include/llvm/MC/MCAssembler.h

   1 //===- MCAssembler.h - Object File Generation -------------------*- 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_MCASSEMBLER_H
  11 #define LLVM_MC_MCASSEMBLER_H
  12
  13 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  14 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  15 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  16 #include "llvm/ADT/ilist.h"
  17 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
  18 #include "llvm/MC/MCDirectives.h"
  19 #include "llvm/MC/MCFixup.h"
  20 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  21 #include "llvm/MC/MCLinkerOptimizationHint.h"
  22 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  23 #include "llvm/Support/Casting.h"
  24 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  25 #include <algorithm>
  26 #include <vector> // FIXME: Shouldn't be needed.
  27
  28 namespace llvm {
  29 class raw_ostream;
  30 class MCAsmLayout;
  31 class MCAssembler;
  32 class MCContext;
  33 class MCCodeEmitter;
  34 class MCExpr;
  35 class MCFragment;
  36 class MCObjectWriter;
  37 class MCSection;
  38 class MCSectionData;
  39 class MCSubtargetInfo;
  40 class MCSymbol;
  41 class MCSymbolData;
  42 class MCValue;
  43 class MCAsmBackend;
  44
  45 class MCFragment : public ilist_node<MCFragment> {
  46   friend class MCAsmLayout;
  47
  48   MCFragment(const MCFragment&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  49   void operator=(const MCFragment&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  50
  51 public:
  52   enum FragmentType {
  53     FT_Align,
  54     FT_Data,
  55     FT_CompactEncodedInst,
  56     FT_Fill,
  57     FT_Relaxable,
  58     FT_Org,
  59     FT_Dwarf,
  60     FT_DwarfFrame,
  61     FT_LEB
  62   };
  63
  64 private:
  65   FragmentType Kind;
  66
  67   /// Parent - The data for the section this fragment is in.
  68   MCSectionData *Parent;
  69
  70   /// Atom - The atom this fragment is in, as represented by it's defining
  71   /// symbol.
  72   MCSymbolData *Atom;
  73
  74   /// @name Assembler Backend Data
  75   /// @{
  76   //
  77   // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
  78
  79   /// Offset - The offset of this fragment in its section. This is ~0 until
  80   /// initialized.
  81   uint64_t Offset;
  82
  83   /// LayoutOrder - The layout order of this fragment.
  84   unsigned LayoutOrder;
  85
  86   /// @}
  87
  88 protected:
  89   MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent = nullptr);
  90
  91 public:
  92   // Only for sentinel.
  93   MCFragment();
  94   virtual ~MCFragment();
  95
  96   FragmentType getKind() const { return Kind; }
  97
  98   MCSectionData *getParent() const { return Parent; }
  99   void setParent(MCSectionData *Value) { Parent = Value; }
 100
 101   MCSymbolData *getAtom() const { return Atom; }
 102   void setAtom(MCSymbolData *Value) { Atom = Value; }
 103
 104   unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
 105   void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
 106
 107   /// \brief Does this fragment have instructions emitted into it? By default
 108   /// this is false, but specific fragment types may set it to true.
 109   virtual bool hasInstructions() const { return false; }
 110
 111   /// \brief Should this fragment be placed at the end of an aligned bundle?
 112   virtual bool alignToBundleEnd() const { return false; }
 113   virtual void setAlignToBundleEnd(bool V) { }
 114
 115   /// \brief Get the padding size that must be inserted before this fragment.
 116   /// Used for bundling. By default, no padding is inserted.
 117   /// Note that padding size is restricted to 8 bits. This is an optimization
 118   /// to reduce the amount of space used for each fragment. In practice, larger
 119   /// padding should never be required.
 120   virtual uint8_t getBundlePadding() const {
 121     return 0;
 122   }
 123
 124   /// \brief Set the padding size for this fragment. By default it's a no-op,
 125   /// and only some fragments have a meaningful implementation.
 126   virtual void setBundlePadding(uint8_t N) {
 127   }
 128
 129   void dump();
 130 };
 131
 132 /// Interface implemented by fragments that contain encoded instructions and/or
 133 /// data.
 134 ///
 135 class MCEncodedFragment : public MCFragment {
 136   virtual void anchor();
 137
 138   uint8_t BundlePadding;
 139 public:
 140   MCEncodedFragment(MCFragment::FragmentType FType, MCSectionData *SD = nullptr)
 141     : MCFragment(FType, SD), BundlePadding(0)
 142   {
 143   }
 144   virtual ~MCEncodedFragment();
 145
 146   virtual SmallVectorImpl<char> &getContents() = 0;
 147   virtual const SmallVectorImpl<char> &getContents() const = 0;
 148
 149   uint8_t getBundlePadding() const override {
 150     return BundlePadding;
 151   }
 152
 153   void setBundlePadding(uint8_t N) override {
 154     BundlePadding = N;
 155   }
 156
 157   static bool classof(const MCFragment *F) {
 158     MCFragment::FragmentType Kind = F->getKind();
 159     switch (Kind) {
 160       default:
 161         return false;
 162       case MCFragment::FT_Relaxable:
 163       case MCFragment::FT_CompactEncodedInst:
 164       case MCFragment::FT_Data:
 165         return true;
 166     }
 167   }
 168 };
 169
 170 /// Interface implemented by fragments that contain encoded instructions and/or
 171 /// data and also have fixups registered.
