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/TargetRegistry.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 // LLVMCreateDisasm() creates a disassembler for the TripleName.  Symbolic
  29 // disassembly is supported by passing a block of information in the DisInfo
  30 // parameter and specifying the TagType and callback functions as described in
  31 // the header llvm-c/Disassembler.h .  The pointer to the block and the
  32 // functions can all be passed as NULL.  If successful, this returns a
  33 // disassembler context.  If not, it returns NULL.
  34 //
  35 LLVMDisasmContextRef
  36 LLVMCreateDisasmCPUFeatures(const char *TT, const char *CPU,
  37                             const char *Features, void *DisInfo, int TagType,
  38                             LLVMOpInfoCallback GetOpInfo,
  39                             LLVMSymbolLookupCallback SymbolLookUp) {
  40   // Get the target.
  41   std::string Error;
  42   const Target *TheTarget = TargetRegistry::lookupTarget(TT, Error);
  43   if (!TheTarget)
  44     return nullptr;
  45
  46   const MCRegisterInfo *MRI = TheTarget->createMCRegInfo(TT);
  47   if (!MRI)
  48     return nullptr;
  49
  50   // Get the assembler info needed to setup the MCContext.
  51   const MCAsmInfo *MAI = TheTarget->createMCAsmInfo(*MRI, TT);
  52   if (!MAI)
  53     return nullptr;
  54
  55   const MCInstrInfo *MII = TheTarget->createMCInstrInfo();
  56   if (!MII)
  57     return nullptr;
  58
  59   const MCSubtargetInfo *STI =
  60       TheTarget->createMCSubtargetInfo(TT, CPU, Features);
  61   if (!STI)
  62     return nullptr;
  63
  64   // Set up the MCContext for creating symbols and MCExpr's.
  65   MCContext *Ctx = new MCContext(MAI, MRI, nullptr);
  66   if (!Ctx)
  67     return nullptr;
  68
  69   // Set up disassembler.
  70   MCDisassembler *DisAsm = TheTarget->createMCDisassembler(*STI, *Ctx);
  71   if (!DisAsm)
  72     return nullptr;
  73
  74   std::unique_ptr<MCRelocationInfo> RelInfo(
  75       TheTarget->createMCRelocationInfo(TT, *Ctx));
  76   if (!RelInfo)
  77     return nullptr;
  78
  79   std::unique_ptr<MCSymbolizer> Symbolizer(TheTarget->createMCSymbolizer(
  80       TT, GetOpInfo, SymbolLookUp, DisInfo, Ctx, std::move(RelInfo)));
  81   DisAsm->setSymbolizer(std::move(Symbolizer));
  82
  83   // Set up the instruction printer.
  84   int AsmPrinterVariant = MAI->getAssemblerDialect();
  85   MCInstPrinter *IP = TheTarget->createMCInstPrinter(AsmPrinterVariant,
  86                                                      *MAI, *MII, *MRI, *STI);
  87   if (!IP)
  88     return nullptr;
  89
  90   LLVMDisasmContext *DC =
  91       new LLVMDisasmContext(TT, DisInfo, TagType, GetOpInfo, SymbolLookUp,
  92                             TheTarget, MAI, MRI, STI, MII, Ctx, DisAsm, IP);
  93   if (!DC)
  94     return nullptr;
  95
  96   DC->setCPU(CPU);
  97   return DC;
  98 }
  99
 100 LLVMDisasmContextRef
 101 LLVMCreateDisasmCPU(const char *TT, const char *CPU, void *DisInfo, int TagType,
 102                     LLVMOpInfoCallback GetOpInfo,
 103                     LLVMSymbolLookupCallback SymbolLookUp) {
 104   return LLVMCreateDisasmCPUFeatures(TT, CPU, "", DisInfo, TagType, GetOpInfo,
 105                                      SymbolLookUp);
 106 }
 107
 108 LLVMDisasmContextRef LLVMCreateDisasm(const char *TT, void *DisInfo,
 109                                       int TagType, LLVMOpInfoCallback GetOpInfo,
 110                                       LLVMSymbolLookupCallback SymbolLookUp) {
 111   return LLVMCreateDisasmCPUFeatures(TT, "", "", 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 /// \brief Emits the comments that are stored in \p DC comment stream.
 124 /// Each comment in the comment stream must end with a newline.
 125 static void emitComments(LLVMDisasmContext *DC,
 126                          formatted_raw_ostream &FormattedOS) {
 127   // Flush the stream before taking its content.
 128   DC->CommentStream.flush();
 129   StringRef Comments = DC->CommentsToEmit.str();
 130   // Get the default information for printing a comment.
 131   const MCAsmInfo *MAI = DC->getAsmInfo();
 132   const char *CommentBegin = MAI->getCommentString();
 133   unsigned CommentColumn = MAI->getCommentColumn();
 134   bool IsFirst = true;
 135   while (!Comments.empty()) {
 136     if (!IsFirst)
 137       FormattedOS << '\n';
 138     // Emit a line of comments.
