getBlockMangledName(GD, blockDecl);
1392   llvm::Function *fn = llvm::Function::Create(
1393       fnLLVMType, llvm::GlobalValue::InternalLinkage, name, &CGM.getModule());
1394   CGM.SetInternalFunctionAttributes(blockDecl, fn, fnInfo);
1395
1396   if (BuildGlobalBlock) {
1397     auto GenVoidPtrTy = getContext().getLangOpts().OpenCL
1398                             ? CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType()
1399                             : VoidPtrTy;
1400     buildGlobalBlock(CGM, blockInfo,
1401                      llvm::ConstantExpr::getPointerCast(fn, GenVoidPtrTy));
1402   }
1403
1404   // Begin generating the function.
1405   StartFunction(blockDecl, fnType->getReturnType(), fn, fnInfo, args,
1406                 blockDecl->getLocation(),
1407                 blockInfo.getBlockExpr()->getBody()->getLocStart());
1408
1409   // Okay.  Undo some of what StartFunction did.
1410
1411   // At -O0 we generate an explicit alloca for the BlockPointer, so the RA
1412   // won't delete the dbg.declare intrinsics for captured variables.
1413   llvm::Value *BlockPointerDbgLoc = BlockPointer;
1414   if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1415     // Allocate a stack slot for it, so we can point the debugger to it
1416     Address Alloca = CreateTempAlloca(BlockPointer->getType(),
1417                                       getPointerAlign(),
1418                                       "block.addr");
1419     // Set the DebugLocation to empty, so the store is recognized as a
1420     // frame setup instruction by llvm::DwarfDebug::beginFunction().
1421     auto NL = ApplyDebugLocation::CreateEmpty(*this);
1422     Builder.CreateStore(BlockPointer, Alloca);
1423     BlockPointerDbgLoc = Alloca.getPointer();
1424   }
1425
1426   // If we have a C++ 'this' reference, go ahead and force it into
1427   // existence now.
1428   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
1429     Address addr =
1430       Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(), blockInfo.CXXThisIndex,
1431                               blockInfo.CXXThisOffset, "block.captured-this");
1432     CXXThisValue = Builder.CreateLoad(addr, "this");
1433   }
1434
1435   // Also force all the constant captures.
1436   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1437     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1438     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1439     if (!capture.isConstant()) continue;
1440
1441     CharUnits align = getContext().getDeclAlign(variable);
1442     Address alloca =
1443       CreateMemTemp(variable->getType(), align, "block.captured-const");
1444
1445     Builder.CreateStore(capture.getConstant(), alloca);
1446
1447     setAddrOfLocalVar(variable, alloca);
1448   }
1449
1450   // Save a spot to insert the debug information for all the DeclRefExprs.
1451   llvm::BasicBlock *entry = Builder.GetInsertBlock();
1452   llvm::BasicBlock::iterator entry_ptr = Builder.GetInsertPoint();
1453   --entry_ptr;
1454
1455   if (IsLambdaConversionToBlock)
1456     EmitLambdaBlockInvokeBody();
1457   else {
1458     PGO.assignRegionCounters(GlobalDecl(blockDecl), fn);
1459     incrementProfileCounter(blockDecl->getBody());
1460     EmitStmt(blockDecl->getBody());
1461   }
1462
1463   // Remember where we were...
1464   llvm::BasicBlock *resume = Builder.GetInsertBlock();
1465
1466   // Go back to the entry.
1467   ++entry_ptr;
1468   Builder.SetInsertPoint(entry, entry_ptr);
1469
1470   // Emit debug information for all the DeclRefExprs.
1471   // FIXME: also for 'this'
1472   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1473     for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1474       const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1475       DI->EmitLocation(Builder, variable->getLocation());
1476
1477       if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1478           codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1479         const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1480         if (capture.isConstant()) {
1481           auto addr = LocalDeclMap.find(variable)->second;
1482           DI->EmitDeclareOfAutoVariable(variable, addr.getPointer(),
1483                                         Builder);
1484           continue;
1485         }
1486
1487         DI->EmitDeclareOfBlockDeclRefVariable(
1488             variable, BlockPointerDbgLoc, Builder, blockInfo,
1489             entry_ptr == entry->end() ? nullptr : &*entry_ptr);
1490       }
1491     }
1492     // Recover location if it was changed in the above loop.
1493     DI->EmitLocation(Builder,
1494                      cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1495   }
1496
1497   // And resume where we left off.
1498   if (resume == nullptr)
1499     Builder.ClearInsertionPoint();
1500   else
1501     Builder.SetInsertPoint(resume);
1502
1503   FinishFunction(cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1504
1505   return fn;
1506 }
1507
1508 namespace {
1509
1510 /// Represents a type of copy/destroy operation that should be performed for an
1511 /// entity that's captured by a block.
1512 enum class BlockCaptureEntityKind {
1513   CXXRecord, // Copy or destroy
1514   ARCWeak,
1515   ARCStrong,
1516   BlockObject, // Assign or release
1517   None
1518 };
1519
1520 /// Represents a captured entity that requires extra operations in order for
1521 /// this entity to be copied or destroyed correctly.
1522 struct BlockCaptureManagedEntity {
1523   BlockCaptureEntityKind Kind;
1524   BlockFieldFlags Flags;
1525   const BlockDecl::Capture &CI;
1526   const CGBlockInfo::Capture &Capture;
1527
1528   BlockCaptureManagedEntity(BlockCaptureEntityKind Type, BlockFieldFlags Flags,
1529                             const BlockDecl::Capture &CI,
1530                             const CGBlockInfo::Capture &Capture)
1531       : Kind(Type), Flags(Flags), CI(CI), Capture(Capture) {}
1532 };
1533
1534 } // end anonymous namespace
1535
1536 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1537 computeCopyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1538                                const LangOptions &LangOpts) {
1539   if (CI.getCopyExpr()) {
1540     assert(!CI.isByRef());
1541     // don't bother computing flags
1542     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
1543   }
1544   BlockFieldFlags Flags;
1545   if (CI.isByRef()) {
1546     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
1547     if (T.isObjCGCWeak())
1548       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
1549     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1550   }
1551   if (!T->isObjCRetainableType())
1552     // For all other types, the memcpy is fine.
