]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/CodeGen/CGBlocks.cpp
Vendor import of stripped clang trunk r375505, the last commit before
[FreeBSD/FreeBSD.git] / lib / CodeGen / CGBlocks.cpp
1 //===--- CGBlocks.cpp - Emit LLVM Code for declarations ---------*- 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 contains code to emit blocks.
10 //
11 //===----------------------------------------------------------------------===//
12
13 #include "CGBlocks.h"
14 #include "CGCXXABI.h"
15 #include "CGDebugInfo.h"
16 #include "CGObjCRuntime.h"
17 #include "CGOpenCLRuntime.h"
18 #include "CodeGenFunction.h"
19 #include "CodeGenModule.h"
20 #include "ConstantEmitter.h"
21 #include "TargetInfo.h"
22 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
23 #include "clang/CodeGen/ConstantInitBuilder.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
26 #include "llvm/IR/Module.h"
27 #include "llvm/Support/ScopedPrinter.h"
28 #include <algorithm>
29 #include <cstdio>
30
31 using namespace clang;
32 using namespace CodeGen;
33
34 CGBlockInfo::CGBlockInfo(const BlockDecl *block, StringRef name)
35   : Name(name), CXXThisIndex(0), CanBeGlobal(false), NeedsCopyDispose(false),
36     HasCXXObject(false), UsesStret(false), HasCapturedVariableLayout(false),
37     CapturesNonExternalType(false), LocalAddress(Address::invalid()),
38     StructureType(nullptr), Block(block), DominatingIP(nullptr) {
39
40   // Skip asm prefix, if any.  'name' is usually taken directly from
41   // the mangled name of the enclosing function.
42   if (!name.empty() && name[0] == '\01')
43     name = name.substr(1);
44 }
45
46 // Anchor the vtable to this translation unit.
47 BlockByrefHelpers::~BlockByrefHelpers() {}
48
49 /// Build the given block as a global block.
50 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
51                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
52                                         llvm::Constant *blockFn);
53
54 /// Build the helper function to copy a block.
55 static llvm::Constant *buildCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
56                                        const CGBlockInfo &blockInfo) {
57   return CodeGenFunction(CGM).GenerateCopyHelperFunction(blockInfo);
58 }
59
60 /// Build the helper function to dispose of a block.
61 static llvm::Constant *buildDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
62                                           const CGBlockInfo &blockInfo) {
63   return CodeGenFunction(CGM).GenerateDestroyHelperFunction(blockInfo);
64 }
65
66 namespace {
67
68 /// Represents a type of copy/destroy operation that should be performed for an
69 /// entity that's captured by a block.
70 enum class BlockCaptureEntityKind {
71   CXXRecord, // Copy or destroy
72   ARCWeak,
73   ARCStrong,
74   NonTrivialCStruct,
75   BlockObject, // Assign or release
76   None
77 };
78
79 /// Represents a captured entity that requires extra operations in order for
80 /// this entity to be copied or destroyed correctly.
81 struct BlockCaptureManagedEntity {
82   BlockCaptureEntityKind CopyKind, DisposeKind;
83   BlockFieldFlags CopyFlags, DisposeFlags;
84   const BlockDecl::Capture *CI;
85   const CGBlockInfo::Capture *Capture;
86
87   BlockCaptureManagedEntity(BlockCaptureEntityKind CopyType,
88                             BlockCaptureEntityKind DisposeType,
89                             BlockFieldFlags CopyFlags,
90                             BlockFieldFlags DisposeFlags,
91                             const BlockDecl::Capture &CI,
92                             const CGBlockInfo::Capture &Capture)
93       : CopyKind(CopyType), DisposeKind(DisposeType), CopyFlags(CopyFlags),
94         DisposeFlags(DisposeFlags), CI(&CI), Capture(&Capture) {}
95
96   bool operator<(const BlockCaptureManagedEntity &Other) const {
97     return Capture->getOffset() < Other.Capture->getOffset();
98   }
99 };
100
101 enum class CaptureStrKind {
102   // String for the copy helper.
103   CopyHelper,
104   // String for the dispose helper.
105   DisposeHelper,
106   // Merge the strings for the copy helper and dispose helper.
107   Merged
108 };
109
110 } // end anonymous namespace
111
112 static void findBlockCapturedManagedEntities(
113     const CGBlockInfo &BlockInfo, const LangOptions &LangOpts,
114     SmallVectorImpl<BlockCaptureManagedEntity> &ManagedCaptures);
115
116 static std::string getBlockCaptureStr(const BlockCaptureManagedEntity &E,
117                                       CaptureStrKind StrKind,
118                                       CharUnits BlockAlignment,
119                                       CodeGenModule &CGM);
120
121 static std::string getBlockDescriptorName(const CGBlockInfo &BlockInfo,
122                                           CodeGenModule &CGM) {
123   std::string Name = "__block_descriptor_";
124   Name += llvm::to_string(BlockInfo.BlockSize.getQuantity()) + "_";
125
126   if (BlockInfo.needsCopyDisposeHelpers()) {
127     if (CGM.getLangOpts().Exceptions)
128       Name += "e";
129     if (CGM.getCodeGenOpts().ObjCAutoRefCountExceptions)
130       Name += "a";
131     Name += llvm::to_string(BlockInfo.BlockAlign.getQuantity()) + "_";
132
133     SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> ManagedCaptures;
134     findBlockCapturedManagedEntities(BlockInfo, CGM.getContext().getLangOpts(),
135                                      ManagedCaptures);
136
137     for (const BlockCaptureManagedEntity &E : ManagedCaptures) {
138       Name += llvm::to_string(E.Capture->getOffset().getQuantity());
139
140       if (E.CopyKind == E.DisposeKind) {
141         // If CopyKind and DisposeKind are the same, merge the capture
142         // information.
143         assert(E.CopyKind != BlockCaptureEntityKind::None &&
144                "shouldn't see BlockCaptureManagedEntity that is None");
145         Name += getBlockCaptureStr(E, CaptureStrKind::Merged,
146                                    BlockInfo.BlockAlign, CGM);
147       } else {
148         // If CopyKind and DisposeKind are not the same, which can happen when
149         // either Kind is None or the captured object is a __strong block,
150         // concatenate the copy and dispose strings.
151         Name += getBlockCaptureStr(E, CaptureStrKind::CopyHelper,
152                                    BlockInfo.BlockAlign, CGM);
153         Name += getBlockCaptureStr(E, CaptureStrKind::DisposeHelper,
154                                    BlockInfo.BlockAlign, CGM);
155       }
156     }
157     Name += "_";
158   }
159
160   std::string TypeAtEncoding =
161       CGM.getContext().getObjCEncodingForBlock(BlockInfo.getBlockExpr());
162   /// Replace occurrences of '@' with '\1'. '@' is reserved on ELF platforms as
163   /// a separator between symbol name and symbol version.
164   std::replace(TypeAtEncoding.begin(), TypeAtEncoding.end(), '@', '\1');
165   Name += "e" + llvm::to_string(TypeAtEncoding.size()) + "_" + TypeAtEncoding;
166   Name += "l" + CGM.getObjCRuntime().getRCBlockLayoutStr(CGM, BlockInfo);
167   return Name;
168 }
169
170 /// buildBlockDescriptor - Build the block descriptor meta-data for a block.
171 /// buildBlockDescriptor is accessed from 5th field of the Block_literal
172 /// meta-data and contains stationary information about the block literal.
173 /// Its definition will have 4 (or optionally 6) words.
174 /// \code
175 /// struct Block_descriptor {
176 ///   unsigned long reserved;
177 ///   unsigned long size;  // size of Block_literal metadata in bytes.
178 ///   void *copy_func_helper_decl;  // optional copy helper.
179 ///   void *destroy_func_decl; // optional destructor helper.
180 ///   void *block_method_encoding_address; // @encode for block literal signature.
181 ///   void *block_layout_info; // encoding of captured block variables.
182 /// };
183 /// \endcode
184 static llvm::Constant *buildBlockDescriptor(CodeGenModule &CGM,
185                                             const CGBlockInfo &blockInfo) {
186   ASTContext &C = CGM.getContext();
187
188   llvm::IntegerType *ulong =
189     cast<llvm::IntegerType>(CGM.getTypes().ConvertType(C.UnsignedLongTy));
190   llvm::PointerType *i8p = nullptr;
191   if (CGM.getLangOpts().OpenCL)
192     i8p =
193       llvm::Type::getInt8PtrTy(
194            CGM.getLLVMContext(), C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant));
195   else
196     i8p = CGM.VoidPtrTy;
197
198   std::string descName;
199
200   // If an equivalent block descriptor global variable exists, return it.
201   if (C.getLangOpts().ObjC &&
202       CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC) {
203     descName = getBlockDescriptorName(blockInfo, CGM);
204     if (llvm::GlobalValue *desc = CGM.getModule().getNamedValue(descName))
205       return llvm::ConstantExpr::getBitCast(desc,
206                                             CGM.getBlockDescriptorType());
207   }
208
209   // If there isn't an equivalent block descriptor global variable, create a new
210   // one.
211   ConstantInitBuilder builder(CGM);
212   auto elements = builder.beginStruct();
213
214   // reserved
215   elements.addInt(ulong, 0);
216
217   // Size
218   // FIXME: What is the right way to say this doesn't fit?  We should give
219   // a user diagnostic in that case.  Better fix would be to change the
220   // API to size_t.
221   elements.addInt(ulong, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
222
223   // Optional copy/dispose helpers.
224   bool hasInternalHelper = false;
225   if (blockInfo.needsCopyDisposeHelpers()) {
226     // copy_func_helper_decl
227     llvm::Constant *copyHelper = buildCopyHelper(CGM, blockInfo);
228     elements.add(copyHelper);
229
230     // destroy_func_decl
231     llvm::Constant *disposeHelper = buildDisposeHelper(CGM, blockInfo);
232     elements.add(disposeHelper);
233
234     if (cast<llvm::Function>(copyHelper->getOperand(0))->hasInternalLinkage() ||
235         cast<llvm::Function>(disposeHelper->getOperand(0))
236             ->hasInternalLinkage())
237       hasInternalHelper = true;
238   }
239
240   // Signature.  Mandatory ObjC-style method descriptor @encode sequence.
241   std::string typeAtEncoding =
242     CGM.getContext().getObjCEncodingForBlock(blockInfo.getBlockExpr());
243   elements.add(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
244     CGM.GetAddrOfConstantCString(typeAtEncoding).getPointer(), i8p));
245
246   // GC layout.
247   if (C.getLangOpts().ObjC) {
248     if (CGM.getLangOpts().getGC() != LangOptions::NonGC)
249       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildGCBlockLayout(CGM, blockInfo));
250     else
251       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildRCBlockLayout(CGM, blockInfo));
252   }
253   else
254     elements.addNullPointer(i8p);
255
256   unsigned AddrSpace = 0;
257   if (C.getLangOpts().OpenCL)
258     AddrSpace = C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
259
260   llvm::GlobalValue::LinkageTypes linkage;
261   if (descName.empty()) {
262     linkage = llvm::GlobalValue::InternalLinkage;
263     descName = "__block_descriptor_tmp";
264   } else if (hasInternalHelper) {
265     // If either the copy helper or the dispose helper has internal linkage,
266     // the block descriptor must have internal linkage too.
267     linkage = llvm::GlobalValue::InternalLinkage;
268   } else {
269     linkage = llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage;
270   }
271
272   llvm::GlobalVariable *global =
273       elements.finishAndCreateGlobal(descName, CGM.getPointerAlign(),
274                                      /*constant*/ true, linkage, AddrSpace);
275
276   if (linkage == llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage) {
277     if (CGM.supportsCOMDAT())
278       global->setComdat(CGM.getModule().getOrInsertComdat(descName));
279     global->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
280     global->setUnnamedAddr(llvm::GlobalValue::UnnamedAddr::Global);
281   }
282
283   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(global, CGM.getBlockDescriptorType());
284 }
285
286 /*
287   Purely notional variadic template describing the layout of a block.
288
289   template <class _ResultType, class... _ParamTypes, class... _CaptureTypes>
290   struct Block_literal {
291     /// Initialized to one of:
292     ///   extern void *_NSConcreteStackBlock[];
293     ///   extern void *_NSConcreteGlobalBlock[];
294     ///
295     /// In theory, we could start one off malloc'ed by setting
296     /// BLOCK_NEEDS_FREE, giving it a refcount of 1, and using
297     /// this isa:
298     ///   extern void *_NSConcreteMallocBlock[];
299     struct objc_class *isa;
300
301     /// These are the flags (with corresponding bit number) that the
302     /// compiler is actually supposed to know about.
303     ///  23. BLOCK_IS_NOESCAPE - indicates that the block is non-escaping
304     ///  25. BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE - indicates that the block
305     ///   descriptor provides copy and dispose helper functions
306     ///  26. BLOCK_HAS_CXX_OBJ - indicates that there's a captured
307     ///   object with a nontrivial destructor or copy constructor
308     ///  28. BLOCK_IS_GLOBAL - indicates that the block is allocated
309     ///   as global memory
310     ///  29. BLOCK_USE_STRET - indicates that the block function
311     ///   uses stret, which objc_msgSend needs to know about
312     ///  30. BLOCK_HAS_SIGNATURE - indicates that the block has an
313     ///   @encoded signature string
314     /// And we're not supposed to manipulate these:
315     ///  24. BLOCK_NEEDS_FREE - indicates that the block has been moved
316     ///   to malloc'ed memory
317     ///  27. BLOCK_IS_GC - indicates that the block has been moved to
318     ///   to GC-allocated memory
319     /// Additionally, the bottom 16 bits are a reference count which
320     /// should be zero on the stack.
321     int flags;
322
323     /// Reserved;  should be zero-initialized.
324     int reserved;
325
326     /// Function pointer generated from block literal.
327     _ResultType (*invoke)(Block_literal *, _ParamTypes...);
328
329     /// Block description metadata generated from block literal.
330     struct Block_descriptor *block_descriptor;
331
332     /// Captured values follow.
333     _CapturesTypes captures...;
334   };
335  */
336
337 namespace {
338   /// A chunk of data that we actually have to capture in the block.
339   struct BlockLayoutChunk {
340     CharUnits Alignment;
341     CharUnits Size;
342     Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
343     const BlockDecl::Capture *Capture; // null for 'this'
344     llvm::Type *Type;
345     QualType FieldType;
346
347     BlockLayoutChunk(CharUnits align, CharUnits size,
348                      Qualifiers::ObjCLifetime lifetime,
349                      const BlockDecl::Capture *capture,
350                      llvm::Type *type, QualType fieldType)
351       : Alignment(align), Size(size), Lifetime(lifetime),
352         Capture(capture), Type(type), FieldType(fieldType) {}
353
354     /// Tell the block info that this chunk has the given field index.
355     void setIndex(CGBlockInfo &info, unsigned index, CharUnits offset) {
356       if (!Capture) {
357         info.CXXThisIndex = index;
358         info.CXXThisOffset = offset;
359       } else {
360         auto C = CGBlockInfo::Capture::makeIndex(index, offset, FieldType);
361         info.Captures.insert({Capture->getVariable(), C});
362       }
363     }
364   };
365
366   /// Order by 1) all __strong together 2) next, all byfref together 3) next,
367   /// all __weak together. Preserve descending alignment in all situations.
