include/llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h - Code emission -------*- 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 an abstract interface that is used by the machine code
  11 // emission framework to output the code.  This allows machine code emission to
  12 // be separated from concerns such as resolution of call targets, and where the
  13 // machine code will be written (memory or disk, f.e.).
  14 //
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINECODEEMITTER_H
  18 #define LLVM_CODEGEN_MACHINECODEEMITTER_H
  19
  20 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  21
  22 namespace llvm {
  23
  24 class MachineBasicBlock;
  25 class MachineConstantPool;
  26 class MachineJumpTableInfo;
  27 class MachineFunction;
  28 class MachineModuleInfo;
  29 class MachineRelocation;
  30 class Value;
  31 class GlobalValue;
  32 class Function;
  33
  34 /// MachineCodeEmitter - This class defines two sorts of methods: those for
  35 /// emitting the actual bytes of machine code, and those for emitting auxillary
  36 /// structures, such as jump tables, relocations, etc.
  37 ///
  38 /// Emission of machine code is complicated by the fact that we don't (in
  39 /// general) know the size of the machine code that we're about to emit before
  40 /// we emit it.  As such, we preallocate a certain amount of memory, and set the
  41 /// BufferBegin/BufferEnd pointers to the start and end of the buffer.  As we
  42 /// emit machine instructions, we advance the CurBufferPtr to indicate the
  43 /// location of the next byte to emit.  In the case of a buffer overflow (we
  44 /// need to emit more machine code than we have allocated space for), the
  45 /// CurBufferPtr will saturate to BufferEnd and ignore stores.  Once the entire
  46 /// function has been emitted, the overflow condition is checked, and if it has
  47 /// occurred, more memory is allocated, and we reemit the code into it.
  48 ///
  49 class MachineCodeEmitter {
  50 protected:
  51   /// BufferBegin/BufferEnd - Pointers to the start and end of the memory
  52   /// allocated for this code buffer.
  53   unsigned char *BufferBegin, *BufferEnd;
  54
  55   /// CurBufferPtr - Pointer to the next byte of memory to fill when emitting
  56   /// code.  This is guranteed to be in the range [BufferBegin,BufferEnd].  If
  57   /// this pointer is at BufferEnd, it will never move due to code emission, and
  58   /// all code emission requests will be ignored (this is the buffer overflow
  59   /// condition).
  60   unsigned char *CurBufferPtr;
  61
  62 public:
  63   virtual ~MachineCodeEmitter() {}
  64
  65   /// startFunction - This callback is invoked when the specified function is
  66   /// about to be code generated.  This initializes the BufferBegin/End/Ptr
  67   /// fields.
  68   ///
  69   virtual void startFunction(MachineFunction &F) = 0;
  70
  71   /// finishFunction - This callback is invoked when the specified function has
  72   /// finished code generation.  If a buffer overflow has occurred, this method
  73   /// returns true (the callee is required to try again), otherwise it returns
  74   /// false.
  75   ///
  76   virtual bool finishFunction(MachineFunction &F) = 0;
  77
  78   /// startGVStub - This callback is invoked when the JIT needs the
  79   /// address of a GV (e.g. function) that has not been code generated yet.
  80   /// The StubSize specifies the total size required by the stub.
  81   ///
  82   virtual void startGVStub(const GlobalValue* GV, unsigned StubSize,
  83                            unsigned Alignment = 1) = 0;
  84
  85   /// finishGVStub - This callback is invoked to terminate a GV stub.
  86   ///
  87   virtual void *finishGVStub(const GlobalValue* F) = 0;
  88
  89   /// emitByte - This callback is invoked when a byte needs to be written to the
  90   /// output stream.
  91   ///
  92   void emitByte(unsigned char B) {
  93     if (CurBufferPtr != BufferEnd)
  94       *CurBufferPtr++ = B;
  95   }
  96
  97   /// emitWordLE - This callback is invoked when a 32-bit word needs to be
  98   /// written to the output stream in little-endian format.
