contrib/llvm-project/clang/include/clang/Serialization/ASTWriter.h

   1 //===- ASTWriter.h - AST File Writer ----------------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 //  This file defines the ASTWriter class, which writes an AST file
  10 //  containing a serialized representation of a translation unit.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CLANG_SERIALIZATION_ASTWRITER_H
  15 #define LLVM_CLANG_SERIALIZATION_ASTWRITER_H
  16
  17 #include "clang/AST/ASTMutationListener.h"
  18 #include "clang/AST/Decl.h"
  19 #include "clang/AST/DeclarationName.h"
  20 #include "clang/AST/NestedNameSpecifier.h"
  21 #include "clang/AST/OpenMPClause.h"
  22 #include "clang/AST/TemplateBase.h"
  23 #include "clang/AST/TemplateName.h"
  24 #include "clang/AST/Type.h"
  25 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
  26 #include "clang/Basic/LLVM.h"
  27 #include "clang/Basic/SourceLocation.h"
  28 #include "clang/Sema/SemaConsumer.h"
  29 #include "clang/Serialization/ASTBitCodes.h"
  30 #include "clang/Serialization/ASTDeserializationListener.h"
  31 #include "clang/Serialization/PCHContainerOperations.h"
  32 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  33 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  34 #include "llvm/ADT/DenseSet.h"
  35 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
  36 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
  37 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  39 #include "llvm/Bitstream/BitstreamWriter.h"
  40 #include <cassert>
  41 #include <cstddef>
  42 #include <cstdint>
  43 #include <ctime>
  44 #include <memory>
  45 #include <queue>
  46 #include <string>
  47 #include <utility>
  48 #include <vector>
  49
  50 namespace llvm {
  51
  52 class APFloat;
  53 class APInt;
  54 class APSInt;
  55
  56 } // namespace llvm
  57
  58 namespace clang {
  59
  60 class ASTContext;
  61 class ASTReader;
  62 class ASTUnresolvedSet;
  63 class Attr;
  64 class CXXBaseSpecifier;
  65 class CXXCtorInitializer;
  66 class CXXRecordDecl;
  67 class CXXTemporary;
  68 class FileEntry;
  69 class FPOptions;
  70 class FunctionDecl;
  71 class HeaderSearch;
  72 class HeaderSearchOptions;
  73 class IdentifierResolver;
  74 class LangOptions;
  75 class MacroDefinitionRecord;
  76 class MacroInfo;
  77 class Module;
  78 class InMemoryModuleCache;
  79 class ModuleFileExtension;
  80 class ModuleFileExtensionWriter;
  81 class NamedDecl;
  82 class NestedNameSpecifier;
  83 class ObjCInterfaceDecl;
  84 class PreprocessingRecord;
  85 class Preprocessor;
  86 struct QualifierInfo;
  87 class RecordDecl;
  88 class Sema;
  89 class SourceManager;
  90 class Stmt;
  91 struct StoredDeclsList;
  92 class SwitchCase;
  93 class TemplateParameterList;
  94 class Token;
  95 class TypeSourceInfo;
  96
  97 /// Writes an AST file containing the contents of a translation unit.
  98 ///
  99 /// The ASTWriter class produces a bitstream containing the serialized
 100 /// representation of a given abstract syntax tree and its supporting
 101 /// data structures. This bitstream can be de-serialized via an
 102 /// instance of the ASTReader class.
 103 class ASTWriter : public ASTDeserializationListener,
 104                   public ASTMutationListener {
 105 public:
 106   friend class ASTDeclWriter;
 107   friend class ASTRecordWriter;
 108   friend class ASTStmtWriter;
 109   friend class ASTTypeWriter;
 110
 111   using RecordData = SmallVector<uint64_t, 64>;
 112   using RecordDataImpl = SmallVectorImpl<uint64_t>;
 113   using RecordDataRef = ArrayRef<uint64_t>;
 114
 115 private:
 116   /// Map that provides the ID numbers of each type within the
 117   /// output stream, plus those deserialized from a chained PCH.
 118   ///
 119   /// The ID numbers of types are consecutive (in order of discovery)
 120   /// and start at 1. 0 is reserved for NULL. When types are actually
 121   /// stored in the stream, the ID number is shifted by 2 bits to
 122   /// allow for the const/volatile qualifiers.
 123   ///
 124   /// Keys in the map never have const/volatile qualifiers.
 125   using TypeIdxMap = llvm::DenseMap<QualType, serialization::TypeIdx,
 126                                     serialization::UnsafeQualTypeDenseMapInfo>;
 127
 128   /// The bitstream writer used to emit this precompiled header.
 129   llvm::BitstreamWriter &Stream;
 130
 131   /// The buffer associated with the bitstream.
 132   const SmallVectorImpl<char> &Buffer;
 133
 134   /// The PCM manager which manages memory buffers for pcm files.
 135   InMemoryModuleCache &ModuleCache;
 136
 137   /// The ASTContext we're writing.
 138   ASTContext *Context = nullptr;
 139
 140   /// The preprocessor we're writing.
 141   Preprocessor *PP = nullptr;
 142
 143   /// The reader of existing AST files, if we're chaining.
 144   ASTReader *Chain = nullptr;
 145
 146   /// The module we're currently writing, if any.
 147   Module *WritingModule = nullptr;
 148
 149   /// The base directory for any relative paths we emit.
 150   std::string BaseDirectory;
 151
 152   /// Indicates whether timestamps should be written to the produced
 153   /// module file. This is the case for files implicitly written to the
 154   /// module cache, where we need the timestamps to determine if the module
 155   /// file is up to date, but not otherwise.
 156   bool IncludeTimestamps;
 157
 158   /// Indicates when the AST writing is actively performing
 159   /// serialization, rather than just queueing updates.
