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/PointerIntPair.h"
  15 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  16 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  17 #include "llvm/ADT/ilist.h"
  18 #include "llvm/ADT/ilist_node.h"
  19 #include "llvm/MC/MCDirectives.h"
  20 #include "llvm/MC/MCFixup.h"
  21 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  22 #include "llvm/MC/MCLinkerOptimizationHint.h"
  23 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  24 #include "llvm/Support/Casting.h"
  25 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  26 #include <algorithm>
  27 #include <vector> // FIXME: Shouldn't be needed.
  28
  29 namespace llvm {
  30 class raw_ostream;
  31 class MCAsmLayout;
  32 class MCAssembler;
  33 class MCContext;
  34 class MCCodeEmitter;
  35 class MCExpr;
  36 class MCFragment;
  37 class MCObjectWriter;
  38 class MCSection;
  39 class MCSectionData;
  40 class MCSubtargetInfo;
  41 class MCSymbol;
  42 class MCSymbolData;
  43 class MCValue;
  44 class MCAsmBackend;
  45
  46 class MCFragment : public ilist_node<MCFragment> {
  47   friend class MCAsmLayout;
  48
  49   MCFragment(const MCFragment&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  50   void operator=(const MCFragment&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  51
  52 public:
  53   enum FragmentType {
  54     FT_Align,
  55     FT_Data,
  56     FT_CompactEncodedInst,
  57     FT_Fill,
  58     FT_Relaxable,
  59     FT_Org,
  60     FT_Dwarf,
  61     FT_DwarfFrame,
  62     FT_LEB
  63   };
  64
  65 private:
  66   FragmentType Kind;
  67
  68   /// Parent - The data for the section this fragment is in.
  69   MCSectionData *Parent;
  70
  71   /// Atom - The atom this fragment is in, as represented by it's defining
  72   /// symbol.
  73   MCSymbolData *Atom;
  74
  75   /// @name Assembler Backend Data
  76   /// @{
  77   //
  78   // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
  79
  80   /// Offset - The offset of this fragment in its section. This is ~0 until
  81   /// initialized.
  82   uint64_t Offset;
  83
  84   /// LayoutOrder - The layout order of this fragment.
  85   unsigned LayoutOrder;
  86
  87   /// @}
  88
  89 protected:
  90   MCFragment(FragmentType _Kind, MCSectionData *_Parent = nullptr);
  91
  92 public:
  93   // Only for sentinel.
  94   MCFragment();
  95   virtual ~MCFragment();
  96
  97   FragmentType getKind() const { return Kind; }
  98
  99   MCSectionData *getParent() const { return Parent; }
 100   void setParent(MCSectionData *Value) { Parent = Value; }
 101
 102   MCSymbolData *getAtom() const { return Atom; }
 103   void setAtom(MCSymbolData *Value) { Atom = Value; }
 104
 105   unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
 106   void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
 107
 108   /// \brief Does this fragment have instructions emitted into it? By default
 109   /// this is false, but specific fragment types may set it to true.
 110   virtual bool hasInstructions() const { return false; }
 111
 112   /// \brief Should this fragment be placed at the end of an aligned bundle?
 113   virtual bool alignToBundleEnd() const { return false; }
 114   virtual void setAlignToBundleEnd(bool V) { }
 115
 116   /// \brief Get the padding size that must be inserted before this fragment.
 117   /// Used for bundling. By default, no padding is inserted.
 118   /// Note that padding size is restricted to 8 bits. This is an optimization
 119   /// to reduce the amount of space used for each fragment. In practice, larger
 120   /// padding should never be required.
 121   virtual uint8_t getBundlePadding() const {
 122     return 0;
 123   }
 124
 125   /// \brief Set the padding size for this fragment. By default it's a no-op,
 126   /// and only some fragments have a meaningful implementation.
 127   virtual void setBundlePadding(uint8_t N) {
 128   }
 129
 130   void dump();
 131 };
 132
 133 /// Interface implemented by fragments that contain encoded instructions and/or
 134 /// data.
 135 ///
 136 class MCEncodedFragment : public MCFragment {
 137   virtual void anchor();
 138
 139   uint8_t BundlePadding;
 140 public:
 141   MCEncodedFragment(MCFragment::FragmentType FType, MCSectionData *SD = nullptr)
 142     : MCFragment(FType, SD), BundlePadding(0)
 143   {
 144   }
 145   virtual ~MCEncodedFragment();
 146
 147   virtual SmallVectorImpl<char> &getContents() = 0;
 148   virtual const SmallVectorImpl<char> &getContents() const = 0;
 149
 150   uint8_t getBundlePadding() const override {
 151     return BundlePadding;
 152   }
 153
 154   void setBundlePadding(uint8_t N) override {
 155     BundlePadding = N;
 156   }
 157
 158   static bool classof(const MCFragment *F) {
 159     MCFragment::FragmentType Kind = F->getKind();
 160     switch (Kind) {
 161       default:
 162         return false;
 163       case MCFragment::FT_Relaxable:
 164       case MCFragment::FT_CompactEncodedInst:
 165       case MCFragment::FT_Data:
 166         return true;
 167     }
 168   }
 169 };
 170
 171 /// Interface implemented by fragments that contain encoded instructions and/or
 172 /// data and also have fixups registered.