368   bool operator<(const BlockLayoutChunk &left, const BlockLayoutChunk &right) {
369     if (left.Alignment != right.Alignment)
370       return left.Alignment > right.Alignment;
371
372     auto getPrefOrder = [](const BlockLayoutChunk &chunk) {
373       if (chunk.Capture && chunk.Capture->isByRef())
374         return 1;
375       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Strong)
376         return 0;
377       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Weak)
378         return 2;
379       return 3;
380     };
381
382     return getPrefOrder(left) < getPrefOrder(right);
383   }
384 } // end anonymous namespace
385
386 /// Determines if the given type is safe for constant capture in C++.
387 static bool isSafeForCXXConstantCapture(QualType type) {
388   const RecordType *recordType =
389     type->getBaseElementTypeUnsafe()->getAs<RecordType>();
390
391   // Only records can be unsafe.
392   if (!recordType) return true;
393
394   const auto *record = cast<CXXRecordDecl>(recordType->getDecl());
395
396   // Maintain semantics for classes with non-trivial dtors or copy ctors.
397   if (!record->hasTrivialDestructor()) return false;
398   if (record->hasNonTrivialCopyConstructor()) return false;
399
400   // Otherwise, we just have to make sure there aren't any mutable
401   // fields that might have changed since initialization.
402   return !record->hasMutableFields();
403 }
404
405 /// It is illegal to modify a const object after initialization.
406 /// Therefore, if a const object has a constant initializer, we don't
407 /// actually need to keep storage for it in the block; we'll just
408 /// rematerialize it at the start of the block function.  This is
409 /// acceptable because we make no promises about address stability of
410 /// captured variables.
411 static llvm::Constant *tryCaptureAsConstant(CodeGenModule &CGM,
412                                             CodeGenFunction *CGF,
413                                             const VarDecl *var) {
414   // Return if this is a function parameter. We shouldn't try to
415   // rematerialize default arguments of function parameters.
416   if (isa<ParmVarDecl>(var))
417     return nullptr;
418
419   QualType type = var->getType();
420
421   // We can only do this if the variable is const.
422   if (!type.isConstQualified()) return nullptr;
423
424   // Furthermore, in C++ we have to worry about mutable fields:
425   // C++ [dcl.type.cv]p4:
426   //   Except that any class member declared mutable can be
427   //   modified, any attempt to modify a const object during its
428   //   lifetime results in undefined behavior.
429   if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus && !isSafeForCXXConstantCapture(type))
430     return nullptr;
431
432   // If the variable doesn't have any initializer (shouldn't this be
433   // invalid?), it's not clear what we should do.  Maybe capture as
434   // zero?
435   const Expr *init = var->getInit();
436   if (!init) return nullptr;
437
438   return ConstantEmitter(CGM, CGF).tryEmitAbstractForInitializer(*var);
439 }
440
441 /// Get the low bit of a nonzero character count.  This is the
442 /// alignment of the nth byte if the 0th byte is universally aligned.
443 static CharUnits getLowBit(CharUnits v) {
444   return CharUnits::fromQuantity(v.getQuantity() & (~v.getQuantity() + 1));
445 }
446
447 static void initializeForBlockHeader(CodeGenModule &CGM, CGBlockInfo &info,
448                              SmallVectorImpl<llvm::Type*> &elementTypes) {
449
450   assert(elementTypes.empty());
451   if (CGM.getLangOpts().OpenCL) {
452     // The header is basically 'struct { int; int; generic void *;
453     // custom_fields; }'. Assert that struct is packed.
454     auto GenericAS =
455         CGM.getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic);
456     auto GenPtrAlign =
457         CharUnits::fromQuantity(CGM.getTarget().getPointerAlign(GenericAS) / 8);
458     auto GenPtrSize =
459         CharUnits::fromQuantity(CGM.getTarget().getPointerWidth(GenericAS) / 8);
460     assert(CGM.getIntSize() <= GenPtrSize);
461     assert(CGM.getIntAlign() <= GenPtrAlign);
462     assert((2 * CGM.getIntSize()).isMultipleOf(GenPtrAlign));
463     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* total size */
464     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* align */
465     elementTypes.push_back(
466         CGM.getOpenCLRuntime()
467             .getGenericVoidPointerType()); /* invoke function */
468     unsigned Offset =
469         2 * CGM.getIntSize().getQuantity() + GenPtrSize.getQuantity();
470     unsigned BlockAlign = GenPtrAlign.getQuantity();
471     if (auto *Helper =
472             CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
473       for (auto I : Helper->getCustomFieldTypes()) /* custom fields */ {
474         // TargetOpenCLBlockHelp needs to make sure the struct is packed.
475         // If necessary, add padding fields to the custom fields.
476         unsigned Align = CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(I);
477         if (BlockAlign < Align)
478           BlockAlign = Align;
479         assert(Offset % Align == 0);
480         Offset += CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I);
481         elementTypes.push_back(I);
482       }
483     }
484     info.BlockAlign = CharUnits::fromQuantity(BlockAlign);
485     info.BlockSize = CharUnits::fromQuantity(Offset);
486   } else {
487     // The header is basically 'struct { void *; int; int; void *; void *; }'.
488     // Assert that the struct is packed.
489     assert(CGM.getIntSize() <= CGM.getPointerSize());
490     assert(CGM.getIntAlign() <= CGM.getPointerAlign());
491     assert((2 * CGM.getIntSize()).isMultipleOf(CGM.getPointerAlign()));
492     info.BlockAlign = CGM.getPointerAlign();
493     info.BlockSize = 3 * CGM.getPointerSize() + 2 * CGM.getIntSize();
494     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
495     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
496     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
497     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
498     elementTypes.push_back(CGM.getBlockDescriptorType());
499   }
500 }
501
502 static QualType getCaptureFieldType(const CodeGenFunction &CGF,
503                                     const BlockDecl::Capture &CI) {
504   const VarDecl *VD = CI.getVariable();
505
506   // If the variable is captured by an enclosing block or lambda expression,
507   // use the type of the capture field.
508   if (CGF.BlockInfo && CI.isNested())
509     return CGF.BlockInfo->getCapture(VD).fieldType();
510   if (auto *FD = CGF.LambdaCaptureFields.lookup(VD))
511     return FD->getType();
512   // If the captured variable is a non-escaping __block variable, the field
513   // type is the reference type. If the variable is a __block variable that
514   // already has a reference type, the field type is the variable's type.
515   return VD->isNonEscapingByref() ?
516          CGF.getContext().getLValueReferenceType(VD->getType()) : VD->getType();
517 }
518
519 /// Compute the layout of the given block.  Attempts to lay the block
520 /// out with minimal space requirements.
521 static void computeBlockInfo(CodeGenModule &CGM, CodeGenFunction *CGF,
522                              CGBlockInfo &info) {
523   ASTContext &C = CGM.getContext();
524   const BlockDecl *block = info.getBlockDecl();
525
526   SmallVector<llvm::Type*, 8> elementTypes;
527   initializeForBlockHeader(CGM, info, elementTypes);
528   bool hasNonConstantCustomFields = false;
529   if (auto *OpenCLHelper =
530           CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper())
531     hasNonConstantCustomFields =
532         !OpenCLHelper->areAllCustomFieldValuesConstant(info);
533   if (!block->hasCaptures() && !hasNonConstantCustomFields) {
534     info.StructureType =
535       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
536     info.CanBeGlobal = true;
537     return;
538   }
539   else if (C.getLangOpts().ObjC &&
540            CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC)
541     info.HasCapturedVariableLayout = true;
542
543   // Collect the layout chunks.
544   SmallVector<BlockLayoutChunk, 16> layout;
545   layout.reserve(block->capturesCXXThis() +
546                  (block->capture_end() - block->capture_begin()));
547
548   CharUnits maxFieldAlign;
549
550   // First, 'this'.
551   if (block->capturesCXXThis()) {
552     assert(CGF && CGF->CurFuncDecl && isa<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl) &&
553            "Can't capture 'this' outside a method");
554     QualType thisType = cast<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl)->getThisType();
555
556     // Theoretically, this could be in a different address space, so
557     // don't assume standard pointer size/align.
558     llvm::Type *llvmType = CGM.getTypes().ConvertType(thisType);
559     std::pair<CharUnits,CharUnits> tinfo
560       = CGM.getContext().getTypeInfoInChars(thisType);
561     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, tinfo.second);
562
563     layout.push_back(BlockLayoutChunk(tinfo.second, tinfo.first,
564                                       Qualifiers::OCL_None,
565                                       nullptr, llvmType, thisType));
566   }
567
568   // Next, all the block captures.
569   for (const auto &CI : block->captures()) {
570     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
571
572     if (CI.isEscapingByref()) {
573       // We have to copy/dispose of the __block reference.
574       info.NeedsCopyDispose = true;
575
576       // Just use void* instead of a pointer to the byref type.
577       CharUnits align = CGM.getPointerAlign();
578       maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
579
580       // Since a __block variable cannot be captured by lambdas, its type and
581       // the capture field type should always match.
582       assert(getCaptureFieldType(*CGF, CI) == variable->getType() &&
583              "capture type differs from the variable type");
584       layout.push_back(BlockLayoutChunk(align, CGM.getPointerSize(),
585                                         Qualifiers::OCL_None, &CI,
586                                         CGM.VoidPtrTy, variable->getType()));
587       continue;
588     }
589
590     // Otherwise, build a layout chunk with the size and alignment of
591     // the declaration.
592     if (llvm::Constant *constant = tryCaptureAsConstant(CGM, CGF, variable)) {
593       info.Captures[variable] = CGBlockInfo::Capture::makeConstant(constant);
594       continue;
595     }
596
597     QualType VT = getCaptureFieldType(*CGF, CI);
598
599     // If we have a lifetime qualifier, honor it for capture purposes.
600     // That includes *not* copying it if it's __unsafe_unretained.
601     Qualifiers::ObjCLifetime lifetime = VT.getObjCLifetime();
602     if (lifetime) {
603       switch (lifetime) {
604       case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
605       case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
606       case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
607         break;
608
609       case Qualifiers::OCL_Strong:
610       case Qualifiers::OCL_Weak:
611         info.NeedsCopyDispose = true;
612       }
613
614     // Block pointers require copy/dispose.  So do Objective-C pointers.
615     } else if (VT->isObjCRetainableType()) {
616       // But honor the inert __unsafe_unretained qualifier, which doesn't
617       // actually make it into the type system.
618        if (VT->isObjCInertUnsafeUnretainedType()) {
619         lifetime = Qualifiers::OCL_ExplicitNone;
620       } else {
621         info.NeedsCopyDispose = true;
622         // used for mrr below.
623         lifetime = Qualifiers::OCL_Strong;
624       }
625
626     // So do types that require non-trivial copy construction.
627     } else if (CI.hasCopyExpr()) {
628       info.NeedsCopyDispose = true;
629       info.HasCXXObject = true;
630       if (!VT->getAsCXXRecordDecl()->isExternallyVisible())
631         info.CapturesNonExternalType = true;
632
633     // So do C structs that require non-trivial copy construction or
634     // destruction.
635     } else if (VT.isNonTrivialToPrimitiveCopy() == QualType::PCK_Struct ||
636                VT.isDestructedType() == QualType::DK_nontrivial_c_struct) {
637       info.NeedsCopyDispose = true;
638
639     // And so do types with destructors.
640     } else if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus) {
641       if (const CXXRecordDecl *record = VT->getAsCXXRecordDecl()) {
642         if (!record->hasTrivialDestructor()) {
643           info.HasCXXObject = true;
644           info.NeedsCopyDispose = true;
645           if (!record->isExternallyVisible())
646             info.CapturesNonExternalType = true;
647         }
648       }
649     }
650
651     CharUnits size = C.getTypeSizeInChars(VT);
652     CharUnits align = C.getDeclAlign(variable);
653
654     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
655
656     llvm::Type *llvmType =
657       CGM.getTypes().ConvertTypeForMem(VT);
658
659     layout.push_back(
660         BlockLayoutChunk(align, size, lifetime, &CI, llvmType, VT));
661   }
662
663   // If that was everything, we're done here.
664   if (layout.empty()) {
665     info.StructureType =
666       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
667     info.CanBeGlobal = true;
668     return;
669   }
670
671   // Sort the layout by alignment.  We have to use a stable sort here
672   // to get reproducible results.  There should probably be an
673   // llvm::array_pod_stable_sort.
674   llvm::stable_sort(layout);
675
676   // Needed for blocks layout info.
677   info.BlockHeaderForcedGapOffset = info.BlockSize;
678   info.BlockHeaderForcedGapSize = CharUnits::Zero();
679
680   CharUnits &blockSize = info.BlockSize;
681   info.BlockAlign = std::max(maxFieldAlign, info.BlockAlign);
682
683   // Assuming that the first byte in the header is maximally aligned,
684   // get the alignment of the first byte following the header.
685   CharUnits endAlign = getLowBit(blockSize);
686
687   // If the end of the header isn't satisfactorily aligned for the
688   // maximum thing, look for things that are okay with the header-end
689   // alignment, and keep appending them until we get something that's
690   // aligned right.  This algorithm is only guaranteed optimal if
691   // that condition is satisfied at some point; otherwise we can get
692   // things like:
693   //   header                 // next byte has alignment 4
694   //   something_with_size_5; // next byte has alignment 1
695   //   something_with_alignment_8;
696   // which has 7 bytes of padding, as opposed to the naive solution
697   // which might have less (?).
698   if (endAlign < maxFieldAlign) {
699     SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
700       li = layout.begin() + 1, le = layout.end();
701
702     // Look for something that the header end is already
703     // satisfactorily aligned for.
704     for (; li != le && endAlign < li->Alignment; ++li)
705       ;
706
707     // If we found something that's naturally aligned for the end of
708     // the header, keep adding things...
709     if (li != le) {
710       SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator first = li;
711       for (; li != le; ++li) {
712         assert(endAlign >= li->Alignment);
713
714         li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
715         elementTypes.push_back(li->Type);
716         blockSize += li->Size;
717         endAlign = getLowBit(blockSize);
718
719         // ...until we get to the alignment of the maximum field.
720         if (endAlign >= maxFieldAlign) {
721           break;
722         }
723       }
724       // Don't re-append everything we just appended.
725       layout.erase(first, li);
726     }
727   }
728
729   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
730
731   // At this point, we just have to add padding if the end align still
732   // isn't aligned right.
733   if (endAlign < maxFieldAlign) {
734     CharUnits newBlockSize = blockSize.alignTo(maxFieldAlign);
735     CharUnits padding = newBlockSize - blockSize;
736
737     // If we haven't yet added any fields, remember that there was an
738     // initial gap; this need to go into the block layout bit map.
739     if (blockSize == info.BlockHeaderForcedGapOffset) {
740       info.BlockHeaderForcedGapSize = padding;
741     }
742
743     elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
744                                                 padding.getQuantity()));
745     blockSize = newBlockSize;
746     endAlign = getLowBit(blockSize); // might be > maxFieldAlign
747   }
748
749   assert(endAlign >= maxFieldAlign);
750   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
751   // Slam everything else on now.  This works because they have
752   // strictly decreasing alignment and we expect that size is always a
753   // multiple of alignment.
