Save a std::string.
[oota-llvm.git] / include / llvm / MC / MCContext.h
1 //===- MCContext.h - Machine Code Context -----------------------*- 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 #ifndef LLVM_MC_MCCONTEXT_H
11 #define LLVM_MC_MCCONTEXT_H
12
13 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
14 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
15 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
16 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
17 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
18 #include "llvm/ADT/Twine.h"
19 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
20 #include "llvm/MC/SectionKind.h"
21 #include "llvm/Support/Allocator.h"
22 #include "llvm/Support/Compiler.h"
23 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
24 #include <map>
25 #include <tuple>
26 #include <vector> // FIXME: Shouldn't be needed.
27
28 namespace llvm {
29   class MCAsmInfo;
30   class MCExpr;
31   class MCSection;
32   class MCSymbol;
33   class MCLabel;
34   struct MCDwarfFile;
35   class MCDwarfLoc;
36   class MCObjectFileInfo;
37   class MCRegisterInfo;
38   class MCLineSection;
39   class SMLoc;
40   class MCSectionMachO;
41   class MCSectionELF;
42   class MCSectionCOFF;
43
44   /// Context object for machine code objects.  This class owns all of the
45   /// sections that it creates.
46   ///
47   class MCContext {
48     MCContext(const MCContext&) = delete;
49     MCContext &operator=(const MCContext&) = delete;
50   public:
51     typedef StringMap<MCSymbol*, BumpPtrAllocator&> SymbolTable;
52   private:
53     /// The SourceMgr for this object, if any.
54     const SourceMgr *SrcMgr;
55
56     /// The MCAsmInfo for this target.
57     const MCAsmInfo *MAI;
58
59     /// The MCRegisterInfo for this target.
60     const MCRegisterInfo *MRI;
61
62     /// The MCObjectFileInfo for this target.
63     const MCObjectFileInfo *MOFI;
64
65     /// Allocator object used for creating machine code objects.
66     ///
67     /// We use a bump pointer allocator to avoid the need to track all allocated
68     /// objects.
69     BumpPtrAllocator Allocator;
70
71     /// Bindings of names to symbols.
72     SymbolTable Symbols;
73
74     /// ELF sections can have a corresponding symbol. This maps one to the
75     /// other.
76     DenseMap<const MCSectionELF*, MCSymbol*> SectionSymbols;
77
78     /// A maping from a local label number and an instance count to a symbol.
79     /// For example, in the assembly
80     ///     1:
81     ///     2:
82     ///     1:
83     /// We have three labels represented by the pairs (1, 0), (2, 0) and (1, 1)
84     DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, MCSymbol*> LocalSymbols;
85
86     /// Keeps tracks of names that were used both for used declared and
87     /// artificial symbols.
88     StringMap<bool, BumpPtrAllocator&> UsedNames;
89
90     /// The next ID to dole out to an unnamed assembler temporary symbol with
91     /// a given prefix.
92     StringMap<unsigned> NextID;
93
94     /// Instances of directional local labels.
95     DenseMap<unsigned, MCLabel *> Instances;
96     /// NextInstance() creates the next instance of the directional local label
97     /// for the LocalLabelVal and adds it to the map if needed.
98     unsigned NextInstance(unsigned LocalLabelVal);
99     /// GetInstance() gets the current instance of the directional local label
100     /// for the LocalLabelVal and adds it to the map if needed.
101     unsigned GetInstance(unsigned LocalLabelVal);
102
103     /// The file name of the log file from the environment variable
104     /// AS_SECURE_LOG_FILE.  Which must be set before the .secure_log_unique
105     /// directive is used or it is an error.
106     char *SecureLogFile;
107     /// The stream that gets written to for the .secure_log_unique directive.
108     raw_ostream *SecureLog;
109     /// Boolean toggled when .secure_log_unique / .secure_log_reset is seen to
110     /// catch errors if .secure_log_unique appears twice without
111     /// .secure_log_reset appearing between them.
112     bool SecureLogUsed;
113
114     /// The compilation directory to use for DW_AT_comp_dir.
115     SmallString<128> CompilationDir;
116
117     /// The main file name if passed in explicitly.
118     std::string MainFileName;
119
120     /// The dwarf file and directory tables from the dwarf .file directive.