1553     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, Flags);
1554
1555   Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
1556   bool isBlockPointer = T->isBlockPointerType();
1557   if (isBlockPointer)
1558     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
1559
1560   // Special rules for ARC captures:
1561   Qualifiers QS = T.getQualifiers();
1562
1563   // We need to register __weak direct captures with the runtime.
1564   if (QS.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Weak)
1565     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak, Flags);
1566
1567   // We need to retain the copied value for __strong direct captures.
1568   if (QS.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong) {
1569     // If it's a block pointer, we have to copy the block and
1570     // assign that to the destination pointer, so we might as
1571     // well use _Block_object_assign.  Otherwise we can avoid that.
1572     return std::make_pair(!isBlockPointer ? BlockCaptureEntityKind::ARCStrong
1573                                           : BlockCaptureEntityKind::BlockObject,
1574                           Flags);
1575   }
1576
1577   // Non-ARC captures of retainable pointers are strong and
1578   // therefore require a call to _Block_object_assign.
1579   if (!QS.getObjCLifetime() && !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
1580     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1581
1582   // Otherwise the memcpy is fine.
1583   return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, Flags);
1584 }
1585
1586 /// Find the set of block captures that need to be explicitly copied or destroy.
1587 static void findBlockCapturedManagedEntities(
1588     const CGBlockInfo &BlockInfo, const LangOptions &LangOpts,
1589     SmallVectorImpl<BlockCaptureManagedEntity> &ManagedCaptures,
1590     llvm::function_ref<std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>(
1591         const BlockDecl::Capture &, QualType, const LangOptions &)>
1592         Predicate) {
1593   for (const auto &CI : BlockInfo.getBlockDecl()->captures()) {
1594     const VarDecl *Variable = CI.getVariable();
1595     const CGBlockInfo::Capture &Capture = BlockInfo.getCapture(Variable);
1596     if (Capture.isConstant())
1597       continue;
1598
1599     auto Info = Predicate(CI, Variable->getType(), LangOpts);
1600     if (Info.first != BlockCaptureEntityKind::None)
1601       ManagedCaptures.emplace_back(Info.first, Info.second, CI, Capture);
1602   }
1603 }
1604
1605 /// Generate the copy-helper function for a block closure object:
1606 ///   static void block_copy_helper(block_t *dst, block_t *src);
1607 /// The runtime will have previously initialized 'dst' by doing a
1608 /// bit-copy of 'src'.
1609 ///
1610 /// Note that this copies an entire block closure object to the heap;
1611 /// it should not be confused with a 'byref copy helper', which moves
1612 /// the contents of an individual __block variable to the heap.
1613 llvm::Constant *
1614 CodeGenFunction::GenerateCopyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
1615   ASTContext &C = getContext();
1616
1617   FunctionArgList args;
1618   ImplicitParamDecl DstDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1619                             ImplicitParamDecl::Other);
1620   args.push_back(&DstDecl);
1621   ImplicitParamDecl SrcDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1622                             ImplicitParamDecl::Other);
1623   args.push_back(&SrcDecl);
1624
1625   const CGFunctionInfo &FI =
1626     CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(C.VoidTy, args);
1627
1628   // FIXME: it would be nice if these were mergeable with things with
1629   // identical semantics.
1630   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
1631
1632   llvm::Function *Fn =
1633     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1634                            "__copy_helper_block_", &CGM.getModule());
1635
1636   IdentifierInfo *II
1637     = &CGM.getContext().Idents.get("__copy_helper_block_");
1638
1639   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(C,
1640                                           C.getTranslationUnitDecl(),
1641                                           SourceLocation(),
1642                                           SourceLocation(), II, C.VoidTy,
1643                                           nullptr, SC_Static,
1644                                           false,
1645                                           false);
1646
1647   CGM.SetInternalFunctionAttributes(nullptr, Fn, FI);
1648
1649   StartFunction(FD, C.VoidTy, Fn, FI, args);
1650   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getLocStart()};
1651   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
1652
1653   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
1654   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
1655   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block.source");
1656
1657   Address dst = GetAddrOfLocalVar(&DstDecl);
1658   dst = Address(Builder.CreateLoad(dst), blockInfo.BlockAlign);
1659   dst = Builder.CreateBitCast(dst, structPtrTy, "block.dest");
1660
1661   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> CopiedCaptures;
1662   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), CopiedCaptures,
1663                                    computeCopyInfoForBlockCapture);
1664
1665   for (const auto &CopiedCapture : CopiedCaptures) {
1666     const BlockDecl::Capture &CI = CopiedCapture.CI;
1667     const CGBlockInfo::Capture &capture = CopiedCapture.Capture;
1668     BlockFieldFlags flags = CopiedCapture.Flags;
1669
1670     unsigned index = capture.getIndex();
1671     Address srcField = Builder.CreateStructGEP(src, index, capture.getOffset());
1672     Address dstField = Builder.CreateStructGEP(dst, index, capture.getOffset());
1673
1674     // If there's an explicit copy expression, we do that.
