lib/AsmParser/LLParser.h

   1 //===-- LLParser.h - Parser Class -------------------------------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //  This file defines the parser class for .ll files.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_ASMPARSER_LLPARSER_H
  15 #define LLVM_ASMPARSER_LLPARSER_H
  16
  17 #include "LLLexer.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/Type.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/Support/ValueHandle.h"
  22 #include <map>
  23
  24 namespace llvm {
  25   class Module;
  26   class OpaqueType;
  27   class Function;
  28   class Value;
  29   class BasicBlock;
  30   class Instruction;
  31   class Constant;
  32   class GlobalValue;
  33   class MDString;
  34   class MDNode;
  35
  36   /// ValID - Represents a reference of a definition of some sort with no type.
  37   /// There are several cases where we have to parse the value but where the
  38   /// type can depend on later context.  This may either be a numeric reference
  39   /// or a symbolic (%var) reference.  This is just a discriminated union.
  40   struct ValID {
  41     enum {
  42       t_LocalID, t_GlobalID,      // ID in UIntVal.
  43       t_LocalName, t_GlobalName,  // Name in StrVal.
  44       t_APSInt, t_APFloat,        // Value in APSIntVal/APFloatVal.
  45       t_Null, t_Undef, t_Zero,    // No value.
  46       t_EmptyArray,               // No value:  []
  47       t_Constant,                 // Value in ConstantVal.
  48       t_InlineAsm,                // Value in StrVal/StrVal2/UIntVal.
  49       t_MDNode,                   // Value in MDNodeVal.
  50       t_MDString                  // Value in MDStringVal.
  51     } Kind;
  52
  53     LLLexer::LocTy Loc;
  54     unsigned UIntVal;
  55     std::string StrVal, StrVal2;
  56     APSInt APSIntVal;
  57     APFloat APFloatVal;
  58     Constant *ConstantVal;
  59     MDNode *MDNodeVal;
  60     MDString *MDStringVal;
  61     ValID() : APFloatVal(0.0) {}
  62
  63     bool operator<(const ValID &RHS) const {
  64       if (Kind == t_LocalID || Kind == t_GlobalID)
  65         return UIntVal < RHS.UIntVal;
  66       assert((Kind == t_LocalName || Kind == t_GlobalName) &&
  67              "Ordering not defined for this ValID kind yet");
  68       return StrVal < RHS.StrVal;
  69     }
  70   };
  71
  72   class LLParser {
  73   public:
  74     typedef LLLexer::LocTy LocTy;
  75   private:
  76     LLVMContext &Context;
  77     LLLexer Lex;
  78     Module *M;
  79
  80     // Instruction metadata resolution.  Each instruction can have a list of
  81     // MDRef info associated with them.
  82     //
  83     // The simpler approach of just creating temporary MDNodes and then calling
  84     // RAUW on them when the definition is processed doesn't work because some
  85     // instruction metadata kinds, such as dbg, get stored in the IR in an
  86     // "optimized" format which doesn't participate in the normal value use
  87     // lists. This means that RAUW doesn't work, even on temporary MDNodes
  88     // which otherwise support RAUW. Instead, we defer resolving MDNode
  89     // references until the definitions have been processed.
  90     struct MDRef {
  91       SMLoc Loc;
  92       unsigned MDKind, MDSlot;
  93     };
  94     DenseMap<Instruction*, std::vector<MDRef> > ForwardRefInstMetadata;
  95
  96     // Type resolution handling data structures.
  97     std::map<std::string, std::pair<PATypeHolder, LocTy> > ForwardRefTypes;
  98     std::map<unsigned, std::pair<PATypeHolder, LocTy> > ForwardRefTypeIDs;
  99     std::vector<PATypeHolder> NumberedTypes;
 100     std::vector<TrackingVH<MDNode> > NumberedMetadata;
 101     std::map<unsigned, std::pair<TrackingVH<MDNode>, LocTy> > ForwardRefMDNodes;
 102     struct UpRefRecord {
 103       /// Loc - This is the location of the upref.
 104       LocTy Loc;
 105
 106       /// NestingLevel - The number of nesting levels that need to be popped
 107       /// before this type is resolved.
 108       unsigned NestingLevel;
 109
 110       /// LastContainedTy - This is the type at the current binding level for
 111       /// the type.  Every time we reduce the nesting level, this gets updated.
 112       const Type *LastContainedTy;
 113
 114       /// UpRefTy - This is the actual opaque type that the upreference is
 115       /// represented with.
