Simplify mapping from relocation sections to relocated sections.
[oota-llvm.git] / include / llvm / MC / MCContext.h
1 //===- MCContext.h - Machine Code Context -----------------------*- 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 #ifndef LLVM_MC_MCCONTEXT_H
11 #define LLVM_MC_MCCONTEXT_H
12
13 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
14 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
15 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
16 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
17 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
18 #include "llvm/ADT/Twine.h"
19 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
20 #include "llvm/MC/SectionKind.h"
21 #include "llvm/Support/Allocator.h"
22 #include "llvm/Support/Compiler.h"
23 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
24 #include <map>
25 #include <tuple>
26 #include <vector> // FIXME: Shouldn't be needed.
27
28 namespace llvm {
29   class MCAsmInfo;
30   class MCExpr;
31   class MCSection;
32   class MCSymbol;
33   class MCLabel;
34   struct MCDwarfFile;
35   class MCDwarfLoc;
36   class MCObjectFileInfo;
37   class MCRegisterInfo;
38   class MCLineSection;
39   class SMLoc;
40   class MCSectionMachO;
41   class MCSectionELF;
42   class MCSectionCOFF;
43
44   /// Context object for machine code objects.  This class owns all of the
45   /// sections that it creates.
46   ///
47   class MCContext {
48     MCContext(const MCContext&) = delete;
49     MCContext &operator=(const MCContext&) = delete;
50   public:
51     typedef StringMap<MCSymbol*, BumpPtrAllocator&> SymbolTable;
52   private:
53     /// The SourceMgr for this object, if any.
54     const SourceMgr *SrcMgr;
55
56     /// The MCAsmInfo for this target.
57     const MCAsmInfo *MAI;
58
59     /// The MCRegisterInfo for this target.
60     const MCRegisterInfo *MRI;
61
62     /// The MCObjectFileInfo for this target.
63     const MCObjectFileInfo *MOFI;
64
65     /// Allocator object used for creating machine code objects.
66     ///
67     /// We use a bump pointer allocator to avoid the need to track all allocated
68     /// objects.
69     BumpPtrAllocator Allocator;
70
71     /// Bindings of names to symbols.
72     SymbolTable Symbols;
73
74     /// ELF sections can have a corresponding symbol. This maps one to the
75     /// other.
76     DenseMap<const MCSectionELF*, MCSymbol*> SectionSymbols;
77
78     /// A maping from a local label number and an instance count to a symbol.
79     /// For example, in the assembly
80     ///     1:
81     ///     2:
82     ///     1:
83     /// We have three labels represented by the pairs (1, 0), (2, 0) and (1, 1)
84     DenseMap<std::pair<unsigned, unsigned>, MCSymbol*> LocalSymbols;
85
86     /// Keeps tracks of names that were used both for used declared and
87     /// artificial symbols.
88     StringMap<bool, BumpPtrAllocator&> UsedNames;
89
90     /// The next ID to dole out to an unnamed assembler temporary symbol with
91     /// a given prefix.
92     StringMap<unsigned> NextID;
93
94     /// Instances of directional local labels.
95     DenseMap<unsigned, MCLabel *> Instances;
96     /// NextInstance() creates the next instance of the directional local label
97     /// for the LocalLabelVal and adds it to the map if needed.
98     unsigned NextInstance(unsigned LocalLabelVal);
99     /// GetInstance() gets the current instance of the directional local label
100     /// for the LocalLabelVal and adds it to the map if needed.
101     unsigned GetInstance(unsigned LocalLabelVal);
102
103     /// The file name of the log file from the environment variable
104     /// AS_SECURE_LOG_FILE.  Which must be set before the .secure_log_unique
105     /// directive is used or it is an error.
106     char *SecureLogFile;
107     /// The stream that gets written to for the .secure_log_unique directive.
