utils/llvm.grm

   1 (*
   2
   3 polygen grammar for LLVM assembly language.
   4
   5 This file defines an LLVM assembly language grammar for polygen,
   6 which is a tool for generating random text based on a grammar.
   7 It is strictly syntax-based, and makes no attempt to generate
   8 IR that is semantically valid. Most of the IR produced doesn't
   9 pass the Verifier.
  10
  11 TODO: Metadata, in all its forms
  12
  13 *)
  14
  15 I ::=   "title:    LLVM assembly language\n"
  16       ^ "status:   experimental\n"
  17       ^ "audience: LLVM developers\n"
  18 ;
  19
  20 S ::= Module ;
  21
  22 (*
  23 Define rules for non-keyword tokens. This is currently just a bunch
  24 of hacks. They don't cover many valid forms of tokens, and they also
  25 generate some invalid forms of tokens. The LLVM parser has custom
  26 C++ code to lex these; custom C++ code for emitting them would be
  27 convenient, but polygen doesn't support that.
  28 *)
  29 NonZeroDecimalDigit ::=     1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 ;
  30 DecimalDigit        ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 ;
  31 DecimalDigitSeq     ::= DecimalDigit [^ DecimalDigitSeq ];
  32 HexDigit            ::= 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
  33                       | a | b | c | d | e | f ;
  34 HexDigitSeq         ::= HexDigit [^ HexDigitSeq ];
  35 StringChar          ::= a | b | c | d | e | f | g | h | i | j | k | l | m
  36                       | n | o | p | q | r | s | t | u | v | w | x | y | z ;
  37 StringConstantSeq   ::= StringChar [^ StringConstantSeq ];
  38 StringConstant      ::= StringChar [^ StringConstantSeq ];
  39 EUINT64VAL          ::= NonZeroDecimalDigit [^ DecimalDigitSeq ];
  40 ESINT64VAL          ::= [ "-" ] ^ EUINT64VAL ;
  41 EUAPINTVAL          ::= EUINT64VAL ;
  42 ESAPINTVAL          ::= ESINT64VAL ;
  43 LOCALVALID          ::= "%" ^ DecimalDigitSeq ;
  44 GLOBALVALID         ::= "@" ^ DecimalDigitSeq ;
  45 INTTYPE             ::= "i" ^ EUINT64VAL ;
  46 GLOBALVAR           ::= "@" ^ StringConstant ;
  47 LOCALVAR            ::= "%" ^ StringConstant ;
  48 STRINGCONSTANT      ::= "\"" ^ StringConstant ^ "\"" ;
  49 ATSTRINGCONSTANT    ::= "@" ^ STRINGCONSTANT ;
  50 PCTSTRINGCONSTANT   ::= "%" ^ STRINGCONSTANT ;
  51 LABELSTR            ::= StringConstant ;
  52 FPVAL               ::= ESAPINTVAL ^ "." ^ EUAPINTVAL | "0x" ^ HexDigitSeq ;
  53
  54 (*
  55 The rest of this file is derived directly from llvmAsmParser.y.
  56 *)
  57
  58 ArithmeticOps ::= + OptNW add | fadd | OptNW sub | fsub | OptNW mul | fmul |
  59                   udiv | OptExact sdiv | fdiv | urem | srem | frem ;
  60 LogicalOps    ::= shl | lshr | ashr | and | or | xor;
  61 CastOps       ::= trunc | zext | sext | fptrunc | fpext | bitcast |
  62                   uitofp | sitofp | fptoui | fptosi | inttoptr | ptrtoint ;
  63
  64 IPredicates ::= eq | ne | slt | sgt | sle | sge | ult | ugt | ule | uge ;
  65
  66 FPredicates ::= oeq | one | olt | ogt | ole | oge | ord | uno | ueq | une
  67               | ult | ugt | ule | uge | true | false ;
  68
  69 IntType ::= INTTYPE;
  70 FPType  ::= float | double | "ppc_fp128" | fp128 | "x86_fp80";
  71
  72 LocalName ::= LOCALVAR | STRINGCONSTANT | PCTSTRINGCONSTANT ;
  73 OptLocalName ::= LocalName | _ ;
  74
  75 OptAddrSpace ::= - addrspace ^ "(" ^ EUINT64VAL ^ ")" | _ ;
  76
  77 OptLocalAssign ::= LocalName "=" | _ ;
  78
  79 GlobalName ::= GLOBALVAR | ATSTRINGCONSTANT ;