 139     FormattedOS.PadToColumn(CommentColumn);
 140     size_t Position = Comments.find('\n');
 141     FormattedOS << CommentBegin << ' ' << Comments.substr(0, Position);
 142     // Move after the newline character.
 143     Comments = Comments.substr(Position+1);
 144     IsFirst = false;
 145   }
 146   FormattedOS.flush();
 147
 148   // Tell the comment stream that the vector changed underneath it.
 149   DC->CommentsToEmit.clear();
 150   DC->CommentStream.resync();
 151 }
 152
 153 /// \brief Gets latency information for \p Inst from the itinerary
 154 /// scheduling model, based on \p DC information.
 155 /// \return The maximum expected latency over all the operands or -1
 156 /// if no information is available.
 157 static int getItineraryLatency(LLVMDisasmContext *DC, const MCInst &Inst) {
 158   const int NoInformationAvailable = -1;
 159
 160   // Check if we have a CPU to get the itinerary information.
 161   if (DC->getCPU().empty())
 162     return NoInformationAvailable;
 163
 164   // Get itinerary information.
 165   const MCSubtargetInfo *STI = DC->getSubtargetInfo();
 166   InstrItineraryData IID = STI->getInstrItineraryForCPU(DC->getCPU());
 167   // Get the scheduling class of the requested instruction.
 168   const MCInstrDesc& Desc = DC->getInstrInfo()->get(Inst.getOpcode());
 169   unsigned SCClass = Desc.getSchedClass();
 170
 171   int Latency = 0;
 172   for (unsigned OpIdx = 0, OpIdxEnd = Inst.getNumOperands(); OpIdx != OpIdxEnd;
 173        ++OpIdx)
 174     Latency = std::max(Latency, IID.getOperandCycle(SCClass, OpIdx));
 175
 176   return Latency;
 177 }
 178
 179 /// \brief Gets latency information for \p Inst, based on \p DC information.
 180 /// \return The maximum expected latency over all the definitions or -1
 181 /// if no information is available.
 182 static int getLatency(LLVMDisasmContext *DC, const MCInst &Inst) {
 183   // Try to compute scheduling information.
 184   const MCSubtargetInfo *STI = DC->getSubtargetInfo();
 185   const MCSchedModel SCModel = STI->getSchedModel();
 186   const int NoInformationAvailable = -1;
 187
 188   // Check if we have a scheduling model for instructions.
 189   if (!SCModel.hasInstrSchedModel())
 190     // Try to fall back to the itinerary model if the scheduling model doesn't
 191     // have a scheduling table.  Note the default does not have a table.
 192     return getItineraryLatency(DC, Inst);
 193
 194   // Get the scheduling class of the requested instruction.
 195   const MCInstrDesc& Desc = DC->getInstrInfo()->get(Inst.getOpcode());
 196   unsigned SCClass = Desc.getSchedClass();
 197   const MCSchedClassDesc *SCDesc = SCModel.getSchedClassDesc(SCClass);
 198   // Resolving the variant SchedClass requires an MI to pass to
 199   // SubTargetInfo::resolveSchedClass.
 200   if (!SCDesc || !SCDesc->isValid() || SCDesc->isVariant())
 201     return NoInformationAvailable;
 202
 203   // Compute output latency.
 204   int Latency = 0;
 205   for (unsigned DefIdx = 0, DefEnd = SCDesc->NumWriteLatencyEntries;
 206        DefIdx != DefEnd; ++DefIdx) {
 207     // Lookup the definition's write latency in SubtargetInfo.
 208     const MCWriteLatencyEntry *WLEntry = STI->getWriteLatencyEntry(SCDesc,
 209                                                                    DefIdx);
 210     Latency = std::max(Latency, WLEntry->Cycles);
 211   }
 212
 213   return Latency;
 214 }
 215
 216
 217 /// \brief Emits latency information in DC->CommentStream for \p Inst, based
 218 /// on the information available in \p DC.
 219 static void emitLatency(LLVMDisasmContext *DC, const MCInst &Inst) {
 220   int Latency = getLatency(DC, Inst);
 221
 222   // Report only interesting latencies.
 223   if (Latency < 2)
 224     return;
 225
 226   DC->CommentStream << "Latency: " << Latency << '\n';
 227 }
 228
 229 //
 230 // LLVMDisasmInstruction() disassembles a single instruction using the
 231 // disassembler context specified in the parameter DC.  The bytes of the
 232 // instruction are specified in the parameter Bytes, and contains at least
 233 // BytesSize number of bytes.  The instruction is at the address specified by
 234 // the PC parameter.  If a valid instruction can be disassembled its string is
 235 // returned indirectly in OutString which whos size is specified in the
 236 // parameter OutStringSize.  This function returns the number of bytes in the
 237 // instruction or zero if there was no valid instruction.  If this function
 238 // returns zero the caller will have to pick how many bytes they want to step
 239 // over by printing a .byte, .long etc. to continue.