108     raw_ostream *SecureLog;
109     /// Boolean toggled when .secure_log_unique / .secure_log_reset is seen to
110     /// catch errors if .secure_log_unique appears twice without
111     /// .secure_log_reset appearing between them.
112     bool SecureLogUsed;
113
114     /// The compilation directory to use for DW_AT_comp_dir.
115     SmallString<128> CompilationDir;
116
117     /// The main file name if passed in explicitly.
118     std::string MainFileName;
119
120     /// The dwarf file and directory tables from the dwarf .file directive.
121     /// We now emit a line table for each compile unit. To reduce the prologue
122     /// size of each line table, the files and directories used by each compile
123     /// unit are separated.
124     std::map<unsigned, MCDwarfLineTable> MCDwarfLineTablesCUMap;
125
126     /// The current dwarf line information from the last dwarf .loc directive.
127     MCDwarfLoc CurrentDwarfLoc;
128     bool DwarfLocSeen;
129
130     /// Generate dwarf debugging info for assembly source files.
131     bool GenDwarfForAssembly;
132
133     /// The current dwarf file number when generate dwarf debugging info for
134     /// assembly source files.
135     unsigned GenDwarfFileNumber;
136
137     /// Symbols created for the start and end of each section, used for
138     /// generating the .debug_ranges and .debug_aranges sections.
139     MapVector<const MCSection *, std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> >
140     SectionStartEndSyms;
141
142     /// The information gathered from labels that will have dwarf label
143     /// entries when generating dwarf assembly source files.
144     std::vector<MCGenDwarfLabelEntry> MCGenDwarfLabelEntries;
145
146     /// The string to embed in the debug information for the compile unit, if
147     /// non-empty.
148     StringRef DwarfDebugFlags;
149
150     /// The string to embed in as the dwarf AT_producer for the compile unit, if
151     /// non-empty.
152     StringRef DwarfDebugProducer;
153
154     /// The maximum version of dwarf that we should emit.
155     uint16_t DwarfVersion;
156
157     /// Honor temporary labels, this is useful for debugging semantic
158     /// differences between temporary and non-temporary labels (primarily on
159     /// Darwin).
160     bool AllowTemporaryLabels;
161
162     /// The Compile Unit ID that we are currently processing.
163     unsigned DwarfCompileUnitID;
164
165     struct ELFSectionKey {
166       std::string SectionName;
167       StringRef GroupName;
168       unsigned UniqueID;
169       ELFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName,
170                     unsigned UniqueID)
171           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName), UniqueID(UniqueID) {
172       }
173       bool operator<(const ELFSectionKey &Other) const {
174         if (SectionName != Other.SectionName)
175           return SectionName < Other.SectionName;
176         if (GroupName != Other.GroupName)
177           return GroupName < Other.GroupName;
178         return UniqueID < Other.UniqueID;
179       }
180     };
181
182     struct COFFSectionKey {
183       std::string SectionName;
184       StringRef GroupName;
185       int SelectionKey;
186       COFFSectionKey(StringRef SectionName, StringRef GroupName,
187                      int SelectionKey)
188           : SectionName(SectionName), GroupName(GroupName),
189             SelectionKey(SelectionKey) {}
190       bool operator<(const COFFSectionKey &Other) const {
191         if (SectionName != Other.SectionName)
192           return SectionName < Other.SectionName;
193         if (GroupName != Other.GroupName)
194           return GroupName < Other.GroupName;
195         return SelectionKey < Other.SelectionKey;
196       }
197     };
198
199     StringMap<const MCSectionMachO*> MachOUniquingMap;
200     std::map<ELFSectionKey, const MCSectionELF *> ELFUniquingMap;
201     std::map<COFFSectionKey, const MCSectionCOFF *> COFFUniquingMap;
202     StringMap<bool> ELFRelSecNames;
203
204     /// Do automatic reset in destructor
205     bool AutoReset;
206
207     MCSymbol *CreateSymbol(StringRef Name, bool AlwaysAddSuffix);
208
209     MCSymbol *getOrCreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal,
210                                                 unsigned Instance);
211
212   public:
213     explicit MCContext(const MCAsmInfo *MAI, const MCRegisterInfo *MRI,
214                        const MCObjectFileInfo *MOFI,
215                        const SourceMgr *Mgr = nullptr, bool DoAutoReset = true);
216     ~MCContext();
217
218     const SourceMgr *getSourceManager() const { return SrcMgr; }
219
220     const MCAsmInfo *getAsmInfo() const { return MAI; }
221
222     const MCRegisterInfo *getRegisterInfo() const { return MRI; }
223
224     const MCObjectFileInfo *getObjectFileInfo() const { return MOFI; }
225
226     void setAllowTemporaryLabels(bool Value) { AllowTemporaryLabels = Value; }
227
228     /// @name Module Lifetime Management
229     /// @{
230
231     /// reset - return object to right after construction state to prepare
232     /// to process a new module
233     void reset();
234
235     /// @}
236
237     /// @name Symbol Management
238     /// @{
239
240     /// Create and return a new linker temporary symbol with a unique but
241     /// unspecified name.