121     /// We now emit a line table for each compile unit. To reduce the prologue
122     /// size of each line table, the files and directories used by each compile
123     /// unit are separated.
124     std::map<unsigned, MCDwarfLineTable> MCDwarfLineTablesCUMap;
125
126     /// The current dwarf line information from the last dwarf .loc directive.
127     MCDwarfLoc CurrentDwarfLoc;
128     bool DwarfLocSeen;
129
130     /// Generate dwarf debugging info for assembly source files.
131     bool GenDwarfForAssembly;
132
133     /// The current dwarf file number when generate dwarf debugging info for
134     /// assembly source files.
135     unsigned GenDwarfFileNumber;
136
137     /// Symbols created for the start and end of each section, used for
138     /// generating the .debug_ranges and .debug_aranges sections.
139     MapVector<const MCSection *, std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> >
140     SectionStartEndSyms;
141
142     /// The information gathered from labels that will have dwarf label
143     /// entries when generating dwarf assembly source files.
144     std::vector<MCGenDwarfLabelEntry> MCGenDwarfLabelEntries;
145
146     /// The string to embed in the debug information for the compile unit, if
147     /// non-empty.
148     StringRef DwarfDebugFlags;
149
150     /// The string to embed in as the dwarf AT_producer for the compile unit, if
151     /// non-empty.
152     StringRef DwarfDebugProducer;
153
154     /// The maximum version of dwarf that we should emit.
155     uint16_t DwarfVersion;
156
157     /// Honor temporary labels, this is useful for debugging semantic
158     /// differences between temporary and non-temporary labels (primarily on
159     /// Darwin).
160     bool AllowTemporaryLabels;
161
162     /// The Compile Unit ID that we are currently processing.
163     unsigned DwarfCompileUnitID;
164
165     struct ELFSectionKey {
166       std::string SectionName;
167       StringRef GroupName;
168       ELFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName)
169           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName) {}
170       bool operator<(const ELFSectionKey &Other) const {
171         if (SectionName != Other.SectionName)
172           return SectionName < Other.SectionName;
173         return GroupName < Other.GroupName;
174       }
175     };
176
177     struct COFFSectionKey {
178       std::string SectionName;
179       StringRef GroupName;
180       int SelectionKey;
181       COFFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName,
182                      int SelectionKey)
183           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName),
184             SelectionKey(SelectionKey) {}
185       bool operator<(const COFFSectionKey &Other) const {
186         if (SectionName != Other.SectionName)
187           return SectionName < Other.SectionName;
188         if (GroupName != Other.GroupName)
189           return GroupName < Other.GroupName;
190         return SelectionKey < Other.SelectionKey;
191       }
192     };
193
194     StringMap<const MCSectionMachO*> MachOUniquingMap;
195     std::map<ELFSectionKey, const MCSectionELF *> ELFUniquingMap;
196     std::map<COFFSectionKey, const MCSectionCOFF *> COFFUniquingMap;
197     StringMap<bool> ELFRelSecNames;
198
199     /// Do automatic reset in destructor
200     bool AutoReset;
201
202     MCSymbol *CreateSymbol(StringRef Name, bool AlwaysAddSuffix);
203
204     MCSymbol *getOrCreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal,
205                                                 unsigned Instance);
206
207   public:
208     explicit MCContext(const MCAsmInfo *MAI, const MCRegisterInfo *MRI,
209                        const MCObjectFileInfo *MOFI,
210                        const SourceMgr *Mgr = nullptr, bool DoAutoReset = true);
211     ~MCContext();
212
213     const SourceMgr *getSourceManager() const { return SrcMgr; }
214
215     const MCAsmInfo *getAsmInfo() const { return MAI; }
216
217     const MCRegisterInfo *getRegisterInfo() const { return MRI; }
218
219     const MCObjectFileInfo *getObjectFileInfo() const { return MOFI; }
220
221     void setAllowTemporaryLabels(bool Value) { AllowTemporaryLabels = Value; }
222
223     /// @name Module Lifetime Management
224     /// @{
225
226     /// reset - return object to right after construction state to prepare
227     /// to process a new module
228     void reset();
229
230     /// @}
231
232     /// @name Symbol Management
233     /// @{
234
235     /// Create and return a new linker temporary symbol with a unique but
236     /// unspecified name.
