]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/CodeGen/CGBlocks.cpp
Vendor import of clang trunk r338150:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / lib / CodeGen / CGBlocks.cpp
1 //===--- CGBlocks.cpp - Emit LLVM Code for declarations ---------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This contains code to emit blocks.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "CGBlocks.h"
15 #include "CGDebugInfo.h"
16 #include "CGObjCRuntime.h"
17 #include "CGOpenCLRuntime.h"
18 #include "CodeGenFunction.h"
19 #include "CodeGenModule.h"
20 #include "ConstantEmitter.h"
21 #include "TargetInfo.h"
22 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
23 #include "clang/CodeGen/ConstantInitBuilder.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/IR/CallSite.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/Module.h"
28 #include <algorithm>
29 #include <cstdio>
30
31 using namespace clang;
32 using namespace CodeGen;
33
34 CGBlockInfo::CGBlockInfo(const BlockDecl *block, StringRef name)
35   : Name(name), CXXThisIndex(0), CanBeGlobal(false), NeedsCopyDispose(false),
36     HasCXXObject(false), UsesStret(false), HasCapturedVariableLayout(false),
37     LocalAddress(Address::invalid()), StructureType(nullptr), Block(block),
38     DominatingIP(nullptr) {
39
40   // Skip asm prefix, if any.  'name' is usually taken directly from
41   // the mangled name of the enclosing function.
42   if (!name.empty() && name[0] == '\01')
43     name = name.substr(1);
44 }
45
46 // Anchor the vtable to this translation unit.
47 BlockByrefHelpers::~BlockByrefHelpers() {}
48
49 /// Build the given block as a global block.
50 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
51                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
52                                         llvm::Constant *blockFn);
53
54 /// Build the helper function to copy a block.
55 static llvm::Constant *buildCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
56                                        const CGBlockInfo &blockInfo) {
57   return CodeGenFunction(CGM).GenerateCopyHelperFunction(blockInfo);
58 }
59
60 /// Build the helper function to dispose of a block.
61 static llvm::Constant *buildDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
62                                           const CGBlockInfo &blockInfo) {
63   return CodeGenFunction(CGM).GenerateDestroyHelperFunction(blockInfo);
64 }
65
66 /// buildBlockDescriptor - Build the block descriptor meta-data for a block.
67 /// buildBlockDescriptor is accessed from 5th field of the Block_literal
68 /// meta-data and contains stationary information about the block literal.
69 /// Its definition will have 4 (or optionally 6) words.
70 /// \code
71 /// struct Block_descriptor {
72 ///   unsigned long reserved;
73 ///   unsigned long size;  // size of Block_literal metadata in bytes.
74 ///   void *copy_func_helper_decl;  // optional copy helper.
75 ///   void *destroy_func_decl; // optioanl destructor helper.
76 ///   void *block_method_encoding_address; // @encode for block literal signature.
77 ///   void *block_layout_info; // encoding of captured block variables.
78 /// };
79 /// \endcode
80 static llvm::Constant *buildBlockDescriptor(CodeGenModule &CGM,
81                                             const CGBlockInfo &blockInfo) {
82   ASTContext &C = CGM.getContext();
83
84   llvm::IntegerType *ulong =
85     cast<llvm::IntegerType>(CGM.getTypes().ConvertType(C.UnsignedLongTy));
86   llvm::PointerType *i8p = nullptr;
87   if (CGM.getLangOpts().OpenCL)
88     i8p = 
89       llvm::Type::getInt8PtrTy(
90            CGM.getLLVMContext(), C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant));
91   else
92     i8p = CGM.VoidPtrTy;
93
94   ConstantInitBuilder builder(CGM);
95   auto elements = builder.beginStruct();
96
97   // reserved
98   elements.addInt(ulong, 0);
99
100   // Size
101   // FIXME: What is the right way to say this doesn't fit?  We should give
102   // a user diagnostic in that case.  Better fix would be to change the
103   // API to size_t.
104   elements.addInt(ulong, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
105
106   // Optional copy/dispose helpers.
107   if (blockInfo.needsCopyDisposeHelpers()) {
108     // copy_func_helper_decl
109     elements.add(buildCopyHelper(CGM, blockInfo));
110
111     // destroy_func_decl
112     elements.add(buildDisposeHelper(CGM, blockInfo));
113   }
114
115   // Signature.  Mandatory ObjC-style method descriptor @encode sequence.
116   std::string typeAtEncoding =
117     CGM.getContext().getObjCEncodingForBlock(blockInfo.getBlockExpr());
118   elements.add(llvm::ConstantExpr::getBitCast(
119     CGM.GetAddrOfConstantCString(typeAtEncoding).getPointer(), i8p));
120   
121   // GC layout.
122   if (C.getLangOpts().ObjC1) {
123     if (CGM.getLangOpts().getGC() != LangOptions::NonGC)
124       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildGCBlockLayout(CGM, blockInfo));
125     else
126       elements.add(CGM.getObjCRuntime().BuildRCBlockLayout(CGM, blockInfo));
127   }
128   else
129     elements.addNullPointer(i8p);
130
131   unsigned AddrSpace = 0;
132   if (C.getLangOpts().OpenCL)
133     AddrSpace = C.getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
134
135   llvm::GlobalVariable *global =
136     elements.finishAndCreateGlobal("__block_descriptor_tmp",
137                                    CGM.getPointerAlign(),
138                                    /*constant*/ true,
139                                    llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
140                                    AddrSpace);
141
142   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(global, CGM.getBlockDescriptorType());
143 }
144
145 /*
146   Purely notional variadic template describing the layout of a block.
147
148   template <class _ResultType, class... _ParamTypes, class... _CaptureTypes>
149   struct Block_literal {
150     /// Initialized to one of:
151     ///   extern void *_NSConcreteStackBlock[];
152     ///   extern void *_NSConcreteGlobalBlock[];
153     ///
154     /// In theory, we could start one off malloc'ed by setting
155     /// BLOCK_NEEDS_FREE, giving it a refcount of 1, and using
156     /// this isa:
157     ///   extern void *_NSConcreteMallocBlock[];
158     struct objc_class *isa;
159
160     /// These are the flags (with corresponding bit number) that the
161     /// compiler is actually supposed to know about.
162     ///  23. BLOCK_IS_NOESCAPE - indicates that the block is non-escaping
163     ///  25. BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE - indicates that the block
164     ///   descriptor provides copy and dispose helper functions
165     ///  26. BLOCK_HAS_CXX_OBJ - indicates that there's a captured
166     ///   object with a nontrivial destructor or copy constructor
167     ///  28. BLOCK_IS_GLOBAL - indicates that the block is allocated
168     ///   as global memory
169     ///  29. BLOCK_USE_STRET - indicates that the block function
170     ///   uses stret, which objc_msgSend needs to know about
171     ///  30. BLOCK_HAS_SIGNATURE - indicates that the block has an
172     ///   @encoded signature string
173     /// And we're not supposed to manipulate these:
174     ///  24. BLOCK_NEEDS_FREE - indicates that the block has been moved
175     ///   to malloc'ed memory
176     ///  27. BLOCK_IS_GC - indicates that the block has been moved to
177     ///   to GC-allocated memory
178     /// Additionally, the bottom 16 bits are a reference count which
179     /// should be zero on the stack.
180     int flags;
181
182     /// Reserved;  should be zero-initialized.
183     int reserved;
184
185     /// Function pointer generated from block literal.
186     _ResultType (*invoke)(Block_literal *, _ParamTypes...);
187
188     /// Block description metadata generated from block literal.
189     struct Block_descriptor *block_descriptor;
190
191     /// Captured values follow.
192     _CapturesTypes captures...;
193   };
194  */
195
196 namespace {
197   /// A chunk of data that we actually have to capture in the block.
198   struct BlockLayoutChunk {
199     CharUnits Alignment;
200     CharUnits Size;
201     Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
202     const BlockDecl::Capture *Capture; // null for 'this'
203     llvm::Type *Type;
204     QualType FieldType;
205
206     BlockLayoutChunk(CharUnits align, CharUnits size,
207                      Qualifiers::ObjCLifetime lifetime,
208                      const BlockDecl::Capture *capture,
209                      llvm::Type *type, QualType fieldType)
210       : Alignment(align), Size(size), Lifetime(lifetime),
211         Capture(capture), Type(type), FieldType(fieldType) {}
212
213     /// Tell the block info that this chunk has the given field index.
214     void setIndex(CGBlockInfo &info, unsigned index, CharUnits offset) {
215       if (!Capture) {
216         info.CXXThisIndex = index;
217         info.CXXThisOffset = offset;
218       } else {
219         auto C = CGBlockInfo::Capture::makeIndex(index, offset, FieldType);
220         info.Captures.insert({Capture->getVariable(), C});
221       }
222     }
223   };
224
225   /// Order by 1) all __strong together 2) next, all byfref together 3) next,
226   /// all __weak together. Preserve descending alignment in all situations.
227   bool operator<(const BlockLayoutChunk &left, const BlockLayoutChunk &right) {
228     if (left.Alignment != right.Alignment)
229       return left.Alignment > right.Alignment;
230
231     auto getPrefOrder = [](const BlockLayoutChunk &chunk) {
232       if (chunk.Capture && chunk.Capture->isByRef())
233         return 1;
234       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Strong)
235         return 0;
236       if (chunk.Lifetime == Qualifiers::OCL_Weak)
237         return 2;
238       return 3;
239     };
240
241     return getPrefOrder(left) < getPrefOrder(right);
242   }
243 } // end anonymous namespace
244
245 /// Determines if the given type is safe for constant capture in C++.
246 static bool isSafeForCXXConstantCapture(QualType type) {
247   const RecordType *recordType =
248     type->getBaseElementTypeUnsafe()->getAs<RecordType>();
249
250   // Only records can be unsafe.
251   if (!recordType) return true;
252
253   const auto *record = cast<CXXRecordDecl>(recordType->getDecl());
254
255   // Maintain semantics for classes with non-trivial dtors or copy ctors.
256   if (!record->hasTrivialDestructor()) return false;
257   if (record->hasNonTrivialCopyConstructor()) return false;
258
259   // Otherwise, we just have to make sure there aren't any mutable
260   // fields that might have changed since initialization.
261   return !record->hasMutableFields();
262 }
263
264 /// It is illegal to modify a const object after initialization.
265 /// Therefore, if a const object has a constant initializer, we don't
266 /// actually need to keep storage for it in the block; we'll just
267 /// rematerialize it at the start of the block function.  This is
268 /// acceptable because we make no promises about address stability of
269 /// captured variables.
270 static llvm::Constant *tryCaptureAsConstant(CodeGenModule &CGM,
271                                             CodeGenFunction *CGF,
272                                             const VarDecl *var) {
273   // Return if this is a function parameter. We shouldn't try to
274   // rematerialize default arguments of function parameters.
275   if (isa<ParmVarDecl>(var))
276     return nullptr;
277
278   QualType type = var->getType();
279
280   // We can only do this if the variable is const.
281   if (!type.isConstQualified()) return nullptr;
282
283   // Furthermore, in C++ we have to worry about mutable fields:
284   // C++ [dcl.type.cv]p4:
285   //   Except that any class member declared mutable can be
286   //   modified, any attempt to modify a const object during its
287   //   lifetime results in undefined behavior.
288   if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus && !isSafeForCXXConstantCapture(type))
289     return nullptr;
290
291   // If the variable doesn't have any initializer (shouldn't this be
292   // invalid?), it's not clear what we should do.  Maybe capture as
293   // zero?
294   const Expr *init = var->getInit();
295   if (!init) return nullptr;
296
297   return ConstantEmitter(CGM, CGF).tryEmitAbstractForInitializer(*var);
298 }
299
300 /// Get the low bit of a nonzero character count.  This is the
301 /// alignment of the nth byte if the 0th byte is universally aligned.
302 static CharUnits getLowBit(CharUnits v) {
303   return CharUnits::fromQuantity(v.getQuantity() & (~v.getQuantity() + 1));
304 }
305
306 static void initializeForBlockHeader(CodeGenModule &CGM, CGBlockInfo &info,
307                              SmallVectorImpl<llvm::Type*> &elementTypes) {
308
309   assert(elementTypes.empty());
310   if (CGM.getLangOpts().OpenCL) {
311     // The header is basically 'struct { int; int;
312     // custom_fields; }'. Assert that struct is packed.
313     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* total size */
314     elementTypes.push_back(CGM.IntTy); /* align */
315     unsigned Offset = 2 * CGM.getIntSize().getQuantity();
316     unsigned BlockAlign = CGM.getIntAlign().getQuantity();
317     if (auto *Helper =
318             CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
319       for (auto I : Helper->getCustomFieldTypes()) /* custom fields */ {
320         // TargetOpenCLBlockHelp needs to make sure the struct is packed.
321         // If necessary, add padding fields to the custom fields.
322         unsigned Align = CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(I);
323         if (BlockAlign < Align)
324           BlockAlign = Align;
325         assert(Offset % Align == 0);
326         Offset += CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I);
327         elementTypes.push_back(I);
328       }
329     }
330     info.BlockAlign = CharUnits::fromQuantity(BlockAlign);
331     info.BlockSize = CharUnits::fromQuantity(Offset);
332   } else {
333     // The header is basically 'struct { void *; int; int; void *; void *; }'.
334     // Assert that the struct is packed.