242     MCSymbol *CreateLinkerPrivateTempSymbol();
243
244     /// Create and return a new assembler temporary symbol with a unique but
245     /// unspecified name.
246     MCSymbol *CreateTempSymbol();
247
248     MCSymbol *createTempSymbol(const Twine &Name, bool AlwaysAddSuffix);
249
250     /// Create the definition of a directional local symbol for numbered label
251     /// (used for "1:" definitions).
252     MCSymbol *CreateDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal);
253
254     /// Create and return a directional local symbol for numbered label (used
255     /// for "1b" or 1f" references).
256     MCSymbol *GetDirectionalLocalSymbol(unsigned LocalLabelVal, bool Before);
257
258     /// Lookup the symbol inside with the specified @p Name.  If it exists,
259     /// return it.  If not, create a forward reference and return it.
260     ///
261     /// @param Name - The symbol name, which must be unique across all symbols.
262     MCSymbol *GetOrCreateSymbol(const Twine &Name);
263
264     MCSymbol *getOrCreateSectionSymbol(const MCSectionELF &Section);
265
266     MCSymbol *getOrCreateFrameAllocSymbol(StringRef FuncName, unsigned Idx);
267     MCSymbol *getOrCreateParentFrameOffsetSymbol(StringRef FuncName);
268
269     /// Get the symbol for \p Name, or null.
270     MCSymbol *LookupSymbol(const Twine &Name) const;
271
272     /// getSymbols - Get a reference for the symbol table for clients that
273     /// want to, for example, iterate over all symbols. 'const' because we
274     /// still want any modifications to the table itself to use the MCContext
275     /// APIs.
276     const SymbolTable &getSymbols() const {
277       return Symbols;
278     }
279
280     /// @}
281
282     /// @name Section Management
283     /// @{
284
285     /// Return the MCSection for the specified mach-o section.  This requires
286     /// the operands to be valid.