1675     if (CI.getCopyExpr()) {
1676       assert(CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::CXXRecord);
1677       EmitSynthesizedCXXCopyCtor(dstField, srcField, CI.getCopyExpr());
1678     } else if (CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCWeak) {
1679       EmitARCCopyWeak(dstField, srcField);
1680     } else {
1681       llvm::Value *srcValue = Builder.CreateLoad(srcField, "blockcopy.src");
1682       if (CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCStrong) {
1683         // At -O0, store null into the destination field (so that the
1684         // storeStrong doesn't over-release) and then call storeStrong.
1685         // This is a workaround to not having an initStrong call.
1686         if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1687           auto *ty = cast<llvm::PointerType>(srcValue->getType());
1688           llvm::Value *null = llvm::ConstantPointerNull::get(ty);
1689           Builder.CreateStore(null, dstField);
1690           EmitARCStoreStrongCall(dstField, srcValue, true);
1691
1692         // With optimization enabled, take advantage of the fact that
1693         // the blocks runtime guarantees a memcpy of the block data, and
1694         // just emit a retain of the src field.
1695         } else {
1696           EmitARCRetainNonBlock(srcValue);
1697
1698           // We don't need this anymore, so kill it.  It's not quite
1699           // worth the annoyance to avoid creating it in the first place.
1700           cast<llvm::Instruction>(dstField.getPointer())->eraseFromParent();
1701         }
1702       } else {
1703         assert(CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::BlockObject);
1704         srcValue = Builder.CreateBitCast(srcValue, VoidPtrTy);
1705         llvm::Value *dstAddr =
1706           Builder.CreateBitCast(dstField.getPointer(), VoidPtrTy);
1707         llvm::Value *args[] = {
1708           dstAddr, srcValue, llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
1709         };
1710
1711         const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1712         bool copyCanThrow = false;
1713         if (CI.isByRef() && variable->getType()->getAsCXXRecordDecl()) {
1714           const Expr *copyExpr =
1715             CGM.getContext().getBlockVarCopyInits(variable);
1716           if (copyExpr) {
1717             copyCanThrow = true; // FIXME: reuse the noexcept logic
1718           }
1719         }
1720
1721         if (copyCanThrow) {
1722           EmitRuntimeCallOrInvoke(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
1723         } else {
1724           EmitNounwindRuntimeCall(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
1725         }
1726       }
1727     }
1728   }
1729
1730   FinishFunction();
1731
1732   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
1733 }
1734
1735 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1736 computeDestroyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1737                                   const LangOptions &LangOpts) {
1738   BlockFieldFlags Flags;
1739   if (CI.isByRef()) {
1740     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
1741     if (T.isObjCGCWeak())
1742       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
1743     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1744   }
1745
1746   if (const CXXRecordDecl *Record = T->getAsCXXRecordDecl()) {
1747     if (Record->hasTrivialDestructor())
1748       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1749     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
1750   }
1751
1752   // Other types don't need to be destroy explicitly.
1753   if (!T->isObjCRetainableType())
1754     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, Flags);
1755
1756   Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
1757   if (T->isBlockPointerType())
1758     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
1759
1760   // Special rules for ARC captures.
1761   Qualifiers QS = T.getQualifiers();
1762
1763   // Use objc_storeStrong for __strong direct captures; the
1764   // dynamic tools really like it when we do this.
1765   if (QS.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong)
1766     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCStrong, Flags);
1767
1768   // Support __weak direct captures.
1769   if (QS.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Weak)
1770     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak, Flags);
1771
1772   // Non-ARC captures are strong, and we need to use
1773   // _Block_object_dispose.
1774   if (!QS.hasObjCLifetime() && !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
1775     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1776
1777   // Otherwise, we have nothing to do.
1778   return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, Flags);
1779 }
1780
1781 /// Generate the destroy-helper function for a block closure object:
1782 ///   static void block_destroy_helper(block_t *theBlock);
1783 ///
1784 /// Note that this destroys a heap-allocated block closure object;
1785 /// it should not be confused with a 'byref destroy helper', which
1786 /// destroys the heap-allocated contents of an individual __block
1787 /// variable.
1788 llvm::Constant *
1789 CodeGenFunction::GenerateDestroyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
1790   ASTContext &C = getContext();
1791
1792   FunctionArgList args;
1793   ImplicitParamDecl SrcDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1794                             ImplicitParamDecl::Other);
1795   args.push_back(&SrcDecl);
1796
1797   const CGFunctionInfo &FI =
1798     CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(C.VoidTy, args);
1799
1800   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
1801   // internal linkage.
1802   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
1803
1804   llvm::Function *Fn =
1805     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1806                            "__destroy_helper_block_", &CGM.getModule());
1807
1808   IdentifierInfo *II
1809     = &CGM.getContext().Idents.get("__destroy_helper_block_");
1810
1811   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(C, C.getTranslationUnitDecl(),
1812                                           SourceLocation(),
1813                                           SourceLocation(), II, C.VoidTy,
1814                                           nullptr, SC_Static,
1815                                           false, false);
1816
1817   CGM.SetInternalFunctionAttributes(nullptr, Fn, FI);
1818
1819   StartFunction(FD, C.VoidTy, Fn, FI, args);
1820   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getLocStart()};
1821
1822   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
1823
1824   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
1825   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
1826   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block");
1827
1828   CodeGenFunction::RunCleanupsScope cleanups(*this);
1829
1830   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> DestroyedCaptures;
1831   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), DestroyedCaptures,
1832                                    computeDestroyInfoForBlockCapture);
1833
1834   for (const auto &DestroyedCapture : DestroyedCaptures) {
1835     const BlockDecl::Capture &CI = DestroyedCapture.CI;
1836     const CGBlockInfo::Capture &capture = DestroyedCapture.Capture;
1837     BlockFieldFlags flags = DestroyedCapture.Flags;
1838
1839     Address srcField =
1840       Builder.CreateStructGEP(src, capture.getIndex(), capture.getOffset());
1841
1842     // If the captured record has a destructor then call it.