  80
  81 OptGlobalAssign ::= GlobalAssign | _ ;
  82
  83 GlobalAssign ::= GlobalName "=" ;
  84
  85 GVInternalLinkage
  86   ::= + internal
  87  | weak
  88  | "weak_odr"
  89  | linkonce
  90  | "linkonce_odr"
  91  | appending
  92  | dllexport
  93  | common
  94  | private
  95  | "linker_private"
  96  | "linker_private_weak"
  97  ;
  98
  99 GVExternalLinkage
 100   ::= dllimport
 101  | "extern_weak"
 102  | + external
 103  ;
 104
 105 GVVisibilityStyle
 106   ::= + _
 107  | default
 108  | hidden
 109  | protected
 110  ;
 111
 112 FunctionDeclareLinkage
 113   ::= + _
 114  | dllimport
 115  | "extern_weak"
 116  ;
 117
 118 FunctionDefineLinkage
 119   ::= + _
 120  | internal
 121  | linkonce
 122  | "linkonce_odr"
 123  | weak
 124  | "weak_odr"
 125  | dllexport
 126  ;
 127
 128 AliasLinkage ::= + _ | weak | "weak_odr" | internal ;
 129
 130 OptCallingConv ::= + _ |
 131                  ccc |
 132                  fastcc |
 133                  coldcc |
 134                  "x86_stdcallcc" |
 135                  "x86_fastcallcc" |
 136                  cc EUINT64VAL ;
 137
 138 ParamAttr ::= zeroext
 139  | signext
 140  | inreg
 141  | sret
 142  | noalias
 143  | nocapture
 144  | byval
 145  | nest
 146  | align EUINT64VAL
 147  ;
 148
 149 OptParamAttrs ::= + _ | OptParamAttrs ParamAttr ;
 150
 151 RetAttr       ::= inreg
 152               | zeroext
 153               | signext
 154               | noalias
 155               ;
 156
 157 OptRetAttrs  ::= _
 158              | OptRetAttrs RetAttr
 159              ;
 160
 161 FuncAttr      ::= noreturn
 162  | nounwind
 163  | inreg
 164  | zeroext
 165  | signext
 166  | readnone
 167  | readonly
 168  | inlinehint
 169  | alignstack
 170  | noinline
 171  | alwaysinline
 172  | optsize
 173  | ssp
 174  | sspreq
 175  | returns_twice
 176  | nonlazybind
 177  | address_safety
 178  | thread_safety
 179  | uninitialized_checks
 180  ;
 181
 182 OptFuncAttrs  ::= + _ | OptFuncAttrs FuncAttr ;
 183
 184 OptGC         ::= + _ | gc STRINGCONSTANT ;
 185
 186 OptAlign      ::= + _ | align EUINT64VAL ;
 187 OptCAlign     ::= + _ | ^ "," align EUINT64VAL ;
 188
 189 SectionString ::= section STRINGCONSTANT ;
 190
 191 OptSection    ::= + _ | SectionString ;
 192
 193 GlobalVarAttributes ::= + _ | ^ "," GlobalVarAttribute GlobalVarAttributes ;
 194 GlobalVarAttribute  ::= SectionString | align EUINT64VAL ;
 195
 196 PrimType ::= INTTYPE | float | double | "ppc_fp128" | fp128 | "x86_fp80"
 197           | - label ;
 198
 199 Types
 200   ::= opaque
 201  | PrimType
 202  | Types OptAddrSpace ^ "*"
 203  | SymbolicValueRef
 204  | "\\" ^ EUINT64VAL
 205  | Types "(" ^ ArgTypeListI ^ ")" OptFuncAttrs
 206  | void "(" ^ ArgTypeListI ^ ")" OptFuncAttrs
 207  | "[" ^ EUINT64VAL "x" Types ^ "]"
 208  | "<" ^ EUINT64VAL "x" Types ^ ">"
 209  | "{" TypeListI "}"
 210  | "{" ^ "}"
 211  | "<" ^ "{" TypeListI "}" ^ ">"
 212  | "<" ^ "{" ^ "}" ^ ">"
 213  ;
 214
 215 ArgType ::= Types OptParamAttrs ;
 216
 217 ResultTypes ::= Types | void ;
 218
 219 ArgTypeList ::= ArgType | ArgTypeList ^ "," ArgType ;
 220
 221 ArgTypeListI ::= ArgTypeList | ArgTypeList ^ "," "..." | "..." | _ ;
 222
 223 TypeListI ::= Types | TypeListI ^ "," Types ;
 224
 225 ConstVal::= Types "[" ^ ConstVector ^ "]"
 226  | Types "[" ^ "]"
 227  | Types "c" ^ STRINGCONSTANT
 228  | Types "<" ^ ConstVector ^ ">"
 229  | Types "{" ConstVector "}"
 230  | Types "{" ^ "}"
 231  | Types "<" ^ "{" ConstVector "}" ^ ">"