 173 ///
 174 class MCEncodedFragmentWithFixups : public MCEncodedFragment {
 175   void anchor() override;
 176
 177 public:
 178   MCEncodedFragmentWithFixups(MCFragment::FragmentType FType,
 179                               MCSectionData *SD = nullptr)
 180     : MCEncodedFragment(FType, SD)
 181   {
 182   }
 183
 184   virtual ~MCEncodedFragmentWithFixups();
 185
 186   typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::const_iterator const_fixup_iterator;
 187   typedef SmallVectorImpl<MCFixup>::iterator fixup_iterator;
 188
 189   virtual SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() = 0;
 190   virtual const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const = 0;
 191
 192   virtual fixup_iterator fixup_begin() = 0;
 193   virtual const_fixup_iterator fixup_begin() const  = 0;
 194   virtual fixup_iterator fixup_end() = 0;
 195   virtual const_fixup_iterator fixup_end() const = 0;
 196
 197   static bool classof(const MCFragment *F) {
 198     MCFragment::FragmentType Kind = F->getKind();
 199     return Kind == MCFragment::FT_Relaxable || Kind == MCFragment::FT_Data;
 200   }
 201 };
 202
 203 /// Fragment for data and encoded instructions.
 204 ///
 205 class MCDataFragment : public MCEncodedFragmentWithFixups {
 206   void anchor() override;
 207
 208   /// \brief Does this fragment contain encoded instructions anywhere in it?
 209   bool HasInstructions;
 210
 211   /// \brief Should this fragment be aligned to the end of a bundle?
 212   bool AlignToBundleEnd;
 213
 214   SmallVector<char, 32> Contents;
 215
 216   /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
 217   SmallVector<MCFixup, 4> Fixups;
 218 public:
 219   MCDataFragment(MCSectionData *SD = nullptr)
 220     : MCEncodedFragmentWithFixups(FT_Data, SD),
 221       HasInstructions(false), AlignToBundleEnd(false)
 222   {
 223   }
 224
 225   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 226   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override {
 227     return Contents;
 228   }
 229
 230   SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() override {
 231     return Fixups;
 232   }
 233
 234   const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const override {
 235     return Fixups;
 236   }
 237
 238   bool hasInstructions() const override { return HasInstructions; }
 239   virtual void setHasInstructions(bool V) { HasInstructions = V; }
 240
 241   bool alignToBundleEnd() const override { return AlignToBundleEnd; }
 242   void setAlignToBundleEnd(bool V) override { AlignToBundleEnd = V; }
 243
 244   fixup_iterator fixup_begin() override { return Fixups.begin(); }
 245   const_fixup_iterator fixup_begin() const override { return Fixups.begin(); }
 246
 247   fixup_iterator fixup_end() override {return Fixups.end();}
 248   const_fixup_iterator fixup_end() const override {return Fixups.end();}
 249
 250   static bool classof(const MCFragment *F) {
 251     return F->getKind() == MCFragment::FT_Data;
 252   }
 253 };
 254
 255 /// This is a compact (memory-size-wise) fragment for holding an encoded
 256 /// instruction (non-relaxable) that has no fixups registered. When applicable,
 257 /// it can be used instead of MCDataFragment and lead to lower memory
 258 /// consumption.
 259 ///
 260 class MCCompactEncodedInstFragment : public MCEncodedFragment {
 261   void anchor() override;
 262
 263   /// \brief Should this fragment be aligned to the end of a bundle?
 264   bool AlignToBundleEnd;
 265
 266   SmallVector<char, 4> Contents;
 267 public:
 268   MCCompactEncodedInstFragment(MCSectionData *SD = nullptr)
 269     : MCEncodedFragment(FT_CompactEncodedInst, SD), AlignToBundleEnd(false)
 270   {
 271   }
 272
 273   bool hasInstructions() const override {
 274     return true;
 275   }
 276
 277   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 278   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override { return Contents; }
 279
 280   bool alignToBundleEnd() const override { return AlignToBundleEnd; }
 281   void setAlignToBundleEnd(bool V) override { AlignToBundleEnd = V; }
 282
 283   static bool classof(const MCFragment *F) {
 284     return F->getKind() == MCFragment::FT_CompactEncodedInst;
 285   }
 286 };
 287
 288 /// A relaxable fragment holds on to its MCInst, since it may need to be
 289 /// relaxed during the assembler layout and relaxation stage.
 290 ///
 291 class MCRelaxableFragment : public MCEncodedFragmentWithFixups {
 292   void anchor() override;
 293
 294   /// Inst - The instruction this is a fragment for.
 295   MCInst Inst;
 296
 297   /// STI - The MCSubtargetInfo in effect when the instruction was encoded.
 298   /// Keep a copy instead of a reference to make sure that updates to STI
 299   /// in the assembler are not seen here.
 300   const MCSubtargetInfo STI;
 301
 302   /// Contents - Binary data for the currently encoded instruction.
 303   SmallVector<char, 8> Contents;
 304
 305   /// Fixups - The list of fixups in this fragment.
 306   SmallVector<MCFixup, 1> Fixups;
 307
 308 public:
 309   MCRelaxableFragment(const MCInst &_Inst,
 310                       const MCSubtargetInfo &_STI,
 311                       MCSectionData *SD = nullptr)
 312     : MCEncodedFragmentWithFixups(FT_Relaxable, SD), Inst(_Inst), STI(_STI) {
 313   }
 314
 315   SmallVectorImpl<char> &getContents() override { return Contents; }
 316   const SmallVectorImpl<char> &getContents() const override { return Contents; }
 317
 318   const MCInst &getInst() const { return Inst; }
 319   void setInst(const MCInst& Value) { Inst = Value; }
 320
 321   const MCSubtargetInfo &getSubtargetInfo() { return STI; }
 322
 323   SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() override {
 324     return Fixups;
 325   }
 326
 327   const SmallVectorImpl<MCFixup> &getFixups() const override {
 328     return Fixups;
 329   }
 330
 331   bool hasInstructions() const override { return true; }
 332
 333   fixup_iterator fixup_begin() override { return Fixups.begin(); }
 334   const_fixup_iterator fixup_begin() const override { return Fixups.begin(); }
 335
 336   fixup_iterator fixup_end() override {return Fixups.end();}
 337   const_fixup_iterator fixup_end() const override {return Fixups.end();}
 338
 339   static bool classof(const MCFragment *F) {
 340     return F->getKind() == MCFragment::FT_Relaxable;
 341   }
 342 };
 343
 344 class MCAlignFragment : public MCFragment {
 345   virtual void anchor();
 346
 347   /// Alignment - The alignment to ensure, in bytes.