 172 ///
 173 class MCEncodedFragmentWithFixups : public MCEncodedFragment {
 174   void anchor() override;
 175
 176 public:
 177   MCEncodedFragmentWithFixups(MCFragment::FragmentType FType,
 178                               MCSectionData *SD = nullptr)
 179     : MCEncodedFragment(FType, SD)
 180   {
 181   }
 182
 183   virtual ~MCEncodedFragmentWithFixups();
 184
 185   typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::const_iterator const_fixup_iterator;
 186   typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::iterator fixup_iterator;
 187
 188   virtual SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() = 0;
 189   virtual const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const = 0;
 190
 191   virtual fixup_iterator fixup_begin() = 0;
 192   virtual const_fixup_iterator fixup_begin() const  = 0;
 193   virtual fixup_iterator fixup_end() = 0;
 194   virtual const_fixup_iterator fixup_end() const = 0;
 195
 196   static bool classof(const MCFragment *F) {
 197     MCFragment::FragmentType Kind = F->getKind();
 198     return Kind == MCFragment::FT_Relaxable || Kind == MCFragment::FT_Data;
 199   }
 200 };
 201
 202 /// Fragment for data and encoded instructions.
 203 ///
 204 class MCDataFragment : public MCEncodedFragmentWithFixups {
 205   void anchor() override;
 206
 207   /// \brief Does this fragment contain encoded instructions anywhere in it?
 208   bool HasInstructions;
 209
 210   /// \brief Should this fragment be aligned to the end of a bundle?
 211   bool AlignToBundleEnd;
 212
 213   SmallVector<char, 32> Contents;
 214
 215   /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
 216   SmallVector<MCFixup, 4> Fixups;
 217 public:
 218   MCDataFragment(MCSectionData *SD = nullptr)
 219     : MCEncodedFragmentWithFixups(FT_Data, SD),
 220       HasInstructions(false), AlignToBundleEnd(false)
 221   {
 222   }
 223
 224   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 225   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override {
 226     return Contents;
 227   }
 228
 229   SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() override {
 230     return Fixups;
 231   }
 232
 233   const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const override {
 234     return Fixups;
 235   }
 236
 237   bool hasInstructions() const override { return HasInstructions; }
 238   virtual void setHasInstructions(bool V) { HasInstructions = V; }
 239
 240   bool alignToBundleEnd() const override { return AlignToBundleEnd; }
 241   void setAlignToBundleEnd(bool V) override { AlignToBundleEnd = V; }
 242
 243   fixup_iterator fixup_begin() override { return Fixups.begin(); }
 244   const_fixup_iterator fixup_begin() const override { return Fixups.begin(); }
 245
 246   fixup_iterator fixup_end() override {return Fixups.end();}
 247   const_fixup_iterator fixup_end() const override {return Fixups.end();}
 248
 249   static bool classof(const MCFragment *F) {
 250     return F->getKind() == MCFragment::FT_Data;
 251   }
 252 };
 253
 254 /// This is a compact (memory-size-wise) fragment for holding an encoded
 255 /// instruction (non-relaxable) that has no fixups registered. When applicable,
 256 /// it can be used instead of MCDataFragment and lead to lower memory
 257 /// consumption.
 258 ///
 259 class MCCompactEncodedInstFragment : public MCEncodedFragment {
 260   void anchor() override;
 261
 262   /// \brief Should this fragment be aligned to the end of a bundle?
 263   bool AlignToBundleEnd;
 264
 265   SmallVector<char, 4> Contents;
 266 public:
 267   MCCompactEncodedInstFragment(MCSectionData *SD = nullptr)
 268     : MCEncodedFragment(FT_CompactEncodedInst, SD), AlignToBundleEnd(false)
 269   {
 270   }
 271
 272   bool hasInstructions() const override {
 273     return true;
 274   }
 275
 276   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 277   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override { return Contents; }
 278
 279   bool alignToBundleEnd() const override { return AlignToBundleEnd; }
 280   void setAlignToBundleEnd(bool V) override { AlignToBundleEnd = V; }
 281
 282   static bool classof(const MCFragment *F) {
 283     return F->getKind() == MCFragment::FT_CompactEncodedInst;
 284   }
 285 };
 286
 287 /// A relaxable fragment holds on to its MCInst, since it may need to be
 288 /// relaxed during the assembler layout and relaxation stage.
 289 ///
 290 class MCRelaxableFragment : public MCEncodedFragmentWithFixups {
 291   void anchor() override;
 292
 293   /// Inst - The instruction this is a fragment for.
 294   MCInst Inst;
 295
 296   /// STI - The MCSubtargetInfo in effect when the instruction was encoded.
 297   /// Keep a copy instead of a reference to make sure that updates to STI
 298   /// in the assembler are not seen here.
 299   const MCSubtargetInfo STI;
 300
 301   /// Contents - Binary data for the currently encoded instruction.
 302   SmallVector<char, 8> Contents;
 303
 304   /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
 305   SmallVector<MCFixup, 1> Fixups;
 306
 307 public:
 308   MCRelaxableFragment(const MCInst &_Inst,
 309                       const MCSubtargetInfo &_STI,
 310                       MCSectionData *SD = nullptr)
 311     : MCEncodedFragmentWithFixups(FT_Relaxable, SD), Inst(_Inst), STI(_STI) {
 312   }
 313
 314   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 315   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override { return Contents; }
 316
 317   const MCInst &getInst() const { return Inst; }
 318   void setInst(const MCInst& Value) { Inst = Value; }
 319
 320   const MCSubtargetInfo &getSubtargetInfo() { return STI; }
 321
 322   SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() override {
 323     return Fixups;
 324   }
 325
 326   const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const override {
 327     return Fixups;
 328   }
 329
 330   bool hasInstructions() const override { return true; }
 331
 332   fixup_iterator fixup_begin() override { return Fixups.begin(); }
 333   const_fixup_iterator fixup_begin() const override { return Fixups.begin(); }
 334
 335   fixup_iterator fixup_end() override {return Fixups.end();}
 336   const_fixup_iterator fixup_end() const override {return Fixups.end();}
 337
 338   static bool classof(const MCFragment *F) {
 339     return F->getKind() == MCFragment::FT_Relaxable;
 340   }
 341 };
 342
 343 class MCAlignFragment : public MCFragment {
 344   virtual void anchor();
 345
 346   /// Alignment - The alignment to ensure, in bytes.
