]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/tools/clang/lib/CodeGen/CGObjCGNU.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / tools / clang / lib / CodeGen / CGObjCGNU.cpp
1 //===------- CGObjCGNU.cpp - Emit LLVM Code from ASTs for a Module --------===//
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 provides Objective-C code generation targeting the GNU runtime.  The
11 // class in this file generates structures used by the GNU Objective-C runtime
12 // library.  These structures are defined in objc/objc.h and objc/objc-api.h in
13 // the GNU runtime distribution.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #include "CGObjCRuntime.h"
18 #include "CGCleanup.h"
19 #include "CodeGenFunction.h"
20 #include "CodeGenModule.h"
21 #include "CGCXXABI.h"
22 #include "clang/CodeGen/ConstantInitBuilder.h"
23 #include "clang/AST/ASTContext.h"
24 #include "clang/AST/Decl.h"
25 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
26 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
27 #include "clang/AST/StmtObjC.h"
28 #include "clang/Basic/FileManager.h"
29 #include "clang/Basic/SourceManager.h"
30 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
31 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
32 #include "llvm/IR/CallSite.h"
33 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
34 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
35 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
36 #include "llvm/IR/Module.h"
37 #include "llvm/Support/Compiler.h"
38 #include "llvm/Support/ConvertUTF.h"
39 #include <cctype>
40
41 using namespace clang;
42 using namespace CodeGen;
43
44 namespace {
45
46 std::string SymbolNameForMethod( StringRef ClassName,
47      StringRef CategoryName, const Selector MethodName,
48     bool isClassMethod) {
49   std::string MethodNameColonStripped = MethodName.getAsString();
50   std::replace(MethodNameColonStripped.begin(), MethodNameColonStripped.end(),
51       ':', '_');
52   return (Twine(isClassMethod ? "_c_" : "_i_") + ClassName + "_" +
53     CategoryName + "_" + MethodNameColonStripped).str();
54 }
55
56 /// Class that lazily initialises the runtime function.  Avoids inserting the
57 /// types and the function declaration into a module if they're not used, and
58 /// avoids constructing the type more than once if it's used more than once.
59 class LazyRuntimeFunction {
60   CodeGenModule *CGM;
61   llvm::FunctionType *FTy;
62   const char *FunctionName;
63   llvm::Constant *Function;
64
65 public:
66   /// Constructor leaves this class uninitialized, because it is intended to
67   /// be used as a field in another class and not all of the types that are
68   /// used as arguments will necessarily be available at construction time.
69   LazyRuntimeFunction()
70       : CGM(nullptr), FunctionName(nullptr), Function(nullptr) {}
71
72   /// Initialises the lazy function with the name, return type, and the types
73   /// of the arguments.
74   template <typename... Tys>
75   void init(CodeGenModule *Mod, const char *name, llvm::Type *RetTy,
76             Tys *... Types) {
77     CGM = Mod;
78     FunctionName = name;
79     Function = nullptr;
80     if(sizeof...(Tys)) {
81       SmallVector<llvm::Type *, 8> ArgTys({Types...});
82       FTy = llvm::FunctionType::get(RetTy, ArgTys, false);
83     }
84     else {
85       FTy = llvm::FunctionType::get(RetTy, None, false);
86     }
87   }
88
89   llvm::FunctionType *getType() { return FTy; }
90
91   /// Overloaded cast operator, allows the class to be implicitly cast to an
92   /// LLVM constant.
93   operator llvm::Constant *() {
94     if (!Function) {
95       if (!FunctionName)
96         return nullptr;
97       Function = CGM->CreateRuntimeFunction(FTy, FunctionName);
98     }
99     return Function;
100   }
101   operator llvm::Function *() {
102     return cast<llvm::Function>((llvm::Constant *)*this);
103   }
104 };
105
106
107 /// GNU Objective-C runtime code generation.  This class implements the parts of
108 /// Objective-C support that are specific to the GNU family of runtimes (GCC,
109 /// GNUstep and ObjFW).
110 class CGObjCGNU : public CGObjCRuntime {
111 protected:
112   /// The LLVM module into which output is inserted
113   llvm::Module &TheModule;
114   /// strut objc_super.  Used for sending messages to super.  This structure
115   /// contains the receiver (object) and the expected class.
116   llvm::StructType *ObjCSuperTy;
117   /// struct objc_super*.  The type of the argument to the superclass message
118   /// lookup functions.
119   llvm::PointerType *PtrToObjCSuperTy;
120   /// LLVM type for selectors.  Opaque pointer (i8*) unless a header declaring
121   /// SEL is included in a header somewhere, in which case it will be whatever
122   /// type is declared in that header, most likely {i8*, i8*}.
123   llvm::PointerType *SelectorTy;
124   /// LLVM i8 type.  Cached here to avoid repeatedly getting it in all of the
125   /// places where it's used
126   llvm::IntegerType *Int8Ty;
127   /// Pointer to i8 - LLVM type of char*, for all of the places where the
128   /// runtime needs to deal with C strings.
129   llvm::PointerType *PtrToInt8Ty;
130   /// struct objc_protocol type
131   llvm::StructType *ProtocolTy;
132   /// Protocol * type.
133   llvm::PointerType *ProtocolPtrTy;
134   /// Instance Method Pointer type.  This is a pointer to a function that takes,
135   /// at a minimum, an object and a selector, and is the generic type for
136   /// Objective-C methods.  Due to differences between variadic / non-variadic
137   /// calling conventions, it must always be cast to the correct type before
138   /// actually being used.
139   llvm::PointerType *IMPTy;
140   /// Type of an untyped Objective-C object.  Clang treats id as a built-in type
141   /// when compiling Objective-C code, so this may be an opaque pointer (i8*),
142   /// but if the runtime header declaring it is included then it may be a
143   /// pointer to a structure.
144   llvm::PointerType *IdTy;
145   /// Pointer to a pointer to an Objective-C object.  Used in the new ABI
146   /// message lookup function and some GC-related functions.
147   llvm::PointerType *PtrToIdTy;
148   /// The clang type of id.  Used when using the clang CGCall infrastructure to
149   /// call Objective-C methods.
150   CanQualType ASTIdTy;
151   /// LLVM type for C int type.
152   llvm::IntegerType *IntTy;
153   /// LLVM type for an opaque pointer.  This is identical to PtrToInt8Ty, but is
154   /// used in the code to document the difference between i8* meaning a pointer
155   /// to a C string and i8* meaning a pointer to some opaque type.
156   llvm::PointerType *PtrTy;
157   /// LLVM type for C long type.  The runtime uses this in a lot of places where
158   /// it should be using intptr_t, but we can't fix this without breaking
159   /// compatibility with GCC...
160   llvm::IntegerType *LongTy;
161   /// LLVM type for C size_t.  Used in various runtime data structures.
162   llvm::IntegerType *SizeTy;
163   /// LLVM type for C intptr_t.
164   llvm::IntegerType *IntPtrTy;
165   /// LLVM type for C ptrdiff_t.  Mainly used in property accessor functions.
166   llvm::IntegerType *PtrDiffTy;
167   /// LLVM type for C int*.  Used for GCC-ABI-compatible non-fragile instance
168   /// variables.
169   llvm::PointerType *PtrToIntTy;
170   /// LLVM type for Objective-C BOOL type.
171   llvm::Type *BoolTy;
172   /// 32-bit integer type, to save us needing to look it up every time it's used.
173   llvm::IntegerType *Int32Ty;
174   /// 64-bit integer type, to save us needing to look it up every time it's used.
175   llvm::IntegerType *Int64Ty;
176   /// The type of struct objc_property.
177   llvm::StructType *PropertyMetadataTy;
178   /// Metadata kind used to tie method lookups to message sends.  The GNUstep
179   /// runtime provides some LLVM passes that can use this to do things like
180   /// automatic IMP caching and speculative inlining.
181   unsigned msgSendMDKind;
182   /// Does the current target use SEH-based exceptions? False implies
183   /// Itanium-style DWARF unwinding.
184   bool usesSEHExceptions;
185
186   /// Helper to check if we are targeting a specific runtime version or later.
187   bool isRuntime(ObjCRuntime::Kind kind, unsigned major, unsigned minor=0) {
188     const ObjCRuntime &R = CGM.getLangOpts().ObjCRuntime;
189     return (R.getKind() == kind) &&
190       (R.getVersion() >= VersionTuple(major, minor));
191   }
192
193   std::string SymbolForProtocol(StringRef Name) {
194     return (StringRef("._OBJC_PROTOCOL_") + Name).str();
195   }
196
197   std::string SymbolForProtocolRef(StringRef Name) {
198     return (StringRef("._OBJC_REF_PROTOCOL_") + Name).str();
199   }
200
201
202   /// Helper function that generates a constant string and returns a pointer to
203   /// the start of the string.  The result of this function can be used anywhere
204   /// where the C code specifies const char*.
205   llvm::Constant *MakeConstantString(StringRef Str, const char *Name = "") {
206     ConstantAddress Array = CGM.GetAddrOfConstantCString(Str, Name);
207     return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(Array.getElementType(),
208                                                 Array.getPointer(), Zeros);
209   }
210
211   /// Emits a linkonce_odr string, whose name is the prefix followed by the
212   /// string value.  This allows the linker to combine the strings between
213   /// different modules.  Used for EH typeinfo names, selector strings, and a
214   /// few other things.
215   llvm::Constant *ExportUniqueString(const std::string &Str,
216                                      const std::string &prefix,
217                                      bool Private=false) {
218     std::string name = prefix + Str;
219     auto *ConstStr = TheModule.getGlobalVariable(name);
220     if (!ConstStr) {
221       llvm::Constant *value = llvm::ConstantDataArray::getString(VMContext,Str);
222       auto *GV = new llvm::GlobalVariable(TheModule, value->getType(), true,
223               llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage, value, name);
224       GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(name));
225       if (Private)
226         GV->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
227       ConstStr = GV;
228     }
229     return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(ConstStr->getValueType(),
230                                                 ConstStr, Zeros);
231   }
232
233   /// Returns a property name and encoding string.
234   llvm::Constant *MakePropertyEncodingString(const ObjCPropertyDecl *PD,
235                                              const Decl *Container) {
236     assert(!isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 2));
237     if (isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 1, 6)) {
238       std::string NameAndAttributes;
239       std::string TypeStr =
240         CGM.getContext().getObjCEncodingForPropertyDecl(PD, Container);
241       NameAndAttributes += '\0';
242       NameAndAttributes += TypeStr.length() + 3;
243       NameAndAttributes += TypeStr;
244       NameAndAttributes += '\0';
245       NameAndAttributes += PD->getNameAsString();
246       return MakeConstantString(NameAndAttributes);
247     }
248     return MakeConstantString(PD->getNameAsString());
249   }
250
251   /// Push the property attributes into two structure fields.
252   void PushPropertyAttributes(ConstantStructBuilder &Fields,
253       const ObjCPropertyDecl *property, bool isSynthesized=true, bool
254       isDynamic=true) {
255     int attrs = property->getPropertyAttributes();
256     // For read-only properties, clear the copy and retain flags
257     if (attrs & ObjCPropertyDecl::OBJC_PR_readonly) {
258       attrs &= ~ObjCPropertyDecl::OBJC_PR_copy;
259       attrs &= ~ObjCPropertyDecl::OBJC_PR_retain;
260       attrs &= ~ObjCPropertyDecl::OBJC_PR_weak;
261       attrs &= ~ObjCPropertyDecl::OBJC_PR_strong;
262     }
263     // The first flags field has the same attribute values as clang uses internally
264     Fields.addInt(Int8Ty, attrs & 0xff);
265     attrs >>= 8;
266     attrs <<= 2;
267     // For protocol properties, synthesized and dynamic have no meaning, so we
268     // reuse these flags to indicate that this is a protocol property (both set
269     // has no meaning, as a property can't be both synthesized and dynamic)
270     attrs |= isSynthesized ? (1<<0) : 0;
271     attrs |= isDynamic ? (1<<1) : 0;
272     // The second field is the next four fields left shifted by two, with the
273     // low bit set to indicate whether the field is synthesized or dynamic.
274     Fields.addInt(Int8Ty, attrs & 0xff);
275     // Two padding fields
276     Fields.addInt(Int8Ty, 0);
277     Fields.addInt(Int8Ty, 0);
278   }
279
280   virtual llvm::Constant *GenerateCategoryProtocolList(const
281       ObjCCategoryDecl *OCD);
282   virtual ConstantArrayBuilder PushPropertyListHeader(ConstantStructBuilder &Fields,
283       int count) {
284       // int count;
285       Fields.addInt(IntTy, count);
286       // int size; (only in GNUstep v2 ABI.
287       if (isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 2)) {
288         llvm::DataLayout td(&TheModule);
289         Fields.addInt(IntTy, td.getTypeSizeInBits(PropertyMetadataTy) /
290             CGM.getContext().getCharWidth());
291       }
292       // struct objc_property_list *next;
293       Fields.add(NULLPtr);
294       // struct objc_property properties[]
295       return Fields.beginArray(PropertyMetadataTy);
296   }
297   virtual void PushProperty(ConstantArrayBuilder &PropertiesArray,
298             const ObjCPropertyDecl *property,
299             const Decl *OCD,
300             bool isSynthesized=true, bool
301             isDynamic=true) {
302     auto Fields = PropertiesArray.beginStruct(PropertyMetadataTy);
303     ASTContext &Context = CGM.getContext();
304     Fields.add(MakePropertyEncodingString(property, OCD));
305     PushPropertyAttributes(Fields, property, isSynthesized, isDynamic);
306     auto addPropertyMethod = [&](const ObjCMethodDecl *accessor) {
307       if (accessor) {
308         std::string TypeStr = Context.getObjCEncodingForMethodDecl(accessor);
309         llvm::Constant *TypeEncoding = MakeConstantString(TypeStr);
310         Fields.add(MakeConstantString(accessor->getSelector().getAsString()));
311         Fields.add(TypeEncoding);
312       } else {
313         Fields.add(NULLPtr);
314         Fields.add(NULLPtr);
315       }
316     };
317     addPropertyMethod(property->getGetterMethodDecl());
318     addPropertyMethod(property->getSetterMethodDecl());
319     Fields.finishAndAddTo(PropertiesArray);
320   }
321
322   /// Ensures that the value has the required type, by inserting a bitcast if
323   /// required.  This function lets us avoid inserting bitcasts that are
324   /// redundant.
325   llvm::Value* EnforceType(CGBuilderTy &B, llvm::Value *V, llvm::Type *Ty) {
326     if (V->getType() == Ty) return V;
327     return B.CreateBitCast(V, Ty);
328   }
329   Address EnforceType(CGBuilderTy &B, Address V, llvm::Type *Ty) {
330     if (V.getType() == Ty) return V;
331     return B.CreateBitCast(V, Ty);
332   }
333
334   // Some zeros used for GEPs in lots of places.
335   llvm::Constant *Zeros[2];
336   /// Null pointer value.  Mainly used as a terminator in various arrays.
337   llvm::Constant *NULLPtr;
338   /// LLVM context.
339   llvm::LLVMContext &VMContext;
340
341 protected:
342
343   /// Placeholder for the class.  Lots of things refer to the class before we've
344   /// actually emitted it.  We use this alias as a placeholder, and then replace
345   /// it with a pointer to the class structure before finally emitting the
346   /// module.
347   llvm::GlobalAlias *ClassPtrAlias;
348   /// Placeholder for the metaclass.  Lots of things refer to the class before
349   /// we've / actually emitted it.  We use this alias as a placeholder, and then
350   /// replace / it with a pointer to the metaclass structure before finally
351   /// emitting the / module.
352   llvm::GlobalAlias *MetaClassPtrAlias;
353   /// All of the classes that have been generated for this compilation units.
354   std::vector<llvm::Constant*> Classes;
355   /// All of the categories that have been generated for this compilation units.
356   std::vector<llvm::Constant*> Categories;
357   /// All of the Objective-C constant strings that have been generated for this
358   /// compilation units.
359   std::vector<llvm::Constant*> ConstantStrings;
360   /// Map from string values to Objective-C constant strings in the output.
361   /// Used to prevent emitting Objective-C strings more than once.  This should
362   /// not be required at all - CodeGenModule should manage this list.
363   llvm::StringMap<llvm::Constant*> ObjCStrings;
364   /// All of the protocols that have been declared.
365   llvm::StringMap<llvm::Constant*> ExistingProtocols;
366   /// For each variant of a selector, we store the type encoding and a
367   /// placeholder value.  For an untyped selector, the type will be the empty
368   /// string.  Selector references are all done via the module's selector table,
369   /// so we create an alias as a placeholder and then replace it with the real
370   /// value later.
371   typedef std::pair<std::string, llvm::GlobalAlias*> TypedSelector;
372   /// Type of the selector map.  This is roughly equivalent to the structure
373   /// used in the GNUstep runtime, which maintains a list of all of the valid
374   /// types for a selector in a table.
375   typedef llvm::DenseMap<Selector, SmallVector<TypedSelector, 2> >
376     SelectorMap;
377   /// A map from selectors to selector types.  This allows us to emit all
378   /// selectors of the same name and type together.
379   SelectorMap SelectorTable;
380
381   /// Selectors related to memory management.  When compiling in GC mode, we
382   /// omit these.
383   Selector RetainSel, ReleaseSel, AutoreleaseSel;
384   /// Runtime functions used for memory management in GC mode.  Note that clang
385   /// supports code generation for calling these functions, but neither GNU
386   /// runtime actually supports this API properly yet.
387   LazyRuntimeFunction IvarAssignFn, StrongCastAssignFn, MemMoveFn, WeakReadFn,
388     WeakAssignFn, GlobalAssignFn;
389
390   typedef std::pair<std::string, std::string> ClassAliasPair;
391   /// All classes that have aliases set for them.
392   std::vector<ClassAliasPair> ClassAliases;
393
394 protected:
395   /// Function used for throwing Objective-C exceptions.
396   LazyRuntimeFunction ExceptionThrowFn;
397   /// Function used for rethrowing exceptions, used at the end of \@finally or
398   /// \@synchronize blocks.
399   LazyRuntimeFunction ExceptionReThrowFn;
400   /// Function called when entering a catch function.  This is required for
401   /// differentiating Objective-C exceptions and foreign exceptions.
402   LazyRuntimeFunction EnterCatchFn;
403   /// Function called when exiting from a catch block.  Used to do exception
404   /// cleanup.
405   LazyRuntimeFunction ExitCatchFn;
406   /// Function called when entering an \@synchronize block.  Acquires the lock.
407   LazyRuntimeFunction SyncEnterFn;
408   /// Function called when exiting an \@synchronize block.  Releases the lock.
409   LazyRuntimeFunction SyncExitFn;
410
411 private:
412   /// Function called if fast enumeration detects that the collection is
413   /// modified during the update.
414   LazyRuntimeFunction EnumerationMutationFn;
415   /// Function for implementing synthesized property getters that return an
416   /// object.
417   LazyRuntimeFunction GetPropertyFn;
418   /// Function for implementing synthesized property setters that return an
419   /// object.
420   LazyRuntimeFunction SetPropertyFn;
421   /// Function used for non-object declared property getters.
422   LazyRuntimeFunction GetStructPropertyFn;
423   /// Function used for non-object declared property setters.
424   LazyRuntimeFunction SetStructPropertyFn;
425
426 protected:
427   /// The version of the runtime that this class targets.  Must match the
428   /// version in the runtime.
429   int RuntimeVersion;
430   /// The version of the protocol class.  Used to differentiate between ObjC1
431   /// and ObjC2 protocols.  Objective-C 1 protocols can not contain optional
432   /// components and can not contain declared properties.  We always emit
433   /// Objective-C 2 property structures, but we have to pretend that they're
434   /// Objective-C 1 property structures when targeting the GCC runtime or it
435   /// will abort.
436   const int ProtocolVersion;
437   /// The version of the class ABI.  This value is used in the class structure
438   /// and indicates how various fields should be interpreted.
439   const int ClassABIVersion;
440   /// Generates an instance variable list structure.  This is a structure
441   /// containing a size and an array of structures containing instance variable
442   /// metadata.  This is used purely for introspection in the fragile ABI.  In
443   /// the non-fragile ABI, it's used for instance variable fixup.
444   virtual llvm::Constant *GenerateIvarList(ArrayRef<llvm::Constant *> IvarNames,
445                              ArrayRef<llvm::Constant *> IvarTypes,
446                              ArrayRef<llvm::Constant *> IvarOffsets,
447                              ArrayRef<llvm::Constant *> IvarAlign,
448                              ArrayRef<Qualifiers::ObjCLifetime> IvarOwnership);
449
450   /// Generates a method list structure.  This is a structure containing a size
451   /// and an array of structures containing method metadata.
452   ///
453   /// This structure is used by both classes and categories, and contains a next
454   /// pointer allowing them to be chained together in a linked list.
455   llvm::Constant *GenerateMethodList(StringRef ClassName,
456       StringRef CategoryName,
457       ArrayRef<const ObjCMethodDecl*> Methods,
458       bool isClassMethodList);
459
460   /// Emits an empty protocol.  This is used for \@protocol() where no protocol
461   /// is found.  The runtime will (hopefully) fix up the pointer to refer to the
462   /// real protocol.
463   virtual llvm::Constant *GenerateEmptyProtocol(StringRef ProtocolName);
464
465   /// Generates a list of property metadata structures.  This follows the same
466   /// pattern as method and instance variable metadata lists.
467   llvm::Constant *GeneratePropertyList(const Decl *Container,
468       const ObjCContainerDecl *OCD,
469       bool isClassProperty=false,
470       bool protocolOptionalProperties=false);
471
472   /// Generates a list of referenced protocols.  Classes, categories, and
473   /// protocols all use this structure.
474   llvm::Constant *GenerateProtocolList(ArrayRef<std::string> Protocols);
475
476   /// To ensure that all protocols are seen by the runtime, we add a category on
477   /// a class defined in the runtime, declaring no methods, but adopting the
478   /// protocols.  This is a horribly ugly hack, but it allows us to collect all
479   /// of the protocols without changing the ABI.
480   void GenerateProtocolHolderCategory();
481
482   /// Generates a class structure.
483   llvm::Constant *GenerateClassStructure(
484       llvm::Constant *MetaClass,
485       llvm::Constant *SuperClass,
486       unsigned info,
487       const char *Name,
488       llvm::Constant *Version,
489       llvm::Constant *InstanceSize,
490       llvm::Constant *IVars,
491       llvm::Constant *Methods,
492       llvm::Constant *Protocols,
493       llvm::Constant *IvarOffsets,
494       llvm::Constant *Properties,
495       llvm::Constant *StrongIvarBitmap,
496       llvm::Constant *WeakIvarBitmap,
497       bool isMeta=false);
498
499   /// Generates a method list.  This is used by protocols to define the required
500   /// and optional methods.
501   virtual llvm::Constant *GenerateProtocolMethodList(
502       ArrayRef<const ObjCMethodDecl*> Methods);
503   /// Emits optional and required method lists.
504   template<class T>
505   void EmitProtocolMethodList(T &&Methods, llvm::Constant *&Required,
506       llvm::Constant *&Optional) {
507     SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> RequiredMethods;
508     SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> OptionalMethods;
509     for (const auto *I : Methods)
510       if (I->isOptional())
511         OptionalMethods.push_back(I);
512       else
513         RequiredMethods.push_back(I);
514     Required = GenerateProtocolMethodList(RequiredMethods);
515     Optional = GenerateProtocolMethodList(OptionalMethods);
516   }
517
518   /// Returns a selector with the specified type encoding.  An empty string is
519   /// used to return an untyped selector (with the types field set to NULL).