335     assert(CGM.getIntSize() <= CGM.getPointerSize());
336     assert(CGM.getIntAlign() <= CGM.getPointerAlign());
337     assert((2 * CGM.getIntSize()).isMultipleOf(CGM.getPointerAlign()));
338     info.BlockAlign = CGM.getPointerAlign();
339     info.BlockSize = 3 * CGM.getPointerSize() + 2 * CGM.getIntSize();
340     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
341     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
342     elementTypes.push_back(CGM.IntTy);
343     elementTypes.push_back(CGM.VoidPtrTy);
344     elementTypes.push_back(CGM.getBlockDescriptorType());
345   }
346 }
347
348 static QualType getCaptureFieldType(const CodeGenFunction &CGF,
349                                     const BlockDecl::Capture &CI) {
350   const VarDecl *VD = CI.getVariable();
351
352   // If the variable is captured by an enclosing block or lambda expression,
353   // use the type of the capture field.
354   if (CGF.BlockInfo && CI.isNested())
355     return CGF.BlockInfo->getCapture(VD).fieldType();
356   if (auto *FD = CGF.LambdaCaptureFields.lookup(VD))
357     return FD->getType();
358   return VD->getType();
359 }
360
361 /// Compute the layout of the given block.  Attempts to lay the block
362 /// out with minimal space requirements.
363 static void computeBlockInfo(CodeGenModule &CGM, CodeGenFunction *CGF,
364                              CGBlockInfo &info) {
365   ASTContext &C = CGM.getContext();
366   const BlockDecl *block = info.getBlockDecl();
367
368   SmallVector<llvm::Type*, 8> elementTypes;
369   initializeForBlockHeader(CGM, info, elementTypes);
370   bool hasNonConstantCustomFields = false;
371   if (auto *OpenCLHelper =
372           CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper())
373     hasNonConstantCustomFields =
374         !OpenCLHelper->areAllCustomFieldValuesConstant(info);
375   if (!block->hasCaptures() && !hasNonConstantCustomFields) {
376     info.StructureType =
377       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
378     info.CanBeGlobal = true;
379     return;
380   }
381   else if (C.getLangOpts().ObjC1 &&
382            CGM.getLangOpts().getGC() == LangOptions::NonGC)
383     info.HasCapturedVariableLayout = true;
384   
385   // Collect the layout chunks.
386   SmallVector<BlockLayoutChunk, 16> layout;
387   layout.reserve(block->capturesCXXThis() +
388                  (block->capture_end() - block->capture_begin()));
389
390   CharUnits maxFieldAlign;
391
392   // First, 'this'.
393   if (block->capturesCXXThis()) {
394     assert(CGF && CGF->CurFuncDecl && isa<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl) &&
395            "Can't capture 'this' outside a method");
396     QualType thisType = cast<CXXMethodDecl>(CGF->CurFuncDecl)->getThisType(C);
397
398     // Theoretically, this could be in a different address space, so
399     // don't assume standard pointer size/align.
400     llvm::Type *llvmType = CGM.getTypes().ConvertType(thisType);
401     std::pair<CharUnits,CharUnits> tinfo
402       = CGM.getContext().getTypeInfoInChars(thisType);
403     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, tinfo.second);
404
405     layout.push_back(BlockLayoutChunk(tinfo.second, tinfo.first,
406                                       Qualifiers::OCL_None,
407                                       nullptr, llvmType, thisType));
408   }
409
410   // Next, all the block captures.
411   for (const auto &CI : block->captures()) {
412     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
413
414     if (CI.isByRef()) {
415       // We have to copy/dispose of the __block reference.
416       info.NeedsCopyDispose = true;
417
418       // Just use void* instead of a pointer to the byref type.
419       CharUnits align = CGM.getPointerAlign();
420       maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
421
422       layout.push_back(BlockLayoutChunk(align, CGM.getPointerSize(),
423                                         Qualifiers::OCL_None, &CI,
424                                         CGM.VoidPtrTy, variable->getType()));
425       continue;
426     }
427
428     // Otherwise, build a layout chunk with the size and alignment of
429     // the declaration.
430     if (llvm::Constant *constant = tryCaptureAsConstant(CGM, CGF, variable)) {
431       info.Captures[variable] = CGBlockInfo::Capture::makeConstant(constant);
432       continue;
433     }
434
435     // If we have a lifetime qualifier, honor it for capture purposes.
436     // That includes *not* copying it if it's __unsafe_unretained.
437     Qualifiers::ObjCLifetime lifetime =
438       variable->getType().getObjCLifetime();
439     if (lifetime) {
440       switch (lifetime) {
441       case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
442       case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
443       case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
444         break;
445
446       case Qualifiers::OCL_Strong:
447       case Qualifiers::OCL_Weak:
448         info.NeedsCopyDispose = true;
449       }
450
451     // Block pointers require copy/dispose.  So do Objective-C pointers.
452     } else if (variable->getType()->isObjCRetainableType()) {
453       // But honor the inert __unsafe_unretained qualifier, which doesn't
454       // actually make it into the type system.
455        if (variable->getType()->isObjCInertUnsafeUnretainedType()) {
456         lifetime = Qualifiers::OCL_ExplicitNone;
457       } else {
458         info.NeedsCopyDispose = true;
459         // used for mrr below.
460         lifetime = Qualifiers::OCL_Strong;
461       }
462
463     // So do types that require non-trivial copy construction.
464     } else if (CI.hasCopyExpr()) {
465       info.NeedsCopyDispose = true;
466       info.HasCXXObject = true;
467
468     // So do C structs that require non-trivial copy construction or
469     // destruction.
470     } else if (variable->getType().isNonTrivialToPrimitiveCopy() ==
471                    QualType::PCK_Struct ||
472                variable->getType().isDestructedType() ==
473                    QualType::DK_nontrivial_c_struct) {
474       info.NeedsCopyDispose = true;
475
476     // And so do types with destructors.
477     } else if (CGM.getLangOpts().CPlusPlus) {
478       if (const CXXRecordDecl *record =
479             variable->getType()->getAsCXXRecordDecl()) {
480         if (!record->hasTrivialDestructor()) {
481           info.HasCXXObject = true;
482           info.NeedsCopyDispose = true;
483         }
484       }
485     }
486
487     QualType VT = getCaptureFieldType(*CGF, CI);
488     CharUnits size = C.getTypeSizeInChars(VT);
489     CharUnits align = C.getDeclAlign(variable);
490     
491     maxFieldAlign = std::max(maxFieldAlign, align);
492
493     llvm::Type *llvmType =
494       CGM.getTypes().ConvertTypeForMem(VT);
495     
496     layout.push_back(
497         BlockLayoutChunk(align, size, lifetime, &CI, llvmType, VT));
498   }
499
500   // If that was everything, we're done here.
501   if (layout.empty()) {
502     info.StructureType =
503       llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
504     info.CanBeGlobal = true;
505     return;
506   }
507
508   // Sort the layout by alignment.  We have to use a stable sort here
509   // to get reproducible results.  There should probably be an
510   // llvm::array_pod_stable_sort.
511   std::stable_sort(layout.begin(), layout.end());
512   
513   // Needed for blocks layout info.
514   info.BlockHeaderForcedGapOffset = info.BlockSize;
515   info.BlockHeaderForcedGapSize = CharUnits::Zero();
516   
517   CharUnits &blockSize = info.BlockSize;
518   info.BlockAlign = std::max(maxFieldAlign, info.BlockAlign);
519
520   // Assuming that the first byte in the header is maximally aligned,
521   // get the alignment of the first byte following the header.
522   CharUnits endAlign = getLowBit(blockSize);
523
524   // If the end of the header isn't satisfactorily aligned for the
525   // maximum thing, look for things that are okay with the header-end
526   // alignment, and keep appending them until we get something that's
527   // aligned right.  This algorithm is only guaranteed optimal if
528   // that condition is satisfied at some point; otherwise we can get
529   // things like:
530   //   header                 // next byte has alignment 4
531   //   something_with_size_5; // next byte has alignment 1
532   //   something_with_alignment_8;
533   // which has 7 bytes of padding, as opposed to the naive solution
534   // which might have less (?).
535   if (endAlign < maxFieldAlign) {
536     SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
537       li = layout.begin() + 1, le = layout.end();
538
539     // Look for something that the header end is already
540     // satisfactorily aligned for.
541     for (; li != le && endAlign < li->Alignment; ++li)
542       ;
543
544     // If we found something that's naturally aligned for the end of
545     // the header, keep adding things...
546     if (li != le) {
547       SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator first = li;
548       for (; li != le; ++li) {
549         assert(endAlign >= li->Alignment);
550
551         li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
552         elementTypes.push_back(li->Type);
553         blockSize += li->Size;
554         endAlign = getLowBit(blockSize);
555
556         // ...until we get to the alignment of the maximum field.
557         if (endAlign >= maxFieldAlign) {
558           break;
559         }
560       }
561       // Don't re-append everything we just appended.
562       layout.erase(first, li);
563     }
564   }
565
566   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
567   
568   // At this point, we just have to add padding if the end align still
569   // isn't aligned right.
570   if (endAlign < maxFieldAlign) {
571     CharUnits newBlockSize = blockSize.alignTo(maxFieldAlign);
572     CharUnits padding = newBlockSize - blockSize;
573
574     // If we haven't yet added any fields, remember that there was an
575     // initial gap; this need to go into the block layout bit map.
576     if (blockSize == info.BlockHeaderForcedGapOffset) {
577       info.BlockHeaderForcedGapSize = padding;
578     }
579
580     elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
581                                                 padding.getQuantity()));
582     blockSize = newBlockSize;
583     endAlign = getLowBit(blockSize); // might be > maxFieldAlign
584   }
585
586   assert(endAlign >= maxFieldAlign);
587   assert(endAlign == getLowBit(blockSize));
588   // Slam everything else on now.  This works because they have
589   // strictly decreasing alignment and we expect that size is always a
590   // multiple of alignment.
591   for (SmallVectorImpl<BlockLayoutChunk>::iterator
592          li = layout.begin(), le = layout.end(); li != le; ++li) {
593     if (endAlign < li->Alignment) {
594       // size may not be multiple of alignment. This can only happen with
595       // an over-aligned variable. We will be adding a padding field to
596       // make the size be multiple of alignment.
597       CharUnits padding = li->Alignment - endAlign;
598       elementTypes.push_back(llvm::ArrayType::get(CGM.Int8Ty,
599                                                   padding.getQuantity()));
600       blockSize += padding;
601       endAlign = getLowBit(blockSize);
602     }
603     assert(endAlign >= li->Alignment);
604     li->setIndex(info, elementTypes.size(), blockSize);
605     elementTypes.push_back(li->Type);
606     blockSize += li->Size;
607     endAlign = getLowBit(blockSize);
608   }
609
610   info.StructureType =
611     llvm::StructType::get(CGM.getLLVMContext(), elementTypes, true);
612 }
613
614 /// Enter the scope of a block.  This should be run at the entrance to
615 /// a full-expression so that the block's cleanups are pushed at the
616 /// right place in the stack.
617 static void enterBlockScope(CodeGenFunction &CGF, BlockDecl *block) {
618   assert(CGF.HaveInsertPoint());
619
620   // Allocate the block info and place it at the head of the list.
621   CGBlockInfo &blockInfo =
622     *new CGBlockInfo(block, CGF.CurFn->getName());
623   blockInfo.NextBlockInfo = CGF.FirstBlockInfo;
624   CGF.FirstBlockInfo = &blockInfo;
625
626   // Compute information about the layout, etc., of this block,
627   // pushing cleanups as necessary.
628   computeBlockInfo(CGF.CGM, &CGF, blockInfo);
629
630   // Nothing else to do if it can be global.
631   if (blockInfo.CanBeGlobal) return;
632
633   // Make the allocation for the block.
634   blockInfo.LocalAddress = CGF.CreateTempAlloca(blockInfo.StructureType,
635                                                 blockInfo.BlockAlign, "block");
636
637   // If there are cleanups to emit, enter them (but inactive).
638   if (!blockInfo.NeedsCopyDispose) return;
639
640   // Walk through the captures (in order) and find the ones not
641   // captured by constant.
642   for (const auto &CI : block->captures()) {
643     // Ignore __block captures; there's nothing special in the
644     // on-stack block that we need to do for them.
645     if (CI.isByRef()) continue;
646
647     // Ignore variables that are constant-captured.
648     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
649     CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
650     if (capture.isConstant()) continue;
651
652     // Ignore objects that aren't destructed.
653     QualType VT = getCaptureFieldType(CGF, CI);
654     QualType::DestructionKind dtorKind = VT.isDestructedType();
655     if (dtorKind == QualType::DK_none) continue;
656
657     CodeGenFunction::Destroyer *destroyer;
658
659     // Block captures count as local values and have imprecise semantics.
660     // They also can't be arrays, so need to worry about that.
661     //
662     // For const-qualified captures, emit clang.arc.use to ensure the captured
663     // object doesn't get released while we are still depending on its validity
664     // within the block.
665     if (VT.isConstQualified() &&
666         VT.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
667         CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
668       assert(CGF.CGM.getLangOpts().ObjCAutoRefCount &&
669              "expected ObjC ARC to be enabled");
670       destroyer = CodeGenFunction::emitARCIntrinsicUse;
671     } else if (dtorKind == QualType::DK_objc_strong_lifetime) {
672       destroyer = CodeGenFunction::destroyARCStrongImprecise;
673     } else {
674       destroyer = CGF.getDestroyer(dtorKind);
675     }
676
677     // GEP down to the address.
678     Address addr = CGF.Builder.CreateStructGEP(blockInfo.LocalAddress,
679                                                capture.getIndex(),
680                                                capture.getOffset());
681
682     // We can use that GEP as the dominating IP.