754   for (SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
755          li = layout.begin(), le = layout.end(); li != le; ++li) {
756     if (endAlign < li->Alignment) {
757       // size may not be multiple of alignment. This can only happen with
758       // an over-aligned variable. We will be adding a padding field to
759       // make the size be multiple of alignment.
760       CharUnits padding = li->Alignment - endAlign;
761       elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
762                                                   padding.getQuantity()));
763       blockSize += padding;
764       endAlign = getLowBit(blockSize);
765     }
766     assert(endAlign >= li->Alignment);
767     li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
768     elementTypes.push_back(li->Type);
769     blockSize += li->Size;
770     endAlign = getLowBit(blockSize);
771   }
772
773   info.StructureType =
774     llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
775 }
776
777 /// Enter the scope of a block.  This should be run at the entrance to
778 /// a full-expression so that the block's cleanups are pushed at the
779 /// right place in the stack.
780 static void enterBlockScope(CodeGenFunction &CGF, BlockDecl *block) {
781   assert(CGF.HaveInsertPoint());
782
783   // Allocate the block info and place it at the head of the list.
784   CGBlockInfo &blockInfo =
785     *new CGBlockInfo(block, CGF.CurFn->getName());
786   blockInfo.NextBlockInfo = CGF.FirstBlockInfo;
787   CGF.FirstBlockInfo = &blockInfo;
788
789   // Compute information about the layout, etc., of this block,
790   // pushing cleanups as necessary.
791   computeBlockInfo(CGF.CGM, &CGF, blockInfo);
792
793   // Nothing else to do if it can be global.
794   if (blockInfo.CanBeGlobal) return;
795
796   // Make the allocation for the block.
797   blockInfo.LocalAddress = CGF.CreateTempAlloca(blockInfo.StructureType,
798                                                 blockInfo.BlockAlign, "block");
799
800   // If there are cleanups to emit, enter them (but inactive).
801   if (!blockInfo.NeedsCopyDispose) return;
802
803   // Walk through the captures (in order) and find the ones not
804   // captured by constant.
805   for (const auto &CI : block->captures()) {
806     // Ignore __block captures; there's nothing special in the
807     // on-stack block that we need to do for them.
808     if (CI.isByRef()) continue;
809
810     // Ignore variables that are constant-captured.
811     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
812     CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
813     if (capture.isConstant()) continue;
814
815     // Ignore objects that aren't destructed.
816     QualType VT = getCaptureFieldType(CGF, CI);
817     QualType::DestructionKind dtorKind = VT.isDestructedType();
818     if (dtorKind == QualType::DK_none) continue;
819
820     CodeGenFunction::Destroyer *destroyer;
821
822     // Block captures count as local values and have imprecise semantics.
823     // They also can't be arrays, so need to worry about that.
824     //
825     // For const-qualified captures, emit clang.arc.use to ensure the captured
826     // object doesn't get released while we are still depending on its validity
827     // within the block.
828     if (VT.isConstQualified() &&
829         VT.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
830         CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
831       assert(CGF.CGM.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
832              "expected ObjC ARC to be enabled");
833       destroyer = CodeGenFunction::emitARCIntrinsicUse;
834     } else if (dtorKind == QualType::DK_objc_strong_lifetime) {
835       destroyer = CodeGenFunction::destroyARCStrongImprecise;
836     } else {
837       destroyer = CGF.getDestroyer(dtorKind);
838     }
839
840     // GEP down to the address.
841     Address addr =
842         CGF.Builder.CreateStructGEP(blockInfo.LocalAddress, capture.getIndex());
843
844     // We can use that GEP as the dominating IP.
845     if (!blockInfo.DominatingIP)
846       blockInfo.DominatingIP = cast<llvm::Instruction>(addr.getPointer());
847
848     CleanupKind cleanupKind = InactiveNormalCleanup;
849     bool useArrayEHCleanup = CGF.needsEHCleanup(dtorKind);
850     if (useArrayEHCleanup)
851       cleanupKind = InactiveNormalAndEHCleanup;
852
853     CGF.pushDestroy(cleanupKind, addr, VT,
854                     destroyer, useArrayEHCleanup);
855
856     // Remember where that cleanup was.
857     capture.setCleanup(CGF.EHStack.stable_begin());
858   }
859 }
860
861 /// Enter a full-expression with a non-trivial number of objects to
862 /// clean up.  This is in this file because, at the moment, the only
863 /// kind of cleanup object is a BlockDecl*.
864 void CodeGenFunction::enterNonTrivialFullExpression(const FullExpr *E) {
865   if (const auto EWC = dyn_cast<ExprWithCleanups>(E)) {
866     assert(EWC->getNumObjects() != 0);
867     for (const ExprWithCleanups::CleanupObject &C : EWC->getObjects())
868       enterBlockScope(*this, C);
869   }
870 }
871
872 /// Find the layout for the given block in a linked list and remove it.
873 static CGBlockInfo *findAndRemoveBlockInfo(CGBlockInfo **head,
874                                            const BlockDecl *block) {
875   while (true) {
876     assert(head && *head);
877     CGBlockInfo *cur = *head;
878
879     // If this is the block we're looking for, splice it out of the list.
880     if (cur->getBlockDecl() == block) {
881       *head = cur->NextBlockInfo;
882       return cur;
883     }
884
885     head = &cur->NextBlockInfo;
886   }
887 }
888
889 /// Destroy a chain of block layouts.
890 void CodeGenFunction::destroyBlockInfos(CGBlockInfo *head) {
891   assert(head && "destroying an empty chain");
892   do {
893     CGBlockInfo *cur = head;
894     head = cur->NextBlockInfo;
895     delete cur;
896   } while (head != nullptr);
897 }
898
899 /// Emit a block literal expression in the current function.
900 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const BlockExpr *blockExpr) {
901   // If the block has no captures, we won't have a pre-computed
902   // layout for it.
903   if (!blockExpr->getBlockDecl()->hasCaptures()) {
904     // The block literal is emitted as a global variable, and the block invoke
905     // function has to be extracted from its initializer.
906     if (llvm::Constant *Block = CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockExpr)) {
907       return Block;
908     }
909     CGBlockInfo blockInfo(blockExpr->getBlockDecl(), CurFn->getName());
910     computeBlockInfo(CGM, this, blockInfo);
911     blockInfo.BlockExpression = blockExpr;
912     return EmitBlockLiteral(blockInfo);
913   }
914
915   // Find the block info for this block and take ownership of it.
916   std::unique_ptr<CGBlockInfo> blockInfo;
917   blockInfo.reset(findAndRemoveBlockInfo(&FirstBlockInfo,
918                                          blockExpr->getBlockDecl()));
919
920   blockInfo->BlockExpression = blockExpr;
921   return EmitBlockLiteral(*blockInfo);
922 }
923
924 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const CGBlockInfo &blockInfo) {
925   bool IsOpenCL = CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL;
926   auto GenVoidPtrTy =
927       IsOpenCL ? CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType() : VoidPtrTy;
928   LangAS GenVoidPtrAddr = IsOpenCL ? LangAS::opencl_generic : LangAS::Default;
929   auto GenVoidPtrSize = CharUnits::fromQuantity(
930       CGM.getTarget().getPointerWidth(
931           CGM.getContext().getTargetAddressSpace(GenVoidPtrAddr)) /
932       8);
933   // Using the computed layout, generate the actual block function.
934   bool isLambdaConv = blockInfo.getBlockDecl()->isConversionFromLambda();
935   CodeGenFunction BlockCGF{CGM, true};
936   BlockCGF.SanOpts = SanOpts;
937   auto *InvokeFn = BlockCGF.GenerateBlockFunction(
938       CurGD, blockInfo, LocalDeclMap, isLambdaConv, blockInfo.CanBeGlobal);
939   auto *blockFn = llvm::ConstantExpr::getPointerCast(InvokeFn, GenVoidPtrTy);
940
941   // If there is nothing to capture, we can emit this as a global block.
942   if (blockInfo.CanBeGlobal)
943     return CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression);
944
945   // Otherwise, we have to emit this as a local block.
946
947   Address blockAddr = blockInfo.LocalAddress;
948   assert(blockAddr.isValid() && "block has no address!");
949
950   llvm::Constant *isa;
951   llvm::Constant *descriptor;
952   BlockFlags flags;
953   if (!IsOpenCL) {
954     // If the block is non-escaping, set field 'isa 'to NSConcreteGlobalBlock
955     // and set the BLOCK_IS_GLOBAL bit of field 'flags'. Copying a non-escaping
956     // block just returns the original block and releasing it is a no-op.
957     llvm::Constant *blockISA = blockInfo.getBlockDecl()->doesNotEscape()
958                                    ? CGM.getNSConcreteGlobalBlock()
959                                    : CGM.getNSConcreteStackBlock();
960     isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(blockISA, VoidPtrTy);
961
962     // Build the block descriptor.
963     descriptor = buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo);
964
965     // Compute the initial on-stack block flags.
966     flags = BLOCK_HAS_SIGNATURE;
967     if (blockInfo.HasCapturedVariableLayout)
968       flags |= BLOCK_HAS_EXTENDED_LAYOUT;
969     if (blockInfo.needsCopyDisposeHelpers())
970       flags |= BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE;
971     if (blockInfo.HasCXXObject)
972       flags |= BLOCK_HAS_CXX_OBJ;
973     if (blockInfo.UsesStret)
974       flags |= BLOCK_USE_STRET;
975     if (blockInfo.getBlockDecl()->doesNotEscape())
976       flags |= BLOCK_IS_NOESCAPE | BLOCK_IS_GLOBAL;
977   }
978
979   auto projectField = [&](unsigned index, const Twine &name) -> Address {
980     return Builder.CreateStructGEP(blockAddr, index, name);
981   };
982   auto storeField = [&](llvm::Value *value, unsigned index, const Twine &name) {
983     Builder.CreateStore(value, projectField(index, name));
984   };
985
986   // Initialize the block header.
987   {
988     // We assume all the header fields are densely packed.
989     unsigned index = 0;
990     CharUnits offset;
991     auto addHeaderField = [&](llvm::Value *value, CharUnits size,
992                               const Twine &name) {
993       storeField(value, index, name);
994       offset += size;
995       index++;
996     };
997
998     if (!IsOpenCL) {
999       addHeaderField(isa, getPointerSize(), "block.isa");
1000       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
1001                      getIntSize(), "block.flags");
1002       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 0), getIntSize(),
1003                      "block.reserved");
1004     } else {
1005       addHeaderField(
1006           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity()),
1007           getIntSize(), "block.size");
1008       addHeaderField(
1009           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity()),
1010           getIntSize(), "block.align");
1011     }
1012     addHeaderField(blockFn, GenVoidPtrSize, "block.invoke");
1013     if (!IsOpenCL)
1014       addHeaderField(descriptor, getPointerSize(), "block.descriptor");
1015     else if (auto *Helper =
1016                  CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1017       for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(*this, blockInfo)) {
1018         addHeaderField(
1019             I.first,
1020             CharUnits::fromQuantity(
1021                 CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I.first->getType())),
1022             I.second);
1023       }
1024     }
1025   }
1026
1027   // Finally, capture all the values into the block.
1028   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
1029
1030   // First, 'this'.
1031   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
1032     Address addr =
1033         projectField(blockInfo.CXXThisIndex, "block.captured-this.addr");
1034     Builder.CreateStore(LoadCXXThis(), addr);
1035   }
1036
1037   // Next, captured variables.
1038   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1039     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1040     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1041
1042     // Ignore constant captures.
1043     if (capture.isConstant()) continue;
1044
1045     QualType type = capture.fieldType();
1046
1047     // This will be a [[type]]*, except that a byref entry will just be
1048     // an i8**.
1049     Address blockField = projectField(capture.getIndex(), "block.captured");
1050
1051     // Compute the address of the thing we're going to move into the
1052     // block literal.
1053     Address src = Address::invalid();
1054
1055     if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
1056       // The lambda capture in a lambda's conversion-to-block-pointer is
1057       // special; we'll simply emit it directly.
1058       src = Address::invalid();
1059     } else if (CI.isEscapingByref()) {
1060       if (BlockInfo && CI.isNested()) {
1061         // We need to use the capture from the enclosing block.
1062         const CGBlockInfo::Capture &enclosingCapture =
1063             BlockInfo->getCapture(variable);
1064
1065         // This is a [[type]]*, except that a byref entry will just be an i8**.
1066         src = Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(),
1067                                       enclosingCapture.getIndex(),
1068                                       "block.capture.addr");
1069       } else {
1070         auto I = LocalDeclMap.find(variable);
1071         assert(I != LocalDeclMap.end());
1072         src = I->second;
1073       }
1074     } else {
1075       DeclRefExpr declRef(getContext(), const_cast<VarDecl *>(variable),
1076                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
1077                           type.getNonReferenceType(), VK_LValue,
1078                           SourceLocation());
1079       src = EmitDeclRefLValue(&declRef).getAddress();
1080     };
1081
1082     // For byrefs, we just write the pointer to the byref struct into
1083     // the block field.  There's no need to chase the forwarding
1084     // pointer at this point, since we're building something that will
1085     // live a shorter life than the stack byref anyway.
1086     if (CI.isEscapingByref()) {
1087       // Get a void* that points to the byref struct.
1088       llvm::Value *byrefPointer;
1089       if (CI.isNested())
1090         byrefPointer = Builder.CreateLoad(src, "byref.capture");
1091       else
1092         byrefPointer = Builder.CreateBitCast(src.getPointer(), VoidPtrTy);
1093
1094       // Write that void* into the capture field.
1095       Builder.CreateStore(byrefPointer, blockField);
1096
1097     // If we have a copy constructor, evaluate that into the block field.
1098     } else if (const Expr *copyExpr = CI.getCopyExpr()) {
1099       if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
1100         // If we have a lambda conversion, emit the expression
1101         // directly into the block instead.
1102         AggValueSlot Slot =
1103             AggValueSlot::forAddr(blockField, Qualifiers(),
1104                                   AggValueSlot::IsDestructed,
1105                                   AggValueSlot::DoesNotNeedGCBarriers,
1106                                   AggValueSlot::IsNotAliased,
1107                                   AggValueSlot::DoesNotOverlap);
1108         EmitAggExpr(copyExpr, Slot);
1109       } else {
1110         EmitSynthesizedCXXCopyCtor(blockField, src, copyExpr);
1111       }
1112
1113     // If it's a reference variable, copy the reference into the block field.
1114     } else if (type->isReferenceType()) {
1115       Builder.CreateStore(src.getPointer(), blockField);
1116
1117     // If type is const-qualified, copy the value into the block field.
1118     } else if (type.isConstQualified() &&
1119                type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
1120                CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
1121       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "captured");
1122       Builder.CreateStore(value, blockField);
1123
1124     // If this is an ARC __strong block-pointer variable, don't do a
1125     // block copy.
1126     //
1127     // TODO: this can be generalized into the normal initialization logic:
1128     // we should never need to do a block-copy when initializing a local
1129     // variable, because the local variable's lifetime should be strictly
1130     // contained within the stack block's.