520   virtual llvm::Value *GetTypedSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel,
521                                         const std::string &TypeEncoding);
522
523   /// Returns the name of ivar offset variables.  In the GNUstep v1 ABI, this
524   /// contains the class and ivar names, in the v2 ABI this contains the type
525   /// encoding as well.
526   virtual std::string GetIVarOffsetVariableName(const ObjCInterfaceDecl *ID,
527                                                 const ObjCIvarDecl *Ivar) {
528     const std::string Name = "__objc_ivar_offset_" + ID->getNameAsString()
529       + '.' + Ivar->getNameAsString();
530     return Name;
531   }
532   /// Returns the variable used to store the offset of an instance variable.
533   llvm::GlobalVariable *ObjCIvarOffsetVariable(const ObjCInterfaceDecl *ID,
534       const ObjCIvarDecl *Ivar);
535   /// Emits a reference to a class.  This allows the linker to object if there
536   /// is no class of the matching name.
537   void EmitClassRef(const std::string &className);
538
539   /// Emits a pointer to the named class
540   virtual llvm::Value *GetClassNamed(CodeGenFunction &CGF,
541                                      const std::string &Name, bool isWeak);
542
543   /// Looks up the method for sending a message to the specified object.  This
544   /// mechanism differs between the GCC and GNU runtimes, so this method must be
545   /// overridden in subclasses.
546   virtual llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF,
547                                  llvm::Value *&Receiver,
548                                  llvm::Value *cmd,
549                                  llvm::MDNode *node,
550                                  MessageSendInfo &MSI) = 0;
551
552   /// Looks up the method for sending a message to a superclass.  This
553   /// mechanism differs between the GCC and GNU runtimes, so this method must
554   /// be overridden in subclasses.
555   virtual llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF,
556                                       Address ObjCSuper,
557                                       llvm::Value *cmd,
558                                       MessageSendInfo &MSI) = 0;
559
560   /// Libobjc2 uses a bitfield representation where small(ish) bitfields are
561   /// stored in a 64-bit value with the low bit set to 1 and the remaining 63
562   /// bits set to their values, LSB first, while larger ones are stored in a
563   /// structure of this / form:
564   ///
565   /// struct { int32_t length; int32_t values[length]; };
566   ///
567   /// The values in the array are stored in host-endian format, with the least
568   /// significant bit being assumed to come first in the bitfield.  Therefore,
569   /// a bitfield with the 64th bit set will be (int64_t)&{ 2, [0, 1<<31] },
570   /// while a bitfield / with the 63rd bit set will be 1<<64.
571   llvm::Constant *MakeBitField(ArrayRef<bool> bits);
572
573 public:
574   CGObjCGNU(CodeGenModule &cgm, unsigned runtimeABIVersion,
575       unsigned protocolClassVersion, unsigned classABI=1);
576
577   ConstantAddress GenerateConstantString(const StringLiteral *) override;
578
579   RValue
580   GenerateMessageSend(CodeGenFunction &CGF, ReturnValueSlot Return,
581                       QualType ResultType, Selector Sel,
582                       llvm::Value *Receiver, const CallArgList &CallArgs,
583                       const ObjCInterfaceDecl *Class,
584                       const ObjCMethodDecl *Method) override;
585   RValue
586   GenerateMessageSendSuper(CodeGenFunction &CGF, ReturnValueSlot Return,
587                            QualType ResultType, Selector Sel,
588                            const ObjCInterfaceDecl *Class,
589                            bool isCategoryImpl, llvm::Value *Receiver,
590                            bool IsClassMessage, const CallArgList &CallArgs,
591                            const ObjCMethodDecl *Method) override;
592   llvm::Value *GetClass(CodeGenFunction &CGF,
593                         const ObjCInterfaceDecl *OID) override;
594   llvm::Value *GetSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel) override;
595   Address GetAddrOfSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel) override;
596   llvm::Value *GetSelector(CodeGenFunction &CGF,
597                            const ObjCMethodDecl *Method) override;
598   virtual llvm::Constant *GetConstantSelector(Selector Sel,
599                                               const std::string &TypeEncoding) {
600     llvm_unreachable("Runtime unable to generate constant selector");
601   }
602   llvm::Constant *GetConstantSelector(const ObjCMethodDecl *M) {
603     return GetConstantSelector(M->getSelector(),
604         CGM.getContext().getObjCEncodingForMethodDecl(M));
605   }
606   llvm::Constant *GetEHType(QualType T) override;
607
608   llvm::Function *GenerateMethod(const ObjCMethodDecl *OMD,
609                                  const ObjCContainerDecl *CD) override;
610   void GenerateCategory(const ObjCCategoryImplDecl *CMD) override;
611   void GenerateClass(const ObjCImplementationDecl *ClassDecl) override;
612   void RegisterAlias(const ObjCCompatibleAliasDecl *OAD) override;
613   llvm::Value *GenerateProtocolRef(CodeGenFunction &CGF,
614                                    const ObjCProtocolDecl *PD) override;
615   void GenerateProtocol(const ObjCProtocolDecl *PD) override;
616   llvm::Function *ModuleInitFunction() override;
617   llvm::Constant *GetPropertyGetFunction() override;
618   llvm::Constant *GetPropertySetFunction() override;
619   llvm::Constant *GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic,
620                                                   bool copy) override;
621   llvm::Constant *GetSetStructFunction() override;
622   llvm::Constant *GetGetStructFunction() override;
623   llvm::Constant *GetCppAtomicObjectGetFunction() override;
624   llvm::Constant *GetCppAtomicObjectSetFunction() override;
625   llvm::Constant *EnumerationMutationFunction() override;
626
627   void EmitTryStmt(CodeGenFunction &CGF,
628                    const ObjCAtTryStmt &S) override;
629   void EmitSynchronizedStmt(CodeGenFunction &CGF,
630                             const ObjCAtSynchronizedStmt &S) override;
631   void EmitThrowStmt(CodeGenFunction &CGF,
632                      const ObjCAtThrowStmt &S,
633                      bool ClearInsertionPoint=true) override;
634   llvm::Value * EmitObjCWeakRead(CodeGenFunction &CGF,
635                                  Address AddrWeakObj) override;
636   void EmitObjCWeakAssign(CodeGenFunction &CGF,
637                           llvm::Value *src, Address dst) override;
638   void EmitObjCGlobalAssign(CodeGenFunction &CGF,
639                             llvm::Value *src, Address dest,
640                             bool threadlocal=false) override;
641   void EmitObjCIvarAssign(CodeGenFunction &CGF, llvm::Value *src,
642                           Address dest, llvm::Value *ivarOffset) override;
643   void EmitObjCStrongCastAssign(CodeGenFunction &CGF,
644                                 llvm::Value *src, Address dest) override;
645   void EmitGCMemmoveCollectable(CodeGenFunction &CGF, Address DestPtr,
646                                 Address SrcPtr,
647                                 llvm::Value *Size) override;
648   LValue EmitObjCValueForIvar(CodeGenFunction &CGF, QualType ObjectTy,
649                               llvm::Value *BaseValue, const ObjCIvarDecl *Ivar,
650                               unsigned CVRQualifiers) override;
651   llvm::Value *EmitIvarOffset(CodeGenFunction &CGF,
652                               const ObjCInterfaceDecl *Interface,
653                               const ObjCIvarDecl *Ivar) override;
654   llvm::Value *EmitNSAutoreleasePoolClassRef(CodeGenFunction &CGF) override;
655   llvm::Constant *BuildGCBlockLayout(CodeGenModule &CGM,
656                                      const CGBlockInfo &blockInfo) override {
657     return NULLPtr;
658   }
659   llvm::Constant *BuildRCBlockLayout(CodeGenModule &CGM,
660                                      const CGBlockInfo &blockInfo) override {
661     return NULLPtr;
662   }
663
664   llvm::Constant *BuildByrefLayout(CodeGenModule &CGM, QualType T) override {
665     return NULLPtr;
666   }
667 };
668
669 /// Class representing the legacy GCC Objective-C ABI.  This is the default when
670 /// -fobjc-nonfragile-abi is not specified.
671 ///
672 /// The GCC ABI target actually generates code that is approximately compatible
673 /// with the new GNUstep runtime ABI, but refrains from using any features that
674 /// would not work with the GCC runtime.  For example, clang always generates
675 /// the extended form of the class structure, and the extra fields are simply
676 /// ignored by GCC libobjc.
677 class CGObjCGCC : public CGObjCGNU {
678   /// The GCC ABI message lookup function.  Returns an IMP pointing to the
679   /// method implementation for this message.
680   LazyRuntimeFunction MsgLookupFn;
681   /// The GCC ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to a
682   /// structure describing the receiver and the class, and a selector as
683   /// arguments.  Returns the IMP for the corresponding method.
684   LazyRuntimeFunction MsgLookupSuperFn;
685
686 protected:
687   llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF, llvm::Value *&Receiver,
688                          llvm::Value *cmd, llvm::MDNode *node,
689                          MessageSendInfo &MSI) override {
690     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
691     llvm::Value *args[] = {
692             EnforceType(Builder, Receiver, IdTy),
693             EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy) };
694     llvm::CallSite imp = CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(MsgLookupFn, args);
695     imp->setMetadata(msgSendMDKind, node);
696     return imp.getInstruction();
697   }
698
699   llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF, Address ObjCSuper,
700                               llvm::Value *cmd, MessageSendInfo &MSI) override {
701     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
702     llvm::Value *lookupArgs[] = {EnforceType(Builder, ObjCSuper,
703         PtrToObjCSuperTy).getPointer(), cmd};
704     return CGF.EmitNounwindRuntimeCall(MsgLookupSuperFn, lookupArgs);
705   }
706
707 public:
708   CGObjCGCC(CodeGenModule &Mod) : CGObjCGNU(Mod, 8, 2) {
709     // IMP objc_msg_lookup(id, SEL);
710     MsgLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup", IMPTy, IdTy, SelectorTy);
711     // IMP objc_msg_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
712     MsgLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super", IMPTy,
713                           PtrToObjCSuperTy, SelectorTy);
714   }
715 };
716
717 /// Class used when targeting the new GNUstep runtime ABI.
718 class CGObjCGNUstep : public CGObjCGNU {
719     /// The slot lookup function.  Returns a pointer to a cacheable structure
720     /// that contains (among other things) the IMP.
721     LazyRuntimeFunction SlotLookupFn;
722     /// The GNUstep ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to
723     /// a structure describing the receiver and the class, and a selector as
724     /// arguments.  Returns the slot for the corresponding method.  Superclass
725     /// message lookup rarely changes, so this is a good caching opportunity.
726     LazyRuntimeFunction SlotLookupSuperFn;
727     /// Specialised function for setting atomic retain properties
728     LazyRuntimeFunction SetPropertyAtomic;
729     /// Specialised function for setting atomic copy properties
730     LazyRuntimeFunction SetPropertyAtomicCopy;
731     /// Specialised function for setting nonatomic retain properties
732     LazyRuntimeFunction SetPropertyNonAtomic;
733     /// Specialised function for setting nonatomic copy properties
734     LazyRuntimeFunction SetPropertyNonAtomicCopy;
735     /// Function to perform atomic copies of C++ objects with nontrivial copy
736     /// constructors from Objective-C ivars.
737     LazyRuntimeFunction CxxAtomicObjectGetFn;
738     /// Function to perform atomic copies of C++ objects with nontrivial copy
739     /// constructors to Objective-C ivars.
740     LazyRuntimeFunction CxxAtomicObjectSetFn;
741     /// Type of an slot structure pointer.  This is returned by the various
742     /// lookup functions.
743     llvm::Type *SlotTy;
744
745   public:
746     llvm::Constant *GetEHType(QualType T) override;
747
748   protected:
749     llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF, llvm::Value *&Receiver,
750                            llvm::Value *cmd, llvm::MDNode *node,
751                            MessageSendInfo &MSI) override {
752       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
753       llvm::Function *LookupFn = SlotLookupFn;
754
755       // Store the receiver on the stack so that we can reload it later
756       Address ReceiverPtr =
757         CGF.CreateTempAlloca(Receiver->getType(), CGF.getPointerAlign());
758       Builder.CreateStore(Receiver, ReceiverPtr);
759
760       llvm::Value *self;
761
762       if (isa<ObjCMethodDecl>(CGF.CurCodeDecl)) {
763         self = CGF.LoadObjCSelf();
764       } else {
765         self = llvm::ConstantPointerNull::get(IdTy);
766       }
767
768       // The lookup function is guaranteed not to capture the receiver pointer.
769       LookupFn->addParamAttr(0, llvm::Attribute::NoCapture);
770
771       llvm::Value *args[] = {
772               EnforceType(Builder, ReceiverPtr.getPointer(), PtrToIdTy),
773               EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy),
774               EnforceType(Builder, self, IdTy) };
775       llvm::CallSite slot = CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(LookupFn, args);
776       slot.setOnlyReadsMemory();
777       slot->setMetadata(msgSendMDKind, node);
778
779       // Load the imp from the slot
780       llvm::Value *imp = Builder.CreateAlignedLoad(
781           Builder.CreateStructGEP(nullptr, slot.getInstruction(), 4),
782           CGF.getPointerAlign());
783
784       // The lookup function may have changed the receiver, so make sure we use
785       // the new one.
786       Receiver = Builder.CreateLoad(ReceiverPtr, true);
787       return imp;
788     }
789
790     llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF, Address ObjCSuper,
791                                 llvm::Value *cmd,
792                                 MessageSendInfo &MSI) override {
793       CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
794       llvm::Value *lookupArgs[] = {ObjCSuper.getPointer(), cmd};
795
796       llvm::CallInst *slot =
797         CGF.EmitNounwindRuntimeCall(SlotLookupSuperFn, lookupArgs);
798       slot->setOnlyReadsMemory();
799
800       return Builder.CreateAlignedLoad(Builder.CreateStructGEP(nullptr, slot, 4),
801                                        CGF.getPointerAlign());
802     }
803
804   public:
805     CGObjCGNUstep(CodeGenModule &Mod) : CGObjCGNUstep(Mod, 9, 3, 1) {}
806     CGObjCGNUstep(CodeGenModule &Mod, unsigned ABI, unsigned ProtocolABI,
807         unsigned ClassABI) :
808       CGObjCGNU(Mod, ABI, ProtocolABI, ClassABI) {
809       const ObjCRuntime &R = CGM.getLangOpts().ObjCRuntime;
810
811       llvm::StructType *SlotStructTy =
812           llvm::StructType::get(PtrTy, PtrTy, PtrTy, IntTy, IMPTy);
813       SlotTy = llvm::PointerType::getUnqual(SlotStructTy);
814       // Slot_t objc_msg_lookup_sender(id *receiver, SEL selector, id sender);
815       SlotLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_sender", SlotTy, PtrToIdTy,
816                         SelectorTy, IdTy);
817       // Slot_t objc_slot_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
818       SlotLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_slot_lookup_super", SlotTy,
819                              PtrToObjCSuperTy, SelectorTy);
820       // If we're in ObjC++ mode, then we want to make 
821       if (usesSEHExceptions) {
822           llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
823           // void objc_exception_rethrow(void)
824           ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_rethrow", VoidTy);
825       } else if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus) {
826         llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
827         // void *__cxa_begin_catch(void *e)
828         EnterCatchFn.init(&CGM, "__cxa_begin_catch", PtrTy, PtrTy);
829         // void __cxa_end_catch(void)
830         ExitCatchFn.init(&CGM, "__cxa_end_catch", VoidTy);
831         // void _Unwind_Resume_or_Rethrow(void*)
832         ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "_Unwind_Resume_or_Rethrow", VoidTy,
833                                 PtrTy);
834       } else if (R.getVersion() >= VersionTuple(1, 7)) {
835         llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
836         // id objc_begin_catch(void *e)
837         EnterCatchFn.init(&CGM, "objc_begin_catch", IdTy, PtrTy);
838         // void objc_end_catch(void)
839         ExitCatchFn.init(&CGM, "objc_end_catch", VoidTy);
840         // void _Unwind_Resume_or_Rethrow(void*)
841         ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_rethrow", VoidTy, PtrTy);
842       }
843       llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
844       SetPropertyAtomic.init(&CGM, "objc_setProperty_atomic", VoidTy, IdTy,
845                              SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy);
846       SetPropertyAtomicCopy.init(&CGM, "objc_setProperty_atomic_copy", VoidTy,
847                                  IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy);
848       SetPropertyNonAtomic.init(&CGM, "objc_setProperty_nonatomic", VoidTy,
849                                 IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy);
850       SetPropertyNonAtomicCopy.init(&CGM, "objc_setProperty_nonatomic_copy",
851                                     VoidTy, IdTy, SelectorTy, IdTy, PtrDiffTy);
852       // void objc_setCppObjectAtomic(void *dest, const void *src, void
853       // *helper);
854       CxxAtomicObjectSetFn.init(&CGM, "objc_setCppObjectAtomic", VoidTy, PtrTy,
855                                 PtrTy, PtrTy);
856       // void objc_getCppObjectAtomic(void *dest, const void *src, void
857       // *helper);
858       CxxAtomicObjectGetFn.init(&CGM, "objc_getCppObjectAtomic", VoidTy, PtrTy,
859                                 PtrTy, PtrTy);
860     }
861
862     llvm::Constant *GetCppAtomicObjectGetFunction() override {
863       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
864       // runtime.
865       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
866           VersionTuple(1, 7));
867       return CxxAtomicObjectGetFn;
868     }
869
870     llvm::Constant *GetCppAtomicObjectSetFunction() override {
871       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
872       // runtime.
873       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
874           VersionTuple(1, 7));
875       return CxxAtomicObjectSetFn;
876     }
877
878     llvm::Constant *GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic,
879                                                     bool copy) override {
880       // The optimised property functions omit the GC check, and so are not
881       // safe to use in GC mode.  The standard functions are fast in GC mode,
882       // so there is less advantage in using them.
883       assert ((CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC));
884       // The optimised functions were added in version 1.7 of the GNUstep
885       // runtime.
886       assert (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.getVersion() >=
887           VersionTuple(1, 7));
888
889       if (atomic) {
890         if (copy) return SetPropertyAtomicCopy;
891         return SetPropertyAtomic;
892       }
893
894       return copy ? SetPropertyNonAtomicCopy : SetPropertyNonAtomic;
895     }
896 };
897
898 /// GNUstep Objective-C ABI version 2 implementation.
899 /// This is the ABI that provides a clean break with the legacy GCC ABI and
900 /// cleans up a number of things that were added to work around 1980s linkers.
901 class CGObjCGNUstep2 : public CGObjCGNUstep {
902   enum SectionKind
903   {
904     SelectorSection = 0,
905     ClassSection,
906     ClassReferenceSection,
907     CategorySection,
908     ProtocolSection,
909     ProtocolReferenceSection,
910     ClassAliasSection,
911     ConstantStringSection
912   };
913   static const char *const SectionsBaseNames[8];
914   template<SectionKind K>
915   std::string sectionName() {
916     std::string name(SectionsBaseNames[K]);
917     if (CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF())
918       name += "$m";
919     return name;
920   }
921   /// The GCC ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to a
922   /// structure describing the receiver and the class, and a selector as
923   /// arguments.  Returns the IMP for the corresponding method.
924   LazyRuntimeFunction MsgLookupSuperFn;
925   /// A flag indicating if we've emitted at least one protocol.
926   /// If we haven't, then we need to emit an empty protocol, to ensure that the
927   /// __start__objc_protocols and __stop__objc_protocols sections exist.
928   bool EmittedProtocol = false;
929   /// A flag indicating if we've emitted at least one protocol reference.
930   /// If we haven't, then we need to emit an empty protocol, to ensure that the
931   /// __start__objc_protocol_refs and __stop__objc_protocol_refs sections
932   /// exist.
933   bool EmittedProtocolRef = false;
934   /// A flag indicating if we've emitted at least one class.
935   /// If we haven't, then we need to emit an empty protocol, to ensure that the
936   /// __start__objc_classes and __stop__objc_classes sections / exist.
937   bool EmittedClass = false;
938   /// Generate the name of a symbol for a reference to a class.  Accesses to
939   /// classes should be indirected via this.
940   std::string SymbolForClassRef(StringRef Name, bool isWeak) {
941     if (isWeak)
942       return (StringRef("._OBJC_WEAK_REF_CLASS_") + Name).str();
943     else
944       return (StringRef("._OBJC_REF_CLASS_") + Name).str();
945   }
946   /// Generate the name of a class symbol.
947   std::string SymbolForClass(StringRef Name) {
948     return (StringRef("._OBJC_CLASS_") + Name).str();
949   }
950   void CallRuntimeFunction(CGBuilderTy &B, StringRef FunctionName,
951       ArrayRef<llvm::Value*> Args) {
952     SmallVector<llvm::Type *,8> Types;
953     for (auto *Arg : Args)
954       Types.push_back(Arg->getType());
955     llvm::FunctionType *FT = llvm::FunctionType::get(B.getVoidTy(), Types,
956         false);
957     llvm::Value *Fn = CGM.CreateRuntimeFunction(FT, FunctionName);
958     B.CreateCall(Fn, Args);
959   }
960
961   ConstantAddress GenerateConstantString(const StringLiteral *SL) override {
962
963     auto Str = SL->getString();
964     CharUnits Align = CGM.getPointerAlign();
965
966     // Look for an existing one
967     llvm::StringMap<llvm::Constant*>::iterator old = ObjCStrings.find(Str);
968     if (old != ObjCStrings.end())
969       return ConstantAddress(old->getValue(), Align);
970
971     bool isNonASCII = SL->containsNonAscii();
972
973     auto LiteralLength = SL->getLength();
974
975     if ((CGM.getTarget().getPointerWidth(0) == 64) &&
976         (LiteralLength < 9) && !isNonASCII) {
977       // Tiny strings are only used on 64-bit platforms.  They store 8 7-bit
978       // ASCII characters in the high 56 bits, followed by a 4-bit length and a
979       // 3-bit tag (which is always 4).
980       uint64_t str = 0;
981       // Fill in the characters
982       for (unsigned i=0 ; i<LiteralLength ; i++)
983         str |= ((uint64_t)SL->getCodeUnit(i)) << ((64 - 4 - 3) - (i*7));
984       // Fill in the length
985       str |= LiteralLength << 3;
986       // Set the tag
987       str |= 4;
988       auto *ObjCStr = llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
989           llvm::ConstantInt::get(Int64Ty, str), IdTy);
990       ObjCStrings[Str] = ObjCStr;
991       return ConstantAddress(ObjCStr, Align);
992     }
993
994     StringRef StringClass = CGM.getLangOpts().ObjCConstantStringClass;
995
996     if (StringClass.empty()) StringClass = "NSConstantString";
997
998     std::string Sym = SymbolForClass(StringClass);
999
1000     llvm::Constant *isa = TheModule.getNamedGlobal(Sym);
1001
1002     if (!isa)
1003       isa = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IdTy, /* isConstant */false,
1004               llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, Sym);
1005     else if (isa->getType() != PtrToIdTy)
1006       isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(isa, PtrToIdTy);
1007
1008     //  struct
1009     //  {
1010     //    Class isa;
1011     //    uint32_t flags;
1012     //    uint32_t length; // Number of codepoints
1013     //    uint32_t size; // Number of bytes
1014     //    uint32_t hash;
1015     //    const char *data;
1016     //  };
1017
1018     ConstantInitBuilder Builder(CGM);
1019     auto Fields = Builder.beginStruct();
1020     Fields.add(isa);
1021     // For now, all non-ASCII strings are represented as UTF-16.  As such, the
1022     // number of bytes is simply double the number of UTF-16 codepoints.  In
1023     // ASCII strings, the number of bytes is equal to the number of non-ASCII
1024     // codepoints.