683     if (!blockInfo.DominatingIP)
684       blockInfo.DominatingIP = cast<llvm::Instruction>(addr.getPointer());
685
686     CleanupKind cleanupKind = InactiveNormalCleanup;
687     bool useArrayEHCleanup = CGF.needsEHCleanup(dtorKind);
688     if (useArrayEHCleanup) 
689       cleanupKind = InactiveNormalAndEHCleanup;
690
691     CGF.pushDestroy(cleanupKind, addr, VT,
692                     destroyer, useArrayEHCleanup);
693
694     // Remember where that cleanup was.
695     capture.setCleanup(CGF.EHStack.stable_begin());
696   }
697 }
698
699 /// Enter a full-expression with a non-trivial number of objects to
700 /// clean up.  This is in this file because, at the moment, the only
701 /// kind of cleanup object is a BlockDecl*.
702 void CodeGenFunction::enterNonTrivialFullExpression(const ExprWithCleanups *E) {
703   assert(E->getNumObjects() != 0);
704   for (const ExprWithCleanups::CleanupObject &C : E->getObjects())
705     enterBlockScope(*this, C);
706 }
707
708 /// Find the layout for the given block in a linked list and remove it.
709 static CGBlockInfo *findAndRemoveBlockInfo(CGBlockInfo **head,
710                                            const BlockDecl *block) {
711   while (true) {
712     assert(head && *head);
713     CGBlockInfo *cur = *head;
714
715     // If this is the block we're looking for, splice it out of the list.
716     if (cur->getBlockDecl() == block) {
717       *head = cur->NextBlockInfo;
718       return cur;
719     }
720
721     head = &cur->NextBlockInfo;
722   }
723 }
724
725 /// Destroy a chain of block layouts.
726 void CodeGenFunction::destroyBlockInfos(CGBlockInfo *head) {
727   assert(head && "destroying an empty chain");
728   do {
729     CGBlockInfo *cur = head;
730     head = cur->NextBlockInfo;
731     delete cur;
732   } while (head != nullptr);
733 }
734
735 /// Emit a block literal expression in the current function.
736 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const BlockExpr *blockExpr) {
737   // If the block has no captures, we won't have a pre-computed
738   // layout for it.
739   if (!blockExpr->getBlockDecl()->hasCaptures()) {
740     // The block literal is emitted as a global variable, and the block invoke
741     // function has to be extracted from its initializer.
742     if (llvm::Constant *Block = CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockExpr)) {
743       return Block;
744     }
745     CGBlockInfo blockInfo(blockExpr->getBlockDecl(), CurFn->getName());
746     computeBlockInfo(CGM, this, blockInfo);
747     blockInfo.BlockExpression = blockExpr;
748     return EmitBlockLiteral(blockInfo);
749   }
750
751   // Find the block info for this block and take ownership of it.
752   std::unique_ptr<CGBlockInfo> blockInfo;
753   blockInfo.reset(findAndRemoveBlockInfo(&FirstBlockInfo,
754                                          blockExpr->getBlockDecl()));
755
756   blockInfo->BlockExpression = blockExpr;
757   return EmitBlockLiteral(*blockInfo);
758 }
759
760 llvm::Value *CodeGenFunction::EmitBlockLiteral(const CGBlockInfo &blockInfo) {
761   bool IsOpenCL = CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL;
762   // Using the computed layout, generate the actual block function.
763   bool isLambdaConv = blockInfo.getBlockDecl()->isConversionFromLambda();
764   CodeGenFunction BlockCGF{CGM, true};
765   BlockCGF.SanOpts = SanOpts;
766   auto *InvokeFn = BlockCGF.GenerateBlockFunction(
767       CurGD, blockInfo, LocalDeclMap, isLambdaConv, blockInfo.CanBeGlobal);
768
769   // If there is nothing to capture, we can emit this as a global block.
770   if (blockInfo.CanBeGlobal)
771     return CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression);
772
773   // Otherwise, we have to emit this as a local block.
774
775   Address blockAddr = blockInfo.LocalAddress;
776   assert(blockAddr.isValid() && "block has no address!");
777
778   llvm::Constant *isa;
779   llvm::Constant *descriptor;
780   BlockFlags flags;
781   if (!IsOpenCL) {
782     // If the block is non-escaping, set field 'isa 'to NSConcreteGlobalBlock
783     // and set the BLOCK_IS_GLOBAL bit of field 'flags'. Copying a non-escaping
784     // block just returns the original block and releasing it is a no-op.
785     llvm::Constant *blockISA = blockInfo.getBlockDecl()->doesNotEscape()
786                                    ? CGM.getNSConcreteGlobalBlock()
787                                    : CGM.getNSConcreteStackBlock();
788     isa = llvm::ConstantExpr::getBitCast(blockISA, VoidPtrTy);
789
790     // Build the block descriptor.
791     descriptor = buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo);
792
793     // Compute the initial on-stack block flags.
794     flags = BLOCK_HAS_SIGNATURE;
795     if (blockInfo.HasCapturedVariableLayout)
796       flags |= BLOCK_HAS_EXTENDED_LAYOUT;
797     if (blockInfo.needsCopyDisposeHelpers())
798       flags |= BLOCK_HAS_COPY_DISPOSE;
799     if (blockInfo.HasCXXObject)
800       flags |= BLOCK_HAS_CXX_OBJ;
801     if (blockInfo.UsesStret)
802       flags |= BLOCK_USE_STRET;
803     if (blockInfo.getBlockDecl()->doesNotEscape())
804       flags |= BLOCK_IS_NOESCAPE | BLOCK_IS_GLOBAL;
805   }
806
807   auto projectField =
808     [&](unsigned index, CharUnits offset, const Twine &name) -> Address {
809       return Builder.CreateStructGEP(blockAddr, index, offset, name);
810     };
811   auto storeField =
812     [&](llvm::Value *value, unsigned index, CharUnits offset,
813         const Twine &name) {
814       Builder.CreateStore(value, projectField(index, offset, name));
815     };
816
817   // Initialize the block header.
818   {
819     // We assume all the header fields are densely packed.
820     unsigned index = 0;
821     CharUnits offset;
822     auto addHeaderField =
823       [&](llvm::Value *value, CharUnits size, const Twine &name) {
824         storeField(value, index, offset, name);
825         offset += size;
826         index++;
827       };
828
829     if (!IsOpenCL) {
830       addHeaderField(isa, getPointerSize(), "block.isa");
831       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
832                      getIntSize(), "block.flags");
833       addHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, 0), getIntSize(),
834                      "block.reserved");
835     } else {
836       addHeaderField(
837           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity()),
838           getIntSize(), "block.size");
839       addHeaderField(
840           llvm::ConstantInt::get(IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity()),
841           getIntSize(), "block.align");
842     }
843     if (!IsOpenCL) {
844       addHeaderField(llvm::ConstantExpr::getBitCast(InvokeFn, VoidPtrTy),
845                      getPointerSize(), "block.invoke");
846       addHeaderField(descriptor, getPointerSize(), "block.descriptor");
847     } else if (auto *Helper =
848                    CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
849       for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(*this, blockInfo)) {
850         addHeaderField(
851             I.first,
852             CharUnits::fromQuantity(
853                 CGM.getDataLayout().getTypeAllocSize(I.first->getType())),
854             I.second);
855       }
856     }
857   }
858
859   // Finally, capture all the values into the block.
860   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
861
862   // First, 'this'.
863   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
864     Address addr = projectField(blockInfo.CXXThisIndex, blockInfo.CXXThisOffset,
865                                 "block.captured-this.addr");
866     Builder.CreateStore(LoadCXXThis(), addr);
867   }
868
869   // Next, captured variables.
870   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
871     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
872     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
873
874     // Ignore constant captures.
875     if (capture.isConstant()) continue;
876
877     QualType type = capture.fieldType();
878
879     // This will be a [[type]]*, except that a byref entry will just be
880     // an i8**.
881     Address blockField =
882       projectField(capture.getIndex(), capture.getOffset(), "block.captured");
883
884     // Compute the address of the thing we're going to move into the
885     // block literal.
886     Address src = Address::invalid();
887
888     if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
889       // The lambda capture in a lambda's conversion-to-block-pointer is
890       // special; we'll simply emit it directly.
891       src = Address::invalid();
892     } else if (CI.isByRef()) {
893       if (BlockInfo && CI.isNested()) {
894         // We need to use the capture from the enclosing block.
895         const CGBlockInfo::Capture &enclosingCapture =
896             BlockInfo->getCapture(variable);
897
898         // This is a [[type]]*, except that a byref entry will just be an i8**.
899         src = Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(),
900                                       enclosingCapture.getIndex(),
901                                       enclosingCapture.getOffset(),
902                                       "block.capture.addr");
903       } else {
904         auto I = LocalDeclMap.find(variable);
905         assert(I != LocalDeclMap.end());
906         src = I->second;
907       }
908     } else {
909       DeclRefExpr declRef(const_cast<VarDecl *>(variable),
910                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
911                           type.getNonReferenceType(), VK_LValue,
912                           SourceLocation());
913       src = EmitDeclRefLValue(&declRef).getAddress();
914     };
915
916     // For byrefs, we just write the pointer to the byref struct into
917     // the block field.  There's no need to chase the forwarding
918     // pointer at this point, since we're building something that will
919     // live a shorter life than the stack byref anyway.
920     if (CI.isByRef()) {
921       // Get a void* that points to the byref struct.
922       llvm::Value *byrefPointer;
923       if (CI.isNested())
924         byrefPointer = Builder.CreateLoad(src, "byref.capture");
925       else
926         byrefPointer = Builder.CreateBitCast(src.getPointer(), VoidPtrTy);
927
928       // Write that void* into the capture field.
929       Builder.CreateStore(byrefPointer, blockField);
930
931     // If we have a copy constructor, evaluate that into the block field.
932     } else if (const Expr *copyExpr = CI.getCopyExpr()) {
933       if (blockDecl->isConversionFromLambda()) {
934         // If we have a lambda conversion, emit the expression
935         // directly into the block instead.
936         AggValueSlot Slot =
937             AggValueSlot::forAddr(blockField, Qualifiers(),
938                                   AggValueSlot::IsDestructed,
939                                   AggValueSlot::DoesNotNeedGCBarriers,
940                                   AggValueSlot::IsNotAliased,
941                                   AggValueSlot::DoesNotOverlap);
942         EmitAggExpr(copyExpr, Slot);
943       } else {
944         EmitSynthesizedCXXCopyCtor(blockField, src, copyExpr);
945       }
946
947     // If it's a reference variable, copy the reference into the block field.
948     } else if (type->isReferenceType()) {
949       Builder.CreateStore(src.getPointer(), blockField);
950
951     // If type is const-qualified, copy the value into the block field.
952     } else if (type.isConstQualified() &&
953                type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
954                CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel != 0) {
955       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "captured");
956       Builder.CreateStore(value, blockField);
957
958     // If this is an ARC __strong block-pointer variable, don't do a
959     // block copy.
960     //
961     // TODO: this can be generalized into the normal initialization logic:
962     // we should never need to do a block-copy when initializing a local
963     // variable, because the local variable's lifetime should be strictly
964     // contained within the stack block's.
965     } else if (type.getObjCLifetime() == Qualifiers::OCL_Strong &&
966                type->isBlockPointerType()) {
967       // Load the block and do a simple retain.
968       llvm::Value *value = Builder.CreateLoad(src, "block.captured_block");
969       value = EmitARCRetainNonBlock(value);
970
971       // Do a primitive store to the block field.
972       Builder.CreateStore(value, blockField);
973
974     // Otherwise, fake up a POD copy into the block field.
975     } else {
976       // Fake up a new variable so that EmitScalarInit doesn't think
977       // we're referring to the variable in its own initializer.
978       ImplicitParamDecl BlockFieldPseudoVar(getContext(), type,
979                                             ImplicitParamDecl::Other);
980
981       // We use one of these or the other depending on whether the
982       // reference is nested.
983       DeclRefExpr declRef(const_cast<VarDecl *>(variable),
984                           /*RefersToEnclosingVariableOrCapture*/ CI.isNested(),
985                           type, VK_LValue, SourceLocation());
986
987       ImplicitCastExpr l2r(ImplicitCastExpr::OnStack, type, CK_LValueToRValue,
988                            &declRef, VK_RValue);
989       // FIXME: Pass a specific location for the expr init so that the store is
990       // attributed to a reasonable location - otherwise it may be attributed to
991       // locations of subexpressions in the initialization.
992       EmitExprAsInit(&l2r, &BlockFieldPseudoVar,
993                      MakeAddrLValue(blockField, type, AlignmentSource::Decl),
994                      /*captured by init*/ false);
995     }
996
997     // Activate the cleanup if layout pushed one.
998     if (!CI.isByRef()) {
999       EHScopeStack::stable_iterator cleanup = capture.getCleanup();
1000       if (cleanup.isValid())
1001         ActivateCleanupBlock(cleanup, blockInfo.DominatingIP);
1002     }
1003   }
1004
1005   // Cast to the converted block-pointer type, which happens (somewhat
1006   // unfortunately) to be a pointer to function type.
1007   llvm::Value *result = Builder.CreatePointerCast(
1008       blockAddr.getPointer(), ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType()));
1009
1010   if (IsOpenCL) {
1011     CGM.getOpenCLRuntime().recordBlockInfo(blockInfo.BlockExpression, InvokeFn,
1012                                            result);
1013   }
1014
1015   return result;
1016 }
1017
1018
1019 llvm::Type *CodeGenModule::getBlockDescriptorType() {
1020   if (BlockDescriptorType)
1021     return BlockDescriptorType;
1022
1023   llvm::Type *UnsignedLongTy =
1024     getTypes().ConvertType(getContext().UnsignedLongTy);
1025
1026   // struct __block_descriptor {
1027   //   unsigned long reserved;
1028   //   unsigned long block_size;
1029   //
1030   //   // later, the following will be added
1031   //
1032   //   struct {
1033   //     void (*copyHelper)();
1034   //     void (*copyHelper)();
1035   //   } helpers;                // !!! optional
1036   //
1037   //   const char *signature;   // the block signature
1038   //   const char *layout;      // reserved
1039   // };
1040   BlockDescriptorType = llvm::StructType::create(
1041       "struct.__block_descriptor", UnsignedLongTy, UnsignedLongTy);
1042
1043   // Now form a pointer to that.