 240 //
 241 size_t LLVMDisasmInstruction(LLVMDisasmContextRef DCR, uint8_t *Bytes,
 242                              uint64_t BytesSize, uint64_t PC, char *OutString,
 243                              size_t OutStringSize){
 244   LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 245   // Wrap the pointer to the Bytes, BytesSize and PC in a MemoryObject.
 246   ArrayRef<uint8_t> Data(Bytes, BytesSize);
 247
 248   uint64_t Size;
 249   MCInst Inst;
 250   const MCDisassembler *DisAsm = DC->getDisAsm();
 251   MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 252   MCDisassembler::DecodeStatus S;
 253   SmallVector<char, 64> InsnStr;
 254   raw_svector_ostream Annotations(InsnStr);
 255   S = DisAsm->getInstruction(Inst, Size, Data, PC,
 256                              /*REMOVE*/ nulls(), Annotations);
 257   switch (S) {
 258   case MCDisassembler::Fail:
 259   case MCDisassembler::SoftFail:
 260     // FIXME: Do something different for soft failure modes?
 261     return 0;
 262
 263   case MCDisassembler::Success: {
 264     Annotations.flush();
 265     StringRef AnnotationsStr = Annotations.str();
 266
 267     SmallVector<char, 64> InsnStr;
 268     raw_svector_ostream OS(InsnStr);
 269     formatted_raw_ostream FormattedOS(OS);
 270     IP->printInst(&Inst, FormattedOS, AnnotationsStr, *DC->getSubtargetInfo());
 271
 272     if (DC->getOptions() & LLVMDisassembler_Option_PrintLatency)
 273       emitLatency(DC, Inst);
 274
 275     emitComments(DC, FormattedOS);
 276     OS.flush();
 277
 278     assert(OutStringSize != 0 && "Output buffer cannot be zero size");
 279     size_t OutputSize = std::min(OutStringSize-1, InsnStr.size());
 280     std::memcpy(OutString, InsnStr.data(), OutputSize);
 281     OutString[OutputSize] = '\0'; // Terminate string.
 282
 283     return Size;
 284   }
 285   }
 286   llvm_unreachable("Invalid DecodeStatus!");
 287 }
 288
 289 //
 290 // LLVMSetDisasmOptions() sets the disassembler's options.  It returns 1 if it
 291 // can set all the Options and 0 otherwise.
 292 //
 293 int LLVMSetDisasmOptions(LLVMDisasmContextRef DCR, uint64_t Options){
 294   if (Options & LLVMDisassembler_Option_UseMarkup){
 295       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 296       MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 297       IP->setUseMarkup(1);
 298       DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_UseMarkup);
 299       Options &= ~LLVMDisassembler_Option_UseMarkup;
 300   }
 301   if (Options & LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex){
 302       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 303       MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 304       IP->setPrintImmHex(1);
 305       DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex);
 306       Options &= ~LLVMDisassembler_Option_PrintImmHex;
 307   }
 308   if (Options & LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant){
 309       LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 310       // Try to set up the new instruction printer.
 311       const MCAsmInfo *MAI = DC->getAsmInfo();
 312       const MCInstrInfo *MII = DC->getInstrInfo();
 313       const MCRegisterInfo *MRI = DC->getRegisterInfo();
 314       const MCSubtargetInfo *STI = DC->getSubtargetInfo();
 315       int AsmPrinterVariant = MAI->getAssemblerDialect();
 316       AsmPrinterVariant = AsmPrinterVariant == 0 ? 1 : 0;
 317       MCInstPrinter *IP = DC->getTarget()->createMCInstPrinter(
 318           AsmPrinterVariant, *MAI, *MII, *MRI, *STI);
 319       if (IP) {
 320         DC->setIP(IP);
 321         DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant);
 322         Options &= ~LLVMDisassembler_Option_AsmPrinterVariant;
 323       }
 324   }
 325   if (Options & LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments) {
 326     LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 327     MCInstPrinter *IP = DC->getIP();
 328     IP->setCommentStream(DC->CommentStream);
 329     DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments);
 330     Options &= ~LLVMDisassembler_Option_SetInstrComments;
 331   }
 332   if (Options & LLVMDisassembler_Option_PrintLatency) {
 333     LLVMDisasmContext *DC = (LLVMDisasmContext *)DCR;
 334     DC->addOptions(LLVMDisassembler_Option_PrintLatency);
 335     Options &= ~LLVMDisassembler_Option_PrintLatency;
 336   }
 337   return (Options == 0);
 338 }