1131     } else if (type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
1132                type->isBlockPointerType()) {
1133       // Load the block and do a simple retain.
1134       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "block.captured_block");
1135       value = EmitARCRetainNonBlock(value);
1136
1137       // Do a primitive store to the block field.
1138       Builder.CreateStore(value, blockField);
1139
1140     // Otherwise, fake up a POD copy into the block field.
1141     } else {
1142       // Fake up a new variable so that EmitScalarInit doesn't think
1143       // we're referring to the variable in its own initializer.
1144       ImplicitParamDecl BlockFieldPseudoVar(getContext(), type,
1145                                             ImplicitParamDecl::Other);
1146
1147       // We use one of these or the other depending on whether the
1148       // reference is nested.
1149       DeclRefExpr declRef(getContext(), const_cast<VarDecl *>(variable),
1150                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
1151                           type, VK_LValue, SourceLocation());
1152
1153       ImplicitCastExpr l2r(ImplicitCastExpr::OnStack, type, CK_LValueToRValue,
1154                            &declRef, VK_RValue);
1155       // FIXME: Pass a specific location for the expr init so that the store is
1156       // attributed to a reasonable location - otherwise it may be attributed to
1157       // locations of subexpressions in the initialization.
1158       EmitExprAsInit(&l2r, &BlockFieldPseudoVar,
1159                      MakeAddrLValue(blockField, type, AlignmentSource::Decl),
1160                      /*captured by init*/ false);
1161     }
1162
1163     // Activate the cleanup if layout pushed one.
1164     if (!CI.isByRef()) {
1165       EHScopeStack::stable_iterator cleanup = capture.getCleanup();
1166       if (cleanup.isValid())
1167         ActivateCleanupBlock(cleanup, blockInfo.DominatingIP);
1168     }
1169   }
1170
1171   // Cast to the converted block-pointer type, which happens (somewhat
1172   // unfortunately) to be a pointer to function type.
1173   llvm::Value *result = Builder.CreatePointerCast(
1174       blockAddr.getPointer(), ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType()));
1175
1176   if (IsOpenCL) {
1177     CGM.getOpenCLRuntime().recordBlockInfo(blockInfo.BlockExpression, InvokeFn,
1178                                            result);
1179   }
1180
1181   return result;
1182 }
1183
1184
1185 llvm::Type *CodeGenModule::getBlockDescriptorType() {
1186   if (BlockDescriptorType)
1187     return BlockDescriptorType;
1188
1189   llvm::Type *UnsignedLongTy =
1190     getTypes().ConvertType(getContext().UnsignedLongTy);
1191
1192   // struct __block_descriptor {
1193   //   unsigned long reserved;
1194   //   unsigned long block_size;
1195   //
1196   //   // later, the following will be added
1197   //
1198   //   struct {
1199   //     void (*copyHelper)();
1200   //     void (*copyHelper)();
1201   //   } helpers;                // !!! optional
1202   //
1203   //   const char *signature;   // the block signature
1204   //   const char *layout;      // reserved
1205   // };
1206   BlockDescriptorType = llvm::StructType::create(
1207       "struct.__block_descriptor", UnsignedLongTy, UnsignedLongTy);
1208
1209   // Now form a pointer to that.
1210   unsigned AddrSpace = 0;
1211   if (getLangOpts().OpenCL)
1212     AddrSpace = getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
1213   BlockDescriptorType = llvm::PointerType::get(BlockDescriptorType, AddrSpace);
1214   return BlockDescriptorType;
1215 }
1216
1217 llvm::Type *CodeGenModule::getGenericBlockLiteralType() {
1218   if (GenericBlockLiteralType)
1219     return GenericBlockLiteralType;
1220
1221   llvm::Type *BlockDescPtrTy = getBlockDescriptorType();
1222
1223   if (getLangOpts().OpenCL) {
1224     // struct __opencl_block_literal_generic {
1225     //   int __size;
1226     //   int __align;
1227     //   __generic void *__invoke;
1228     //   /* custom fields */
1229     // };
1230     SmallVector<llvm::Type *, 8> StructFields(
1231         {IntTy, IntTy, getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType()});
1232     if (auto *Helper = getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1233       for (auto I : Helper->getCustomFieldTypes())
1234         StructFields.push_back(I);
1235     }
1236     GenericBlockLiteralType = llvm::StructType::create(
1237         StructFields, "struct.__opencl_block_literal_generic");
1238   } else {
1239     // struct __block_literal_generic {
1240     //   void *__isa;
1241     //   int __flags;
1242     //   int __reserved;
1243     //   void (*__invoke)(void *);
1244     //   struct __block_descriptor *__descriptor;
1245     // };
1246     GenericBlockLiteralType =
1247         llvm::StructType::create("struct.__block_literal_generic", VoidPtrTy,
1248                                  IntTy, IntTy, VoidPtrTy, BlockDescPtrTy);
1249   }
1250
1251   return GenericBlockLiteralType;
1252 }
1253
1254 RValue CodeGenFunction::EmitBlockCallExpr(const CallExpr *E,
1255                                           ReturnValueSlot ReturnValue) {
1256   const auto *BPT = E->getCallee()->getType()->castAs<BlockPointerType>();
1257   llvm::Value *BlockPtr = EmitScalarExpr(E->getCallee());
1258   llvm::Type *GenBlockTy = CGM.getGenericBlockLiteralType();
1259   llvm::Value *Func = nullptr;
1260   QualType FnType = BPT->getPointeeType();
1261   ASTContext &Ctx = getContext();
1262   CallArgList Args;
1263
1264   if (getLangOpts().OpenCL) {
1265     // For OpenCL, BlockPtr is already casted to generic block literal.
1266
1267     // First argument of a block call is a generic block literal casted to
1268     // generic void pointer, i.e. i8 addrspace(4)*
1269     llvm::Value *BlockDescriptor = Builder.CreatePointerCast(
1270         BlockPtr, CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType());
1271     QualType VoidPtrQualTy = Ctx.getPointerType(
1272         Ctx.getAddrSpaceQualType(Ctx.VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1273     Args.add(RValue::get(BlockDescriptor), VoidPtrQualTy);
1274     // And the rest of the arguments.
1275     EmitCallArgs(Args, FnType->getAs<FunctionProtoType>(), E->arguments());
1276
1277     // We *can* call the block directly unless it is a function argument.
1278     if (!isa<ParmVarDecl>(E->getCalleeDecl()))
1279       Func = CGM.getOpenCLRuntime().getInvokeFunction(E->getCallee());
1280     else {
1281       llvm::Value *FuncPtr = Builder.CreateStructGEP(GenBlockTy, BlockPtr, 2);
1282       Func = Builder.CreateAlignedLoad(FuncPtr, getPointerAlign());
1283     }
1284   } else {
1285     // Bitcast the block literal to a generic block literal.
1286     BlockPtr = Builder.CreatePointerCast(
1287         BlockPtr, llvm::PointerType::get(GenBlockTy, 0), "block.literal");
1288     // Get pointer to the block invoke function
1289     llvm::Value *FuncPtr = Builder.CreateStructGEP(GenBlockTy, BlockPtr, 3);
1290
1291     // First argument is a block literal casted to a void pointer
1292     BlockPtr = Builder.CreatePointerCast(BlockPtr, VoidPtrTy);
1293     Args.add(RValue::get(BlockPtr), Ctx.VoidPtrTy);
1294     // And the rest of the arguments.
1295     EmitCallArgs(Args, FnType->getAs<FunctionProtoType>(), E->arguments());
1296
1297     // Load the function.
1298     Func = Builder.CreateAlignedLoad(FuncPtr, getPointerAlign());
1299   }
1300
1301   const FunctionType *FuncTy = FnType->castAs<FunctionType>();
1302   const CGFunctionInfo &FnInfo =
1303     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionCall(Args, FuncTy);
1304
1305   // Cast the function pointer to the right type.
1306   llvm::Type *BlockFTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FnInfo);
1307
1308   llvm::Type *BlockFTyPtr = llvm::PointerType::getUnqual(BlockFTy);
1309   Func = Builder.CreatePointerCast(Func, BlockFTyPtr);
1310
1311   // Prepare the callee.
1312   CGCallee Callee(CGCalleeInfo(), Func);
1313
1314   // And call the block.
1315   return EmitCall(FnInfo, Callee, ReturnValue, Args);
1316 }
1317
1318 Address CodeGenFunction::GetAddrOfBlockDecl(const VarDecl *variable) {
1319   assert(BlockInfo && "evaluating block ref without block information?");
1320   const CGBlockInfo::Capture &capture = BlockInfo->getCapture(variable);
1321
1322   // Handle constant captures.
1323   if (capture.isConstant()) return LocalDeclMap.find(variable)->second;
1324
1325   Address addr = Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(), capture.getIndex(),
1326                                          "block.capture.addr");
1327
1328   if (variable->isEscapingByref()) {
1329     // addr should be a void** right now.  Load, then cast the result
1330     // to byref*.
1331
1332     auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(variable);
1333     addr = Address(Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
1334
1335     auto byrefPointerType = llvm::PointerType::get(byrefInfo.Type, 0);
1336     addr = Builder.CreateBitCast(addr, byrefPointerType, "byref.addr");
1337
1338     addr = emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, /*follow*/ true,
1339                                  variable->getName());
1340   }
1341
1342   assert((!variable->isNonEscapingByref() ||
1343           capture.fieldType()->isReferenceType()) &&
1344          "the capture field of a non-escaping variable should have a "
1345          "reference type");
1346   if (capture.fieldType()->isReferenceType())
1347     addr = EmitLoadOfReference(MakeAddrLValue(addr, capture.fieldType()));
1348
1349   return addr;
1350 }
1351
1352 void CodeGenModule::setAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1353                                          llvm::Constant *Addr) {
1354   bool Ok = EmittedGlobalBlocks.insert(std::make_pair(BE, Addr)).second;
1355   (void)Ok;
1356   assert(Ok && "Trying to replace an already-existing global block!");
1357 }
1358
1359 llvm::Constant *
1360 CodeGenModule::GetAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1361                                     StringRef Name) {
1362   if (llvm::Constant *Block = getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE))
1363     return Block;
1364
1365   CGBlockInfo blockInfo(BE->getBlockDecl(), Name);
1366   blockInfo.BlockExpression = BE;
1367
1368   // Compute information about the layout, etc., of this block.
1369   computeBlockInfo(*this, nullptr, blockInfo);
1370
1371   // Using that metadata, generate the actual block function.
1372   {
1373     CodeGenFunction::DeclMapTy LocalDeclMap;
1374     CodeGenFunction(*this).GenerateBlockFunction(
1375         GlobalDecl(), blockInfo, LocalDeclMap,
1376         /*IsLambdaConversionToBlock*/ false, /*BuildGlobalBlock*/ true);
1377   }
1378
1379   return getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE);
1380 }
1381
1382 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
1383                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
1384                                         llvm::Constant *blockFn) {
1385   assert(blockInfo.CanBeGlobal);
1386   // Callers should detect this case on their own: calling this function
1387   // generally requires computing layout information, which is a waste of time
1388   // if we've already emitted this block.
1389   assert(!CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression) &&
1390          "Refusing to re-emit a global block.");
1391
1392   // Generate the constants for the block literal initializer.
1393   ConstantInitBuilder builder(CGM);
1394   auto fields = builder.beginStruct();
1395
1396   bool IsOpenCL = CGM.getLangOpts().OpenCL;
1397   bool IsWindows = CGM.getTarget().getTriple().isOSWindows();
1398   if (!IsOpenCL) {
1399     // isa
1400     if (IsWindows)
1401       fields.addNullPointer(CGM.Int8PtrPtrTy);
1402     else
1403       fields.add(CGM.getNSConcreteGlobalBlock());
1404
1405     // __flags
1406     BlockFlags flags = BLOCK_IS_GLOBAL | BLOCK_HAS_SIGNATURE;
1407     if (blockInfo.UsesStret)
1408       flags |= BLOCK_USE_STRET;
1409
1410     fields.addInt(CGM.IntTy, flags.getBitMask());
1411
1412     // Reserved
1413     fields.addInt(CGM.IntTy, 0);
1414   } else {
1415     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
1416     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity());
1417   }
1418
1419   // Function
1420   fields.add(blockFn);
1421
1422   if (!IsOpenCL) {
1423     // Descriptor
1424     fields.add(buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo));
1425   } else if (auto *Helper =
1426                  CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1427     for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(CGM, blockInfo)) {
1428       fields.add(I);
1429     }
1430   }
1431
1432   unsigned AddrSpace = 0;
1433   if (CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL)
1434     AddrSpace = CGM.getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_global);
1435
1436   llvm::GlobalVariable *literal = fields.finishAndCreateGlobal(
1437       "__block_literal_global", blockInfo.BlockAlign,
1438       /*constant*/ !IsWindows, llvm::GlobalVariable::InternalLinkage, AddrSpace);
1439
1440   literal->addAttribute("objc_arc_inert");
1441
1442   // Windows does not allow globals to be initialised to point to globals in
1443   // different DLLs.  Any such variables must run code to initialise them.
1444   if (IsWindows) {
1445     auto *Init = llvm::Function::Create(llvm::FunctionType::get(CGM.VoidTy,
1446           {}), llvm::GlobalValue::InternalLinkage, ".block_isa_init",
1447         &CGM.getModule());
1448     llvm::IRBuilder<> b(llvm::BasicBlock::Create(CGM.getLLVMContext(), "entry",
1449           Init));
1450     b.CreateAlignedStore(CGM.getNSConcreteGlobalBlock(),
1451         b.CreateStructGEP(literal, 0), CGM.getPointerAlign().getQuantity());
1452     b.CreateRetVoid();
1453     // We can't use the normal LLVM global initialisation array, because we
1454     // need to specify that this runs early in library initialisation.
1455     auto *InitVar = new llvm::GlobalVariable(CGM.getModule(), Init->getType(),
1456         /*isConstant*/true, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1457         Init, ".block_isa_init_ptr");
1458     InitVar->setSection(".CRT$XCLa");
1459     CGM.addUsedGlobal(InitVar);
1460   }
1461
1462   // Return a constant of the appropriately-casted type.
1463   llvm::Type *RequiredType =
1464     CGM.getTypes().ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType());
1465   llvm::Constant *Result =
1466       llvm::ConstantExpr::getPointerCast(literal, RequiredType);
1467   CGM.setAddrOfGlobalBlock(blockInfo.BlockExpression, Result);
1468   if (CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL)
1469     CGM.getOpenCLRuntime().recordBlockInfo(
1470         blockInfo.BlockExpression,
1471         cast<llvm::Function>(blockFn->stripPointerCasts()), Result);
1472   return Result;
1473 }
1474
1475 void CodeGenFunction::setBlockContextParameter(const ImplicitParamDecl *D,
1476                                                unsigned argNum,
1477                                                llvm::Value *arg) {
1478   assert(BlockInfo && "not emitting prologue of block invocation function?!");
1479
1480   // Allocate a stack slot like for any local variable to guarantee optimal
1481   // debug info at -O0. The mem2reg pass will eliminate it when optimizing.