1044   unsigned AddrSpace = 0;
1045   if (getLangOpts().OpenCL)
1046     AddrSpace = getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_constant);
1047   BlockDescriptorType = llvm::PointerType::get(BlockDescriptorType, AddrSpace);
1048   return BlockDescriptorType;
1049 }
1050
1051 llvm::Type *CodeGenModule::getGenericBlockLiteralType() {
1052   assert(!getLangOpts().OpenCL && "OpenCL does not need this");
1053
1054   if (GenericBlockLiteralType)
1055     return GenericBlockLiteralType;
1056
1057   llvm::Type *BlockDescPtrTy = getBlockDescriptorType();
1058
1059   // struct __block_literal_generic {
1060   //   void *__isa;
1061   //   int __flags;
1062   //   int __reserved;
1063   //   void (*__invoke)(void *);
1064   //   struct __block_descriptor *__descriptor;
1065   // };
1066   GenericBlockLiteralType =
1067       llvm::StructType::create("struct.__block_literal_generic", VoidPtrTy,
1068                                IntTy, IntTy, VoidPtrTy, BlockDescPtrTy);
1069
1070   return GenericBlockLiteralType;
1071 }
1072
1073 RValue CodeGenFunction::EmitBlockCallExpr(const CallExpr *E,
1074                                           ReturnValueSlot ReturnValue) {
1075   const BlockPointerType *BPT =
1076     E->getCallee()->getType()->getAs<BlockPointerType>();
1077
1078   llvm::Value *BlockPtr = EmitScalarExpr(E->getCallee());
1079   llvm::Value *FuncPtr;
1080
1081   if (!CGM.getLangOpts().OpenCL) {
1082     // Get a pointer to the generic block literal.
1083     llvm::Type *BlockLiteralTy =
1084         llvm::PointerType::get(CGM.getGenericBlockLiteralType(), 0);
1085
1086     // Bitcast the callee to a block literal.
1087     BlockPtr =
1088         Builder.CreatePointerCast(BlockPtr, BlockLiteralTy, "block.literal");
1089
1090     // Get the function pointer from the literal.
1091     FuncPtr =
1092         Builder.CreateStructGEP(CGM.getGenericBlockLiteralType(), BlockPtr, 3);
1093   }
1094
1095   // Add the block literal.
1096   CallArgList Args;
1097
1098   QualType VoidPtrQualTy = getContext().VoidPtrTy;
1099   llvm::Type *GenericVoidPtrTy = VoidPtrTy;
1100   if (getLangOpts().OpenCL) {
1101     GenericVoidPtrTy = CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType();
1102     VoidPtrQualTy =
1103         getContext().getPointerType(getContext().getAddrSpaceQualType(
1104             getContext().VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1105   }
1106
1107   BlockPtr = Builder.CreatePointerCast(BlockPtr, GenericVoidPtrTy);
1108   Args.add(RValue::get(BlockPtr), VoidPtrQualTy);
1109
1110   QualType FnType = BPT->getPointeeType();
1111
1112   // And the rest of the arguments.
1113   EmitCallArgs(Args, FnType->getAs<FunctionProtoType>(), E->arguments());
1114
1115   // Load the function.
1116   llvm::Value *Func;
1117   if (CGM.getLangOpts().OpenCL)
1118     Func = CGM.getOpenCLRuntime().getInvokeFunction(E->getCallee());
1119   else
1120     Func = Builder.CreateAlignedLoad(FuncPtr, getPointerAlign());
1121
1122   const FunctionType *FuncTy = FnType->castAs<FunctionType>();
1123   const CGFunctionInfo &FnInfo =
1124     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionCall(Args, FuncTy);
1125
1126   // Cast the function pointer to the right type.
1127   llvm::Type *BlockFTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FnInfo);
1128
1129   llvm::Type *BlockFTyPtr = llvm::PointerType::getUnqual(BlockFTy);
1130   Func = Builder.CreatePointerCast(Func, BlockFTyPtr);
1131
1132   // Prepare the callee.
1133   CGCallee Callee(CGCalleeInfo(), Func);
1134
1135   // And call the block.
1136   return EmitCall(FnInfo, Callee, ReturnValue, Args);
1137 }
1138
1139 Address CodeGenFunction::GetAddrOfBlockDecl(const VarDecl *variable,
1140                                             bool isByRef) {
1141   assert(BlockInfo && "evaluating block ref without block information?");
1142   const CGBlockInfo::Capture &capture = BlockInfo->getCapture(variable);
1143
1144   // Handle constant captures.
1145   if (capture.isConstant()) return LocalDeclMap.find(variable)->second;
1146
1147   Address addr =
1148     Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(), capture.getIndex(),
1149                             capture.getOffset(), "block.capture.addr");
1150
1151   if (isByRef) {
1152     // addr should be a void** right now.  Load, then cast the result
1153     // to byref*.
1154
1155     auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(variable);
1156     addr = Address(Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
1157
1158     auto byrefPointerType = llvm::PointerType::get(byrefInfo.Type, 0);
1159     addr = Builder.CreateBitCast(addr, byrefPointerType, "byref.addr");
1160
1161     addr = emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, /*follow*/ true,
1162                                  variable->getName());
1163   }
1164
1165   if (capture.fieldType()->isReferenceType())
1166     addr = EmitLoadOfReference(MakeAddrLValue(addr, capture.fieldType()));
1167
1168   return addr;
1169 }
1170
1171 void CodeGenModule::setAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1172                                          llvm::Constant *Addr) {
1173   bool Ok = EmittedGlobalBlocks.insert(std::make_pair(BE, Addr)).second;
1174   (void)Ok;
1175   assert(Ok && "Trying to replace an already-existing global block!");
1176 }
1177
1178 llvm::Constant *
1179 CodeGenModule::GetAddrOfGlobalBlock(const BlockExpr *BE,
1180                                     StringRef Name) {
1181   if (llvm::Constant *Block = getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE))
1182     return Block;
1183
1184   CGBlockInfo blockInfo(BE->getBlockDecl(), Name);
1185   blockInfo.BlockExpression = BE;
1186
1187   // Compute information about the layout, etc., of this block.
1188   computeBlockInfo(*this, nullptr, blockInfo);
1189
1190   // Using that metadata, generate the actual block function.
1191   {
1192     CodeGenFunction::DeclMapTy LocalDeclMap;
1193     CodeGenFunction(*this).GenerateBlockFunction(
1194         GlobalDecl(), blockInfo, LocalDeclMap,
1195         /*IsLambdaConversionToBlock*/ false, /*BuildGlobalBlock*/ true);
1196   }
1197
1198   return getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(BE);
1199 }
1200
1201 static llvm::Constant *buildGlobalBlock(CodeGenModule &CGM,
1202                                         const CGBlockInfo &blockInfo,
1203                                         llvm::Constant *blockFn) {
1204   assert(blockInfo.CanBeGlobal);
1205   // Callers should detect this case on their own: calling this function
1206   // generally requires computing layout information, which is a waste of time
1207   // if we've already emitted this block.
1208   assert(!CGM.getAddrOfGlobalBlockIfEmitted(blockInfo.BlockExpression) &&
1209          "Refusing to re-emit a global block.");
1210
1211   // Generate the constants for the block literal initializer.
1212   ConstantInitBuilder builder(CGM);
1213   auto fields = builder.beginStruct();
1214
1215   bool IsOpenCL = CGM.getLangOpts().OpenCL;
1216   if (!IsOpenCL) {
1217     // isa
1218     fields.add(CGM.getNSConcreteGlobalBlock());
1219
1220     // __flags
1221     BlockFlags flags = BLOCK_IS_GLOBAL | BLOCK_HAS_SIGNATURE;
1222     if (blockInfo.UsesStret)
1223       flags |= BLOCK_USE_STRET;
1224
1225     fields.addInt(CGM.IntTy, flags.getBitMask());
1226
1227     // Reserved
1228     fields.addInt(CGM.IntTy, 0);
1229
1230     // Function
1231     fields.add(blockFn);
1232   } else {
1233     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockSize.getQuantity());
1234     fields.addInt(CGM.IntTy, blockInfo.BlockAlign.getQuantity());
1235   }
1236
1237   if (!IsOpenCL) {
1238     // Descriptor
1239     fields.add(buildBlockDescriptor(CGM, blockInfo));
1240   } else if (auto *Helper =
1241                  CGM.getTargetCodeGenInfo().getTargetOpenCLBlockHelper()) {
1242     for (auto I : Helper->getCustomFieldValues(CGM, blockInfo)) {
1243       fields.add(I);
1244     }
1245   }
1246
1247   unsigned AddrSpace = 0;
1248   if (CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL)
1249     AddrSpace = CGM.getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_global);
1250
1251   llvm::Constant *literal = fields.finishAndCreateGlobal(
1252       "__block_literal_global", blockInfo.BlockAlign,
1253       /*constant*/ true, llvm::GlobalVariable::InternalLinkage, AddrSpace);
1254
1255   // Return a constant of the appropriately-casted type.
1256   llvm::Type *RequiredType =
1257     CGM.getTypes().ConvertType(blockInfo.getBlockExpr()->getType());
1258   llvm::Constant *Result =
1259       llvm::ConstantExpr::getPointerCast(literal, RequiredType);
1260   CGM.setAddrOfGlobalBlock(blockInfo.BlockExpression, Result);
1261   if (CGM.getContext().getLangOpts().OpenCL)
1262     CGM.getOpenCLRuntime().recordBlockInfo(
1263         blockInfo.BlockExpression,
1264         cast<llvm::Function>(blockFn->stripPointerCasts()), Result);
1265   return Result;
1266 }
1267
1268 void CodeGenFunction::setBlockContextParameter(const ImplicitParamDecl *D,
1269                                                unsigned argNum,
1270                                                llvm::Value *arg) {
1271   assert(BlockInfo && "not emitting prologue of block invocation function?!");
1272
1273   // Allocate a stack slot like for any local variable to guarantee optimal
1274   // debug info at -O0. The mem2reg pass will eliminate it when optimizing.
1275   Address alloc = CreateMemTemp(D->getType(), D->getName() + ".addr");
1276   Builder.CreateStore(arg, alloc);
1277   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1278     if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1279         codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1280       DI->setLocation(D->getLocation());
1281       DI->EmitDeclareOfBlockLiteralArgVariable(
1282           *BlockInfo, D->getName(), argNum,
1283           cast<llvm::AllocaInst>(alloc.getPointer()), Builder);
1284     }
1285   }
1286
1287   SourceLocation StartLoc = BlockInfo->getBlockExpr()->getBody()->getLocStart();
1288   ApplyDebugLocation Scope(*this, StartLoc);
1289
1290   // Instead of messing around with LocalDeclMap, just set the value
1291   // directly as BlockPointer.
1292   BlockPointer = Builder.CreatePointerCast(
1293       arg,
1294       BlockInfo->StructureType->getPointerTo(
1295           getContext().getLangOpts().OpenCL
1296               ? getContext().getTargetAddressSpace(LangAS::opencl_generic)
1297               : 0),
1298       "block");
1299 }
1300
1301 Address CodeGenFunction::LoadBlockStruct() {
1302   assert(BlockInfo && "not in a block invocation function!");
1303   assert(BlockPointer && "no block pointer set!");
1304   return Address(BlockPointer, BlockInfo->BlockAlign);
1305 }
1306
1307 llvm::Function *
1308 CodeGenFunction::GenerateBlockFunction(GlobalDecl GD,
1309                                        const CGBlockInfo &blockInfo,
1310                                        const DeclMapTy &ldm,
1311                                        bool IsLambdaConversionToBlock,
1312                                        bool BuildGlobalBlock) {
1313   const BlockDecl *blockDecl = blockInfo.getBlockDecl();
1314
1315   CurGD = GD;
1316
1317   CurEHLocation = blockInfo.getBlockExpr()->getLocEnd();
1318   
1319   BlockInfo = &blockInfo;
1320
1321   // Arrange for local static and local extern declarations to appear
1322   // to be local to this function as well, in case they're directly
1323   // referenced in a block.
1324   for (DeclMapTy::const_iterator i = ldm.begin(), e = ldm.end(); i != e; ++i) {
1325     const auto *var = dyn_cast<VarDecl>(i->first);
1326     if (var && !var->hasLocalStorage())
1327       setAddrOfLocalVar(var, i->second);
1328   }
1329
1330   // Begin building the function declaration.
1331
1332   // Build the argument list.
1333   FunctionArgList args;
1334
1335   // The first argument is the block pointer.  Just take it as a void*
1336   // and cast it later.
1337   QualType selfTy = getContext().VoidPtrTy;
1338
1339   // For OpenCL passed block pointer can be private AS local variable or
1340   // global AS program scope variable (for the case with and without captures).
1341   // Generic AS is used therefore to be able to accommodate both private and
1342   // generic AS in one implementation.
1343   if (getLangOpts().OpenCL)
1344     selfTy = getContext().getPointerType(getContext().getAddrSpaceQualType(
1345         getContext().VoidTy, LangAS::opencl_generic));
1346
1347   IdentifierInfo *II = &CGM.getContext().Idents.get(".block_descriptor");
1348
1349   ImplicitParamDecl SelfDecl(getContext(), const_cast<BlockDecl *>(blockDecl),
1350                              SourceLocation(), II, selfTy,
1351                              ImplicitParamDecl::ObjCSelf);
1352   args.push_back(&SelfDecl);
1353
1354   // Now add the rest of the parameters.
