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