include/llvm/MC/MCExpr.h

   1 //===- MCExpr.h - Assembly Level Expressions --------------------*- 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_MCEXPR_H
  11 #define LLVM_MC_MCEXPR_H
  12
  13 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  14 #include "llvm/Support/Casting.h"
  15 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  16
  17 namespace llvm {
  18 class MCAsmInfo;
  19 class MCAsmLayout;
  20 class MCAssembler;
  21 class MCContext;
  22 class MCSection;
  23 class MCSectionData;
  24 class MCSymbol;
  25 class MCValue;
  26 class raw_ostream;
  27 class StringRef;
  28 typedef DenseMap<const MCSectionData*, uint64_t> SectionAddrMap;
  29
  30 /// MCExpr - Base class for the full range of assembler expressions which are
  31 /// needed for parsing.
  32 class MCExpr {
  33 public:
  34   enum ExprKind {
  35     Binary,    ///< Binary expressions.
  36     Constant,  ///< Constant expressions.
  37     SymbolRef, ///< References to labels and assigned expressions.
  38     Unary,     ///< Unary expressions.
  39     Target     ///< Target specific expression.
  40   };
  41
  42 private:
  43   ExprKind Kind;
  44
  45   MCExpr(const MCExpr&); // DO NOT IMPLEMENT
  46   void operator=(const MCExpr&); // DO NOT IMPLEMENT
  47
  48   bool EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res, const MCAssembler *Asm,
  49                           const MCAsmLayout *Layout,
  50                           const SectionAddrMap *Addrs) const;
  51 protected:
  52   explicit MCExpr(ExprKind _Kind) : Kind(_Kind) {}
  53
  54   bool EvaluateAsRelocatableImpl(MCValue &Res, const MCAssembler *Asm,
  55                                  const MCAsmLayout *Layout,
  56                                  const SectionAddrMap *Addrs,
  57                                  bool InSet) const;
  58 public:
  59   /// @name Accessors
  60   /// @{
  61
  62   ExprKind getKind() const { return Kind; }
  63
  64   /// @}
  65   /// @name Utility Methods
  66   /// @{
  67
  68   void print(raw_ostream &OS) const;
  69   void dump() const;
  70
  71   /// @}
  72   /// @name Expression Evaluation
  73   /// @{
  74
  75   /// EvaluateAsAbsolute - Try to evaluate the expression to an absolute value.
  76   ///
  77   /// @param Res - The absolute value, if evaluation succeeds.
  78   /// @param Layout - The assembler layout object to use for evaluating symbol
  79   /// values. If not given, then only non-symbolic expressions will be
  80   /// evaluated.
  81   /// @result - True on success.
  82   bool EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res) const;
  83   bool EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res, const MCAssembler &Asm) const;
  84   bool EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res, const MCAsmLayout &Layout) const;
  85   bool EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res, const MCAsmLayout &Layout,
  86                           const SectionAddrMap &Addrs) const;
  87
  88   /// EvaluateAsRelocatable - Try to evaluate the expression to a relocatable
  89   /// value, i.e. an expression of the fixed form (a - b + constant).
  90   ///
  91   /// @param Res - The relocatable value, if evaluation succeeds.
  92   /// @param Layout - The assembler layout object to use for evaluating values.
  93   /// @result - True on success.
  94   bool EvaluateAsRelocatable(MCValue &Res, const MCAsmLayout &Layout) const;
  95
  96   /// FindAssociatedSection - Find the "associated section" for this expression,
  97   /// which is currently defined as the absolute section for constants, or
  98   /// otherwise the section associated with the first defined symbol in the
  99   /// expression.
 100   const MCSection *FindAssociatedSection() const;
 101
 102   /// @}
 103
 104   static bool classof(const MCExpr *) { return true; }
 105 };
 106
 107 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MCExpr &E) {
 108   E.print(OS);
 109   return OS;
 110 }
 111
 112 //// MCConstantExpr - Represent a constant integer expression.