 348   unsigned Alignment;
 349
 350   /// Value - Value to use for filling padding bytes.
 351   int64_t Value;
 352
 353   /// ValueSize - The size of the integer (in bytes) of \p Value.
 354   unsigned ValueSize;
 355
 356   /// MaxBytesToEmit - The maximum number of bytes to emit; if the alignment
 357   /// cannot be satisfied in this width then this fragment is ignored.
 358   unsigned MaxBytesToEmit;
 359
 360   /// EmitNops - Flag to indicate that (optimal) NOPs should be emitted instead
 361   /// of using the provided value. The exact interpretation of this flag is
 362   /// target dependent.
 363   bool EmitNops : 1;
 364
 365 public:
 366   MCAlignFragment(unsigned _Alignment, int64_t _Value, unsigned _ValueSize,
 367                   unsigned _MaxBytesToEmit, MCSectionData *SD = nullptr)
 368     : MCFragment(FT_Align, SD), Alignment(_Alignment),
 369       Value(_Value),ValueSize(_ValueSize),
 370       MaxBytesToEmit(_MaxBytesToEmit), EmitNops(false) {}
 371
 372   /// @name Accessors
 373   /// @{
 374
 375   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 376
 377   int64_t getValue() const { return Value; }
 378
 379   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 380
 381   unsigned getMaxBytesToEmit() const { return MaxBytesToEmit; }
 382
 383   bool hasEmitNops() const { return EmitNops; }
 384   void setEmitNops(bool Value) { EmitNops = Value; }
 385
 386   /// @}
 387
 388   static bool classof(const MCFragment *F) {
 389     return F->getKind() == MCFragment::FT_Align;
 390   }
 391 };
 392
 393 class MCFillFragment : public MCFragment {
 394   virtual void anchor();
 395
 396   /// Value - Value to use for filling bytes.
 397   int64_t Value;
 398
 399   /// ValueSize - The size (in bytes) of \p Value to use when filling, or 0 if
 400   /// this is a virtual fill fragment.
 401   unsigned ValueSize;
 402
 403   /// Size - The number of bytes to insert.
 404   uint64_t Size;
 405
 406 public:
 407   MCFillFragment(int64_t _Value, unsigned _ValueSize, uint64_t _Size,
 408                  MCSectionData *SD = nullptr)
 409     : MCFragment(FT_Fill, SD),
 410       Value(_Value), ValueSize(_ValueSize), Size(_Size) {
 411     assert((!ValueSize || (Size % ValueSize) == 0) &&
 412            "Fill size must be a multiple of the value size!");
 413   }
 414
 415   /// @name Accessors
 416   /// @{
 417
 418   int64_t getValue() const { return Value; }
 419
 420   unsigned getValueSize() const { return ValueSize; }
 421
 422   uint64_t getSize() const { return Size; }
 423
 424   /// @}
 425
 426   static bool classof(const MCFragment *F) {
 427     return F->getKind() == MCFragment::FT_Fill;
 428   }
 429 };
 430
 431 class MCOrgFragment : public MCFragment {
 432   virtual void anchor();
 433
 434   /// Offset - The offset this fragment should start at.
 435   const MCExpr *Offset;
 436
 437   /// Value - Value to use for filling bytes.
 438   int8_t Value;
 439
 440 public:
 441   MCOrgFragment(const MCExpr &_Offset, int8_t _Value,
 442                 MCSectionData *SD = nullptr)
 443     : MCFragment(FT_Org, SD),
 444       Offset(&_Offset), Value(_Value) {}
 445
 446   /// @name Accessors
 447   /// @{
 448
 449   const MCExpr &getOffset() const { return *Offset; }
 450
 451   uint8_t getValue() const { return Value; }
 452
 453   /// @}
 454
 455   static bool classof(const MCFragment *F) {
 456     return F->getKind() == MCFragment::FT_Org;
 457   }
 458 };
 459
 460 class MCLEBFragment : public MCFragment {
 461   virtual void anchor();
 462
 463   /// Value - The value this fragment should contain.
 464   const MCExpr *Value;
 465
 466   /// IsSigned - True if this is a sleb128, false if uleb128.
 467   bool IsSigned;
 468
 469   SmallString<8> Contents;
 470 public:
 471   MCLEBFragment(const MCExpr &Value_, bool IsSigned_,
 472                 MCSectionData *SD = nullptr)
 473     : MCFragment(FT_LEB, SD),
 474       Value(&Value_), IsSigned(IsSigned_) { Contents.push_back(0); }
 475
 476   /// @name Accessors
 477   /// @{
 478
 479   const MCExpr &getValue() const { return *Value; }
 480
 481   bool isSigned() const { return IsSigned; }
 482
 483   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 484   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 485
 486   /// @}
 487
 488   static bool classof(const MCFragment *F) {
 489     return F->getKind() == MCFragment::FT_LEB;
 490   }
 491 };
 492
 493 class MCDwarfLineAddrFragment : public MCFragment {
 494   virtual void anchor();
 495
 496   /// LineDelta - the value of the difference between the two line numbers
 497   /// between two .loc dwarf directives.
