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[oota-llvm.git] / lib / MC / MCDisassembler / EDDisassembler.cpp
1 //===-EDDisassembler.cpp - LLVM Enhanced Disassembler ---------------------===//
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 implements the Enhanced Disassembly library's  disassembler class.
11 // The disassembler is responsible for vending individual instructions according
12 // to a given architecture and disassembly syntax.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "EDDisassembler.h"
17 #include "EDInst.h"
18 #include "llvm/MC/EDInstInfo.h"
19 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
20 #include "llvm/MC/MCContext.h"
21 #include "llvm/MC/MCDisassembler.h"
22 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
23 #include "llvm/MC/MCInst.h"
24 #include "llvm/MC/MCInstPrinter.h"
25 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
26 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
27 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
28 #include "llvm/MC/MCParser/AsmLexer.h"
29 #include "llvm/MC/MCParser/MCAsmParser.h"
30 #include "llvm/MC/MCParser/MCParsedAsmOperand.h"
31 #include "llvm/MC/MCTargetAsmLexer.h"
32 #include "llvm/MC/MCTargetAsmParser.h"
33 #include "llvm/Support/MemoryBuffer.h"
34 #include "llvm/Support/MemoryObject.h"
35 #include "llvm/Support/SourceMgr.h"
36 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
37 #include "llvm/Target/TargetSelect.h"
38 using namespace llvm;
39
40 bool EDDisassembler::sInitialized = false;
41 EDDisassembler::DisassemblerMap_t EDDisassembler::sDisassemblers;
42
43 struct TripleMap {
44   Triple::ArchType Arch;
45   const char *String;
46 };
47
48 static struct TripleMap triplemap[] = {
49   { Triple::x86,          "i386-unknown-unknown"    },
50   { Triple::x86_64,       "x86_64-unknown-unknown"  },
51   { Triple::arm,          "arm-unknown-unknown"     },
52   { Triple::thumb,        "thumb-unknown-unknown"   },
53   { Triple::InvalidArch,  NULL,                     }
54 };
55
56 /// infoFromArch - Returns the TripleMap corresponding to a given architecture,
57 ///   or NULL if there is an error
58 ///
59 /// @arg arch - The Triple::ArchType for the desired architecture
60 static const char *tripleFromArch(Triple::ArchType arch) {
61   unsigned int infoIndex;
62   
63   for (infoIndex = 0; triplemap[infoIndex].String != NULL; ++infoIndex) {
64     if (arch == triplemap[infoIndex].Arch)
65       return triplemap[infoIndex].String;
66   }
67   
68   return NULL;
69 }
70
71 /// getLLVMSyntaxVariant - gets the constant to use to get an assembly printer
72 ///   for the desired assembly syntax, suitable for passing to 
73 ///   Target::createMCInstPrinter()
74 ///
75 /// @arg arch   - The target architecture
76 /// @arg syntax - The assembly syntax in sd form
77 static int getLLVMSyntaxVariant(Triple::ArchType arch,
78                                 EDDisassembler::AssemblySyntax syntax) {
79   switch (syntax) {
80   default:
81     return -1;
82   // Mappings below from X86AsmPrinter.cpp
83   case EDDisassembler::kEDAssemblySyntaxX86ATT:
84     if (arch == Triple::x86 || arch == Triple::x86_64)
85       return 0;
86     else
87       return -1;
88   case EDDisassembler::kEDAssemblySyntaxX86Intel:
89     if (arch == Triple::x86 || arch == Triple::x86_64)
90       return 1;
91     else
92       return -1;
93   case EDDisassembler::kEDAssemblySyntaxARMUAL:
94     if (arch == Triple::arm || arch == Triple::thumb)
95       return 0;
96     else
97       return -1;
98   }
99 }
100
101 void EDDisassembler::initialize() {
102   if (sInitialized)
103     return;
104   
105   sInitialized = true;
106   
107   InitializeAllTargetInfos();
108   InitializeAllTargetMCs();
109   InitializeAllAsmParsers();
110   InitializeAllDisassemblers();
111 }
112
113 #undef BRINGUP_TARGET
114
115 EDDisassembler *EDDisassembler::getDisassembler(Triple::ArchType arch,
116                                                 AssemblySyntax syntax) {
117   CPUKey key;
118   key.Arch = arch;
119   key.Syntax = syntax;
120   
121   EDDisassembler::DisassemblerMap_t::iterator i = sDisassemblers.find(key);
122   
123   if (i != sDisassemblers.end()) {
124     return i->second;
125   } else {
126     EDDisassembler* sdd = new EDDisassembler(key);
127     if (!sdd->valid()) {