 160   bool WritingAST = false;
 161
 162   /// Indicates that we are done serializing the collection of decls
 163   /// and types to emit.
 164   bool DoneWritingDeclsAndTypes = false;
 165
 166   /// Indicates that the AST contained compiler errors.
 167   bool ASTHasCompilerErrors = false;
 168
 169   /// Mapping from input file entries to the index into the
 170   /// offset table where information about that input file is stored.
 171   llvm::DenseMap<const FileEntry *, uint32_t> InputFileIDs;
 172
 173   /// Stores a declaration or a type to be written to the AST file.
 174   class DeclOrType {
 175   public:
 176     DeclOrType(Decl *D) : Stored(D), IsType(false) {}
 177     DeclOrType(QualType T) : Stored(T.getAsOpaquePtr()), IsType(true) {}
 178
 179     bool isType() const { return IsType; }
 180     bool isDecl() const { return !IsType; }
 181
 182     QualType getType() const {
 183       assert(isType() && "Not a type!");
 184       return QualType::getFromOpaquePtr(Stored);
 185     }
 186
 187     Decl *getDecl() const {
 188       assert(isDecl() && "Not a decl!");
 189       return static_cast<Decl *>(Stored);
 190     }
 191
 192   private:
 193     void *Stored;
 194     bool IsType;
 195   };
 196
 197   /// The declarations and types to emit.
 198   std::queue<DeclOrType> DeclTypesToEmit;
 199
 200   /// The first ID number we can use for our own declarations.
 201   serialization::DeclID FirstDeclID = serialization::NUM_PREDEF_DECL_IDS;
 202
 203   /// The decl ID that will be assigned to the next new decl.
 204   serialization::DeclID NextDeclID = FirstDeclID;
 205
 206   /// Map that provides the ID numbers of each declaration within
 207   /// the output stream, as well as those deserialized from a chained PCH.
 208   ///
 209   /// The ID numbers of declarations are consecutive (in order of
 210   /// discovery) and start at 2. 1 is reserved for the translation
 211   /// unit, while 0 is reserved for NULL.
 212   llvm::DenseMap<const Decl *, serialization::DeclID> DeclIDs;
 213
 214   /// Offset of each declaration in the bitstream, indexed by
 215   /// the declaration's ID.
 216   std::vector<serialization::DeclOffset> DeclOffsets;
 217
 218   /// Sorted (by file offset) vector of pairs of file offset/DeclID.
 219   using LocDeclIDsTy =
 220       SmallVector<std::pair<unsigned, serialization::DeclID>, 64>;
 221   struct DeclIDInFileInfo {
 222     LocDeclIDsTy DeclIDs;
 223
 224     /// Set when the DeclIDs vectors from all files are joined, this
 225     /// indicates the index that this particular vector has in the global one.
 226     unsigned FirstDeclIndex;
 227   };
 228   using FileDeclIDsTy = llvm::DenseMap<FileID, DeclIDInFileInfo *>;
 229
 230   /// Map from file SLocEntries to info about the file-level declarations
 231   /// that it contains.
 232   FileDeclIDsTy FileDeclIDs;
 233
 234   void associateDeclWithFile(const Decl *D, serialization::DeclID);
 235
 236   /// The first ID number we can use for our own types.
 237   serialization::TypeID FirstTypeID = serialization::NUM_PREDEF_TYPE_IDS;
 238
 239   /// The type ID that will be assigned to the next new type.
 240   serialization::TypeID NextTypeID = FirstTypeID;
 241
 242   /// Map that provides the ID numbers of each type within the
 243   /// output stream, plus those deserialized from a chained PCH.
 244   ///
 245   /// The ID numbers of types are consecutive (in order of discovery)
 246   /// and start at 1. 0 is reserved for NULL. When types are actually
 247   /// stored in the stream, the ID number is shifted by 2 bits to
 248   /// allow for the const/volatile qualifiers.
 249   ///
 250   /// Keys in the map never have const/volatile qualifiers.
 251   TypeIdxMap TypeIdxs;
 252
 253   /// Offset of each type in the bitstream, indexed by
 254   /// the type's ID.
 255   std::vector<uint32_t> TypeOffsets;
 256
 257   /// The first ID number we can use for our own identifiers.
 258   serialization::IdentID FirstIdentID = serialization::NUM_PREDEF_IDENT_IDS;
 259
 260   /// The identifier ID that will be assigned to the next new identifier.
 261   serialization::IdentID NextIdentID = FirstIdentID;
 262
 263   /// Map that provides the ID numbers of each identifier in
 264   /// the output stream.
 265   ///
 266   /// The ID numbers for identifiers are consecutive (in order of
 267   /// discovery), starting at 1. An ID of zero refers to a NULL
 268   /// IdentifierInfo.
 269   llvm::MapVector<const IdentifierInfo *, serialization::IdentID> IdentifierIDs;
 270
 271   /// The first ID number we can use for our own macros.
 272   serialization::MacroID FirstMacroID = serialization::NUM_PREDEF_MACRO_IDS;
 273
 274   /// The identifier ID that will be assigned to the next new identifier.
 275   serialization::MacroID NextMacroID = FirstMacroID;
 276
 277   /// Map that provides the ID numbers of each macro.
 278   llvm::DenseMap<MacroInfo *, serialization::MacroID> MacroIDs;
 279
 280   struct MacroInfoToEmitData {
 281     const IdentifierInfo *Name;
 282     MacroInfo *MI;
 283     serialization::MacroID ID;
 284   };
 285
 286   /// The macro infos to emit.
 287   std::vector<MacroInfoToEmitData> MacroInfosToEmit;
 288
 289   llvm::DenseMap<const IdentifierInfo *, uint64_t> IdentMacroDirectivesOffsetMap;
 290
 291   /// @name FlushStmt Caches
 292   /// @{
 293
 294   /// Set of parent Stmts for the currently serializing sub-stmt.