 116       OpaqueType *UpRefTy;
 117
 118       UpRefRecord(LocTy L, unsigned NL, OpaqueType *URTy)
 119         : Loc(L), NestingLevel(NL), LastContainedTy((Type*)URTy),
 120           UpRefTy(URTy) {}
 121     };
 122     std::vector<UpRefRecord> UpRefs;
 123
 124     // Global Value reference information.
 125     std::map<std::string, std::pair<GlobalValue*, LocTy> > ForwardRefVals;
 126     std::map<unsigned, std::pair<GlobalValue*, LocTy> > ForwardRefValIDs;
 127     std::vector<GlobalValue*> NumberedVals;
 128
 129     // References to blockaddress.  The key is the function ValID, the value is
 130     // a list of references to blocks in that function.
 131     std::map<ValID, std::vector<std::pair<ValID, GlobalValue*> > >
 132       ForwardRefBlockAddresses;
 133
 134     Function *MallocF;
 135   public:
 136     LLParser(MemoryBuffer *F, SourceMgr &SM, SMDiagnostic &Err, Module *m) :
 137       Context(m->getContext()), Lex(F, SM, Err, m->getContext()),
 138       M(m), MallocF(NULL) {}
 139     bool Run();
 140
 141     LLVMContext& getContext() { return Context; }
 142
 143   private:
 144
 145     bool Error(LocTy L, const Twine &Msg) const {
 146       return Lex.Error(L, Msg);
 147     }
 148     bool TokError(const Twine &Msg) const {
 149       return Error(Lex.getLoc(), Msg);
 150     }
 151
 152     /// GetGlobalVal - Get a value with the specified name or ID, creating a
 153     /// forward reference record if needed.  This can return null if the value
 154     /// exists but does not have the right type.
 155     GlobalValue *GetGlobalVal(const std::string &N, const Type *Ty, LocTy Loc);
 156     GlobalValue *GetGlobalVal(unsigned ID, const Type *Ty, LocTy Loc);
 157
 158     // Helper Routines.
 159     bool ParseToken(lltok::Kind T, const char *ErrMsg);
 160     bool EatIfPresent(lltok::Kind T) {
 161       if (Lex.getKind() != T) return false;
 162       Lex.Lex();
 163       return true;
 164     }
 165     bool ParseOptionalToken(lltok::Kind T, bool &Present, LocTy *Loc = 0) {
 166       if (Lex.getKind() != T) {
 167         Present = false;
 168       } else {
 169         if (Loc)
 170           *Loc = Lex.getLoc();
 171         Lex.Lex();
 172         Present = true;
 173       }
 174       return false;
 175     }
 176     bool ParseStringConstant(std::string &Result);
 177     bool ParseUInt32(unsigned &Val);
 178     bool ParseUInt32(unsigned &Val, LocTy &Loc) {
 179       Loc = Lex.getLoc();
 180       return ParseUInt32(Val);
 181     }
 182     bool ParseOptionalAddrSpace(unsigned &AddrSpace);
 183     bool ParseOptionalAttrs(unsigned &Attrs, unsigned AttrKind);
 184     bool ParseOptionalLinkage(unsigned &Linkage, bool &HasLinkage);
 185     bool ParseOptionalLinkage(unsigned &Linkage) {
 186       bool HasLinkage; return ParseOptionalLinkage(Linkage, HasLinkage);
 187     }
 188     bool ParseOptionalVisibility(unsigned &Visibility);
 189     bool ParseOptionalCallingConv(CallingConv::ID &CC);
 190     bool ParseOptionalAlignment(unsigned &Alignment);
 191     bool ParseOptionalStackAlignment(unsigned &Alignment);
 192     bool ParseOptionalCommaAlign(unsigned &Alignment, bool &AteExtraComma);
 193     bool ParseIndexList(SmallVectorImpl<unsigned> &Indices,bool &AteExtraComma);
 194     bool ParseIndexList(SmallVectorImpl<unsigned> &Indices) {
 195       bool AteExtraComma;
 196       if (ParseIndexList(Indices, AteExtraComma)) return true;
 197       if (AteExtraComma)
 198         return TokError("expected index");
 199       return false;
 200     }
 201
 202     // Top-Level Entities
 203     bool ParseTopLevelEntities();
 204     bool ValidateEndOfModule();
 205     bool ParseTargetDefinition();
 206     bool ParseDepLibs();
 207     bool ParseModuleAsm();
 208     bool ParseUnnamedType();
 209     bool ParseNamedType();
 210     bool ParseDeclare();
 211     bool ParseDefine();
 212
 213     bool ParseGlobalType(bool &IsConstant);
 214     bool ParseUnnamedGlobal();
 215     bool ParseNamedGlobal();
 216     bool ParseGlobal(const std::string &Name, LocTy Loc, unsigned Linkage,
 217                      bool HasLinkage, unsigned Visibility);
 218     bool ParseAlias(const std::string &Name, LocTy Loc, unsigned Visibility);
 219     bool ParseStandaloneMetadata();
 220     bool ParseNamedMetadata();
 221     bool ParseMDString(MDString *&Result);
 222     bool ParseMDNodeID(MDNode *&Result);
 223     bool ParseMDNodeID(MDNode *&Result, unsigned &SlotNo);
 224
 225     // Type Parsing.