 113 class MCConstantExpr : public MCExpr {
 114   int64_t Value;
 115
 116   explicit MCConstantExpr(int64_t _Value)
 117     : MCExpr(MCExpr::Constant), Value(_Value) {}
 118
 119 public:
 120   /// @name Construction
 121   /// @{
 122
 123   static const MCConstantExpr *Create(int64_t Value, MCContext &Ctx);
 124
 125   /// @}
 126   /// @name Accessors
 127   /// @{
 128
 129   int64_t getValue() const { return Value; }
 130
 131   /// @}
 132
 133   static bool classof(const MCExpr *E) {
 134     return E->getKind() == MCExpr::Constant;
 135   }
 136   static bool classof(const MCConstantExpr *) { return true; }
 137 };
 138
 139 /// MCSymbolRefExpr - Represent a reference to a symbol from inside an
 140 /// expression.
 141 ///
 142 /// A symbol reference in an expression may be a use of a label, a use of an
 143 /// assembler variable (defined constant), or constitute an implicit definition
 144 /// of the symbol as external.
 145 class MCSymbolRefExpr : public MCExpr {
 146 public:
 147   enum VariantKind {
 148     VK_None,
 149     VK_Invalid,
 150
 151     VK_GOT,
 152     VK_GOTOFF,
 153     VK_GOTPCREL,
 154     VK_GOTTPOFF,
 155     VK_INDNTPOFF,
 156     VK_NTPOFF,
 157     VK_GOTNTPOFF,
 158     VK_PLT,
 159     VK_TLSGD,
 160     VK_TLSLD,
 161     VK_TLSLDM,
 162     VK_TPOFF,
 163     VK_DTPOFF,
 164     VK_TLVP,      // Mach-O thread local variable relocation
 165     // FIXME: We'd really like to use the generic Kinds listed above for these.
 166     VK_ARM_PLT,   // ARM-style PLT references. i.e., (PLT) instead of @PLT
 167     VK_ARM_TLSGD, //   ditto for TLSGD, GOT, GOTOFF, TPOFF and GOTTPOFF
 168     VK_ARM_GOT,
 169     VK_ARM_GOTOFF,
 170     VK_ARM_TPOFF,
 171     VK_ARM_GOTTPOFF,
 172
 173     VK_PPC_TOC,
 174     VK_PPC_DARWIN_HA16,  // ha16(symbol)
 175     VK_PPC_DARWIN_LO16,  // lo16(symbol)
 176     VK_PPC_GAS_HA16,     // symbol@ha
 177     VK_PPC_GAS_LO16      // symbol@l
 178   };
 179
 180 private:
 181   /// The symbol being referenced.
 182   const MCSymbol *Symbol;
 183
 184   /// The symbol reference modifier.
 185   const VariantKind Kind;
 186
 187   explicit MCSymbolRefExpr(const MCSymbol *_Symbol, VariantKind _Kind)
 188     : MCExpr(MCExpr::SymbolRef), Symbol(_Symbol), Kind(_Kind) {}
 189
 190 public:
 191   /// @name Construction
 192   /// @{
 193
 194   static const MCSymbolRefExpr *Create(const MCSymbol *Symbol, MCContext &Ctx) {
 195     return MCSymbolRefExpr::Create(Symbol, VK_None, Ctx);
 196   }
 197
 198   static const MCSymbolRefExpr *Create(const MCSymbol *Symbol, VariantKind Kind,
 199                                        MCContext &Ctx);
 200   static const MCSymbolRefExpr *Create(StringRef Name, VariantKind Kind,
 201                                        MCContext &Ctx);
 202
 203   /// @}
 204   /// @name Accessors
 205   /// @{
 206
 207   const MCSymbol &getSymbol() const { return *Symbol; }
 208
 209   VariantKind getKind() const { return Kind; }
 210
 211   /// @}
 212   /// @name Static Utility Functions
 213   /// @{
 214
 215   static StringRef getVariantKindName(VariantKind Kind);
 216
 217   static VariantKind getVariantKindForName(StringRef Name);
 218
 219   /// @}
 220
 221   static bool classof(const MCExpr *E) {
 222     return E->getKind() == MCExpr::SymbolRef;
 223   }
 224   static bool classof(const MCSymbolRefExpr *) { return true; }
 225 };
 226
 227 /// MCUnaryExpr - Unary assembler expressions.