 295   llvm::DenseSet<Stmt *> ParentStmts;
 296
 297   /// Offsets of sub-stmts already serialized. The offset points
 298   /// just after the stmt record.
 299   llvm::DenseMap<Stmt *, uint64_t> SubStmtEntries;
 300
 301   /// @}
 302
 303   /// Offsets of each of the identifier IDs into the identifier
 304   /// table.
 305   std::vector<uint32_t> IdentifierOffsets;
 306
 307   /// The first ID number we can use for our own submodules.
 308   serialization::SubmoduleID FirstSubmoduleID =
 309       serialization::NUM_PREDEF_SUBMODULE_IDS;
 310
 311   /// The submodule ID that will be assigned to the next new submodule.
 312   serialization::SubmoduleID NextSubmoduleID = FirstSubmoduleID;
 313
 314   /// The first ID number we can use for our own selectors.
 315   serialization::SelectorID FirstSelectorID =
 316       serialization::NUM_PREDEF_SELECTOR_IDS;
 317
 318   /// The selector ID that will be assigned to the next new selector.
 319   serialization::SelectorID NextSelectorID = FirstSelectorID;
 320
 321   /// Map that provides the ID numbers of each Selector.
 322   llvm::MapVector<Selector, serialization::SelectorID> SelectorIDs;
 323
 324   /// Offset of each selector within the method pool/selector
 325   /// table, indexed by the Selector ID (-1).
 326   std::vector<uint32_t> SelectorOffsets;
 327
 328   /// Mapping from macro definitions (as they occur in the preprocessing
 329   /// record) to the macro IDs.
 330   llvm::DenseMap<const MacroDefinitionRecord *,
 331                  serialization::PreprocessedEntityID> MacroDefinitions;
 332
 333   /// Cache of indices of anonymous declarations within their lexical
 334   /// contexts.
 335   llvm::DenseMap<const Decl *, unsigned> AnonymousDeclarationNumbers;
 336
 337   /// An update to a Decl.
 338   class DeclUpdate {
 339     /// A DeclUpdateKind.
 340     unsigned Kind;
 341     union {
 342       const Decl *Dcl;
 343       void *Type;
 344       unsigned Loc;
 345       unsigned Val;
 346       Module *Mod;
 347       const Attr *Attribute;
 348     };
 349
 350   public:
 351     DeclUpdate(unsigned Kind) : Kind(Kind), Dcl(nullptr) {}
 352     DeclUpdate(unsigned Kind, const Decl *Dcl) : Kind(Kind), Dcl(Dcl) {}
 353     DeclUpdate(unsigned Kind, QualType Type)
 354         : Kind(Kind), Type(Type.getAsOpaquePtr()) {}
 355     DeclUpdate(unsigned Kind, SourceLocation Loc)
 356         : Kind(Kind), Loc(Loc.getRawEncoding()) {}
 357     DeclUpdate(unsigned Kind, unsigned Val) : Kind(Kind), Val(Val) {}
 358     DeclUpdate(unsigned Kind, Module *M) : Kind(Kind), Mod(M) {}
 359     DeclUpdate(unsigned Kind, const Attr *Attribute)
 360           : Kind(Kind), Attribute(Attribute) {}
 361
 362     unsigned getKind() const { return Kind; }
 363     const Decl *getDecl() const { return Dcl; }
 364     QualType getType() const { return QualType::getFromOpaquePtr(Type); }
 365
 366     SourceLocation getLoc() const {
 367       return SourceLocation::getFromRawEncoding(Loc);
 368     }
 369
 370     unsigned getNumber() const { return Val; }
 371     Module *getModule() const { return Mod; }
 372     const Attr *getAttr() const { return Attribute; }
 373   };
 374
 375   using UpdateRecord = SmallVector<DeclUpdate, 1>;
 376   using DeclUpdateMap = llvm::MapVector<const Decl *, UpdateRecord>;
 377
 378   /// Mapping from declarations that came from a chained PCH to the
 379   /// record containing modifications to them.
 380   DeclUpdateMap DeclUpdates;
 381
 382   using FirstLatestDeclMap = llvm::DenseMap<Decl *, Decl *>;
 383
 384   /// Map of first declarations from a chained PCH that point to the
 385   /// most recent declarations in another PCH.
 386   FirstLatestDeclMap FirstLatestDecls;
 387
 388   /// Declarations encountered that might be external
 389   /// definitions.
 390   ///
 391   /// We keep track of external definitions and other 'interesting' declarations
 392   /// as we are emitting declarations to the AST file. The AST file contains a
 393   /// separate record for these declarations, which are provided to the AST
 394   /// consumer by the AST reader. This is behavior is required to properly cope with,
 395   /// e.g., tentative variable definitions that occur within
 396   /// headers. The declarations themselves are stored as declaration
 397   /// IDs, since they will be written out to an EAGERLY_DESERIALIZED_DECLS
 398   /// record.
 399   SmallVector<uint64_t, 16> EagerlyDeserializedDecls;
 400   SmallVector<uint64_t, 16> ModularCodegenDecls;
 401
 402   /// DeclContexts that have received extensions since their serialized
 403   /// form.
 404   ///
 405   /// For namespaces, when we're chaining and encountering a namespace, we check
 406   /// if its primary namespace comes from the chain. If it does, we add the
 407   /// primary to this set, so that we can write out lexical content updates for
 408   /// it.
 409   llvm::SmallSetVector<const DeclContext *, 16> UpdatedDeclContexts;
 410
 411   /// Keeps track of declarations that we must emit, even though we're
 412   /// not guaranteed to be able to find them by walking the AST starting at the
 413   /// translation unit.
