lib/MC/MCDisassembler/Disassembler.cpp

   1 //===-- lib/MC/Disassembler.cpp - Disassembler Public C Interface ---------===//
   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 #include "Disassembler.h"
  11 #include "llvm-c/Disassembler.h"
  12 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  13 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  14 #include "llvm/MC/MCDisassembler.h"
  15 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  16 #include "llvm/MC/MCInstPrinter.h"
  17 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
  18 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
  19 #include "llvm/MC/MCRelocationInfo.h"
  20 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  21 #include "llvm/MC/MCSymbolizer.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  24 #include "llvm/Support/MemoryObject.h"
  25 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  26
  27 namespace llvm {
  28 class Target;
  29 } // namespace llvm
  30 using namespace llvm;
  31
  32 // LLVMCreateDisasm() creates a disassembler for the TripleName.  Symbolic
  33 // disassembly is supported by passing a block of information in the DisInfo
  34 // parameter and specifying the TagType and callback functions as described in
  35 // the header llvm-c/Disassembler.h .  The pointer to the block and the
  36 // functions can all be passed as NULL.  If successful, this returns a
  37 // disassembler context.  If not, it returns NULL.
  38 //
  39 LLVMDisasmContextRef LLVMCreateDisasmCPU(const char *Triple, const char *CPU,
  40                                          void *DisInfo, int TagType,
  41                                          LLVMOpInfoCallback GetOpInfo,
  42                                          LLVMSymbolLookupCallback SymbolLookUp){
  43   // Get the target.
  44   std::string Error;
  45   const Target *TheTarget = TargetRegistry::lookupTarget(Triple, Error);
  46   if (!TheTarget)
  47     return 0;
  48
  49   const MCRegisterInfo *MRI = TheTarget->createMCRegInfo(Triple);
  50   if (!MRI)
  51     return 0;
  52
  53   // Get the assembler info needed to setup the MCContext.
  54   const MCAsmInfo *MAI = TheTarget->createMCAsmInfo(*MRI, Triple);
  55   if (!MAI)
  56     return 0;
  57
  58   const MCInstrInfo *MII = TheTarget->createMCInstrInfo();
  59   if (!MII)
  60     return 0;
  61
  62   // Package up features to be passed to target/subtarget
  63   std::string FeaturesStr;
  64
  65   const MCSubtargetInfo *STI = TheTarget->createMCSubtargetInfo(Triple, CPU,
  66                                                                 FeaturesStr);
  67   if (!STI)
  68     return 0;
  69
  70   // Set up the MCContext for creating symbols and MCExpr's.
  71   MCContext *Ctx = new MCContext(MAI, MRI, 0);
  72   if (!Ctx)
  73     return 0;
  74
  75   // Set up disassembler.
  76   MCDisassembler *DisAsm = TheTarget->createMCDisassembler(*STI);
  77   if (!DisAsm)
  78     return 0;
  79
  80   OwningPtr<MCRelocationInfo> RelInfo(
  81     TheTarget->createMCRelocationInfo(Triple, *Ctx));
  82   if (!RelInfo)
  83     return 0;
  84
  85   OwningPtr<MCSymbolizer> Symbolizer(
  86     TheTarget->createMCSymbolizer(Triple, GetOpInfo, SymbolLookUp, DisInfo,
  87                                   Ctx, RelInfo.take()));
  88   DisAsm->setSymbolizer(Symbolizer);
  89   DisAsm->setupForSymbolicDisassembly(GetOpInfo, SymbolLookUp, DisInfo,
  90                                       Ctx, RelInfo);
  91   // Set up the instruction printer.
  92   int AsmPrinterVariant = MAI->getAssemblerDialect();
  93   MCInstPrinter *IP = TheTarget->createMCInstPrinter(AsmPrinterVariant,
  94                                                      *MAI, *MII, *MRI, *STI);
  95   if (!IP)
  96     return 0;
  97
  98   LLVMDisasmContext *DC = new LLVMDisasmContext(Triple, DisInfo, TagType,
  99                                                 GetOpInfo, SymbolLookUp,
 100                                                 TheTarget, MAI, MRI,
 101                                                 STI, MII, Ctx, DisAsm, IP);
 102   if (!DC)
 103     return 0;
 104
 105   return DC;
 106 }
 107
 108 LLVMDisasmContextRef LLVMCreateDisasm(const char *Triple, void *DisInfo,
 109                                       int TagType, LLVMOpInfoCallback GetOpInfo,
 110                                       LLVMSymbolLookupCallback SymbolLookUp) {
 111   return LLVMCreateDisasmCPU(Triple, "", DisInfo, TagType, GetOpInfo,
 112                              SymbolLookUp);
 113 }
 114
 115 //
 116 // LLVMDisasmDispose() disposes of the disassembler specified by the context.