 498   int64_t LineDelta;
 499
 500   /// AddrDelta - The expression for the difference of the two symbols that
 501   /// make up the address delta between two .loc dwarf directives.
 502   const MCExpr *AddrDelta;
 503
 504   SmallString<8> Contents;
 505
 506 public:
 507   MCDwarfLineAddrFragment(int64_t _LineDelta, const MCExpr &_AddrDelta,
 508                       MCSectionData *SD = nullptr)
 509     : MCFragment(FT_Dwarf, SD),
 510       LineDelta(_LineDelta), AddrDelta(&_AddrDelta) { Contents.push_back(0); }
 511
 512   /// @name Accessors
 513   /// @{
 514
 515   int64_t getLineDelta() const { return LineDelta; }
 516
 517   const MCExpr &getAddrDelta() const { return *AddrDelta; }
 518
 519   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 520   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 521
 522   /// @}
 523
 524   static bool classof(const MCFragment *F) {
 525     return F->getKind() == MCFragment::FT_Dwarf;
 526   }
 527 };
 528
 529 class MCDwarfCallFrameFragment : public MCFragment {
 530   virtual void anchor();
 531
 532   /// AddrDelta - The expression for the difference of the two symbols that
 533   /// make up the address delta between two .cfi_* dwarf directives.
 534   const MCExpr *AddrDelta;
 535
 536   SmallString<8> Contents;
 537
 538 public:
 539   MCDwarfCallFrameFragment(const MCExpr &_AddrDelta,
 540                            MCSectionData *SD = nullptr)
 541     : MCFragment(FT_DwarfFrame, SD),
 542       AddrDelta(&_AddrDelta) { Contents.push_back(0); }
 543
 544   /// @name Accessors
 545   /// @{
 546
 547   const MCExpr &getAddrDelta() const { return *AddrDelta; }
 548
 549   SmallString<8> &getContents() { return Contents; }
 550   const SmallString<8> &getContents() const { return Contents; }
 551
 552   /// @}
 553
 554   static bool classof(const MCFragment *F) {
 555     return F->getKind() == MCFragment::FT_DwarfFrame;
 556   }
 557 };
 558
 559 // FIXME: Should this be a separate class, or just merged into MCSection? Since
 560 // we anticipate the fast path being through an MCAssembler, the only reason to
 561 // keep it out is for API abstraction.
 562 class MCSectionData : public ilist_node<MCSectionData> {
 563   friend class MCAsmLayout;
 564
 565   MCSectionData(const MCSectionData&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 566   void operator=(const MCSectionData&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 567
 568 public:
 569   typedef iplist<MCFragment> FragmentListType;
 570
 571   typedef FragmentListType::const_iterator const_iterator;
 572   typedef FragmentListType::iterator iterator;
 573
 574   typedef FragmentListType::const_reverse_iterator const_reverse_iterator;
 575   typedef FragmentListType::reverse_iterator reverse_iterator;
 576
 577   /// \brief Express the state of bundle locked groups while emitting code.
 578   enum BundleLockStateType {
 579     NotBundleLocked,
 580     BundleLocked,
 581     BundleLockedAlignToEnd
 582   };
 583 private:
 584   FragmentListType Fragments;
 585   const MCSection *Section;
 586
 587   /// Ordinal - The section index in the assemblers section list.
 588   unsigned Ordinal;
 589
 590   /// LayoutOrder - The index of this section in the layout order.
 591   unsigned LayoutOrder;
 592
 593   /// Alignment - The maximum alignment seen in this section.
 594   unsigned Alignment;
 595
 596   /// \brief Keeping track of bundle-locked state.
 597   BundleLockStateType BundleLockState;
 598
 599   /// \brief We've seen a bundle_lock directive but not its first instruction
 600   /// yet.
 601   bool BundleGroupBeforeFirstInst;
 602
 603   /// @name Assembler Backend Data
 604   /// @{
 605   //
 606   // FIXME: This could all be kept private to the assembler implementation.
 607
 608   /// HasInstructions - Whether this section has had instructions emitted into
 609   /// it.
 610   unsigned HasInstructions : 1;
 611
 612   /// Mapping from subsection number to insertion point for subsection numbers
 613   /// below that number.
 614   SmallVector<std::pair<unsigned, MCFragment *>, 1> SubsectionFragmentMap;
 615
 616   /// @}
 617
 618 public:
 619   // Only for use as sentinel.
 620   MCSectionData();
 621   MCSectionData(const MCSection &Section, MCAssembler *A = nullptr);
 622
 623   const MCSection &getSection() const { return *Section; }
 624
 625   unsigned getAlignment() const { return Alignment; }
 626   void setAlignment(unsigned Value) { Alignment = Value; }
 627
 628   bool hasInstructions() const { return HasInstructions; }
 629   void setHasInstructions(bool Value) { HasInstructions = Value; }
 630
 631   unsigned getOrdinal() const { return Ordinal; }
 632   void setOrdinal(unsigned Value) { Ordinal = Value; }
 633
 634   unsigned getLayoutOrder() const { return LayoutOrder; }
 635   void setLayoutOrder(unsigned Value) { LayoutOrder = Value; }
 636
 637   /// @name Fragment Access
 638   /// @{
 639
 640   const FragmentListType &getFragmentList() const { return Fragments; }
 641   FragmentListType &getFragmentList() { return Fragments; }
 642
 643   iterator begin() { return Fragments.begin(); }
 644   const_iterator begin() const { return Fragments.begin(); }
 645
 646   iterator end() { return Fragments.end(); }
 647   const_iterator end() const { return Fragments.end(); }
 648
 649   reverse_iterator rbegin() { return Fragments.rbegin(); }
 650   const_reverse_iterator rbegin() const { return Fragments.rbegin(); }
 651
 652   reverse_iterator rend() { return Fragments.rend(); }
 653   const_reverse_iterator rend() const { return Fragments.rend(); }
 654
 655   size_t size() const { return Fragments.size(); }
 656
 657   bool empty() const { return Fragments.empty(); }
 658
 659   iterator getSubsectionInsertionPoint(unsigned Subsection);
 660
 661   bool isBundleLocked() const {
 662     return BundleLockState != NotBundleLocked;
 663   }
 664
 665   BundleLockStateType getBundleLockState() const {
 666     return BundleLockState;
 667   }
 668
 669   void setBundleLockState(BundleLockStateType NewState) {
 670     BundleLockState = NewState;
 671   }
 672
 673   bool isBundleGroupBeforeFirstInst() const {
 674     return BundleGroupBeforeFirstInst;
 675   }
 676
 677   void setBundleGroupBeforeFirstInst(bool IsFirst) {
 678     BundleGroupBeforeFirstInst = IsFirst;
 679   }
 680
 681   void dump();
 682
 683   /// @}
 684 };
 685
 686 // FIXME: Same concerns as with SectionData.