 414   SmallVector<const Decl *, 16> DeclsToEmitEvenIfUnreferenced;
 415
 416   /// The set of Objective-C class that have categories we
 417   /// should serialize.
 418   llvm::SetVector<ObjCInterfaceDecl *> ObjCClassesWithCategories;
 419
 420   /// The set of declarations that may have redeclaration chains that
 421   /// need to be serialized.
 422   llvm::SmallVector<const Decl *, 16> Redeclarations;
 423
 424   /// A cache of the first local declaration for "interesting"
 425   /// redeclaration chains.
 426   llvm::DenseMap<const Decl *, const Decl *> FirstLocalDeclCache;
 427
 428   /// Mapping from SwitchCase statements to IDs.
 429   llvm::DenseMap<SwitchCase *, unsigned> SwitchCaseIDs;
 430
 431   /// The number of statements written to the AST file.
 432   unsigned NumStatements = 0;
 433
 434   /// The number of macros written to the AST file.
 435   unsigned NumMacros = 0;
 436
 437   /// The number of lexical declcontexts written to the AST
 438   /// file.
 439   unsigned NumLexicalDeclContexts = 0;
 440
 441   /// The number of visible declcontexts written to the AST
 442   /// file.
 443   unsigned NumVisibleDeclContexts = 0;
 444
 445   /// A mapping from each known submodule to its ID number, which will
 446   /// be a positive integer.
 447   llvm::DenseMap<Module *, unsigned> SubmoduleIDs;
 448
 449   /// A list of the module file extension writers.
 450   std::vector<std::unique_ptr<ModuleFileExtensionWriter>>
 451     ModuleFileExtensionWriters;
 452
 453   /// Retrieve or create a submodule ID for this module.
 454   unsigned getSubmoduleID(Module *Mod);
 455
 456   /// Write the given subexpression to the bitstream.
 457   void WriteSubStmt(Stmt *S);
 458
 459   void WriteBlockInfoBlock();
 460   void WriteControlBlock(Preprocessor &PP, ASTContext &Context,
 461                          StringRef isysroot, const std::string &OutputFile);
 462
 463   /// Write out the signature and diagnostic options, and return the signature.
 464   ASTFileSignature writeUnhashedControlBlock(Preprocessor &PP,
 465                                              ASTContext &Context);
 466
 467   /// Calculate hash of the pcm content.
 468   static ASTFileSignature createSignature(StringRef Bytes);
 469
 470   void WriteInputFiles(SourceManager &SourceMgr, HeaderSearchOptions &HSOpts,
 471                        bool Modules);
 472   void WriteSourceManagerBlock(SourceManager &SourceMgr,
 473                                const Preprocessor &PP);
 474   void WritePreprocessor(const Preprocessor &PP, bool IsModule);
 475   void WriteHeaderSearch(const HeaderSearch &HS);
 476   void WritePreprocessorDetail(PreprocessingRecord &PPRec);
 477   void WriteSubmodules(Module *WritingModule);
 478
 479   void WritePragmaDiagnosticMappings(const DiagnosticsEngine &Diag,
 480                                      bool isModule);
 481
 482   unsigned TypeExtQualAbbrev = 0;
 483   unsigned TypeFunctionProtoAbbrev = 0;
 484   void WriteTypeAbbrevs();
 485   void WriteType(QualType T);
 486
 487   bool isLookupResultExternal(StoredDeclsList &Result, DeclContext *DC);
 488   bool isLookupResultEntirelyExternal(StoredDeclsList &Result, DeclContext *DC);
 489
 490   void GenerateNameLookupTable(const DeclContext *DC,
 491                                llvm::SmallVectorImpl<char> &LookupTable);
 492   uint64_t WriteDeclContextLexicalBlock(ASTContext &Context, DeclContext *DC);
 493   uint64_t WriteDeclContextVisibleBlock(ASTContext &Context, DeclContext *DC);
 494   void WriteTypeDeclOffsets();
 495   void WriteFileDeclIDsMap();
 496   void WriteComments();
 497   void WriteSelectors(Sema &SemaRef);
 498   void WriteReferencedSelectorsPool(Sema &SemaRef);
 499   void WriteIdentifierTable(Preprocessor &PP, IdentifierResolver &IdResolver,
 500                             bool IsModule);
 501   void WriteDeclUpdatesBlocks(RecordDataImpl &OffsetsRecord);
 502   void WriteDeclContextVisibleUpdate(const DeclContext *DC);
 503   void WriteFPPragmaOptions(const FPOptions &Opts);
 504   void WriteOpenCLExtensions(Sema &SemaRef);
 505   void WriteOpenCLExtensionTypes(Sema &SemaRef);
 506   void WriteOpenCLExtensionDecls(Sema &SemaRef);
 507   void WriteCUDAPragmas(Sema &SemaRef);
 508   void WriteObjCCategories();
 509   void WriteLateParsedTemplates(Sema &SemaRef);
 510   void WriteOptimizePragmaOptions(Sema &SemaRef);
 511   void WriteMSStructPragmaOptions(Sema &SemaRef);
 512   void WriteMSPointersToMembersPragmaOptions(Sema &SemaRef);
 513   void WritePackPragmaOptions(Sema &SemaRef);
 514   void WriteModuleFileExtension(Sema &SemaRef,
 515                                 ModuleFileExtensionWriter &Writer);
 516
 517   unsigned DeclParmVarAbbrev = 0;
 518   unsigned DeclContextLexicalAbbrev = 0;
 519   unsigned DeclContextVisibleLookupAbbrev = 0;
 520   unsigned UpdateVisibleAbbrev = 0;
 521   unsigned DeclRecordAbbrev = 0;
 522   unsigned DeclTypedefAbbrev = 0;
 523   unsigned DeclVarAbbrev = 0;
 524   unsigned DeclFieldAbbrev = 0;
 525   unsigned DeclEnumAbbrev = 0;
 526   unsigned DeclObjCIvarAbbrev = 0;
 527   unsigned DeclCXXMethodAbbrev = 0;
 528
 529   unsigned DeclRefExprAbbrev = 0;
 530   unsigned CharacterLiteralAbbrev = 0;
 531   unsigned IntegerLiteralAbbrev = 0;
 532   unsigned ExprImplicitCastAbbrev = 0;
 533
 534   void WriteDeclAbbrevs();
 535   void WriteDecl(ASTContext &Context, Decl *D);
 536
 537   ASTFileSignature WriteASTCore(Sema &SemaRef, StringRef isysroot,
 538                                 const std::string &OutputFile,
 539                                 Module *WritingModule);
 540
 541 public:
 542   /// Create a new precompiled header writer that outputs to
 543   /// the given bitstream.