 226     bool ParseType(PATypeHolder &Result, bool AllowVoid = false);
 227     bool ParseType(PATypeHolder &Result, LocTy &Loc, bool AllowVoid = false) {
 228       Loc = Lex.getLoc();
 229       return ParseType(Result, AllowVoid);
 230     }
 231     bool ParseTypeRec(PATypeHolder &H);
 232     bool ParseStructType(PATypeHolder &H, bool Packed);
 233     bool ParseArrayVectorType(PATypeHolder &H, bool isVector);
 234     bool ParseFunctionType(PATypeHolder &Result);
 235     PATypeHolder HandleUpRefs(const Type *Ty);
 236
 237     // Function Semantic Analysis.
 238     class PerFunctionState {
 239       LLParser &P;
 240       Function &F;
 241       std::map<std::string, std::pair<Value*, LocTy> > ForwardRefVals;
 242       std::map<unsigned, std::pair<Value*, LocTy> > ForwardRefValIDs;
 243       std::vector<Value*> NumberedVals;
 244
 245       /// FunctionNumber - If this is an unnamed function, this is the slot
 246       /// number of it, otherwise it is -1.
 247       int FunctionNumber;
 248     public:
 249       PerFunctionState(LLParser &p, Function &f, int FunctionNumber);
 250       ~PerFunctionState();
 251
 252       Function &getFunction() const { return F; }
 253
 254       bool FinishFunction();
 255
 256       /// GetVal - Get a value with the specified name or ID, creating a
 257       /// forward reference record if needed.  This can return null if the value
 258       /// exists but does not have the right type.
 259       Value *GetVal(const std::string &Name, const Type *Ty, LocTy Loc);
 260       Value *GetVal(unsigned ID, const Type *Ty, LocTy Loc);
 261
 262       /// SetInstName - After an instruction is parsed and inserted into its
 263       /// basic block, this installs its name.
 264       bool SetInstName(int NameID, const std::string &NameStr, LocTy NameLoc,
 265                        Instruction *Inst);
 266
 267       /// GetBB - Get a basic block with the specified name or ID, creating a
 268       /// forward reference record if needed.  This can return null if the value
 269       /// is not a BasicBlock.
 270       BasicBlock *GetBB(const std::string &Name, LocTy Loc);
 271       BasicBlock *GetBB(unsigned ID, LocTy Loc);
 272
 273       /// DefineBB - Define the specified basic block, which is either named or
 274       /// unnamed.  If there is an error, this returns null otherwise it returns
 275       /// the block being defined.
 276       BasicBlock *DefineBB(const std::string &Name, LocTy Loc);
 277     };
 278
 279     bool ConvertValIDToValue(const Type *Ty, ValID &ID, Value *&V,
 280                              PerFunctionState *PFS);
 281
 282     bool ParseValue(const Type *Ty, Value *&V, PerFunctionState &PFS);
 283     bool ParseValue(const Type *Ty, Value *&V, LocTy &Loc,
 284                     PerFunctionState &PFS) {
 285       Loc = Lex.getLoc();
 286       return ParseValue(Ty, V, PFS);
 287     }
 288
 289     bool ParseTypeAndValue(Value *&V, PerFunctionState &PFS);
 290     bool ParseTypeAndValue(Value *&V, LocTy &Loc, PerFunctionState &PFS) {
 291       Loc = Lex.getLoc();
 292       return ParseTypeAndValue(V, PFS);
 293     }
 294     bool ParseTypeAndBasicBlock(BasicBlock *&BB, LocTy &Loc,
 295                                 PerFunctionState &PFS);
 296     bool ParseTypeAndBasicBlock(BasicBlock *&BB, PerFunctionState &PFS) {
 297       LocTy Loc;
 298       return ParseTypeAndBasicBlock(BB, Loc, PFS);
 299     }
 300
 301
 302     struct ParamInfo {
 303       LocTy Loc;
 304       Value *V;
 305       unsigned Attrs;
 306       ParamInfo(LocTy loc, Value *v, unsigned attrs)
 307         : Loc(loc), V(v), Attrs(attrs) {}
 308     };
 309     bool ParseParameterList(SmallVectorImpl<ParamInfo> &ArgList,
 310                             PerFunctionState &PFS);
 311
 312     // Constant Parsing.