1843     if (DestroyedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::CXXRecord) {
1844       const auto *Dtor =
1845           CI.getVariable()->getType()->getAsCXXRecordDecl()->getDestructor();
1846       PushDestructorCleanup(Dtor, srcField);
1847
1848       // If this is a __weak capture, emit the release directly.
1849     } else if (DestroyedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCWeak) {
1850       EmitARCDestroyWeak(srcField);
1851
1852     // Destroy strong objects with a call if requested.
1853     } else if (DestroyedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCStrong) {
1854       EmitARCDestroyStrong(srcField, ARCImpreciseLifetime);
1855
1856     // Otherwise we call _Block_object_dispose.  It wouldn't be too
1857     // hard to just emit this as a cleanup if we wanted to make sure
1858     // that things were done in reverse.
1859     } else {
1860       assert(DestroyedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::BlockObject);
1861       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(srcField);
1862       value = Builder.CreateBitCast(value, VoidPtrTy);
1863       BuildBlockRelease(value, flags);
1864     }
1865   }
1866
1867   cleanups.ForceCleanup();
1868
1869   FinishFunction();
1870
1871   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
1872 }
1873
1874 namespace {
1875
1876 /// Emits the copy/dispose helper functions for a __block object of id type.
1877 class ObjectByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1878   BlockFieldFlags Flags;
1879
1880 public:
1881   ObjectByrefHelpers(CharUnits alignment, BlockFieldFlags flags)
1882     : BlockByrefHelpers(alignment), Flags(flags) {}
1883
1884   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1885                 Address srcField) override {
1886     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, CGF.VoidPtrTy);
1887
1888     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, CGF.VoidPtrPtrTy);
1889     llvm::Value *srcValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
1890
1891     unsigned flags = (Flags | BLOCK_BYREF_CALLER).getBitMask();
1892
1893     llvm::Value *flagsVal = llvm::ConstantInt::get(CGF.Int32Ty, flags);
1894     llvm::Value *fn = CGF.CGM.getBlockObjectAssign();
1895
1896     llvm::Value *args[] = { destField.getPointer(), srcValue, flagsVal };
1897     CGF.EmitNounwindRuntimeCall(fn, args);
1898   }
1899
1900   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1901     field = CGF.Builder.CreateBitCast(field, CGF.Int8PtrTy->getPointerTo(0));
1902     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(field);
1903
1904     CGF.BuildBlockRelease(value, Flags | BLOCK_BYREF_CALLER);
1905   }
1906
1907   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1908     id.AddInteger(Flags.getBitMask());
1909   }
1910 };
1911
1912 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __weak variable.
1913 class ARCWeakByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1914 public:
1915   ARCWeakByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
1916
1917   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1918                 Address srcField) override {
1919     CGF.EmitARCMoveWeak(destField, srcField);
1920   }
1921
1922   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1923     CGF.EmitARCDestroyWeak(field);
1924   }
1925
1926   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1927     // 0 is distinguishable from all pointers and byref flags
1928     id.AddInteger(0);
1929   }
1930 };
1931
1932 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong variable
1933 /// that's not of block-pointer type.
1934 class ARCStrongByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1935 public:
1936   ARCStrongByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
1937
1938   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1939                 Address srcField) override {
1940     // Do a "move" by copying the value and then zeroing out the old
1941     // variable.
1942
1943     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
1944     
1945     llvm::Value *null =
1946       llvm::ConstantPointerNull::get(cast<llvm::PointerType>(value->getType()));
1947
1948     if (CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1949       CGF.Builder.CreateStore(null, destField);
1950       CGF.EmitARCStoreStrongCall(destField, value, /*ignored*/ true);
1951       CGF.EmitARCStoreStrongCall(srcField, null, /*ignored*/ true);
1952       return;
1953     }
1954     CGF.Builder.CreateStore(value, destField);
1955     CGF.Builder.CreateStore(null, srcField);
1956   }
1957
1958   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1959     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
1960   }
1961
1962   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1963     // 1 is distinguishable from all pointers and byref flags
1964     id.AddInteger(1);
1965   }
1966 };
1967
1968 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong
1969 /// variable that's of block-pointer type.
1970 class ARCStrongBlockByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1971 public:
1972   ARCStrongBlockByrefHelpers(CharUnits alignment)
1973     : BlockByrefHelpers(alignment) {}
1974
1975   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1976                 Address srcField) override {
1977     // Do the copy with objc_retainBlock; that's all that
1978     // _Block_object_assign would do anyway, and we'd have to pass the
1979     // right arguments to make sure it doesn't get no-op'ed.
1980     llvm::Value *oldValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
1981     llvm::Value *copy = CGF.EmitARCRetainBlock(oldValue, /*mandatory*/ true);
1982     CGF.Builder.CreateStore(copy, destField);
1983   }
1984
1985   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1986     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
1987   }
1988
1989   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1990     // 2 is distinguishable from all pointers and byref flags
1991     id.AddInteger(2);
1992   }
1993 };
1994
1995 /// Emits the copy/dispose helpers for a __block variable with a
1996 /// nontrivial copy constructor or destructor.
