include/llvm/IR/InlineAsm.h

   1 //===-- llvm/InlineAsm.h - Class to represent inline asm strings-*- 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 class represents the inline asm strings, which are Value*'s that are
  11 // used as the callee operand of call instructions.  InlineAsm's are uniqued
  12 // like constants, and created via InlineAsm::get(...).
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_IR_INLINEASM_H
  17 #define LLVM_IR_INLINEASM_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
  20 #include "llvm/IR/Value.h"
  21 #include <vector>
  22
  23 namespace llvm {
  24
  25 class PointerType;
  26 class FunctionType;
  27 class Module;
  28
  29 struct InlineAsmKeyType;
  30 template <class ConstantClass> class ConstantUniqueMap;
  31
  32 class InlineAsm : public Value {
  33 public:
  34   enum AsmDialect {
  35     AD_ATT,
  36     AD_Intel
  37   };
  38
  39 private:
  40   friend struct InlineAsmKeyType;
  41   friend class ConstantUniqueMap<InlineAsm>;
  42
  43   InlineAsm(const InlineAsm &) = delete;
  44   void operator=(const InlineAsm&) = delete;
  45
  46   std::string AsmString, Constraints;
  47   bool HasSideEffects;
  48   bool IsAlignStack;
  49   AsmDialect Dialect;
  50
  51   InlineAsm(PointerType *Ty, const std::string &AsmString,
  52             const std::string &Constraints, bool hasSideEffects,
  53             bool isAlignStack, AsmDialect asmDialect);
  54   ~InlineAsm() override;
  55
  56   /// When the ConstantUniqueMap merges two types and makes two InlineAsms
  57   /// identical, it destroys one of them with this method.
  58   void destroyConstant();
  59 public:
  60
  61   /// InlineAsm::get - Return the specified uniqued inline asm string.
  62   ///
  63   static InlineAsm *get(FunctionType *Ty, StringRef AsmString,
  64                         StringRef Constraints, bool hasSideEffects,
  65                         bool isAlignStack = false,
  66                         AsmDialect asmDialect = AD_ATT);
  67
  68   bool hasSideEffects() const { return HasSideEffects; }
  69   bool isAlignStack() const { return IsAlignStack; }
  70   AsmDialect getDialect() const { return Dialect; }
  71
  72   /// getType - InlineAsm's are always pointers.
  73   ///
  74   PointerType *getType() const {
  75     return reinterpret_cast<PointerType*>(Value::getType());
  76   }
  77
  78   /// getFunctionType - InlineAsm's are always pointers to functions.
  79   ///
  80   FunctionType *getFunctionType() const;
  81
  82   const std::string &getAsmString() const { return AsmString; }
  83   const std::string &getConstraintString() const { return Constraints; }
  84
  85   /// Verify - This static method can be used by the parser to check to see if
  86   /// the specified constraint string is legal for the type.  This returns true
  87   /// if legal, false if not.
  88   ///
  89   static bool Verify(FunctionType *Ty, StringRef Constraints);
  90
  91   // Constraint String Parsing
  92   enum ConstraintPrefix {
  93     isInput,            // 'x'
  94     isOutput,           // '=x'
  95     isClobber           // '~x'
  96   };
  97
  98   typedef std::vector<std::string> ConstraintCodeVector;
  99
 100   struct SubConstraintInfo {
 101     /// MatchingInput - If this is not -1, this is an output constraint where an
 102     /// input constraint is required to match it (e.g. "0").  The value is the
 103     /// constraint number that matches this one (for example, if this is
 104     /// constraint #0 and constraint #4 has the value "0", this will be 4).
 105     signed char MatchingInput;
 106     /// Code - The constraint code, either the register name (in braces) or the
 107     /// constraint letter/number.
 108     ConstraintCodeVector Codes;
 109     /// Default constructor.
 110     SubConstraintInfo() : MatchingInput(-1) {}
 111   };
 112
 113   typedef std::vector<SubConstraintInfo> SubConstraintInfoVector;
 114   struct ConstraintInfo;
 115   typedef std::vector<ConstraintInfo> ConstraintInfoVector;
 116
 117   struct ConstraintInfo {
 118     /// Type - The basic type of the constraint: input/output/clobber
 119     ///
 120     ConstraintPrefix Type;
 121
 122     /// isEarlyClobber - "&": output operand writes result before inputs are all
 123     /// read.  This is only ever set for an output operand.
 124     bool isEarlyClobber;
 125
 126     /// MatchingInput - If this is not -1, this is an output constraint where an
 127     /// input constraint is required to match it (e.g. "0").  The value is the
 128     /// constraint number that matches this one (for example, if this is
 129     /// constraint #0 and constraint #4 has the value "0", this will be 4).
 130     signed char MatchingInput;
 131
 132     /// hasMatchingInput - Return true if this is an output constraint that has
 133     /// a matching input constraint.
 134     bool hasMatchingInput() const { return MatchingInput != -1; }
 135
 136     /// isCommutative - This is set to true for a constraint that is commutative
 137     /// with the next operand.