287     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
288                                           unsigned TypeAndAttributes,
289                                           unsigned Reserved2, SectionKind K,
290                                           const char *BeginSymName = nullptr);
291
292     const MCSectionMachO *getMachOSection(StringRef Segment, StringRef Section,
293                                           unsigned TypeAndAttributes,
294                                           SectionKind K,
295                                           const char *BeginSymName = nullptr) {
296       return getMachOSection(Segment, Section, TypeAndAttributes, 0, K,
297                              BeginSymName);
298     }
299
300     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
301                                       unsigned Flags) {
302       return getELFSection(Section, Type, Flags, nullptr);
303     }
304
305     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
306                                       unsigned Flags,
307                                       const char *BeginSymName) {
308       return getELFSection(Section, Type, Flags, 0, "", BeginSymName);
309     }
310
311     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
312                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
313                                       StringRef Group) {
314       return getELFSection(Section, Type, Flags, EntrySize, Group, nullptr);
315     }
316
317     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
318                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
319                                       StringRef Group,
320                                       const char *BeginSymName) {
321       return getELFSection(Section, Type, Flags, EntrySize, Group, ~0,
322                            BeginSymName);
323     }
324
325     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
326                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
327                                       StringRef Group, unsigned UniqueID) {
328       return getELFSection(Section, Type, Flags, EntrySize, Group, UniqueID,
329                            nullptr);
330     }
331
332     const MCSectionELF *getELFSection(StringRef Section, unsigned Type,
333                                       unsigned Flags, unsigned EntrySize,
334                                       StringRef Group, unsigned UniqueID,
335                                       const char *BeginSymName);
336
337     const MCSectionELF *createELFRelSection(StringRef Name, unsigned Type,
338                                             unsigned Flags, unsigned EntrySize,
339                                             const MCSymbol *Group,
340                                             const MCSectionELF *Associated);
341
342     void renameELFSection(const MCSectionELF *Section, StringRef Name);
343
344     const MCSectionELF *CreateELFGroupSection();
345
346     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
347                                         unsigned Characteristics,
348                                         SectionKind Kind,
349                                         StringRef COMDATSymName, int Selection,
350                                         const char *BeginSymName = nullptr);
351
352     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section,
353                                         unsigned Characteristics,
354                                         SectionKind Kind,
355                                         const char *BeginSymName = nullptr);
356
357     const MCSectionCOFF *getCOFFSection(StringRef Section);
358
359     /// Gets or creates a section equivalent to Sec that is associated with the
360     /// section containing KeySym. For example, to create a debug info section
361     /// associated with an inline function, pass the normal debug info section
362     /// as Sec and the function symbol as KeySym.
363     const MCSectionCOFF *getAssociativeCOFFSection(const MCSectionCOFF *Sec,
364                                                    const MCSymbol *KeySym);
365
366     /// @}
367
368     /// @name Dwarf Management
369     /// @{
370
371     /// \brief Get the compilation directory for DW_AT_comp_dir
372     /// This can be overridden by clients which want to control the reported
373     /// compilation directory and have it be something other than the current
374     /// working directory.
375     /// Returns an empty string if the current directory cannot be determined.
376     StringRef getCompilationDir() const { return CompilationDir; }
377
378     /// \brief Set the compilation directory for DW_AT_comp_dir
379     /// Override the default (CWD) compilation directory.
380     void setCompilationDir(StringRef S) { CompilationDir = S.str(); }
381
382     /// \brief Get the main file name for use in error messages and debug
383     /// info. This can be set to ensure we've got the correct file name
384     /// after preprocessing or for -save-temps.
385     const std::string &getMainFileName() const { return MainFileName; }
386
387     /// \brief Set the main file name and override the default.
388     void setMainFileName(StringRef S) { MainFileName = S; }
389
390     /// Creates an entry in the dwarf file and directory tables.