1482   Address alloc = CreateMemTemp(D->getType(), D->getName() + ".addr");
1483   Builder.CreateStore(arg, alloc);
1484   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1485     if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1486         codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1487       DI->setLocation(D->getLocation());
1488       DI->EmitDeclareOfBlockLiteralArgVariable(
1489           *BlockInfo, D->getName(), argNum,
1490           cast<llvm::AllocaInst>(alloc.getPointer()), Builder);
1491     }
1492   }
1493
1494   SourceLocation StartLoc = BlockInfo->getBlockExpr()->getBody()->getBeginLoc();
1495   ApplyDebugLocation Scope(*this, StartLoc);
1496
1497   // Instead of messing around with LocalDeclMap, just set the value
1498   // directly as BlockPointer.
1499   BlockPointer = Builder.CreatePointerCast(
1500       arg,
1501       BlockInfo->StructureType->getPointerTo(
1502           getContext().getLangOpts().OpenCL
1503               ? getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic)
1504               : 0),
1505       "block");
1506 }
1507
1508 Address CodeGenFunction::LoadBlockStruct() {
1509   assert(BlockInfo && "not in a block invocation function!");
1510   assert(BlockPointer && "no block pointer set!");
1511   return Address(BlockPointer, BlockInfo->BlockAlign);
1512 }
1513
1514 llvm::Function *
1515 CodeGenFunction::GenerateBlockFunction(GlobalDecl GD,
1516                                        const CGBlockInfo &blockInfo,
1517                                        const DeclMapTy &ldm,
1518                                        bool IsLambdaConversionToBlock,
1519                                        bool BuildGlobalBlock) {
1520   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
1521
1522   CurGD = GD;
1523
1524   CurEHLocation = blockInfo.getBlockExpr()->getEndLoc();
1525
1526   BlockInfo = &blockInfo;
1527
1528   // Arrange for local static and local extern declarations to appear
1529   // to be local to this function as well, in case they're directly
1530   // referenced in a block.
1531   for (DeclMapTy::const_iterator i = ldm.begin(), e = ldm.end(); i != e; ++i) {
1532     const auto *var = dyn_cast<VarDecl>(i->first);
1533     if (var && !var->hasLocalStorage())
1534       setAddrOfLocalVar(var, i->second);
1535   }
1536
1537   // Begin building the function declaration.
1538
1539   // Build the argument list.
1540   FunctionArgList args;
1541
1542   // The first argument is the block pointer.  Just take it as a void*
1543   // and cast it later.
1544   QualType selfTy = getContext().VoidPtrTy;
1545
1546   // For OpenCL passed block pointer can be private AS local variable or
1547   // global AS program scope variable (for the case with and without captures).
1548   // Generic AS is used therefore to be able to accommodate both private and
1549   // generic AS in one implementation.
1550   if (getLangOpts().OpenCL)
1551     selfTy = getContext().getPointerType(getContext().getAddrSpaceQualType(
1552         getContext().VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1553
1554   IdentifierInfo *II = &CGM.getContext().Idents.get(".block_descriptor");
1555
1556   ImplicitParamDecl SelfDecl(getContext(), const_cast<BlockDecl *>(blockDecl),
1557                              SourceLocation(), II, selfTy,
1558                              ImplicitParamDecl::ObjCSelf);
1559   args.push_back(&SelfDecl);
1560
1561   // Now add the rest of the parameters.
1562   args.append(blockDecl->param_begin(), blockDecl->param_end());
1563
1564   // Create the function declaration.
1565   const FunctionProtoType *fnType = blockInfo.getBlockExpr()->getFunctionType();
1566   const CGFunctionInfo &fnInfo =
1567     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionDeclaration(fnType, args);
1568   if (CGM.ReturnSlotInterferesWithArgs(fnInfo))
1569     blockInfo.UsesStret = true;
1570
1571   llvm::FunctionType *fnLLVMType = CGM.getTypes().GetFunctionType(fnInfo);
1572
1573   StringRef name = CGM.getBlockMangledName(GD, blockDecl);
1574   llvm::Function *fn = llvm::Function::Create(
1575       fnLLVMType, llvm::GlobalValue::InternalLinkage, name, &CGM.getModule());
1576   CGM.SetInternalFunctionAttributes(blockDecl, fn, fnInfo);
1577
1578   if (BuildGlobalBlock) {
1579     auto GenVoidPtrTy = getContext().getLangOpts().OpenCL
1580                             ? CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType()
1581                             : VoidPtrTy;
1582     buildGlobalBlock(CGM, blockInfo,
1583                      llvm::ConstantExpr::getPointerCast(fn, GenVoidPtrTy));
1584   }
1585
1586   // Begin generating the function.
1587   StartFunction(blockDecl, fnType->getReturnType(), fn, fnInfo, args,
1588                 blockDecl->getLocation(),
1589                 blockInfo.getBlockExpr()->getBody()->getBeginLoc());
1590
1591   // Okay.  Undo some of what StartFunction did.
1592
1593   // At -O0 we generate an explicit alloca for the BlockPointer, so the RA
1594   // won't delete the dbg.declare intrinsics for captured variables.
1595   llvm::Value *BlockPointerDbgLoc = BlockPointer;
1596   if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1597     // Allocate a stack slot for it, so we can point the debugger to it
1598     Address Alloca = CreateTempAlloca(BlockPointer->getType(),
1599                                       getPointerAlign(),
1600                                       "block.addr");
1601     // Set the DebugLocation to empty, so the store is recognized as a
1602     // frame setup instruction by llvm::DwarfDebug::beginFunction().
1603     auto NL = ApplyDebugLocation::CreateEmpty(*this);
1604     Builder.CreateStore(BlockPointer, Alloca);
1605     BlockPointerDbgLoc = Alloca.getPointer();
1606   }
1607
1608   // If we have a C++ 'this' reference, go ahead and force it into
1609   // existence now.
1610   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
1611     Address addr = Builder.CreateStructGEP(
1612         LoadBlockStruct(), blockInfo.CXXThisIndex, "block.captured-this");
1613     CXXThisValue = Builder.CreateLoad(addr, "this");
1614   }
1615
1616   // Also force all the constant captures.
1617   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1618     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1619     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1620     if (!capture.isConstant()) continue;
1621
1622     CharUnits align = getContext().getDeclAlign(variable);
1623     Address alloca =
1624       CreateMemTemp(variable->getType(), align, "block.captured-const");
1625
1626     Builder.CreateStore(capture.getConstant(), alloca);
1627
1628     setAddrOfLocalVar(variable, alloca);
1629   }
1630
1631   // Save a spot to insert the debug information for all the DeclRefExprs.
1632   llvm::BasicBlock *entry = Builder.GetInsertBlock();
1633   llvm::BasicBlock::iterator entry_ptr = Builder.GetInsertPoint();
1634   --entry_ptr;
1635
1636   if (IsLambdaConversionToBlock)
1637     EmitLambdaBlockInvokeBody();
1638   else {
1639     PGO.assignRegionCounters(GlobalDecl(blockDecl), fn);
1640     incrementProfileCounter(blockDecl->getBody());
1641     EmitStmt(blockDecl->getBody());
1642   }
1643
1644   // Remember where we were...
1645   llvm::BasicBlock *resume = Builder.GetInsertBlock();
1646
1647   // Go back to the entry.
1648   ++entry_ptr;
1649   Builder.SetInsertPoint(entry, entry_ptr);
1650
1651   // Emit debug information for all the DeclRefExprs.
1652   // FIXME: also for 'this'
1653   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1654     for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1655       const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1656       DI->EmitLocation(Builder, variable->getLocation());
1657
1658       if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1659           codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1660         const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1661         if (capture.isConstant()) {
1662           auto addr = LocalDeclMap.find(variable)->second;
1663           (void)DI->EmitDeclareOfAutoVariable(variable, addr.getPointer(),
1664                                               Builder);
1665           continue;
1666         }
1667
1668         DI->EmitDeclareOfBlockDeclRefVariable(
1669             variable, BlockPointerDbgLoc, Builder, blockInfo,
1670             entry_ptr == entry->end() ? nullptr : &*entry_ptr);
1671       }
1672     }
1673     // Recover location if it was changed in the above loop.
1674     DI->EmitLocation(Builder,
1675                      cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1676   }
1677
1678   // And resume where we left off.
1679   if (resume == nullptr)
1680     Builder.ClearInsertionPoint();
1681   else
1682     Builder.SetInsertPoint(resume);
1683
1684   FinishFunction(cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1685
1686   return fn;
1687 }
1688
1689 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1690 computeCopyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1691                                const LangOptions &LangOpts) {
1692   if (CI.getCopyExpr()) {
1693     assert(!CI.isByRef());
1694     // don't bother computing flags
1695     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
1696   }
1697   BlockFieldFlags Flags;
1698   if (CI.isEscapingByref()) {
1699     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
1700     if (T.isObjCGCWeak())
1701       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
1702     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1703   }
1704
1705   Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
1706   bool isBlockPointer = T->isBlockPointerType();
1707   if (isBlockPointer)
1708     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
1709
1710   switch (T.isNonTrivialToPrimitiveCopy()) {
1711   case QualType::PCK_Struct:
1712     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct,
1713                           BlockFieldFlags());
1714   case QualType::PCK_ARCWeak:
1715     // We need to register __weak direct captures with the runtime.
1716     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak, Flags);
1717   case QualType::PCK_ARCStrong:
1718     // We need to retain the copied value for __strong direct captures.
1719     // If it's a block pointer, we have to copy the block and assign that to
1720     // the destination pointer, so we might as well use _Block_object_assign.
1721     // Otherwise we can avoid that.
1722     return std::make_pair(!isBlockPointer ? BlockCaptureEntityKind::ARCStrong
1723                                           : BlockCaptureEntityKind::BlockObject,
1724                           Flags);
1725   case QualType::PCK_Trivial:
1726   case QualType::PCK_VolatileTrivial: {
1727     if (!T->isObjCRetainableType())
1728       // For all other types, the memcpy is fine.
1729       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1730
1731     // Special rules for ARC captures:
1732     Qualifiers QS = T.getQualifiers();
1733
1734     // Non-ARC captures of retainable pointers are strong and
1735     // therefore require a call to _Block_object_assign.
1736     if (!QS.getObjCLifetime() && !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
1737       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1738
1739     // Otherwise the memcpy is fine.
1740     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1741   }
1742   }
1743   llvm_unreachable("after exhaustive PrimitiveCopyKind switch");
1744 }
1745
1746 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1747 computeDestroyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1748                                   const LangOptions &LangOpts);
1749
1750 /// Find the set of block captures that need to be explicitly copied or destroy.
1751 static void findBlockCapturedManagedEntities(
1752     const CGBlockInfo &BlockInfo, const LangOptions &LangOpts,
1753     SmallVectorImpl<BlockCaptureManagedEntity> &ManagedCaptures) {
1754   for (const auto &CI : BlockInfo.getBlockDecl()->captures()) {
1755     const VarDecl *Variable = CI.getVariable();
1756     const CGBlockInfo::Capture &Capture = BlockInfo.getCapture(Variable);
1757     if (Capture.isConstant())
1758       continue;
1759
1760     QualType VT = Capture.fieldType();
1761     auto CopyInfo = computeCopyInfoForBlockCapture(CI, VT, LangOpts);
1762     auto DisposeInfo = computeDestroyInfoForBlockCapture(CI, VT, LangOpts);
1763     if (CopyInfo.first != BlockCaptureEntityKind::None ||
1764         DisposeInfo.first != BlockCaptureEntityKind::None)
1765       ManagedCaptures.emplace_back(CopyInfo.first, DisposeInfo.first,
1766                                    CopyInfo.second, DisposeInfo.second, CI,
1767                                    Capture);
1768   }
1769
1770   // Sort the captures by offset.
1771   llvm::sort(ManagedCaptures);
1772 }
1773
1774 namespace {
1775 /// Release a __block variable.
1776 struct CallBlockRelease final : EHScopeStack::Cleanup {
1777   Address Addr;
1778   BlockFieldFlags FieldFlags;
1779   bool LoadBlockVarAddr, CanThrow;
1780
1781   CallBlockRelease(Address Addr, BlockFieldFlags Flags, bool LoadValue,
1782                    bool CT)
1783       : Addr(Addr), FieldFlags(Flags), LoadBlockVarAddr(LoadValue),
1784         CanThrow(CT) {}
1785
1786   void Emit(CodeGenFunction &CGF, Flags flags) override {
1787     llvm::Value *BlockVarAddr;
1788     if (LoadBlockVarAddr) {
1789       BlockVarAddr = CGF.Builder.CreateLoad(Addr);
1790       BlockVarAddr = CGF.Builder.CreateBitCast(BlockVarAddr, CGF.VoidPtrTy);
1791     } else {
1792       BlockVarAddr = Addr.getPointer();
1793     }
1794
1795     CGF.BuildBlockRelease(BlockVarAddr, FieldFlags, CanThrow);
1796   }
1797 };
1798 } // end anonymous namespace
1799
1800 /// Check if \p T is a C++ class that has a destructor that can throw.
1801 bool CodeGenFunction::cxxDestructorCanThrow(QualType T) {
1802   if (const auto *RD = T->getAsCXXRecordDecl())
1803     if (const CXXDestructorDecl *DD = RD->getDestructor())
1804       return DD->getType()->castAs<FunctionProtoType>()->canThrow();
1805   return false;
1806 }
1807
1808 // Return a string that has the information about a capture.
1809 static std::string getBlockCaptureStr(const BlockCaptureManagedEntity &E,
1810                                       CaptureStrKind StrKind,
1811                                       CharUnits BlockAlignment,
1812                                       CodeGenModule &CGM) {
1813   std::string Str;
1814   ASTContext &Ctx = CGM.getContext();
1815   const BlockDecl::Capture &CI = *E.CI;
1816   QualType CaptureTy = CI.getVariable()->getType();
1817
1818   BlockCaptureEntityKind Kind;
1819   BlockFieldFlags Flags;
1820
1821   // CaptureStrKind::Merged should be passed only when the operations and the
1822   // flags are the same for copy and dispose.
1823   assert((StrKind != CaptureStrKind::Merged ||
1824           (E.CopyKind == E.DisposeKind && E.CopyFlags == E.DisposeFlags)) &&
1825          "different operations and flags");
1826
1827   if (StrKind == CaptureStrKind::DisposeHelper) {
1828     Kind = E.DisposeKind;
1829     Flags = E.DisposeFlags;
1830   } else {
1831     Kind = E.CopyKind;
1832     Flags = E.CopyFlags;
1833   }
1834
1835   switch (Kind) {
1836   case BlockCaptureEntityKind::CXXRecord: {
1837     Str += "c";
1838     SmallString<256> TyStr;
1839     llvm::raw_svector_ostream Out(TyStr);
1840     CGM.getCXXABI().getMangleContext().mangleTypeName(CaptureTy, Out);
1841     Str += llvm::to_string(TyStr.size()) + TyStr.c_str();
1842     break;
1843   }
1844   case BlockCaptureEntityKind::ARCWeak:
1845     Str += "w";
1846     break;
1847   case BlockCaptureEntityKind::ARCStrong:
1848     Str += "s";
1849     break;
1850   case BlockCaptureEntityKind::BlockObject: {
1851     const VarDecl *Var = CI.getVariable();
1852     unsigned F = Flags.getBitMask();
1853     if (F & BLOCK_FIELD_IS_BYREF) {
1854       Str += "r";
1855       if (F & BLOCK_FIELD_IS_WEAK)
1856         Str += "w";
1857       else {
1858         // If CaptureStrKind::Merged is passed, check both the copy expression
1859         // and the destructor.
