Implement unique sections with an unique ID.
[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       unsigned UniqueID;
169       ELFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName,
170                     unsigned UniqueID)
171           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName), UniqueID(UniqueID) {
172       }
173       bool operator<(const ELFSectionKey &Other) const {
174         if (SectionName != Other.SectionName)
175           return SectionName < Other.SectionName;
176         if (GroupName != Other.GroupName)
177           return GroupName < Other.GroupName;
178         return UniqueID < Other.UniqueID;
179       }
180     };
181
182     struct COFFSectionKey {
183       std::string SectionName;
184       StringRef GroupName;
185       int SelectionKey;
186       COFFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName,
187                      int SelectionKey)
188           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName),
189             SelectionKey(SelectionKey) {}
190       bool operator<(const COFFSectionKey &Other) const {
191         if (SectionName != Other.SectionName)
192           return SectionName < Other.SectionName;
193         if (GroupName != Other.GroupName)
194           return GroupName < Other.GroupName;
195         return SelectionKey < Other.SelectionKey;
196       }
197     };
198
199     StringMap<const MCSectionMachO*> MachOUniquingMap;
200     std::map<ELFSectionKey, const MCSectionELF *> ELFUniquingMap;
201     std::map<COFFSectionKey, const MCSectionCOFF *> COFFUniquingMap;
202     StringMap<bool> ELFRelSecNames;
203
204     /// Do automatic reset in destructor
205     bool AutoReset;
206
207     MCSymbol *CreateSymbol(StringRef Name, bool AlwaysAddSuffix);
208
209     MCSymbol *getOrCreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal,
210                                                 unsigned Instance);
211
212   public:
213     explicit MCContext(const MCAsmInfo *MAI, const MCRegisterInfo *MRI,
214                        const MCObjectFileInfo *MOFI,
215                        const SourceMgr *Mgr = nullptr, bool DoAutoReset = true);
216     ~MCContext();
217
218     const SourceMgr *getSourceManager() const { return SrcMgr; }
219
220     const MCAsmInfo *getAsmInfo() const { return MAI; }
221
222     const MCRegisterInfo *getRegisterInfo() const { return MRI; }
223
224     const MCObjectFileInfo *getObjectFileInfo() const { return MOFI; }
225
226     void setAllowTemporaryLabels(bool Value) { AllowTemporaryLabels = Value; }
227
228     /// @name Module Lifetime Management
229     /// @{
230
231     /// reset - return object to right after construction state to prepare
232     /// to process a new module
233     void reset();
234
235     /// @}
236
237     /// @name Symbol Management
238     /// @{
239
240     /// Create and return a new linker temporary symbol with a unique but
241     /// unspecified name.
242     MCSymbol *CreateLinkerPrivateTempSymbol();
243
244     /// Create and return a new assembler temporary symbol with a unique but
245     /// unspecified name.
246     MCSymbol *CreateTempSymbol();
247
248     MCSymbol *createTempSymbol(const Twine &Name, bool AlwaysAddSuffix);
249
250     /// Create the definition of a directional local symbol for numbered label
251     /// (used for "1:" definitions).
252     MCSymbol *CreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal);
253
254     /// Create and return a directional local symbol for numbered label (used
255     /// for "1b" or 1f" references).
256     MCSymbol *GetDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal, bool Before);
257
258     /// Lookup the symbol inside with the specified @p Name.  If it exists,
259     /// return it.  If not, create a forward reference and return it.
260     ///
261     /// @param Name - The symbol name, which must be unique across all symbols.
262     MCSymbol *GetOrCreateSymbol(const Twine &Name);
263
264     MCSymbol *getOrCreateSectionSymbol(const MCSectionELF &Section);
265
266     MCSymbol *getOrCreateFrameAllocSymbol(StringRef FuncName, unsigned Idx);
267     MCSymbol *getOrCreateParentFrameOffsetSymbol(StringRef FuncName);
268
269     /// Get the symbol for \p Name, or null.
270     MCSymbol *LookupSymbol(const Twine &Name) const;
271
272     /// getSymbols - Get a reference for the symbol table for clients that
273     /// want to, for example, iterate over all symbols. 'const' because we
274     /// still want any modifications to the table itself to use the MCContext
275     /// APIs.
276     const SymbolTable &getSymbols() const {
277       return Symbols;
278     }
279
280     /// @}
281
282     /// @name Section Management
283     /// @{
284
285     /// Return the MCSection for the specified mach-o section.  This requires
286     /// the operands to be valid.