 544   ASTWriter(llvm::BitstreamWriter &Stream, SmallVectorImpl<char> &Buffer,
 545             InMemoryModuleCache &ModuleCache,
 546             ArrayRef<std::shared_ptr<ModuleFileExtension>> Extensions,
 547             bool IncludeTimestamps = true);
 548   ~ASTWriter() override;
 549
 550   const LangOptions &getLangOpts() const;
 551
 552   /// Get a timestamp for output into the AST file. The actual timestamp
 553   /// of the specified file may be ignored if we have been instructed to not
 554   /// include timestamps in the output file.
 555   time_t getTimestampForOutput(const FileEntry *E) const;
 556
 557   /// Write a precompiled header for the given semantic analysis.
 558   ///
 559   /// \param SemaRef a reference to the semantic analysis object that processed
 560   /// the AST to be written into the precompiled header.
 561   ///
 562   /// \param WritingModule The module that we are writing. If null, we are
 563   /// writing a precompiled header.
 564   ///
 565   /// \param isysroot if non-empty, write a relocatable file whose headers
 566   /// are relative to the given system root. If we're writing a module, its
 567   /// build directory will be used in preference to this if both are available.
 568   ///
 569   /// \return the module signature, which eventually will be a hash of
 570   /// the module but currently is merely a random 32-bit number.
 571   ASTFileSignature WriteAST(Sema &SemaRef, const std::string &OutputFile,
 572                             Module *WritingModule, StringRef isysroot,
 573                             bool hasErrors = false,
 574                             bool ShouldCacheASTInMemory = false);
 575
 576   /// Emit a token.
 577   void AddToken(const Token &Tok, RecordDataImpl &Record);
 578
 579   /// Emit a source location.
 580   void AddSourceLocation(SourceLocation Loc, RecordDataImpl &Record);
 581
 582   /// Emit a source range.
 583   void AddSourceRange(SourceRange Range, RecordDataImpl &Record);
 584
 585   /// Emit a reference to an identifier.
 586   void AddIdentifierRef(const IdentifierInfo *II, RecordDataImpl &Record);
 587
 588   /// Get the unique number used to refer to the given selector.
 589   serialization::SelectorID getSelectorRef(Selector Sel);
 590
 591   /// Get the unique number used to refer to the given identifier.
 592   serialization::IdentID getIdentifierRef(const IdentifierInfo *II);
 593
 594   /// Get the unique number used to refer to the given macro.
 595   serialization::MacroID getMacroRef(MacroInfo *MI, const IdentifierInfo *Name);
 596
 597   /// Determine the ID of an already-emitted macro.
 598   serialization::MacroID getMacroID(MacroInfo *MI);
 599
 600   uint64_t getMacroDirectivesOffset(const IdentifierInfo *Name);
 601
 602   /// Emit a reference to a type.
 603   void AddTypeRef(QualType T, RecordDataImpl &Record);
 604
 605   /// Force a type to be emitted and get its ID.
 606   serialization::TypeID GetOrCreateTypeID(QualType T);
 607
 608   /// Determine the type ID of an already-emitted type.
 609   serialization::TypeID getTypeID(QualType T) const;
 610
 611   /// Find the first local declaration of a given local redeclarable
 612   /// decl.
 613   const Decl *getFirstLocalDecl(const Decl *D);
 614
 615   /// Is this a local declaration (that is, one that will be written to
 616   /// our AST file)? This is the case for declarations that are neither imported
 617   /// from another AST file nor predefined.
 618   bool IsLocalDecl(const Decl *D) {
 619     if (D->isFromASTFile())
 620       return false;
 621     auto I = DeclIDs.find(D);
 622     return (I == DeclIDs.end() ||
 623             I->second >= serialization::NUM_PREDEF_DECL_IDS);
 624   };
 625
 626   /// Emit a reference to a declaration.
 627   void AddDeclRef(const Decl *D, RecordDataImpl &Record);
 628
 629   /// Force a declaration to be emitted and get its ID.
 630   serialization::DeclID GetDeclRef(const Decl *D);
 631
 632   /// Determine the declaration ID of an already-emitted
 633   /// declaration.
 634   serialization::DeclID getDeclID(const Decl *D);
 635
 636   unsigned getAnonymousDeclarationNumber(const NamedDecl *D);
 637
 638   /// Add a string to the given record.
 639   void AddString(StringRef Str, RecordDataImpl &Record);
 640
 641   /// Convert a path from this build process into one that is appropriate
 642   /// for emission in the module file.
 643   bool PreparePathForOutput(SmallVectorImpl<char> &Path);
 644
 645   /// Add a path to the given record.
 646   void AddPath(StringRef Path, RecordDataImpl &Record);
 647
 648   /// Emit the current record with the given path as a blob.