 138     bool isCommutative;
 139
 140     /// isIndirect - True if this operand is an indirect operand.  This means
 141     /// that the address of the source or destination is present in the call
 142     /// instruction, instead of it being returned or passed in explicitly.  This
 143     /// is represented with a '*' in the asm string.
 144     bool isIndirect;
 145
 146     /// Code - The constraint code, either the register name (in braces) or the
 147     /// constraint letter/number.
 148     ConstraintCodeVector Codes;
 149
 150     /// isMultipleAlternative - '|': has multiple-alternative constraints.
 151     bool isMultipleAlternative;
 152
 153     /// multipleAlternatives - If there are multiple alternative constraints,
 154     /// this array will contain them.  Otherwise it will be empty.
 155     SubConstraintInfoVector multipleAlternatives;
 156
 157     /// The currently selected alternative constraint index.
 158     unsigned currentAlternativeIndex;
 159
 160     ///Default constructor.
 161     ConstraintInfo();
 162
 163     /// Parse - Analyze the specified string (e.g. "=*&{eax}") and fill in the
 164     /// fields in this structure.  If the constraint string is not understood,
 165     /// return true, otherwise return false.
 166     bool Parse(StringRef Str, ConstraintInfoVector &ConstraintsSoFar);
 167
 168     /// selectAlternative - Point this constraint to the alternative constraint
 169     /// indicated by the index.
 170     void selectAlternative(unsigned index);
 171   };
 172
 173   /// ParseConstraints - Split up the constraint string into the specific
 174   /// constraints and their prefixes.  If this returns an empty vector, and if
 175   /// the constraint string itself isn't empty, there was an error parsing.
 176   static ConstraintInfoVector ParseConstraints(StringRef ConstraintString);
 177
 178   /// ParseConstraints - Parse the constraints of this inlineasm object,
 179   /// returning them the same way that ParseConstraints(str) does.
 180   ConstraintInfoVector ParseConstraints() const {
 181     return ParseConstraints(Constraints);
 182   }
 183
 184   // Methods for support type inquiry through isa, cast, and dyn_cast:
 185   static inline bool classof(const Value *V) {
 186     return V->getValueID() == Value::InlineAsmVal;
 187   }
 188
 189
 190   // These are helper methods for dealing with flags in the INLINEASM SDNode
 191   // in the backend.
 192   //
 193   // The encoding of the flag word is currently:
 194   //   Bits 2-0 - A Kind_* value indicating the kind of the operand.
 195   //   Bits 15-3 - The number of SDNode operands associated with this inline
 196   //               assembly operand.
 197   //   If bit 31 is set:
 198   //     Bit 30-16 - The operand number that this operand must match.
 199   //                 When bits 2-0 are Kind_Mem, the Constraint_* value must be
 200   //                 obtained from the flags for this operand number.
 201   //   Else if bits 2-0 are Kind_Mem:
 202   //     Bit 30-16 - A Constraint_* value indicating the original constraint
 203   //                 code.
 204   //   Else:
 205   //     Bit 30-16 - The register class ID to use for the operand.
 206
 207   enum : uint32_t {
 208     // Fixed operands on an INLINEASM SDNode.
 209     Op_InputChain = 0,
 210     Op_AsmString = 1,
 211     Op_MDNode = 2,
 212     Op_ExtraInfo = 3,    // HasSideEffects, IsAlignStack, AsmDialect.
 213     Op_FirstOperand = 4,
 214
 215     // Fixed operands on an INLINEASM MachineInstr.
 216     MIOp_AsmString = 0,
 217     MIOp_ExtraInfo = 1,    // HasSideEffects, IsAlignStack, AsmDialect.
 218     MIOp_FirstOperand = 2,
 219
 220     // Interpretation of the MIOp_ExtraInfo bit field.
 221     Extra_HasSideEffects = 1,
 222     Extra_IsAlignStack = 2,
 223     Extra_AsmDialect = 4,
 224     Extra_MayLoad = 8,
 225     Extra_MayStore = 16,
 226
 227     // Inline asm operands map to multiple SDNode / MachineInstr operands.
 228     // The first operand is an immediate describing the asm operand, the low
 229     // bits is the kind:
 230     Kind_RegUse = 1,             // Input register, "r".
 231     Kind_RegDef = 2,             // Output register, "=r".
 232     Kind_RegDefEarlyClobber = 3, // Early-clobber output register, "=&r".
 233     Kind_Clobber = 4,            // Clobbered register, "~r".
 234     Kind_Imm = 5,                // Immediate.
 235     Kind_Mem = 6,                // Memory operand, "m".
 236
 237     // Memory constraint codes.
 238     // These could be tablegenerated but there's little need to do that since
 239     // there's plenty of space in the encoding to support the union of all
 240     // constraint codes for all targets.