 117 //
 118 void LLVMDisasmDispose(LLVMDisasmContextRef DCR){
 119   LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 120   delete DC;
 121 }
 122
 123 namespace {
 124 //
 125 // The memory object created by LLVMDisasmInstruction().
 126 //
 127 class DisasmMemoryObject : public MemoryObject {
 128   uint8_t *Bytes;
 129   uint64_t Size;
 130   uint64_t BasePC;
 131 public:
 132   DisasmMemoryObject(uint8_t *bytes, uint64_t size, uint64_t basePC) :
 133                      Bytes(bytes), Size(size), BasePC(basePC) {}
 134
 135   uint64_t getBase() const { return BasePC; }
 136   uint64_t getExtent() const { return Size; }
 137
 138   int readByte(uint64_t Addr, uint8_t *Byte) const {
 139     if (Addr - BasePC >= Size)
 140       return -1;
 141     *Byte = Bytes[Addr - BasePC];
 142     return 0;
 143   }
 144 };
 145 } // end anonymous namespace
 146
 147 /// \brief Emits the comments that are stored in \p DC comment stream.
 148 /// Each comment in the comment stream must end with a newline.
 149 static void emitComments(LLVMDisasmContext *DC,
 150                          formatted_raw_ostream &FormattedOS) {
 151   // Flush the stream before taking its content.
 152   DC->CommentStream.flush();
 153   StringRef Comments = DC->CommentsToEmit.str();
 154   // Get the default information for printing a comment.
 155   const MCAsmInfo *MAI = DC->getAsmInfo();
 156   const char *CommentBegin = MAI->getCommentString();
 157   unsigned CommentColumn = MAI->getCommentColumn();
 158   bool IsFirst = true;
 159   while (!Comments.empty()) {
 160     if (!IsFirst)
 161       FormattedOS << '\n';
 162     // Emit a line of comments.
 163     FormattedOS.PadToColumn(CommentColumn);
 164     size_t Position = Comments.find('\n');
 165     FormattedOS << CommentBegin << ' ' << Comments.substr(0, Position);
 166     // Move after the newline character.
 167     Comments = Comments.substr(Position+1);
 168     IsFirst = false;
 169   }
 170   FormattedOS.flush();
 171
 172   // Tell the comment stream that the vector changed underneath it.
 173   DC->CommentsToEmit.clear();
 174   DC->CommentStream.resync();
 175 }
 176
 177 /// \brief Gets latency information for \p Inst, based on \p DC information.
 178 /// \return The maximum expected latency over all the definitions or -1
 179 /// if no information are available.
 180 static int getLatency(LLVMDisasmContext *DC, const MCInst &Inst) {
 181   // Try to compute scheduling information.
 182   const MCSubtargetInfo *STI = DC->getSubtargetInfo();
 183   const MCSchedModel *SCModel = STI->getSchedModel();
 184   const int NoInformationAvailable = -1;
 185
 186   // Check if we have a scheduling model for instructions.
 187   if (!SCModel || !SCModel->hasInstrSchedModel())
 188     return NoInformationAvailable;
 189
 190   // Get the scheduling class of the requested instruction.
 191   const MCInstrDesc& Desc = DC->getInstrInfo()->get(Inst.getOpcode());
 192   unsigned SCClass = Desc.getSchedClass();
 193   const MCSchedClassDesc *SCDesc = SCModel->getSchedClassDesc(SCClass);
 194   if (!SCDesc || !SCDesc->isValid())
 195     return NoInformationAvailable;
 196
 197   // Compute output latency.
 198   int Latency = 0;
 199   for (unsigned DefIdx = 0, DefEnd = SCDesc->NumWriteLatencyEntries;
 200        DefIdx != DefEnd; ++DefIdx) {
 201     // Lookup the definition's write latency in SubtargetInfo.
 202     const MCWriteLatencyEntry *WLEntry = STI->getWriteLatencyEntry(SCDesc,
 203                                                                    DefIdx);
 204     Latency = std::max(Latency, WLEntry->Cycles);
 205   }
 206
 207   return Latency;
 208 }
 209
 210
 211 /// \brief Emits latency information in DC->CommentStream for \p Inst, based
 212 /// on the information available in \p DC.
 213 static void emitLatency(LLVMDisasmContext *DC, const MCInst &Inst) {
 214   int Latency = getLatency(DC, Inst);
 215
 216   // Report only interesting latency.
