lib/MC/MCExpr.cpp

   1 //===- MCExpr.cpp - Assembly Level Expression Implementation --------------===//
   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 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  11 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
  12 #include "llvm/MC/MCAsmLayout.h"
  13 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  14 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  15 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  16 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  17 #include "llvm/Support/Debug.h"
  18 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  20 using namespace llvm;
  21
  22 void MCExpr::print(raw_ostream &OS) const {
  23   switch (getKind()) {
  24   case MCExpr::Target:
  25     return cast<MCTargetExpr>(this)->PrintImpl(OS);
  26   case MCExpr::Constant:
  27     OS << cast<MCConstantExpr>(*this).getValue();
  28     return;
  29
  30   case MCExpr::SymbolRef: {
  31     const MCSymbolRefExpr &SRE = cast<MCSymbolRefExpr>(*this);
  32     const MCSymbol &Sym = SRE.getSymbol();
  33
  34     // Parenthesize names that start with $ so that they don't look like
  35     // absolute names.
  36     if (Sym.getName()[0] == '$')
  37       OS << '(' << Sym << ')';
  38     else
  39       OS << Sym;
  40
  41     if (SRE.getKind() != MCSymbolRefExpr::VK_None)
  42       OS << '@' << MCSymbolRefExpr::getVariantKindName(SRE.getKind());
  43
  44     return;
  45   }
  46
  47   case MCExpr::Unary: {
  48     const MCUnaryExpr &UE = cast<MCUnaryExpr>(*this);
  49     switch (UE.getOpcode()) {
  50     default: assert(0 && "Invalid opcode!");
  51     case MCUnaryExpr::LNot:  OS << '!'; break;
  52     case MCUnaryExpr::Minus: OS << '-'; break;
  53     case MCUnaryExpr::Not:   OS << '~'; break;
  54     case MCUnaryExpr::Plus:  OS << '+'; break;
  55     }
  56     OS << *UE.getSubExpr();
  57     return;
  58   }
  59
  60   case MCExpr::Binary: {
  61     const MCBinaryExpr &BE = cast<MCBinaryExpr>(*this);
  62
  63     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
  64     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getLHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getLHS())) {
  65       OS << *BE.getLHS();
  66     } else {
  67       OS << '(' << *BE.getLHS() << ')';
  68     }
  69
  70     switch (BE.getOpcode()) {
  71     default: assert(0 && "Invalid opcode!");
  72     case MCBinaryExpr::Add:
  73       // Print "X-42" instead of "X+-42".
  74       if (const MCConstantExpr *RHSC = dyn_cast<MCConstantExpr>(BE.getRHS())) {
  75         if (RHSC->getValue() < 0) {
  76           OS << RHSC->getValue();
  77           return;
  78         }
  79       }
  80
  81       OS <<  '+';
  82       break;
  83     case MCBinaryExpr::And:  OS <<  '&'; break;
  84     case MCBinaryExpr::Div:  OS <<  '/'; break;
  85     case MCBinaryExpr::EQ:   OS << "=="; break;
  86     case MCBinaryExpr::GT:   OS <<  '>'; break;
  87     case MCBinaryExpr::GTE:  OS << ">="; break;
  88     case MCBinaryExpr::LAnd: OS << "&&"; break;
  89     case MCBinaryExpr::LOr:  OS << "||"; break;
  90     case MCBinaryExpr::LT:   OS <<  '<'; break;
  91     case MCBinaryExpr::LTE:  OS << "<="; break;
  92     case MCBinaryExpr::Mod:  OS <<  '%'; break;
  93     case MCBinaryExpr::Mul:  OS <<  '*'; break;
  94     case MCBinaryExpr::NE:   OS << "!="; break;
  95     case MCBinaryExpr::Or:   OS <<  '|'; break;
  96     case MCBinaryExpr::Shl:  OS << "<<"; break;
  97     case MCBinaryExpr::Shr:  OS << ">>"; break;
  98     case MCBinaryExpr::Sub:  OS <<  '-'; break;
  99     case MCBinaryExpr::Xor:  OS <<  '^'; break;