  99   ///
 100   void emitWordLE(unsigned W) {
 101     if (CurBufferPtr+4 <= BufferEnd) {
 102       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  0);
 103       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  8);
 104       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 16);
 105       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 24);
 106     } else {
 107       CurBufferPtr = BufferEnd;
 108     }
 109   }
 110
 111   /// emitWordBE - This callback is invoked when a 32-bit word needs to be
 112   /// written to the output stream in big-endian format.
 113   ///
 114   void emitWordBE(unsigned W) {
 115     if (CurBufferPtr+4 <= BufferEnd) {
 116       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 24);
 117       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 16);
 118       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  8);
 119       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  0);
 120     } else {
 121       CurBufferPtr = BufferEnd;
 122     }
 123   }
 124
 125   /// emitDWordLE - This callback is invoked when a 64-bit word needs to be
 126   /// written to the output stream in little-endian format.
 127   ///
 128   void emitDWordLE(uint64_t W) {
 129     if (CurBufferPtr+8 <= BufferEnd) {
 130       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  0);
 131       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  8);
 132       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 16);
 133       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 24);
 134       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 32);
 135       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 40);
 136       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 48);
 137       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 56);
 138     } else {
 139       CurBufferPtr = BufferEnd;
 140     }
 141   }
 142
 143   /// emitDWordBE - This callback is invoked when a 64-bit word needs to be
 144   /// written to the output stream in big-endian format.
 145   ///
 146   void emitDWordBE(uint64_t W) {
 147     if (CurBufferPtr+8 <= BufferEnd) {
 148       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 56);
 149       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 48);
 150       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 40);
 151       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 32);
 152       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 24);
 153       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >> 16);
 154       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  8);
 155       *CurBufferPtr++ = (unsigned char)(W >>  0);
 156     } else {
 157       CurBufferPtr = BufferEnd;
 158     }
 159   }
 160
 161   /// emitAlignment - Move the CurBufferPtr pointer up the the specified
 162   /// alignment (saturated to BufferEnd of course).
 163   void emitAlignment(unsigned Alignment) {
 164     if (Alignment == 0) Alignment = 1;
 165     // Move the current buffer ptr up to the specified alignment.
 166     CurBufferPtr =
 167       (unsigned char*)(((intptr_t)CurBufferPtr+Alignment-1) &
 168                        ~(intptr_t)(Alignment-1));
 169     if (CurBufferPtr > BufferEnd)
 170       CurBufferPtr = BufferEnd;
 171   }
 172
 173
 174   /// emitULEB128Bytes - This callback is invoked when a ULEB128 needs to be
 175   /// written to the output stream.
 176   void emitULEB128Bytes(unsigned Value) {
 177     do {
 178       unsigned char Byte = Value & 0x7f;
 179       Value >>= 7;
 180       if (Value) Byte |= 0x80;
 181       emitByte(Byte);
 182     } while (Value);
 183   }
 184
 185   /// emitSLEB128Bytes - This callback is invoked when a SLEB128 needs to be
 186   /// written to the output stream.
 187   void emitSLEB128Bytes(int Value) {
 188     int Sign = Value >> (8 * sizeof(Value) - 1);
 189     bool IsMore;
 190
 191     do {
 192       unsigned char Byte = Value & 0x7f;
 193       Value >>= 7;
 194       IsMore = Value != Sign || ((Byte ^ Sign) & 0x40) != 0;
 195       if (IsMore) Byte |= 0x80;
 196       emitByte(Byte);
 197     } while (IsMore);
 198   }
 199
 200   /// emitString - This callback is invoked when a String needs to be
 201   /// written to the output stream.
 202   void emitString(const std::string &String) {
 203     for (unsigned i = 0, N = static_cast<unsigned>(String.size());
 204          i < N; ++i) {
 205       unsigned char C = String[i];
 206       emitByte(C);
 207     }
 208     emitByte(0);
 209   }
 210
 211   /// emitInt32 - Emit a int32 directive.
 212   void emitInt32(int Value) {
 213     if (CurBufferPtr+4 <= BufferEnd) {
 214       *((uint32_t*)CurBufferPtr) = Value;
 215       CurBufferPtr += 4;
 216     } else {
 217       CurBufferPtr = BufferEnd;
 218     }
 219   }
 220
 221   /// emitInt64 - Emit a int64 directive.