 232  | Types "<" ^ "{" ^ "}" ^ ">"
 233  | Types null
 234  | Types undef
 235  | Types SymbolicValueRef
 236  | Types ConstExpr
 237  | Types zeroinitializer
 238  | Types ESINT64VAL
 239  | Types ESAPINTVAL
 240  | Types EUINT64VAL
 241  | Types EUAPINTVAL
 242  | Types true
 243  | Types false
 244  | Types FPVAL ;
 245
 246 ConstExpr::= CastOps "(" ^ ConstVal to Types ^ ")"
 247  | getelementptr OptInBounds "(" ^ ConstVal IndexList ^ ")"
 248  | select "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 249  | ArithmeticOps "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 250  | LogicalOps "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 251  | icmp IPredicates "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 252  | fcmp FPredicates "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 253  | extractelement "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 254  | insertelement "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 255  | shufflevector "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ "," ConstVal ^ ")"
 256  | extractvalue "(" ^ ConstVal ^ ConstantIndexList ^ ")"
 257  | insertvalue "(" ^ ConstVal ^ "," ConstVal ^ ConstantIndexList ^ ")" ;
 258
 259 ConstVector ::= ConstVector ^ "," ConstVal | ConstVal ;
 260
 261 GlobalType ::= global | constant ;
 262
 263 ThreadLocal ::= - "thread_local" | _ ;
 264
 265 AliaseeRef ::= ResultTypes SymbolicValueRef
 266  | bitcast "(" ^ AliaseeRef to Types ^ ")" ;
 267
 268 Module ::= +++ DefinitionList | --- _ ;
 269
 270 DefinitionList ::= - Definition | + DefinitionList Definition ;
 271
 272 Definition
 273   ::= ^ ( +++++ define Function
 274  | declare FunctionProto
 275  | - module asm AsmBlock
 276  | OptLocalAssign type Types
 277  | OptGlobalAssign GVVisibilityStyle ThreadLocal OptAddrSpace GlobalType
 278    ConstVal GlobalVarAttributes
 279  | OptGlobalAssign GVInternalLinkage GVVisibilityStyle ThreadLocal OptAddrSpace
 280    GlobalType ConstVal GlobalVarAttributes
 281  | OptGlobalAssign GVExternalLinkage GVVisibilityStyle ThreadLocal OptAddrSpace
 282    GlobalType Types GlobalVarAttributes
 283  | OptGlobalAssign GVVisibilityStyle alias AliasLinkage AliaseeRef
 284  | target TargetDefinition
 285  | deplibs "=" LibrariesDefinition
 286  ) ^ "\n";
 287
 288 AsmBlock ::= STRINGCONSTANT ;
 289
 290 TargetDefinition ::= triple "=" STRINGCONSTANT
 291  | datalayout "=" STRINGCONSTANT ;
 292
 293 LibrariesDefinition ::= "[" ( LibList | _ ) "]";
 294
 295 LibList ::= LibList ^ "," STRINGCONSTANT | STRINGCONSTANT ;
 296
 297 ArgListH ::= ArgListH ^ "," Types OptParamAttrs OptLocalName
 298  | Types OptParamAttrs OptLocalName ;
 299
 300 ArgList ::= ArgListH | ArgListH ^ "," "..." | "..." | _ ;
 301
 302 FunctionHeaderH ::= OptCallingConv OptRetAttrs ResultTypes
 303                   GlobalName ^ "(" ^ ArgList ^ ")"
 304                   OptFuncAttrs OptSection OptAlign OptGC ;
 305
 306 BEGIN ::= ( begin | "{" ) ^ "\n";
 307
 308 FunctionHeader ::=
 309   FunctionDefineLinkage GVVisibilityStyle FunctionHeaderH BEGIN ;
 310
 311 END ::= ^ ( end | "}" ) ^ "\n";
 312
 313 Function ::= BasicBlockList END ;
 314
 315 FunctionProto ::= FunctionDeclareLinkage GVVisibilityStyle FunctionHeaderH ;
 316
 317 OptSideEffect ::= _ | sideeffect ;
 318
 319 ConstValueRef ::= ESINT64VAL
 320  | EUINT64VAL
 321  | FPVAL
 322  | true
 323  | false
 324  | null
 325  | undef
 326  | zeroinitializer
 327  | "<" ConstVector ">"
 328  | "[" ConstVector "]"
 329  | "[" ^ "]"