 100     }
 101
 102     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
 103     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getRHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getRHS())) {
 104       OS << *BE.getRHS();
 105     } else {
 106       OS << '(' << *BE.getRHS() << ')';
 107     }
 108     return;
 109   }
 110   }
 111
 112   assert(0 && "Invalid expression kind!");
 113 }
 114
 115 void MCExpr::dump() const {
 116   print(dbgs());
 117   dbgs() << '\n';
 118 }
 119
 120 /* *** */
 121
 122 const MCBinaryExpr *MCBinaryExpr::Create(Opcode Opc, const MCExpr *LHS,
 123                                          const MCExpr *RHS, MCContext &Ctx) {
 124   return new (Ctx) MCBinaryExpr(Opc, LHS, RHS);
 125 }
 126
 127 const MCUnaryExpr *MCUnaryExpr::Create(Opcode Opc, const MCExpr *Expr,
 128                                        MCContext &Ctx) {
 129   return new (Ctx) MCUnaryExpr(Opc, Expr);
 130 }
 131
 132 const MCConstantExpr *MCConstantExpr::Create(int64_t Value, MCContext &Ctx) {
 133   return new (Ctx) MCConstantExpr(Value);
 134 }
 135
 136 /* *** */
 137
 138 const MCSymbolRefExpr *MCSymbolRefExpr::Create(const MCSymbol *Sym,
 139                                                VariantKind Kind,
 140                                                MCContext &Ctx) {
 141   return new (Ctx) MCSymbolRefExpr(Sym, Kind);
 142 }
 143
 144 const MCSymbolRefExpr *MCSymbolRefExpr::Create(StringRef Name, VariantKind Kind,
 145                                                MCContext &Ctx) {
 146   return Create(Ctx.GetOrCreateSymbol(Name), Kind, Ctx);
 147 }
 148
 149 const MCSymbolRefExpr *MCSymbolRefExpr::CreateTemp(StringRef Name,
 150                                                    VariantKind Kind,
 151                                                    MCContext &Ctx) {
 152   return Create(Ctx.GetOrCreateTemporarySymbol(Name), Kind, Ctx);
 153 }
 154
 155 StringRef MCSymbolRefExpr::getVariantKindName(VariantKind Kind) {
 156   switch (Kind) {
 157   default:
 158   case VK_Invalid: return "<<invalid>>";
 159   case VK_None: return "<<none>>";
 160
 161   case VK_GOT: return "GOT";
 162   case VK_GOTOFF: return "GOTOFF";
 163   case VK_GOTPCREL: return "GOTPCREL";
 164   case VK_GOTTPOFF: return "GOTTPOFF";
 165   case VK_INDNTPOFF: return "INDNTPOFF";
 166   case VK_NTPOFF: return "NTPOFF";
 167   case VK_PLT: return "PLT";
 168   case VK_TLSGD: return "TLSGD";
 169   case VK_TPOFF: return "TPOFF";
 170   }
 171 }
 172
 173 MCSymbolRefExpr::VariantKind
 174 MCSymbolRefExpr::getVariantKindForName(StringRef Name) {
 175   return StringSwitch<VariantKind>(Name)
 176     .Case("GOT", VK_GOT)
 177     .Case("GOTOFF", VK_GOTOFF)
 178     .Case("GOTPCREL", VK_GOTPCREL)
 179     .Case("GOTTPOFF", VK_GOTTPOFF)
 180     .Case("INDNTPOFF", VK_INDNTPOFF)
 181     .Case("NTPOFF", VK_NTPOFF)
 182     .Case("PLT", VK_PLT)
 183     .Case("TLSGD", VK_TLSGD)
 184     .Case("TPOFF", VK_TPOFF)
 185     .Default(VK_Invalid);
 186 }
 187
 188 /* *** */
 189
 190 void MCTargetExpr::Anchor() {}
 191
 192 /* *** */
 193
 194 bool MCExpr::EvaluateAsAbsolute(int64_t &Res, const MCAsmLayout *Layout) const {
 195   MCValue Value;
 196
 197   if (!EvaluateAsRelocatable(Value, Layout) || !Value.isAbsolute())
 198     return false;
 199
 200   Res = Value.getConstant();
 201   return true;
 202 }
 203
 204 static bool EvaluateSymbolicAdd(const MCValue &LHS, const MCSymbol *RHS_A,
 205                                 const MCSymbol *RHS_B, int64_t RHS_Cst,
 206                                 MCValue &Res) {
 207   // We can't add or subtract two symbols.