 347   unsigned Alignment;
 348
 349   /// Value - Value to use for filling padding bytes.
 350   int64_t Value;
 351
 352   /// ValueSize - The size of the integer (in bytes) of \p Value.
 353   unsigned ValueSize;
 354
 355   /// MaxBytesToEmit - The maximum number of bytes to emit; if the alignment
 356   /// cannot be satisfied in this width then this fragment is ignored.
 357   unsigned MaxBytesToEmit;
 358
 359   /// EmitNops - Flag to indicate that (optimal) NOPs should be emitted instead
 360   /// of using the provided value. The exact interpretation of this flag is
 361   /// target dependent.
 362   bool EmitNops : 1;
 363
 364 public:
 365   MCAlignFragment(unsigned _Alignment, int64_t _Value, unsigned _ValueSize,
 366                   unsigned _MaxBytesToEmit, MCSectionData *SD = nullptr)
 367     : MCFragment(FT_Align, SD), Alignment(_Alignment),
 368       Value(_Value),ValueSize(_ValueSize),
 369       MaxBytesToEmit(_MaxBytesToEmit), EmitNops(false) {}
 370
 371   /// @name Accessors
 372   /// @{
 373
 374   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 375
 376   int64_t getValue() const { return Value; }
 377
 378   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 379
 380   unsigned getMaxBytesToEmit() const { return MaxBytesToEmit; }
 381
 382   bool hasEmitNops() const { return EmitNops; }
 383   void setEmitNops(bool Value) { EmitNops = Value; }
 384
 385   /// @}
 386
 387   static bool classof(const MCFragment *F) {
 388     return F->getKind() == MCFragment::FT_Align;
 389   }
 390 };
 391
 392 class MCFillFragment : public MCFragment {
 393   virtual void anchor();
 394
 395   /// Value - Value to use for filling bytes.
 396   int64_t Value;
 397
 398   /// ValueSize - The size (in bytes) of \p Value to use when filling, or 0 if
 399   /// this is a virtual fill fragment.
 400   unsigned ValueSize;
 401
 402   /// Size - The number of bytes to insert.
 403   uint64_t Size;
 404
 405 public:
 406   MCFillFragment(int64_t _Value, unsigned _ValueSize, uint64_t _Size,
 407                  MCSectionData *SD = nullptr)
 408     : MCFragment(FT_Fill, SD),
 409       Value(_Value), ValueSize(_ValueSize), Size(_Size) {
 410     assert((!ValueSize || (Size % ValueSize) == 0) &&
 411            "Fill size must be a multiple of the value size!");
 412   }
 413
 414   /// @name Accessors
 415   /// @{
 416
 417   int64_t getValue() const { return Value; }
 418
 419   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 420
 421   uint64_t getSize() const { return Size; }
 422
 423   /// @}
 424
 425   static bool classof(const MCFragment *F) {
 426     return F->getKind() == MCFragment::FT_Fill;
 427   }
 428 };
 429
 430 class MCOrgFragment : public MCFragment {
 431   virtual void anchor();
 432
 433   /// Offset - The offset this fragment should start at.
 434   const MCExpr *Offset;
 435
 436   /// Value - Value to use for filling bytes.
 437   int8_t Value;
 438
 439 public:
 440   MCOrgFragment(const MCExpr &_Offset, int8_t _Value,
 441                 MCSectionData *SD = nullptr)
 442     : MCFragment(FT_Org, SD),
 443       Offset(&_Offset), Value(_Value) {}
 444
 445   /// @name Accessors
 446   /// @{
 447
 448   const MCExpr &getOffset() const { return *Offset; }
 449
 450   uint8_t getValue() const { return Value; }
 451
 452   /// @}
 453
 454   static bool classof(const MCFragment *F) {
 455     return F->getKind() == MCFragment::FT_Org;
 456   }
 457 };
 458
 459 class MCLEBFragment : public MCFragment {
 460   virtual void anchor();
 461
 462   /// Value - The value this fragment should contain.
 463   const MCExpr *Value;
 464
 465   /// IsSigned - True if this is a sleb128, false if uleb128.
 466   bool IsSigned;
 467
 468   SmallString<8> Contents;
 469 public:
 470   MCLEBFragment(const MCExpr &Value_, bool IsSigned_,
 471                 MCSectionData *SD = nullptr)
 472     : MCFragment(FT_LEB, SD),
 473       Value(&Value_), IsSigned(IsSigned_) { Contents.push_back(0); }
 474
 475   /// @name Accessors
 476   /// @{
 477
 478   const MCExpr &getValue() const { return *Value; }
 479
 480   bool isSigned() const { return IsSigned; }
 481
 482   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 483   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 484
 485   /// @}
 486
 487   static bool classof(const MCFragment *F) {
 488     return F->getKind() == MCFragment::FT_LEB;
 489   }
 490 };
 491
 492 class MCDwarfLineAddrFragment : public MCFragment {
 493   virtual void anchor();
 494
 495   /// LineDelta - the value of the difference between the two line numbers
 496   /// between two .loc dwarf directives.