 687 class MCSymbolData : public ilist_node<MCSymbolData> {
 688   const MCSymbol *Symbol;
 689
 690   /// Fragment - The fragment this symbol's value is relative to, if any. Also
 691   /// stores if this symbol is visible outside this translation unit (bit 0) or
 692   /// if it is private extern (bit 1).
 693   PointerIntPair<MCFragment *, 2> Fragment;
 694
 695   union {
 696     /// Offset - The offset to apply to the fragment address to form this
 697     /// symbol's value.
 698     uint64_t Offset;
 699
 700     /// CommonSize - The size of the symbol, if it is 'common'.
 701     uint64_t CommonSize;
 702   };
 703
 704   /// SymbolSize - An expression describing how to calculate the size of
 705   /// a symbol. If a symbol has no size this field will be NULL.
 706   const MCExpr *SymbolSize;
 707
 708   /// CommonAlign - The alignment of the symbol, if it is 'common', or -1.
 709   //
 710   // FIXME: Pack this in with other fields?
 711   unsigned CommonAlign;
 712
 713   /// Flags - The Flags field is used by object file implementations to store
 714   /// additional per symbol information which is not easily classified.
 715   uint32_t Flags;
 716
 717   /// Index - Index field, for use by the object file implementation.
 718   uint64_t Index;
 719
 720 public:
 721   // Only for use as sentinel.
 722   MCSymbolData();
 723   MCSymbolData(const MCSymbol &_Symbol, MCFragment *_Fragment, uint64_t _Offset,
 724                MCAssembler *A = nullptr);
 725
 726   /// @name Accessors
 727   /// @{
 728
 729   const MCSymbol &getSymbol() const { return *Symbol; }
 730
 731   MCFragment *getFragment() const { return Fragment.getPointer(); }
 732   void setFragment(MCFragment *Value) { Fragment.setPointer(Value); }
 733
 734   uint64_t getOffset() const {
 735     assert(!isCommon());
 736     return Offset;
 737   }
 738   void setOffset(uint64_t Value) {
 739     assert(!isCommon());
 740     Offset = Value;
 741   }
 742
 743   /// @}
 744   /// @name Symbol Attributes
 745   /// @{
 746
 747   bool isExternal() const { return Fragment.getInt() & 1; }
 748   void setExternal(bool Value) {
 749     Fragment.setInt((Fragment.getInt() & ~1) | unsigned(Value));
 750   }
 751
 752   bool isPrivateExtern() const { return Fragment.getInt() & 2; }
 753   void setPrivateExtern(bool Value) {
 754     Fragment.setInt((Fragment.getInt() & ~2) | (unsigned(Value) << 1));
 755   }
 756
 757   /// isCommon - Is this a 'common' symbol.
 758   bool isCommon() const { return CommonAlign != -1U; }
 759
 760   /// setCommon - Mark this symbol as being 'common'.
 761   ///
 762   /// \param Size - The size of the symbol.
 763   /// \param Align - The alignment of the symbol.
 764   void setCommon(uint64_t Size, unsigned Align) {
 765     assert(getOffset() == 0);
 766     CommonSize = Size;
 767     CommonAlign = Align;
 768   }
 769
 770   /// getCommonSize - Return the size of a 'common' symbol.
 771   uint64_t getCommonSize() const {
 772     assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
 773     return CommonSize;
 774   }
 775
 776   void setSize(const MCExpr *SS) {
 777     SymbolSize = SS;
 778   }
 779
 780   const MCExpr *getSize() const {
 781     return SymbolSize;
 782   }
 783
 784
 785   /// getCommonAlignment - Return the alignment of a 'common' symbol.
 786   unsigned getCommonAlignment() const {
 787     assert(isCommon() && "Not a 'common' symbol!");
 788     return CommonAlign;
 789   }
 790
 791   /// getFlags - Get the (implementation defined) symbol flags.
 792   uint32_t getFlags() const { return Flags; }
 793
 794   /// setFlags - Set the (implementation defined) symbol flags.
 795   void setFlags(uint32_t Value) { Flags = Value; }
 796
 797   /// modifyFlags - Modify the flags via a mask
 798   void modifyFlags(uint32_t Value, uint32_t Mask) {
 799     Flags = (Flags & ~Mask) | Value;
 800   }
 801
 802   /// getIndex - Get the (implementation defined) index.
 803   uint64_t getIndex() const { return Index; }
 804
 805   /// setIndex - Set the (implementation defined) index.
 806   void setIndex(uint64_t Value) { Index = Value; }
 807
 808   /// @}
 809
 810   void dump() const;
 811 };
 812
 813 // FIXME: This really doesn't belong here. See comments below.
