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