1355   args.append(blockDecl->param_begin(), blockDecl->param_end());
1356
1357   // Create the function declaration.
1358   const FunctionProtoType *fnType = blockInfo.getBlockExpr()->getFunctionType();
1359   const CGFunctionInfo &fnInfo =
1360     CGM.getTypes().arrangeBlockFunctionDeclaration(fnType, args);
1361   if (CGM.ReturnSlotInterferesWithArgs(fnInfo))
1362     blockInfo.UsesStret = true;
1363
1364   llvm::FunctionType *fnLLVMType = CGM.getTypes().GetFunctionType(fnInfo);
1365
1366   StringRef name = CGM.getBlockMangledName(GD, blockDecl);
1367   llvm::Function *fn = llvm::Function::Create(
1368       fnLLVMType, llvm::GlobalValue::InternalLinkage, name, &CGM.getModule());
1369   CGM.SetInternalFunctionAttributes(blockDecl, fn, fnInfo);
1370
1371   if (BuildGlobalBlock) {
1372     auto GenVoidPtrTy = getContext().getLangOpts().OpenCL
1373                             ? CGM.getOpenCLRuntime().getGenericVoidPointerType()
1374                             : VoidPtrTy;
1375     buildGlobalBlock(CGM, blockInfo,
1376                      llvm::ConstantExpr::getPointerCast(fn, GenVoidPtrTy));
1377   }
1378
1379   // Begin generating the function.
1380   StartFunction(blockDecl, fnType->getReturnType(), fn, fnInfo, args,
1381                 blockDecl->getLocation(),
1382                 blockInfo.getBlockExpr()->getBody()->getLocStart());
1383
1384   // Okay.  Undo some of what StartFunction did.
1385
1386   // At -O0 we generate an explicit alloca for the BlockPointer, so the RA
1387   // won't delete the dbg.declare intrinsics for captured variables.
1388   llvm::Value *BlockPointerDbgLoc = BlockPointer;
1389   if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1390     // Allocate a stack slot for it, so we can point the debugger to it
1391     Address Alloca = CreateTempAlloca(BlockPointer->getType(),
1392                                       getPointerAlign(),
1393                                       "block.addr");
1394     // Set the DebugLocation to empty, so the store is recognized as a
1395     // frame setup instruction by llvm::DwarfDebug::beginFunction().
1396     auto NL = ApplyDebugLocation::CreateEmpty(*this);
1397     Builder.CreateStore(BlockPointer, Alloca);
1398     BlockPointerDbgLoc = Alloca.getPointer();
1399   }
1400
1401   // If we have a C++ 'this' reference, go ahead and force it into
1402   // existence now.
1403   if (blockDecl->capturesCXXThis()) {
1404     Address addr =
1405       Builder.CreateStructGEP(LoadBlockStruct(), blockInfo.CXXThisIndex,
1406                               blockInfo.CXXThisOffset, "block.captured-this");
1407     CXXThisValue = Builder.CreateLoad(addr, "this");
1408   }
1409
1410   // Also force all the constant captures.
1411   for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1412     const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1413     const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1414     if (!capture.isConstant()) continue;
1415
1416     CharUnits align = getContext().getDeclAlign(variable);
1417     Address alloca =
1418       CreateMemTemp(variable->getType(), align, "block.captured-const");
1419
1420     Builder.CreateStore(capture.getConstant(), alloca);
1421
1422     setAddrOfLocalVar(variable, alloca);
1423   }
1424
1425   // Save a spot to insert the debug information for all the DeclRefExprs.
1426   llvm::BasicBlock *entry = Builder.GetInsertBlock();
1427   llvm::BasicBlock::iterator entry_ptr = Builder.GetInsertPoint();
1428   --entry_ptr;
1429
1430   if (IsLambdaConversionToBlock)
1431     EmitLambdaBlockInvokeBody();
1432   else {
1433     PGO.assignRegionCounters(GlobalDecl(blockDecl), fn);
1434     incrementProfileCounter(blockDecl->getBody());
1435     EmitStmt(blockDecl->getBody());
1436   }
1437
1438   // Remember where we were...
1439   llvm::BasicBlock *resume = Builder.GetInsertBlock();
1440
1441   // Go back to the entry.
1442   ++entry_ptr;
1443   Builder.SetInsertPoint(entry, entry_ptr);
1444
1445   // Emit debug information for all the DeclRefExprs.
1446   // FIXME: also for 'this'
1447   if (CGDebugInfo *DI = getDebugInfo()) {
1448     for (const auto &CI : blockDecl->captures()) {
1449       const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1450       DI->EmitLocation(Builder, variable->getLocation());
1451
1452       if (CGM.getCodeGenOpts().getDebugInfo() >=
1453           codegenoptions::LimitedDebugInfo) {
1454         const CGBlockInfo::Capture &capture = blockInfo.getCapture(variable);
1455         if (capture.isConstant()) {
1456           auto addr = LocalDeclMap.find(variable)->second;
1457           (void)DI->EmitDeclareOfAutoVariable(variable, addr.getPointer(),
1458                                               Builder);
1459           continue;
1460         }
1461
1462         DI->EmitDeclareOfBlockDeclRefVariable(
1463             variable, BlockPointerDbgLoc, Builder, blockInfo,
1464             entry_ptr == entry->end() ? nullptr : &*entry_ptr);
1465       }
1466     }
1467     // Recover location if it was changed in the above loop.
1468     DI->EmitLocation(Builder,
1469                      cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1470   }
1471
1472   // And resume where we left off.
1473   if (resume == nullptr)
1474     Builder.ClearInsertionPoint();
1475   else
1476     Builder.SetInsertPoint(resume);
1477
1478   FinishFunction(cast<CompoundStmt>(blockDecl->getBody())->getRBracLoc());
1479
1480   return fn;
1481 }
1482
1483 namespace {
1484
1485 /// Represents a type of copy/destroy operation that should be performed for an
1486 /// entity that's captured by a block.
1487 enum class BlockCaptureEntityKind {
1488   CXXRecord, // Copy or destroy
1489   ARCWeak,
1490   ARCStrong,
1491   NonTrivialCStruct,
1492   BlockObject, // Assign or release
1493   None
1494 };
1495
1496 /// Represents a captured entity that requires extra operations in order for
1497 /// this entity to be copied or destroyed correctly.
1498 struct BlockCaptureManagedEntity {
1499   BlockCaptureEntityKind Kind;
1500   BlockFieldFlags Flags;
1501   const BlockDecl::Capture &CI;
1502   const CGBlockInfo::Capture &Capture;
1503
1504   BlockCaptureManagedEntity(BlockCaptureEntityKind Type, BlockFieldFlags Flags,
1505                             const BlockDecl::Capture &CI,
1506                             const CGBlockInfo::Capture &Capture)
1507       : Kind(Type), Flags(Flags), CI(CI), Capture(Capture) {}
1508 };
1509
1510 } // end anonymous namespace
1511
1512 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1513 computeCopyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1514                                const LangOptions &LangOpts) {
1515   if (CI.getCopyExpr()) {
1516     assert(!CI.isByRef());
1517     // don't bother computing flags
1518     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
1519   }
1520   BlockFieldFlags Flags;
1521   if (CI.isByRef()) {
1522     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
1523     if (T.isObjCGCWeak())
1524       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
1525     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1526   }
1527
1528   Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
1529   bool isBlockPointer = T->isBlockPointerType();
1530   if (isBlockPointer)
1531     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
1532
1533   switch (T.isNonTrivialToPrimitiveCopy()) {
1534   case QualType::PCK_Struct:
1535     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct,
1536                           BlockFieldFlags());
1537   case QualType::PCK_ARCWeak:
1538     // We need to register __weak direct captures with the runtime.
1539     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak, Flags);
1540   case QualType::PCK_ARCStrong:
1541     // We need to retain the copied value for __strong direct captures.
1542     // If it's a block pointer, we have to copy the block and assign that to
1543     // the destination pointer, so we might as well use _Block_object_assign.
1544     // Otherwise we can avoid that.
1545     return std::make_pair(!isBlockPointer ? BlockCaptureEntityKind::ARCStrong
1546                                           : BlockCaptureEntityKind::BlockObject,
1547                           Flags);
1548   case QualType::PCK_Trivial:
1549   case QualType::PCK_VolatileTrivial: {
1550     if (!T->isObjCRetainableType())
1551       // For all other types, the memcpy is fine.
1552       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1553
1554     // Special rules for ARC captures:
1555     Qualifiers QS = T.getQualifiers();
1556
1557     // Non-ARC captures of retainable pointers are strong and
1558     // therefore require a call to _Block_object_assign.
1559     if (!QS.getObjCLifetime() && !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
1560       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1561
1562     // Otherwise the memcpy is fine.
1563     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1564   }
1565   }
1566   llvm_unreachable("after exhaustive PrimitiveCopyKind switch");
1567 }
1568
1569 /// Find the set of block captures that need to be explicitly copied or destroy.
1570 static void findBlockCapturedManagedEntities(
1571     const CGBlockInfo &BlockInfo, const LangOptions &LangOpts,
1572     SmallVectorImpl<BlockCaptureManagedEntity> &ManagedCaptures,
1573     llvm::function_ref<std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>(
1574         const BlockDecl::Capture &, QualType, const LangOptions &)>
1575         Predicate) {
1576   for (const auto &CI : BlockInfo.getBlockDecl()->captures()) {
1577     const VarDecl *Variable = CI.getVariable();
1578     const CGBlockInfo::Capture &Capture = BlockInfo.getCapture(Variable);
1579     if (Capture.isConstant())
1580       continue;
1581
1582     auto Info = Predicate(CI, Variable->getType(), LangOpts);
1583     if (Info.first != BlockCaptureEntityKind::None)
1584       ManagedCaptures.emplace_back(Info.first, Info.second, CI, Capture);
1585   }
1586 }
1587
1588 namespace {
1589 /// Release a __block variable.
1590 struct CallBlockRelease final : EHScopeStack::Cleanup {
1591   Address Addr;
1592   BlockFieldFlags FieldFlags;
1593   bool LoadBlockVarAddr;
1594
1595   CallBlockRelease(Address Addr, BlockFieldFlags Flags, bool LoadValue)
1596       : Addr(Addr), FieldFlags(Flags), LoadBlockVarAddr(LoadValue) {}
1597
1598   void Emit(CodeGenFunction &CGF, Flags flags) override {
1599     llvm::Value *BlockVarAddr;
1600     if (LoadBlockVarAddr) {
1601       BlockVarAddr = CGF.Builder.CreateLoad(Addr);
1602       BlockVarAddr = CGF.Builder.CreateBitCast(BlockVarAddr, CGF.VoidPtrTy);
1603     } else {
1604       BlockVarAddr = Addr.getPointer();
1605     }
1606
1607     CGF.BuildBlockRelease(BlockVarAddr, FieldFlags);
1608   }
1609 };
1610 } // end anonymous namespace
1611
1612 static void pushCaptureCleanup(BlockCaptureEntityKind CaptureKind,
1613                                Address Field, QualType CaptureType,
1614                                BlockFieldFlags Flags, bool EHOnly,
1615                                CodeGenFunction &CGF) {
1616   switch (CaptureKind) {
1617   case BlockCaptureEntityKind::CXXRecord:
1618   case BlockCaptureEntityKind::ARCWeak:
1619   case BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct:
1620   case BlockCaptureEntityKind::ARCStrong: {
1621     if (CaptureType.isDestructedType() &&
1622         (!EHOnly || CGF.needsEHCleanup(CaptureType.isDestructedType()))) {
1623       CodeGenFunction::Destroyer *Destroyer =
1624           CaptureKind == BlockCaptureEntityKind::ARCStrong
1625               ? CodeGenFunction::destroyARCStrongImprecise
1626               : CGF.getDestroyer(CaptureType.isDestructedType());
1627       CleanupKind Kind =
1628           EHOnly ? EHCleanup
1629                  : CGF.getCleanupKind(CaptureType.isDestructedType());
1630       CGF.pushDestroy(Kind, Field, CaptureType, Destroyer, Kind & EHCleanup);
1631     }
1632     break;
1633   }
1634   case BlockCaptureEntityKind::BlockObject: {
1635     if (!EHOnly || CGF.getLangOpts().Exceptions) {
1636       CleanupKind Kind = EHOnly ? EHCleanup : NormalAndEHCleanup;
1637       CGF.enterByrefCleanup(Kind, Field, Flags, /*LoadBlockVarAddr*/ true);
1638     }
1639     break;
1640   }
1641   case BlockCaptureEntityKind::None:
1642     llvm_unreachable("unexpected BlockCaptureEntityKind");
1643   }
1644 }
1645
1646 /// Generate the copy-helper function for a block closure object:
1647 ///   static void block_copy_helper(block_t *dst, block_t *src);
1648 /// The runtime will have previously initialized 'dst' by doing a
1649 /// bit-copy of 'src'.
1650 ///
1651 /// Note that this copies an entire block closure object to the heap;
1652 /// it should not be confused with a 'byref copy helper', which moves
1653 /// the contents of an individual __block variable to the heap.
1654 llvm::Constant *
1655 CodeGenFunction::GenerateCopyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
1656   ASTContext &C = getContext();
1657
1658   FunctionArgList args;
1659   ImplicitParamDecl DstDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1660                             ImplicitParamDecl::Other);
1661   args.push_back(&DstDecl);
1662   ImplicitParamDecl SrcDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1663                             ImplicitParamDecl::Other);
1664   args.push_back(&SrcDecl);
1665
1666   const CGFunctionInfo &FI =
1667     CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(C.VoidTy, args);
1668
1669   // FIXME: it would be nice if these were mergeable with things with
1670   // identical semantics.