 222   void emitInt64(uint64_t Value) {
 223     if (CurBufferPtr+8 <= BufferEnd) {
 224       *((uint64_t*)CurBufferPtr) = Value;
 225       CurBufferPtr += 8;
 226     } else {
 227       CurBufferPtr = BufferEnd;
 228     }
 229   }
 230
 231   /// emitInt32At - Emit the Int32 Value in Addr.
 232   void emitInt32At(uintptr_t *Addr, uintptr_t Value) {
 233     if (Addr >= (uintptr_t*)BufferBegin && Addr < (uintptr_t*)BufferEnd)
 234       (*(uint32_t*)Addr) = (uint32_t)Value;
 235   }
 236
 237   /// emitInt64At - Emit the Int64 Value in Addr.
 238   void emitInt64At(uintptr_t *Addr, uintptr_t Value) {
 239     if (Addr >= (uintptr_t*)BufferBegin && Addr < (uintptr_t*)BufferEnd)
 240       (*(uint64_t*)Addr) = (uint64_t)Value;
 241   }
 242
 243
 244   /// emitLabel - Emits a label
 245   virtual void emitLabel(uint64_t LabelID) = 0;
 246
 247   /// allocateSpace - Allocate a block of space in the current output buffer,
 248   /// returning null (and setting conditions to indicate buffer overflow) on
 249   /// failure.  Alignment is the alignment in bytes of the buffer desired.
 250   virtual void *allocateSpace(intptr_t Size, unsigned Alignment) {
 251     emitAlignment(Alignment);
 252     void *Result = CurBufferPtr;
 253
 254     // Allocate the space.
 255     CurBufferPtr += Size;
 256
 257     // Check for buffer overflow.
 258     if (CurBufferPtr >= BufferEnd) {
 259       CurBufferPtr = BufferEnd;
 260       Result = 0;
 261     }
 262     return Result;
 263   }
 264
 265   /// StartMachineBasicBlock - This should be called by the target when a new
 266   /// basic block is about to be emitted.  This way the MCE knows where the
 267   /// start of the block is, and can implement getMachineBasicBlockAddress.
 268   virtual void StartMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *MBB) = 0;
 269
 270   /// getCurrentPCValue - This returns the address that the next emitted byte
 271   /// will be output to.
 272   ///
 273   virtual intptr_t getCurrentPCValue() const {
 274     return (intptr_t)CurBufferPtr;
 275   }
 276
 277   /// getCurrentPCOffset - Return the offset from the start of the emitted
 278   /// buffer that we are currently writing to.
 279   intptr_t getCurrentPCOffset() const {
 280     return CurBufferPtr-BufferBegin;
 281   }
 282
 283   /// addRelocation - Whenever a relocatable address is needed, it should be
 284   /// noted with this interface.
 285   virtual void addRelocation(const MachineRelocation &MR) = 0;
 286
 287
 288   /// FIXME: These should all be handled with relocations!
 289
 290   /// getConstantPoolEntryAddress - Return the address of the 'Index' entry in
 291   /// the constant pool that was last emitted with the emitConstantPool method.
 292   ///
 293   virtual intptr_t getConstantPoolEntryAddress(unsigned Index) const = 0;
 294
 295   /// getJumpTableEntryAddress - Return the address of the jump table with index
 296   /// 'Index' in the function that last called initJumpTableInfo.
 297   ///
 298   virtual intptr_t getJumpTableEntryAddress(unsigned Index) const = 0;
 299
 300   /// getMachineBasicBlockAddress - Return the address of the specified
 301   /// MachineBasicBlock, only usable after the label for the MBB has been
 302   /// emitted.
 303   ///
 304   virtual intptr_t getMachineBasicBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) const= 0;
 305
 306   /// getLabelAddress - Return the address of the specified LabelID, only usable
 307   /// after the LabelID has been emitted.
 308   ///
 309   virtual intptr_t getLabelAddress(uint64_t LabelID) const = 0;
 310
 311   /// Specifies the MachineModuleInfo object. This is used for exception handling
 312   /// purposes.
 313   virtual void setModuleInfo(MachineModuleInfo* Info) = 0;
 314 };
 315
 316 } // End llvm namespace
 317
 318 #endif