1860         if (StrKind != CaptureStrKind::DisposeHelper) {
1861           if (Ctx.getBlockVarCopyInit(Var).canThrow())
1862             Str += "c";
1863         }
1864         if (StrKind != CaptureStrKind::CopyHelper) {
1865           if (CodeGenFunction::cxxDestructorCanThrow(CaptureTy))
1866             Str += "d";
1867         }
1868       }
1869     } else {
1870       assert((F & BLOCK_FIELD_IS_OBJECT) && "unexpected flag value");
1871       if (F == BLOCK_FIELD_IS_BLOCK)
1872         Str += "b";
1873       else
1874         Str += "o";
1875     }
1876     break;
1877   }
1878   case BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct: {
1879     bool IsVolatile = CaptureTy.isVolatileQualified();
1880     CharUnits Alignment =
1881         BlockAlignment.alignmentAtOffset(E.Capture->getOffset());
1882
1883     Str += "n";
1884     std::string FuncStr;
1885     if (StrKind == CaptureStrKind::DisposeHelper)
1886       FuncStr = CodeGenFunction::getNonTrivialDestructorStr(
1887           CaptureTy, Alignment, IsVolatile, Ctx);
1888     else
1889       // If CaptureStrKind::Merged is passed, use the copy constructor string.
1890       // It has all the information that the destructor string has.
1891       FuncStr = CodeGenFunction::getNonTrivialCopyConstructorStr(
1892           CaptureTy, Alignment, IsVolatile, Ctx);
1893     // The underscore is necessary here because non-trivial copy constructor
1894     // and destructor strings can start with a number.
1895     Str += llvm::to_string(FuncStr.size()) + "_" + FuncStr;
1896     break;
1897   }
1898   case BlockCaptureEntityKind::None:
1899     break;
1900   }
1901
1902   return Str;
1903 }
1904
1905 static std::string getCopyDestroyHelperFuncName(
1906     const SmallVectorImpl<BlockCaptureManagedEntity> &Captures,
1907     CharUnits BlockAlignment, CaptureStrKind StrKind, CodeGenModule &CGM) {
1908   assert((StrKind == CaptureStrKind::CopyHelper ||
1909           StrKind == CaptureStrKind::DisposeHelper) &&
1910          "unexpected CaptureStrKind");
1911   std::string Name = StrKind == CaptureStrKind::CopyHelper
1912                          ? "__copy_helper_block_"
1913                          : "__destroy_helper_block_";
1914   if (CGM.getLangOpts().Exceptions)
1915     Name += "e";
1916   if (CGM.getCodeGenOpts().ObjCAutoRefCountExceptions)
1917     Name += "a";
1918   Name += llvm::to_string(BlockAlignment.getQuantity()) + "_";
1919
1920   for (const BlockCaptureManagedEntity &E : Captures) {
1921     Name += llvm::to_string(E.Capture->getOffset().getQuantity());
1922     Name += getBlockCaptureStr(E, StrKind, BlockAlignment, CGM);
1923   }
1924
1925   return Name;
1926 }
1927
1928 static void pushCaptureCleanup(BlockCaptureEntityKind CaptureKind,
1929                                Address Field, QualType CaptureType,
1930                                BlockFieldFlags Flags, bool ForCopyHelper,
1931                                VarDecl *Var, CodeGenFunction &CGF) {
1932   bool EHOnly = ForCopyHelper;
1933
1934   switch (CaptureKind) {
1935   case BlockCaptureEntityKind::CXXRecord:
1936   case BlockCaptureEntityKind::ARCWeak:
1937   case BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct:
1938   case BlockCaptureEntityKind::ARCStrong: {
1939     if (CaptureType.isDestructedType() &&
1940         (!EHOnly || CGF.needsEHCleanup(CaptureType.isDestructedType()))) {
1941       CodeGenFunction::Destroyer *Destroyer =
1942           CaptureKind == BlockCaptureEntityKind::ARCStrong
1943               ? CodeGenFunction::destroyARCStrongImprecise
1944               : CGF.getDestroyer(CaptureType.isDestructedType());
1945       CleanupKind Kind =
1946           EHOnly ? EHCleanup
1947                  : CGF.getCleanupKind(CaptureType.isDestructedType());
1948       CGF.pushDestroy(Kind, Field, CaptureType, Destroyer, Kind & EHCleanup);
1949     }
1950     break;
1951   }
1952   case BlockCaptureEntityKind::BlockObject: {
1953     if (!EHOnly || CGF.getLangOpts().Exceptions) {
1954       CleanupKind Kind = EHOnly ? EHCleanup : NormalAndEHCleanup;
1955       // Calls to _Block_object_dispose along the EH path in the copy helper
1956       // function don't throw as newly-copied __block variables always have a
1957       // reference count of 2.
1958       bool CanThrow =
1959           !ForCopyHelper && CGF.cxxDestructorCanThrow(CaptureType);
1960       CGF.enterByrefCleanup(Kind, Field, Flags, /*LoadBlockVarAddr*/ true,
1961                             CanThrow);
1962     }
1963     break;
1964   }
1965   case BlockCaptureEntityKind::None:
1966     break;
1967   }
1968 }
1969
1970 static void setBlockHelperAttributesVisibility(bool CapturesNonExternalType,
1971                                                llvm::Function *Fn,
1972                                                const CGFunctionInfo &FI,
1973                                                CodeGenModule &CGM) {
1974   if (CapturesNonExternalType) {
1975     CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
1976   } else {
1977     Fn->setVisibility(llvm::GlobalValue::HiddenVisibility);
1978     Fn->setUnnamedAddr(llvm::GlobalValue::UnnamedAddr::Global);
1979     CGM.SetLLVMFunctionAttributes(GlobalDecl(), FI, Fn);
1980     CGM.SetLLVMFunctionAttributesForDefinition(nullptr, Fn);
1981   }
1982 }
1983 /// Generate the copy-helper function for a block closure object:
1984 ///   static void block_copy_helper(block_t *dst, block_t *src);
1985 /// The runtime will have previously initialized 'dst' by doing a
1986 /// bit-copy of 'src'.
1987 ///
1988 /// Note that this copies an entire block closure object to the heap;
1989 /// it should not be confused with a 'byref copy helper', which moves
1990 /// the contents of an individual __block variable to the heap.
1991 llvm::Constant *
1992 CodeGenFunction::GenerateCopyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
1993   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> CopiedCaptures;
1994   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), CopiedCaptures);
1995   std::string FuncName =
1996       getCopyDestroyHelperFuncName(CopiedCaptures, blockInfo.BlockAlign,
1997                                    CaptureStrKind::CopyHelper, CGM);
1998
1999   if (llvm::GlobalValue *Func = CGM.getModule().getNamedValue(FuncName))
2000     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Func, VoidPtrTy);
2001
2002   ASTContext &C = getContext();
2003
2004   QualType ReturnTy = C.VoidTy;
2005
2006   FunctionArgList args;
2007   ImplicitParamDecl DstDecl(C, C.VoidPtrTy, ImplicitParamDecl::Other);
2008   args.push_back(&DstDecl);
2009   ImplicitParamDecl SrcDecl(C, C.VoidPtrTy, ImplicitParamDecl::Other);
2010   args.push_back(&SrcDecl);
2011
2012   const CGFunctionInfo &FI =
2013       CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(ReturnTy, args);
2014
2015   // FIXME: it would be nice if these were mergeable with things with
2016   // identical semantics.
2017   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2018
2019   llvm::Function *Fn =
2020     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
2021                            FuncName, &CGM.getModule());
2022   if (CGM.supportsCOMDAT())
2023     Fn->setComdat(CGM.getModule().getOrInsertComdat(FuncName));
2024
2025   IdentifierInfo *II = &C.Idents.get(FuncName);
2026
2027   SmallVector<QualType, 2> ArgTys;
2028   ArgTys.push_back(C.VoidPtrTy);
2029   ArgTys.push_back(C.VoidPtrTy);
2030   QualType FunctionTy = C.getFunctionType(ReturnTy, ArgTys, {});
2031
2032   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(
2033       C, C.getTranslationUnitDecl(), SourceLocation(), SourceLocation(), II,
2034       FunctionTy, nullptr, SC_Static, false, false);
2035
2036   setBlockHelperAttributesVisibility(blockInfo.CapturesNonExternalType, Fn, FI,
2037                                      CGM);
2038   StartFunction(FD, ReturnTy, Fn, FI, args);
2039   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getBeginLoc()};
2040   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
2041
2042   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
2043   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
2044   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block.source");
2045
2046   Address dst = GetAddrOfLocalVar(&DstDecl);
2047   dst = Address(Builder.CreateLoad(dst), blockInfo.BlockAlign);
2048   dst = Builder.CreateBitCast(dst, structPtrTy, "block.dest");
2049
2050   for (const auto &CopiedCapture : CopiedCaptures) {
2051     const BlockDecl::Capture &CI = *CopiedCapture.CI;
2052     const CGBlockInfo::Capture &capture = *CopiedCapture.Capture;
2053     QualType captureType = CI.getVariable()->getType();
2054     BlockFieldFlags flags = CopiedCapture.CopyFlags;
2055
2056     unsigned index = capture.getIndex();
2057     Address srcField = Builder.CreateStructGEP(src, index);
2058     Address dstField = Builder.CreateStructGEP(dst, index);
2059
2060     switch (CopiedCapture.CopyKind) {
2061     case BlockCaptureEntityKind::CXXRecord:
2062       // If there's an explicit copy expression, we do that.
2063       assert(CI.getCopyExpr() && "copy expression for variable is missing");
2064       EmitSynthesizedCXXCopyCtor(dstField, srcField, CI.getCopyExpr());
2065       break;
2066     case BlockCaptureEntityKind::ARCWeak:
2067       EmitARCCopyWeak(dstField, srcField);
2068       break;
2069     case BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct: {
2070       // If this is a C struct that requires non-trivial copy construction,
2071       // emit a call to its copy constructor.
2072       QualType varType = CI.getVariable()->getType();
2073       callCStructCopyConstructor(MakeAddrLValue(dstField, varType),
2074                                  MakeAddrLValue(srcField, varType));
2075       break;
2076     }
2077     case BlockCaptureEntityKind::ARCStrong: {
2078       llvm::Value *srcValue = Builder.CreateLoad(srcField, "blockcopy.src");
2079       // At -O0, store null into the destination field (so that the
2080       // storeStrong doesn't over-release) and then call storeStrong.
2081       // This is a workaround to not having an initStrong call.
2082       if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
2083         auto *ty = cast<llvm::PointerType>(srcValue->getType());
2084         llvm::Value *null = llvm::ConstantPointerNull::get(ty);
2085         Builder.CreateStore(null, dstField);
2086         EmitARCStoreStrongCall(dstField, srcValue, true);
2087
2088       // With optimization enabled, take advantage of the fact that
2089       // the blocks runtime guarantees a memcpy of the block data, and
2090       // just emit a retain of the src field.
2091       } else {
2092         EmitARCRetainNonBlock(srcValue);
2093
2094         // Unless EH cleanup is required, we don't need this anymore, so kill
2095         // it. It's not quite worth the annoyance to avoid creating it in the
2096         // first place.
2097         if (!needsEHCleanup(captureType.isDestructedType()))
2098           cast<llvm::Instruction>(dstField.getPointer())->eraseFromParent();
2099       }
2100       break;
2101     }
2102     case BlockCaptureEntityKind::BlockObject: {
2103       llvm::Value *srcValue = Builder.CreateLoad(srcField, "blockcopy.src");
2104       srcValue = Builder.CreateBitCast(srcValue, VoidPtrTy);
2105       llvm::Value *dstAddr =
2106           Builder.CreateBitCast(dstField.getPointer(), VoidPtrTy);
2107       llvm::Value *args[] = {
2108         dstAddr, srcValue, llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
2109       };
2110
2111       if (CI.isByRef() && C.getBlockVarCopyInit(CI.getVariable()).canThrow())
2112         EmitRuntimeCallOrInvoke(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
2113       else
2114         EmitNounwindRuntimeCall(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
2115       break;
2116     }
2117     case BlockCaptureEntityKind::None:
2118       continue;
2119     }
2120
2121     // Ensure that we destroy the copied object if an exception is thrown later
2122     // in the helper function.
2123     pushCaptureCleanup(CopiedCapture.CopyKind, dstField, captureType, flags,
2124                        /*ForCopyHelper*/ true, CI.getVariable(), *this);
2125   }
2126
2127   FinishFunction();
2128
2129   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
2130 }
2131
2132 static BlockFieldFlags
2133 getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(const BlockDecl::Capture &CI,
2134                                        QualType T) {
2135   BlockFieldFlags Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
2136   if (T->isBlockPointerType())
2137     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
2138   return Flags;
2139 }
2140
2141 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
2142 computeDestroyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
2143                                   const LangOptions &LangOpts) {
2144   if (CI.isEscapingByref()) {
2145     BlockFieldFlags Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
2146     if (T.isObjCGCWeak())
2147       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
2148     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
2149   }
2150
2151   switch (T.isDestructedType()) {
2152   case QualType::DK_cxx_destructor:
2153     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
2154   case QualType::DK_objc_strong_lifetime:
2155     // Use objc_storeStrong for __strong direct captures; the
2156     // dynamic tools really like it when we do this.
2157     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCStrong,
2158                           getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
2159   case QualType::DK_objc_weak_lifetime:
2160     // Support __weak direct captures.
2161     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak,
2162                           getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
2163   case QualType::DK_nontrivial_c_struct:
2164     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct,
2165                           BlockFieldFlags());
2166   case QualType::DK_none: {
2167     // Non-ARC captures are strong, and we need to use _Block_object_dispose.
2168     if (T->isObjCRetainableType() && !T.getQualifiers().hasObjCLifetime() &&
2169         !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
2170       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject,
2171                             getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
2172     // Otherwise, we have nothing to do.
2173     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
2174   }
2175   }
2176   llvm_unreachable("after exhaustive DestructionKind switch");
2177 }
2178
2179 /// Generate the destroy-helper function for a block closure object:
2180 ///   static void block_destroy_helper(block_t *theBlock);
2181 ///
2182 /// Note that this destroys a heap-allocated block closure object;
2183 /// it should not be confused with a 'byref destroy helper', which
2184 /// destroys the heap-allocated contents of an individual __block
2185 /// variable.
2186 llvm::Constant *
2187 CodeGenFunction::GenerateDestroyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
2188   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> DestroyedCaptures;
2189   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), DestroyedCaptures);
2190   std::string FuncName =
2191       getCopyDestroyHelperFuncName(DestroyedCaptures, blockInfo.BlockAlign,
2192                                    CaptureStrKind::DisposeHelper, CGM);
2193
2194   if (llvm::GlobalValue *Func = CGM.getModule().getNamedValue(FuncName))
2195     return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Func, VoidPtrTy);
2196
2197   ASTContext &C = getContext();
2198
2199   QualType ReturnTy = C.VoidTy;
2200
2201   FunctionArgList args;
2202   ImplicitParamDecl SrcDecl(C, C.VoidPtrTy, ImplicitParamDecl::Other);
2203   args.push_back(&SrcDecl);
2204
2205   const CGFunctionInfo &FI =
2206       CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(ReturnTy, args);
2207
2208   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2209   // internal linkage.