1671   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
1672
1673   llvm::Function *Fn =
1674     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1675                            "__copy_helper_block_", &CGM.getModule());
1676
1677   IdentifierInfo *II
1678     = &CGM.getContext().Idents.get("__copy_helper_block_");
1679
1680   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(C,
1681                                           C.getTranslationUnitDecl(),
1682                                           SourceLocation(),
1683                                           SourceLocation(), II, C.VoidTy,
1684                                           nullptr, SC_Static,
1685                                           false,
1686                                           false);
1687
1688   CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
1689
1690   StartFunction(FD, C.VoidTy, Fn, FI, args);
1691   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getLocStart()};
1692   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
1693
1694   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
1695   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
1696   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block.source");
1697
1698   Address dst = GetAddrOfLocalVar(&DstDecl);
1699   dst = Address(Builder.CreateLoad(dst), blockInfo.BlockAlign);
1700   dst = Builder.CreateBitCast(dst, structPtrTy, "block.dest");
1701
1702   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> CopiedCaptures;
1703   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), CopiedCaptures,
1704                                    computeCopyInfoForBlockCapture);
1705
1706   for (const auto &CopiedCapture : CopiedCaptures) {
1707     const BlockDecl::Capture &CI = CopiedCapture.CI;
1708     const CGBlockInfo::Capture &capture = CopiedCapture.Capture;
1709     QualType captureType = CI.getVariable()->getType();
1710     BlockFieldFlags flags = CopiedCapture.Flags;
1711
1712     unsigned index = capture.getIndex();
1713     Address srcField = Builder.CreateStructGEP(src, index, capture.getOffset());
1714     Address dstField = Builder.CreateStructGEP(dst, index, capture.getOffset());
1715
1716     // If there's an explicit copy expression, we do that.
1717     if (CI.getCopyExpr()) {
1718       assert(CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::CXXRecord);
1719       EmitSynthesizedCXXCopyCtor(dstField, srcField, CI.getCopyExpr());
1720     } else if (CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCWeak) {
1721       EmitARCCopyWeak(dstField, srcField);
1722     // If this is a C struct that requires non-trivial copy construction, emit a
1723     // call to its copy constructor.
1724     } else if (CopiedCapture.Kind ==
1725                BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct) {
1726       QualType varType = CI.getVariable()->getType();
1727       callCStructCopyConstructor(MakeAddrLValue(dstField, varType),
1728                                  MakeAddrLValue(srcField, varType));
1729     } else {
1730       llvm::Value *srcValue = Builder.CreateLoad(srcField, "blockcopy.src");
1731       if (CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::ARCStrong) {
1732         // At -O0, store null into the destination field (so that the
1733         // storeStrong doesn't over-release) and then call storeStrong.
1734         // This is a workaround to not having an initStrong call.
1735         if (CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1736           auto *ty = cast<llvm::PointerType>(srcValue->getType());
1737           llvm::Value *null = llvm::ConstantPointerNull::get(ty);
1738           Builder.CreateStore(null, dstField);
1739           EmitARCStoreStrongCall(dstField, srcValue, true);
1740
1741         // With optimization enabled, take advantage of the fact that
1742         // the blocks runtime guarantees a memcpy of the block data, and
1743         // just emit a retain of the src field.
1744         } else {
1745           EmitARCRetainNonBlock(srcValue);
1746
1747           // Unless EH cleanup is required, we don't need this anymore, so kill
1748           // it. It's not quite worth the annoyance to avoid creating it in the
1749           // first place.
1750           if (!needsEHCleanup(captureType.isDestructedType()))
1751             cast<llvm::Instruction>(dstField.getPointer())->eraseFromParent();
1752         }
1753       } else {
1754         assert(CopiedCapture.Kind == BlockCaptureEntityKind::BlockObject);
1755         srcValue = Builder.CreateBitCast(srcValue, VoidPtrTy);
1756         llvm::Value *dstAddr =
1757           Builder.CreateBitCast(dstField.getPointer(), VoidPtrTy);
1758         llvm::Value *args[] = {
1759           dstAddr, srcValue, llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
1760         };
1761
1762         const VarDecl *variable = CI.getVariable();
1763         bool copyCanThrow = false;
1764         if (CI.isByRef() && variable->getType()->getAsCXXRecordDecl()) {
1765           const Expr *copyExpr =
1766             CGM.getContext().getBlockVarCopyInits(variable);
1767           if (copyExpr) {
1768             copyCanThrow = true; // FIXME: reuse the noexcept logic
1769           }
1770         }
1771
1772         if (copyCanThrow) {
1773           EmitRuntimeCallOrInvoke(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
1774         } else {
1775           EmitNounwindRuntimeCall(CGM.getBlockObjectAssign(), args);
1776         }
1777       }
1778     }
1779
1780     // Ensure that we destroy the copied object if an exception is thrown later
1781     // in the helper function.
1782     pushCaptureCleanup(CopiedCapture.Kind, dstField, captureType, flags, /*EHOnly*/ true,
1783                        *this);
1784   }
1785
1786   FinishFunction();
1787
1788   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
1789 }
1790
1791 static BlockFieldFlags
1792 getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(const BlockDecl::Capture &CI,
1793                                        QualType T) {
1794   BlockFieldFlags Flags = BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
1795   if (T->isBlockPointerType())
1796     Flags = BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
1797   return Flags;
1798 }
1799
1800 static std::pair<BlockCaptureEntityKind, BlockFieldFlags>
1801 computeDestroyInfoForBlockCapture(const BlockDecl::Capture &CI, QualType T,
1802                                   const LangOptions &LangOpts) {
1803   if (CI.isByRef()) {
1804     BlockFieldFlags Flags = BLOCK_FIELD_IS_BYREF;
1805     if (T.isObjCGCWeak())
1806       Flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
1807     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject, Flags);
1808   }
1809
1810   switch (T.isDestructedType()) {
1811   case QualType::DK_cxx_destructor:
1812     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::CXXRecord, BlockFieldFlags());
1813   case QualType::DK_objc_strong_lifetime:
1814     // Use objc_storeStrong for __strong direct captures; the
1815     // dynamic tools really like it when we do this.
1816     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCStrong,
1817                           getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
1818   case QualType::DK_objc_weak_lifetime:
1819     // Support __weak direct captures.
1820     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::ARCWeak,
1821                           getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
1822   case QualType::DK_nontrivial_c_struct:
1823     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::NonTrivialCStruct,
1824                           BlockFieldFlags());
1825   case QualType::DK_none: {
1826     // Non-ARC captures are strong, and we need to use _Block_object_dispose.
1827     if (T->isObjCRetainableType() && !T.getQualifiers().hasObjCLifetime() &&
1828         !LangOpts.ObjCAutoRefCount)
1829       return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::BlockObject,
1830                             getBlockFieldFlagsForObjCObjectPointer(CI, T));
1831     // Otherwise, we have nothing to do.
1832     return std::make_pair(BlockCaptureEntityKind::None, BlockFieldFlags());
1833   }
1834   }
1835   llvm_unreachable("after exhaustive DestructionKind switch");
1836 }
1837
1838 /// Generate the destroy-helper function for a block closure object:
1839 ///   static void block_destroy_helper(block_t *theBlock);
1840 ///
1841 /// Note that this destroys a heap-allocated block closure object;
1842 /// it should not be confused with a 'byref destroy helper', which
1843 /// destroys the heap-allocated contents of an individual __block
1844 /// variable.
1845 llvm::Constant *
1846 CodeGenFunction::GenerateDestroyHelperFunction(const CGBlockInfo &blockInfo) {
1847   ASTContext &C = getContext();
1848
1849   FunctionArgList args;
1850   ImplicitParamDecl SrcDecl(getContext(), C.VoidPtrTy,
1851                             ImplicitParamDecl::Other);
1852   args.push_back(&SrcDecl);
1853
1854   const CGFunctionInfo &FI =
1855     CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(C.VoidTy, args);
1856
1857   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
1858   // internal linkage.
1859   llvm::FunctionType *LTy = CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
1860
1861   llvm::Function *Fn =
1862     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
1863                            "__destroy_helper_block_", &CGM.getModule());
1864
1865   IdentifierInfo *II
1866     = &CGM.getContext().Idents.get("__destroy_helper_block_");
1867
1868   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(C, C.getTranslationUnitDecl(),
1869                                           SourceLocation(),
1870                                           SourceLocation(), II, C.VoidTy,
1871                                           nullptr, SC_Static,
1872                                           false, false);
1873
1874   CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
1875
1876   StartFunction(FD, C.VoidTy, Fn, FI, args);
1877   ApplyDebugLocation NL{*this, blockInfo.getBlockExpr()->getLocStart()};
1878
1879   llvm::Type *structPtrTy = blockInfo.StructureType->getPointerTo();
1880
1881   Address src = GetAddrOfLocalVar(&SrcDecl);
1882   src = Address(Builder.CreateLoad(src), blockInfo.BlockAlign);
1883   src = Builder.CreateBitCast(src, structPtrTy, "block");
1884
1885   CodeGenFunction::RunCleanupsScope cleanups(*this);
1886
1887   SmallVector<BlockCaptureManagedEntity, 4> DestroyedCaptures;
1888   findBlockCapturedManagedEntities(blockInfo, getLangOpts(), DestroyedCaptures,
1889                                    computeDestroyInfoForBlockCapture);
1890
1891   for (const auto &DestroyedCapture : DestroyedCaptures) {
1892     const BlockDecl::Capture &CI = DestroyedCapture.CI;
1893     const CGBlockInfo::Capture &capture = DestroyedCapture.Capture;
1894     BlockFieldFlags flags = DestroyedCapture.Flags;
1895
1896     Address srcField =
1897       Builder.CreateStructGEP(src, capture.getIndex(), capture.getOffset());
1898
1899     pushCaptureCleanup(DestroyedCapture.Kind, srcField,
1900                        CI.getVariable()->getType(), flags, /*EHOnly*/ false, *this);
1901   }
1902
1903   cleanups.ForceCleanup();
1904
1905   FinishFunction();
1906
1907   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, VoidPtrTy);
1908 }
1909
1910 namespace {
1911
1912 /// Emits the copy/dispose helper functions for a __block object of id type.
1913 class ObjectByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1914   BlockFieldFlags Flags;
1915
1916 public:
1917   ObjectByrefHelpers(CharUnits alignment, BlockFieldFlags flags)
1918     : BlockByrefHelpers(alignment), Flags(flags) {}
1919
1920   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1921                 Address srcField) override {
1922     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, CGF.VoidPtrTy);
1923
1924     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, CGF.VoidPtrPtrTy);
1925     llvm::Value *srcValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
1926
1927     unsigned flags = (Flags | BLOCK_BYREF_CALLER).getBitMask();
1928
1929     llvm::Value *flagsVal = llvm::ConstantInt::get(CGF.Int32Ty, flags);
1930     llvm::Value *fn = CGF.CGM.getBlockObjectAssign();
1931
1932     llvm::Value *args[] = { destField.getPointer(), srcValue, flagsVal };
1933     CGF.EmitNounwindRuntimeCall(fn, args);
1934   }
1935
1936   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1937     field = CGF.Builder.CreateBitCast(field, CGF.Int8PtrTy->getPointerTo(0));
1938     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(field);
1939
1940     CGF.BuildBlockRelease(value, Flags | BLOCK_BYREF_CALLER);
1941   }
1942
1943   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1944     id.AddInteger(Flags.getBitMask());
1945   }
1946 };
1947
1948 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __weak variable.
1949 class ARCWeakByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1950 public:
1951   ARCWeakByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
1952
1953   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1954                 Address srcField) override {
1955     CGF.EmitARCMoveWeak(destField, srcField);
1956   }
1957
1958   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1959     CGF.EmitARCDestroyWeak(field);
1960   }
1961
1962   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1963     // 0 is distinguishable from all pointers and byref flags
1964     id.AddInteger(0);
1965   }
1966 };
1967
1968 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong variable
1969 /// that's not of block-pointer type.
1970 class ARCStrongByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
1971 public:
1972   ARCStrongByrefHelpers(CharUnits alignment) : BlockByrefHelpers(alignment) {}
1973
1974   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
1975                 Address srcField) override {
1976     // Do a "move" by copying the value and then zeroing out the old
1977     // variable.
1978
1979     llvm::Value *value = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
1980     
1981     llvm::Value *null =
1982       llvm::ConstantPointerNull::get(cast<llvm::PointerType>(value->getType()));
1983
1984     if (CGF.CGM.getCodeGenOpts().OptimizationLevel == 0) {
1985       CGF.Builder.CreateStore(null, destField);
1986       CGF.EmitARCStoreStrongCall(destField, value, /*ignored*/ true);
1987       CGF.EmitARCStoreStrongCall(srcField, null, /*ignored*/ true);
1988       return;
1989     }
1990     CGF.Builder.CreateStore(value, destField);
1991     CGF.Builder.CreateStore(null, srcField);
1992   }
1993
1994   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
1995     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
1996   }
1997
1998   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
1999     // 1 is distinguishable from all pointers and byref flags
2000     id.AddInteger(1);
2001   }
2002 };
2003
2004 /// Emits the copy/dispose helpers for an ARC __block __strong
2005 /// variable that's of block-pointer type.