237     MCSymbol *CreateLinkerPrivateTempSymbol();
238
239     /// Create and return a new assembler temporary symbol with a unique but
240     /// unspecified name.
241     MCSymbol *CreateTempSymbol();
242
243     MCSymbol *createTempSymbol(const Twine &Name, bool AlwaysAddSuffix);
244
245     /// Create the definition of a directional local symbol for numbered label
246     /// (used for "1:" definitions).
247     MCSymbol *CreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal);
248
249     /// Create and return a directional local symbol for numbered label (used
250     /// for "1b" or 1f" references).
251     MCSymbol *GetDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal, bool Before);
252
253     /// Lookup the symbol inside with the specified @p Name.  If it exists,
254     /// return it.  If not, create a forward reference and return it.
255     ///
256     /// @param Name - The symbol name, which must be unique across all symbols.
257     MCSymbol *GetOrCreateSymbol(const Twine &Name);
258
259     MCSymbol *getOrCreateSectionSymbol(const MCSectionELF &Section);
260
261     MCSymbol *getOrCreateFrameAllocSymbol(StringRef FuncName, unsigned Idx);
262
263     /// Get the symbol for \p Name, or null.
264     MCSymbol *LookupSymbol(const Twine &Name) const;
265
266     /// getSymbols - Get a reference for the symbol table for clients that
267     /// want to, for example, iterate over all symbols. 'const' because we
268     /// still want any modifications to the table itself to use the MCContext
269     /// APIs.
270     const SymbolTable &getSymbols() const {
271       return Symbols;
272     }
273
274     /// @}
275
276     /// @name Section Management
277     /// @{
278
279     /// Return the MCSection for the specified mach-o section.  This requires
280     /// the operands to be valid.
281     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
282                                           unsigned TypeAndAttributes,
283                                           unsigned Reserved2, SectionKind K,
284                                           const char *BeginSymName = nullptr);
285
286     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
287                                           unsigned TypeAndAttributes,
288                                           SectionKind K,
289                                           const char *BeginSymName = nullptr) {
290       return getMachOSection(Segment, Section, TypeAndAttributes, 0, K,
291                              BeginSymName);
292     }
293
294     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
295                                       unsigned Flags,
296                                       const char *BeginSymName = nullptr);
297
298     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
299                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
300                                       StringRef Group,
301                                       const char *BeginSymName = nullptr);
302
303     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
304                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
305                                       StringRef Group, bool Unique,
306                                       const char *BeginSymName = nullptr);
307
308     const MCSectionELF *createELFRelSection(StringRef Name, unsigned Type,
309                                             unsigned Flags, unsigned EntrySize,
310                                             const MCSymbol *Group);
311
312     void renameELFSection(const MCSectionELF *Section, StringRef Name);
313
314     const MCSectionELF *CreateELFGroupSection();
315
316     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
317                                         unsigned Characteristics,
318                                         SectionKind Kind,
319                                         StringRef COMDATSymName, int Selection,
320                                         const char *BeginSymName = nullptr);
321
322     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
323                                         unsigned Characteristics,
324                                         SectionKind Kind,
325                                         const char *BeginSymName = nullptr);
326
327     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section);
328
329     /// Gets or creates a section equivalent to Sec that is associated with the
330     /// section containing KeySym. For example, to create a debug info section
331     /// associated with an inline function, pass the normal debug info section
332     /// as Sec and the function symbol as KeySym.
333     const MCSectionCOFF *getAssociativeCOFFSection(const MCSectionCOFF *Sec,
334                                                    const MCSymbol *KeySym);
335
336     /// @}
337
338     /// @name Dwarf Management
339     /// @{
340
341     /// \brief Get the compilation directory for DW_AT_comp_dir
342     /// This can be overridden by clients which want to control the reported
343     /// compilation directory and have it be something other than the current
344     /// working directory.
345     /// Returns an empty string if the current directory cannot be determined.
346     StringRef getCompilationDir() const { return CompilationDir; }
347
348     /// \brief Set the compilation directory for DW_AT_comp_dir
349     /// Override the default (CWD) compilation directory.