 228 class MCUnaryExpr : public MCExpr {
 229 public:
 230   enum Opcode {
 231     LNot,  ///< Logical negation.
 232     Minus, ///< Unary minus.
 233     Not,   ///< Bitwise negation.
 234     Plus   ///< Unary plus.
 235   };
 236
 237 private:
 238   Opcode Op;
 239   const MCExpr *Expr;
 240
 241   MCUnaryExpr(Opcode _Op, const MCExpr *_Expr)
 242     : MCExpr(MCExpr::Unary), Op(_Op), Expr(_Expr) {}
 243
 244 public:
 245   /// @name Construction
 246   /// @{
 247
 248   static const MCUnaryExpr *Create(Opcode Op, const MCExpr *Expr,
 249                                    MCContext &Ctx);
 250   static const MCUnaryExpr *CreateLNot(const MCExpr *Expr, MCContext &Ctx) {
 251     return Create(LNot, Expr, Ctx);
 252   }
 253   static const MCUnaryExpr *CreateMinus(const MCExpr *Expr, MCContext &Ctx) {
 254     return Create(Minus, Expr, Ctx);
 255   }
 256   static const MCUnaryExpr *CreateNot(const MCExpr *Expr, MCContext &Ctx) {
 257     return Create(Not, Expr, Ctx);
 258   }
 259   static const MCUnaryExpr *CreatePlus(const MCExpr *Expr, MCContext &Ctx) {
 260     return Create(Plus, Expr, Ctx);
 261   }
 262
 263   /// @}
 264   /// @name Accessors
 265   /// @{
 266
 267   /// getOpcode - Get the kind of this unary expression.
 268   Opcode getOpcode() const { return Op; }
 269
 270   /// getSubExpr - Get the child of this unary expression.
 271   const MCExpr *getSubExpr() const { return Expr; }
 272
 273   /// @}
 274
 275   static bool classof(const MCExpr *E) {
 276     return E->getKind() == MCExpr::Unary;
 277   }
 278   static bool classof(const MCUnaryExpr *) { return true; }
 279 };
 280
 281 /// MCBinaryExpr - Binary assembler expressions.
 282 class MCBinaryExpr : public MCExpr {
 283 public:
 284   enum Opcode {
 285     Add,  ///< Addition.
 286     And,  ///< Bitwise and.
 287     Div,  ///< Signed division.
 288     EQ,   ///< Equality comparison.
 289     GT,   ///< Signed greater than comparison (result is either 0 or some
 290           ///< target-specific non-zero value)
 291     GTE,  ///< Signed greater than or equal comparison (result is either 0 or
 292           ///< some target-specific non-zero value).
 293     LAnd, ///< Logical and.
 294     LOr,  ///< Logical or.
 295     LT,   ///< Signed less than comparison (result is either 0 or
 296           ///< some target-specific non-zero value).
 297     LTE,  ///< Signed less than or equal comparison (result is either 0 or
 298           ///< some target-specific non-zero value).
 299     Mod,  ///< Signed remainder.
 300     Mul,  ///< Multiplication.
 301     NE,   ///< Inequality comparison.
 302     Or,   ///< Bitwise or.
 303     Shl,  ///< Shift left.
 304     Shr,  ///< Shift right (arithmetic or logical, depending on target)
 305     Sub,  ///< Subtraction.
 306     Xor   ///< Bitwise exclusive or.
 307   };
 308
 309 private:
 310   Opcode Op;
 311   const MCExpr *LHS, *RHS;
 312
 313   MCBinaryExpr(Opcode _Op, const MCExpr *_LHS, const MCExpr *_RHS)
 314     : MCExpr(MCExpr::Binary), Op(_Op), LHS(_LHS), RHS(_RHS) {}
 315
 316 public:
 317   /// @name Construction
 318   /// @{
 319
 320   static const MCBinaryExpr *Create(Opcode Op, const MCExpr *LHS,
 321                                     const MCExpr *RHS, MCContext &Ctx);
 322   static const MCBinaryExpr *CreateAdd(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 323                                        MCContext &Ctx) {
 324     return Create(Add, LHS, RHS, Ctx);
 325   }
 326   static const MCBinaryExpr *CreateAnd(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 327                                        MCContext &Ctx) {
 328     return Create(And, LHS, RHS, Ctx);
 329   }
 330   static const MCBinaryExpr *CreateDiv(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 331                                        MCContext &Ctx) {
 332     return Create(Div, LHS, RHS, Ctx);
 333   }
 334   static const MCBinaryExpr *CreateEQ(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 335                                       MCContext &Ctx) {
 336     return Create(EQ, LHS, RHS, Ctx);
 337   }
 338   static const MCBinaryExpr *CreateGT(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 339                                       MCContext &Ctx) {
 340     return Create(GT, LHS, RHS, Ctx);
 341   }