1025     if (isNonASCII) {
1026       unsigned NumU8CodeUnits = Str.size();
1027       // A UTF-16 representation of a unicode string contains at most the same
1028       // number of code units as a UTF-8 representation.  Allocate that much
1029       // space, plus one for the final null character.
1030       SmallVector<llvm::UTF16, 128> ToBuf(NumU8CodeUnits + 1);
1031       const llvm::UTF8 *FromPtr = (const llvm::UTF8 *)Str.data();
1032       llvm::UTF16 *ToPtr = &ToBuf[0];
1033       (void)llvm::ConvertUTF8toUTF16(&FromPtr, FromPtr + NumU8CodeUnits,
1034           &ToPtr, ToPtr + NumU8CodeUnits, llvm::strictConversion);
1035       uint32_t StringLength = ToPtr - &ToBuf[0];
1036       // Add null terminator
1037       *ToPtr = 0;
1038       // Flags: 2 indicates UTF-16 encoding
1039       Fields.addInt(Int32Ty, 2);
1040       // Number of UTF-16 codepoints
1041       Fields.addInt(Int32Ty, StringLength);
1042       // Number of bytes
1043       Fields.addInt(Int32Ty, StringLength * 2);
1044       // Hash.  Not currently initialised by the compiler.
1045       Fields.addInt(Int32Ty, 0);
1046       // pointer to the data string.
1047       auto Arr = llvm::makeArrayRef(&ToBuf[0], ToPtr+1);
1048       auto *C = llvm::ConstantDataArray::get(VMContext, Arr);
1049       auto *Buffer = new llvm::GlobalVariable(TheModule, C->getType(),
1050           /*isConstant=*/true, llvm::GlobalValue::PrivateLinkage, C, ".str");
1051       Buffer->setUnnamedAddr(llvm::GlobalValue::UnnamedAddr::Global);
1052       Fields.add(Buffer);
1053     } else {
1054       // Flags: 0 indicates ASCII encoding
1055       Fields.addInt(Int32Ty, 0);
1056       // Number of UTF-16 codepoints, each ASCII byte is a UTF-16 codepoint
1057       Fields.addInt(Int32Ty, Str.size());
1058       // Number of bytes
1059       Fields.addInt(Int32Ty, Str.size());
1060       // Hash.  Not currently initialised by the compiler.
1061       Fields.addInt(Int32Ty, 0);
1062       // Data pointer
1063       Fields.add(MakeConstantString(Str));
1064     }
1065     std::string StringName;
1066     bool isNamed = !isNonASCII;
1067     if (isNamed) {
1068       StringName = ".objc_str_";
1069       for (int i=0,e=Str.size() ; i<e ; ++i) {
1070         unsigned char c = Str[i];
1071         if (isalnum(c))
1072           StringName += c;
1073         else if (c == ' ')
1074           StringName += '_';
1075         else {
1076           isNamed = false;
1077           break;
1078         }
1079       }
1080     }
1081     auto *ObjCStrGV =
1082       Fields.finishAndCreateGlobal(
1083           isNamed ? StringRef(StringName) : ".objc_string",
1084           Align, false, isNamed ? llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage
1085                                 : llvm::GlobalValue::PrivateLinkage);
1086     ObjCStrGV->setSection(sectionName<ConstantStringSection>());
1087     if (isNamed) {
1088       ObjCStrGV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(StringName));
1089       ObjCStrGV->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1090     }
1091     llvm::Constant *ObjCStr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(ObjCStrGV, IdTy);
1092     ObjCStrings[Str] = ObjCStr;
1093     ConstantStrings.push_back(ObjCStr);
1094     return ConstantAddress(ObjCStr, Align);
1095   }
1096
1097   void PushProperty(ConstantArrayBuilder &PropertiesArray,
1098             const ObjCPropertyDecl *property,
1099             const Decl *OCD,
1100             bool isSynthesized=true, bool
1101             isDynamic=true) override {
1102     // struct objc_property
1103     // {
1104     //   const char *name;
1105     //   const char *attributes;
1106     //   const char *type;
1107     //   SEL getter;
1108     //   SEL setter;
1109     // };
1110     auto Fields = PropertiesArray.beginStruct(PropertyMetadataTy);
1111     ASTContext &Context = CGM.getContext();
1112     Fields.add(MakeConstantString(property->getNameAsString()));
1113     std::string TypeStr =
1114       CGM.getContext().getObjCEncodingForPropertyDecl(property, OCD);
1115     Fields.add(MakeConstantString(TypeStr));
1116     std::string typeStr;
1117     Context.getObjCEncodingForType(property->getType(), typeStr);
1118     Fields.add(MakeConstantString(typeStr));
1119     auto addPropertyMethod = [&](const ObjCMethodDecl *accessor) {
1120       if (accessor) {
1121         std::string TypeStr = Context.getObjCEncodingForMethodDecl(accessor);
1122         Fields.add(GetConstantSelector(accessor->getSelector(), TypeStr));
1123       } else {
1124         Fields.add(NULLPtr);
1125       }
1126     };
1127     addPropertyMethod(property->getGetterMethodDecl());
1128     addPropertyMethod(property->getSetterMethodDecl());
1129     Fields.finishAndAddTo(PropertiesArray);
1130   }
1131
1132   llvm::Constant *
1133   GenerateProtocolMethodList(ArrayRef<const ObjCMethodDecl*> Methods) override {
1134     // struct objc_protocol_method_description
1135     // {
1136     //   SEL selector;
1137     //   const char *types;
1138     // };
1139     llvm::StructType *ObjCMethodDescTy =
1140       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(),
1141           { PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty });
1142     ASTContext &Context = CGM.getContext();
1143     ConstantInitBuilder Builder(CGM);
1144     // struct objc_protocol_method_description_list
1145     // {
1146     //   int count;
1147     //   int size;
1148     //   struct objc_protocol_method_description methods[];
1149     // };
1150     auto MethodList = Builder.beginStruct();
1151     // int count;
1152     MethodList.addInt(IntTy, Methods.size());
1153     // int size; // sizeof(struct objc_method_description)
1154     llvm::DataLayout td(&TheModule);
1155     MethodList.addInt(IntTy, td.getTypeSizeInBits(ObjCMethodDescTy) /
1156         CGM.getContext().getCharWidth());
1157     // struct objc_method_description[]
1158     auto MethodArray = MethodList.beginArray(ObjCMethodDescTy);
1159     for (auto *M : Methods) {
1160       auto Method = MethodArray.beginStruct(ObjCMethodDescTy);
1161       Method.add(CGObjCGNU::GetConstantSelector(M));
1162       Method.add(GetTypeString(Context.getObjCEncodingForMethodDecl(M, true)));
1163       Method.finishAndAddTo(MethodArray);
1164     }
1165     MethodArray.finishAndAddTo(MethodList);
1166     return MethodList.finishAndCreateGlobal(".objc_protocol_method_list",
1167                                             CGM.getPointerAlign());
1168   }
1169   llvm::Constant *GenerateCategoryProtocolList(const ObjCCategoryDecl *OCD)
1170     override {
1171     SmallVector<llvm::Constant*, 16> Protocols;
1172     for (const auto *PI : OCD->getReferencedProtocols())
1173       Protocols.push_back(
1174           llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateProtocolRef(PI),
1175             ProtocolPtrTy));
1176     return GenerateProtocolList(Protocols);
1177   }
1178
1179   llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF, Address ObjCSuper,
1180                               llvm::Value *cmd, MessageSendInfo &MSI) override {
1181     // Don't access the slot unless we're trying to cache the result.
1182     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
1183     llvm::Value *lookupArgs[] = {CGObjCGNU::EnforceType(Builder, ObjCSuper,
1184         PtrToObjCSuperTy).getPointer(), cmd};
1185     return CGF.EmitNounwindRuntimeCall(MsgLookupSuperFn, lookupArgs);
1186   }
1187
1188   llvm::GlobalVariable *GetClassVar(StringRef Name, bool isWeak=false) {
1189     std::string SymbolName = SymbolForClassRef(Name, isWeak);
1190     auto *ClassSymbol = TheModule.getNamedGlobal(SymbolName);
1191     if (ClassSymbol)
1192       return ClassSymbol;
1193     ClassSymbol = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
1194         IdTy, false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
1195         nullptr, SymbolName);
1196     // If this is a weak symbol, then we are creating a valid definition for
1197     // the symbol, pointing to a weak definition of the real class pointer.  If
1198     // this is not a weak reference, then we are expecting another compilation
1199     // unit to provide the real indirection symbol.
1200     if (isWeak)
1201       ClassSymbol->setInitializer(new llvm::GlobalVariable(TheModule,
1202           Int8Ty, false, llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage,
1203           nullptr, SymbolForClass(Name)));
1204     assert(ClassSymbol->getName() == SymbolName);
1205     return ClassSymbol;
1206   }
1207   llvm::Value *GetClassNamed(CodeGenFunction &CGF,
1208                              const std::string &Name,
1209                              bool isWeak) override {
1210     return CGF.Builder.CreateLoad(Address(GetClassVar(Name, isWeak),
1211           CGM.getPointerAlign()));
1212   }
1213   int32_t FlagsForOwnership(Qualifiers::ObjCLifetime Ownership) {
1214     // typedef enum {
1215     //   ownership_invalid = 0,
1216     //   ownership_strong  = 1,
1217     //   ownership_weak    = 2,
1218     //   ownership_unsafe  = 3
1219     // } ivar_ownership;
1220     int Flag;
1221     switch (Ownership) {
1222       case Qualifiers::OCL_Strong:
1223           Flag = 1;
1224           break;
1225       case Qualifiers::OCL_Weak:
1226           Flag = 2;
1227           break;
1228       case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
1229           Flag = 3;
1230           break;
1231       case Qualifiers::OCL_None:
1232       case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
1233         assert(Ownership != Qualifiers::OCL_Autoreleasing);
1234         Flag = 0;
1235     }
1236     return Flag;
1237   }
1238   llvm::Constant *GenerateIvarList(ArrayRef<llvm::Constant *> IvarNames,
1239                    ArrayRef<llvm::Constant *> IvarTypes,
1240                    ArrayRef<llvm::Constant *> IvarOffsets,
1241                    ArrayRef<llvm::Constant *> IvarAlign,
1242                    ArrayRef<Qualifiers::ObjCLifetime> IvarOwnership) override {
1243     llvm_unreachable("Method should not be called!");
1244   }
1245
1246   llvm::Constant *GenerateEmptyProtocol(StringRef ProtocolName) override {
1247     std::string Name = SymbolForProtocol(ProtocolName);
1248     auto *GV = TheModule.getGlobalVariable(Name);
1249     if (!GV) {
1250       // Emit a placeholder symbol.
1251       GV = new llvm::GlobalVariable(TheModule, ProtocolTy, false,
1252           llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, Name);
1253       GV->setAlignment(CGM.getPointerAlign().getQuantity());
1254     }
1255     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(GV, ProtocolPtrTy);
1256   }
1257
1258   /// Existing protocol references.
1259   llvm::StringMap<llvm::Constant*> ExistingProtocolRefs;
1260
1261   llvm::Value *GenerateProtocolRef(CodeGenFunction &CGF,
1262                                    const ObjCProtocolDecl *PD) override {
1263     auto Name = PD->getNameAsString();
1264     auto *&Ref = ExistingProtocolRefs[Name];
1265     if (!Ref) {
1266       auto *&Protocol = ExistingProtocols[Name];
1267       if (!Protocol)
1268         Protocol = GenerateProtocolRef(PD);
1269       std::string RefName = SymbolForProtocolRef(Name);
1270       assert(!TheModule.getGlobalVariable(RefName));
1271       // Emit a reference symbol.
1272       auto GV = new llvm::GlobalVariable(TheModule, ProtocolPtrTy,
1273           false, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
1274           llvm::ConstantExpr::getBitCast(Protocol, ProtocolPtrTy), RefName);
1275       GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(RefName));
1276       GV->setSection(sectionName<ProtocolReferenceSection>());
1277       GV->setAlignment(CGM.getPointerAlign().getQuantity());
1278       Ref = GV;
1279     }
1280     EmittedProtocolRef = true;
1281     return CGF.Builder.CreateAlignedLoad(Ref, CGM.getPointerAlign());
1282   }
1283
1284   llvm::Constant *GenerateProtocolList(ArrayRef<llvm::Constant*> Protocols) {
1285     llvm::ArrayType *ProtocolArrayTy = llvm::ArrayType::get(ProtocolPtrTy,
1286         Protocols.size());
1287     llvm::Constant * ProtocolArray = llvm::ConstantArray::get(ProtocolArrayTy,
1288         Protocols);
1289     ConstantInitBuilder builder(CGM);
1290     auto ProtocolBuilder = builder.beginStruct();
1291     ProtocolBuilder.addNullPointer(PtrTy);
1292     ProtocolBuilder.addInt(SizeTy, Protocols.size());
1293     ProtocolBuilder.add(ProtocolArray);
1294     return ProtocolBuilder.finishAndCreateGlobal(".objc_protocol_list",
1295         CGM.getPointerAlign(), false, llvm::GlobalValue::InternalLinkage);
1296   }
1297
1298   void GenerateProtocol(const ObjCProtocolDecl *PD) override {
1299     // Do nothing - we only emit referenced protocols.
1300   }
1301   llvm::Constant *GenerateProtocolRef(const ObjCProtocolDecl *PD) {
1302     std::string ProtocolName = PD->getNameAsString();
1303     auto *&Protocol = ExistingProtocols[ProtocolName];
1304     if (Protocol)
1305       return Protocol;
1306
1307     EmittedProtocol = true;
1308
1309     auto SymName = SymbolForProtocol(ProtocolName);
1310     auto *OldGV = TheModule.getGlobalVariable(SymName);
1311
1312     // Use the protocol definition, if there is one.
1313     if (const ObjCProtocolDecl *Def = PD->getDefinition())
1314       PD = Def;
1315     else {
1316       // If there is no definition, then create an external linkage symbol and
1317       // hope that someone else fills it in for us (and fail to link if they
1318       // don't).
1319       assert(!OldGV);
1320       Protocol = new llvm::GlobalVariable(TheModule, ProtocolTy,
1321         /*isConstant*/false,
1322         llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, SymName);
1323       return Protocol;
1324     }
1325
1326     SmallVector<llvm::Constant*, 16> Protocols;
1327     for (const auto *PI : PD->protocols())
1328       Protocols.push_back(
1329           llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateProtocolRef(PI),
1330             ProtocolPtrTy));
1331     llvm::Constant *ProtocolList = GenerateProtocolList(Protocols);
1332
1333     // Collect information about methods
1334     llvm::Constant *InstanceMethodList, *OptionalInstanceMethodList;
1335     llvm::Constant *ClassMethodList, *OptionalClassMethodList;
1336     EmitProtocolMethodList(PD->instance_methods(), InstanceMethodList,
1337         OptionalInstanceMethodList);
1338     EmitProtocolMethodList(PD->class_methods(), ClassMethodList,
1339         OptionalClassMethodList);
1340
1341     // The isa pointer must be set to a magic number so the runtime knows it's
1342     // the correct layout.
1343     ConstantInitBuilder builder(CGM);
1344     auto ProtocolBuilder = builder.beginStruct();
1345     ProtocolBuilder.add(llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
1346           llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, ProtocolVersion), IdTy));
1347     ProtocolBuilder.add(MakeConstantString(ProtocolName));
1348     ProtocolBuilder.add(ProtocolList);
1349     ProtocolBuilder.add(InstanceMethodList);
1350     ProtocolBuilder.add(ClassMethodList);
1351     ProtocolBuilder.add(OptionalInstanceMethodList);
1352     ProtocolBuilder.add(OptionalClassMethodList);
1353     // Required instance properties
1354     ProtocolBuilder.add(GeneratePropertyList(nullptr, PD, false, false));
1355     // Optional instance properties
1356     ProtocolBuilder.add(GeneratePropertyList(nullptr, PD, false, true));
1357     // Required class properties
1358     ProtocolBuilder.add(GeneratePropertyList(nullptr, PD, true, false));
1359     // Optional class properties
1360     ProtocolBuilder.add(GeneratePropertyList(nullptr, PD, true, true));
1361
1362     auto *GV = ProtocolBuilder.finishAndCreateGlobal(SymName,
1363         CGM.getPointerAlign(), false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
1364     GV->setSection(sectionName<ProtocolSection>());
1365     GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(SymName));
1366     if (OldGV) {
1367       OldGV->replaceAllUsesWith(llvm::ConstantExpr::getBitCast(GV,
1368             OldGV->getType()));
1369       OldGV->removeFromParent();
1370       GV->setName(SymName);
1371     }
1372     Protocol = GV;
1373     return GV;
1374   }
1375   llvm::Constant *EnforceType(llvm::Constant *Val, llvm::Type *Ty) {
1376     if (Val->getType() == Ty)
1377       return Val;
1378     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Val, Ty);
1379   }
1380   llvm::Value *GetTypedSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel,
1381                                 const std::string &TypeEncoding) override {
1382     return GetConstantSelector(Sel, TypeEncoding);
1383   }
1384   llvm::Constant  *GetTypeString(llvm::StringRef TypeEncoding) {
1385     if (TypeEncoding.empty())
1386       return NULLPtr;
1387     std::string MangledTypes = TypeEncoding;
1388     std::replace(MangledTypes.begin(), MangledTypes.end(),
1389       '@', '\1');
1390     std::string TypesVarName = ".objc_sel_types_" + MangledTypes;
1391     auto *TypesGlobal = TheModule.getGlobalVariable(TypesVarName);
1392     if (!TypesGlobal) {
1393       llvm::Constant *Init = llvm::ConstantDataArray::getString(VMContext,
1394           TypeEncoding);
1395       auto *GV = new llvm::GlobalVariable(TheModule, Init->getType(),
1396           true, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage, Init, TypesVarName);
1397       GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(TypesVarName));
1398       GV->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1399       TypesGlobal = GV;
1400     }
1401     return llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(TypesGlobal->getValueType(),
1402         TypesGlobal, Zeros);
1403   }
1404   llvm::Constant *GetConstantSelector(Selector Sel,
1405                                       const std::string &TypeEncoding) override {
1406     // @ is used as a special character in symbol names (used for symbol
1407     // versioning), so mangle the name to not include it.  Replace it with a
1408     // character that is not a valid type encoding character (and, being
1409     // non-printable, never will be!)
1410     std::string MangledTypes = TypeEncoding;
1411     std::replace(MangledTypes.begin(), MangledTypes.end(),
1412       '@', '\1');
1413     auto SelVarName = (StringRef(".objc_selector_") + Sel.getAsString() + "_" +
1414       MangledTypes).str();
1415     if (auto *GV = TheModule.getNamedGlobal(SelVarName))
1416       return EnforceType(GV, SelectorTy);
1417     ConstantInitBuilder builder(CGM);
1418     auto SelBuilder = builder.beginStruct();
1419     SelBuilder.add(ExportUniqueString(Sel.getAsString(), ".objc_sel_name_",
1420           true));
1421     SelBuilder.add(GetTypeString(TypeEncoding));
1422     auto *GV = SelBuilder.finishAndCreateGlobal(SelVarName,
1423         CGM.getPointerAlign(), false, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage);
1424     GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(SelVarName));
1425     GV->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1426     GV->setSection(sectionName<SelectorSection>());
1427     auto *SelVal = EnforceType(GV, SelectorTy);
1428     return SelVal;
1429   }
1430   llvm::StructType *emptyStruct = nullptr;
1431
1432   /// Return pointers to the start and end of a section.  On ELF platforms, we
1433   /// use the __start_ and __stop_ symbols that GNU-compatible linkers will set
1434   /// to the start and end of section names, as long as those section names are
1435   /// valid identifiers and the symbols are referenced but not defined.  On
1436   /// Windows, we use the fact that MSVC-compatible linkers will lexically sort
1437   /// by subsections and place everything that we want to reference in a middle
1438   /// subsection and then insert zero-sized symbols in subsections a and z.
1439   std::pair<llvm::Constant*,llvm::Constant*>
1440   GetSectionBounds(StringRef Section) {
1441     if (CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
1442       if (emptyStruct == nullptr) {
1443         emptyStruct = llvm::StructType::create(VMContext, ".objc_section_sentinel");
1444         emptyStruct->setBody({}, /*isPacked*/true);
1445       }
1446       auto ZeroInit = llvm::Constant::getNullValue(emptyStruct);
1447       auto Sym = [&](StringRef Prefix, StringRef SecSuffix) {
1448         auto *Sym = new llvm::GlobalVariable(TheModule, emptyStruct,
1449             /*isConstant*/false,
1450             llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage, ZeroInit, Prefix +
1451             Section);
1452         Sym->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1453         Sym->setSection((Section + SecSuffix).str());
1454         Sym->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat((Prefix +
1455             Section).str()));
1456         Sym->setAlignment(1);
1457         return Sym;
1458       };
1459       return { Sym("__start_", "$a"), Sym("__stop", "$z") };
1460     }
1461     auto *Start = new llvm::GlobalVariable(TheModule, PtrTy,
1462         /*isConstant*/false,
1463         llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, StringRef("__start_") +
1464         Section);
1465     Start->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1466     auto *Stop = new llvm::GlobalVariable(TheModule, PtrTy,
1467         /*isConstant*/false,
1468         llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, StringRef("__stop_") +
1469         Section);
1470     Stop->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1471     return { Start, Stop };
1472   }
1473   CatchTypeInfo getCatchAllTypeInfo() override {
1474     return CGM.getCXXABI().getCatchAllTypeInfo();
1475   }
1476   llvm::Function *ModuleInitFunction() override {
1477     llvm::Function *LoadFunction = llvm::Function::Create(
1478       llvm::FunctionType::get(llvm::Type::getVoidTy(VMContext), false),
1479       llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage, ".objcv2_load_function",
1480       &TheModule);
1481     LoadFunction->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1482     LoadFunction->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(".objcv2_load_function"));
1483
1484     llvm::BasicBlock *EntryBB =
1485         llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "entry", LoadFunction);
1486     CGBuilderTy B(CGM, VMContext);
1487     B.SetInsertPoint(EntryBB);
1488     ConstantInitBuilder builder(CGM);
1489     auto InitStructBuilder = builder.beginStruct();
1490     InitStructBuilder.addInt(Int64Ty, 0);
1491     for (auto *s : SectionsBaseNames) {
1492       auto bounds = GetSectionBounds(s);
1493       InitStructBuilder.add(bounds.first);
1494       InitStructBuilder.add(bounds.second);
1495     };
1496     auto *InitStruct = InitStructBuilder.finishAndCreateGlobal(".objc_init",
1497         CGM.getPointerAlign(), false, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage);
1498     InitStruct->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1499     InitStruct->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(".objc_init"));
1500
1501     CallRuntimeFunction(B, "__objc_load", {InitStruct});;
1502     B.CreateRetVoid();
1503     // Make sure that the optimisers don't delete this function.
1504     CGM.addCompilerUsedGlobal(LoadFunction);
1505     // FIXME: Currently ELF only!
1506     // We have to do this by hand, rather than with @llvm.ctors, so that the
1507     // linker can remove the duplicate invocations.
1508     auto *InitVar = new llvm::GlobalVariable(TheModule, LoadFunction->getType(),
1509         /*isConstant*/true, llvm::GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage,
1510         LoadFunction, ".objc_ctor");
1511     // Check that this hasn't been renamed.  This shouldn't happen, because
1512     // this function should be called precisely once.
1513     assert(InitVar->getName() == ".objc_ctor");
1514     // In Windows, initialisers are sorted by the suffix.  XCL is for library
1515     // initialisers, which run before user initialisers.  We are running
1516     // Objective-C loads at the end of library load.  This means +load methods
1517     // will run before any other static constructors, but that static
1518     // constructors can see a fully initialised Objective-C state.