1997 class CXXByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1998   QualType VarType;
1999   const Expr *CopyExpr;
2000
2001 public:
2002   CXXByrefHelpers(CharUnits alignment, QualType type,
2003                   const Expr *copyExpr)
2004     : BlockByrefHelpers(alignment), VarType(type), CopyExpr(copyExpr) {}
2005
2006   bool needsCopy() const override { return CopyExpr != nullptr; }
2007   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2008                 Address srcField) override {
2009     if (!CopyExpr) return;
2010     CGF.EmitSynthesizedCXXCopyCtor(destField, srcField, CopyExpr);
2011   }
2012
2013   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2014     EHScopeStack::stable_iterator cleanupDepth = CGF.EHStack.stable_begin();
2015     CGF.PushDestructorCleanup(VarType, field);
2016     CGF.PopCleanupBlocks(cleanupDepth);
2017   }
2018
2019   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2020     id.AddPointer(VarType.getCanonicalType().getAsOpaquePtr());
2021   }
2022 };
2023 } // end anonymous namespace
2024
2025 static llvm::Constant *
2026 generateByrefCopyHelper(CodeGenFunction &CGF, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2027                         BlockByrefHelpers &generator) {
2028   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2029
2030   QualType R = Context.VoidTy;
2031
2032   FunctionArgList args;
2033   ImplicitParamDecl Dst(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2034                         ImplicitParamDecl::Other);
2035   args.push_back(&Dst);
2036
2037   ImplicitParamDecl Src(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2038                         ImplicitParamDecl::Other);
2039   args.push_back(&Src);
2040
2041   const CGFunctionInfo &FI =
2042     CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(R, args);
2043
2044   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2045
2046   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2047   // internal linkage.
2048   llvm::Function *Fn =
2049     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2050                            "__Block_byref_object_copy_", &CGF.CGM.getModule());
2051
2052   IdentifierInfo *II
2053     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_copy_");
2054
2055   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(Context,
2056                                           Context.getTranslationUnitDecl(),
2057                                           SourceLocation(),
2058                                           SourceLocation(), II, R, nullptr,
2059                                           SC_Static,
2060                                           false, false);
2061
2062   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(nullptr, Fn, FI);
2063
2064   CGF.StartFunction(FD, R, Fn, FI, args);
2065
2066   if (generator.needsCopy()) {
2067     llvm::Type *byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2068
2069     // dst->x
2070     Address destField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Dst);
2071     destField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(destField),
2072                         byrefInfo.ByrefAlignment);
2073     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, byrefPtrType);
2074     destField = CGF.emitBlockByrefAddress(destField, byrefInfo, false,
2075                                           "dest-object");
2076
2077     // src->x
2078     Address srcField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2079     srcField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(srcField),
2080                        byrefInfo.ByrefAlignment);
2081     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, byrefPtrType);
2082     srcField = CGF.emitBlockByrefAddress(srcField, byrefInfo, false,
2083                                          "src-object");
2084
2085     generator.emitCopy(CGF, destField, srcField);
2086   }  
2087
2088   CGF.FinishFunction();
2089
2090   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2091 }
2092
2093 /// Build the copy helper for a __block variable.
2094 static llvm::Constant *buildByrefCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
2095                                             const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2096                                             BlockByrefHelpers &generator) {
2097   CodeGenFunction CGF(CGM);
2098   return generateByrefCopyHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2099 }
2100
2101 /// Generate code for a __block variable's dispose helper.
2102 static llvm::Constant *
2103 generateByrefDisposeHelper(CodeGenFunction &CGF,
2104                            const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2105                            BlockByrefHelpers &generator) {
2106   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2107   QualType R = Context.VoidTy;
2108
2109   FunctionArgList args;
2110   ImplicitParamDecl Src(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2111                         ImplicitParamDecl::Other);
2112   args.push_back(&Src);
2113
2114   const CGFunctionInfo &FI =
2115     CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(R, args);
2116
2117   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2118
2119   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2120   // internal linkage.
2121   llvm::Function *Fn =
2122     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2123                            "__Block_byref_object_dispose_",
2124                            &CGF.CGM.getModule());
2125
2126   IdentifierInfo *II
2127     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_dispose_");
2128
2129   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(Context,
2130                                           Context.getTranslationUnitDecl(),
2131                                           SourceLocation(),
2132                                           SourceLocation(), II, R, nullptr,
2133                                           SC_Static,
2134                                           false, false);
2135
2136   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(nullptr, Fn, FI);
2137
2138   CGF.StartFunction(FD, R, Fn, FI, args);
2139
2140   if (generator.needsDispose()) {
2141     Address addr = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2142     addr = Address(CGF.Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
2143     auto byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2144     addr = CGF.Builder.CreateBitCast(addr, byrefPtrType);
2145     addr = CGF.emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, false, "object");
2146
2147     generator.emitDispose(CGF, addr);
2148   }
2149
2150   CGF.FinishFunction();
2151
2152   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2153 }
2154
2155 /// Build the dispose helper for a __block variable.
2156 static llvm::Constant *buildByrefDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
2157                                                const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2158                                                BlockByrefHelpers &generator) {
2159   CodeGenFunction CGF(CGM);
2160   return generateByrefDisposeHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2161 }
2162
2163 /// Lazily build the copy and dispose helpers for a __block variable
2164 /// with the given information.
2165 template <class T>
2166 static T *buildByrefHelpers(CodeGenModule &CGM, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2167                             T &&generator) {
2168   llvm::FoldingSetNodeID id;
2169   generator.Profile(id);
2170
2171   void *insertPos;
2172   BlockByrefHelpers *node
2173     = CGM.ByrefHelpersCache.FindNodeOrInsertPos(id, insertPos);
2174   if (node) return static_cast<T*>(node);
2175
2176   generator.CopyHelper = buildByrefCopyHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2177   generator.DisposeHelper = buildByrefDisposeHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2178
2179   T *copy = new (CGM.getContext()) T(std::forward<T>(generator));
2180   CGM.ByrefHelpersCache.InsertNode(copy, insertPos);
2181   return copy;
2182 }
2183
2184 /// Build the copy and dispose helpers for the given __block variable
2185 /// emission.  Places the helpers in the global cache.  Returns null
2186 /// if no helpers are required.