2006 class ARCStrongBlockByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2007 public:
2008   ARCStrongBlockByrefHelpers(CharUnits alignment)
2009     : BlockByrefHelpers(alignment) {}
2010
2011   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2012                 Address srcField) override {
2013     // Do the copy with objc_retainBlock; that's all that
2014     // _Block_object_assign would do anyway, and we'd have to pass the
2015     // right arguments to make sure it doesn't get no-op'ed.
2016     llvm::Value *oldValue = CGF.Builder.CreateLoad(srcField);
2017     llvm::Value *copy = CGF.EmitARCRetainBlock(oldValue, /*mandatory*/ true);
2018     CGF.Builder.CreateStore(copy, destField);
2019   }
2020
2021   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2022     CGF.EmitARCDestroyStrong(field, ARCImpreciseLifetime);
2023   }
2024
2025   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2026     // 2 is distinguishable from all pointers and byref flags
2027     id.AddInteger(2);
2028   }
2029 };
2030
2031 /// Emits the copy/dispose helpers for a __block variable with a
2032 /// nontrivial copy constructor or destructor.
2033 class CXXByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2034   QualType VarType;
2035   const Expr *CopyExpr;
2036
2037 public:
2038   CXXByrefHelpers(CharUnits alignment, QualType type,
2039                   const Expr *copyExpr)
2040     : BlockByrefHelpers(alignment), VarType(type), CopyExpr(copyExpr) {}
2041
2042   bool needsCopy() const override { return CopyExpr != nullptr; }
2043   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2044                 Address srcField) override {
2045     if (!CopyExpr) return;
2046     CGF.EmitSynthesizedCXXCopyCtor(destField, srcField, CopyExpr);
2047   }
2048
2049   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2050     EHScopeStack::stable_iterator cleanupDepth = CGF.EHStack.stable_begin();
2051     CGF.PushDestructorCleanup(VarType, field);
2052     CGF.PopCleanupBlocks(cleanupDepth);
2053   }
2054
2055   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2056     id.AddPointer(VarType.getCanonicalType().getAsOpaquePtr());
2057   }
2058 };
2059
2060 /// Emits the copy/dispose helpers for a __block variable that is a non-trivial
2061 /// C struct.
2062 class NonTrivialCStructByrefHelpers final : public BlockByrefHelpers {
2063   QualType VarType;
2064
2065 public:
2066   NonTrivialCStructByrefHelpers(CharUnits alignment, QualType type)
2067     : BlockByrefHelpers(alignment), VarType(type) {}
2068
2069   void emitCopy(CodeGenFunction &CGF, Address destField,
2070                 Address srcField) override {
2071     CGF.callCStructMoveConstructor(CGF.MakeAddrLValue(destField, VarType),
2072                                    CGF.MakeAddrLValue(srcField, VarType));
2073   }
2074
2075   bool needsDispose() const override {
2076     return VarType.isDestructedType();
2077   }
2078
2079   void emitDispose(CodeGenFunction &CGF, Address field) override {
2080     EHScopeStack::stable_iterator cleanupDepth = CGF.EHStack.stable_begin();
2081     CGF.pushDestroy(VarType.isDestructedType(), field, VarType);
2082     CGF.PopCleanupBlocks(cleanupDepth);
2083   }
2084
2085   void profileImpl(llvm::FoldingSetNodeID &id) const override {
2086     id.AddPointer(VarType.getCanonicalType().getAsOpaquePtr());
2087   }
2088 };
2089 } // end anonymous namespace
2090
2091 static llvm::Constant *
2092 generateByrefCopyHelper(CodeGenFunction &CGF, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2093                         BlockByrefHelpers &generator) {
2094   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2095
2096   QualType R = Context.VoidTy;
2097
2098   FunctionArgList args;
2099   ImplicitParamDecl Dst(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2100                         ImplicitParamDecl::Other);
2101   args.push_back(&Dst);
2102
2103   ImplicitParamDecl Src(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2104                         ImplicitParamDecl::Other);
2105   args.push_back(&Src);
2106
2107   const CGFunctionInfo &FI =
2108     CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(R, args);
2109
2110   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2111
2112   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2113   // internal linkage.
2114   llvm::Function *Fn =
2115     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2116                            "__Block_byref_object_copy_", &CGF.CGM.getModule());
2117
2118   IdentifierInfo *II
2119     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_copy_");
2120
2121   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(Context,
2122                                           Context.getTranslationUnitDecl(),
2123                                           SourceLocation(),
2124                                           SourceLocation(), II, R, nullptr,
2125                                           SC_Static,
2126                                           false, false);
2127
2128   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
2129
2130   CGF.StartFunction(FD, R, Fn, FI, args);
2131
2132   if (generator.needsCopy()) {
2133     llvm::Type *byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2134
2135     // dst->x
2136     Address destField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Dst);
2137     destField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(destField),
2138                         byrefInfo.ByrefAlignment);
2139     destField = CGF.Builder.CreateBitCast(destField, byrefPtrType);
2140     destField = CGF.emitBlockByrefAddress(destField, byrefInfo, false,
2141                                           "dest-object");
2142
2143     // src->x
2144     Address srcField = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2145     srcField = Address(CGF.Builder.CreateLoad(srcField),
2146                        byrefInfo.ByrefAlignment);
2147     srcField = CGF.Builder.CreateBitCast(srcField, byrefPtrType);
2148     srcField = CGF.emitBlockByrefAddress(srcField, byrefInfo, false,
2149                                          "src-object");
2150
2151     generator.emitCopy(CGF, destField, srcField);
2152   }  
2153
2154   CGF.FinishFunction();
2155
2156   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2157 }
2158
2159 /// Build the copy helper for a __block variable.
2160 static llvm::Constant *buildByrefCopyHelper(CodeGenModule &CGM,
2161                                             const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2162                                             BlockByrefHelpers &generator) {
2163   CodeGenFunction CGF(CGM);
2164   return generateByrefCopyHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2165 }
2166
2167 /// Generate code for a __block variable's dispose helper.
2168 static llvm::Constant *
2169 generateByrefDisposeHelper(CodeGenFunction &CGF,
2170                            const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2171                            BlockByrefHelpers &generator) {
2172   ASTContext &Context = CGF.getContext();
2173   QualType R = Context.VoidTy;
2174
2175   FunctionArgList args;
2176   ImplicitParamDecl Src(CGF.getContext(), Context.VoidPtrTy,
2177                         ImplicitParamDecl::Other);
2178   args.push_back(&Src);
2179
2180   const CGFunctionInfo &FI =
2181     CGF.CGM.getTypes().arrangeBuiltinFunctionDeclaration(R, args);
2182
2183   llvm::FunctionType *LTy = CGF.CGM.getTypes().GetFunctionType(FI);
2184
2185   // FIXME: We'd like to put these into a mergable by content, with
2186   // internal linkage.
2187   llvm::Function *Fn =
2188     llvm::Function::Create(LTy, llvm::GlobalValue::InternalLinkage,
2189                            "__Block_byref_object_dispose_",
2190                            &CGF.CGM.getModule());
2191
2192   IdentifierInfo *II
2193     = &Context.Idents.get("__Block_byref_object_dispose_");
2194
2195   FunctionDecl *FD = FunctionDecl::Create(Context,
2196                                           Context.getTranslationUnitDecl(),
2197                                           SourceLocation(),
2198                                           SourceLocation(), II, R, nullptr,
2199                                           SC_Static,
2200                                           false, false);
2201
2202   CGF.CGM.SetInternalFunctionAttributes(GlobalDecl(), Fn, FI);
2203
2204   CGF.StartFunction(FD, R, Fn, FI, args);
2205
2206   if (generator.needsDispose()) {
2207     Address addr = CGF.GetAddrOfLocalVar(&Src);
2208     addr = Address(CGF.Builder.CreateLoad(addr), byrefInfo.ByrefAlignment);
2209     auto byrefPtrType = byrefInfo.Type->getPointerTo(0);
2210     addr = CGF.Builder.CreateBitCast(addr, byrefPtrType);
2211     addr = CGF.emitBlockByrefAddress(addr, byrefInfo, false, "object");
2212
2213     generator.emitDispose(CGF, addr);
2214   }
2215
2216   CGF.FinishFunction();
2217
2218   return llvm::ConstantExpr::getBitCast(Fn, CGF.Int8PtrTy);
2219 }
2220
2221 /// Build the dispose helper for a __block variable.
2222 static llvm::Constant *buildByrefDisposeHelper(CodeGenModule &CGM,
2223                                                const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2224                                                BlockByrefHelpers &generator) {
2225   CodeGenFunction CGF(CGM);
2226   return generateByrefDisposeHelper(CGF, byrefInfo, generator);
2227 }
2228
2229 /// Lazily build the copy and dispose helpers for a __block variable
2230 /// with the given information.
2231 template <class T>
2232 static T *buildByrefHelpers(CodeGenModule &CGM, const BlockByrefInfo &byrefInfo,
2233                             T &&generator) {
2234   llvm::FoldingSetNodeID id;
2235   generator.Profile(id);
2236
2237   void *insertPos;
2238   BlockByrefHelpers *node
2239     = CGM.ByrefHelpersCache.FindNodeOrInsertPos(id, insertPos);
2240   if (node) return static_cast<T*>(node);
2241
2242   generator.CopyHelper = buildByrefCopyHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2243   generator.DisposeHelper = buildByrefDisposeHelper(CGM, byrefInfo, generator);
2244
2245   T *copy = new (CGM.getContext()) T(std::forward<T>(generator));
2246   CGM.ByrefHelpersCache.InsertNode(copy, insertPos);
2247   return copy;
2248 }
2249
2250 /// Build the copy and dispose helpers for the given __block variable
2251 /// emission.  Places the helpers in the global cache.  Returns null
2252 /// if no helpers are required.
2253 BlockByrefHelpers *
2254 CodeGenFunction::buildByrefHelpers(llvm::StructType &byrefType,
2255                                    const AutoVarEmission &emission) {
2256   const VarDecl &var = *emission.Variable;
2257   QualType type = var.getType();
2258
2259   auto &byrefInfo = getBlockByrefInfo(&var);
2260
2261   // The alignment we care about for the purposes of uniquing byref
2262   // helpers is the alignment of the actual byref value field.
2263   CharUnits valueAlignment =
2264     byrefInfo.ByrefAlignment.alignmentAtOffset(byrefInfo.FieldOffset);
2265
2266   if (const CXXRecordDecl *record = type->getAsCXXRecordDecl()) {
2267     const Expr *copyExpr = CGM.getContext().getBlockVarCopyInits(&var);
2268     if (!copyExpr && record->hasTrivialDestructor()) return nullptr;
2269
2270     return ::buildByrefHelpers(
2271         CGM, byrefInfo, CXXByrefHelpers(valueAlignment, type, copyExpr));
2272   }
2273
2274   // If type is a non-trivial C struct type that is non-trivial to
2275   // destructly move or destroy, build the copy and dispose helpers.
2276   if (type.isNonTrivialToPrimitiveDestructiveMove() == QualType::PCK_Struct ||
2277       type.isDestructedType() == QualType::DK_nontrivial_c_struct)
2278     return ::buildByrefHelpers(
2279         CGM, byrefInfo, NonTrivialCStructByrefHelpers(valueAlignment, type));
2280
2281   // Otherwise, if we don't have a retainable type, there's nothing to do.
2282   // that the runtime does extra copies.
2283   if (!type->isObjCRetainableType()) return nullptr;
2284
2285   Qualifiers qs = type.getQualifiers();
2286
2287   // If we have lifetime, that dominates.
2288   if (Qualifiers::ObjCLifetime lifetime = qs.getObjCLifetime()) {
2289     switch (lifetime) {
2290     case Qualifiers::OCL_None: llvm_unreachable("impossible");
2291
2292     // These are just bits as far as the runtime is concerned.
2293     case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2294     case Qualifiers::OCL_Autoreleasing:
2295       return nullptr;
2296
2297     // Tell the runtime that this is ARC __weak, called by the
2298     // byref routines.
2299     case Qualifiers::OCL_Weak:
2300       return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2301                                  ARCWeakByrefHelpers(valueAlignment));
2302
2303     // ARC __strong __block variables need to be retained.
2304     case Qualifiers::OCL_Strong:
2305       // Block pointers need to be copied, and there's no direct
2306       // transfer possible.
2307       if (type->isBlockPointerType()) {
2308         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2309                                    ARCStrongBlockByrefHelpers(valueAlignment));
2310
2311       // Otherwise, we transfer ownership of the retain from the stack
2312       // to the heap.
2313       } else {
2314         return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2315                                    ARCStrongByrefHelpers(valueAlignment));
2316       }
2317     }
2318     llvm_unreachable("fell out of lifetime switch!");
2319   }
2320
2321   BlockFieldFlags flags;
2322   if (type->isBlockPointerType()) {
2323     flags |= BLOCK_FIELD_IS_BLOCK;
2324   } else if (CGM.getContext().isObjCNSObjectType(type) || 
2325              type->isObjCObjectPointerType()) {
2326     flags |= BLOCK_FIELD_IS_OBJECT;
2327   } else {
2328     return nullptr;
2329   }
2330
2331   if (type.isObjCGCWeak())
2332     flags |= BLOCK_FIELD_IS_WEAK;
2333
2334   return ::buildByrefHelpers(CGM, byrefInfo,
2335                              ObjectByrefHelpers(valueAlignment, flags));
2336 }
2337
2338 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2339                                                const VarDecl *var,
2340                                                bool followForward) {
2341   auto &info = getBlockByrefInfo(var);
2342   return emitBlockByrefAddress(baseAddr, info, followForward, var->getName());
2343 }
2344
2345 Address CodeGenFunction::emitBlockByrefAddress(Address baseAddr,
2346                                                const BlockByrefInfo &info,
2347                                                bool followForward,
2348                                                const llvm::Twine &name) {
2349   // Chase the forwarding address if requested.