287     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
288                                           unsigned TypeAndAttributes,
289                                           unsigned Reserved2, SectionKind K,
290                                           const char *BeginSymName = nullptr);
291
292     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
293                                           unsigned TypeAndAttributes,
294                                           SectionKind K,
295                                           const char *BeginSymName = nullptr) {
296       return getMachOSection(Segment, Section, TypeAndAttributes, 0, K,
297                              BeginSymName);
298     }
299
300     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
301                                       unsigned Flags,
302                                       const char *BeginSymName = nullptr);
303
304     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
305                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
306                                       StringRef Group,
307                                       const char *BeginSymName = nullptr);
308
309     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
310                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
311                                       StringRef Group, unsigned UniqueID,
312                                       const char *BeginSymName = nullptr);
313
314     const MCSectionELF *createELFRelSection(StringRef Name, unsigned Type,
315                                             unsigned Flags, unsigned EntrySize,
316                                             const MCSymbol *Group);
317
318     void renameELFSection(const MCSectionELF *Section, StringRef Name);
319
320     const MCSectionELF *CreateELFGroupSection();
321
322     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
323                                         unsigned Characteristics,
324                                         SectionKind Kind,
325                                         StringRef COMDATSymName, int Selection,
326                                         const char *BeginSymName = nullptr);
327
328     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
329                                         unsigned Characteristics,
330                                         SectionKind Kind,
331                                         const char *BeginSymName = nullptr);
332
333     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section);
334
335     /// Gets or creates a section equivalent to Sec that is associated with the
336     /// section containing KeySym. For example, to create a debug info section
337     /// associated with an inline function, pass the normal debug info section
338     /// as Sec and the function symbol as KeySym.
339     const MCSectionCOFF *getAssociativeCOFFSection(const MCSectionCOFF *Sec,
340                                                    const MCSymbol *KeySym);
341
342     /// @}
343
344     /// @name Dwarf Management
345     /// @{
346
347     /// \brief Get the compilation directory for DW_AT_comp_dir
348     /// This can be overridden by clients which want to control the reported
349     /// compilation directory and have it be something other than the current
350     /// working directory.
351     /// Returns an empty string if the current directory cannot be determined.
352     StringRef getCompilationDir() const { return CompilationDir; }
353
354     /// \brief Set the compilation directory for DW_AT_comp_dir
355     /// Override the default (CWD) compilation directory.
356     void setCompilationDir(StringRef S) { CompilationDir = S.str(); }
357
358     /// \brief Get the main file name for use in error messages and debug
359     /// info. This can be set to ensure we've got the correct file name
360     /// after preprocessing or for -save-temps.
361     const std::string &getMainFileName() const { return MainFileName; }
362
363     /// \brief Set the main file name and override the default.
364     void setMainFileName(StringRef S) { MainFileName = S; }
365
366     /// Creates an entry in the dwarf file and directory tables.
367     unsigned GetDwarfFile(StringRef Directory, StringRef FileName,
368                           unsigned FileNumber, unsigned CUID);
369
370     bool isValidDwarfFileNumber(unsigned FileNumber, unsigned CUID = 0);
371
372     const std::map<unsigned, MCDwarfLineTable> &getMCDwarfLineTables() const {
373       return MCDwarfLineTablesCUMap;
374     }
375
376     MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) {
377       return MCDwarfLineTablesCUMap[CUID];
378     }
379
380     const MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) const {
381       auto I = MCDwarfLineTablesCUMap.find(CUID);
382       assert(I != MCDwarfLineTablesCUMap.end());
383       return I->second;
384     }
385
386     const SmallVectorImpl<MCDwarfFile> &getMCDwarfFiles(unsigned CUID = 0) {
387       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfFiles();
388     }
389     const SmallVectorImpl<std::string> &getMCDwarfDirs(unsigned CUID = 0) {
390       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfDirs();
391     }
392
393     bool hasMCLineSections() const {
394       for (const auto &Table : MCDwarfLineTablesCUMap)
395         if (!Table.second.getMCDwarfFiles().empty() || Table.second.getLabel())
396           return true;
397       return false;
398     }
399     unsigned getDwarfCompileUnitID() {
400       return DwarfCompileUnitID;
401     }
402     void setDwarfCompileUnitID(unsigned CUIndex) {
403       DwarfCompileUnitID = CUIndex;
404     }
405     void setMCLineTableCompilationDir(unsigned CUID, StringRef CompilationDir) {
406       getMCDwarfLineTable(CUID).setCompilationDir(CompilationDir);
407     }
408
409     /// Saves the information from the currently parsed dwarf .loc directive
410     /// and sets DwarfLocSeen.  When the next instruction is assembled an entry
411     /// in the line number table with this information and the address of the
412     /// instruction will be created.