 814 struct IndirectSymbolData {
 815   MCSymbol *Symbol;
 816   MCSectionData *SectionData;
 817 };
 818
 819 // FIXME: Ditto this. Purely so the Streamer and the ObjectWriter can talk
 820 // to one another.
 821 struct DataRegionData {
 822   // This enum should be kept in sync w/ the mach-o definition in
 823   // llvm/Object/MachOFormat.h.
 824   enum KindTy { Data = 1, JumpTable8, JumpTable16, JumpTable32 } Kind;
 825   MCSymbol *Start;
 826   MCSymbol *End;
 827 };
 828
 829 class MCAssembler {
 830   friend class MCAsmLayout;
 831
 832 public:
 833   typedef iplist<MCSectionData> SectionDataListType;
 834   typedef iplist<MCSymbolData> SymbolDataListType;
 835
 836   typedef SectionDataListType::const_iterator const_iterator;
 837   typedef SectionDataListType::iterator iterator;
 838
 839   typedef SymbolDataListType::const_iterator const_symbol_iterator;
 840   typedef SymbolDataListType::iterator symbol_iterator;
 841
 842   typedef iterator_range<symbol_iterator> symbol_range;
 843   typedef iterator_range<const_symbol_iterator> const_symbol_range;
 844
 845   typedef std::vector<std::string> FileNameVectorType;
 846   typedef FileNameVectorType::const_iterator const_file_name_iterator;
 847
 848   typedef std::vector<IndirectSymbolData>::const_iterator
 849     const_indirect_symbol_iterator;
 850   typedef std::vector<IndirectSymbolData>::iterator indirect_symbol_iterator;
 851
 852   typedef std::vector<DataRegionData>::const_iterator
 853     const_data_region_iterator;
 854   typedef std::vector<DataRegionData>::iterator data_region_iterator;
 855
 856   /// MachO specific deployment target version info.
 857   // A Major version of 0 indicates that no version information was supplied
 858   // and so the corresponding load command should not be emitted.
 859   typedef struct {
 860     MCVersionMinType Kind;
 861     unsigned Major;
 862     unsigned Minor;
 863     unsigned Update;
 864   } VersionMinInfoType;
 865 private:
 866   MCAssembler(const MCAssembler&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 867   void operator=(const MCAssembler&) LLVM_DELETED_FUNCTION;
 868
 869   MCContext &Context;
 870
 871   MCAsmBackend &Backend;
 872
 873   MCCodeEmitter &Emitter;
 874
 875   MCObjectWriter &Writer;
 876
 877   raw_ostream &OS;
 878
 879   iplist<MCSectionData> Sections;
 880
 881   iplist<MCSymbolData> Symbols;
 882
 883   /// The map of sections to their associated assembler backend data.
 884   //
 885   // FIXME: Avoid this indirection?
 886   DenseMap<const MCSection*, MCSectionData*> SectionMap;
 887
 888   /// The map of symbols to their associated assembler backend data.
 889   //
 890   // FIXME: Avoid this indirection?
 891   DenseMap<const MCSymbol*, MCSymbolData*> SymbolMap;
 892
 893   std::vector<IndirectSymbolData> IndirectSymbols;
 894
 895   std::vector<DataRegionData> DataRegions;
 896
 897   /// The list of linker options to propagate into the object file.
 898   std::vector<std::vector<std::string> > LinkerOptions;
 899
 900   /// List of declared file names
 901   FileNameVectorType FileNames;
 902
 903   /// The set of function symbols for which a .thumb_func directive has
 904   /// been seen.
 905   //
 906   // FIXME: We really would like this in target specific code rather than
 907   // here. Maybe when the relocation stuff moves to target specific,
 908   // this can go with it? The streamer would need some target specific
 909   // refactoring too.
 910   mutable SmallPtrSet<const MCSymbol*, 64> ThumbFuncs;
 911
 912   /// \brief The bundle alignment size currently set in the assembler.
 913   ///
 914   /// By default it's 0, which means bundling is disabled.
 915   unsigned BundleAlignSize;
 916
 917   unsigned RelaxAll : 1;
 918   unsigned SubsectionsViaSymbols : 1;
 919
 920   /// ELF specific e_header flags
 921   // It would be good if there were an MCELFAssembler class to hold this.
 922   // ELF header flags are used both by the integrated and standalone assemblers.
 923   // Access to the flags is necessary in cases where assembler directives affect
 924   // which flags to be set.
 925   unsigned ELFHeaderEFlags;
 926
 927   /// Used to communicate Linker Optimization Hint information between
 928   /// the Streamer and the .o writer
 929   MCLOHContainer LOHContainer;
 930
 931   VersionMinInfoType VersionMinInfo;
 932 private:
 933   /// Evaluate a fixup to a relocatable expression and the value which should be
 934   /// placed into the fixup.
 935   ///
 936   /// \param Layout The layout to use for evaluation.
 937   /// \param Fixup The fixup to evaluate.
 938   /// \param DF The fragment the fixup is inside.
 939   /// \param Target [out] On return, the relocatable expression the fixup
 940   /// evaluates to.
 941   /// \param Value [out] On return, the value of the fixup as currently laid
 942   /// out.
 943   /// \return Whether the fixup value was fully resolved. This is true if the
 944   /// \p Value result is fixed, otherwise the value may change due to
 945   /// relocation.
 946   bool evaluateFixup(const MCAsmLayout &Layout,
 947                      const MCFixup &Fixup, const MCFragment *DF,
 948                      MCValue &Target, uint64_t &Value) const;
 949
 950   /// Check whether a fixup can be satisfied, or whether it needs to be relaxed
 951   /// (increased in size, in order to hold its value correctly).