2187 BlockByrefHelpers *
2188 CodeGenFunction::buildByrefHelpers(llvm::StructType &byrefType,
2189                                    const AutoVarEmission &emission) {
2190   const VarDecl &var = *emission.Variable;
2191   QualType type = var.getType();
2192
2193   auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(&var);
2194
2195   // The alignment we care about for the purposes of uniquing byref
2196   // helpers is the alignment of the actual byref value field.
2197   CharUnits valueAlignment =
2198     byrefInfo.ByrefAlignment.alignmentAtOffset(byrefInfo.FieldOffset);
2199
2200   if (const CXXRecordDecl *record = type->getAsCXXRecordDecl()) {
2201     const Expr *copyExpr = CGM.getContext().getBlockVarCopyInits(&var);
2202     if (!copyExpr && record->hasTrivialDestructor()) return nullptr;
2203
2204     return ::buildByrefHelpers(
2205         CGM, byrefInfo, CXXByrefHelpers(valueAlignment, type, copyExpr));
2206   }
2207
2208   // Otherwise, if we don't have a retainable type, there's nothing to do.
2209   // that the runtime does extra copies.
2210   if (!type->isObjCRetainableType()) return nullptr;
2211
2212   Qualifiers qs = type.getQualifiers();
2213
2214   // If we have lifetime, that dominates.
2215   if (Qualifiers::ObjCLifetime lifetime = qs.getObjCLifetime()) {
2216     switch (lifetime) {
2217     case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
2218
2219     // These are just bits as far as the runtime is concerned.
2220     case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2221     case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
2222       return nullptr;
2223
2224     // Tell the runtime that this is ARC __weak, called by the
2225     // byref routines.
2226     case Qualifiers::OCL_Weak:
2227       return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2228                                  ARCWeakByrefHelpers(valueAlignment));
2229
2230     // ARC __strong __block variables need to be retained.
2231     case Qualifiers::OCL_Strong:
2232       // Block pointers need to be copied, and there's no direct
2233       // transfer possible.
2234       if (type->isBlockPointerType()) {
2235         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2236                                    ARCStrongBlockByrefHelpers(valueAlignment));
2237
2238       // Otherwise, we transfer ownership of the retain from the stack
2239       // to the heap.
2240       } else {
2241         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2242                                    ARCStrongByrefHelpers(valueAlignment));
2243       }
2244     }
2245     llvm_unreachable("fell out of lifetime switch!");
2246   }
2247
2248   BlockFieldFlags flags;
2249   if (type->isBlockPointerType()) {
2250     flags |= BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
2251   } else if (CGM.getContext().isObjCNSObjectType(type) || 
2252              type->isObjCObjectPointerType()) {
2253     flags |= BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
2254   } else {
2255     return nullptr;
2256   }
2257
2258   if (type.isObjCGCWeak())
2259     flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
2260
2261   return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2262                              ObjectByrefHelpers(valueAlignment, flags));
2263 }
2264
2265 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2266                                                const VarDecl *var,
2267                                                bool followForward) {
2268   auto &info = getBlockByrefInfo(var);
2269   return emitBlockByrefAddress(baseAddr, info, followForward, var->getName());
2270 }
2271
2272 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2273                                                const BlockByrefInfo &info,
2274                                                bool followForward,
2275                                                const llvm::Twine &name) {
2276   // Chase the forwarding address if requested.
2277   if (followForward) {
2278     Address forwardingAddr =
2279       Builder.CreateStructGEP(baseAddr, 1, getPointerSize(), "forwarding");
2280     baseAddr = Address(Builder.CreateLoad(forwardingAddr), info.ByrefAlignment);
2281   }
2282
2283   return Builder.CreateStructGEP(baseAddr, info.FieldIndex,
2284                                  info.FieldOffset, name);
2285 }
2286
2287 /// BuildByrefInfo - This routine changes a __block variable declared as T x
2288 ///   into:
2289 ///
2290 ///      struct {
2291 ///        void *__isa;
2292 ///        void *__forwarding;
2293 ///        int32_t __flags;
2294 ///        int32_t __size;
2295 ///        void *__copy_helper;       // only if needed
2296 ///        void *__destroy_helper;    // only if needed
2297 ///        void *__byref_variable_layout;// only if needed
2298 ///        char padding[X];           // only if needed
2299 ///        T x;
2300 ///      } x
2301 ///
2302 const BlockByrefInfo &CodeGenFunction::getBlockByrefInfo(const VarDecl *D) {
2303   auto it = BlockByrefInfos.find(D);
2304   if (it != BlockByrefInfos.end())
2305     return it->second;
2306
2307   llvm::StructType *byrefType =
2308     llvm::StructType::create(getLLVMContext(),
2309                              "struct.__block_byref_" + D->getNameAsString());
2310   
2311   QualType Ty = D->getType();
2312
2313   CharUnits size;
2314   SmallVector<llvm::Type *, 8> types;
2315   
2316   // void *__isa;
2317   types.push_back(Int8PtrTy);
2318   size += getPointerSize();
2319   
2320   // void *__forwarding;
2321   types.push_back(llvm::PointerType::getUnqual(byrefType));
2322   size += getPointerSize();
2323   
2324   // int32_t __flags;
2325   types.push_back(Int32Ty);
2326   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2327     
2328   // int32_t __size;
2329   types.push_back(Int32Ty);
2330   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2331
2332   // Note that this must match *exactly* the logic in buildByrefHelpers.