 497   int64_t LineDelta;
 498
 499   /// AddrDelta - The expression for the difference of the two symbols that
 500   /// make up the address delta between two .loc dwarf directives.
 501   const MCExpr *AddrDelta;
 502
 503   SmallString<8> Contents;
 504
 505 public:
 506   MCDwarfLineAddrFragment(int64_t _LineDelta, const MCExpr &_AddrDelta,
 507                       MCSectionData *SD = nullptr)
 508     : MCFragment(FT_Dwarf, SD),
 509       LineDelta(_LineDelta), AddrDelta(&_AddrDelta) { Contents.push_back(0); }
 510
 511   /// @name Accessors
 512   /// @{
 513
 514   int64_t getLineDelta() const { return LineDelta; }
 515
 516   const MCExpr &getAddrDelta() const { return *AddrDelta; }
 517
 518   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 519   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 520
 521   /// @}
 522
 523   static bool classof(const MCFragment *F) {
 524     return F->getKind() == MCFragment::FT_Dwarf;
 525   }
 526 };
 527
 528 class MCDwarfCallFrameFragment : public MCFragment {
 529   virtual void anchor();
 530
 531   /// AddrDelta - The expression for the difference of the two symbols that
 532   /// make up the address delta between two .cfi_* dwarf directives.
 533   const MCExpr *AddrDelta;
 534
 535   SmallString<8> Contents;
 536
 537 public:
 538   MCDwarfCallFrameFragment(const MCExpr &_AddrDelta,
 539                            MCSectionData *SD = nullptr)
 540     : MCFragment(FT_DwarfFrame, SD),
 541       AddrDelta(&_AddrDelta) { Contents.push_back(0); }
 542
 543   /// @name Accessors
 544   /// @{
 545
 546   const MCExpr &getAddrDelta() const { return *AddrDelta; }
 547
 548   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 549   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 550
 551   /// @}
 552
 553   static bool classof(const MCFragment *F) {
 554     return F->getKind() == MCFragment::FT_DwarfFrame;
 555   }
 556 };
 557
 558 // FIXME: Should this be a separate class, or just merged into MCSection? Since
 559 // we anticipate the fast path being through an MCAssembler, the only reason to
 560 // keep it out is for API abstraction.
 561 class MCSectionData : public ilist_node<MCSectionData> {
 562   friend class MCAsmLayout;
 563
 564   MCSectionData(const MCSectionData&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 565   void operator=(const MCSectionData&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 566
 567 public:
 568   typedef iplist<MCFragment> FragmentListType;
 569
 570   typedef FragmentListType::const_iterator const_iterator;
 571   typedef FragmentListType::iterator iterator;
 572
 573   typedef FragmentListType::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
 574   typedef FragmentListType::reverse_iterator reverse_iterator;
 575
 576   /// \brief Express the state of bundle locked groups while emitting code.
 577   enum BundleLockStateType {
 578     NotBundleLocked,
 579     BundleLocked,
 580     BundleLockedAlignToEnd
 581   };
 582 private:
 583   FragmentListType Fragments;
 584   const MCSection *Section;
 585
 586   /// Ordinal - The section index in the assemblers section list.
 587   unsigned Ordinal;
 588
 589   /// LayoutOrder - The index of this section in the layout order.
 590   unsigned LayoutOrder;
 591
 592   /// Alignment - The maximum alignment seen in this section.
 593   unsigned Alignment;
 594
 595   /// \brief Keeping track of bundle-locked state.
 596   BundleLockStateType BundleLockState;
 597
 598   /// \brief We've seen a bundle_lock directive but not its first instruction
 599   /// yet.
 600   bool BundleGroupBeforeFirstInst;
 601
 602   /// @name Assembler Backend Data
 603   /// @{
 604   //
 605   // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
 606
 607   /// HasInstructions - Whether this section has had instructions emitted into
 608   /// it.
 609   unsigned HasInstructions : 1;
 610
 611   /// Mapping from subsection number to insertion point for subsection numbers
 612   /// below that number.
 613   SmallVector<std::pair<unsigned, MCFragment *>, 1> SubsectionFragmentMap;
 614
 615   /// @}
 616
 617 public:
 618   // Only for use as sentinel.