 649   void EmitRecordWithPath(unsigned Abbrev, RecordDataRef Record,
 650                           StringRef Path);
 651
 652   /// Add a version tuple to the given record
 653   void AddVersionTuple(const VersionTuple &Version, RecordDataImpl &Record);
 654
 655   /// Retrieve or create a submodule ID for this module, or return 0 if
 656   /// the submodule is neither local (a submodle of the currently-written module)
 657   /// nor from an imported module.
 658   unsigned getLocalOrImportedSubmoduleID(Module *Mod);
 659
 660   /// Note that the identifier II occurs at the given offset
 661   /// within the identifier table.
 662   void SetIdentifierOffset(const IdentifierInfo *II, uint32_t Offset);
 663
 664   /// Note that the selector Sel occurs at the given offset
 665   /// within the method pool/selector table.
 666   void SetSelectorOffset(Selector Sel, uint32_t Offset);
 667
 668   /// Record an ID for the given switch-case statement.
 669   unsigned RecordSwitchCaseID(SwitchCase *S);
 670
 671   /// Retrieve the ID for the given switch-case statement.
 672   unsigned getSwitchCaseID(SwitchCase *S);
 673
 674   void ClearSwitchCaseIDs();
 675
 676   unsigned getTypeExtQualAbbrev() const {
 677     return TypeExtQualAbbrev;
 678   }
 679
 680   unsigned getTypeFunctionProtoAbbrev() const {
 681     return TypeFunctionProtoAbbrev;
 682   }
 683
 684   unsigned getDeclParmVarAbbrev() const { return DeclParmVarAbbrev; }
 685   unsigned getDeclRecordAbbrev() const { return DeclRecordAbbrev; }
 686   unsigned getDeclTypedefAbbrev() const { return DeclTypedefAbbrev; }
 687   unsigned getDeclVarAbbrev() const { return DeclVarAbbrev; }
 688   unsigned getDeclFieldAbbrev() const { return DeclFieldAbbrev; }
 689   unsigned getDeclEnumAbbrev() const { return DeclEnumAbbrev; }
 690   unsigned getDeclObjCIvarAbbrev() const { return DeclObjCIvarAbbrev; }
 691   unsigned getDeclCXXMethodAbbrev() const { return DeclCXXMethodAbbrev; }
 692
 693   unsigned getDeclRefExprAbbrev() const { return DeclRefExprAbbrev; }
 694   unsigned getCharacterLiteralAbbrev() const { return CharacterLiteralAbbrev; }
 695   unsigned getIntegerLiteralAbbrev() const { return IntegerLiteralAbbrev; }
 696   unsigned getExprImplicitCastAbbrev() const { return ExprImplicitCastAbbrev; }
 697
 698   bool hasChain() const { return Chain; }
 699   ASTReader *getChain() const { return Chain; }
 700
 701 private:
 702   // ASTDeserializationListener implementation
 703   void ReaderInitialized(ASTReader *Reader) override;
 704   void IdentifierRead(serialization::IdentID ID, IdentifierInfo *II) override;
 705   void MacroRead(serialization::MacroID ID, MacroInfo *MI) override;
 706   void TypeRead(serialization::TypeIdx Idx, QualType T) override;
 707   void SelectorRead(serialization::SelectorID ID, Selector Sel) override;
 708   void MacroDefinitionRead(serialization::PreprocessedEntityID ID,
 709                            MacroDefinitionRecord *MD) override;
 710   void ModuleRead(serialization::SubmoduleID ID, Module *Mod) override;
 711
 712   // ASTMutationListener implementation.
 713   void CompletedTagDefinition(const TagDecl *D) override;
 714   void AddedVisibleDecl(const DeclContext *DC, const Decl *D) override;
 715   void AddedCXXImplicitMember(const CXXRecordDecl *RD, const Decl *D) override;
 716   void AddedCXXTemplateSpecialization(
 717       const ClassTemplateDecl *TD,
 718       const ClassTemplateSpecializationDecl *D) override;
 719   void AddedCXXTemplateSpecialization(
 720       const VarTemplateDecl *TD,
 721       const VarTemplateSpecializationDecl *D) override;
 722   void AddedCXXTemplateSpecialization(const FunctionTemplateDecl *TD,
 723                                       const FunctionDecl *D) override;
 724   void ResolvedExceptionSpec(const FunctionDecl *FD) override;
 725   void DeducedReturnType(const FunctionDecl *FD, QualType ReturnType) override;
 726   void ResolvedOperatorDelete(const CXXDestructorDecl *DD,
 727                               const FunctionDecl *Delete,
 728                               Expr *ThisArg) override;
 729   void CompletedImplicitDefinition(const FunctionDecl *D) override;
 730   void InstantiationRequested(const ValueDecl *D) override;
 731   void VariableDefinitionInstantiated(const VarDecl *D) override;
 732   void FunctionDefinitionInstantiated(const FunctionDecl *D) override;
 733   void DefaultArgumentInstantiated(const ParmVarDecl *D) override;
 734   void DefaultMemberInitializerInstantiated(const FieldDecl *D) override;
 735   void AddedObjCCategoryToInterface(const ObjCCategoryDecl *CatD,
 736                                     const ObjCInterfaceDecl *IFD) override;
 737   void DeclarationMarkedUsed(const Decl *D) override;
 738   void DeclarationMarkedOpenMPThreadPrivate(const Decl *D) override;
 739   void DeclarationMarkedOpenMPDeclareTarget(const Decl *D,
 740                                             const Attr *Attr) override;
 741   void DeclarationMarkedOpenMPAllocate(const Decl *D, const Attr *A) override;
 742   void RedefinedHiddenDefinition(const NamedDecl *D, Module *M) override;
 743   void AddedAttributeToRecord(const Attr *Attr,
 744                               const RecordDecl *Record) override;
 745 };
 746
 747 /// An object for streaming information to a record.
 748 class ASTRecordWriter {
 749   ASTWriter *Writer;
 750   ASTWriter::RecordDataImpl *Record;
 751
 752   /// Statements that we've encountered while serializing a
 753   /// declaration or type.