 313     bool ParseValID(ValID &ID, PerFunctionState *PFS = NULL);
 314     bool ParseGlobalValue(const Type *Ty, Constant *&V);
 315     bool ParseGlobalTypeAndValue(Constant *&V);
 316     bool ParseGlobalValueVector(SmallVectorImpl<Constant*> &Elts);
 317     bool ParseMetadataListValue(ValID &ID, PerFunctionState *PFS);
 318     bool ParseMetadataValue(ValID &ID, PerFunctionState *PFS);
 319     bool ParseMDNodeVector(SmallVectorImpl<Value*> &, PerFunctionState *PFS);
 320     bool ParseInstructionMetadata(Instruction *Inst, PerFunctionState *PFS);
 321
 322     // Function Parsing.
 323     struct ArgInfo {
 324       LocTy Loc;
 325       PATypeHolder Type;
 326       unsigned Attrs;
 327       std::string Name;
 328       ArgInfo(LocTy L, PATypeHolder Ty, unsigned Attr, const std::string &N)
 329         : Loc(L), Type(Ty), Attrs(Attr), Name(N) {}
 330     };
 331     bool ParseArgumentList(std::vector<ArgInfo> &ArgList,
 332                            bool &isVarArg, bool inType);
 333     bool ParseFunctionHeader(Function *&Fn, bool isDefine);
 334     bool ParseFunctionBody(Function &Fn);
 335     bool ParseBasicBlock(PerFunctionState &PFS);
 336
 337     // Instruction Parsing.  Each instruction parsing routine can return with a
 338     // normal result, an error result, or return having eaten an extra comma.
 339     enum InstResult { InstNormal = 0, InstError = 1, InstExtraComma = 2 };
 340     int ParseInstruction(Instruction *&Inst, BasicBlock *BB,
 341                          PerFunctionState &PFS);
 342     bool ParseCmpPredicate(unsigned &Pred, unsigned Opc);
 343
 344     int ParseRet(Instruction *&Inst, BasicBlock *BB, PerFunctionState &PFS);
 345     bool ParseBr(Instruction *&Inst, PerFunctionState &PFS);
 346     bool ParseSwitch(Instruction *&Inst, PerFunctionState &PFS);
 347     bool ParseIndirectBr(Instruction *&Inst, PerFunctionState &PFS);
 348     bool ParseInvoke(Instruction *&Inst, PerFunctionState &PFS);
 349
 350     bool ParseArithmetic(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, unsigned Opc,
 351                          unsigned OperandType);
 352     bool ParseLogical(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, unsigned Opc);
 353     bool ParseCompare(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, unsigned Opc);
 354     bool ParseCast(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, unsigned Opc);
 355     bool ParseSelect(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 356     bool ParseVA_Arg(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 357     bool ParseExtractElement(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 358     bool ParseInsertElement(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 359     bool ParseShuffleVector(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 360     int ParsePHI(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 361     bool ParseCall(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, bool isTail);
 362     int ParseAlloc(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS,
 363                     BasicBlock *BB = 0, bool isAlloca = true);
 364     bool ParseFree(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, BasicBlock *BB);
 365     int ParseLoad(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, bool isVolatile);
 366     int ParseStore(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS, bool isVolatile);
 367     bool ParseGetResult(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 368     int ParseGetElementPtr(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 369     int ParseExtractValue(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 370     int ParseInsertValue(Instruction *&I, PerFunctionState &PFS);
 371
 372     bool ResolveForwardRefBlockAddresses(Function *TheFn,
 373                              std::vector<std::pair<ValID, GlobalValue*> > &Refs,
 374                                          PerFunctionState *PFS);
 375   };
 376 } // End llvm namespace
 377
 378 #endif