2333   bool hasCopyAndDispose = getContext().BlockRequiresCopying(Ty, D);
2334   if (hasCopyAndDispose) {
2335     /// void *__copy_helper;
2336     types.push_back(Int8PtrTy);
2337     size += getPointerSize();
2338     
2339     /// void *__destroy_helper;
2340     types.push_back(Int8PtrTy);
2341     size += getPointerSize();
2342   }
2343
2344   bool HasByrefExtendedLayout = false;
2345   Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
2346   if (getContext().getByrefLifetime(Ty, Lifetime, HasByrefExtendedLayout) &&
2347       HasByrefExtendedLayout) {
2348     /// void *__byref_variable_layout;
2349     types.push_back(Int8PtrTy);
2350     size += CharUnits::fromQuantity(PointerSizeInBytes);
2351   }
2352
2353   // T x;
2354   llvm::Type *varTy = ConvertTypeForMem(Ty);
2355
2356   bool packed = false;
2357   CharUnits varAlign = getContext().getDeclAlign(D);
2358   CharUnits varOffset = size.alignTo(varAlign);
2359
2360   // We may have to insert padding.
2361   if (varOffset != size) {
2362     llvm::Type *paddingTy =
2363       llvm::ArrayType::get(Int8Ty, (varOffset - size).getQuantity());
2364
2365     types.push_back(paddingTy);
2366     size = varOffset;
2367
2368   // Conversely, we might have to prevent LLVM from inserting padding.
2369   } else if (CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(varTy)
2370                > varAlign.getQuantity()) {
2371     packed = true;
2372   }
2373   types.push_back(varTy);
2374
2375   byrefType->setBody(types, packed);
2376
2377   BlockByrefInfo info;
2378   info.Type = byrefType;
2379   info.FieldIndex = types.size() - 1;
2380   info.FieldOffset = varOffset;
2381   info.ByrefAlignment = std::max(varAlign, getPointerAlign());
2382
2383   auto pair = BlockByrefInfos.insert({D, info});
2384   assert(pair.second && "info was inserted recursively?");
2385   return pair.first->second;
2386 }
2387
2388 /// Initialize the structural components of a __block variable, i.e.
2389 /// everything but the actual object.
2390 void CodeGenFunction::emitByrefStructureInit(const AutoVarEmission &emission) {
2391   // Find the address of the local.
2392   Address addr = emission.Addr;
2393
2394   // That's an alloca of the byref structure type.
2395   llvm::StructType *byrefType = cast<llvm::StructType>(
2396     cast<llvm::PointerType>(addr.getPointer()->getType())->getElementType());
2397
2398   unsigned nextHeaderIndex = 0;
2399   CharUnits nextHeaderOffset;
2400   auto storeHeaderField = [&](llvm::Value *value, CharUnits fieldSize,
2401                               const Twine &name) {
2402     auto fieldAddr = Builder.CreateStructGEP(addr, nextHeaderIndex,
2403                                              nextHeaderOffset, name);
2404     Builder.CreateStore(value, fieldAddr);
2405
2406     nextHeaderIndex++;
2407     nextHeaderOffset += fieldSize;
2408   };
2409
2410   // Build the byref helpers if necessary.  This is null if we don't need any.
2411   BlockByrefHelpers *helpers = buildByrefHelpers(*byrefType, emission);
2412
2413   const VarDecl &D = *emission.Variable;
2414   QualType type = D.getType();
2415
2416   bool HasByrefExtendedLayout;
2417   Qualifiers::ObjCLifetime ByrefLifetime;
2418   bool ByRefHasLifetime =
2419     getContext().getByrefLifetime(type, ByrefLifetime, HasByrefExtendedLayout);
2420
2421   llvm::Value *V;
2422
2423   // Initialize the 'isa', which is just 0 or 1.
2424   int isa = 0;
2425   if (type.isObjCGCWeak())
2426     isa = 1;
2427   V = Builder.CreateIntToPtr(Builder.getInt32(isa), Int8PtrTy, "isa");
2428   storeHeaderField(V, getPointerSize(), "byref.isa");
2429
2430   // Store the address of the variable into its own forwarding pointer.
2431   storeHeaderField(addr.getPointer(), getPointerSize(), "byref.forwarding");
2432
2433   // Blocks ABI:
2434   //   c) the flags field is set to either 0 if no helper functions are
2435   //      needed or BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE if they are,
2436   BlockFlags flags;
2437   if (helpers) flags |= BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE;
2438   if (ByRefHasLifetime) {
2439     if (HasByrefExtendedLayout) flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED;
2440       else switch (ByrefLifetime) {
2441         case Qualifiers::OCL_Strong:
2442           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG;
2443           break;
2444         case Qualifiers::OCL_Weak:
2445           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK;
2446           break;
2447         case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2448           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED;
2449           break;
2450         case Qualifiers::OCL_None:
2451           if (!type->isObjCObjectPointerType() && !type->isBlockPointerType())
2452             flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT;
2453           break;
2454         default:
2455           break;
2456       }
2457     if (CGM.getLangOpts().ObjCGCBitmapPrint) {
2458       printf("\n Inline flag for BYREF variable layout (%d):", flags.getBitMask());
2459       if (flags & BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE)
2460         printf(" BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE");
2461       if (flags & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK) {
2462         BlockFlags ThisFlag(flags.getBitMask() & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK);
2463         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED)
2464           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED");
2465         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG)
2466           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG");
2467         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK)
2468           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK");
2469         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED)
2470           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED");
2471         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT)
2472           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT");
2473       }
2474       printf("\n");
2475     }
2476   }
2477   storeHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
2478                    getIntSize(), "byref.flags");
2479
2480   CharUnits byrefSize = CGM.GetTargetTypeStoreSize(byrefType);
2481   V = llvm::ConstantInt::get(IntTy, byrefSize.getQuantity());
2482   storeHeaderField(V, getIntSize(), "byref.size");
2483
2484   if (helpers) {
2485     storeHeaderField(helpers->CopyHelper, getPointerSize(),
2486                      "byref.copyHelper");
2487     storeHeaderField(helpers->DisposeHelper, getPointerSize(),
2488                      "byref.disposeHelper");
2489   }
2490
2491   if (ByRefHasLifetime && HasByrefExtendedLayout) {
2492     auto layoutInfo = CGM.getObjCRuntime().BuildByrefLayout(CGM, type);
2493     storeHeaderField(layoutInfo, getPointerSize(), "byref.layout");
2494   }
2495 }
2496
2497 void CodeGenFunction::BuildBlockRelease(llvm::Value *V, BlockFieldFlags flags) {
2498   llvm::Value *F = CGM.getBlockObjectDispose();
2499   llvm::Value *args[] = {
2500     Builder.CreateBitCast(V, Int8PtrTy),
2501     llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
2502   };