1519     if (CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF())
1520         InitVar->setSection(".CRT$XCLz");
1521     else
1522     {
1523       if (CGM.getCodeGenOpts().UseInitArray)
1524         InitVar->setSection(".init_array");
1525       else
1526         InitVar->setSection(".ctors");
1527     }
1528     InitVar->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1529     InitVar->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(".objc_ctor"));
1530     CGM.addUsedGlobal(InitVar);
1531     for (auto *C : Categories) {
1532       auto *Cat = cast<llvm::GlobalVariable>(C->stripPointerCasts());
1533       Cat->setSection(sectionName<CategorySection>());
1534       CGM.addUsedGlobal(Cat);
1535     }
1536     auto createNullGlobal = [&](StringRef Name, ArrayRef<llvm::Constant*> Init,
1537         StringRef Section) {
1538       auto nullBuilder = builder.beginStruct();
1539       for (auto *F : Init)
1540         nullBuilder.add(F);
1541       auto GV = nullBuilder.finishAndCreateGlobal(Name, CGM.getPointerAlign(),
1542           false, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage);
1543       GV->setSection(Section);
1544       GV->setComdat(TheModule.getOrInsertComdat(Name));
1545       GV->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1546       CGM.addUsedGlobal(GV);
1547       return GV;
1548     };
1549     for (auto clsAlias : ClassAliases)
1550       createNullGlobal(std::string(".objc_class_alias") +
1551           clsAlias.second, { MakeConstantString(clsAlias.second),
1552           GetClassVar(clsAlias.first) }, sectionName<ClassAliasSection>());
1553     // On ELF platforms, add a null value for each special section so that we
1554     // can always guarantee that the _start and _stop symbols will exist and be
1555     // meaningful.  This is not required on COFF platforms, where our start and
1556     // stop symbols will create the section.
1557     if (!CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
1558       createNullGlobal(".objc_null_selector", {NULLPtr, NULLPtr},
1559           sectionName<SelectorSection>());
1560       if (Categories.empty())
1561         createNullGlobal(".objc_null_category", {NULLPtr, NULLPtr,
1562                       NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr},
1563             sectionName<CategorySection>());
1564       if (!EmittedClass) {
1565         createNullGlobal(".objc_null_cls_init_ref", NULLPtr,
1566             sectionName<ClassSection>());
1567         createNullGlobal(".objc_null_class_ref", { NULLPtr, NULLPtr },
1568             sectionName<ClassReferenceSection>());
1569       }
1570       if (!EmittedProtocol)
1571         createNullGlobal(".objc_null_protocol", {NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr,
1572             NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr, NULLPtr,
1573             NULLPtr}, sectionName<ProtocolSection>());
1574       if (!EmittedProtocolRef)
1575         createNullGlobal(".objc_null_protocol_ref", {NULLPtr},
1576             sectionName<ProtocolReferenceSection>());
1577       if (ClassAliases.empty())
1578         createNullGlobal(".objc_null_class_alias", { NULLPtr, NULLPtr },
1579             sectionName<ClassAliasSection>());
1580       if (ConstantStrings.empty()) {
1581         auto i32Zero = llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, 0);
1582         createNullGlobal(".objc_null_constant_string", { NULLPtr, i32Zero,
1583             i32Zero, i32Zero, i32Zero, NULLPtr },
1584             sectionName<ConstantStringSection>());
1585       }
1586     }
1587     ConstantStrings.clear();
1588     Categories.clear();
1589     Classes.clear();
1590     return nullptr;
1591   }
1592   /// In the v2 ABI, ivar offset variables use the type encoding in their name
1593   /// to trigger linker failures if the types don't match.
1594   std::string GetIVarOffsetVariableName(const ObjCInterfaceDecl *ID,
1595                                         const ObjCIvarDecl *Ivar) override {
1596     std::string TypeEncoding;
1597     CGM.getContext().getObjCEncodingForType(Ivar->getType(), TypeEncoding);
1598     // Prevent the @ from being interpreted as a symbol version.
1599     std::replace(TypeEncoding.begin(), TypeEncoding.end(),
1600       '@', '\1');
1601     const std::string Name = "__objc_ivar_offset_" + ID->getNameAsString()
1602       + '.' + Ivar->getNameAsString() + '.' + TypeEncoding;
1603     return Name;
1604   }
1605   llvm::Value *EmitIvarOffset(CodeGenFunction &CGF,
1606                               const ObjCInterfaceDecl *Interface,
1607                               const ObjCIvarDecl *Ivar) override {
1608     const std::string Name = GetIVarOffsetVariableName(Ivar->getContainingInterface(), Ivar);
1609     llvm::GlobalVariable *IvarOffsetPointer = TheModule.getNamedGlobal(Name);
1610     if (!IvarOffsetPointer)
1611       IvarOffsetPointer = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IntTy, false,
1612               llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, Name);
1613     CharUnits Align = CGM.getIntAlign();
1614     llvm::Value *Offset = CGF.Builder.CreateAlignedLoad(IvarOffsetPointer, Align);
1615     if (Offset->getType() != PtrDiffTy)
1616       Offset = CGF.Builder.CreateZExtOrBitCast(Offset, PtrDiffTy);
1617     return Offset;
1618   }
1619   void GenerateClass(const ObjCImplementationDecl *OID) override {
1620     ASTContext &Context = CGM.getContext();
1621
1622     // Get the class name
1623     ObjCInterfaceDecl *classDecl =
1624         const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(OID->getClassInterface());
1625     std::string className = classDecl->getNameAsString();
1626     auto *classNameConstant = MakeConstantString(className);
1627
1628     ConstantInitBuilder builder(CGM);
1629     auto metaclassFields = builder.beginStruct();
1630     // struct objc_class *isa;
1631     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1632     // struct objc_class *super_class;
1633     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1634     // const char *name;
1635     metaclassFields.add(classNameConstant);
1636     // long version;
1637     metaclassFields.addInt(LongTy, 0);
1638     // unsigned long info;
1639     // objc_class_flag_meta
1640     metaclassFields.addInt(LongTy, 1);
1641     // long instance_size;
1642     // Setting this to zero is consistent with the older ABI, but it might be
1643     // more sensible to set this to sizeof(struct objc_class)
1644     metaclassFields.addInt(LongTy, 0);
1645     // struct objc_ivar_list *ivars;
1646     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1647     // struct objc_method_list *methods
1648     // FIXME: Almost identical code is copied and pasted below for the
1649     // class, but refactoring it cleanly requires C++14 generic lambdas.
1650     if (OID->classmeth_begin() == OID->classmeth_end())
1651       metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1652     else {
1653       SmallVector<ObjCMethodDecl*, 16> ClassMethods;
1654       ClassMethods.insert(ClassMethods.begin(), OID->classmeth_begin(),
1655           OID->classmeth_end());
1656       metaclassFields.addBitCast(
1657               GenerateMethodList(className, "", ClassMethods, true),
1658               PtrTy);
1659     }
1660     // void *dtable;
1661     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1662     // IMP cxx_construct;
1663     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1664     // IMP cxx_destruct;
1665     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1666     // struct objc_class *subclass_list
1667     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1668     // struct objc_class *sibling_class
1669     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1670     // struct objc_protocol_list *protocols;
1671     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1672     // struct reference_list *extra_data;
1673     metaclassFields.addNullPointer(PtrTy);
1674     // long abi_version;
1675     metaclassFields.addInt(LongTy, 0);
1676     // struct objc_property_list *properties
1677     metaclassFields.add(GeneratePropertyList(OID, classDecl, /*isClassProperty*/true));
1678
1679     auto *metaclass = metaclassFields.finishAndCreateGlobal("._OBJC_METACLASS_"
1680         + className, CGM.getPointerAlign());
1681
1682     auto classFields = builder.beginStruct();
1683     // struct objc_class *isa;
1684     classFields.add(metaclass);
1685     // struct objc_class *super_class;
1686     // Get the superclass name.
1687     const ObjCInterfaceDecl * SuperClassDecl =
1688       OID->getClassInterface()->getSuperClass();
1689     if (SuperClassDecl) {
1690       auto SuperClassName = SymbolForClass(SuperClassDecl->getNameAsString());
1691       llvm::Constant *SuperClass = TheModule.getNamedGlobal(SuperClassName);
1692       if (!SuperClass)
1693       {
1694         SuperClass = new llvm::GlobalVariable(TheModule, PtrTy, false,
1695             llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, SuperClassName);
1696       }
1697       classFields.add(llvm::ConstantExpr::getBitCast(SuperClass, PtrTy));
1698     } else
1699       classFields.addNullPointer(PtrTy);
1700     // const char *name;
1701     classFields.add(classNameConstant);
1702     // long version;
1703     classFields.addInt(LongTy, 0);
1704     // unsigned long info;
1705     // !objc_class_flag_meta
1706     classFields.addInt(LongTy, 0);
1707     // long instance_size;
1708     int superInstanceSize = !SuperClassDecl ? 0 :
1709       Context.getASTObjCInterfaceLayout(SuperClassDecl).getSize().getQuantity();
1710     // Instance size is negative for classes that have not yet had their ivar
1711     // layout calculated.
1712     classFields.addInt(LongTy,
1713       0 - (Context.getASTObjCImplementationLayout(OID).getSize().getQuantity() -
1714       superInstanceSize));
1715
1716     if (classDecl->all_declared_ivar_begin() == nullptr)
1717       classFields.addNullPointer(PtrTy);
1718     else {
1719       int ivar_count = 0;
1720       for (const ObjCIvarDecl *IVD = classDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
1721            IVD = IVD->getNextIvar()) ivar_count++;
1722       llvm::DataLayout td(&TheModule);
1723       // struct objc_ivar_list *ivars;
1724       ConstantInitBuilder b(CGM);
1725       auto ivarListBuilder = b.beginStruct();
1726       // int count;
1727       ivarListBuilder.addInt(IntTy, ivar_count);
1728       // size_t size;
1729       llvm::StructType *ObjCIvarTy = llvm::StructType::get(
1730         PtrToInt8Ty,
1731         PtrToInt8Ty,
1732         PtrToInt8Ty,
1733         Int32Ty,
1734         Int32Ty);
1735       ivarListBuilder.addInt(SizeTy, td.getTypeSizeInBits(ObjCIvarTy) /
1736           CGM.getContext().getCharWidth());
1737       // struct objc_ivar ivars[]
1738       auto ivarArrayBuilder = ivarListBuilder.beginArray();
1739       CodeGenTypes &Types = CGM.getTypes();
1740       for (const ObjCIvarDecl *IVD = classDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
1741            IVD = IVD->getNextIvar()) {
1742         auto ivarTy = IVD->getType();
1743         auto ivarBuilder = ivarArrayBuilder.beginStruct();
1744         // const char *name;
1745         ivarBuilder.add(MakeConstantString(IVD->getNameAsString()));
1746         // const char *type;
1747         std::string TypeStr;
1748         //Context.getObjCEncodingForType(ivarTy, TypeStr, IVD, true);
1749         Context.getObjCEncodingForMethodParameter(Decl::OBJC_TQ_None, ivarTy, TypeStr, true);
1750         ivarBuilder.add(MakeConstantString(TypeStr));
1751         // int *offset;
1752         uint64_t BaseOffset = ComputeIvarBaseOffset(CGM, OID, IVD);
1753         uint64_t Offset = BaseOffset - superInstanceSize;
1754         llvm::Constant *OffsetValue = llvm::ConstantInt::get(IntTy, Offset);
1755         std::string OffsetName = GetIVarOffsetVariableName(classDecl, IVD);
1756         llvm::GlobalVariable *OffsetVar = TheModule.getGlobalVariable(OffsetName);
1757         if (OffsetVar)
1758           OffsetVar->setInitializer(OffsetValue);
1759         else
1760           OffsetVar = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IntTy,
1761             false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
1762             OffsetValue, OffsetName);
1763         auto ivarVisibility =
1764             (IVD->getAccessControl() == ObjCIvarDecl::Private ||
1765              IVD->getAccessControl() == ObjCIvarDecl::Package ||
1766              classDecl->getVisibility() == HiddenVisibility) ?
1767                     llvm::GlobalValue::HiddenVisibility :
1768                     llvm::GlobalValue::DefaultVisibility;
1769         OffsetVar->setVisibility(ivarVisibility);
1770         ivarBuilder.add(OffsetVar);
1771         // Ivar size
1772         ivarBuilder.addInt(Int32Ty,
1773             td.getTypeSizeInBits(Types.ConvertType(ivarTy)) /
1774               CGM.getContext().getCharWidth());
1775         // Alignment will be stored as a base-2 log of the alignment.
1776         int align = llvm::Log2_32(Context.getTypeAlignInChars(ivarTy).getQuantity());
1777         // Objects that require more than 2^64-byte alignment should be impossible!
1778         assert(align < 64);
1779         // uint32_t flags;
1780         // Bits 0-1 are ownership.
1781         // Bit 2 indicates an extended type encoding
1782         // Bits 3-8 contain log2(aligment)
1783         ivarBuilder.addInt(Int32Ty,
1784             (align << 3) | (1<<2) |
1785             FlagsForOwnership(ivarTy.getQualifiers().getObjCLifetime()));
1786         ivarBuilder.finishAndAddTo(ivarArrayBuilder);
1787       }
1788       ivarArrayBuilder.finishAndAddTo(ivarListBuilder);
1789       auto ivarList = ivarListBuilder.finishAndCreateGlobal(".objc_ivar_list",
1790           CGM.getPointerAlign(), /*constant*/ false,
1791           llvm::GlobalValue::PrivateLinkage);
1792       classFields.add(ivarList);
1793     }
1794     // struct objc_method_list *methods
1795     SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> InstanceMethods;
1796     InstanceMethods.insert(InstanceMethods.begin(), OID->instmeth_begin(),
1797         OID->instmeth_end());
1798     for (auto *propImpl : OID->property_impls())
1799       if (propImpl->getPropertyImplementation() ==
1800           ObjCPropertyImplDecl::Synthesize) {
1801         ObjCPropertyDecl *prop = propImpl->getPropertyDecl();
1802         auto addIfExists = [&](const ObjCMethodDecl* OMD) {
1803           if (OMD)
1804             InstanceMethods.push_back(OMD);
1805         };
1806         addIfExists(prop->getGetterMethodDecl());
1807         addIfExists(prop->getSetterMethodDecl());
1808       }
1809
1810     if (InstanceMethods.size() == 0)
1811       classFields.addNullPointer(PtrTy);
1812     else
1813       classFields.addBitCast(
1814               GenerateMethodList(className, "", InstanceMethods, false),
1815               PtrTy);
1816     // void *dtable;
1817     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1818     // IMP cxx_construct;
1819     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1820     // IMP cxx_destruct;
1821     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1822     // struct objc_class *subclass_list
1823     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1824     // struct objc_class *sibling_class
1825     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1826     // struct objc_protocol_list *protocols;
1827     SmallVector<llvm::Constant*, 16> Protocols;
1828     for (const auto *I : classDecl->protocols())
1829       Protocols.push_back(
1830           llvm::ConstantExpr::getBitCast(GenerateProtocolRef(I),
1831             ProtocolPtrTy));
1832     if (Protocols.empty())
1833       classFields.addNullPointer(PtrTy);
1834     else
1835       classFields.add(GenerateProtocolList(Protocols));
1836     // struct reference_list *extra_data;
1837     classFields.addNullPointer(PtrTy);
1838     // long abi_version;
1839     classFields.addInt(LongTy, 0);
1840     // struct objc_property_list *properties
1841     classFields.add(GeneratePropertyList(OID, classDecl));
1842
1843     auto *classStruct =
1844       classFields.finishAndCreateGlobal(SymbolForClass(className),
1845         CGM.getPointerAlign(), false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
1846
1847     if (CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
1848       auto Storage = llvm::GlobalValue::DefaultStorageClass;
1849       if (OID->getClassInterface()->hasAttr<DLLImportAttr>())
1850         Storage = llvm::GlobalValue::DLLImportStorageClass;
1851       else if (OID->getClassInterface()->hasAttr<DLLExportAttr>())
1852         Storage = llvm::GlobalValue::DLLExportStorageClass;
1853       cast<llvm::GlobalValue>(classStruct)->setDLLStorageClass(Storage);
1854     }
1855
1856     auto *classRefSymbol = GetClassVar(className);
1857     classRefSymbol->setSection(sectionName<ClassReferenceSection>());
1858     classRefSymbol->setInitializer(llvm::ConstantExpr::getBitCast(classStruct, IdTy));
1859
1860
1861     // Resolve the class aliases, if they exist.
1862     // FIXME: Class pointer aliases shouldn't exist!
1863     if (ClassPtrAlias) {
1864       ClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
1865           llvm::ConstantExpr::getBitCast(classStruct, IdTy));
1866       ClassPtrAlias->eraseFromParent();
1867       ClassPtrAlias = nullptr;
1868     }
1869     if (auto Placeholder =
1870         TheModule.getNamedGlobal(SymbolForClass(className)))
1871       if (Placeholder != classStruct) {
1872         Placeholder->replaceAllUsesWith(
1873             llvm::ConstantExpr::getBitCast(classStruct, Placeholder->getType()));
1874         Placeholder->eraseFromParent();
1875         classStruct->setName(SymbolForClass(className));
1876       }
1877     if (MetaClassPtrAlias) {
1878       MetaClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
1879           llvm::ConstantExpr::getBitCast(metaclass, IdTy));
1880       MetaClassPtrAlias->eraseFromParent();
1881       MetaClassPtrAlias = nullptr;
1882     }
1883     assert(classStruct->getName() == SymbolForClass(className));
1884
1885     auto classInitRef = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
1886         classStruct->getType(), false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
1887         classStruct, "._OBJC_INIT_CLASS_" + className);
1888     classInitRef->setSection(sectionName<ClassSection>());
1889     CGM.addUsedGlobal(classInitRef);
1890
1891     EmittedClass = true;
1892   }
1893   public:
1894     CGObjCGNUstep2(CodeGenModule &Mod) : CGObjCGNUstep(Mod, 10, 4, 2) {
1895       MsgLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super", IMPTy,
1896                             PtrToObjCSuperTy, SelectorTy);
1897       // struct objc_property
1898       // {
1899       //   const char *name;
1900       //   const char *attributes;
1901       //   const char *type;
1902       //   SEL getter;
1903       //   SEL setter;
1904       // }
1905       PropertyMetadataTy =
1906         llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(),
1907             { PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty });
1908     }
1909
1910 };
1911
1912 const char *const CGObjCGNUstep2::SectionsBaseNames[8] =
1913 {
1914 "__objc_selectors",
1915 "__objc_classes",
1916 "__objc_class_refs",
1917 "__objc_cats",
1918 "__objc_protocols",
1919 "__objc_protocol_refs",
1920 "__objc_class_aliases",
1921 "__objc_constant_string"
1922 };
1923
1924 /// Support for the ObjFW runtime.
1925 class CGObjCObjFW: public CGObjCGNU {
1926 protected:
1927   /// The GCC ABI message lookup function.  Returns an IMP pointing to the
1928   /// method implementation for this message.
1929   LazyRuntimeFunction MsgLookupFn;
1930   /// stret lookup function.  While this does not seem to make sense at the
1931   /// first look, this is required to call the correct forwarding function.
1932   LazyRuntimeFunction MsgLookupFnSRet;
1933   /// The GCC ABI superclass message lookup function.  Takes a pointer to a
1934   /// structure describing the receiver and the class, and a selector as
1935   /// arguments.  Returns the IMP for the corresponding method.
1936   LazyRuntimeFunction MsgLookupSuperFn, MsgLookupSuperFnSRet;
1937
1938   llvm::Value *LookupIMP(CodeGenFunction &CGF, llvm::Value *&Receiver,
1939                          llvm::Value *cmd, llvm::MDNode *node,
1940                          MessageSendInfo &MSI) override {
1941     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
1942     llvm::Value *args[] = {
1943             EnforceType(Builder, Receiver, IdTy),
1944             EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy) };
1945
1946     llvm::CallSite imp;
1947     if (CGM.ReturnTypeUsesSRet(MSI.CallInfo))
1948       imp = CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(MsgLookupFnSRet, args);
1949     else
1950       imp = CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(MsgLookupFn, args);
1951
1952     imp->setMetadata(msgSendMDKind, node);
1953     return imp.getInstruction();
1954   }
1955
1956   llvm::Value *LookupIMPSuper(CodeGenFunction &CGF, Address ObjCSuper,
1957                               llvm::Value *cmd, MessageSendInfo &MSI) override {
1958     CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
1959     llvm::Value *lookupArgs[] = {
1960         EnforceType(Builder, ObjCSuper.getPointer(), PtrToObjCSuperTy), cmd,
1961     };
1962
1963     if (CGM.ReturnTypeUsesSRet(MSI.CallInfo))
1964       return CGF.EmitNounwindRuntimeCall(MsgLookupSuperFnSRet, lookupArgs);
1965     else
1966       return CGF.EmitNounwindRuntimeCall(MsgLookupSuperFn, lookupArgs);
1967   }
1968
1969   llvm::Value *GetClassNamed(CodeGenFunction &CGF, const std::string &Name,
1970                              bool isWeak) override {
1971     if (isWeak)
1972       return CGObjCGNU::GetClassNamed(CGF, Name, isWeak);
1973
1974     EmitClassRef(Name);
1975     std::string SymbolName = "_OBJC_CLASS_" + Name;
1976     llvm::GlobalVariable *ClassSymbol = TheModule.getGlobalVariable(SymbolName);
1977     if (!ClassSymbol)
1978       ClassSymbol = new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
1979                                              llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
1980                                              nullptr, SymbolName);
1981     return ClassSymbol;
1982   }
1983
1984 public:
1985   CGObjCObjFW(CodeGenModule &Mod): CGObjCGNU(Mod, 9, 3) {
1986     // IMP objc_msg_lookup(id, SEL);
1987     MsgLookupFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup", IMPTy, IdTy, SelectorTy);
1988     MsgLookupFnSRet.init(&CGM, "objc_msg_lookup_stret", IMPTy, IdTy,
1989                          SelectorTy);
1990     // IMP objc_msg_lookup_super(struct objc_super*, SEL);
1991     MsgLookupSuperFn.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super", IMPTy,
1992                           PtrToObjCSuperTy, SelectorTy);
1993     MsgLookupSuperFnSRet.init(&CGM, "objc_msg_lookup_super_stret", IMPTy,
1994                               PtrToObjCSuperTy, SelectorTy);
1995   }
1996 };
1997 } // end anonymous namespace
1998
1999 /// Emits a reference to a dummy variable which is emitted with each class.
2000 /// This ensures that a linker error will be generated when trying to link
2001 /// together modules where a referenced class is not defined.