 619   MCSectionData();
 620   MCSectionData(const MCSection &Section, MCAssembler *A = nullptr);
 621
 622   const MCSection &getSection() const { return *Section; }
 623
 624   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 625   void setAlignment(unsigned Value) { Alignment = Value; }
 626
 627   bool hasInstructions() const { return HasInstructions; }
 628   void setHasInstructions(bool Value) { HasInstructions = Value; }
 629
 630   unsigned getOrdinal() const { return Ordinal; }
 631   void setOrdinal(unsigned Value) { Ordinal = Value; }
 632
 633   unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
 634   void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
 635
 636   /// @name Fragment Access
 637   /// @{
 638
 639   const FragmentListType &getFragmentList() const { return Fragments; }
 640   FragmentListType &getFragmentList() { return Fragments; }
 641
 642   iterator begin() { return Fragments.begin(); }
 643   const_iterator begin() const { return Fragments.begin(); }
 644
 645   iterator end() { return Fragments.end(); }
 646   const_iterator end() const { return Fragments.end(); }
 647
 648   reverse_iterator rbegin() { return Fragments.rbegin(); }
 649   const_reverse_iterator rbegin() const { return Fragments.rbegin(); }
 650
 651   reverse_iterator rend() { return Fragments.rend(); }
 652   const_reverse_iterator rend() const { return Fragments.rend(); }
 653
 654   size_t size() const { return Fragments.size(); }
 655
 656   bool empty() const { return Fragments.empty(); }
 657
 658   iterator getSubsectionInsertionPoint(unsigned Subsection);
 659
 660   bool isBundleLocked() const {
 661     return BundleLockState != NotBundleLocked;
 662   }
 663
 664   BundleLockStateType getBundleLockState() const {
 665     return BundleLockState;
 666   }
 667
 668   void setBundleLockState(BundleLockStateType NewState) {
 669     BundleLockState = NewState;
 670   }
 671
 672   bool isBundleGroupBeforeFirstInst() const {
 673     return BundleGroupBeforeFirstInst;
 674   }
 675
 676   void setBundleGroupBeforeFirstInst(bool IsFirst) {
 677     BundleGroupBeforeFirstInst = IsFirst;
 678   }
 679
 680   void dump();
 681
 682   /// @}
 683 };
 684
 685 // FIXME: Same concerns as with SectionData.
 686 class MCSymbolData : public ilist_node<MCSymbolData> {
 687 public:
 688   const MCSymbol *Symbol;
 689
 690   /// Fragment - The fragment this symbol's value is relative to, if any.
 691   MCFragment *Fragment;
 692
 693   /// Offset - The offset to apply to the fragment address to form this symbol's
 694   /// value.
 695   uint64_t Offset;
 696
 697   /// IsExternal - True if this symbol is visible outside this translation
 698   /// unit.
 699   unsigned IsExternal : 1;
 700
 701   /// IsPrivateExtern - True if this symbol is private extern.
 702   unsigned IsPrivateExtern : 1;
 703
 704   /// CommonSize - The size of the symbol, if it is 'common', or 0.
 705   //
 706   // FIXME: Pack this in with other fields? We could put it in offset, since a
 707   // common symbol can never get a definition.
 708   uint64_t CommonSize;
 709
 710   /// SymbolSize - An expression describing how to calculate the size of
 711   /// a symbol. If a symbol has no size this field will be NULL.
 712   const MCExpr *SymbolSize;
 713
 714   /// CommonAlign - The alignment of the symbol, if it is 'common'.
 715   //
 716   // FIXME: Pack this in with other fields?
 717   unsigned CommonAlign;
 718
 719   /// Flags - The Flags field is used by object file implementations to store
 720   /// additional per symbol information which is not easily classified.
 721   uint32_t Flags;
 722
 723   /// Index - Index field, for use by the object file implementation.
 724   uint64_t Index;
 725
 726 public:
 727   // Only for use as sentinel.
 728   MCSymbolData();
 729   MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment, uint64_t _Offset,
 730                MCAssembler *A = nullptr);
 731
 732   /// @name Accessors
 733   /// @{
 734
 735   const MCSymbol &getSymbol() const { return *Symbol; }
 736
 737   MCFragment *getFragment() const { return Fragment; }
 738   void setFragment(MCFragment *Value) { Fragment = Value; }
 739
 740   uint64_t getOffset() const { return Offset; }
 741   void setOffset(uint64_t Value) { Offset = Value; }
 742
 743   /// @}
 744   /// @name Symbol Attributes
 745   /// @{
 746
 747   bool isExternal() const { return IsExternal; }
 748   void setExternal(bool Value) { IsExternal = Value; }
 749
 750   bool isPrivateExtern() const { return IsPrivateExtern; }
 751   void setPrivateExtern(bool Value) { IsPrivateExtern = Value; }
 752
 753   /// isCommon - Is this a 'common' symbol.
 754   bool isCommon() const { return CommonSize != 0; }
 755
 756   /// setCommon - Mark this symbol as being 'common'.
 757   ///
 758   /// \param Size - The size of the symbol.
 759   /// \param Align - The alignment of the symbol.
 760   void setCommon(uint64_t Size, unsigned Align) {
 761     CommonSize = Size;
 762     CommonAlign = Align;
 763   }
 764
 765   /// getCommonSize - Return the size of a 'common' symbol.
 766   uint64_t getCommonSize() const {
 767     assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
 768     return CommonSize;
 769   }
 770
 771   void setSize(const MCExpr *SS) {
 772     SymbolSize = SS;
 773   }
 774
 775   const MCExpr *getSize() const {
 776     return SymbolSize;
 777   }
 778
 779
 780   /// getCommonAlignment - Return the alignment of a 'common' symbol.
 781   unsigned getCommonAlignment() const {
 782     assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
 783     return CommonAlign;
 784   }
 785
 786   /// getFlags - Get the (implementation defined) symbol flags.
 787   uint32_t getFlags() const { return Flags; }
 788
 789   /// setFlags - Set the (implementation defined) symbol flags.
 790   void setFlags(uint32_t Value) { Flags = Value; }
 791
 792   /// modifyFlags - Modify the flags via a mask
 793   void modifyFlags(uint32_t Value, uint32_t Mask) {
 794     Flags = (Flags & ~Mask) | Value;
 795   }
 796
 797   /// getIndex - Get the (implementation defined) index.
 798   uint64_t getIndex() const { return Index; }
 799
 800   /// setIndex - Set the (implementation defined) index.