 754   SmallVector<Stmt *, 16> StmtsToEmit;
 755
 756   /// Indices of record elements that describe offsets within the
 757   /// bitcode. These will be converted to offsets relative to the current
 758   /// record when emitted.
 759   SmallVector<unsigned, 8> OffsetIndices;
 760
 761   /// Flush all of the statements and expressions that have
 762   /// been added to the queue via AddStmt().
 763   void FlushStmts();
 764   void FlushSubStmts();
 765
 766   void PrepareToEmit(uint64_t MyOffset) {
 767     // Convert offsets into relative form.
 768     for (unsigned I : OffsetIndices) {
 769       auto &StoredOffset = (*Record)[I];
 770       assert(StoredOffset < MyOffset && "invalid offset");
 771       if (StoredOffset)
 772         StoredOffset = MyOffset - StoredOffset;
 773     }
 774     OffsetIndices.clear();
 775   }
 776
 777 public:
 778   /// Construct a ASTRecordWriter that uses the default encoding scheme.
 779   ASTRecordWriter(ASTWriter &Writer, ASTWriter::RecordDataImpl &Record)
 780       : Writer(&Writer), Record(&Record) {}
 781
 782   /// Construct a ASTRecordWriter that uses the same encoding scheme as another
 783   /// ASTRecordWriter.
 784   ASTRecordWriter(ASTRecordWriter &Parent, ASTWriter::RecordDataImpl &Record)
 785       : Writer(Parent.Writer), Record(&Record) {}
 786
 787   /// Copying an ASTRecordWriter is almost certainly a bug.
 788   ASTRecordWriter(const ASTRecordWriter &) = delete;
 789   ASTRecordWriter &operator=(const ASTRecordWriter &) = delete;
 790
 791   /// Extract the underlying record storage.
 792   ASTWriter::RecordDataImpl &getRecordData() const { return *Record; }
 793
 794   /// Minimal vector-like interface.
 795   /// @{
 796   void push_back(uint64_t N) { Record->push_back(N); }
 797   template<typename InputIterator>
 798   void append(InputIterator begin, InputIterator end) {
 799     Record->append(begin, end);
 800   }
 801   bool empty() const { return Record->empty(); }
 802   size_t size() const { return Record->size(); }
 803   uint64_t &operator[](size_t N) { return (*Record)[N]; }
 804   /// @}
 805
 806   /// Emit the record to the stream, followed by its substatements, and
 807   /// return its offset.
 808   // FIXME: Allow record producers to suggest Abbrevs.
 809   uint64_t Emit(unsigned Code, unsigned Abbrev = 0) {
 810     uint64_t Offset = Writer->Stream.GetCurrentBitNo();
 811     PrepareToEmit(Offset);
 812     Writer->Stream.EmitRecord(Code, *Record, Abbrev);
 813     FlushStmts();
 814     return Offset;
 815   }
 816
 817   /// Emit the record to the stream, preceded by its substatements.
 818   uint64_t EmitStmt(unsigned Code, unsigned Abbrev = 0) {
 819     FlushSubStmts();
 820     PrepareToEmit(Writer->Stream.GetCurrentBitNo());
 821     Writer->Stream.EmitRecord(Code, *Record, Abbrev);
 822     return Writer->Stream.GetCurrentBitNo();
 823   }
 824
 825   /// Add a bit offset into the record. This will be converted into an
 826   /// offset relative to the current record when emitted.
 827   void AddOffset(uint64_t BitOffset) {
 828     OffsetIndices.push_back(Record->size());
 829     Record->push_back(BitOffset);
 830   }
 831
 832   /// Add the given statement or expression to the queue of
 833   /// statements to emit.
 834   ///
 835   /// This routine should be used when emitting types and declarations
 836   /// that have expressions as part of their formulation. Once the
 837   /// type or declaration has been written, Emit() will write
 838   /// the corresponding statements just after the record.
 839   void AddStmt(Stmt *S) {
 840     StmtsToEmit.push_back(S);
 841   }
 842
 843   /// Add a definition for the given function to the queue of statements
 844   /// to emit.
 845   void AddFunctionDefinition(const FunctionDecl *FD);
 846
 847   /// Emit a source location.
 848   void AddSourceLocation(SourceLocation Loc) {
 849     return Writer->AddSourceLocation(Loc, *Record);
 850   }
 851
 852   /// Emit a source range.
 853   void AddSourceRange(SourceRange Range) {
 854     return Writer->AddSourceRange(Range, *Record);
 855   }
 856
 857   /// Emit an integral value.
 858   void AddAPInt(const llvm::APInt &Value);
 859
 860   /// Emit a signed integral value.
 861   void AddAPSInt(const llvm::APSInt &Value);
 862
 863   /// Emit a floating-point value.
 864   void AddAPFloat(const llvm::APFloat &Value);
 865
 866   /// Emit an APvalue.
 867   void AddAPValue(const APValue &Value);
 868
 869   /// Emit a reference to an identifier.
 870   void AddIdentifierRef(const IdentifierInfo *II) {
 871     return Writer->AddIdentifierRef(II, *Record);
 872   }
 873
 874   /// Emit a Selector (which is a smart pointer reference).
 875   void AddSelectorRef(Selector S);
 876
 877   /// Emit a CXXTemporary.
 878   void AddCXXTemporary(const CXXTemporary *Temp);
 879
 880   /// Emit a C++ base specifier.
 881   void AddCXXBaseSpecifier(const CXXBaseSpecifier &Base);
 882
 883   /// Emit a set of C++ base specifiers.
 884   void AddCXXBaseSpecifiers(ArrayRef<CXXBaseSpecifier> Bases);
 885
 886   /// Emit a reference to a type.