350     void setCompilationDir(StringRef S) { CompilationDir = S.str(); }
351
352     /// \brief Get the main file name for use in error messages and debug
353     /// info. This can be set to ensure we've got the correct file name
354     /// after preprocessing or for -save-temps.
355     const std::string &getMainFileName() const { return MainFileName; }
356
357     /// \brief Set the main file name and override the default.
358     void setMainFileName(StringRef S) { MainFileName = S; }
359
360     /// Creates an entry in the dwarf file and directory tables.
361     unsigned GetDwarfFile(StringRef Directory, StringRef FileName,
362                           unsigned FileNumber, unsigned CUID);
363
364     bool isValidDwarfFileNumber(unsigned FileNumber, unsigned CUID = 0);
365
366     const std::map<unsigned, MCDwarfLineTable> &getMCDwarfLineTables() const {
367       return MCDwarfLineTablesCUMap;
368     }
369
370     MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) {
371       return MCDwarfLineTablesCUMap[CUID];
372     }
373
374     const MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) const {
375       auto I = MCDwarfLineTablesCUMap.find(CUID);
376       assert(I != MCDwarfLineTablesCUMap.end());
377       return I->second;
378     }
379
380     const SmallVectorImpl<MCDwarfFile> &getMCDwarfFiles(unsigned CUID = 0) {
381       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfFiles();
382     }
383     const SmallVectorImpl<std::string> &getMCDwarfDirs(unsigned CUID = 0) {
384       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfDirs();
385     }
386
387     bool hasMCLineSections() const {
388       for (const auto &Table : MCDwarfLineTablesCUMap)
389         if (!Table.second.getMCDwarfFiles().empty() || Table.second.getLabel())
390           return true;
391       return false;
392     }
393     unsigned getDwarfCompileUnitID() {
394       return DwarfCompileUnitID;
395     }
396     void setDwarfCompileUnitID(unsigned CUIndex) {
397       DwarfCompileUnitID = CUIndex;
398     }
399     void setMCLineTableCompilationDir(unsigned CUID, StringRef CompilationDir) {
400       getMCDwarfLineTable(CUID).setCompilationDir(CompilationDir);
401     }
402
403     /// Saves the information from the currently parsed dwarf .loc directive
404     /// and sets DwarfLocSeen.  When the next instruction is assembled an entry
405     /// in the line number table with this information and the address of the
406     /// instruction will be created.
407     void setCurrentDwarfLoc(unsigned FileNum, unsigned Line, unsigned Column,
408                             unsigned Flags, unsigned Isa,
409                             unsigned Discriminator) {
410       CurrentDwarfLoc.setFileNum(FileNum);
411       CurrentDwarfLoc.setLine(Line);
412       CurrentDwarfLoc.setColumn(Column);
413       CurrentDwarfLoc.setFlags(Flags);
414       CurrentDwarfLoc.setIsa(Isa);
415       CurrentDwarfLoc.setDiscriminator(Discriminator);
416       DwarfLocSeen = true;
417     }
418     void ClearDwarfLocSeen() { DwarfLocSeen = false; }
419
420     bool getDwarfLocSeen() { return DwarfLocSeen; }
421     const MCDwarfLoc &getCurrentDwarfLoc() { return CurrentDwarfLoc; }
422
423     bool getGenDwarfForAssembly() { return GenDwarfForAssembly; }
424     void setGenDwarfForAssembly(bool Value) { GenDwarfForAssembly = Value; }
425     unsigned getGenDwarfFileNumber() { return GenDwarfFileNumber; }
426     void setGenDwarfFileNumber(unsigned FileNumber) {
427       GenDwarfFileNumber = FileNumber;
428     }
429     MapVector<const MCSection *, std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> > &
430     getGenDwarfSectionSyms() {
431       return SectionStartEndSyms;
432     }
433     std::pair<MapVector<const MCSection *,
434                         std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> >::iterator,
435               bool>
436     addGenDwarfSection(const MCSection *Sec) {
437       return SectionStartEndSyms.insert(
438           std::make_pair(Sec, std::make_pair(nullptr, nullptr)));
439     }
440     void finalizeDwarfSections(MCStreamer &MCOS);
441     const std::vector<MCGenDwarfLabelEntry> &getMCGenDwarfLabelEntries() const {
442       return MCGenDwarfLabelEntries;
443     }
444     void addMCGenDwarfLabelEntry(const MCGenDwarfLabelEntry &E) {
445       MCGenDwarfLabelEntries.push_back(E);
446     }
447
448     void setDwarfDebugFlags(StringRef S) { DwarfDebugFlags = S; }
449     StringRef getDwarfDebugFlags() { return DwarfDebugFlags; }
450
451     void setDwarfDebugProducer(StringRef S) { DwarfDebugProducer = S; }