 241     Constraint_Unknown = 0,
 242     Constraint_es,
 243     Constraint_i,
 244     Constraint_m,
 245     Constraint_o,
 246     Constraint_v,
 247     Constraint_Q,
 248     Constraint_R,
 249     Constraint_S,
 250     Constraint_T,
 251     Constraint_Um,
 252     Constraint_Un,
 253     Constraint_Uq,
 254     Constraint_Us,
 255     Constraint_Ut,
 256     Constraint_Uv,
 257     Constraint_Uy,
 258     Constraint_X,
 259     Constraint_Z,
 260     Constraint_ZC,
 261     Constraint_Zy,
 262     Constraints_Max = Constraint_Zy,
 263     Constraints_ShiftAmount = 16,
 264
 265     Flag_MatchingOperand = 0x80000000
 266   };
 267
 268   static unsigned getFlagWord(unsigned Kind, unsigned NumOps) {
 269     assert(((NumOps << 3) & ~0xffff) == 0 && "Too many inline asm operands!");
 270     assert(Kind >= Kind_RegUse && Kind <= Kind_Mem && "Invalid Kind");
 271     return Kind | (NumOps << 3);
 272   }
 273
 274   /// getFlagWordForMatchingOp - Augment an existing flag word returned by
 275   /// getFlagWord with information indicating that this input operand is tied
 276   /// to a previous output operand.
 277   static unsigned getFlagWordForMatchingOp(unsigned InputFlag,
 278                                            unsigned MatchedOperandNo) {
 279     assert(MatchedOperandNo <= 0x7fff && "Too big matched operand");
 280     assert((InputFlag & ~0xffff) == 0 && "High bits already contain data");
 281     return InputFlag | Flag_MatchingOperand | (MatchedOperandNo << 16);
 282   }
 283
 284   /// getFlagWordForRegClass - Augment an existing flag word returned by
 285   /// getFlagWord with the required register class for the following register
 286   /// operands.
 287   /// A tied use operand cannot have a register class, use the register class
 288   /// from the def operand instead.
 289   static unsigned getFlagWordForRegClass(unsigned InputFlag, unsigned RC) {
 290     // Store RC + 1, reserve the value 0 to mean 'no register class'.
 291     ++RC;
 292     assert(RC <= 0x7fff && "Too large register class ID");
 293     assert((InputFlag & ~0xffff) == 0 && "High bits already contain data");
 294     return InputFlag | (RC << 16);
 295   }
 296
 297   /// Augment an existing flag word returned by getFlagWord with the constraint
 298   /// code for a memory constraint.
 299   static unsigned getFlagWordForMem(unsigned InputFlag, unsigned Constraint) {
 300     assert(Constraint <= 0x7fff && "Too large a memory constraint ID");
 301     assert(Constraint <= Constraints_Max && "Unknown constraint ID");
 302     assert((InputFlag & ~0xffff) == 0 && "High bits already contain data");
 303     return InputFlag | (Constraint << Constraints_ShiftAmount);
 304   }
 305
 306   static unsigned convertMemFlagWordToMatchingFlagWord(unsigned InputFlag) {
 307     assert(isMemKind(InputFlag));
 308     return InputFlag & ~(0x7fff << Constraints_ShiftAmount);
 309   }
 310
 311   static unsigned getKind(unsigned Flags) {
 312     return Flags & 7;
 313   }
 314
 315   static bool isRegDefKind(unsigned Flag){ return getKind(Flag) == Kind_RegDef;}
 316   static bool isImmKind(unsigned Flag) { return getKind(Flag) == Kind_Imm; }
 317   static bool isMemKind(unsigned Flag) { return getKind(Flag) == Kind_Mem; }
 318   static bool isRegDefEarlyClobberKind(unsigned Flag) {
 319     return getKind(Flag) == Kind_RegDefEarlyClobber;
 320   }
 321   static bool isClobberKind(unsigned Flag) {
 322     return getKind(Flag) == Kind_Clobber;
 323   }
 324
 325   static unsigned getMemoryConstraintID(unsigned Flag) {
 326     assert(isMemKind(Flag));
 327     return (Flag >> Constraints_ShiftAmount) & 0x7fff;
 328   }
 329
 330   /// getNumOperandRegisters - Extract the number of registers field from the
 331   /// inline asm operand flag.
 332   static unsigned getNumOperandRegisters(unsigned Flag) {
 333     return (Flag & 0xffff) >> 3;
 334   }
 335
 336   /// isUseOperandTiedToDef - Return true if the flag of the inline asm
 337   /// operand indicates it is an use operand that's matched to a def operand.
 338   static bool isUseOperandTiedToDef(unsigned Flag, unsigned &Idx) {
 339     if ((Flag & Flag_MatchingOperand) == 0)
 340       return false;
 341     Idx = (Flag & ~Flag_MatchingOperand) >> 16;
 342     return true;
 343   }
 344
 345   /// hasRegClassConstraint - Returns true if the flag contains a register
 346   /// class constraint.  Sets RC to the register class ID.
 347   static bool hasRegClassConstraint(unsigned Flag, unsigned &RC) {
 348     if (Flag & Flag_MatchingOperand)
 349       return false;
 350     unsigned High = Flag >> 16;
 351     // getFlagWordForRegClass() uses 0 to mean no register class, and otherwise
 352     // stores RC + 1.
 353     if (!High)
 354       return false;
 355     RC = High - 1;
 356     return true;
 357   }
 358
 359 };
 360
 361 } // namespace llvm
 362
 363 #endif