2210   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2211
2212   llvm::Function *Fn =
2213     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::LinkOnceODRLinkage,
2214                            FuncName, &CGM.getModule());
2215   if (CGM.supportsCOMDAT())
2216     Fn->setComdat(CGM.getModule().getOrInsertComdat(FuncName));
2217
2218   IdentifierInfo *II = &C.Idents.get(FuncName);
2219
2220   SmallVector<QualType, 1> ArgTys;
2221   ArgTys.push_back(C.VoidPtrTy);
2222   QualType FunctionTy = C.getFunctionType(ReturnTy, ArgTys, {});
2223
2224   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(
2225       C, C.getTranslationUnitDecl(), SourceLocation(), SourceLocation(), II,
2226       FunctionTy, nullptr, SC_Static, false, false);
2227
2228   setBlockHelperAttributesVisibility(blockInfo.CapturesNonExternalType, Fn, FI,
2229                                      CGM);
2230   StartFunction(FD, ReturnTy, Fn, FI, args);
2231   markAsIgnoreThreadCheckingAtRuntime(Fn);
2232
2233   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getBeginLoc()};
2234
2235   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
2236
2237   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
2238   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
2239   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block");
2240
2241   CodeGenFunction::RunCleanupsScope cleanups(*this);
2242
2243   for (const auto &DestroyedCapture : DestroyedCaptures) {
2244     const BlockDecl::Capture &CI = *DestroyedCapture.CI;
2245     const CGBlockInfo::Capture &capture = *DestroyedCapture.Capture;
2246     BlockFieldFlags flags = DestroyedCapture.DisposeFlags;
2247
2248     Address srcField = Builder.CreateStructGEP(src, capture.getIndex());
2249
2250     pushCaptureCleanup(DestroyedCapture.DisposeKind, srcField,
2251                        CI.getVariable()->getType(), flags,
2252                        /*ForCopyHelper*/ false, CI.getVariable(), *this);
2253   }
2254
2255   cleanups.ForceCleanup();
2256
2257   FinishFunction();
2258
2259   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
2260 }
2261
2262 namespace {
2263
2264 /// Emits the copy/dispose helper functions for a __block object of id type.
2265 class ObjectByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2266   BlockFieldFlags Flags;
2267
2268 public:
2269   ObjectByrefHelpers(CharUnits alignment, BlockFieldFlags flags)
2270     : BlockByrefHelpers(alignment), Flags(flags) {}
2271
2272   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2273                 Address srcField) override {
2274     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, CGF.VoidPtrTy);
2275
2276     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, CGF.VoidPtrPtrTy);
2277     llvm::Value *srcValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
2278
2279     unsigned flags = (Flags | BLOCK_BYREF_CALLER).getBitMask();
2280
2281     llvm::Value *flagsVal = llvm::ConstantInt::get(CGF.Int32Ty, flags);
2282     llvm::FunctionCallee fn = CGF.CGM.getBlockObjectAssign();
2283
2284     llvm::Value *args[] = { destField.getPointer(), srcValue, flagsVal };
2285     CGF.EmitNounwindRuntimeCall(fn, args);
2286   }
2287
2288   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2289     field = CGF.Builder.CreateBitCast(field, CGF.Int8PtrTy->getPointerTo(0));
2290     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(field);
2291
2292     CGF.BuildBlockRelease(value, Flags | BLOCK_BYREF_CALLER, false);
2293   }
2294
2295   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2296     id.AddInteger(Flags.getBitMask());
2297   }
2298 };
2299
2300 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __weak variable.
2301 class ARCWeakByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2302 public:
2303   ARCWeakByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
2304
2305   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2306                 Address srcField) override {
2307     CGF.EmitARCMoveWeak(destField, srcField);
2308   }
2309
2310   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2311     CGF.EmitARCDestroyWeak(field);
2312   }
2313
2314   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2315     // 0 is distinguishable from all pointers and byref flags
2316     id.AddInteger(0);
2317   }
2318 };
2319
2320 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong variable
2321 /// that's not of block-pointer type.
2322 class ARCStrongByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2323 public:
2324   ARCStrongByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
2325
2326   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2327                 Address srcField) override {
2328     // Do a "move" by copying the value and then zeroing out the old
2329     // variable.
2330
2331     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
2332
2333     llvm::Value *null =
2334       llvm::ConstantPointerNull::get(cast<llvm::PointerType>(value->getType()));
2335
2336     if (CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
2337       CGF.Builder.CreateStore(null, destField);
2338       CGF.EmitARCStoreStrongCall(destField, value, /*ignored*/ true);
2339       CGF.EmitARCStoreStrongCall(srcField, null, /*ignored*/ true);
2340       return;
2341     }
2342     CGF.Builder.CreateStore(value, destField);
2343     CGF.Builder.CreateStore(null, srcField);
2344   }
2345
2346   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2347     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
2348   }
2349
2350   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2351     // 1 is distinguishable from all pointers and byref flags
2352     id.AddInteger(1);
2353   }
2354 };
2355
2356 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong
2357 /// variable that's of block-pointer type.
2358 class ARCStrongBlockByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2359 public:
2360   ARCStrongBlockByrefHelpers(CharUnits alignment)
2361     : BlockByrefHelpers(alignment) {}
2362
2363   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2364                 Address srcField) override {
2365     // Do the copy with objc_retainBlock; that's all that
2366     // _Block_object_assign would do anyway, and we'd have to pass the
2367     // right arguments to make sure it doesn't get no-op'ed.
2368     llvm::Value *oldValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
2369     llvm::Value *copy = CGF.EmitARCRetainBlock(oldValue, /*mandatory*/ true);
2370     CGF.Builder.CreateStore(copy, destField);
2371   }
2372
2373   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2374     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
2375   }
2376
2377   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2378     // 2 is distinguishable from all pointers and byref flags
2379     id.AddInteger(2);
2380   }
2381 };
2382
2383 /// Emits the copy/dispose helpers for a __block variable with a
2384 /// nontrivial copy constructor or destructor.
2385 class CXXByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2386   QualType VarType;
2387   const Expr *CopyExpr;
2388
2389 public:
2390   CXXByrefHelpers(CharUnits alignment, QualType type,
2391                   const Expr *copyExpr)
2392     : BlockByrefHelpers(alignment), VarType(type), CopyExpr(copyExpr) {}
2393
2394   bool needsCopy() const override { return CopyExpr != nullptr; }
2395   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2396                 Address srcField) override {
2397     if (!CopyExpr) return;
2398     CGF.EmitSynthesizedCXXCopyCtor(destField, srcField, CopyExpr);
2399   }
2400
2401   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2402     EHScopeStack::stable_iterator cleanupDepth = CGF.EHStack.stable_begin();
2403     CGF.PushDestructorCleanup(VarType, field);
2404     CGF.PopCleanupBlocks(cleanupDepth);
2405   }
2406
2407   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2408     id.AddPointer(VarType.getCanonicalType().getAsOpaquePtr());
2409   }
2410 };
2411
2412 /// Emits the copy/dispose helpers for a __block variable that is a non-trivial
2413 /// C struct.
2414 class NonTrivialCStructByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2415   QualType VarType;
2416
2417 public:
2418   NonTrivialCStructByrefHelpers(CharUnits alignment, QualType type)
2419     : BlockByrefHelpers(alignment), VarType(type) {}
2420
2421   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2422                 Address srcField) override {
2423     CGF.callCStructMoveConstructor(CGF.MakeAddrLValue(destField, VarType),
2424                                    CGF.MakeAddrLValue(srcField, VarType));
2425   }
2426
2427   bool needsDispose() const override {
2428     return VarType.isDestructedType();
2429   }
2430
2431   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2432     EHScopeStack::stable_iterator cleanupDepth = CGF.EHStack.stable_begin();
2433     CGF.pushDestroy(VarType.isDestructedType(), field, VarType);
2434     CGF.PopCleanupBlocks(cleanupDepth);
2435   }
2436
2437   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2438     id.AddPointer(VarType.getCanonicalType().getAsOpaquePtr());
2439   }
2440 };
2441 } // end anonymous namespace
2442
2443 static llvm::Constant *
2444 generateByrefCopyHelper(CodeGenFunction &CGF, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2445                         BlockByrefHelpers &generator) {
2446   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2447
2448   QualType ReturnTy = Context.VoidTy;
2449
2450   FunctionArgList args;
2451   ImplicitParamDecl Dst(Context, Context.VoidPtrTy, ImplicitParamDecl::Other);
2452   args.push_back(&Dst);
2453
2454   ImplicitParamDecl Src(Context, Context.VoidPtrTy, ImplicitParamDecl::Other);
2455   args.push_back(&Src);
2456
2457   const CGFunctionInfo &FI =
2458       CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(ReturnTy, args);
2459
2460   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2461
2462   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2463   // internal linkage.
2464   llvm::Function *Fn =
2465     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2466                            "__Block_byref_object_copy_", &CGF.CGM.getModule());
2467
2468   IdentifierInfo *II
2469     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_copy_");
2470
2471   SmallVector<QualType, 2> ArgTys;
2472   ArgTys.push_back(Context.VoidPtrTy);
2473   ArgTys.push_back(Context.VoidPtrTy);
2474   QualType FunctionTy = Context.getFunctionType(ReturnTy, ArgTys, {});
2475
2476   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(
2477       Context, Context.getTranslationUnitDecl(), SourceLocation(),
2478       SourceLocation(), II, FunctionTy, nullptr, SC_Static, false, false);
2479
2480   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
2481
2482   CGF.StartFunction(FD, ReturnTy, Fn, FI, args);
2483
2484   if (generator.needsCopy()) {
2485     llvm::Type *byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2486
2487     // dst->x
2488     Address destField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Dst);
2489     destField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(destField),
2490                         byrefInfo.ByrefAlignment);
2491     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, byrefPtrType);
2492     destField = CGF.emitBlockByrefAddress(destField, byrefInfo, false,
2493                                           "dest-object");
2494
2495     // src->x
2496     Address srcField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2497     srcField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(srcField),
2498                        byrefInfo.ByrefAlignment);
2499     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, byrefPtrType);
2500     srcField = CGF.emitBlockByrefAddress(srcField, byrefInfo, false,
2501                                          "src-object");
2502
2503     generator.emitCopy(CGF, destField, srcField);
2504   }
2505
2506   CGF.FinishFunction();
2507
2508   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2509 }
2510
2511 /// Build the copy helper for a __block variable.
2512 static llvm::Constant *buildByrefCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
2513                                             const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2514                                             BlockByrefHelpers &generator) {
2515   CodeGenFunction CGF(CGM);
2516   return generateByrefCopyHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2517 }
2518
2519 /// Generate code for a __block variable's dispose helper.
2520 static llvm::Constant *
2521 generateByrefDisposeHelper(CodeGenFunction &CGF,
2522                            const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2523                            BlockByrefHelpers &generator) {
2524   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2525   QualType R = Context.VoidTy;
2526
2527   FunctionArgList args;
2528   ImplicitParamDecl Src(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2529                         ImplicitParamDecl::Other);
2530   args.push_back(&Src);
2531
2532   const CGFunctionInfo &FI =
2533     CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(R, args);
2534
2535   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2536
2537   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2538   // internal linkage.
2539   llvm::Function *Fn =
2540     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2541                            "__Block_byref_object_dispose_",
2542                            &CGF.CGM.getModule());
2543
2544   IdentifierInfo *II
2545     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_dispose_");
2546
2547   SmallVector<QualType, 1> ArgTys;
2548   ArgTys.push_back(Context.VoidPtrTy);
2549   QualType FunctionTy = Context.getFunctionType(R, ArgTys, {});
2550
2551   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(
2552       Context, Context.getTranslationUnitDecl(), SourceLocation(),
2553       SourceLocation(), II, FunctionTy, nullptr, SC_Static, false, false);
2554
2555   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
2556
2557   CGF.StartFunction(FD, R, Fn, FI, args);
2558
2559   if (generator.needsDispose()) {
2560     Address addr = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2561     addr = Address(CGF.Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
2562     auto byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2563     addr = CGF.Builder.CreateBitCast(addr, byrefPtrType);
2564     addr = CGF.emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, false, "object");
2565
2566     generator.emitDispose(CGF, addr);
2567   }
2568
2569   CGF.FinishFunction();
2570
2571   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2572 }
2573
2574 /// Build the dispose helper for a __block variable.
2575 static llvm::Constant *buildByrefDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
2576                                                const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2577                                                BlockByrefHelpers &generator) {
2578   CodeGenFunction CGF(CGM);
2579   return generateByrefDisposeHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2580 }
2581
2582 /// Lazily build the copy and dispose helpers for a __block variable
2583 /// with the given information.
2584 template <class T>
2585 static T *buildByrefHelpers(CodeGenModule &CGM, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2586                             T &&generator) {
2587   llvm::FoldingSetNodeID id;
2588   generator.Profile(id);
2589
2590   void *insertPos;
2591   BlockByrefHelpers *node
2592     = CGM.ByrefHelpersCache.FindNodeOrInsertPos(id, insertPos);
2593   if (node) return static_cast<T*>(node);
2594
2595   generator.CopyHelper = buildByrefCopyHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2596   generator.DisposeHelper = buildByrefDisposeHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2597
2598   T *copy = new (CGM.getContext()) T(std::forward<T>(generator));
2599   CGM.ByrefHelpersCache.InsertNode(copy, insertPos);
2600   return copy;
2601 }
2602
2603 /// Build the copy and dispose helpers for the given __block variable
2604 /// emission.  Places the helpers in the global cache.  Returns null
2605 /// if no helpers are required.
2606 BlockByrefHelpers *
2607 CodeGenFunction::buildByrefHelpers(llvm::StructType &byrefType,
2608                                    const AutoVarEmission &emission) {
2609   const VarDecl &var = *emission.Variable;
2610   assert(var.isEscapingByref() &&
2611          "only escaping __block variables need byref helpers");
2612
2613   QualType type = var.getType();
2614
2615   auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(&var);
2616
2617   // The alignment we care about for the purposes of uniquing byref
2618   // helpers is the alignment of the actual byref value field.
2619   CharUnits valueAlignment =
2620     byrefInfo.ByrefAlignment.alignmentAtOffset(byrefInfo.FieldOffset);
2621
2622   if (const CXXRecordDecl *record = type->getAsCXXRecordDecl()) {
2623     const Expr *copyExpr =
2624         CGM.getContext().getBlockVarCopyInit(&var).getCopyExpr();
2625     if (!copyExpr && record->hasTrivialDestructor()) return nullptr;
2626
2627     return ::buildByrefHelpers(
2628         CGM, byrefInfo, CXXByrefHelpers(valueAlignment, type, copyExpr));
2629   }
2630
2631   // If type is a non-trivial C struct type that is non-trivial to
2632   // destructly move or destroy, build the copy and dispose helpers.