 801   void setIndex(uint64_t Value) { Index = Value; }
 802
 803   /// @}
 804
 805   void dump();
 806 };
 807
 808 // FIXME: This really doesn't belong here. See comments below.
 809 struct IndirectSymbolData {
 810   MCSymbol *Symbol;
 811   MCSectionData *SectionData;
 812 };
 813
 814 // FIXME: Ditto this. Purely so the Streamer and the ObjectWriter can talk
 815 // to one another.
 816 struct DataRegionData {
 817   // This enum should be kept in sync w/ the mach-o definition in
 818   // llvm/Object/MachOFormat.h.
 819   enum KindTy { Data = 1, JumpTable8, JumpTable16, JumpTable32 } Kind;
 820   MCSymbol *Start;
 821   MCSymbol *End;
 822 };
 823
 824 class MCAssembler {
 825   friend class MCAsmLayout;
 826
 827 public:
 828   typedef iplist<MCSectionData> SectionDataListType;
 829   typedef iplist<MCSymbolData> SymbolDataListType;
 830
 831   typedef SectionDataListType::const_iterator const_iterator;
 832   typedef SectionDataListType::iterator iterator;
 833
 834   typedef SymbolDataListType::const_iterator const_symbol_iterator;
 835   typedef SymbolDataListType::iterator symbol_iterator;
 836
 837   typedef std::vector<std::string> FileNameVectorType;
 838   typedef FileNameVectorType::const_iterator const_file_name_iterator;
 839
 840   typedef std::vector<IndirectSymbolData>::const_iterator
 841     const_indirect_symbol_iterator;
 842   typedef std::vector<IndirectSymbolData>::iterator indirect_symbol_iterator;
 843
 844   typedef std::vector<DataRegionData>::const_iterator
 845     const_data_region_iterator;
 846   typedef std::vector<DataRegionData>::iterator data_region_iterator;
 847
 848   /// MachO specific deployment target version info.
 849   // A Major version of 0 indicates that no version information was supplied
 850   // and so the corresponding load command should not be emitted.
 851   typedef struct {
 852     MCVersionMinType Kind;
 853     unsigned Major;
 854     unsigned Minor;
 855     unsigned Update;
 856   } VersionMinInfoType;
 857 private:
 858   MCAssembler(const MCAssembler&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 859   void operator=(const MCAssembler&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 860
 861   MCContext &Context;
 862
 863   MCAsmBackend &Backend;
 864
 865   MCCodeEmitter &Emitter;
 866
 867   MCObjectWriter &Writer;
 868
 869   raw_ostream &OS;
 870
 871   iplist<MCSectionData> Sections;
 872
 873   iplist<MCSymbolData> Symbols;
 874
 875   /// The map of sections to their associated assembler backend data.
 876   //
 877   // FIXME: Avoid this indirection?
 878   DenseMap<const MCSection*, MCSectionData*> SectionMap;
 879
 880   /// The map of symbols to their associated assembler backend data.
 881   //
 882   // FIXME: Avoid this indirection?
 883   DenseMap<const MCSymbol*, MCSymbolData*> SymbolMap;
 884
 885   std::vector<IndirectSymbolData> IndirectSymbols;
 886
 887   std::vector<DataRegionData> DataRegions;
 888
 889   /// The list of linker options to propagate into the object file.
 890   std::vector<std::vector<std::string> > LinkerOptions;
 891
 892   /// List of declared file names
 893   FileNameVectorType FileNames;
 894
 895   /// The set of function symbols for which a .thumb_func directive has
 896   /// been seen.
 897   //
 898   // FIXME: We really would like this in target specific code rather than
 899   // here. Maybe when the relocation stuff moves to target specific,
 900   // this can go with it? The streamer would need some target specific
 901   // refactoring too.
 902   SmallPtrSet<const MCSymbol*, 64> ThumbFuncs;
 903
 904   /// \brief The bundle alignment size currently set in the assembler.
 905   ///
 906   /// By default it's 0, which means bundling is disabled.
 907   unsigned BundleAlignSize;
 908
 909   unsigned RelaxAll : 1;
 910   unsigned NoExecStack : 1;
 911   unsigned SubsectionsViaSymbols : 1;
 912
 913   /// ELF specific e_header flags
 914   // It would be good if there were an MCELFAssembler class to hold this.
 915   // ELF header flags are used both by the integrated and standalone assemblers.
 916   // Access to the flags is necessary in cases where assembler directives affect
 917   // which flags to be set.
 918   unsigned ELFHeaderEFlags;
 919
 920   /// Used to communicate Linker Optimization Hint information between
 921   /// the Streamer and the .o writer
 922   MCLOHContainer LOHContainer;
 923
 924   VersionMinInfoType VersionMinInfo;
 925 private:
 926   /// Evaluate a fixup to a relocatable expression and the value which should be
 927   /// placed into the fixup.
 928   ///
 929   /// \param Layout The layout to use for evaluation.
 930   /// \param Fixup The fixup to evaluate.
 931   /// \param DF The fragment the fixup is inside.
 932   /// \param Target [out] On return, the relocatable expression the fixup
 933   /// evaluates to.
 934   /// \param Value [out] On return, the value of the fixup as currently laid
 935   /// out.
 936   /// \return Whether the fixup value was fully resolved. This is true if the
 937   /// \p Value result is fixed, otherwise the value may change due to
 938   /// relocation.
 939   bool evaluateFixup(const MCAsmLayout &Layout,
 940                      const MCFixup &Fixup, const MCFragment *DF,
 941                      MCValue &Target, uint64_t &Value) const;
 942
 943   /// Check whether a fixup can be satisfied, or whether it needs to be relaxed
 944   /// (increased in size, in order to hold its value correctly).