391     unsigned GetDwarfFile(StringRef Directory, StringRef FileName,
392                           unsigned FileNumber, unsigned CUID);
393
394     bool isValidDwarfFileNumber(unsigned FileNumber, unsigned CUID = 0);
395
396     const std::map<unsigned, MCDwarfLineTable> &getMCDwarfLineTables() const {
397       return MCDwarfLineTablesCUMap;
398     }
399
400     MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) {
401       return MCDwarfLineTablesCUMap[CUID];
402     }
403
404     const MCDwarfLineTable &getMCDwarfLineTable(unsigned CUID) const {
405       auto I = MCDwarfLineTablesCUMap.find(CUID);
406       assert(I != MCDwarfLineTablesCUMap.end());
407       return I->second;
408     }
409
410     const SmallVectorImpl<MCDwarfFile> &getMCDwarfFiles(unsigned CUID = 0) {
411       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfFiles();
412     }
413     const SmallVectorImpl<std::string> &getMCDwarfDirs(unsigned CUID = 0) {
414       return getMCDwarfLineTable(CUID).getMCDwarfDirs();
415     }
416
417     bool hasMCLineSections() const {
418       for (const auto &Table : MCDwarfLineTablesCUMap)
419         if (!Table.second.getMCDwarfFiles().empty() || Table.second.getLabel())
420           return true;
421       return false;
422     }
423     unsigned getDwarfCompileUnitID() {
424       return DwarfCompileUnitID;
425     }
426     void setDwarfCompileUnitID(unsigned CUIndex) {
427       DwarfCompileUnitID = CUIndex;
428     }
429     void setMCLineTableCompilationDir(unsigned CUID, StringRef CompilationDir) {
430       getMCDwarfLineTable(CUID).setCompilationDir(CompilationDir);
431     }
432
433     /// Saves the information from the currently parsed dwarf .loc directive
434     /// and sets DwarfLocSeen.  When the next instruction is assembled an entry
435     /// in the line number table with this information and the address of the
436     /// instruction will be created.
437     void setCurrentDwarfLoc(unsigned FileNum, unsigned Line, unsigned Column,
438                             unsigned Flags, unsigned Isa,
439                             unsigned Discriminator) {
440       CurrentDwarfLoc.setFileNum(FileNum);
441       CurrentDwarfLoc.setLine(Line);
442       CurrentDwarfLoc.setColumn(Column);
443       CurrentDwarfLoc.setFlags(Flags);
444       CurrentDwarfLoc.setIsa(Isa);
445       CurrentDwarfLoc.setDiscriminator(Discriminator);
446       DwarfLocSeen = true;
447     }
448     void ClearDwarfLocSeen() { DwarfLocSeen = false; }
449
450     bool getDwarfLocSeen() { return DwarfLocSeen; }
451     const MCDwarfLoc &getCurrentDwarfLoc() { return CurrentDwarfLoc; }
452
453     bool getGenDwarfForAssembly() { return GenDwarfForAssembly; }
454     void setGenDwarfForAssembly(bool Value) { GenDwarfForAssembly = Value; }
455     unsigned getGenDwarfFileNumber() { return GenDwarfFileNumber; }
456     void setGenDwarfFileNumber(unsigned FileNumber) {
457       GenDwarfFileNumber = FileNumber;
458     }
459     MapVector<const MCSection *, std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> > &
460     getGenDwarfSectionSyms() {
461       return SectionStartEndSyms;
462     }
463     std::pair<MapVector<const MCSection *,
464                         std::pair<MCSymbol *, MCSymbol *> >::iterator,
465               bool>
466     addGenDwarfSection(const MCSection *Sec) {
467       return SectionStartEndSyms.insert(
468           std::make_pair(Sec, std::make_pair(nullptr, nullptr)));
469     }
470     void finalizeDwarfSections(MCStreamer &MCOS);
471     const std::vector<MCGenDwarfLabelEntry> &getMCGenDwarfLabelEntries() const {
472       return MCGenDwarfLabelEntries;
473     }
474     void addMCGenDwarfLabelEntry(const MCGenDwarfLabelEntry &E) {
475       MCGenDwarfLabelEntries.push_back(E);
476     }
477
478     void setDwarfDebugFlags(StringRef S) { DwarfDebugFlags = S; }
479     StringRef getDwarfDebugFlags() { return DwarfDebugFlags; }
480
481     void setDwarfDebugProducer(StringRef S) { DwarfDebugProducer = S; }
482     StringRef getDwarfDebugProducer() { return DwarfDebugProducer; }
483
484     void setDwarfVersion(uint16_t v) { DwarfVersion = v; }
485     uint16_t getDwarfVersion() const { return DwarfVersion; }
486
487     /// @}
488
489     char *getSecureLogFile() { return SecureLogFile; }
490     raw_ostream *getSecureLog() { return SecureLog; }
491     bool getSecureLogUsed() { return SecureLogUsed; }
492     void setSecureLog(raw_ostream *Value) {
493       SecureLog = Value;
494     }
495     void setSecureLogUsed(bool Value) {
496       SecureLogUsed = Value;
497     }
498
499     void *Allocate(unsigned Size, unsigned Align = 8) {
500       return Allocator.Allocate(Size, Align);
501     }
502     void Deallocate(void *Ptr) {
503     }
504
505     // Unrecoverable error has occurred. Display the best diagnostic we can
506     // and bail via exit(1). For now, most MC backend errors are unrecoverable.