128       delete sdd;
129       return NULL;
130     }
131     
132     sDisassemblers[key] = sdd;
133     
134     return sdd;
135   }
136   
137   return NULL;
138 }
139
140 EDDisassembler *EDDisassembler::getDisassembler(StringRef str,
141                                                 AssemblySyntax syntax) {
142   return getDisassembler(Triple(str).getArch(), syntax);
143 }
144
145 EDDisassembler::EDDisassembler(CPUKey &key) : 
146   Valid(false), 
147   HasSemantics(false), 
148   ErrorStream(nulls()), 
149   Key(key) {
150   const char *triple = tripleFromArch(key.Arch);
151     
152   if (!triple)
153     return;
154   
155   LLVMSyntaxVariant = getLLVMSyntaxVariant(key.Arch, key.Syntax);
156   
157   if (LLVMSyntaxVariant < 0)
158     return;
159   
160   std::string tripleString(triple);
161   std::string errorString;
162   
163   Tgt = TargetRegistry::lookupTarget(tripleString, 
164                                      errorString);
165   
166   if (!Tgt)
167     return;
168   
169   MRI.reset(Tgt->createMCRegInfo(tripleString));
170
171   if (!MRI)
172     return;
173
174   initMaps(*MRI);
175   
176   AsmInfo.reset(Tgt->createMCAsmInfo(tripleString));
177   
178   if (!AsmInfo)
179     return;
180
181   Disassembler.reset(Tgt->createMCDisassembler());
182   
183   if (!Disassembler)
184     return;
185     
186   InstInfos = Disassembler->getEDInfo();
187   
188   InstString.reset(new std::string);
189   InstStream.reset(new raw_string_ostream(*InstString));
190   InstPrinter.reset(Tgt->createMCInstPrinter(LLVMSyntaxVariant, *AsmInfo));
191   
192   if (!InstPrinter)
193     return;
194     
195   GenericAsmLexer.reset(new AsmLexer(*AsmInfo));
196   SpecificAsmLexer.reset(Tgt->createMCAsmLexer(*MRI, *AsmInfo));
197   SpecificAsmLexer->InstallLexer(*GenericAsmLexer);
198   
199   initMaps(*MRI);
200     
201   Valid = true;
202 }
203
204 EDDisassembler::~EDDisassembler() {
205   if (!valid())
206     return;
207 }
208
209 namespace {
210   /// EDMemoryObject - a subclass of MemoryObject that allows use of a callback
211   ///   as provided by the sd interface.  See MemoryObject.
212   class EDMemoryObject : public llvm::MemoryObject {
213   private:
214     EDByteReaderCallback Callback;
215     void *Arg;
216   public:
217     EDMemoryObject(EDByteReaderCallback callback,
218                    void *arg) : Callback(callback), Arg(arg) { }
219     ~EDMemoryObject() { }
220     uint64_t getBase() const { return 0x0; }
221     uint64_t getExtent() const { return (uint64_t)-1; }
222     int readByte(uint64_t address, uint8_t *ptr) const {
223       if (!Callback)
224         return -1;
225       
226       if (Callback(ptr, address, Arg))
227         return -1;
228       
229       return 0;
230     }
231   };
232 }
233
234 EDInst *EDDisassembler::createInst(EDByteReaderCallback byteReader, 
235                                    uint64_t address, 
236                                    void *arg) {
237   EDMemoryObject memoryObject(byteReader, arg);
238   
239   MCInst* inst = new MCInst;
240   uint64_t byteSize;
241   
242   if (!Disassembler->getInstruction(*inst,
243                                     byteSize,
244                                     memoryObject,
245                                     address,
246                                     ErrorStream)) {
247     delete inst;
248     return NULL;
249   } else {
250     const llvm::EDInstInfo *thisInstInfo = NULL;
251
252     if (InstInfos) {
253       thisInstInfo = &InstInfos[inst->getOpcode()];
254     }
255     
256     EDInst* sdInst = new EDInst(inst, byteSize, *this, thisInstInfo);
257     return sdInst;
258   }
259 }
260
261 void EDDisassembler::initMaps(const MCRegisterInfo &registerInfo) {
262   unsigned numRegisters = registerInfo.getNumRegs();
263   unsigned registerIndex;
264   
265   for (registerIndex = 0; registerIndex < numRegisters; ++registerIndex) {
266     const char* registerName = registerInfo.get(registerIndex).Name;
267     
268     RegVec.push_back(registerName);
269     RegRMap[registerName] = registerIndex;
270   }
271   
272   switch (Key.Arch) {
273   default:
274     break;
275   case Triple::x86:
276   case Triple::x86_64:
277     stackPointers.insert(registerIDWithName("SP"));
278     stackPointers.insert(registerIDWithName("ESP"));