 208   if ((LHS.getSymA() && RHS_A) ||
 209       (LHS.getSymB() && RHS_B))
 210     return false;
 211
 212   const MCSymbol *A = LHS.getSymA() ? LHS.getSymA() : RHS_A;
 213   const MCSymbol *B = LHS.getSymB() ? LHS.getSymB() : RHS_B;
 214   if (B) {
 215     // If we have a negated symbol, then we must have also have a non-negated
 216     // symbol in order to encode the expression. We can do this check later to
 217     // permit expressions which eventually fold to a representable form -- such
 218     // as (a + (0 - b)) -- if necessary.
 219     if (!A)
 220       return false;
 221   }
 222   Res = MCValue::get(A, B, LHS.getConstant() + RHS_Cst);
 223   return true;
 224 }
 225
 226 bool MCExpr::EvaluateAsRelocatable(MCValue &Res,
 227                                    const MCAsmLayout *Layout) const {
 228   switch (getKind()) {
 229   case Target:
 230     return cast<MCTargetExpr>(this)->EvaluateAsRelocatableImpl(Res, Layout);
 231
 232   case Constant:
 233     Res = MCValue::get(cast<MCConstantExpr>(this)->getValue());
 234     return true;
 235
 236   case SymbolRef: {
 237     const MCSymbol &Sym = cast<MCSymbolRefExpr>(this)->getSymbol();
 238
 239     // Evaluate recursively if this is a variable.
 240     if (Sym.isVariable()) {
 241       if (!Sym.getValue()->EvaluateAsRelocatable(Res, Layout))
 242         return false;
 243
 244       // Absolutize symbol differences between defined symbols when we have a
 245       // layout object and the target requests it.
 246       if (Layout && Res.getSymB() &&
 247           Layout->getAssembler().getBackend().hasAbsolutizedSet() &&
 248           Res.getSymA()->isDefined() && Res.getSymB()->isDefined()) {
 249         MCSymbolData &A = Layout->getAssembler().getSymbolData(*Res.getSymA());
 250         MCSymbolData &B = Layout->getAssembler().getSymbolData(*Res.getSymB());
 251         Res = MCValue::get(+ A.getFragment()->getAddress() + A.getOffset()
 252                            - B.getFragment()->getAddress() - B.getOffset()
 253                            + Res.getConstant());
 254       }
 255
 256       return true;
 257     }
 258
 259     Res = MCValue::get(&Sym, 0, 0);
 260     return true;
 261   }
 262
 263   case Unary: {
 264     const MCUnaryExpr *AUE = cast<MCUnaryExpr>(this);
 265     MCValue Value;
 266
 267     if (!AUE->getSubExpr()->EvaluateAsRelocatable(Value, Layout))
 268       return false;
 269
 270     switch (AUE->getOpcode()) {
 271     case MCUnaryExpr::LNot:
 272       if (!Value.isAbsolute())
 273         return false;
 274       Res = MCValue::get(!Value.getConstant());
 275       break;
 276     case MCUnaryExpr::Minus:
 277       /// -(a - b + const) ==> (b - a - const)
 278       if (Value.getSymA() && !Value.getSymB())
 279         return false;
 280       Res = MCValue::get(Value.getSymB(), Value.getSymA(),
 281                          -Value.getConstant());
 282       break;
 283     case MCUnaryExpr::Not:
 284       if (!Value.isAbsolute())
 285         return false;
 286       Res = MCValue::get(~Value.getConstant());
 287       break;
 288     case MCUnaryExpr::Plus:
 289       Res = Value;
 290       break;
 291     }
 292
 293     return true;
 294   }
 295
 296   case Binary: {
 297     const MCBinaryExpr *ABE = cast<MCBinaryExpr>(this);
 298     MCValue LHSValue, RHSValue;
 299
 300     if (!ABE->getLHS()->EvaluateAsRelocatable(LHSValue, Layout) ||
 301         !ABE->getRHS()->EvaluateAsRelocatable(RHSValue, Layout))
 302       return false;
 303
 304     // We only support a few operations on non-constant expressions, handle
 305     // those first.