452     StringRef getDwarfDebugProducer() { return DwarfDebugProducer; }
453
454     void setDwarfVersion(uint16_t v) { DwarfVersion = v; }
455     uint16_t getDwarfVersion() const { return DwarfVersion; }
456
457     /// @}
458
459     char *getSecureLogFile() { return SecureLogFile; }
460     raw_ostream *getSecureLog() { return SecureLog; }
461     bool getSecureLogUsed() { return SecureLogUsed; }
462     void setSecureLog(raw_ostream *Value) {
463       SecureLog = Value;
464     }
465     void setSecureLogUsed(bool Value) {
466       SecureLogUsed = Value;
467     }
468
469     void *Allocate(unsigned Size, unsigned Align = 8) {
470       return Allocator.Allocate(Size, Align);
471     }
472     void Deallocate(void *Ptr) {
473     }
474
475     // Unrecoverable error has occurred. Display the best diagnostic we can
476     // and bail via exit(1). For now, most MC backend errors are unrecoverable.
477     // FIXME: We should really do something about that.
478     LLVM_ATTRIBUTE_NORETURN void FatalError(SMLoc L, const Twine &Msg) const;
479   };
480
481 } // end namespace llvm
482
483 // operator new and delete aren't allowed inside namespaces.
484 // The throw specifications are mandated by the standard.
485 /// @brief Placement new for using the MCContext's allocator.
486 ///
487 /// This placement form of operator new uses the MCContext's allocator for
488 /// obtaining memory. It is a non-throwing new, which means that it returns
489 /// null on error. (If that is what the allocator does. The current does, so if
490 /// this ever changes, this operator will have to be changed, too.)
491 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
492 /// @code
493 /// // Default alignment (16)
494 /// IntegerLiteral *Ex = new (Context) IntegerLiteral(arguments);
495 /// // Specific alignment
496 /// IntegerLiteral *Ex2 = new (Context, 8) IntegerLiteral(arguments);
497 /// @endcode
498 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
499 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
500 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
501 ///
502 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
503 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
504 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
505 ///                  allocator supports it).
506 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
507 inline void *operator new(size_t Bytes, llvm::MCContext &C,
508                           size_t Alignment = 16) throw () {
509   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
510 }
511 /// @brief Placement delete companion to the new above.
512 ///
513 /// This operator is just a companion to the new above. There is no way of
514 /// invoking it directly; see the new operator for more details. This operator
515 /// is called implicitly by the compiler if a placement new expression using
516 /// the MCContext throws in the object constructor.
517 inline void operator delete(void *Ptr, llvm::MCContext &C, size_t)
518               throw () {
519   C.Deallocate(Ptr);
520 }
521
522 /// This placement form of operator new[] uses the MCContext's allocator for
523 /// obtaining memory. It is a non-throwing new[], which means that it returns
524 /// null on error.
525 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
526 /// @code
527 /// // Default alignment (16)
528 /// char *data = new (Context) char[10];
529 /// // Specific alignment
530 /// char *data = new (Context, 8) char[10];
531 /// @endcode
532 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
533 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
534 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
535 ///
536 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
537 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
538 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
539 ///                  allocator supports it).
540 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
541 inline void *operator new[](size_t Bytes, llvm::MCContext& C,
542                             size_t Alignment = 16) throw () {
543   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
544 }
545
546 /// @brief Placement delete[] companion to the new[] above.
547 ///
548 /// This operator is just a companion to the new[] above. There is no way of
549 /// invoking it directly; see the new[] operator for more details. This operator
550 /// is called implicitly by the compiler if a placement new[] expression using
551 /// the MCContext throws in the object constructor.
552 inline void operator delete[](void *Ptr, llvm::MCContext &C) throw () {
553   C.Deallocate(Ptr);
554 }
555
556 #endif