 952   bool fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup, const MCRelaxableFragment *DF,
 953                             const MCAsmLayout &Layout) const;
 954
 955   /// Check whether the given fragment needs relaxation.
 956   bool fragmentNeedsRelaxation(const MCRelaxableFragment *IF,
 957                                const MCAsmLayout &Layout) const;
 958
 959   /// \brief Perform one layout iteration and return true if any offsets
 960   /// were adjusted.
 961   bool layoutOnce(MCAsmLayout &Layout);
 962
 963   /// \brief Perform one layout iteration of the given section and return true
 964   /// if any offsets were adjusted.
 965   bool layoutSectionOnce(MCAsmLayout &Layout, MCSectionData &SD);
 966
 967   bool relaxInstruction(MCAsmLayout &Layout, MCRelaxableFragment &IF);
 968
 969   bool relaxLEB(MCAsmLayout &Layout, MCLEBFragment &IF);
 970
 971   bool relaxDwarfLineAddr(MCAsmLayout &Layout, MCDwarfLineAddrFragment &DF);
 972   bool relaxDwarfCallFrameFragment(MCAsmLayout &Layout,
 973                                    MCDwarfCallFrameFragment &DF);
 974
 975   /// finishLayout - Finalize a layout, including fragment lowering.
 976   void finishLayout(MCAsmLayout &Layout);
 977
 978   std::pair<uint64_t, bool> handleFixup(const MCAsmLayout &Layout,
 979                                         MCFragment &F, const MCFixup &Fixup);
 980
 981 public:
 982   /// Compute the effective fragment size assuming it is laid out at the given
 983   /// \p SectionAddress and \p FragmentOffset.
 984   uint64_t computeFragmentSize(const MCAsmLayout &Layout,
 985                                const MCFragment &F) const;
 986
 987   /// Find the symbol which defines the atom containing the given symbol, or
 988   /// null if there is no such symbol.
 989   const MCSymbolData *getAtom(const MCSymbolData *Symbol) const;
 990
 991   /// Check whether a particular symbol is visible to the linker and is required
 992   /// in the symbol table, or whether it can be discarded by the assembler. This
 993   /// also effects whether the assembler treats the label as potentially
 994   /// defining a separate atom.
 995   bool isSymbolLinkerVisible(const MCSymbol &SD) const;
 996
 997   /// Emit the section contents using the given object writer.
 998   void writeSectionData(const MCSectionData *Section,
 999                         const MCAsmLayout &Layout) const;
1000
1001   /// Check whether a given symbol has been flagged with .thumb_func.
1002   bool isThumbFunc(const MCSymbol *Func) const;
1003
1004   /// Flag a function symbol as the target of a .thumb_func directive.
1005   void setIsThumbFunc(const MCSymbol *Func) { ThumbFuncs.insert(Func); }
1006
1007   /// ELF e_header flags
1008   unsigned getELFHeaderEFlags() const {return ELFHeaderEFlags;}
1009   void setELFHeaderEFlags(unsigned Flags) { ELFHeaderEFlags = Flags;}
1010
1011   /// MachO deployment target version information.
1012   const VersionMinInfoType &getVersionMinInfo() const { return VersionMinInfo; }
1013   void setVersionMinInfo(MCVersionMinType Kind, unsigned Major, unsigned Minor,
1014                          unsigned Update) {
1015     VersionMinInfo.Kind = Kind;
1016     VersionMinInfo.Major = Major;
1017     VersionMinInfo.Minor = Minor;
1018     VersionMinInfo.Update = Update;
1019   }
1020
1021 public:
1022   /// Construct a new assembler instance.
1023   ///
1024   /// \param OS The stream to output to.
1025   //
1026   // FIXME: How are we going to parameterize this? Two obvious options are stay
1027   // concrete and require clients to pass in a target like object. The other
1028   // option is to make this abstract, and have targets provide concrete
1029   // implementations as we do with AsmParser.
1030   MCAssembler(MCContext &Context_, MCAsmBackend &Backend_,
1031               MCCodeEmitter &Emitter_, MCObjectWriter &Writer_,
1032               raw_ostream &OS);
1033   ~MCAssembler();
1034
1035   /// Reuse an assembler instance
1036   ///
1037   void reset();
1038
1039   MCContext &getContext() const { return Context; }
1040
1041   MCAsmBackend &getBackend() const { return Backend; }
1042
1043   MCCodeEmitter &getEmitter() const { return Emitter; }
1044
1045   MCObjectWriter &getWriter() const { return Writer; }
1046
1047   /// Finish - Do final processing and write the object to the output stream.
1048   /// \p Writer is used for custom object writer (as the MCJIT does),
1049   /// if not specified it is automatically created from backend.
1050   void Finish();
1051
1052   // FIXME: This does not belong here.