 945   bool fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup, const MCRelaxableFragment *DF,
 946                             const MCAsmLayout &Layout) const;
 947
 948   /// Check whether the given fragment needs relaxation.
 949   bool fragmentNeedsRelaxation(const MCRelaxableFragment *IF,
 950                                const MCAsmLayout &Layout) const;
 951
 952   /// \brief Perform one layout iteration and return true if any offsets
 953   /// were adjusted.
 954   bool layoutOnce(MCAsmLayout &Layout);
 955
 956   /// \brief Perform one layout iteration of the given section and return true
 957   /// if any offsets were adjusted.
 958   bool layoutSectionOnce(MCAsmLayout &Layout, MCSectionData &SD);
 959
 960   bool relaxInstruction(MCAsmLayout &Layout, MCRelaxableFragment &IF);
 961
 962   bool relaxLEB(MCAsmLayout &Layout, MCLEBFragment &IF);
 963
 964   bool relaxDwarfLineAddr(MCAsmLayout &Layout, MCDwarfLineAddrFragment &DF);
 965   bool relaxDwarfCallFrameFragment(MCAsmLayout &Layout,
 966                                    MCDwarfCallFrameFragment &DF);
 967
 968   /// finishLayout - Finalize a layout, including fragment lowering.
 969   void finishLayout(MCAsmLayout &Layout);
 970
 971   std::pair<uint64_t, bool> handleFixup(const MCAsmLayout &Layout,
 972                                         MCFragment &F, const MCFixup &Fixup);
 973
 974 public:
 975   /// Compute the effective fragment size assuming it is laid out at the given
 976   /// \p SectionAddress and \p FragmentOffset.
 977   uint64_t computeFragmentSize(const MCAsmLayout &Layout,
 978                                const MCFragment &F) const;
 979
 980   /// Find the symbol which defines the atom containing the given symbol, or
 981   /// null if there is no such symbol.
 982   const MCSymbolData *getAtom(const MCSymbolData *Symbol) const;
 983
 984   /// Check whether a particular symbol is visible to the linker and is required
 985   /// in the symbol table, or whether it can be discarded by the assembler. This
 986   /// also effects whether the assembler treats the label as potentially
 987   /// defining a separate atom.
 988   bool isSymbolLinkerVisible(const MCSymbol &SD) const;
 989
 990   /// Emit the section contents using the given object writer.
 991   void writeSectionData(const MCSectionData *Section,
 992                         const MCAsmLayout &Layout) const;
 993
 994   /// Check whether a given symbol has been flagged with .thumb_func.
 995   bool isThumbFunc(const MCSymbol *Func) const {
 996     return ThumbFuncs.count(Func);
 997   }
 998
 999   /// Flag a function symbol as the target of a .thumb_func directive.
1000   void setIsThumbFunc(const MCSymbol *Func) { ThumbFuncs.insert(Func); }
1001
1002   /// ELF e_header flags
1003   unsigned getELFHeaderEFlags() const {return ELFHeaderEFlags;}
1004   void setELFHeaderEFlags(unsigned Flags) { ELFHeaderEFlags = Flags;}
1005
1006   /// MachO deployment target version information.
1007   const VersionMinInfoType &getVersionMinInfo() const { return VersionMinInfo; }
1008   void setVersionMinInfo(MCVersionMinType Kind, unsigned Major, unsigned Minor,
1009                          unsigned Update) {
1010     VersionMinInfo.Kind = Kind;
1011     VersionMinInfo.Major = Major;
1012     VersionMinInfo.Minor = Minor;
1013     VersionMinInfo.Update = Update;
1014   }
1015
1016 public:
1017   /// Construct a new assembler instance.
1018   ///
1019   /// \param OS The stream to output to.
1020   //
1021   // FIXME: How are we going to parameterize this? Two obvious options are stay
1022   // concrete and require clients to pass in a target like object. The other
1023   // option is to make this abstract, and have targets provide concrete
1024   // implementations as we do with AsmParser.
1025   MCAssembler(MCContext &Context_, MCAsmBackend &Backend_,
1026               MCCodeEmitter &Emitter_, MCObjectWriter &Writer_,
1027               raw_ostream &OS);
1028   ~MCAssembler();
1029
1030   /// Reuse an assembler instance
1031   ///
1032   void reset();
1033
1034   MCContext &getContext() const { return Context; }
1035
1036   MCAsmBackend &getBackend() const { return Backend; }
1037
1038   MCCodeEmitter &getEmitter() const { return Emitter; }
1039
1040   MCObjectWriter &getWriter() const { return Writer; }
1041
1042   /// Finish - Do final processing and write the object to the output stream.
1043   /// \p Writer is used for custom object writer (as the MCJIT does),
1044   /// if not specified it is automatically created from backend.
1045   void Finish();
1046
1047   // FIXME: This does not belong here.