 306     if (!LHSValue.isAbsolute() || !RHSValue.isAbsolute()) {
 307       switch (ABE->getOpcode()) {
 308       default:
 309         return false;
 310       case MCBinaryExpr::Sub:
 311         // Negate RHS and add.
 312         return EvaluateSymbolicAdd(LHSValue,
 313                                    RHSValue.getSymB(), RHSValue.getSymA(),
 314                                    -RHSValue.getConstant(),
 315                                    Res);
 316
 317       case MCBinaryExpr::Add:
 318         return EvaluateSymbolicAdd(LHSValue,
 319                                    RHSValue.getSymA(), RHSValue.getSymB(),
 320                                    RHSValue.getConstant(),
 321                                    Res);
 322       }
 323     }
 324
 325     // FIXME: We need target hooks for the evaluation. It may be limited in
 326     // width, and gas defines the result of comparisons and right shifts
 327     // differently from Apple as.
 328     int64_t LHS = LHSValue.getConstant(), RHS = RHSValue.getConstant();
 329     int64_t Result = 0;
 330     switch (ABE->getOpcode()) {
 331     case MCBinaryExpr::Add:  Result = LHS + RHS; break;
 332     case MCBinaryExpr::And:  Result = LHS & RHS; break;
 333     case MCBinaryExpr::Div:  Result = LHS / RHS; break;
 334     case MCBinaryExpr::EQ:   Result = LHS == RHS; break;
 335     case MCBinaryExpr::GT:   Result = LHS > RHS; break;
 336     case MCBinaryExpr::GTE:  Result = LHS >= RHS; break;
 337     case MCBinaryExpr::LAnd: Result = LHS && RHS; break;
 338     case MCBinaryExpr::LOr:  Result = LHS || RHS; break;
 339     case MCBinaryExpr::LT:   Result = LHS < RHS; break;
 340     case MCBinaryExpr::LTE:  Result = LHS <= RHS; break;
 341     case MCBinaryExpr::Mod:  Result = LHS % RHS; break;
 342     case MCBinaryExpr::Mul:  Result = LHS * RHS; break;
 343     case MCBinaryExpr::NE:   Result = LHS != RHS; break;
 344     case MCBinaryExpr::Or:   Result = LHS | RHS; break;
 345     case MCBinaryExpr::Shl:  Result = LHS << RHS; break;
 346     case MCBinaryExpr::Shr:  Result = LHS >> RHS; break;
 347     case MCBinaryExpr::Sub:  Result = LHS - RHS; break;
 348     case MCBinaryExpr::Xor:  Result = LHS ^ RHS; break;
 349     }
 350
 351     Res = MCValue::get(Result);
 352     return true;
 353   }
 354   }
 355
 356   assert(0 && "Invalid assembly expression kind!");
 357   return false;
 358 }