1053   bool getSubsectionsViaSymbols() const {
1054     return SubsectionsViaSymbols;
1055   }
1056   void setSubsectionsViaSymbols(bool Value) {
1057     SubsectionsViaSymbols = Value;
1058   }
1059
1060   bool getRelaxAll() const { return RelaxAll; }
1061   void setRelaxAll(bool Value) { RelaxAll = Value; }
1062
1063   bool isBundlingEnabled() const {
1064     return BundleAlignSize != 0;
1065   }
1066
1067   unsigned getBundleAlignSize() const {
1068     return BundleAlignSize;
1069   }
1070
1071   void setBundleAlignSize(unsigned Size) {
1072     assert((Size == 0 || !(Size & (Size - 1))) &&
1073            "Expect a power-of-two bundle align size");
1074     BundleAlignSize = Size;
1075   }
1076
1077   /// @name Section List Access
1078   /// @{
1079
1080   const SectionDataListType &getSectionList() const { return Sections; }
1081   SectionDataListType &getSectionList() { return Sections; }
1082
1083   iterator begin() { return Sections.begin(); }
1084   const_iterator begin() const { return Sections.begin(); }
1085
1086   iterator end() { return Sections.end(); }
1087   const_iterator end() const { return Sections.end(); }
1088
1089   size_t size() const { return Sections.size(); }
1090
1091   /// @}
1092   /// @name Symbol List Access
1093   /// @{
1094
1095   const SymbolDataListType &getSymbolList() const { return Symbols; }
1096   SymbolDataListType &getSymbolList() { return Symbols; }
1097
1098   symbol_iterator symbol_begin() { return Symbols.begin(); }
1099   const_symbol_iterator symbol_begin() const { return Symbols.begin(); }
1100
1101   symbol_iterator symbol_end() { return Symbols.end(); }
1102   const_symbol_iterator symbol_end() const { return Symbols.end(); }
1103
1104   symbol_range symbols() { return make_range(symbol_begin(), symbol_end()); }
1105   const_symbol_range symbols() const { return make_range(symbol_begin(), symbol_end()); }
1106
1107   size_t symbol_size() const { return Symbols.size(); }
1108
1109   /// @}
1110   /// @name Indirect Symbol List Access
1111   /// @{
1112
1113   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1114   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1115   // disappear.
1116   std::vector<IndirectSymbolData> &getIndirectSymbols() {
1117     return IndirectSymbols;
1118   }
1119
1120   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() {
1121     return IndirectSymbols.begin();
1122   }
1123   const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_begin() const {
1124     return IndirectSymbols.begin();
1125   }
1126
1127   indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() {
1128     return IndirectSymbols.end();
1129   }
1130   const_indirect_symbol_iterator indirect_symbol_end() const {
1131     return IndirectSymbols.end();
1132   }
1133
1134   size_t indirect_symbol_size() const { return IndirectSymbols.size(); }
1135
1136   /// @}
1137   /// @name Linker Option List Access
1138   /// @{
1139
1140   std::vector<std::vector<std::string> > &getLinkerOptions() {
1141     return LinkerOptions;
1142   }
1143
1144   /// @}
1145   /// @name Data Region List Access
1146   /// @{
1147
1148   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1149   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1150   // disappear.
1151   std::vector<DataRegionData> &getDataRegions() {
1152     return DataRegions;
1153   }
1154
1155   data_region_iterator data_region_begin() {
1156     return DataRegions.begin();
1157   }
1158   const_data_region_iterator data_region_begin() const {
1159     return DataRegions.begin();
1160   }
1161
1162   data_region_iterator data_region_end() {
1163     return DataRegions.end();
1164   }
1165   const_data_region_iterator data_region_end() const {
1166     return DataRegions.end();
1167   }
1168
1169   size_t data_region_size() const { return DataRegions.size(); }
1170
1171   /// @}
1172   /// @name Data Region List Access
1173   /// @{
1174
1175   // FIXME: This is a total hack, this should not be here. Once things are
1176   // factored so that the streamer has direct access to the .o writer, it can
1177   // disappear.
1178   MCLOHContainer & getLOHContainer() {
1179     return LOHContainer;
1180   }
1181   const MCLOHContainer & getLOHContainer() const {
1182     return const_cast<MCAssembler *>(this)->getLOHContainer();
1183   }
1184   /// @}
1185   /// @name Backend Data Access
1186   /// @{
1187
1188   MCSectionData &getSectionData(const MCSection &Section) const {
1189     MCSectionData *Entry = SectionMap.lookup(&Section);
1190     assert(Entry && "Missing section data!");
1191     return *Entry;
1192   }
1193
1194   MCSectionData &getOrCreateSectionData(const MCSection &Section,
1195                                         bool *Created = nullptr) {
1196     MCSectionData *&Entry = SectionMap[&Section];
1197
1198     if (Created) *Created = !Entry;
1199     if (!Entry)
1200       Entry = new MCSectionData(Section, this);
1201
1202     return *Entry;
1203   }
1204
1205   bool hasSymbolData(const MCSymbol &Symbol) const {
1206     return SymbolMap.lookup(&Symbol) != nullptr;
1207   }
1208
1209   MCSymbolData &getSymbolData(const MCSymbol &Symbol) {
1210     return const_cast<MCSymbolData &>(
1211         static_cast<const MCAssembler &>(*this).getSymbolData(Symbol));
1212   }
1213
1214   const MCSymbolData &getSymbolData(const MCSymbol &Symbol) const {
1215     MCSymbolData *Entry = SymbolMap.lookup(&Symbol);
1216     assert(Entry && "Missing symbol data!");
1217     return *Entry;
1218   }
1219
1220   MCSymbolData &getOrCreateSymbolData(const MCSymbol &Symbol,
1221                                       bool *Created = nullptr) {
1222     MCSymbolData *&Entry = SymbolMap[&Symbol];
1223
1224     if (Created) *Created = !Entry;
1225     if (!Entry)
1226       Entry = new MCSymbolData(Symbol, nullptr, 0, this);
1227
1228     return *Entry;
1229   }
1230
1231   const_file_name_iterator file_names_begin() const {
1232     return FileNames.begin();
1233   }
1234
1235   const_file_name_iterator file_names_end() const {
1236     return FileNames.end();
1237   }
1238
1239   void addFileName(StringRef FileName) {
1240     if (std::find(file_names_begin(), file_names_end(), FileName) ==
1241         file_names_end())
1242       FileNames.push_back(FileName);
1243   }
1244
1245   /// @}
1246
1247   void dump();
1248 };
1249
1250 } // end namespace llvm
1251
1252 #endif