2002 void CGObjCGNU::EmitClassRef(const std::string &className) {
2003   std::string symbolRef = "__objc_class_ref_" + className;
2004   // Don't emit two copies of the same symbol
2005   if (TheModule.getGlobalVariable(symbolRef))
2006     return;
2007   std::string symbolName = "__objc_class_name_" + className;
2008   llvm::GlobalVariable *ClassSymbol = TheModule.getGlobalVariable(symbolName);
2009   if (!ClassSymbol) {
2010     ClassSymbol = new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
2011                                            llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
2012                                            nullptr, symbolName);
2013   }
2014   new llvm::GlobalVariable(TheModule, ClassSymbol->getType(), true,
2015     llvm::GlobalValue::WeakAnyLinkage, ClassSymbol, symbolRef);
2016 }
2017
2018 CGObjCGNU::CGObjCGNU(CodeGenModule &cgm, unsigned runtimeABIVersion,
2019                      unsigned protocolClassVersion, unsigned classABI)
2020   : CGObjCRuntime(cgm), TheModule(CGM.getModule()),
2021     VMContext(cgm.getLLVMContext()), ClassPtrAlias(nullptr),
2022     MetaClassPtrAlias(nullptr), RuntimeVersion(runtimeABIVersion),
2023     ProtocolVersion(protocolClassVersion), ClassABIVersion(classABI) {
2024
2025   msgSendMDKind = VMContext.getMDKindID("GNUObjCMessageSend");
2026   usesSEHExceptions =
2027       cgm.getContext().getTargetInfo().getTriple().isWindowsMSVCEnvironment();
2028
2029   CodeGenTypes &Types = CGM.getTypes();
2030   IntTy = cast<llvm::IntegerType>(
2031       Types.ConvertType(CGM.getContext().IntTy));
2032   LongTy = cast<llvm::IntegerType>(
2033       Types.ConvertType(CGM.getContext().LongTy));
2034   SizeTy = cast<llvm::IntegerType>(
2035       Types.ConvertType(CGM.getContext().getSizeType()));
2036   PtrDiffTy = cast<llvm::IntegerType>(
2037       Types.ConvertType(CGM.getContext().getPointerDiffType()));
2038   BoolTy = CGM.getTypes().ConvertType(CGM.getContext().BoolTy);
2039
2040   Int8Ty = llvm::Type::getInt8Ty(VMContext);
2041   // C string type.  Used in lots of places.
2042   PtrToInt8Ty = llvm::PointerType::getUnqual(Int8Ty);
2043   ProtocolPtrTy = llvm::PointerType::getUnqual(
2044       Types.ConvertType(CGM.getContext().getObjCProtoType()));
2045
2046   Zeros[0] = llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0);
2047   Zeros[1] = Zeros[0];
2048   NULLPtr = llvm::ConstantPointerNull::get(PtrToInt8Ty);
2049   // Get the selector Type.
2050   QualType selTy = CGM.getContext().getObjCSelType();
2051   if (QualType() == selTy) {
2052     SelectorTy = PtrToInt8Ty;
2053   } else {
2054     SelectorTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(selTy));
2055   }
2056
2057   PtrToIntTy = llvm::PointerType::getUnqual(IntTy);
2058   PtrTy = PtrToInt8Ty;
2059
2060   Int32Ty = llvm::Type::getInt32Ty(VMContext);
2061   Int64Ty = llvm::Type::getInt64Ty(VMContext);
2062
2063   IntPtrTy =
2064       CGM.getDataLayout().getPointerSizeInBits() == 32 ? Int32Ty : Int64Ty;
2065
2066   // Object type
2067   QualType UnqualIdTy = CGM.getContext().getObjCIdType();
2068   ASTIdTy = CanQualType();
2069   if (UnqualIdTy != QualType()) {
2070     ASTIdTy = CGM.getContext().getCanonicalType(UnqualIdTy);
2071     IdTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(ASTIdTy));
2072   } else {
2073     IdTy = PtrToInt8Ty;
2074   }
2075   PtrToIdTy = llvm::PointerType::getUnqual(IdTy);
2076   ProtocolTy = llvm::StructType::get(IdTy,
2077       PtrToInt8Ty, // name
2078       PtrToInt8Ty, // protocols
2079       PtrToInt8Ty, // instance methods
2080       PtrToInt8Ty, // class methods
2081       PtrToInt8Ty, // optional instance methods
2082       PtrToInt8Ty, // optional class methods
2083       PtrToInt8Ty, // properties
2084       PtrToInt8Ty);// optional properties
2085
2086   // struct objc_property_gsv1
2087   // {
2088   //   const char *name;
2089   //   char attributes;
2090   //   char attributes2;
2091   //   char unused1;
2092   //   char unused2;
2093   //   const char *getter_name;
2094   //   const char *getter_types;
2095   //   const char *setter_name;
2096   //   const char *setter_types;
2097   // }
2098   PropertyMetadataTy = llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), {
2099       PtrToInt8Ty, Int8Ty, Int8Ty, Int8Ty, Int8Ty, PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty,
2100       PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty });
2101
2102   ObjCSuperTy = llvm::StructType::get(IdTy, IdTy);
2103   PtrToObjCSuperTy = llvm::PointerType::getUnqual(ObjCSuperTy);
2104
2105   llvm::Type *VoidTy = llvm::Type::getVoidTy(VMContext);
2106
2107   // void objc_exception_throw(id);
2108   ExceptionThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_throw", VoidTy, IdTy);
2109   ExceptionReThrowFn.init(&CGM, "objc_exception_throw", VoidTy, IdTy);
2110   // int objc_sync_enter(id);
2111   SyncEnterFn.init(&CGM, "objc_sync_enter", IntTy, IdTy);
2112   // int objc_sync_exit(id);
2113   SyncExitFn.init(&CGM, "objc_sync_exit", IntTy, IdTy);
2114
2115   // void objc_enumerationMutation (id)
2116   EnumerationMutationFn.init(&CGM, "objc_enumerationMutation", VoidTy, IdTy);
2117
2118   // id objc_getProperty(id, SEL, ptrdiff_t, BOOL)
2119   GetPropertyFn.init(&CGM, "objc_getProperty", IdTy, IdTy, SelectorTy,
2120                      PtrDiffTy, BoolTy);
2121   // void objc_setProperty(id, SEL, ptrdiff_t, id, BOOL, BOOL)
2122   SetPropertyFn.init(&CGM, "objc_setProperty", VoidTy, IdTy, SelectorTy,
2123                      PtrDiffTy, IdTy, BoolTy, BoolTy);
2124   // void objc_setPropertyStruct(void*, void*, ptrdiff_t, BOOL, BOOL)
2125   GetStructPropertyFn.init(&CGM, "objc_getPropertyStruct", VoidTy, PtrTy, PtrTy,
2126                            PtrDiffTy, BoolTy, BoolTy);
2127   // void objc_setPropertyStruct(void*, void*, ptrdiff_t, BOOL, BOOL)
2128   SetStructPropertyFn.init(&CGM, "objc_setPropertyStruct", VoidTy, PtrTy, PtrTy,
2129                            PtrDiffTy, BoolTy, BoolTy);
2130
2131   // IMP type
2132   llvm::Type *IMPArgs[] = { IdTy, SelectorTy };
2133   IMPTy = llvm::PointerType::getUnqual(llvm::FunctionType::get(IdTy, IMPArgs,
2134               true));
2135
2136   const LangOptions &Opts = CGM.getLangOpts();
2137   if ((Opts.getGC() != LangOptions::NonGC) || Opts.ObjCAutoRefCount)
2138     RuntimeVersion = 10;
2139
2140   // Don't bother initialising the GC stuff unless we're compiling in GC mode
2141   if (Opts.getGC() != LangOptions::NonGC) {
2142     // This is a bit of an hack.  We should sort this out by having a proper
2143     // CGObjCGNUstep subclass for GC, but we may want to really support the old
2144     // ABI and GC added in ObjectiveC2.framework, so we fudge it a bit for now
2145     // Get selectors needed in GC mode
2146     RetainSel = GetNullarySelector("retain", CGM.getContext());
2147     ReleaseSel = GetNullarySelector("release", CGM.getContext());
2148     AutoreleaseSel = GetNullarySelector("autorelease", CGM.getContext());
2149
2150     // Get functions needed in GC mode
2151
2152     // id objc_assign_ivar(id, id, ptrdiff_t);
2153     IvarAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_ivar", IdTy, IdTy, IdTy, PtrDiffTy);
2154     // id objc_assign_strongCast (id, id*)
2155     StrongCastAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_strongCast", IdTy, IdTy,
2156                             PtrToIdTy);
2157     // id objc_assign_global(id, id*);
2158     GlobalAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_global", IdTy, IdTy, PtrToIdTy);
2159     // id objc_assign_weak(id, id*);
2160     WeakAssignFn.init(&CGM, "objc_assign_weak", IdTy, IdTy, PtrToIdTy);
2161     // id objc_read_weak(id*);
2162     WeakReadFn.init(&CGM, "objc_read_weak", IdTy, PtrToIdTy);
2163     // void *objc_memmove_collectable(void*, void *, size_t);
2164     MemMoveFn.init(&CGM, "objc_memmove_collectable", PtrTy, PtrTy, PtrTy,
2165                    SizeTy);
2166   }
2167 }
2168
2169 llvm::Value *CGObjCGNU::GetClassNamed(CodeGenFunction &CGF,
2170                                       const std::string &Name, bool isWeak) {
2171   llvm::Constant *ClassName = MakeConstantString(Name);
2172   // With the incompatible ABI, this will need to be replaced with a direct
2173   // reference to the class symbol.  For the compatible nonfragile ABI we are
2174   // still performing this lookup at run time but emitting the symbol for the
2175   // class externally so that we can make the switch later.
2176   //
2177   // Libobjc2 contains an LLVM pass that replaces calls to objc_lookup_class
2178   // with memoized versions or with static references if it's safe to do so.
2179   if (!isWeak)
2180     EmitClassRef(Name);
2181
2182   llvm::Constant *ClassLookupFn =
2183     CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, PtrToInt8Ty, true),
2184                               "objc_lookup_class");
2185   return CGF.EmitNounwindRuntimeCall(ClassLookupFn, ClassName);
2186 }
2187
2188 // This has to perform the lookup every time, since posing and related
2189 // techniques can modify the name -> class mapping.
2190 llvm::Value *CGObjCGNU::GetClass(CodeGenFunction &CGF,
2191                                  const ObjCInterfaceDecl *OID) {
2192   auto *Value =
2193       GetClassNamed(CGF, OID->getNameAsString(), OID->isWeakImported());
2194   if (auto *ClassSymbol = dyn_cast<llvm::GlobalVariable>(Value))
2195     CGM.setGVProperties(ClassSymbol, OID);
2196   return Value;
2197 }
2198
2199 llvm::Value *CGObjCGNU::EmitNSAutoreleasePoolClassRef(CodeGenFunction &CGF) {
2200   auto *Value  = GetClassNamed(CGF, "NSAutoreleasePool", false);
2201   if (CGM.getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
2202     if (auto *ClassSymbol = dyn_cast<llvm::GlobalVariable>(Value)) {
2203       IdentifierInfo &II = CGF.CGM.getContext().Idents.get("NSAutoreleasePool");
2204       TranslationUnitDecl *TUDecl = CGM.getContext().getTranslationUnitDecl();
2205       DeclContext *DC = TranslationUnitDecl::castToDeclContext(TUDecl);
2206
2207       const VarDecl *VD = nullptr;
2208       for (const auto &Result : DC->lookup(&II))
2209         if ((VD = dyn_cast<VarDecl>(Result)))
2210           break;
2211
2212       CGM.setGVProperties(ClassSymbol, VD);
2213     }
2214   }
2215   return Value;
2216 }
2217
2218 llvm::Value *CGObjCGNU::GetTypedSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel,
2219                                          const std::string &TypeEncoding) {
2220   SmallVectorImpl<TypedSelector> &Types = SelectorTable[Sel];
2221   llvm::GlobalAlias *SelValue = nullptr;
2222
2223   for (SmallVectorImpl<TypedSelector>::iterator i = Types.begin(),
2224       e = Types.end() ; i!=e ; i++) {
2225     if (i->first == TypeEncoding) {
2226       SelValue = i->second;
2227       break;
2228     }
2229   }
2230   if (!SelValue) {
2231     SelValue = llvm::GlobalAlias::create(
2232         SelectorTy->getElementType(), 0, llvm::GlobalValue::PrivateLinkage,
2233         ".objc_selector_" + Sel.getAsString(), &TheModule);
2234     Types.emplace_back(TypeEncoding, SelValue);
2235   }
2236
2237   return SelValue;
2238 }
2239
2240 Address CGObjCGNU::GetAddrOfSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel) {
2241   llvm::Value *SelValue = GetSelector(CGF, Sel);
2242
2243   // Store it to a temporary.  Does this satisfy the semantics of
2244   // GetAddrOfSelector?  Hopefully.
2245   Address tmp = CGF.CreateTempAlloca(SelValue->getType(),
2246                                      CGF.getPointerAlign());
2247   CGF.Builder.CreateStore(SelValue, tmp);
2248   return tmp;
2249 }
2250
2251 llvm::Value *CGObjCGNU::GetSelector(CodeGenFunction &CGF, Selector Sel) {
2252   return GetTypedSelector(CGF, Sel, std::string());
2253 }
2254
2255 llvm::Value *CGObjCGNU::GetSelector(CodeGenFunction &CGF,
2256                                     const ObjCMethodDecl *Method) {
2257   std::string SelTypes = CGM.getContext().getObjCEncodingForMethodDecl(Method);
2258   return GetTypedSelector(CGF, Method->getSelector(), SelTypes);
2259 }
2260
2261 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetEHType(QualType T) {
2262   if (T->isObjCIdType() || T->isObjCQualifiedIdType()) {
2263     // With the old ABI, there was only one kind of catchall, which broke
2264     // foreign exceptions.  With the new ABI, we use __objc_id_typeinfo as
2265     // a pointer indicating object catchalls, and NULL to indicate real
2266     // catchalls
2267     if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
2268       return MakeConstantString("@id");
2269     } else {
2270       return nullptr;
2271     }
2272   }
2273
2274   // All other types should be Objective-C interface pointer types.
2275   const ObjCObjectPointerType *OPT = T->getAs<ObjCObjectPointerType>();
2276   assert(OPT && "Invalid @catch type.");
2277   const ObjCInterfaceDecl *IDecl = OPT->getObjectType()->getInterface();
2278   assert(IDecl && "Invalid @catch type.");
2279   return MakeConstantString(IDecl->getIdentifier()->getName());
2280 }
2281
2282 llvm::Constant *CGObjCGNUstep::GetEHType(QualType T) {
2283   if (usesSEHExceptions)
2284     return CGM.getCXXABI().getAddrOfRTTIDescriptor(T);
2285
2286   if (!CGM.getLangOpts().CPlusPlus)
2287     return CGObjCGNU::GetEHType(T);
2288
2289   // For Objective-C++, we want to provide the ability to catch both C++ and
2290   // Objective-C objects in the same function.
2291
2292   // There's a particular fixed type info for 'id'.
2293   if (T->isObjCIdType() ||
2294       T->isObjCQualifiedIdType()) {
2295     llvm::Constant *IDEHType =
2296       CGM.getModule().getGlobalVariable("__objc_id_type_info");
2297     if (!IDEHType)
2298       IDEHType =
2299         new llvm::GlobalVariable(CGM.getModule(), PtrToInt8Ty,
2300                                  false,
2301                                  llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
2302                                  nullptr, "__objc_id_type_info");
2303     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(IDEHType, PtrToInt8Ty);
2304   }
2305
2306   const ObjCObjectPointerType *PT =
2307     T->getAs<ObjCObjectPointerType>();
2308   assert(PT && "Invalid @catch type.");
2309   const ObjCInterfaceType *IT = PT->getInterfaceType();
2310   assert(IT && "Invalid @catch type.");
2311   std::string className = IT->getDecl()->getIdentifier()->getName();
2312
2313   std::string typeinfoName = "__objc_eh_typeinfo_" + className;
2314
2315   // Return the existing typeinfo if it exists
2316   llvm::Constant *typeinfo = TheModule.getGlobalVariable(typeinfoName);
2317   if (typeinfo)
2318     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(typeinfo, PtrToInt8Ty);
2319
2320   // Otherwise create it.
2321
2322   // vtable for gnustep::libobjc::__objc_class_type_info
2323   // It's quite ugly hard-coding this.  Ideally we'd generate it using the host
2324   // platform's name mangling.
2325   const char *vtableName = "_ZTVN7gnustep7libobjc22__objc_class_type_infoE";
2326   auto *Vtable = TheModule.getGlobalVariable(vtableName);
2327   if (!Vtable) {
2328     Vtable = new llvm::GlobalVariable(TheModule, PtrToInt8Ty, true,
2329                                       llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
2330                                       nullptr, vtableName);
2331   }
2332   llvm::Constant *Two = llvm::ConstantInt::get(IntTy, 2);
2333   auto *BVtable = llvm::ConstantExpr::getBitCast(
2334       llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(Vtable->getValueType(), Vtable, Two),
2335       PtrToInt8Ty);
2336
2337   llvm::Constant *typeName =
2338     ExportUniqueString(className, "__objc_eh_typename_");
2339
2340   ConstantInitBuilder builder(CGM);
2341   auto fields = builder.beginStruct();
2342   fields.add(BVtable);
2343   fields.add(typeName);
2344   llvm::Constant *TI =
2345     fields.finishAndCreateGlobal("__objc_eh_typeinfo_" + className,
2346                                  CGM.getPointerAlign(),
2347                                  /*constant*/ false,
2348                                  llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage);
2349   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(TI, PtrToInt8Ty);
2350 }
2351
2352 /// Generate an NSConstantString object.
2353 ConstantAddress CGObjCGNU::GenerateConstantString(const StringLiteral *SL) {
2354
2355   std::string Str = SL->getString().str();
2356   CharUnits Align = CGM.getPointerAlign();
2357
2358   // Look for an existing one
2359   llvm::StringMap<llvm::Constant*>::iterator old = ObjCStrings.find(Str);
2360   if (old != ObjCStrings.end())
2361     return ConstantAddress(old->getValue(), Align);
2362
2363   StringRef StringClass = CGM.getLangOpts().ObjCConstantStringClass;
2364
2365   if (StringClass.empty()) StringClass = "NSConstantString";
2366
2367   std::string Sym = "_OBJC_CLASS_";
2368   Sym += StringClass;
2369
2370   llvm::Constant *isa = TheModule.getNamedGlobal(Sym);
2371
2372   if (!isa)
2373     isa = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IdTy, /* isConstant */false,
2374             llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage, nullptr, Sym);
2375   else if (isa->getType() != PtrToIdTy)
2376     isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(isa, PtrToIdTy);
2377
2378   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2379   auto Fields = Builder.beginStruct();
2380   Fields.add(isa);
2381   Fields.add(MakeConstantString(Str));
2382   Fields.addInt(IntTy, Str.size());
2383   llvm::Constant *ObjCStr =
2384     Fields.finishAndCreateGlobal(".objc_str", Align);
2385   ObjCStr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(ObjCStr, PtrToInt8Ty);
2386   ObjCStrings[Str] = ObjCStr;
2387   ConstantStrings.push_back(ObjCStr);
2388   return ConstantAddress(ObjCStr, Align);
2389 }
2390
2391 ///Generates a message send where the super is the receiver.  This is a message
2392 ///send to self with special delivery semantics indicating which class's method
2393 ///should be called.
2394 RValue
2395 CGObjCGNU::GenerateMessageSendSuper(CodeGenFunction &CGF,
2396                                     ReturnValueSlot Return,
2397                                     QualType ResultType,
2398                                     Selector Sel,
2399                                     const ObjCInterfaceDecl *Class,
2400                                     bool isCategoryImpl,
2401                                     llvm::Value *Receiver,
2402                                     bool IsClassMessage,
2403                                     const CallArgList &CallArgs,
2404                                     const ObjCMethodDecl *Method) {
2405   CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
2406   if (CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::GCOnly) {
2407     if (Sel == RetainSel || Sel == AutoreleaseSel) {
2408       return RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver,
2409                   CGM.getTypes().ConvertType(ResultType)));
2410     }
2411     if (Sel == ReleaseSel) {
2412       return RValue::get(nullptr);
2413     }
2414   }
2415
2416   llvm::Value *cmd = GetSelector(CGF, Sel);
2417   CallArgList ActualArgs;
2418
2419   ActualArgs.add(RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver, IdTy)), ASTIdTy);
2420   ActualArgs.add(RValue::get(cmd), CGF.getContext().getObjCSelType());
2421   ActualArgs.addFrom(CallArgs);
2422
2423   MessageSendInfo MSI = getMessageSendInfo(Method, ResultType, ActualArgs);
2424
2425   llvm::Value *ReceiverClass = nullptr;
2426   bool isV2ABI = isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 2);
2427   if (isV2ABI) {
2428     ReceiverClass = GetClassNamed(CGF,
2429         Class->getSuperClass()->getNameAsString(), /*isWeak*/false);
2430     if (IsClassMessage)  {
2431       // Load the isa pointer of the superclass is this is a class method.
2432       ReceiverClass = Builder.CreateBitCast(ReceiverClass,
2433                                             llvm::PointerType::getUnqual(IdTy));
2434       ReceiverClass =
2435         Builder.CreateAlignedLoad(ReceiverClass, CGF.getPointerAlign());
2436     }
2437     ReceiverClass = EnforceType(Builder, ReceiverClass, IdTy);
2438   } else {
2439     if (isCategoryImpl) {
2440       llvm::Constant *classLookupFunction = nullptr;
2441       if (IsClassMessage)  {
2442         classLookupFunction = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(
2443               IdTy, PtrTy, true), "objc_get_meta_class");
2444       } else {
2445         classLookupFunction = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(
2446               IdTy, PtrTy, true), "objc_get_class");
2447       }
2448       ReceiverClass = Builder.CreateCall(classLookupFunction,
2449           MakeConstantString(Class->getNameAsString()));
2450     } else {
2451       // Set up global aliases for the metaclass or class pointer if they do not
2452       // already exist.  These will are forward-references which will be set to
2453       // pointers to the class and metaclass structure created for the runtime
2454       // load function.  To send a message to super, we look up the value of the
2455       // super_class pointer from either the class or metaclass structure.
2456       if (IsClassMessage)  {
2457         if (!MetaClassPtrAlias) {
2458           MetaClassPtrAlias = llvm::GlobalAlias::create(
2459               IdTy->getElementType(), 0, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2460               ".objc_metaclass_ref" + Class->getNameAsString(), &TheModule);
2461         }
2462         ReceiverClass = MetaClassPtrAlias;
2463       } else {
2464         if (!ClassPtrAlias) {
2465           ClassPtrAlias = llvm::GlobalAlias::create(
2466               IdTy->getElementType(), 0, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2467               ".objc_class_ref" + Class->getNameAsString(), &TheModule);
2468         }
2469         ReceiverClass = ClassPtrAlias;
2470       }
2471     }
2472     // Cast the pointer to a simplified version of the class structure
2473     llvm::Type *CastTy = llvm::StructType::get(IdTy, IdTy);
2474     ReceiverClass = Builder.CreateBitCast(ReceiverClass,
2475                                           llvm::PointerType::getUnqual(CastTy));
2476     // Get the superclass pointer
2477     ReceiverClass = Builder.CreateStructGEP(CastTy, ReceiverClass, 1);
2478     // Load the superclass pointer
2479     ReceiverClass =
2480       Builder.CreateAlignedLoad(ReceiverClass, CGF.getPointerAlign());
2481   }
2482   // Construct the structure used to look up the IMP
2483   llvm::StructType *ObjCSuperTy =
2484       llvm::StructType::get(Receiver->getType(), IdTy);
2485
2486   Address ObjCSuper = CGF.CreateTempAlloca(ObjCSuperTy,
2487                               CGF.getPointerAlign());
2488
2489   Builder.CreateStore(Receiver,
2490                    Builder.CreateStructGEP(ObjCSuper, 0, CharUnits::Zero()));
2491   Builder.CreateStore(ReceiverClass,
2492                    Builder.CreateStructGEP(ObjCSuper, 1, CGF.getPointerSize()));
2493
2494   ObjCSuper = EnforceType(Builder, ObjCSuper, PtrToObjCSuperTy);
2495
2496   // Get the IMP
2497   llvm::Value *imp = LookupIMPSuper(CGF, ObjCSuper, cmd, MSI);
2498   imp = EnforceType(Builder, imp, MSI.MessengerType);
2499
2500   llvm::Metadata *impMD[] = {
2501       llvm::MDString::get(VMContext, Sel.getAsString()),
2502       llvm::MDString::get(VMContext, Class->getSuperClass()->getNameAsString()),
2503       llvm::ConstantAsMetadata::get(llvm::ConstantInt::get(
2504           llvm::Type::getInt1Ty(VMContext), IsClassMessage))};
2505   llvm::MDNode *node = llvm::MDNode::get(VMContext, impMD);
2506
2507   CGCallee callee(CGCalleeInfo(), imp);
2508
2509   llvm::Instruction *call;
2510   RValue msgRet = CGF.EmitCall(MSI.CallInfo, callee, Return, ActualArgs, &call);
2511   call->setMetadata(msgSendMDKind, node);
2512   return msgRet;
2513 }
2514
2515 /// Generate code for a message send expression.