 330  | "c" ^ STRINGCONSTANT
 331  | "{" ConstVector "}"
 332  | "{" ^ "}"
 333  | "<" ^ "{" ConstVector "}" ^ ">"
 334  | "<" ^ "{" ^ "}" ^ ">"
 335  | ConstExpr
 336  | asm OptSideEffect STRINGCONSTANT ^ "," STRINGCONSTANT ;
 337
 338 SymbolicValueRef ::= LOCALVALID
 339  | GLOBALVALID
 340  | LocalName
 341  | GlobalName ;
 342
 343 ValueRef ::= SymbolicValueRef | ConstValueRef;
 344
 345 ResolvedVal ::= Types ValueRef ;
 346
 347 ReturnedVal ::= ResolvedVal | ReturnedVal ^ "," ResolvedVal ;
 348
 349 BasicBlockList ::= BasicBlockList BasicBlock | FunctionHeader BasicBlock ;
 350
 351 BasicBlock ::= InstructionList OptLocalAssign BBTerminatorInst ;
 352
 353 InstructionList ::= +++ InstructionList Inst
 354  | - _
 355  | ^ LABELSTR ^ ":\n" ;
 356
 357 BBTerminatorInst ::= ^ "  " ^
 358  ( ret ReturnedVal
 359  | ret void
 360  | br label ValueRef
 361  | br INTTYPE ValueRef ^ "," label ValueRef ^ "," label ValueRef
 362  | switch IntType ValueRef ^ "," label ValueRef "[" JumpTable "]"
 363  | switch IntType ValueRef ^ "," label ValueRef "[" ^ "]"
 364  | invoke OptCallingConv ResultTypes ValueRef ^ "(" ^ ParamList ^ ")"
 365    OptFuncAttrs
 366    to label ValueRef unwind label ValueRef
 367  | unwind
 368  | unreachable ) ^ "\n";
 369
 370 JumpTable ::= JumpTable IntType ConstValueRef ^ "," label ValueRef
 371  | IntType ConstValueRef ^ "," label ValueRef ;
 372
 373 Inst ::= ^ "  " ^ OptLocalAssign InstVal ^ "\n";
 374
 375 PHIList ::= Types "[" ValueRef ^ "," ValueRef "]"
 376  | PHIList ^ "," "[" ValueRef ^ "," ValueRef "]" ;
 377
 378 ParamList ::= Types OptParamAttrs ValueRef OptParamAttrs
 379  | label OptParamAttrs ValueRef OptParamAttrs
 380  | ParamList ^ "," Types OptParamAttrs ValueRef OptParamAttrs
 381  | ParamList ^ "," label OptParamAttrs ValueRef OptParamAttrs
 382  | - _ ;
 383
 384 IndexList ::= _ | IndexList ^ "," ResolvedVal ;
 385
 386 ConstantIndexList ::= "," EUINT64VAL | ConstantIndexList ^ "," EUINT64VAL ;
 387
 388 OptTailCall ::= tail call | call ;
 389
 390 InstVal ::=
 391    ArithmeticOps Types ValueRef ^ "," ValueRef
 392  | LogicalOps Types ValueRef ^ "," ValueRef
 393  | icmp IPredicates Types ValueRef ^ "," ValueRef
 394  | fcmp FPredicates Types ValueRef ^ "," ValueRef
 395  | CastOps ResolvedVal to Types
 396  | select ResolvedVal ^ "," ResolvedVal ^ "," ResolvedVal
 397  | "va_arg" ResolvedVal ^ "," Types
 398  | extractelement ResolvedVal ^ "," ResolvedVal
 399  | insertelement ResolvedVal ^ "," ResolvedVal ^ "," ResolvedVal
 400  | shufflevector ResolvedVal ^ "," ResolvedVal ^ "," ResolvedVal
 401  | phi PHIList
 402  | OptTailCall OptCallingConv ResultTypes ValueRef ^ "(" ^ ParamList ^ ")"
 403    OptFuncAttrs
 404  | MemoryInst ;
 405
 406 OptVolatile ::= - volatile | _ ;
 407 OptExact ::= - exact | _ ;
 408 OptNSW ::= - nsw | _ ;
 409 OptNUW ::= - nuw | _ ;
 410 OptNW  ::= OptNUW OptNSW | OptNSW OptNUW ;
 411 OptInBounds  ::= - inbounds | _ ;
 412
 413 MemoryInst ::= malloc Types OptCAlign
 414  | malloc Types ^ "," INTTYPE ValueRef OptCAlign
 415  | alloca Types OptCAlign
 416  | alloca Types ^ "," INTTYPE ValueRef OptCAlign
 417  | free ResolvedVal
 418  | OptVolatile load Types ValueRef OptCAlign
 419  | OptVolatile store ResolvedVal ^ "," Types ValueRef OptCAlign
 420  | getresult Types ValueRef ^ "," EUINT64VAL
 421  | getelementptr OptInBounds Types ValueRef IndexList
 422  | extractvalue Types ValueRef ^ ConstantIndexList
 423  | insertvalue Types ValueRef ^ "," Types ValueRef ^ ConstantIndexList ;