2633   if (type.isNonTrivialToPrimitiveDestructiveMove() == QualType::PCK_Struct ||
2634       type.isDestructedType() == QualType::DK_nontrivial_c_struct)
2635     return ::buildByrefHelpers(
2636         CGM, byrefInfo, NonTrivialCStructByrefHelpers(valueAlignment, type));
2637
2638   // Otherwise, if we don't have a retainable type, there's nothing to do.
2639   // that the runtime does extra copies.
2640   if (!type->isObjCRetainableType()) return nullptr;
2641
2642   Qualifiers qs = type.getQualifiers();
2643
2644   // If we have lifetime, that dominates.
2645   if (Qualifiers::ObjCLifetime lifetime = qs.getObjCLifetime()) {
2646     switch (lifetime) {
2647     case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
2648
2649     // These are just bits as far as the runtime is concerned.
2650     case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2651     case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
2652       return nullptr;
2653
2654     // Tell the runtime that this is ARC __weak, called by the
2655     // byref routines.
2656     case Qualifiers::OCL_Weak:
2657       return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2658                                  ARCWeakByrefHelpers(valueAlignment));
2659
2660     // ARC __strong __block variables need to be retained.
2661     case Qualifiers::OCL_Strong:
2662       // Block pointers need to be copied, and there's no direct
2663       // transfer possible.
2664       if (type->isBlockPointerType()) {
2665         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2666                                    ARCStrongBlockByrefHelpers(valueAlignment));
2667
2668       // Otherwise, we transfer ownership of the retain from the stack
2669       // to the heap.
2670       } else {
2671         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2672                                    ARCStrongByrefHelpers(valueAlignment));
2673       }
2674     }
2675     llvm_unreachable("fell out of lifetime switch!");
2676   }
2677
2678   BlockFieldFlags flags;
2679   if (type->isBlockPointerType()) {
2680     flags |= BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
2681   } else if (CGM.getContext().isObjCNSObjectType(type) ||
2682              type->isObjCObjectPointerType()) {
2683     flags |= BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
2684   } else {
2685     return nullptr;
2686   }
2687
2688   if (type.isObjCGCWeak())
2689     flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
2690
2691   return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2692                              ObjectByrefHelpers(valueAlignment, flags));
2693 }
2694
2695 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2696                                                const VarDecl *var,
2697                                                bool followForward) {
2698   auto &info = getBlockByrefInfo(var);
2699   return emitBlockByrefAddress(baseAddr, info, followForward, var->getName());
2700 }
2701
2702 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2703                                                const BlockByrefInfo &info,
2704                                                bool followForward,
2705                                                const llvm::Twine &name) {
2706   // Chase the forwarding address if requested.
2707   if (followForward) {
2708     Address forwardingAddr = Builder.CreateStructGEP(baseAddr, 1, "forwarding");
2709     baseAddr = Address(Builder.CreateLoad(forwardingAddr), info.ByrefAlignment);
2710   }
2711
2712   return Builder.CreateStructGEP(baseAddr, info.FieldIndex, name);
2713 }
2714
2715 /// BuildByrefInfo - This routine changes a __block variable declared as T x
2716 ///   into:
2717 ///
2718 ///      struct {
2719 ///        void *__isa;
2720 ///        void *__forwarding;
2721 ///        int32_t __flags;
2722 ///        int32_t __size;
2723 ///        void *__copy_helper;       // only if needed
2724 ///        void *__destroy_helper;    // only if needed
2725 ///        void *__byref_variable_layout;// only if needed
2726 ///        char padding[X];           // only if needed
2727 ///        T x;
2728 ///      } x
2729 ///
2730 const BlockByrefInfo &CodeGenFunction::getBlockByrefInfo(const VarDecl *D) {
2731   auto it = BlockByrefInfos.find(D);
2732   if (it != BlockByrefInfos.end())
2733     return it->second;
2734
2735   llvm::StructType *byrefType =
2736     llvm::StructType::create(getLLVMContext(),
2737                              "struct.__block_byref_" + D->getNameAsString());
2738
2739   QualType Ty = D->getType();
2740
2741   CharUnits size;
2742   SmallVector<llvm::Type *, 8> types;
2743
2744   // void *__isa;
2745   types.push_back(Int8PtrTy);
2746   size += getPointerSize();
2747
2748   // void *__forwarding;
2749   types.push_back(llvm::PointerType::getUnqual(byrefType));
2750   size += getPointerSize();
2751
2752   // int32_t __flags;
2753   types.push_back(Int32Ty);
2754   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2755
2756   // int32_t __size;
2757   types.push_back(Int32Ty);
2758   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2759
2760   // Note that this must match *exactly* the logic in buildByrefHelpers.
2761   bool hasCopyAndDispose = getContext().BlockRequiresCopying(Ty, D);
2762   if (hasCopyAndDispose) {
2763     /// void *__copy_helper;
2764     types.push_back(Int8PtrTy);
2765     size += getPointerSize();
2766
2767     /// void *__destroy_helper;
2768     types.push_back(Int8PtrTy);
2769     size += getPointerSize();
2770   }
2771
2772   bool HasByrefExtendedLayout = false;
2773   Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
2774   if (getContext().getByrefLifetime(Ty, Lifetime, HasByrefExtendedLayout) &&
2775       HasByrefExtendedLayout) {
2776     /// void *__byref_variable_layout;
2777     types.push_back(Int8PtrTy);
2778     size += CharUnits::fromQuantity(PointerSizeInBytes);
2779   }
2780
2781   // T x;
2782   llvm::Type *varTy = ConvertTypeForMem(Ty);
2783
2784   bool packed = false;
2785   CharUnits varAlign = getContext().getDeclAlign(D);
2786   CharUnits varOffset = size.alignTo(varAlign);
2787
2788   // We may have to insert padding.
2789   if (varOffset != size) {
2790     llvm::Type *paddingTy =
2791       llvm::ArrayType::get(Int8Ty, (varOffset - size).getQuantity());
2792
2793     types.push_back(paddingTy);
2794     size = varOffset;
2795
2796   // Conversely, we might have to prevent LLVM from inserting padding.
2797   } else if (CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(varTy)
2798                > varAlign.getQuantity()) {
2799     packed = true;
2800   }
2801   types.push_back(varTy);
2802
2803   byrefType->setBody(types, packed);
2804
2805   BlockByrefInfo info;
2806   info.Type = byrefType;
2807   info.FieldIndex = types.size() - 1;
2808   info.FieldOffset = varOffset;
2809   info.ByrefAlignment = std::max(varAlign, getPointerAlign());
2810
2811   auto pair = BlockByrefInfos.insert({D, info});
2812   assert(pair.second && "info was inserted recursively?");
2813   return pair.first->second;
2814 }
2815
2816 /// Initialize the structural components of a __block variable, i.e.
2817 /// everything but the actual object.
2818 void CodeGenFunction::emitByrefStructureInit(const AutoVarEmission &emission) {
2819   // Find the address of the local.
2820   Address addr = emission.Addr;
2821
2822   // That's an alloca of the byref structure type.
2823   llvm::StructType *byrefType = cast<llvm::StructType>(
2824     cast<llvm::PointerType>(addr.getPointer()->getType())->getElementType());
2825
2826   unsigned nextHeaderIndex = 0;
2827   CharUnits nextHeaderOffset;
2828   auto storeHeaderField = [&](llvm::Value *value, CharUnits fieldSize,
2829                               const Twine &name) {
2830     auto fieldAddr = Builder.CreateStructGEP(addr, nextHeaderIndex, name);
2831     Builder.CreateStore(value, fieldAddr);
2832
2833     nextHeaderIndex++;
2834     nextHeaderOffset += fieldSize;
2835   };
2836
2837   // Build the byref helpers if necessary.  This is null if we don't need any.
2838   BlockByrefHelpers *helpers = buildByrefHelpers(*byrefType, emission);
2839
2840   const VarDecl &D = *emission.Variable;
2841   QualType type = D.getType();
2842
2843   bool HasByrefExtendedLayout;
2844   Qualifiers::ObjCLifetime ByrefLifetime;
2845   bool ByRefHasLifetime =
2846     getContext().getByrefLifetime(type, ByrefLifetime, HasByrefExtendedLayout);
2847
2848   llvm::Value *V;
2849
2850   // Initialize the 'isa', which is just 0 or 1.
2851   int isa = 0;
2852   if (type.isObjCGCWeak())
2853     isa = 1;
2854   V = Builder.CreateIntToPtr(Builder.getInt32(isa), Int8PtrTy, "isa");
2855   storeHeaderField(V, getPointerSize(), "byref.isa");
2856
2857   // Store the address of the variable into its own forwarding pointer.
2858   storeHeaderField(addr.getPointer(), getPointerSize(), "byref.forwarding");
2859
2860   // Blocks ABI:
2861   //   c) the flags field is set to either 0 if no helper functions are
2862   //      needed or BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE if they are,
2863   BlockFlags flags;
2864   if (helpers) flags |= BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE;
2865   if (ByRefHasLifetime) {
2866     if (HasByrefExtendedLayout) flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED;
2867       else switch (ByrefLifetime) {
2868         case Qualifiers::OCL_Strong:
2869           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG;
2870           break;
2871         case Qualifiers::OCL_Weak:
2872           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK;
2873           break;
2874         case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2875           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED;
2876           break;
2877         case Qualifiers::OCL_None:
2878           if (!type->isObjCObjectPointerType() && !type->isBlockPointerType())
2879             flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT;
2880           break;
2881         default:
2882           break;
2883       }
2884     if (CGM.getLangOpts().ObjCGCBitmapPrint) {
2885       printf("\n Inline flag for BYREF variable layout (%d):", flags.getBitMask());
2886       if (flags & BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE)
2887         printf(" BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE");
2888       if (flags & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK) {
2889         BlockFlags ThisFlag(flags.getBitMask() & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK);
2890         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED)
2891           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED");
2892         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG)
2893           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG");
2894         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK)
2895           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK");
2896         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED)
2897           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED");
2898         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT)
2899           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT");
2900       }
2901       printf("\n");
2902     }
2903   }
2904   storeHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
2905                    getIntSize(), "byref.flags");
2906
2907   CharUnits byrefSize = CGM.GetTargetTypeStoreSize(byrefType);
2908   V = llvm::ConstantInt::get(IntTy, byrefSize.getQuantity());
2909   storeHeaderField(V, getIntSize(), "byref.size");
2910
2911   if (helpers) {
2912     storeHeaderField(helpers->CopyHelper, getPointerSize(),
2913                      "byref.copyHelper");
2914     storeHeaderField(helpers->DisposeHelper, getPointerSize(),
2915                      "byref.disposeHelper");
2916   }
2917
2918   if (ByRefHasLifetime && HasByrefExtendedLayout) {
2919     auto layoutInfo = CGM.getObjCRuntime().BuildByrefLayout(CGM, type);
2920     storeHeaderField(layoutInfo, getPointerSize(), "byref.layout");
2921   }
2922 }
2923
2924 void CodeGenFunction::BuildBlockRelease(llvm::Value *V, BlockFieldFlags flags,
2925                                         bool CanThrow) {
2926   llvm::FunctionCallee F = CGM.getBlockObjectDispose();
2927   llvm::Value *args[] = {
2928     Builder.CreateBitCast(V, Int8PtrTy),
2929     llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
2930   };
2931
2932   if (CanThrow)
2933     EmitRuntimeCallOrInvoke(F, args);
2934   else
2935     EmitNounwindRuntimeCall(F, args);
2936 }
2937
2938 void CodeGenFunction::enterByrefCleanup(CleanupKind Kind, Address Addr,
2939                                         BlockFieldFlags Flags,
2940                                         bool LoadBlockVarAddr, bool CanThrow) {
2941   EHStack.pushCleanup<CallBlockRelease>(Kind, Addr, Flags, LoadBlockVarAddr,
2942                                         CanThrow);
2943 }
2944
2945 /// Adjust the declaration of something from the blocks API.
2946 static void configureBlocksRuntimeObject(CodeGenModule &CGM,
2947                                          llvm::Constant *C) {
2948   auto *GV = cast<llvm::GlobalValue>(C->stripPointerCasts());
2949
2950   if (CGM.getTarget().getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
2951     IdentifierInfo &II = CGM.getContext().Idents.get(C->getName());
2952     TranslationUnitDecl *TUDecl = CGM.getContext().getTranslationUnitDecl();
2953     DeclContext *DC = TranslationUnitDecl::castToDeclContext(TUDecl);
2954
2955     assert((isa<llvm::Function>(C->stripPointerCasts()) ||
2956             isa<llvm::GlobalVariable>(C->stripPointerCasts())) &&
2957            "expected Function or GlobalVariable");
2958
2959     const NamedDecl *ND = nullptr;
2960     for (const auto &Result : DC->lookup(&II))
2961       if ((ND = dyn_cast<FunctionDecl>(Result)) ||
2962           (ND = dyn_cast<VarDecl>(Result)))
2963         break;
2964
2965     // TODO: support static blocks runtime
2966     if (GV->isDeclaration() && (!ND || !ND->hasAttr<DLLExportAttr>())) {
2967       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLImportStorageClass);
2968       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2969     } else {
2970       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLExportStorageClass);
2971       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2972     }
2973   }
2974
2975   if (CGM.getLangOpts().BlocksRuntimeOptional && GV->isDeclaration() &&
2976       GV->hasExternalLinkage())
2977     GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
2978
2979   CGM.setDSOLocal(GV);
2980 }
2981
2982 llvm::FunctionCallee CodeGenModule::getBlockObjectDispose() {
2983   if (BlockObjectDispose)
2984     return BlockObjectDispose;
2985
2986   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int32Ty };
2987   llvm::FunctionType *fty
2988     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
2989   BlockObjectDispose = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_dispose");
2990   configureBlocksRuntimeObject(
2991       *this, cast<llvm::Constant>(BlockObjectDispose.getCallee()));
2992   return BlockObjectDispose;
2993 }
2994
2995 llvm::FunctionCallee CodeGenModule::getBlockObjectAssign() {
2996   if (BlockObjectAssign)
2997     return BlockObjectAssign;
2998
2999   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int8PtrTy, Int32Ty };
3000   llvm::FunctionType *fty
3001     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
3002   BlockObjectAssign = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_assign");
3003   configureBlocksRuntimeObject(
3004       *this, cast<llvm::Constant>(BlockObjectAssign.getCallee()));
3005   return BlockObjectAssign;
3006 }
3007
3008 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteGlobalBlock() {
3009   if (NSConcreteGlobalBlock)
3010     return NSConcreteGlobalBlock;
3011
3012   NSConcreteGlobalBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteGlobalBlock",
3013                                                 Int8PtrTy->getPointerTo(),
3014                                                 nullptr);
3015   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteGlobalBlock);
3016   return NSConcreteGlobalBlock;
3017 }
3018
3019 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteStackBlock() {
3020   if (NSConcreteStackBlock)
3021     return NSConcreteStackBlock;
3022
3023   NSConcreteStackBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteStackBlock",
3024                                                Int8PtrTy->getPointerTo(),
3025                                                nullptr);
3026   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteStackBlock);
3027   return NSConcreteStackBlock;
3028 }