2350   if (followForward) {
2351     Address forwardingAddr =
2352       Builder.CreateStructGEP(baseAddr, 1, getPointerSize(), "forwarding");
2353     baseAddr = Address(Builder.CreateLoad(forwardingAddr), info.ByrefAlignment);
2354   }
2355
2356   return Builder.CreateStructGEP(baseAddr, info.FieldIndex,
2357                                  info.FieldOffset, name);
2358 }
2359
2360 /// BuildByrefInfo - This routine changes a __block variable declared as T x
2361 ///   into:
2362 ///
2363 ///      struct {
2364 ///        void *__isa;
2365 ///        void *__forwarding;
2366 ///        int32_t __flags;
2367 ///        int32_t __size;
2368 ///        void *__copy_helper;       // only if needed
2369 ///        void *__destroy_helper;    // only if needed
2370 ///        void *__byref_variable_layout;// only if needed
2371 ///        char padding[X];           // only if needed
2372 ///        T x;
2373 ///      } x
2374 ///
2375 const BlockByrefInfo &CodeGenFunction::getBlockByrefInfo(const VarDecl *D) {
2376   auto it = BlockByrefInfos.find(D);
2377   if (it != BlockByrefInfos.end())
2378     return it->second;
2379
2380   llvm::StructType *byrefType =
2381     llvm::StructType::create(getLLVMContext(),
2382                              "struct.__block_byref_" + D->getNameAsString());
2383   
2384   QualType Ty = D->getType();
2385
2386   CharUnits size;
2387   SmallVector<llvm::Type *, 8> types;
2388   
2389   // void *__isa;
2390   types.push_back(Int8PtrTy);
2391   size += getPointerSize();
2392   
2393   // void *__forwarding;
2394   types.push_back(llvm::PointerType::getUnqual(byrefType));
2395   size += getPointerSize();
2396   
2397   // int32_t __flags;
2398   types.push_back(Int32Ty);
2399   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2400     
2401   // int32_t __size;
2402   types.push_back(Int32Ty);
2403   size += CharUnits::fromQuantity(4);
2404
2405   // Note that this must match *exactly* the logic in buildByrefHelpers.
2406   bool hasCopyAndDispose = getContext().BlockRequiresCopying(Ty, D);
2407   if (hasCopyAndDispose) {
2408     /// void *__copy_helper;
2409     types.push_back(Int8PtrTy);
2410     size += getPointerSize();
2411     
2412     /// void *__destroy_helper;
2413     types.push_back(Int8PtrTy);
2414     size += getPointerSize();
2415   }
2416
2417   bool HasByrefExtendedLayout = false;
2418   Qualifiers::ObjCLifetime Lifetime;
2419   if (getContext().getByrefLifetime(Ty, Lifetime, HasByrefExtendedLayout) &&
2420       HasByrefExtendedLayout) {
2421     /// void *__byref_variable_layout;
2422     types.push_back(Int8PtrTy);
2423     size += CharUnits::fromQuantity(PointerSizeInBytes);
2424   }
2425
2426   // T x;
2427   llvm::Type *varTy = ConvertTypeForMem(Ty);
2428
2429   bool packed = false;
2430   CharUnits varAlign = getContext().getDeclAlign(D);
2431   CharUnits varOffset = size.alignTo(varAlign);
2432
2433   // We may have to insert padding.
2434   if (varOffset != size) {
2435     llvm::Type *paddingTy =
2436       llvm::ArrayType::get(Int8Ty, (varOffset - size).getQuantity());
2437
2438     types.push_back(paddingTy);
2439     size = varOffset;
2440
2441   // Conversely, we might have to prevent LLVM from inserting padding.
2442   } else if (CGM.getDataLayout().getABITypeAlignment(varTy)
2443                > varAlign.getQuantity()) {
2444     packed = true;
2445   }
2446   types.push_back(varTy);
2447
2448   byrefType->setBody(types, packed);
2449
2450   BlockByrefInfo info;
2451   info.Type = byrefType;
2452   info.FieldIndex = types.size() - 1;
2453   info.FieldOffset = varOffset;
2454   info.ByrefAlignment = std::max(varAlign, getPointerAlign());
2455
2456   auto pair = BlockByrefInfos.insert({D, info});
2457   assert(pair.second && "info was inserted recursively?");
2458   return pair.first->second;
2459 }
2460
2461 /// Initialize the structural components of a __block variable, i.e.
2462 /// everything but the actual object.
2463 void CodeGenFunction::emitByrefStructureInit(const AutoVarEmission &emission) {
2464   // Find the address of the local.
2465   Address addr = emission.Addr;
2466
2467   // That's an alloca of the byref structure type.
2468   llvm::StructType *byrefType = cast<llvm::StructType>(
2469     cast<llvm::PointerType>(addr.getPointer()->getType())->getElementType());
2470
2471   unsigned nextHeaderIndex = 0;
2472   CharUnits nextHeaderOffset;
2473   auto storeHeaderField = [&](llvm::Value *value, CharUnits fieldSize,
2474                               const Twine &name) {
2475     auto fieldAddr = Builder.CreateStructGEP(addr, nextHeaderIndex,
2476                                              nextHeaderOffset, name);
2477     Builder.CreateStore(value, fieldAddr);
2478
2479     nextHeaderIndex++;
2480     nextHeaderOffset += fieldSize;
2481   };
2482
2483   // Build the byref helpers if necessary.  This is null if we don't need any.
2484   BlockByrefHelpers *helpers = buildByrefHelpers(*byrefType, emission);
2485
2486   const VarDecl &D = *emission.Variable;
2487   QualType type = D.getType();
2488
2489   bool HasByrefExtendedLayout;
2490   Qualifiers::ObjCLifetime ByrefLifetime;
2491   bool ByRefHasLifetime =
2492     getContext().getByrefLifetime(type, ByrefLifetime, HasByrefExtendedLayout);
2493
2494   llvm::Value *V;
2495
2496   // Initialize the 'isa', which is just 0 or 1.
2497   int isa = 0;
2498   if (type.isObjCGCWeak())
2499     isa = 1;
2500   V = Builder.CreateIntToPtr(Builder.getInt32(isa), Int8PtrTy, "isa");
2501   storeHeaderField(V, getPointerSize(), "byref.isa");
2502
2503   // Store the address of the variable into its own forwarding pointer.
2504   storeHeaderField(addr.getPointer(), getPointerSize(), "byref.forwarding");
2505
2506   // Blocks ABI:
2507   //   c) the flags field is set to either 0 if no helper functions are
2508   //      needed or BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE if they are,
2509   BlockFlags flags;
2510   if (helpers) flags |= BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE;
2511   if (ByRefHasLifetime) {
2512     if (HasByrefExtendedLayout) flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED;
2513       else switch (ByrefLifetime) {
2514         case Qualifiers::OCL_Strong:
2515           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG;
2516           break;
2517         case Qualifiers::OCL_Weak:
2518           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK;
2519           break;
2520         case Qualifiers::OCL_ExplicitNone:
2521           flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED;
2522           break;
2523         case Qualifiers::OCL_None:
2524           if (!type->isObjCObjectPointerType() && !type->isBlockPointerType())
2525             flags |= BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT;
2526           break;
2527         default:
2528           break;
2529       }
2530     if (CGM.getLangOpts().ObjCGCBitmapPrint) {
2531       printf("\n Inline flag for BYREF variable layout (%d):", flags.getBitMask());
2532       if (flags & BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE)
2533         printf(" BLOCK_BYREF_HAS_COPY_DISPOSE");
2534       if (flags & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK) {
2535         BlockFlags ThisFlag(flags.getBitMask() & BLOCK_BYREF_LAYOUT_MASK);
2536         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED)
2537           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_EXTENDED");
2538         if (ThisFlag ==  BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG)
2539           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_STRONG");
2540         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK)
2541           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_WEAK");
2542         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED)
2543           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_UNRETAINED");
2544         if (ThisFlag == BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT)
2545           printf(" BLOCK_BYREF_LAYOUT_NON_OBJECT");
2546       }
2547       printf("\n");
2548     }
2549   }
2550   storeHeaderField(llvm::ConstantInt::get(IntTy, flags.getBitMask()),
2551                    getIntSize(), "byref.flags");
2552
2553   CharUnits byrefSize = CGM.GetTargetTypeStoreSize(byrefType);
2554   V = llvm::ConstantInt::get(IntTy, byrefSize.getQuantity());
2555   storeHeaderField(V, getIntSize(), "byref.size");
2556
2557   if (helpers) {
2558     storeHeaderField(helpers->CopyHelper, getPointerSize(),
2559                      "byref.copyHelper");
2560     storeHeaderField(helpers->DisposeHelper, getPointerSize(),
2561                      "byref.disposeHelper");
2562   }
2563
2564   if (ByRefHasLifetime && HasByrefExtendedLayout) {
2565     auto layoutInfo = CGM.getObjCRuntime().BuildByrefLayout(CGM, type);
2566     storeHeaderField(layoutInfo, getPointerSize(), "byref.layout");
2567   }
2568 }
2569
2570 void CodeGenFunction::BuildBlockRelease(llvm::Value *V, BlockFieldFlags flags) {
2571   llvm::Value *F = CGM.getBlockObjectDispose();
2572   llvm::Value *args[] = {
2573     Builder.CreateBitCast(V, Int8PtrTy),
2574     llvm::ConstantInt::get(Int32Ty, flags.getBitMask())
2575   };
2576   EmitNounwindRuntimeCall(F, args); // FIXME: throwing destructors?
2577 }
2578
2579 void CodeGenFunction::enterByrefCleanup(CleanupKind Kind, Address Addr,
2580                                         BlockFieldFlags Flags,
2581                                         bool LoadBlockVarAddr) {
2582   EHStack.pushCleanup<CallBlockRelease>(Kind, Addr, Flags, LoadBlockVarAddr);
2583 }
2584
2585 /// Adjust the declaration of something from the blocks API.
2586 static void configureBlocksRuntimeObject(CodeGenModule &CGM,
2587                                          llvm::Constant *C) {
2588   auto *GV = cast<llvm::GlobalValue>(C->stripPointerCasts());
2589
2590   if (CGM.getTarget().getTriple().isOSBinFormatCOFF()) {
2591     IdentifierInfo &II = CGM.getContext().Idents.get(C->getName());
2592     TranslationUnitDecl *TUDecl = CGM.getContext().getTranslationUnitDecl();
2593     DeclContext *DC = TranslationUnitDecl::castToDeclContext(TUDecl);
2594
2595     assert((isa<llvm::Function>(C->stripPointerCasts()) ||
2596             isa<llvm::GlobalVariable>(C->stripPointerCasts())) &&
2597            "expected Function or GlobalVariable");
2598
2599     const NamedDecl *ND = nullptr;
2600     for (const auto &Result : DC->lookup(&II))
2601       if ((ND = dyn_cast<FunctionDecl>(Result)) ||
2602           (ND = dyn_cast<VarDecl>(Result)))
2603         break;
2604
2605     // TODO: support static blocks runtime
2606     if (GV->isDeclaration() && (!ND || !ND->hasAttr<DLLExportAttr>())) {
2607       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLImportStorageClass);
2608       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2609     } else {
2610       GV->setDLLStorageClass(llvm::GlobalValue::DLLExportStorageClass);
2611       GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalLinkage);
2612     }
2613   }
2614
2615   if (CGM.getLangOpts().BlocksRuntimeOptional && GV->isDeclaration() &&
2616       GV->hasExternalLinkage())
2617     GV->setLinkage(llvm::GlobalValue::ExternalWeakLinkage);
2618
2619   CGM.setDSOLocal(GV);
2620 }
2621
2622 llvm::Constant *CodeGenModule::getBlockObjectDispose() {
2623   if (BlockObjectDispose)
2624     return BlockObjectDispose;
2625
2626   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int32Ty };
2627   llvm::FunctionType *fty
2628     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
2629   BlockObjectDispose = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_dispose");
2630   configureBlocksRuntimeObject(*this, BlockObjectDispose);
2631   return BlockObjectDispose;
2632 }
2633
2634 llvm::Constant *CodeGenModule::getBlockObjectAssign() {
2635   if (BlockObjectAssign)
2636     return BlockObjectAssign;
2637
2638   llvm::Type *args[] = { Int8PtrTy, Int8PtrTy, Int32Ty };
2639   llvm::FunctionType *fty
2640     = llvm::FunctionType::get(VoidTy, args, false);
2641   BlockObjectAssign = CreateRuntimeFunction(fty, "_Block_object_assign");
2642   configureBlocksRuntimeObject(*this, BlockObjectAssign);
2643   return BlockObjectAssign;
2644 }
2645
2646 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteGlobalBlock() {
2647   if (NSConcreteGlobalBlock)
2648     return NSConcreteGlobalBlock;
2649
2650   NSConcreteGlobalBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteGlobalBlock",
2651                                                 Int8PtrTy->getPointerTo(),
2652                                                 nullptr);
2653   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteGlobalBlock);
2654   return NSConcreteGlobalBlock;
2655 }
2656
2657 llvm::Constant *CodeGenModule::getNSConcreteStackBlock() {
2658   if (NSConcreteStackBlock)
2659     return NSConcreteStackBlock;
2660
2661   NSConcreteStackBlock = GetOrCreateLLVMGlobal("_NSConcreteStackBlock",
2662                                                Int8PtrTy->getPointerTo(),
2663                                                nullptr);
2664   configureBlocksRuntimeObject(*this, NSConcreteStackBlock);
2665   return NSConcreteStackBlock;
2666 }