507     // FIXME: We should really do something about that.
508     LLVM_ATTRIBUTE_NORETURN void FatalError(SMLoc L, const Twine &Msg) const;
509   };
510
511 } // end namespace llvm
512
513 // operator new and delete aren't allowed inside namespaces.
514 // The throw specifications are mandated by the standard.
515 /// @brief Placement new for using the MCContext's allocator.
516 ///
517 /// This placement form of operator new uses the MCContext's allocator for
518 /// obtaining memory. It is a non-throwing new, which means that it returns
519 /// null on error. (If that is what the allocator does. The current does, so if
520 /// this ever changes, this operator will have to be changed, too.)
521 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
522 /// @code
523 /// // Default alignment (16)
524 /// IntegerLiteral *Ex = new (Context) IntegerLiteral(arguments);
525 /// // Specific alignment
526 /// IntegerLiteral *Ex2 = new (Context, 8) IntegerLiteral(arguments);
527 /// @endcode
528 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
529 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
530 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
531 ///
532 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
533 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
534 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
535 ///                  allocator supports it).
536 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
537 inline void *operator new(size_t Bytes, llvm::MCContext &C,
538                           size_t Alignment = 16) throw () {
539   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
540 }
541 /// @brief Placement delete companion to the new above.
542 ///
543 /// This operator is just a companion to the new above. There is no way of
544 /// invoking it directly; see the new operator for more details. This operator
545 /// is called implicitly by the compiler if a placement new expression using
546 /// the MCContext throws in the object constructor.
547 inline void operator delete(void *Ptr, llvm::MCContext &C, size_t)
548               throw () {
549   C.Deallocate(Ptr);
550 }
551
552 /// This placement form of operator new[] uses the MCContext's allocator for
553 /// obtaining memory. It is a non-throwing new[], which means that it returns
554 /// null on error.
555 /// Usage looks like this (assuming there's an MCContext 'Context' in scope):
556 /// @code
557 /// // Default alignment (16)
558 /// char *data = new (Context) char[10];
559 /// // Specific alignment
560 /// char *data = new (Context, 8) char[10];
561 /// @endcode
562 /// Please note that you cannot use delete on the pointer; it must be
563 /// deallocated using an explicit destructor call followed by
564 /// @c Context.Deallocate(Ptr).
565 ///
566 /// @param Bytes The number of bytes to allocate. Calculated by the compiler.
567 /// @param C The MCContext that provides the allocator.
568 /// @param Alignment The alignment of the allocated memory (if the underlying
569 ///                  allocator supports it).
570 /// @return The allocated memory. Could be NULL.
571 inline void *operator new[](size_t Bytes, llvm::MCContext& C,
572                             size_t Alignment = 16) throw () {
573   return C.Allocate(Bytes, Alignment);
574 }
575
576 /// @brief Placement delete[] companion to the new[] above.
577 ///
578 /// This operator is just a companion to the new[] above. There is no way of
579 /// invoking it directly; see the new[] operator for more details. This operator
580 /// is called implicitly by the compiler if a placement new[] expression using
581 /// the MCContext throws in the object constructor.
582 inline void operator delete[](void *Ptr, llvm::MCContext &C) throw () {
583   C.Deallocate(Ptr);
584 }
585
586 #endif