279     stackPointers.insert(registerIDWithName("RSP"));
280     
281     programCounters.insert(registerIDWithName("IP"));
282     programCounters.insert(registerIDWithName("EIP"));
283     programCounters.insert(registerIDWithName("RIP"));
284     break;
285   case Triple::arm:
286   case Triple::thumb:
287     stackPointers.insert(registerIDWithName("SP"));
288     
289     programCounters.insert(registerIDWithName("PC"));
290     break;  
291   }
292 }
293
294 const char *EDDisassembler::nameWithRegisterID(unsigned registerID) const {
295   if (registerID >= RegVec.size())
296     return NULL;
297   else
298     return RegVec[registerID].c_str();
299 }
300
301 unsigned EDDisassembler::registerIDWithName(const char *name) const {
302   regrmap_t::const_iterator iter = RegRMap.find(std::string(name));
303   if (iter == RegRMap.end())
304     return 0;
305   else
306     return (*iter).second;
307 }
308
309 bool EDDisassembler::registerIsStackPointer(unsigned registerID) {
310   return (stackPointers.find(registerID) != stackPointers.end());
311 }
312
313 bool EDDisassembler::registerIsProgramCounter(unsigned registerID) {
314   return (programCounters.find(registerID) != programCounters.end());
315 }
316
317 int EDDisassembler::printInst(std::string &str, MCInst &inst) {
318   PrinterMutex.acquire();
319   
320   InstPrinter->printInst(&inst, *InstStream);
321   InstStream->flush();
322   str = *InstString;
323   InstString->clear();
324   
325   PrinterMutex.release();
326   
327   return 0;
328 }
329
330 static void diag_handler(const SMDiagnostic &diag,
331                          void *context)
332 {
333   if (context) {
334     EDDisassembler *disassembler = static_cast<EDDisassembler*>(context);
335     diag.Print("", disassembler->ErrorStream);
336   }
337 }
338
339 int EDDisassembler::parseInst(SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*> &operands,
340                               SmallVectorImpl<AsmToken> &tokens,
341                               const std::string &str) {
342   int ret = 0;
343   
344   switch (Key.Arch) {
345   default:
346     return -1;
347   case Triple::x86:
348   case Triple::x86_64:
349   case Triple::arm:
350   case Triple::thumb:
351     break;
352   }
353   
354   const char *cStr = str.c_str();
355   MemoryBuffer *buf = MemoryBuffer::getMemBuffer(cStr, cStr + strlen(cStr));
356   
357   StringRef instName;
358   SMLoc instLoc;
359   
360   SourceMgr sourceMgr;
361   sourceMgr.setDiagHandler(diag_handler, static_cast<void*>(this));
362   sourceMgr.AddNewSourceBuffer(buf, SMLoc()); // ownership of buf handed over
363   MCContext context(*AsmInfo, *MRI, NULL);
364   OwningPtr<MCStreamer> streamer(createNullStreamer(context));
365   OwningPtr<MCAsmParser> genericParser(createMCAsmParser(sourceMgr,
366                                                          context, *streamer,
367                                                          *AsmInfo));
368
369   StringRef triple = tripleFromArch(Key.Arch);
370   OwningPtr<MCSubtargetInfo> STI(Tgt->createMCSubtargetInfo(triple, "", ""));
371   OwningPtr<MCTargetAsmParser>
372     TargetParser(Tgt->createMCAsmParser(*STI, *genericParser));
373   
374   AsmToken OpcodeToken = genericParser->Lex();
375   AsmToken NextToken = genericParser->Lex();  // consume next token, because specificParser expects us to
376     
377   if (OpcodeToken.is(AsmToken::Identifier)) {
378     instName = OpcodeToken.getString();
379     instLoc = OpcodeToken.getLoc();
380     
381     if (NextToken.isNot(AsmToken::Eof) &&
382         TargetParser->ParseInstruction(instName, instLoc, operands))
383       ret = -1;
384   } else {
385     ret = -1;
386   }
387   
388   ParserMutex.acquire();
389   
390   if (!ret) {
391     GenericAsmLexer->setBuffer(buf);
392   
393     while (SpecificAsmLexer->Lex(),
394            SpecificAsmLexer->isNot(AsmToken::Eof) &&
395            SpecificAsmLexer->isNot(AsmToken::EndOfStatement)) {
396       if (SpecificAsmLexer->is(AsmToken::Error)) {
397         ret = -1;
398         break;
399       }
400       tokens.push_back(SpecificAsmLexer->getTok());
401     }
402   }
403
404   ParserMutex.release();
405   
406   return ret;
407 }
408
409 int EDDisassembler::llvmSyntaxVariant() const {
410   return LLVMSyntaxVariant;
411 }