 342   static const MCBinaryExpr *CreateGTE(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 343                                        MCContext &Ctx) {
 344     return Create(GTE, LHS, RHS, Ctx);
 345   }
 346   static const MCBinaryExpr *CreateLAnd(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 347                                         MCContext &Ctx) {
 348     return Create(LAnd, LHS, RHS, Ctx);
 349   }
 350   static const MCBinaryExpr *CreateLOr(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 351                                        MCContext &Ctx) {
 352     return Create(LOr, LHS, RHS, Ctx);
 353   }
 354   static const MCBinaryExpr *CreateLT(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 355                                       MCContext &Ctx) {
 356     return Create(LT, LHS, RHS, Ctx);
 357   }
 358   static const MCBinaryExpr *CreateLTE(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 359                                        MCContext &Ctx) {
 360     return Create(LTE, LHS, RHS, Ctx);
 361   }
 362   static const MCBinaryExpr *CreateMod(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 363                                        MCContext &Ctx) {
 364     return Create(Mod, LHS, RHS, Ctx);
 365   }
 366   static const MCBinaryExpr *CreateMul(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 367                                        MCContext &Ctx) {
 368     return Create(Mul, LHS, RHS, Ctx);
 369   }
 370   static const MCBinaryExpr *CreateNE(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 371                                       MCContext &Ctx) {
 372     return Create(NE, LHS, RHS, Ctx);
 373   }
 374   static const MCBinaryExpr *CreateOr(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 375                                       MCContext &Ctx) {
 376     return Create(Or, LHS, RHS, Ctx);
 377   }
 378   static const MCBinaryExpr *CreateShl(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 379                                        MCContext &Ctx) {
 380     return Create(Shl, LHS, RHS, Ctx);
 381   }
 382   static const MCBinaryExpr *CreateShr(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 383                                        MCContext &Ctx) {
 384     return Create(Shr, LHS, RHS, Ctx);
 385   }
 386   static const MCBinaryExpr *CreateSub(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 387                                        MCContext &Ctx) {
 388     return Create(Sub, LHS, RHS, Ctx);
 389   }
 390   static const MCBinaryExpr *CreateXor(const MCExpr *LHS, const MCExpr *RHS,
 391                                        MCContext &Ctx) {
 392     return Create(Xor, LHS, RHS, Ctx);
 393   }
 394
 395   /// @}
 396   /// @name Accessors
 397   /// @{
 398
 399   /// getOpcode - Get the kind of this binary expression.
 400   Opcode getOpcode() const { return Op; }
 401
 402   /// getLHS - Get the left-hand side expression of the binary operator.
 403   const MCExpr *getLHS() const { return LHS; }
 404
 405   /// getRHS - Get the right-hand side expression of the binary operator.
 406   const MCExpr *getRHS() const { return RHS; }
 407
 408   /// @}
 409
 410   static bool classof(const MCExpr *E) {
 411     return E->getKind() == MCExpr::Binary;
 412   }
 413   static bool classof(const MCBinaryExpr *) { return true; }
 414 };
 415
 416 /// MCTargetExpr - This is an extension point for target-specific MCExpr
 417 /// subclasses to implement.
 418 ///
 419 /// NOTE: All subclasses are required to have trivial destructors because
 420 /// MCExprs are bump pointer allocated and not destructed.
 421 class MCTargetExpr : public MCExpr {
 422   virtual void Anchor();
 423 protected:
 424   MCTargetExpr() : MCExpr(Target) {}
 425   virtual ~MCTargetExpr() {}
 426 public:
 427
 428   virtual void PrintImpl(raw_ostream &OS) const = 0;
 429   virtual bool EvaluateAsRelocatableImpl(MCValue &Res,
 430                                          const MCAsmLayout *Layout) const = 0;
 431   virtual void AddValueSymbols(MCAssembler *) const = 0;
 432   virtual const MCSection *FindAssociatedSection() const = 0;
 433
 434   static bool classof(const MCExpr *E) {
 435     return E->getKind() == MCExpr::Target;
 436   }
 437   static bool classof(const MCTargetExpr *) { return true; }
 438 };
 439
 440 } // end namespace llvm
 441
 442 #endif