 217   if (Latency < 2)
 218     return;
 219
 220   DC->CommentStream << "Latency: " << Latency << '\n';
 221 }
 222
 223 //
 224 // LLVMDisasmInstruction() disassembles a single instruction using the
 225 // disassembler context specified in the parameter DC.  The bytes of the
 226 // instruction are specified in the parameter Bytes, and contains at least
 227 // BytesSize number of bytes.  The instruction is at the address specified by
 228 // the PC parameter.  If a valid instruction can be disassembled its string is
 229 // returned indirectly in OutString which whos size is specified in the
 230 // parameter OutStringSize.  This function returns the number of bytes in the
 231 // instruction or zero if there was no valid instruction.  If this function
 232 // returns zero the caller will have to pick how many bytes they want to step
 233 // over by printing a .byte, .long etc. to continue.
 234 //
 235 size_t LLVMDisasmInstruction(LLVMDisasmContextRef DCR, uint8_t *Bytes,
 236                              uint64_t BytesSize, uint64_t PC, char *OutString,
 237                              size_t OutStringSize){
 238   LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 239   // Wrap the pointer to the Bytes, BytesSize and PC in a MemoryObject.
 240   DisasmMemoryObject MemoryObject(Bytes, BytesSize, PC);
 241
 242   uint64_t Size;
 243   MCInst Inst;
 244   const MCDisassembler *DisAsm = DC->getDisAsm();
 245   MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 246   MCDisassembler::DecodeStatus S;
 247   SmallVector<char, 64> InsnStr;
 248   raw_svector_ostream Annotations(InsnStr);
 249   S = DisAsm->getInstruction(Inst, Size, MemoryObject, PC,
 250                              /*REMOVE*/ nulls(), Annotations);
 251   switch (S) {
 252   case MCDisassembler::Fail:
 253   case MCDisassembler::SoftFail:
 254     // FIXME: Do something different for soft failure modes?
 255     return 0;
 256
 257   case MCDisassembler::Success: {
 258     Annotations.flush();
 259     StringRef AnnotationsStr = Annotations.str();
 260
 261     SmallVector<char, 64> InsnStr;
 262     raw_svector_ostream OS(InsnStr);
 263     formatted_raw_ostream FormattedOS(OS);
 264     IP->printInst(&Inst, FormattedOS, AnnotationsStr);
 265
 266     if (DC->getOptions() & LLVMDisassembler_Option_PrintLatency)
 267       emitLatency(DC, Inst);
 268
 269     emitComments(DC, FormattedOS);
 270
 271     assert(OutStringSize != 0 && "Output buffer cannot be zero size");
 272     size_t OutputSize = std::min(OutStringSize-1, InsnStr.size());
 273     std::memcpy(OutString, InsnStr.data(), OutputSize);
 274     OutString[OutputSize] = '\0'; // Terminate string.
 275
 276     return Size;
 277   }
 278   }
 279   llvm_unreachable("Invalid DecodeStatus!");
 280 }
 281
 282 //
 283 // LLVMSetDisasmOptions() sets the disassembler's options.  It returns 1 if it
 284 // can set all the Options and 0 otherwise.
 285 //
 286 int LLVMSetDisasmOptions(LLVMDisasmContextRef DCR, uint64_t Options){
 287   if (Options & LLVMDisassembler_Option_UseMarkup){
 288       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 289       MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 290       IP->setUseMarkup(1);
 291       DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_UseMarkup);
 292       Options &= ~LLVMDisassembler_Option_UseMarkup;
 293   }
 294   if (Options & LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex){
 295       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 296       MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 297       IP->setPrintImmHex(1);
 298       DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex);
 299       Options &= ~LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex;
 300   }
 301   if (Options & LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant){
 302       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 303       // Try to set up the new instruction printer.
 304       const MCAsmInfo *MAI = DC->getAsmInfo();
 305       const MCInstrInfo *MII = DC->getInstrInfo();
 306       const MCRegisterInfo *MRI = DC->getRegisterInfo();
 307       const MCSubtargetInfo *STI = DC->getSubtargetInfo();
 308       int AsmPrinterVariant = MAI->getAssemblerDialect();
 309       AsmPrinterVariant = AsmPrinterVariant == 0 ? 1 : 0;
 310       MCInstPrinter *IP = DC->getTarget()->createMCInstPrinter(
 311           AsmPrinterVariant, *MAI, *MII, *MRI, *STI);
 312       if (IP) {
 313         DC->setIP(IP);
 314         DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant);
 315         Options &= ~LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant;
 316       }
 317   }
 318   if (Options & LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments) {
 319     LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 320     MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 321     IP->setCommentStream(DC->CommentStream);
 322     DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments);
 323     Options &= ~LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments;
 324   }
 325   if (Options & LLVMDisassembler_Option_PrintLatency) {
 326     LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 327     DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_PrintLatency);
 328     Options &= ~LLVMDisassembler_Option_PrintLatency;
 329   }
 330   return (Options == 0);
 331 }