413     void setCurrentDwarfLoc(unsigned FileNum, unsigned Line, unsigned Column,
414                             unsigned Flags, unsigned Isa,
415                             unsigned Discriminator) {
416       CurrentDwarfLoc.setFileNum(FileNum);
417       CurrentDwarfLoc.setLine(Line);
418       CurrentDwarfLoc.setColumn(Column);
419       CurrentDwarfLoc.setFlags(Flags);
420       CurrentDwarfLoc.setIsa(Isa);
421       CurrentDwarfLoc.setDiscriminator(Discriminator);
422       DwarfLocSeen = true;
423     }
424     void ClearDwarfLocSeen() { DwarfLocSeen = false; }
425
426     bool getDwarfLocSeen() { return DwarfLocSeen; }
427     const MCDwarfLoc &getCurrentDwarfLoc() { return CurrentDwarfLoc; }
428
429     bool getGenDwarfForAssembly() { return GenDwarfForAssembly; }
430     void setGenDwarfForAssembly(bool Value) { GenDwarfForAssembly = Value; }
431     unsigned getGenDwarfFileNumber() { return GenDwarfFileNumber; }
432     void setGenDwarfFileNumber(unsigned FileNumber) {
433       GenDwarfFileNumber = FileNumber;
434     }
435     MapVector<const MCSection *, std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> > &
436     getGenDwarfSectionSyms() {
437       return SectionStartEndSyms;
438     }
439     std::pair<MapVector<const MCSection *,
440                         std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> >::iterator,
441               bool>
442     addGenDwarfSection(const MCSection *Sec) {
443       return SectionStartEndSyms.insert(
444           std::make_pair(Sec, std::make_pair(nullptr, nullptr)));
445     }
446     void finalizeDwarfSections(MCStreamer &MCOS);
447     const std::vector<MCGenDwarfLabelEntry> &getMCGenDwarfLabelEntries() const {
448       return MCGenDwarfLabelEntries;
449     }
450     void addMCGenDwarfLabelEntry(const MCGenDwarfLabelEntry &E) {
451       MCGenDwarfLabelEntries.push_back(E);
452     }
453
454     void setDwarfDebugFlags(StringRef S) { DwarfDebugFlags = S; }
455     StringRef getDwarfDebugFlags() { return DwarfDebugFlags; }
456
457     void setDwarfDebugProducer(StringRef S) { DwarfDebugProducer = S; }
458     StringRef getDwarfDebugProducer() { return DwarfDebugProducer; }
459
460     void setDwarfVersion(uint16_t v) { DwarfVersion = v; }
461     uint16_t getDwarfVersion() const { return DwarfVersion; }
462
463     /// @}
464
465     char *getSecureLogFile() { return SecureLogFile; }
466     raw_ostream *getSecureLog() { return SecureLog; }
467     bool getSecureLogUsed() { return SecureLogUsed; }
468     void setSecureLog(raw_ostream *Value) {
469       SecureLog = Value;
470     }
471     void setSecureLogUsed(bool Value) {
472       SecureLogUsed = Value;
473     }
474
475     void *Allocate(unsigned Size, unsigned Align = 8) {
476       return Allocator.Allocate(Size, Align);
477     }
478     void Deallocate(void *Ptr) {
479     }
480
481     // Unrecoverable error has occurred. Display the best diagnostic we can
482     // and bail via exit(1). For now, most MC backend errors are unrecoverable.
483     // FIXME: We should really do something about that.
484     LLVM_ATTRIBUTE_NORETURN void FatalError(SMLoc L, const Twine &Msg) const;
485   };
486
487 } // end namespace llvm
488
489 // operator new and delete aren't allowed inside namespaces.
490 // The throw specifications are mandated by the standard.
491 /// @brief Placement new for using the MCContext's allocator.
492 ///
493 /// This placement form of operator new uses the MCContext's allocator for
494 /// obtaining memory. It is a non-throwing new, which means that it returns
495 /// null on error. (If that is what the allocator does. The current does, so if
496 /// this ever changes, this operator will have to be changed, too.)
497 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
498 /// @code
499 /// // Default alignment (16)
500 /// IntegerLiteral *Ex = new (Context) IntegerLiteral(arguments);
501 /// // Specific alignment
502 /// IntegerLiteral *Ex2 = new (Context, 8) IntegerLiteral(arguments);
503 /// @endcode
504 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
505 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
506 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
507 ///
508 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
509 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
510 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
511 ///                  allocator supports it).
512 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
513 inline void *operator new(size_t Bytes, llvm::MCContext &C,
514                           size_t Alignment = 16) throw () {
515   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
516 }
517 /// @brief Placement delete companion to the new above.
518 ///
519 /// This operator is just a companion to the new above. There is no way of
520 /// invoking it directly; see the new operator for more details. This operator
521 /// is called implicitly by the compiler if a placement new expression using
522 /// the MCContext throws in the object constructor.
523 inline void operator delete(void *Ptr, llvm::MCContext &C, size_t)
524               throw () {
525   C.Deallocate(Ptr);
526 }
527
528 /// This placement form of operator new[] uses the MCContext's allocator for
529 /// obtaining memory. It is a non-throwing new[], which means that it returns
530 /// null on error.
531 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
532 /// @code
533 /// // Default alignment (16)
534 /// char *data = new (Context) char[10];
535 /// // Specific alignment
536 /// char *data = new (Context, 8) char[10];
537 /// @endcode
538 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
539 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
540 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
541 ///
542 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
543 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
544 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
545 ///                  allocator supports it).
546 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
547 inline void *operator new[](size_t Bytes, llvm::MCContext& C,
548                             size_t Alignment = 16) throw () {
549   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
550 }
551
552 /// @brief Placement delete[] companion to the new[] above.
553 ///
554 /// This operator is just a companion to the new[] above. There is no way of
555 /// invoking it directly; see the new[] operator for more details. This operator
556 /// is called implicitly by the compiler if a placement new[] expression using
557 /// the MCContext throws in the object constructor.
558 inline void operator delete[](void *Ptr, llvm::MCContext &C) throw () {
559   C.Deallocate(Ptr);
560 }
561
562 #endif