2516 RValue
2517 CGObjCGNU::GenerateMessageSend(CodeGenFunction &CGF,
2518                                ReturnValueSlot Return,
2519                                QualType ResultType,
2520                                Selector Sel,
2521                                llvm::Value *Receiver,
2522                                const CallArgList &CallArgs,
2523                                const ObjCInterfaceDecl *Class,
2524                                const ObjCMethodDecl *Method) {
2525   CGBuilderTy &Builder = CGF.Builder;
2526
2527   // Strip out message sends to retain / release in GC mode
2528   if (CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::GCOnly) {
2529     if (Sel == RetainSel || Sel == AutoreleaseSel) {
2530       return RValue::get(EnforceType(Builder, Receiver,
2531                   CGM.getTypes().ConvertType(ResultType)));
2532     }
2533     if (Sel == ReleaseSel) {
2534       return RValue::get(nullptr);
2535     }
2536   }
2537
2538   // If the return type is something that goes in an integer register, the
2539   // runtime will handle 0 returns.  For other cases, we fill in the 0 value
2540   // ourselves.
2541   //
2542   // The language spec says the result of this kind of message send is
2543   // undefined, but lots of people seem to have forgotten to read that
2544   // paragraph and insist on sending messages to nil that have structure
2545   // returns.  With GCC, this generates a random return value (whatever happens
2546   // to be on the stack / in those registers at the time) on most platforms,
2547   // and generates an illegal instruction trap on SPARC.  With LLVM it corrupts
2548   // the stack.
2549   bool isPointerSizedReturn = (ResultType->isAnyPointerType() ||
2550       ResultType->isIntegralOrEnumerationType() || ResultType->isVoidType());
2551
2552   llvm::BasicBlock *startBB = nullptr;
2553   llvm::BasicBlock *messageBB = nullptr;
2554   llvm::BasicBlock *continueBB = nullptr;
2555
2556   if (!isPointerSizedReturn) {
2557     startBB = Builder.GetInsertBlock();
2558     messageBB = CGF.createBasicBlock("msgSend");
2559     continueBB = CGF.createBasicBlock("continue");
2560
2561     llvm::Value *isNil = Builder.CreateICmpEQ(Receiver,
2562             llvm::Constant::getNullValue(Receiver->getType()));
2563     Builder.CreateCondBr(isNil, continueBB, messageBB);
2564     CGF.EmitBlock(messageBB);
2565   }
2566
2567   IdTy = cast<llvm::PointerType>(CGM.getTypes().ConvertType(ASTIdTy));
2568   llvm::Value *cmd;
2569   if (Method)
2570     cmd = GetSelector(CGF, Method);
2571   else
2572     cmd = GetSelector(CGF, Sel);
2573   cmd = EnforceType(Builder, cmd, SelectorTy);
2574   Receiver = EnforceType(Builder, Receiver, IdTy);
2575
2576   llvm::Metadata *impMD[] = {
2577       llvm::MDString::get(VMContext, Sel.getAsString()),
2578       llvm::MDString::get(VMContext, Class ? Class->getNameAsString() : ""),
2579       llvm::ConstantAsMetadata::get(llvm::ConstantInt::get(
2580           llvm::Type::getInt1Ty(VMContext), Class != nullptr))};
2581   llvm::MDNode *node = llvm::MDNode::get(VMContext, impMD);
2582
2583   CallArgList ActualArgs;
2584   ActualArgs.add(RValue::get(Receiver), ASTIdTy);
2585   ActualArgs.add(RValue::get(cmd), CGF.getContext().getObjCSelType());
2586   ActualArgs.addFrom(CallArgs);
2587
2588   MessageSendInfo MSI = getMessageSendInfo(Method, ResultType, ActualArgs);
2589
2590   // Get the IMP to call
2591   llvm::Value *imp;
2592
2593   // If we have non-legacy dispatch specified, we try using the objc_msgSend()
2594   // functions.  These are not supported on all platforms (or all runtimes on a
2595   // given platform), so we
2596   switch (CGM.getCodeGenOpts().getObjCDispatchMethod()) {
2597     case CodeGenOptions::Legacy:
2598       imp = LookupIMP(CGF, Receiver, cmd, node, MSI);
2599       break;
2600     case CodeGenOptions::Mixed:
2601     case CodeGenOptions::NonLegacy:
2602       if (CGM.ReturnTypeUsesFPRet(ResultType)) {
2603         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
2604                                   "objc_msgSend_fpret");
2605       } else if (CGM.ReturnTypeUsesSRet(MSI.CallInfo)) {
2606         // The actual types here don't matter - we're going to bitcast the
2607         // function anyway
2608         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
2609                                   "objc_msgSend_stret");
2610       } else {
2611         imp = CGM.CreateRuntimeFunction(llvm::FunctionType::get(IdTy, IdTy, true),
2612                                   "objc_msgSend");
2613       }
2614   }
2615
2616   // Reset the receiver in case the lookup modified it
2617   ActualArgs[0] = CallArg(RValue::get(Receiver), ASTIdTy);
2618
2619   imp = EnforceType(Builder, imp, MSI.MessengerType);
2620
2621   llvm::Instruction *call;
2622   CGCallee callee(CGCalleeInfo(), imp);
2623   RValue msgRet = CGF.EmitCall(MSI.CallInfo, callee, Return, ActualArgs, &call);
2624   call->setMetadata(msgSendMDKind, node);
2625
2626
2627   if (!isPointerSizedReturn) {
2628     messageBB = CGF.Builder.GetInsertBlock();
2629     CGF.Builder.CreateBr(continueBB);
2630     CGF.EmitBlock(continueBB);
2631     if (msgRet.isScalar()) {
2632       llvm::Value *v = msgRet.getScalarVal();
2633       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v->getType(), 2);
2634       phi->addIncoming(v, messageBB);
2635       phi->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v->getType()), startBB);
2636       msgRet = RValue::get(phi);
2637     } else if (msgRet.isAggregate()) {
2638       Address v = msgRet.getAggregateAddress();
2639       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v.getType(), 2);
2640       llvm::Type *RetTy = v.getElementType();
2641       Address NullVal = CGF.CreateTempAlloca(RetTy, v.getAlignment(), "null");
2642       CGF.InitTempAlloca(NullVal, llvm::Constant::getNullValue(RetTy));
2643       phi->addIncoming(v.getPointer(), messageBB);
2644       phi->addIncoming(NullVal.getPointer(), startBB);
2645       msgRet = RValue::getAggregate(Address(phi, v.getAlignment()));
2646     } else /* isComplex() */ {
2647       std::pair<llvm::Value*,llvm::Value*> v = msgRet.getComplexVal();
2648       llvm::PHINode *phi = Builder.CreatePHI(v.first->getType(), 2);
2649       phi->addIncoming(v.first, messageBB);
2650       phi->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v.first->getType()),
2651           startBB);
2652       llvm::PHINode *phi2 = Builder.CreatePHI(v.second->getType(), 2);
2653       phi2->addIncoming(v.second, messageBB);
2654       phi2->addIncoming(llvm::Constant::getNullValue(v.second->getType()),
2655           startBB);
2656       msgRet = RValue::getComplex(phi, phi2);
2657     }
2658   }
2659   return msgRet;
2660 }
2661
2662 /// Generates a MethodList.  Used in construction of a objc_class and
2663 /// objc_category structures.
2664 llvm::Constant *CGObjCGNU::
2665 GenerateMethodList(StringRef ClassName,
2666                    StringRef CategoryName,
2667                    ArrayRef<const ObjCMethodDecl*> Methods,
2668                    bool isClassMethodList) {
2669   if (Methods.empty())
2670     return NULLPtr;
2671
2672   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2673
2674   auto MethodList = Builder.beginStruct();
2675   MethodList.addNullPointer(CGM.Int8PtrTy);
2676   MethodList.addInt(Int32Ty, Methods.size());
2677
2678   // Get the method structure type.
2679   llvm::StructType *ObjCMethodTy =
2680     llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), {
2681       PtrToInt8Ty, // Really a selector, but the runtime creates it us.
2682       PtrToInt8Ty, // Method types
2683       IMPTy        // Method pointer
2684     });
2685   bool isV2ABI = isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 2);
2686   if (isV2ABI) {
2687     // size_t size;
2688     llvm::DataLayout td(&TheModule);
2689     MethodList.addInt(SizeTy, td.getTypeSizeInBits(ObjCMethodTy) /
2690         CGM.getContext().getCharWidth());
2691     ObjCMethodTy =
2692       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), {
2693         IMPTy,       // Method pointer
2694         PtrToInt8Ty, // Selector
2695         PtrToInt8Ty  // Extended type encoding
2696       });
2697   } else {
2698     ObjCMethodTy =
2699       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), {
2700         PtrToInt8Ty, // Really a selector, but the runtime creates it us.
2701         PtrToInt8Ty, // Method types
2702         IMPTy        // Method pointer
2703       });
2704   }
2705   auto MethodArray = MethodList.beginArray();
2706   ASTContext &Context = CGM.getContext();
2707   for (const auto *OMD : Methods) {
2708     llvm::Constant *FnPtr =
2709       TheModule.getFunction(SymbolNameForMethod(ClassName, CategoryName,
2710                                                 OMD->getSelector(),
2711                                                 isClassMethodList));
2712     assert(FnPtr && "Can't generate metadata for method that doesn't exist");
2713     auto Method = MethodArray.beginStruct(ObjCMethodTy);
2714     if (isV2ABI) {
2715       Method.addBitCast(FnPtr, IMPTy);
2716       Method.add(GetConstantSelector(OMD->getSelector(),
2717           Context.getObjCEncodingForMethodDecl(OMD)));
2718       Method.add(MakeConstantString(Context.getObjCEncodingForMethodDecl(OMD, true)));
2719     } else {
2720       Method.add(MakeConstantString(OMD->getSelector().getAsString()));
2721       Method.add(MakeConstantString(Context.getObjCEncodingForMethodDecl(OMD)));
2722       Method.addBitCast(FnPtr, IMPTy);
2723     }
2724     Method.finishAndAddTo(MethodArray);
2725   }
2726   MethodArray.finishAndAddTo(MethodList);
2727
2728   // Create an instance of the structure
2729   return MethodList.finishAndCreateGlobal(".objc_method_list",
2730                                           CGM.getPointerAlign());
2731 }
2732
2733 /// Generates an IvarList.  Used in construction of a objc_class.
2734 llvm::Constant *CGObjCGNU::
2735 GenerateIvarList(ArrayRef<llvm::Constant *> IvarNames,
2736                  ArrayRef<llvm::Constant *> IvarTypes,
2737                  ArrayRef<llvm::Constant *> IvarOffsets,
2738                  ArrayRef<llvm::Constant *> IvarAlign,
2739                  ArrayRef<Qualifiers::ObjCLifetime> IvarOwnership) {
2740   if (IvarNames.empty())
2741     return NULLPtr;
2742
2743   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2744
2745   // Structure containing array count followed by array.
2746   auto IvarList = Builder.beginStruct();
2747   IvarList.addInt(IntTy, (int)IvarNames.size());
2748
2749   // Get the ivar structure type.
2750   llvm::StructType *ObjCIvarTy =
2751       llvm::StructType::get(PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty, IntTy);
2752
2753   // Array of ivar structures.
2754   auto Ivars = IvarList.beginArray(ObjCIvarTy);
2755   for (unsigned int i = 0, e = IvarNames.size() ; i < e ; i++) {
2756     auto Ivar = Ivars.beginStruct(ObjCIvarTy);
2757     Ivar.add(IvarNames[i]);
2758     Ivar.add(IvarTypes[i]);
2759     Ivar.add(IvarOffsets[i]);
2760     Ivar.finishAndAddTo(Ivars);
2761   }
2762   Ivars.finishAndAddTo(IvarList);
2763
2764   // Create an instance of the structure
2765   return IvarList.finishAndCreateGlobal(".objc_ivar_list",
2766                                         CGM.getPointerAlign());
2767 }
2768
2769 /// Generate a class structure
2770 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateClassStructure(
2771     llvm::Constant *MetaClass,
2772     llvm::Constant *SuperClass,
2773     unsigned info,
2774     const char *Name,
2775     llvm::Constant *Version,
2776     llvm::Constant *InstanceSize,
2777     llvm::Constant *IVars,
2778     llvm::Constant *Methods,
2779     llvm::Constant *Protocols,
2780     llvm::Constant *IvarOffsets,
2781     llvm::Constant *Properties,
2782     llvm::Constant *StrongIvarBitmap,
2783     llvm::Constant *WeakIvarBitmap,
2784     bool isMeta) {
2785   // Set up the class structure
2786   // Note:  Several of these are char*s when they should be ids.  This is
2787   // because the runtime performs this translation on load.
2788   //
2789   // Fields marked New ABI are part of the GNUstep runtime.  We emit them
2790   // anyway; the classes will still work with the GNU runtime, they will just
2791   // be ignored.
2792   llvm::StructType *ClassTy = llvm::StructType::get(
2793       PtrToInt8Ty,        // isa
2794       PtrToInt8Ty,        // super_class
2795       PtrToInt8Ty,        // name
2796       LongTy,             // version
2797       LongTy,             // info
2798       LongTy,             // instance_size
2799       IVars->getType(),   // ivars
2800       Methods->getType(), // methods
2801       // These are all filled in by the runtime, so we pretend
2802       PtrTy, // dtable
2803       PtrTy, // subclass_list
2804       PtrTy, // sibling_class
2805       PtrTy, // protocols
2806       PtrTy, // gc_object_type
2807       // New ABI:
2808       LongTy,                 // abi_version
2809       IvarOffsets->getType(), // ivar_offsets
2810       Properties->getType(),  // properties
2811       IntPtrTy,               // strong_pointers
2812       IntPtrTy                // weak_pointers
2813       );
2814
2815   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2816   auto Elements = Builder.beginStruct(ClassTy);
2817
2818   // Fill in the structure
2819
2820   // isa
2821   Elements.addBitCast(MetaClass, PtrToInt8Ty);
2822   // super_class
2823   Elements.add(SuperClass);
2824   // name
2825   Elements.add(MakeConstantString(Name, ".class_name"));
2826   // version
2827   Elements.addInt(LongTy, 0);
2828   // info
2829   Elements.addInt(LongTy, info);
2830   // instance_size
2831   if (isMeta) {
2832     llvm::DataLayout td(&TheModule);
2833     Elements.addInt(LongTy,
2834                     td.getTypeSizeInBits(ClassTy) /
2835                       CGM.getContext().getCharWidth());
2836   } else
2837     Elements.add(InstanceSize);
2838   // ivars
2839   Elements.add(IVars);
2840   // methods
2841   Elements.add(Methods);
2842   // These are all filled in by the runtime, so we pretend
2843   // dtable
2844   Elements.add(NULLPtr);
2845   // subclass_list
2846   Elements.add(NULLPtr);
2847   // sibling_class
2848   Elements.add(NULLPtr);
2849   // protocols
2850   Elements.addBitCast(Protocols, PtrTy);
2851   // gc_object_type
2852   Elements.add(NULLPtr);
2853   // abi_version
2854   Elements.addInt(LongTy, ClassABIVersion);
2855   // ivar_offsets
2856   Elements.add(IvarOffsets);
2857   // properties
2858   Elements.add(Properties);
2859   // strong_pointers
2860   Elements.add(StrongIvarBitmap);
2861   // weak_pointers
2862   Elements.add(WeakIvarBitmap);
2863   // Create an instance of the structure
2864   // This is now an externally visible symbol, so that we can speed up class
2865   // messages in the next ABI.  We may already have some weak references to
2866   // this, so check and fix them properly.
2867   std::string ClassSym((isMeta ? "_OBJC_METACLASS_": "_OBJC_CLASS_") +
2868           std::string(Name));
2869   llvm::GlobalVariable *ClassRef = TheModule.getNamedGlobal(ClassSym);
2870   llvm::Constant *Class =
2871     Elements.finishAndCreateGlobal(ClassSym, CGM.getPointerAlign(), false,
2872                                    llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2873   if (ClassRef) {
2874     ClassRef->replaceAllUsesWith(llvm::ConstantExpr::getBitCast(Class,
2875                   ClassRef->getType()));
2876     ClassRef->removeFromParent();
2877     Class->setName(ClassSym);
2878   }
2879   return Class;
2880 }
2881
2882 llvm::Constant *CGObjCGNU::
2883 GenerateProtocolMethodList(ArrayRef<const ObjCMethodDecl*> Methods) {
2884   // Get the method structure type.
2885   llvm::StructType *ObjCMethodDescTy =
2886     llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), { PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty });
2887   ASTContext &Context = CGM.getContext();
2888   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2889   auto MethodList = Builder.beginStruct();
2890   MethodList.addInt(IntTy, Methods.size());
2891   auto MethodArray = MethodList.beginArray(ObjCMethodDescTy);
2892   for (auto *M : Methods) {
2893     auto Method = MethodArray.beginStruct(ObjCMethodDescTy);
2894     Method.add(MakeConstantString(M->getSelector().getAsString()));
2895     Method.add(MakeConstantString(Context.getObjCEncodingForMethodDecl(M)));
2896     Method.finishAndAddTo(MethodArray);
2897   }
2898   MethodArray.finishAndAddTo(MethodList);
2899   return MethodList.finishAndCreateGlobal(".objc_method_list",
2900                                           CGM.getPointerAlign());
2901 }
2902
2903 // Create the protocol list structure used in classes, categories and so on
2904 llvm::Constant *
2905 CGObjCGNU::GenerateProtocolList(ArrayRef<std::string> Protocols) {
2906
2907   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2908   auto ProtocolList = Builder.beginStruct();
2909   ProtocolList.add(NULLPtr);
2910   ProtocolList.addInt(LongTy, Protocols.size());
2911
2912   auto Elements = ProtocolList.beginArray(PtrToInt8Ty);
2913   for (const std::string *iter = Protocols.begin(), *endIter = Protocols.end();
2914       iter != endIter ; iter++) {
2915     llvm::Constant *protocol = nullptr;
2916     llvm::StringMap<llvm::Constant*>::iterator value =
2917       ExistingProtocols.find(*iter);
2918     if (value == ExistingProtocols.end()) {
2919       protocol = GenerateEmptyProtocol(*iter);
2920     } else {
2921       protocol = value->getValue();
2922     }
2923     Elements.addBitCast(protocol, PtrToInt8Ty);
2924   }
2925   Elements.finishAndAddTo(ProtocolList);
2926   return ProtocolList.finishAndCreateGlobal(".objc_protocol_list",
2927                                             CGM.getPointerAlign());
2928 }
2929
2930 llvm::Value *CGObjCGNU::GenerateProtocolRef(CodeGenFunction &CGF,
2931                                             const ObjCProtocolDecl *PD) {
2932   llvm::Constant *&protocol = ExistingProtocols[PD->getNameAsString()];
2933   if (!protocol)
2934     GenerateProtocol(PD);
2935   llvm::Type *T =
2936     CGM.getTypes().ConvertType(CGM.getContext().getObjCProtoType());
2937   return CGF.Builder.CreateBitCast(protocol, llvm::PointerType::getUnqual(T));
2938 }
2939
2940 llvm::Constant *
2941 CGObjCGNU::GenerateEmptyProtocol(StringRef ProtocolName) {
2942   llvm::Constant *ProtocolList = GenerateProtocolList({});
2943   llvm::Constant *MethodList = GenerateProtocolMethodList({});
2944   MethodList = llvm::ConstantExpr::getBitCast(MethodList, PtrToInt8Ty);
2945   // Protocols are objects containing lists of the methods implemented and
2946   // protocols adopted.
2947   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
2948   auto Elements = Builder.beginStruct();
2949
2950   // The isa pointer must be set to a magic number so the runtime knows it's
2951   // the correct layout.
2952   Elements.add(llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
2953           llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, ProtocolVersion), IdTy));
2954
2955   Elements.add(MakeConstantString(ProtocolName, ".objc_protocol_name"));
2956   Elements.add(ProtocolList); /* .protocol_list */
2957   Elements.add(MethodList);   /* .instance_methods */
2958   Elements.add(MethodList);   /* .class_methods */
2959   Elements.add(MethodList);   /* .optional_instance_methods */
2960   Elements.add(MethodList);   /* .optional_class_methods */
2961   Elements.add(NULLPtr);      /* .properties */
2962   Elements.add(NULLPtr);      /* .optional_properties */
2963   return Elements.finishAndCreateGlobal(SymbolForProtocol(ProtocolName),
2964                                         CGM.getPointerAlign());
2965 }
2966
2967 void CGObjCGNU::GenerateProtocol(const ObjCProtocolDecl *PD) {
2968   std::string ProtocolName = PD->getNameAsString();
2969
2970   // Use the protocol definition, if there is one.
2971   if (const ObjCProtocolDecl *Def = PD->getDefinition())
2972     PD = Def;
2973
2974   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
2975   for (const auto *PI : PD->protocols())
2976     Protocols.push_back(PI->getNameAsString());
2977   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> InstanceMethods;
2978   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> OptionalInstanceMethods;
2979   for (const auto *I : PD->instance_methods())
2980     if (I->isOptional())
2981       OptionalInstanceMethods.push_back(I);
2982     else
2983       InstanceMethods.push_back(I);
2984   // Collect information about class methods:
2985   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> ClassMethods;
2986   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> OptionalClassMethods;
2987   for (const auto *I : PD->class_methods())
2988     if (I->isOptional())
2989       OptionalClassMethods.push_back(I);
2990     else
2991       ClassMethods.push_back(I);
2992
2993   llvm::Constant *ProtocolList = GenerateProtocolList(Protocols);
2994   llvm::Constant *InstanceMethodList =
2995     GenerateProtocolMethodList(InstanceMethods);
2996   llvm::Constant *ClassMethodList =
2997     GenerateProtocolMethodList(ClassMethods);
2998   llvm::Constant *OptionalInstanceMethodList =
2999     GenerateProtocolMethodList(OptionalInstanceMethods);
3000   llvm::Constant *OptionalClassMethodList =
3001     GenerateProtocolMethodList(OptionalClassMethods);
3002
3003   // Property metadata: name, attributes, isSynthesized, setter name, setter
3004   // types, getter name, getter types.
3005   // The isSynthesized value is always set to 0 in a protocol.  It exists to
3006   // simplify the runtime library by allowing it to use the same data
3007   // structures for protocol metadata everywhere.
3008
3009   llvm::Constant *PropertyList =
3010     GeneratePropertyList(nullptr, PD, false, false);
3011   llvm::Constant *OptionalPropertyList =
3012     GeneratePropertyList(nullptr, PD, false, true);
3013
3014   // Protocols are objects containing lists of the methods implemented and
3015   // protocols adopted.
3016   // The isa pointer must be set to a magic number so the runtime knows it's
3017   // the correct layout.