 887   void AddTypeRef(QualType T) {
 888     return Writer->AddTypeRef(T, *Record);
 889   }
 890
 891   /// Emits a reference to a declarator info.
 892   void AddTypeSourceInfo(TypeSourceInfo *TInfo);
 893
 894   /// Emits source location information for a type. Does not emit the type.
 895   void AddTypeLoc(TypeLoc TL);
 896
 897   /// Emits a template argument location info.
 898   void AddTemplateArgumentLocInfo(TemplateArgument::ArgKind Kind,
 899                                   const TemplateArgumentLocInfo &Arg);
 900
 901   /// Emits a template argument location.
 902   void AddTemplateArgumentLoc(const TemplateArgumentLoc &Arg);
 903
 904   /// Emits an AST template argument list info.
 905   void AddASTTemplateArgumentListInfo(
 906       const ASTTemplateArgumentListInfo *ASTTemplArgList);
 907
 908   /// Emit a reference to a declaration.
 909   void AddDeclRef(const Decl *D) {
 910     return Writer->AddDeclRef(D, *Record);
 911   }
 912
 913   /// Emit a declaration name.
 914   void AddDeclarationName(DeclarationName Name);
 915
 916   void AddDeclarationNameLoc(const DeclarationNameLoc &DNLoc,
 917                              DeclarationName Name);
 918   void AddDeclarationNameInfo(const DeclarationNameInfo &NameInfo);
 919
 920   void AddQualifierInfo(const QualifierInfo &Info);
 921
 922   /// Emit a nested name specifier.
 923   void AddNestedNameSpecifier(NestedNameSpecifier *NNS);
 924
 925   /// Emit a nested name specifier with source-location information.
 926   void AddNestedNameSpecifierLoc(NestedNameSpecifierLoc NNS);
 927
 928   /// Emit a template name.
 929   void AddTemplateName(TemplateName Name);
 930
 931   /// Emit a template argument.
 932   void AddTemplateArgument(const TemplateArgument &Arg);
 933
 934   /// Emit a template parameter list.
 935   void AddTemplateParameterList(const TemplateParameterList *TemplateParams);
 936
 937   /// Emit a template argument list.
 938   void AddTemplateArgumentList(const TemplateArgumentList *TemplateArgs);
 939
 940   /// Emit a UnresolvedSet structure.
 941   void AddUnresolvedSet(const ASTUnresolvedSet &Set);
 942
 943   /// Emit a CXXCtorInitializer array.
 944   void AddCXXCtorInitializers(ArrayRef<CXXCtorInitializer *> CtorInits);
 945
 946   void AddCXXDefinitionData(const CXXRecordDecl *D);
 947
 948   /// Emit a string.
 949   void AddString(StringRef Str) {
 950     return Writer->AddString(Str, *Record);
 951   }
 952
 953   /// Emit a path.
 954   void AddPath(StringRef Path) {
 955     return Writer->AddPath(Path, *Record);
 956   }
 957
 958   /// Emit a version tuple.
 959   void AddVersionTuple(const VersionTuple &Version) {
 960     return Writer->AddVersionTuple(Version, *Record);
 961   }
 962
 963   // Emit an attribute.
 964   void AddAttr(const Attr *A);
 965
 966   /// Emit a list of attributes.
 967   void AddAttributes(ArrayRef<const Attr*> Attrs);
 968 };
 969
 970 /// AST and semantic-analysis consumer that generates a
 971 /// precompiled header from the parsed source code.
 972 class PCHGenerator : public SemaConsumer {
 973   const Preprocessor &PP;
 974   std::string OutputFile;
 975   std::string isysroot;
 976   Sema *SemaPtr;
 977   std::shared_ptr<PCHBuffer> Buffer;
 978   llvm::BitstreamWriter Stream;
 979   ASTWriter Writer;
 980   bool AllowASTWithErrors;
 981   bool ShouldCacheASTInMemory;
 982
 983 protected:
 984   ASTWriter &getWriter() { return Writer; }
 985   const ASTWriter &getWriter() const { return Writer; }
 986   SmallVectorImpl<char> &getPCH() const { return Buffer->Data; }
 987
 988 public:
 989   PCHGenerator(const Preprocessor &PP, InMemoryModuleCache &ModuleCache,
 990                StringRef OutputFile, StringRef isysroot,
 991                std::shared_ptr<PCHBuffer> Buffer,
 992                ArrayRef<std::shared_ptr<ModuleFileExtension>> Extensions,
 993                bool AllowASTWithErrors = false, bool IncludeTimestamps = true,
 994                bool ShouldCacheASTInMemory = false);
 995   ~PCHGenerator() override;
 996
 997   void InitializeSema(Sema &S) override { SemaPtr = &S; }
 998   void HandleTranslationUnit(ASTContext &Ctx) override;
 999   ASTMutationListener *GetASTMutationListener() override;
1000   ASTDeserializationListener *GetASTDeserializationListener() override;
1001   bool hasEmittedPCH() const { return Buffer->IsComplete; }
1002 };
1003
1004 class OMPClauseWriter : public OMPClauseVisitor<OMPClauseWriter> {
1005   ASTRecordWriter &Record;
1006
1007 public:
1008   OMPClauseWriter(ASTRecordWriter &Record) : Record(Record) {}
1009 #define OPENMP_CLAUSE(Name, Class) void Visit##Class(Class *S);
1010 #include "clang/Basic/OpenMPKinds.def"
1011   void writeClause(OMPClause *C);
1012   void VisitOMPClauseWithPreInit(OMPClauseWithPreInit *C);
1013   void VisitOMPClauseWithPostUpdate(OMPClauseWithPostUpdate *C);
1014 };
1015
1016 } // namespace clang
1017
1018 #endif // LLVM_CLANG_SERIALIZATION_ASTWRITER_H