1048   bool getSubsectionsViaSymbols() const {
1049     return SubsectionsViaSymbols;
1050   }
1051   void setSubsectionsViaSymbols(bool Value) {
1052     SubsectionsViaSymbols = Value;
1053   }
1054
1055   bool getRelaxAll() const { return RelaxAll; }
1056   void setRelaxAll(bool Value) { RelaxAll = Value; }
1057
1058   bool getNoExecStack() const { return NoExecStack; }
1059   void setNoExecStack(bool Value) { NoExecStack = Value; }
1060
1061   bool isBundlingEnabled() const {
1062     return BundleAlignSize != 0;
1063   }
1064
1065   unsigned getBundleAlignSize() const {
1066     return BundleAlignSize;
1067   }
1068
1069   void setBundleAlignSize(unsigned Size) {
1070     assert((Size == 0 || !(Size & (Size - 1))) &&
1071            "Expect a power-of-two bundle align size");
1072     BundleAlignSize = Size;
1073   }
1074
1075   /// @name Section List Access
1076   /// @{
1077
1078   const SectionDataListType &getSectionList() const { return Sections; }
1079   SectionDataListType &getSectionList() { return Sections; }
1080
1081   iterator begin() { return Sections.begin(); }
1082   const_iterator begin() const { return Sections.begin(); }
1083
1084   iterator end() { return Sections.end(); }
1085   const_iterator end() const { return Sections.end(); }
1086
1087   size_t size() const { return Sections.size(); }
1088
1089   /// @}
1090   /// @name Symbol List Access
1091   /// @{
1092
1093   const SymbolDataListType &getSymbolList() const { return Symbols; }
1094   SymbolDataListType &getSymbolList() { return Symbols; }
1095
1096   symbol_iterator symbol_begin() { return Symbols.begin(); }
1097   const_symbol_iterator symbol_begin() const { return Symbols.begin(); }
1098
1099   symbol_iterator symbol_end() { return Symbols.end(); }
1100   const_symbol_iterator symbol_end() const { return Symbols.end(); }
1101
1102   size_t symbol_size() const { return Symbols.size(); }
1103
1104   /// @}
1105   /// @name Indirect Symbol List Access
1106   /// @{
1107
1108   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1109   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1110   // disappear.
1111   std::vector<IndirectSymbolData> &getIndirectSymbols() {
1112     return IndirectSymbols;
1113   }
1114
1115   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() {
1116     return IndirectSymbols.begin();
1117   }
1118   const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() const {
1119     return IndirectSymbols.begin();
1120   }
1121
1122   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() {
1123     return IndirectSymbols.end();
1124   }
1125   const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() const {
1126     return IndirectSymbols.end();
1127   }
1128
1129   size_t indirect_symbol_size() const { return IndirectSymbols.size(); }
1130
1131   /// @}
1132   /// @name Linker Option List Access
1133   /// @{
1134
1135   std::vector<std::vector<std::string> > &getLinkerOptions() {
1136     return LinkerOptions;
1137   }
1138
1139   /// @}
1140   /// @name Data Region List Access
1141   /// @{
1142
1143   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1144   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1145   // disappear.
1146   std::vector<DataRegionData> &getDataRegions() {
1147     return DataRegions;
1148   }
1149
1150   data_region_iterator data_region_begin() {
1151     return DataRegions.begin();
1152   }
1153   const_data_region_iterator data_region_begin() const {
1154     return DataRegions.begin();
1155   }
1156
1157   data_region_iterator data_region_end() {
1158     return DataRegions.end();
1159   }
1160   const_data_region_iterator data_region_end() const {
1161     return DataRegions.end();
1162   }
1163
1164   size_t data_region_size() const { return DataRegions.size(); }
1165
1166   /// @}
1167   /// @name Data Region List Access
1168   /// @{
1169
1170   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1171   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1172   // disappear.
1173   MCLOHContainer & getLOHContainer() {
1174     return LOHContainer;
1175   }
1176   const MCLOHContainer & getLOHContainer() const {
1177     return const_cast<MCAssembler *>(this)->getLOHContainer();
1178   }
1179   /// @}
1180   /// @name Backend Data Access
1181   /// @{
1182
1183   MCSectionData &getSectionData(const MCSection &Section) const {
1184     MCSectionData *Entry = SectionMap.lookup(&Section);
1185     assert(Entry && "Missing section data!");
1186     return *Entry;
1187   }
1188
1189   MCSectionData &getOrCreateSectionData(const MCSection &Section,
1190                                         bool *Created = nullptr) {
1191     MCSectionData *&Entry = SectionMap[&Section];
1192
1193     if (Created) *Created = !Entry;
1194     if (!Entry)
1195       Entry = new MCSectionData(Section, this);
1196
1197     return *Entry;
1198   }
1199
1200   bool hasSymbolData(const MCSymbol &Symbol) const {
1201     return SymbolMap.lookup(&Symbol) != nullptr;
1202   }
1203
1204   MCSymbolData &getSymbolData(const MCSymbol &Symbol) const {
1205     MCSymbolData *Entry = SymbolMap.lookup(&Symbol);
1206     assert(Entry && "Missing symbol data!");
1207     return *Entry;
1208   }
1209
1210   MCSymbolData &getOrCreateSymbolData(const MCSymbol &Symbol,
1211                                       bool *Created = nullptr) {
1212     MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[&Symbol];
1213
1214     if (Created) *Created = !Entry;
1215     if (!Entry)
1216       Entry = new MCSymbolData(Symbol, nullptr, 0, this);
1217
1218     return *Entry;
1219   }
1220
1221   const_file_name_iterator file_names_begin() const {
1222     return FileNames.begin();
1223   }
1224
1225   const_file_name_iterator file_names_end() const {
1226     return FileNames.end();
1227   }
1228
1229   void addFileName(StringRef FileName) {
1230     if (std::find(file_names_begin(), file_names_end(), FileName) ==
1231         file_names_end())
1232       FileNames.push_back(FileName);
1233   }
1234
1235   /// @}
1236
1237   void dump();
1238 };
1239
1240 } // end namespace llvm
1241
1242 #endif