3018   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
3019   auto Elements = Builder.beginStruct();
3020   Elements.add(
3021       llvm::ConstantExpr::getIntToPtr(
3022           llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, ProtocolVersion), IdTy));
3023   Elements.add(MakeConstantString(ProtocolName));
3024   Elements.add(ProtocolList);
3025   Elements.add(InstanceMethodList);
3026   Elements.add(ClassMethodList);
3027   Elements.add(OptionalInstanceMethodList);
3028   Elements.add(OptionalClassMethodList);
3029   Elements.add(PropertyList);
3030   Elements.add(OptionalPropertyList);
3031   ExistingProtocols[ProtocolName] =
3032     llvm::ConstantExpr::getBitCast(
3033       Elements.finishAndCreateGlobal(".objc_protocol", CGM.getPointerAlign()),
3034       IdTy);
3035 }
3036 void CGObjCGNU::GenerateProtocolHolderCategory() {
3037   // Collect information about instance methods
3038
3039   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
3040   auto Elements = Builder.beginStruct();
3041
3042   const std::string ClassName = "__ObjC_Protocol_Holder_Ugly_Hack";
3043   const std::string CategoryName = "AnotherHack";
3044   Elements.add(MakeConstantString(CategoryName));
3045   Elements.add(MakeConstantString(ClassName));
3046   // Instance method list
3047   Elements.addBitCast(GenerateMethodList(
3048           ClassName, CategoryName, {}, false), PtrTy);
3049   // Class method list
3050   Elements.addBitCast(GenerateMethodList(
3051           ClassName, CategoryName, {}, true), PtrTy);
3052
3053   // Protocol list
3054   ConstantInitBuilder ProtocolListBuilder(CGM);
3055   auto ProtocolList = ProtocolListBuilder.beginStruct();
3056   ProtocolList.add(NULLPtr);
3057   ProtocolList.addInt(LongTy, ExistingProtocols.size());
3058   auto ProtocolElements = ProtocolList.beginArray(PtrTy);
3059   for (auto iter = ExistingProtocols.begin(), endIter = ExistingProtocols.end();
3060        iter != endIter ; iter++) {
3061     ProtocolElements.addBitCast(iter->getValue(), PtrTy);
3062   }
3063   ProtocolElements.finishAndAddTo(ProtocolList);
3064   Elements.addBitCast(
3065                    ProtocolList.finishAndCreateGlobal(".objc_protocol_list",
3066                                                       CGM.getPointerAlign()),
3067                    PtrTy);
3068   Categories.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
3069         Elements.finishAndCreateGlobal("", CGM.getPointerAlign()),
3070         PtrTy));
3071 }
3072
3073 /// Libobjc2 uses a bitfield representation where small(ish) bitfields are
3074 /// stored in a 64-bit value with the low bit set to 1 and the remaining 63
3075 /// bits set to their values, LSB first, while larger ones are stored in a
3076 /// structure of this / form:
3077 ///
3078 /// struct { int32_t length; int32_t values[length]; };
3079 ///
3080 /// The values in the array are stored in host-endian format, with the least
3081 /// significant bit being assumed to come first in the bitfield.  Therefore, a
3082 /// bitfield with the 64th bit set will be (int64_t)&{ 2, [0, 1<<31] }, while a
3083 /// bitfield / with the 63rd bit set will be 1<<64.
3084 llvm::Constant *CGObjCGNU::MakeBitField(ArrayRef<bool> bits) {
3085   int bitCount = bits.size();
3086   int ptrBits = CGM.getDataLayout().getPointerSizeInBits();
3087   if (bitCount < ptrBits) {
3088     uint64_t val = 1;
3089     for (int i=0 ; i<bitCount ; ++i) {
3090       if (bits[i]) val |= 1ULL<<(i+1);
3091     }
3092     return llvm::ConstantInt::get(IntPtrTy, val);
3093   }
3094   SmallVector<llvm::Constant *, 8> values;
3095   int v=0;
3096   while (v < bitCount) {
3097     int32_t word = 0;
3098     for (int i=0 ; (i<32) && (v<bitCount)  ; ++i) {
3099       if (bits[v]) word |= 1<<i;
3100       v++;
3101     }
3102     values.push_back(llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, word));
3103   }
3104
3105   ConstantInitBuilder builder(CGM);
3106   auto fields = builder.beginStruct();
3107   fields.addInt(Int32Ty, values.size());
3108   auto array = fields.beginArray();
3109   for (auto v : values) array.add(v);
3110   array.finishAndAddTo(fields);
3111
3112   llvm::Constant *GS =
3113     fields.finishAndCreateGlobal("", CharUnits::fromQuantity(4));
3114   llvm::Constant *ptr = llvm::ConstantExpr::getPtrToInt(GS, IntPtrTy);
3115   return ptr;
3116 }
3117
3118 llvm::Constant *CGObjCGNU::GenerateCategoryProtocolList(const
3119     ObjCCategoryDecl *OCD) {
3120   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
3121   for (const auto *PD : OCD->getReferencedProtocols())
3122     Protocols.push_back(PD->getNameAsString());
3123   return GenerateProtocolList(Protocols);
3124 }
3125
3126 void CGObjCGNU::GenerateCategory(const ObjCCategoryImplDecl *OCD) {
3127   const ObjCInterfaceDecl *Class = OCD->getClassInterface();
3128   std::string ClassName = Class->getNameAsString();
3129   std::string CategoryName = OCD->getNameAsString();
3130
3131   // Collect the names of referenced protocols
3132   const ObjCCategoryDecl *CatDecl = OCD->getCategoryDecl();
3133
3134   ConstantInitBuilder Builder(CGM);
3135   auto Elements = Builder.beginStruct();
3136   Elements.add(MakeConstantString(CategoryName));
3137   Elements.add(MakeConstantString(ClassName));
3138   // Instance method list
3139   SmallVector<ObjCMethodDecl*, 16> InstanceMethods;
3140   InstanceMethods.insert(InstanceMethods.begin(), OCD->instmeth_begin(),
3141       OCD->instmeth_end());
3142   Elements.addBitCast(
3143           GenerateMethodList(ClassName, CategoryName, InstanceMethods, false),
3144           PtrTy);
3145   // Class method list
3146
3147   SmallVector<ObjCMethodDecl*, 16> ClassMethods;
3148   ClassMethods.insert(ClassMethods.begin(), OCD->classmeth_begin(),
3149       OCD->classmeth_end());
3150   Elements.addBitCast(
3151           GenerateMethodList(ClassName, CategoryName, ClassMethods, true),
3152           PtrTy);
3153   // Protocol list
3154   Elements.addBitCast(GenerateCategoryProtocolList(CatDecl), PtrTy);
3155   if (isRuntime(ObjCRuntime::GNUstep, 2)) {
3156     const ObjCCategoryDecl *Category =
3157       Class->FindCategoryDeclaration(OCD->getIdentifier());
3158     if (Category) {
3159       // Instance properties
3160       Elements.addBitCast(GeneratePropertyList(OCD, Category, false), PtrTy);
3161       // Class properties
3162       Elements.addBitCast(GeneratePropertyList(OCD, Category, true), PtrTy);
3163     } else {
3164       Elements.addNullPointer(PtrTy);
3165       Elements.addNullPointer(PtrTy);
3166     }
3167   }
3168
3169   Categories.push_back(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
3170         Elements.finishAndCreateGlobal(
3171           std::string(".objc_category_")+ClassName+CategoryName,
3172           CGM.getPointerAlign()),
3173         PtrTy));
3174 }
3175
3176 llvm::Constant *CGObjCGNU::GeneratePropertyList(const Decl *Container,
3177     const ObjCContainerDecl *OCD,
3178     bool isClassProperty,
3179     bool protocolOptionalProperties) {
3180
3181   SmallVector<const ObjCPropertyDecl *, 16> Properties;
3182   llvm::SmallPtrSet<const IdentifierInfo*, 16> PropertySet;
3183   bool isProtocol = isa<ObjCProtocolDecl>(OCD);
3184   ASTContext &Context = CGM.getContext();
3185
3186   std::function<void(const ObjCProtocolDecl *Proto)> collectProtocolProperties
3187     = [&](const ObjCProtocolDecl *Proto) {
3188       for (const auto *P : Proto->protocols())
3189         collectProtocolProperties(P);
3190       for (const auto *PD : Proto->properties()) {
3191         if (isClassProperty != PD->isClassProperty())
3192           continue;
3193         // Skip any properties that are declared in protocols that this class
3194         // conforms to but are not actually implemented by this class.
3195         if (!isProtocol && !Context.getObjCPropertyImplDeclForPropertyDecl(PD, Container))
3196           continue;
3197         if (!PropertySet.insert(PD->getIdentifier()).second)
3198           continue;
3199         Properties.push_back(PD);
3200       }
3201     };
3202
3203   if (const ObjCInterfaceDecl *OID = dyn_cast<ObjCInterfaceDecl>(OCD))
3204     for (const ObjCCategoryDecl *ClassExt : OID->known_extensions())
3205       for (auto *PD : ClassExt->properties()) {
3206         if (isClassProperty != PD->isClassProperty())
3207           continue;
3208         PropertySet.insert(PD->getIdentifier());
3209         Properties.push_back(PD);
3210       }
3211
3212   for (const auto *PD : OCD->properties()) {
3213     if (isClassProperty != PD->isClassProperty())
3214       continue;
3215     // If we're generating a list for a protocol, skip optional / required ones
3216     // when generating the other list.
3217     if (isProtocol && (protocolOptionalProperties != PD->isOptional()))
3218       continue;
3219     // Don't emit duplicate metadata for properties that were already in a
3220     // class extension.
3221     if (!PropertySet.insert(PD->getIdentifier()).second)
3222       continue;
3223
3224     Properties.push_back(PD);
3225   }
3226
3227   if (const ObjCInterfaceDecl *OID = dyn_cast<ObjCInterfaceDecl>(OCD))
3228     for (const auto *P : OID->all_referenced_protocols())
3229       collectProtocolProperties(P);
3230   else if (const ObjCCategoryDecl *CD = dyn_cast<ObjCCategoryDecl>(OCD))
3231     for (const auto *P : CD->protocols())
3232       collectProtocolProperties(P);
3233
3234   auto numProperties = Properties.size();
3235
3236   if (numProperties == 0)
3237     return NULLPtr;
3238
3239   ConstantInitBuilder builder(CGM);
3240   auto propertyList = builder.beginStruct();
3241   auto properties = PushPropertyListHeader(propertyList, numProperties);
3242
3243   // Add all of the property methods need adding to the method list and to the
3244   // property metadata list.
3245   for (auto *property : Properties) {
3246     bool isSynthesized = false;
3247     bool isDynamic = false;
3248     if (!isProtocol) {
3249       auto *propertyImpl = Context.getObjCPropertyImplDeclForPropertyDecl(property, Container);
3250       if (propertyImpl) {
3251         isSynthesized = (propertyImpl->getPropertyImplementation() ==
3252             ObjCPropertyImplDecl::Synthesize);
3253         isDynamic = (propertyImpl->getPropertyImplementation() ==
3254             ObjCPropertyImplDecl::Dynamic);
3255       }
3256     }
3257     PushProperty(properties, property, Container, isSynthesized, isDynamic);
3258   }
3259   properties.finishAndAddTo(propertyList);
3260
3261   return propertyList.finishAndCreateGlobal(".objc_property_list",
3262                                             CGM.getPointerAlign());
3263 }
3264
3265 void CGObjCGNU::RegisterAlias(const ObjCCompatibleAliasDecl *OAD) {
3266   // Get the class declaration for which the alias is specified.
3267   ObjCInterfaceDecl *ClassDecl =
3268     const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(OAD->getClassInterface());
3269   ClassAliases.emplace_back(ClassDecl->getNameAsString(),
3270                             OAD->getNameAsString());
3271 }
3272
3273 void CGObjCGNU::GenerateClass(const ObjCImplementationDecl *OID) {
3274   ASTContext &Context = CGM.getContext();
3275
3276   // Get the superclass name.
3277   const ObjCInterfaceDecl * SuperClassDecl =
3278     OID->getClassInterface()->getSuperClass();
3279   std::string SuperClassName;
3280   if (SuperClassDecl) {
3281     SuperClassName = SuperClassDecl->getNameAsString();
3282     EmitClassRef(SuperClassName);
3283   }
3284
3285   // Get the class name
3286   ObjCInterfaceDecl *ClassDecl =
3287       const_cast<ObjCInterfaceDecl *>(OID->getClassInterface());
3288   std::string ClassName = ClassDecl->getNameAsString();
3289
3290   // Emit the symbol that is used to generate linker errors if this class is
3291   // referenced in other modules but not declared.
3292   std::string classSymbolName = "__objc_class_name_" + ClassName;
3293   if (auto *symbol = TheModule.getGlobalVariable(classSymbolName)) {
3294     symbol->setInitializer(llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0));
3295   } else {
3296     new llvm::GlobalVariable(TheModule, LongTy, false,
3297                              llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
3298                              llvm::ConstantInt::get(LongTy, 0),
3299                              classSymbolName);
3300   }
3301
3302   // Get the size of instances.
3303   int instanceSize =
3304     Context.getASTObjCImplementationLayout(OID).getSize().getQuantity();
3305
3306   // Collect information about instance variables.
3307   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarNames;
3308   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarTypes;
3309   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarOffsets;
3310   SmallVector<llvm::Constant*, 16> IvarAligns;
3311   SmallVector<Qualifiers::ObjCLifetime, 16> IvarOwnership;
3312
3313   ConstantInitBuilder IvarOffsetBuilder(CGM);
3314   auto IvarOffsetValues = IvarOffsetBuilder.beginArray(PtrToIntTy);
3315   SmallVector<bool, 16> WeakIvars;
3316   SmallVector<bool, 16> StrongIvars;
3317
3318   int superInstanceSize = !SuperClassDecl ? 0 :
3319     Context.getASTObjCInterfaceLayout(SuperClassDecl).getSize().getQuantity();
3320   // For non-fragile ivars, set the instance size to 0 - {the size of just this
3321   // class}.  The runtime will then set this to the correct value on load.
3322   if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
3323     instanceSize = 0 - (instanceSize - superInstanceSize);
3324   }
3325
3326   for (const ObjCIvarDecl *IVD = ClassDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
3327        IVD = IVD->getNextIvar()) {
3328       // Store the name
3329       IvarNames.push_back(MakeConstantString(IVD->getNameAsString()));
3330       // Get the type encoding for this ivar
3331       std::string TypeStr;
3332       Context.getObjCEncodingForType(IVD->getType(), TypeStr, IVD);
3333       IvarTypes.push_back(MakeConstantString(TypeStr));
3334       IvarAligns.push_back(llvm::ConstantInt::get(IntTy,
3335             Context.getTypeSize(IVD->getType())));
3336       // Get the offset
3337       uint64_t BaseOffset = ComputeIvarBaseOffset(CGM, OID, IVD);
3338       uint64_t Offset = BaseOffset;
3339       if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
3340         Offset = BaseOffset - superInstanceSize;
3341       }
3342       llvm::Constant *OffsetValue = llvm::ConstantInt::get(IntTy, Offset);
3343       // Create the direct offset value
3344       std::string OffsetName = "__objc_ivar_offset_value_" + ClassName +"." +
3345           IVD->getNameAsString();
3346
3347       llvm::GlobalVariable *OffsetVar = TheModule.getGlobalVariable(OffsetName);
3348       if (OffsetVar) {
3349         OffsetVar->setInitializer(OffsetValue);
3350         // If this is the real definition, change its linkage type so that
3351         // different modules will use this one, rather than their private
3352         // copy.
3353         OffsetVar->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
3354       } else
3355         OffsetVar = new llvm::GlobalVariable(TheModule, Int32Ty,
3356           false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage,
3357           OffsetValue, OffsetName);
3358       IvarOffsets.push_back(OffsetValue);
3359       IvarOffsetValues.add(OffsetVar);
3360       Qualifiers::ObjCLifetime lt = IVD->getType().getQualifiers().getObjCLifetime();
3361       IvarOwnership.push_back(lt);
3362       switch (lt) {
3363         case Qualifiers::OCL_Strong:
3364           StrongIvars.push_back(true);
3365           WeakIvars.push_back(false);
3366           break;
3367         case Qualifiers::OCL_Weak:
3368           StrongIvars.push_back(false);
3369           WeakIvars.push_back(true);
3370           break;
3371         default:
3372           StrongIvars.push_back(false);
3373           WeakIvars.push_back(false);
3374       }
3375   }
3376   llvm::Constant *StrongIvarBitmap = MakeBitField(StrongIvars);
3377   llvm::Constant *WeakIvarBitmap = MakeBitField(WeakIvars);
3378   llvm::GlobalVariable *IvarOffsetArray =
3379     IvarOffsetValues.finishAndCreateGlobal(".ivar.offsets",
3380                                            CGM.getPointerAlign());
3381
3382   // Collect information about instance methods
3383   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> InstanceMethods;
3384   InstanceMethods.insert(InstanceMethods.begin(), OID->instmeth_begin(),
3385       OID->instmeth_end());
3386
3387   SmallVector<const ObjCMethodDecl*, 16> ClassMethods;
3388   ClassMethods.insert(ClassMethods.begin(), OID->classmeth_begin(),
3389       OID->classmeth_end());
3390
3391   // Collect the same information about synthesized properties, which don't
3392   // show up in the instance method lists.
3393   for (auto *propertyImpl : OID->property_impls())
3394     if (propertyImpl->getPropertyImplementation() ==
3395         ObjCPropertyImplDecl::Synthesize) {
3396       ObjCPropertyDecl *property = propertyImpl->getPropertyDecl();
3397       auto addPropertyMethod = [&](const ObjCMethodDecl *accessor) {
3398         if (accessor)
3399           InstanceMethods.push_back(accessor);
3400       };
3401       addPropertyMethod(property->getGetterMethodDecl());
3402       addPropertyMethod(property->getSetterMethodDecl());
3403     }
3404
3405   llvm::Constant *Properties = GeneratePropertyList(OID, ClassDecl);
3406
3407   // Collect the names of referenced protocols
3408   SmallVector<std::string, 16> Protocols;
3409   for (const auto *I : ClassDecl->protocols())
3410     Protocols.push_back(I->getNameAsString());
3411
3412   // Get the superclass pointer.
3413   llvm::Constant *SuperClass;
3414   if (!SuperClassName.empty()) {
3415     SuperClass = MakeConstantString(SuperClassName, ".super_class_name");
3416   } else {
3417     SuperClass = llvm::ConstantPointerNull::get(PtrToInt8Ty);
3418   }
3419   // Empty vector used to construct empty method lists
3420   SmallVector<llvm::Constant*, 1>  empty;
3421   // Generate the method and instance variable lists
3422   llvm::Constant *MethodList = GenerateMethodList(ClassName, "",
3423       InstanceMethods, false);
3424   llvm::Constant *ClassMethodList = GenerateMethodList(ClassName, "",
3425       ClassMethods, true);
3426   llvm::Constant *IvarList = GenerateIvarList(IvarNames, IvarTypes,
3427       IvarOffsets, IvarAligns, IvarOwnership);
3428   // Irrespective of whether we are compiling for a fragile or non-fragile ABI,
3429   // we emit a symbol containing the offset for each ivar in the class.  This
3430   // allows code compiled for the non-Fragile ABI to inherit from code compiled
3431   // for the legacy ABI, without causing problems.  The converse is also
3432   // possible, but causes all ivar accesses to be fragile.
3433
3434   // Offset pointer for getting at the correct field in the ivar list when
3435   // setting up the alias.  These are: The base address for the global, the
3436   // ivar array (second field), the ivar in this list (set for each ivar), and
3437   // the offset (third field in ivar structure)
3438   llvm::Type *IndexTy = Int32Ty;
3439   llvm::Constant *offsetPointerIndexes[] = {Zeros[0],
3440       llvm::ConstantInt::get(IndexTy, ClassABIVersion > 1 ? 2 : 1), nullptr,
3441       llvm::ConstantInt::get(IndexTy, ClassABIVersion > 1 ? 3 : 2) };
3442
3443   unsigned ivarIndex = 0;
3444   for (const ObjCIvarDecl *IVD = ClassDecl->all_declared_ivar_begin(); IVD;
3445        IVD = IVD->getNextIvar()) {
3446       const std::string Name = GetIVarOffsetVariableName(ClassDecl, IVD);
3447       offsetPointerIndexes[2] = llvm::ConstantInt::get(IndexTy, ivarIndex);
3448       // Get the correct ivar field
3449       llvm::Constant *offsetValue = llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(
3450           cast<llvm::GlobalVariable>(IvarList)->getValueType(), IvarList,
3451           offsetPointerIndexes);
3452       // Get the existing variable, if one exists.
3453       llvm::GlobalVariable *offset = TheModule.getNamedGlobal(Name);
3454       if (offset) {
3455         offset->setInitializer(offsetValue);
3456         // If this is the real definition, change its linkage type so that
3457         // different modules will use this one, rather than their private
3458         // copy.
3459         offset->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
3460       } else
3461         // Add a new alias if there isn't one already.
3462         new llvm::GlobalVariable(TheModule, offsetValue->getType(),
3463                 false, llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, offsetValue, Name);
3464       ++ivarIndex;
3465   }
3466   llvm::Constant *ZeroPtr = llvm::ConstantInt::get(IntPtrTy, 0);
3467
3468   //Generate metaclass for class methods
3469   llvm::Constant *MetaClassStruct = GenerateClassStructure(
3470       NULLPtr, NULLPtr, 0x12L, ClassName.c_str(), nullptr, Zeros[0],
3471       NULLPtr, ClassMethodList, NULLPtr, NULLPtr,
3472       GeneratePropertyList(OID, ClassDecl, true), ZeroPtr, ZeroPtr, true);
3473   CGM.setGVProperties(cast<llvm::GlobalValue>(MetaClassStruct),
3474                       OID->getClassInterface());
3475
3476   // Generate the class structure
3477   llvm::Constant *ClassStruct = GenerateClassStructure(
3478       MetaClassStruct, SuperClass, 0x11L, ClassName.c_str(), nullptr,
3479       llvm::ConstantInt::get(LongTy, instanceSize), IvarList, MethodList,
3480       GenerateProtocolList(Protocols), IvarOffsetArray, Properties,
3481       StrongIvarBitmap, WeakIvarBitmap);
3482   CGM.setGVProperties(cast<llvm::GlobalValue>(ClassStruct),
3483                       OID->getClassInterface());
3484
3485   // Resolve the class aliases, if they exist.
3486   if (ClassPtrAlias) {
3487     ClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
3488         llvm::ConstantExpr::getBitCast(ClassStruct, IdTy));
3489     ClassPtrAlias->eraseFromParent();
3490     ClassPtrAlias = nullptr;
3491   }
3492   if (MetaClassPtrAlias) {
3493     MetaClassPtrAlias->replaceAllUsesWith(
3494         llvm::ConstantExpr::getBitCast(MetaClassStruct, IdTy));
3495     MetaClassPtrAlias->eraseFromParent();
3496     MetaClassPtrAlias = nullptr;
3497   }
3498
3499   // Add class structure to list to be added to the symtab later
3500   ClassStruct = llvm::ConstantExpr::getBitCast(ClassStruct, PtrToInt8Ty);
3501   Classes.push_back(ClassStruct);
3502 }
3503
3504 llvm::Function *CGObjCGNU::ModuleInitFunction() {
3505   // Only emit an ObjC load function if no Objective-C stuff has been called
3506   if (Classes.empty() && Categories.empty() && ConstantStrings.empty() &&
3507       ExistingProtocols.empty() && SelectorTable.empty())
3508     return nullptr;
3509
3510   // Add all referenced protocols to a category.