2503   EmitNounwindRuntimeCall(F, args); // FIXME: throwing destructors?
2504 }
2505
2506 namespace {
2507   /// Release a __block variable.
2508   struct CallBlockRelease final : EHScopeStack::Cleanup {
2509     llvm::Value *Addr;
2510     CallBlockRelease(llvm::Value *Addr) : Addr(Addr) {}
2511
2512     void Emit(CodeGenFunction &CGF, Flags flags) override {
2513       // Should we be passing FIELD_IS_WEAK here?
2514       CGF.BuildBlockRelease(Addr, BLOCK_FIELD_IS_BYREF);
2515     }
2516   };
2517 } // end anonymous namespace
2518
2519 /// Enter a cleanup to destroy a __block variable.  Note that this
2520 /// cleanup should be a no-op if the variable hasn't left the stack
2521 /// yet; if a cleanup is required for the variable itself, that needs
2522 /// to be done externally.
2523 void CodeGenFunction::enterByrefCleanup(const AutoVarEmission &emission) {
2524   // We don't enter this cleanup if we're in pure-GC mode.
2525   if (CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::GCOnly)
2526     return;
2527
2528   EHStack.pushCleanup<CallBlockRelease>(NormalAndEHCleanup,
2529                                         emission.Addr.getPointer());
2530 }
2531
2532 /// Adjust the declaration of something from the blocks API.
2533 static void configureBlocksRuntimeObject(CodeGenModule &CGM,
2534                                          llvm::Constant *C) {
2535   auto *GV = cast<llvm::GlobalValue>(C->stripPointerCasts());
2536
2537   if (CGM.getTarget().getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
2538     IdentifierInfo &II = CGM.getContext().Idents.get(C->getName());
2539     TranslationUnitDecl *TUDecl = CGM.getContext().getTranslationUnitDecl();
2540     DeclContext *DC = TranslationUnitDecl::castToDeclContext(TUDecl);
2541
2542     assert((isa<llvm::Function>(C->stripPointerCasts()) ||
2543             isa<llvm::GlobalVariable>(C->stripPointerCasts())) &&
2544            "expected Function or GlobalVariable");
2545
2546     const NamedDecl *ND = nullptr;
2547     for (const auto &Result : DC->lookup(&II))
2548       if ((ND = dyn_cast<FunctionDecl>(Result)) ||
2549           (ND = dyn_cast<VarDecl>(Result)))
2550         break;
2551
2552     // TODO: support static blocks runtime
2553     if (GV->isDeclaration() && (!ND || !ND->hasAttr<DLLExportAttr>())) {
2554       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLImportStorageClass);
2555       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2556     } else {
2557       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLExportStorageClass);
2558       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2559     }
2560   }
2561
2562   if (!CGM.getLangOpts().BlocksRuntimeOptional)
2563     return;
2564
2565   if (GV->isDeclaration() && GV->hasExternalLinkage())
2566     GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
2567 }
2568
2569 llvm::Constant *CodeGenModule::getBlockObjectDispose() {
2570   if (BlockObjectDispose)
2571     return BlockObjectDispose;
2572
2573   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int32Ty };
2574   llvm::FunctionType *fty
2575     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
2576   BlockObjectDispose = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_dispose");
2577   configureBlocksRuntimeObject(*this, BlockObjectDispose);
2578   return BlockObjectDispose;
2579 }
2580
2581 llvm::Constant *CodeGenModule::getBlockObjectAssign() {
2582   if (BlockObjectAssign)
2583     return BlockObjectAssign;
2584
2585   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int8PtrTy, Int32Ty };
2586   llvm::FunctionType *fty
2587     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
2588   BlockObjectAssign = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_assign");
2589   configureBlocksRuntimeObject(*this, BlockObjectAssign);
2590   return BlockObjectAssign;
2591 }
2592
2593 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteGlobalBlock() {
2594   if (NSConcreteGlobalBlock)
2595     return NSConcreteGlobalBlock;
2596
2597   NSConcreteGlobalBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteGlobalBlock",
2598                                                 Int8PtrTy->getPointerTo(),
2599                                                 nullptr);
2600   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteGlobalBlock);
2601   return NSConcreteGlobalBlock;
2602 }
2603
2604 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteStackBlock() {
2605   if (NSConcreteStackBlock)
2606     return NSConcreteStackBlock;
2607
2608   NSConcreteStackBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteStackBlock",
2609                                                Int8PtrTy->getPointerTo(),
2610                                                nullptr);
2611   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteStackBlock);
2612   return NSConcreteStackBlock;
2613 }