3511   GenerateProtocolHolderCategory();
3512
3513   llvm::StructType *selStructTy =
3514     dyn_cast<llvm::StructType>(SelectorTy->getElementType());
3515   llvm::Type *selStructPtrTy = SelectorTy;
3516   if (!selStructTy) {
3517     selStructTy = llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(),
3518                                         { PtrToInt8Ty, PtrToInt8Ty });
3519     selStructPtrTy = llvm::PointerType::getUnqual(selStructTy);
3520   }
3521
3522   // Generate statics list:
3523   llvm::Constant *statics = NULLPtr;
3524   if (!ConstantStrings.empty()) {
3525     llvm::GlobalVariable *fileStatics = [&] {
3526       ConstantInitBuilder builder(CGM);
3527       auto staticsStruct = builder.beginStruct();
3528
3529       StringRef stringClass = CGM.getLangOpts().ObjCConstantStringClass;
3530       if (stringClass.empty()) stringClass = "NXConstantString";
3531       staticsStruct.add(MakeConstantString(stringClass,
3532                                            ".objc_static_class_name"));
3533
3534       auto array = staticsStruct.beginArray();
3535       array.addAll(ConstantStrings);
3536       array.add(NULLPtr);
3537       array.finishAndAddTo(staticsStruct);
3538
3539       return staticsStruct.finishAndCreateGlobal(".objc_statics",
3540                                                  CGM.getPointerAlign());
3541     }();
3542
3543     ConstantInitBuilder builder(CGM);
3544     auto allStaticsArray = builder.beginArray(fileStatics->getType());
3545     allStaticsArray.add(fileStatics);
3546     allStaticsArray.addNullPointer(fileStatics->getType());
3547
3548     statics = allStaticsArray.finishAndCreateGlobal(".objc_statics_ptr",
3549                                                     CGM.getPointerAlign());
3550     statics = llvm::ConstantExpr::getBitCast(statics, PtrTy);
3551   }
3552
3553   // Array of classes, categories, and constant objects.
3554
3555   SmallVector<llvm::GlobalAlias*, 16> selectorAliases;
3556   unsigned selectorCount;
3557
3558   // Pointer to an array of selectors used in this module.
3559   llvm::GlobalVariable *selectorList = [&] {
3560     ConstantInitBuilder builder(CGM);
3561     auto selectors = builder.beginArray(selStructTy);
3562     auto &table = SelectorTable; // MSVC workaround
3563     std::vector<Selector> allSelectors;
3564     for (auto &entry : table)
3565       allSelectors.push_back(entry.first);
3566     llvm::sort(allSelectors);
3567
3568     for (auto &untypedSel : allSelectors) {
3569       std::string selNameStr = untypedSel.getAsString();
3570       llvm::Constant *selName = ExportUniqueString(selNameStr, ".objc_sel_name");
3571
3572       for (TypedSelector &sel : table[untypedSel]) {
3573         llvm::Constant *selectorTypeEncoding = NULLPtr;
3574         if (!sel.first.empty())
3575           selectorTypeEncoding =
3576             MakeConstantString(sel.first, ".objc_sel_types");
3577
3578         auto selStruct = selectors.beginStruct(selStructTy);
3579         selStruct.add(selName);
3580         selStruct.add(selectorTypeEncoding);
3581         selStruct.finishAndAddTo(selectors);
3582
3583         // Store the selector alias for later replacement
3584         selectorAliases.push_back(sel.second);
3585       }
3586     }
3587
3588     // Remember the number of entries in the selector table.
3589     selectorCount = selectors.size();
3590
3591     // NULL-terminate the selector list.  This should not actually be required,
3592     // because the selector list has a length field.  Unfortunately, the GCC
3593     // runtime decides to ignore the length field and expects a NULL terminator,
3594     // and GCC cooperates with this by always setting the length to 0.
3595     auto selStruct = selectors.beginStruct(selStructTy);
3596     selStruct.add(NULLPtr);
3597     selStruct.add(NULLPtr);
3598     selStruct.finishAndAddTo(selectors);
3599
3600     return selectors.finishAndCreateGlobal(".objc_selector_list",
3601                                            CGM.getPointerAlign());
3602   }();
3603
3604   // Now that all of the static selectors exist, create pointers to them.
3605   for (unsigned i = 0; i < selectorCount; ++i) {
3606     llvm::Constant *idxs[] = {
3607       Zeros[0],
3608       llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, i)
3609     };
3610     // FIXME: We're generating redundant loads and stores here!
3611     llvm::Constant *selPtr = llvm::ConstantExpr::getGetElementPtr(
3612         selectorList->getValueType(), selectorList, idxs);
3613     // If selectors are defined as an opaque type, cast the pointer to this
3614     // type.
3615     selPtr = llvm::ConstantExpr::getBitCast(selPtr, SelectorTy);
3616     selectorAliases[i]->replaceAllUsesWith(selPtr);
3617     selectorAliases[i]->eraseFromParent();
3618   }
3619
3620   llvm::GlobalVariable *symtab = [&] {
3621     ConstantInitBuilder builder(CGM);
3622     auto symtab = builder.beginStruct();
3623
3624     // Number of static selectors
3625     symtab.addInt(LongTy, selectorCount);
3626
3627     symtab.addBitCast(selectorList, selStructPtrTy);
3628
3629     // Number of classes defined.
3630     symtab.addInt(CGM.Int16Ty, Classes.size());
3631     // Number of categories defined
3632     symtab.addInt(CGM.Int16Ty, Categories.size());
3633
3634     // Create an array of classes, then categories, then static object instances
3635     auto classList = symtab.beginArray(PtrToInt8Ty);
3636     classList.addAll(Classes);
3637     classList.addAll(Categories);
3638     //  NULL-terminated list of static object instances (mainly constant strings)
3639     classList.add(statics);
3640     classList.add(NULLPtr);
3641     classList.finishAndAddTo(symtab);
3642
3643     // Construct the symbol table.
3644     return symtab.finishAndCreateGlobal("", CGM.getPointerAlign());
3645   }();
3646
3647   // The symbol table is contained in a module which has some version-checking
3648   // constants
3649   llvm::Constant *module = [&] {
3650     llvm::Type *moduleEltTys[] = {
3651       LongTy, LongTy, PtrToInt8Ty, symtab->getType(), IntTy
3652     };
3653     llvm::StructType *moduleTy =
3654       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(),
3655          makeArrayRef(moduleEltTys).drop_back(unsigned(RuntimeVersion < 10)));
3656
3657     ConstantInitBuilder builder(CGM);
3658     auto module = builder.beginStruct(moduleTy);
3659     // Runtime version, used for ABI compatibility checking.
3660     module.addInt(LongTy, RuntimeVersion);
3661     // sizeof(ModuleTy)
3662     module.addInt(LongTy, CGM.getDataLayout().getTypeStoreSize(moduleTy));
3663
3664     // The path to the source file where this module was declared
3665     SourceManager &SM = CGM.getContext().getSourceManager();
3666     const FileEntry *mainFile = SM.getFileEntryForID(SM.getMainFileID());
3667     std::string path =
3668       (Twine(mainFile->getDir()->getName()) + "/" + mainFile->getName()).str();
3669     module.add(MakeConstantString(path, ".objc_source_file_name"));
3670     module.add(symtab);
3671
3672     if (RuntimeVersion >= 10) {
3673       switch (CGM.getLangOpts().getGC()) {
3674       case LangOptions::GCOnly:
3675         module.addInt(IntTy, 2);
3676         break;
3677       case LangOptions::NonGC:
3678         if (CGM.getLangOpts().ObjCAutoRefCount)
3679           module.addInt(IntTy, 1);
3680         else
3681           module.addInt(IntTy, 0);
3682         break;
3683       case LangOptions::HybridGC:
3684         module.addInt(IntTy, 1);
3685         break;
3686       }
3687     }
3688
3689     return module.finishAndCreateGlobal("", CGM.getPointerAlign());
3690   }();
3691
3692   // Create the load function calling the runtime entry point with the module
3693   // structure
3694   llvm::Function * LoadFunction = llvm::Function::Create(
3695       llvm::FunctionType::get(llvm::Type::getVoidTy(VMContext), false),
3696       llvm::GlobalValue::InternalLinkage, ".objc_load_function",
3697       &TheModule);
3698   llvm::BasicBlock *EntryBB =
3699       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "entry", LoadFunction);
3700   CGBuilderTy Builder(CGM, VMContext);
3701   Builder.SetInsertPoint(EntryBB);
3702
3703   llvm::FunctionType *FT =
3704     llvm::FunctionType::get(Builder.getVoidTy(), module->getType(), true);
3705   llvm::Value *Register = CGM.CreateRuntimeFunction(FT, "__objc_exec_class");
3706   Builder.CreateCall(Register, module);
3707
3708   if (!ClassAliases.empty()) {
3709     llvm::Type *ArgTypes[2] = {PtrTy, PtrToInt8Ty};
3710     llvm::FunctionType *RegisterAliasTy =
3711       llvm::FunctionType::get(Builder.getVoidTy(),
3712                               ArgTypes, false);
3713     llvm::Function *RegisterAlias = llvm::Function::Create(
3714       RegisterAliasTy,
3715       llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage, "class_registerAlias_np",
3716       &TheModule);
3717     llvm::BasicBlock *AliasBB =
3718       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "alias", LoadFunction);
3719     llvm::BasicBlock *NoAliasBB =
3720       llvm::BasicBlock::Create(VMContext, "no_alias", LoadFunction);
3721
3722     // Branch based on whether the runtime provided class_registerAlias_np()
3723     llvm::Value *HasRegisterAlias = Builder.CreateICmpNE(RegisterAlias,
3724             llvm::Constant::getNullValue(RegisterAlias->getType()));
3725     Builder.CreateCondBr(HasRegisterAlias, AliasBB, NoAliasBB);
3726
3727     // The true branch (has alias registration function):
3728     Builder.SetInsertPoint(AliasBB);
3729     // Emit alias registration calls:
3730     for (std::vector<ClassAliasPair>::iterator iter = ClassAliases.begin();
3731        iter != ClassAliases.end(); ++iter) {
3732        llvm::Constant *TheClass =
3733           TheModule.getGlobalVariable("_OBJC_CLASS_" + iter->first, true);
3734        if (TheClass) {
3735          TheClass = llvm::ConstantExpr::getBitCast(TheClass, PtrTy);
3736          Builder.CreateCall(RegisterAlias,
3737                             {TheClass, MakeConstantString(iter->second)});
3738        }
3739     }
3740     // Jump to end:
3741     Builder.CreateBr(NoAliasBB);
3742
3743     // Missing alias registration function, just return from the function:
3744     Builder.SetInsertPoint(NoAliasBB);
3745   }
3746   Builder.CreateRetVoid();
3747
3748   return LoadFunction;
3749 }
3750
3751 llvm::Function *CGObjCGNU::GenerateMethod(const ObjCMethodDecl *OMD,
3752                                           const ObjCContainerDecl *CD) {
3753   const ObjCCategoryImplDecl *OCD =
3754     dyn_cast<ObjCCategoryImplDecl>(OMD->getDeclContext());
3755   StringRef CategoryName = OCD ? OCD->getName() : "";
3756   StringRef ClassName = CD->getName();
3757   Selector MethodName = OMD->getSelector();
3758   bool isClassMethod = !OMD->isInstanceMethod();
3759
3760   CodeGenTypes &Types = CGM.getTypes();
3761   llvm::FunctionType *MethodTy =
3762     Types.GetFunctionType(Types.arrangeObjCMethodDeclaration(OMD));
3763   std::string FunctionName = SymbolNameForMethod(ClassName, CategoryName,
3764       MethodName, isClassMethod);
3765
3766   llvm::Function *Method
3767     = llvm::Function::Create(MethodTy,
3768                              llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
3769                              FunctionName,
3770                              &TheModule);
3771   return Method;
3772 }
3773
3774 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetPropertyGetFunction() {
3775   return GetPropertyFn;
3776 }
3777
3778 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetPropertySetFunction() {
3779   return SetPropertyFn;
3780 }
3781
3782 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetOptimizedPropertySetFunction(bool atomic,
3783                                                            bool copy) {
3784   return nullptr;
3785 }
3786
3787 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetGetStructFunction() {
3788   return GetStructPropertyFn;
3789 }
3790
3791 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetSetStructFunction() {
3792   return SetStructPropertyFn;
3793 }
3794
3795 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetCppAtomicObjectGetFunction() {
3796   return nullptr;
3797 }
3798
3799 llvm::Constant *CGObjCGNU::GetCppAtomicObjectSetFunction() {
3800   return nullptr;
3801 }
3802
3803 llvm::Constant *CGObjCGNU::EnumerationMutationFunction() {
3804   return EnumerationMutationFn;
3805 }
3806
3807 void CGObjCGNU::EmitSynchronizedStmt(CodeGenFunction &CGF,
3808                                      const ObjCAtSynchronizedStmt &S) {
3809   EmitAtSynchronizedStmt(CGF, S, SyncEnterFn, SyncExitFn);
3810 }
3811
3812
3813 void CGObjCGNU::EmitTryStmt(CodeGenFunction &CGF,
3814                             const ObjCAtTryStmt &S) {
3815   // Unlike the Apple non-fragile runtimes, which also uses
3816   // unwind-based zero cost exceptions, the GNU Objective C runtime's
3817   // EH support isn't a veneer over C++ EH.  Instead, exception
3818   // objects are created by objc_exception_throw and destroyed by
3819   // the personality function; this avoids the need for bracketing
3820   // catch handlers with calls to __blah_begin_catch/__blah_end_catch
3821   // (or even _Unwind_DeleteException), but probably doesn't
3822   // interoperate very well with foreign exceptions.
3823   //
3824   // In Objective-C++ mode, we actually emit something equivalent to the C++
3825   // exception handler.
3826   EmitTryCatchStmt(CGF, S, EnterCatchFn, ExitCatchFn, ExceptionReThrowFn);
3827 }
3828
3829 void CGObjCGNU::EmitThrowStmt(CodeGenFunction &CGF,
3830                               const ObjCAtThrowStmt &S,
3831                               bool ClearInsertionPoint) {
3832   llvm::Value *ExceptionAsObject;
3833   bool isRethrow = false;
3834
3835   if (const Expr *ThrowExpr = S.getThrowExpr()) {
3836     llvm::Value *Exception = CGF.EmitObjCThrowOperand(ThrowExpr);
3837     ExceptionAsObject = Exception;
3838   } else {
3839     assert((!CGF.ObjCEHValueStack.empty() && CGF.ObjCEHValueStack.back()) &&
3840            "Unexpected rethrow outside @catch block.");
3841     ExceptionAsObject = CGF.ObjCEHValueStack.back();
3842     isRethrow = true;
3843   }
3844   if (isRethrow && usesSEHExceptions) {
3845     // For SEH, ExceptionAsObject may be undef, because the catch handler is
3846     // not passed it for catchalls and so it is not visible to the catch
3847     // funclet.  The real thrown object will still be live on the stack at this
3848     // point and will be rethrown.  If we are explicitly rethrowing the object
3849     // that was passed into the `@catch` block, then this code path is not
3850     // reached and we will instead call `objc_exception_throw` with an explicit
3851     // argument.
3852     CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(ExceptionReThrowFn).setDoesNotReturn();
3853   }
3854   else {
3855     ExceptionAsObject = CGF.Builder.CreateBitCast(ExceptionAsObject, IdTy);
3856     llvm::CallSite Throw =
3857         CGF.EmitRuntimeCallOrInvoke(ExceptionThrowFn, ExceptionAsObject);
3858     Throw.setDoesNotReturn();
3859   }
3860   CGF.Builder.CreateUnreachable();
3861   if (ClearInsertionPoint)
3862     CGF.Builder.ClearInsertionPoint();
3863 }
3864
3865 llvm::Value * CGObjCGNU::EmitObjCWeakRead(CodeGenFunction &CGF,
3866                                           Address AddrWeakObj) {
3867   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3868   AddrWeakObj = EnforceType(B, AddrWeakObj, PtrToIdTy);
3869   return B.CreateCall(WeakReadFn.getType(), WeakReadFn,
3870                       AddrWeakObj.getPointer());
3871 }
3872
3873 void CGObjCGNU::EmitObjCWeakAssign(CodeGenFunction &CGF,
3874                                    llvm::Value *src, Address dst) {
3875   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3876   src = EnforceType(B, src, IdTy);
3877   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
3878   B.CreateCall(WeakAssignFn.getType(), WeakAssignFn,
3879                {src, dst.getPointer()});
3880 }
3881
3882 void CGObjCGNU::EmitObjCGlobalAssign(CodeGenFunction &CGF,
3883                                      llvm::Value *src, Address dst,
3884                                      bool threadlocal) {
3885   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3886   src = EnforceType(B, src, IdTy);
3887   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
3888   // FIXME. Add threadloca assign API
3889   assert(!threadlocal && "EmitObjCGlobalAssign - Threal Local API NYI");
3890   B.CreateCall(GlobalAssignFn.getType(), GlobalAssignFn,
3891                {src, dst.getPointer()});
3892 }
3893
3894 void CGObjCGNU::EmitObjCIvarAssign(CodeGenFunction &CGF,
3895                                    llvm::Value *src, Address dst,
3896                                    llvm::Value *ivarOffset) {
3897   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3898   src = EnforceType(B, src, IdTy);
3899   dst = EnforceType(B, dst, IdTy);
3900   B.CreateCall(IvarAssignFn.getType(), IvarAssignFn,
3901                {src, dst.getPointer(), ivarOffset});
3902 }
3903
3904 void CGObjCGNU::EmitObjCStrongCastAssign(CodeGenFunction &CGF,
3905                                          llvm::Value *src, Address dst) {
3906   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3907   src = EnforceType(B, src, IdTy);
3908   dst = EnforceType(B, dst, PtrToIdTy);
3909   B.CreateCall(StrongCastAssignFn.getType(), StrongCastAssignFn,
3910                {src, dst.getPointer()});
3911 }
3912
3913 void CGObjCGNU::EmitGCMemmoveCollectable(CodeGenFunction &CGF,
3914                                          Address DestPtr,
3915                                          Address SrcPtr,
3916                                          llvm::Value *Size) {
3917   CGBuilderTy &B = CGF.Builder;
3918   DestPtr = EnforceType(B, DestPtr, PtrTy);
3919   SrcPtr = EnforceType(B, SrcPtr, PtrTy);
3920
3921   B.CreateCall(MemMoveFn.getType(), MemMoveFn,
3922                {DestPtr.getPointer(), SrcPtr.getPointer(), Size});
3923 }
3924
3925 llvm::GlobalVariable *CGObjCGNU::ObjCIvarOffsetVariable(
3926                               const ObjCInterfaceDecl *ID,
3927                               const ObjCIvarDecl *Ivar) {
3928   const std::string Name = GetIVarOffsetVariableName(ID, Ivar);
3929   // Emit the variable and initialize it with what we think the correct value
3930   // is.  This allows code compiled with non-fragile ivars to work correctly
3931   // when linked against code which isn't (most of the time).
3932   llvm::GlobalVariable *IvarOffsetPointer = TheModule.getNamedGlobal(Name);
3933   if (!IvarOffsetPointer)
3934     IvarOffsetPointer = new llvm::GlobalVariable(TheModule,
3935             llvm::Type::getInt32PtrTy(VMContext), false,
3936             llvm::GlobalValue::ExternalLinkage, nullptr, Name);
3937   return IvarOffsetPointer;
3938 }
3939
3940 LValue CGObjCGNU::EmitObjCValueForIvar(CodeGenFunction &CGF,
3941                                        QualType ObjectTy,
3942                                        llvm::Value *BaseValue,
3943                                        const ObjCIvarDecl *Ivar,
3944                                        unsigned CVRQualifiers) {
3945   const ObjCInterfaceDecl *ID =
3946     ObjectTy->getAs<ObjCObjectType>()->getInterface();
3947   return EmitValueForIvarAtOffset(CGF, ID, BaseValue, Ivar, CVRQualifiers,
3948                                   EmitIvarOffset(CGF, ID, Ivar));
3949 }
3950
3951 static const ObjCInterfaceDecl *FindIvarInterface(ASTContext &Context,
3952                                                   const ObjCInterfaceDecl *OID,
3953                                                   const ObjCIvarDecl *OIVD) {
3954   for (const ObjCIvarDecl *next = OID->all_declared_ivar_begin(); next;
3955        next = next->getNextIvar()) {
3956     if (OIVD == next)
3957       return OID;
3958   }
3959
3960   // Otherwise check in the super class.
3961   if (const ObjCInterfaceDecl *Super = OID->getSuperClass())
3962     return FindIvarInterface(Context, Super, OIVD);
3963
3964   return nullptr;
3965 }
3966
3967 llvm::Value *CGObjCGNU::EmitIvarOffset(CodeGenFunction &CGF,
3968                          const ObjCInterfaceDecl *Interface,
3969                          const ObjCIvarDecl *Ivar) {
3970   if (CGM.getLangOpts().ObjCRuntime.isNonFragile()) {
3971     Interface = FindIvarInterface(CGM.getContext(), Interface, Ivar);
3972
3973     // The MSVC linker cannot have a single global defined as LinkOnceAnyLinkage
3974     // and ExternalLinkage, so create a reference to the ivar global and rely on
3975     // the definition being created as part of GenerateClass.
3976     if (RuntimeVersion < 10 ||
3977         CGF.CGM.getTarget().getTriple().isKnownWindowsMSVCEnvironment())
3978       return CGF.Builder.CreateZExtOrBitCast(
3979           CGF.Builder.CreateAlignedLoad(
3980               Int32Ty, CGF.Builder.CreateAlignedLoad(
3981                            ObjCIvarOffsetVariable(Interface, Ivar),
3982                            CGF.getPointerAlign(), "ivar"),
3983               CharUnits::fromQuantity(4)),
3984           PtrDiffTy);
3985     std::string name = "__objc_ivar_offset_value_" +
3986       Interface->getNameAsString() +"." + Ivar->getNameAsString();
3987     CharUnits Align = CGM.getIntAlign();
3988     llvm::Value *Offset = TheModule.getGlobalVariable(name);
3989     if (!Offset) {
3990       auto GV = new llvm::GlobalVariable(TheModule, IntTy,
3991           false, llvm::GlobalValue::LinkOnceAnyLinkage,
3992           llvm::Constant::getNullValue(IntTy), name);
3993       GV->setAlignment(Align.getQuantity());
3994       Offset = GV;
3995     }
3996     Offset = CGF.Builder.CreateAlignedLoad(Offset, Align);
3997     if (Offset->getType() != PtrDiffTy)
3998       Offset = CGF.Builder.CreateZExtOrBitCast(Offset, PtrDiffTy);
3999     return Offset;
4000   }
4001   uint64_t Offset = ComputeIvarBaseOffset(CGF.CGM, Interface, Ivar);
4002   return llvm::ConstantInt::get(PtrDiffTy, Offset, /*isSigned*/true);
4003 }
4004
4005 CGObjCRuntime *
4006 clang::CodeGen::CreateGNUObjCRuntime(CodeGenModule &CGM) {
4007   auto Runtime = CGM.getLangOpts().ObjCRuntime;
4008   switch (Runtime.getKind()) {
4009   case ObjCRuntime::GNUstep:
4010     if (Runtime.getVersion() >= VersionTuple(2, 0))
4011       return new CGObjCGNUstep2(CGM);
4012     return new CGObjCGNUstep(CGM);
4013
4014   case ObjCRuntime::GCC:
4015     return new CGObjCGCC(CGM);
4016
4017   case ObjCRuntime::ObjFW:
4018     return new CGObjCObjFW(CGM);
4019
4020   case ObjCRuntime::FragileMacOSX:
4021   case ObjCRuntime::MacOSX:
4022   case ObjCRuntime::iOS:
4023   case ObjCRuntime::WatchOS:
4024     llvm_unreachable("these runtimes are not GNU runtimes");
4025   }
4026   llvm_unreachable("bad runtime");
4027 }