granicus.if.org Git - clang/blob - lib/CodeGen/CGCXXABI.h

   1 //===----- CGCXXABI.h - Interface to C++ ABIs -------------------*- 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 provides an abstract class for C++ code generation. Concrete subclasses
  11 // of this implement code generation for specific C++ ABIs.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef CLANG_CODEGEN_CXXABI_H
  16 #define CLANG_CODEGEN_CXXABI_H
  17
  18 #include "CodeGenFunction.h"
  19 #include "clang/Basic/LLVM.h"
  20
  21 namespace llvm {
  22   class Constant;
  23   class Type;
  24   class Value;
  25 }
  26
  27 namespace clang {
  28   class CastExpr;
  29   class CXXConstructorDecl;
  30   class CXXDestructorDecl;
  31   class CXXMethodDecl;
  32   class CXXRecordDecl;
  33   class FieldDecl;
  34   class MangleContext;
  35
  36 namespace CodeGen {
  37   class CodeGenFunction;
  38   class CodeGenModule;
  39
  40 /// \brief Implements C++ ABI-specific code generation functions.
  41 class CGCXXABI {
  42 protected:
  43   CodeGenModule &CGM;
  44   OwningPtr<MangleContext> MangleCtx;
  45
  46   CGCXXABI(CodeGenModule &CGM)
  47     : CGM(CGM), MangleCtx(CGM.getContext().createMangleContext()) {}
  48
  49 protected:
  50   ImplicitParamDecl *&getThisDecl(CodeGenFunction &CGF) {
  51     return CGF.CXXABIThisDecl;
  52   }
  53   llvm::Value *&getThisValue(CodeGenFunction &CGF) {
  54     return CGF.CXXABIThisValue;
  55   }
  56
  57   /// Issue a diagnostic about unsupported features in the ABI.
  58   void ErrorUnsupportedABI(CodeGenFunction &CGF, StringRef S);
  59
  60   /// Get a null value for unsupported member pointers.
  61   llvm::Constant *GetBogusMemberPointer(QualType T);
  62
  63   // FIXME: Every place that calls getVTT{Decl,Value} is something
  64   // that needs to be abstracted properly.
  65   ImplicitParamDecl *&getVTTDecl(CodeGenFunction &CGF) {
  66     return CGF.CXXStructorImplicitParamDecl;
  67   }
  68   llvm::Value *&getVTTValue(CodeGenFunction &CGF) {
  69     return CGF.CXXStructorImplicitParamValue;
  70   }
  71
  72   ImplicitParamDecl *&getStructorImplicitParamDecl(CodeGenFunction &CGF) {
  73     return CGF.CXXStructorImplicitParamDecl;
  74   }
  75   llvm::Value *&getStructorImplicitParamValue(CodeGenFunction &CGF) {
  76     return CGF.CXXStructorImplicitParamValue;
  77   }
  78
  79   /// Build a parameter variable suitable for 'this'.
  80   void BuildThisParam(CodeGenFunction &CGF, FunctionArgList &Params);
  81
  82   /// Perform prolog initialization of the parameter variable suitable
  83   /// for 'this' emitted by BuildThisParam.
  84   void EmitThisParam(CodeGenFunction &CGF);
  85
  86   ASTContext &getContext() const { return CGM.getContext(); }
  87
  88   virtual bool requiresArrayCookie(const CXXDeleteExpr *E, QualType eltType);
  89   virtual bool requiresArrayCookie(const CXXNewExpr *E);
  90
  91 public:
  92
  93   virtual ~CGCXXABI();
  94
  95   /// Gets the mangle context.
  96   MangleContext &getMangleContext() {
  97     return *MangleCtx;
  98   }
  99
 100   /// Returns true if the given instance method is one of the
 101   /// kinds that the ABI says returns 'this'.
 102   virtual bool HasThisReturn(GlobalDecl GD) const { return false; }
 103
 104   /// Returns true if the given record type should be returned indirectly.
 105   virtual bool isReturnTypeIndirect(const CXXRecordDecl *RD) const = 0;
 106
 107   /// Specify how one should pass an argument of a record type.
 108   enum RecordArgABI {
 109     /// Pass it using the normal C aggregate rules for the ABI, potentially
 110     /// introducing extra copies and passing some or all of it in registers.
 111     RAA_Default = 0,
 112
 113     /// Pass it on the stack using its defined layout.  The argument must be
 114     /// evaluated directly into the correct stack position in the arguments area,
 115     /// and the call machinery must not move it or introduce extra copies.
 116     RAA_DirectInMemory,
 117
 118     /// Pass it as a pointer to temporary memory.
 119     RAA_Indirect
 120   };
 121
 122   /// Returns how an argument of the given record type should be passed.
 123   virtual RecordArgABI getRecordArgABI(const CXXRecordDecl *RD) const = 0;
 124
 125   /// Find the LLVM type used to represent the given member pointer
 126   /// type.
 127   virtual llvm::Type *
 128   ConvertMemberPointerType(const MemberPointerType *MPT);
 129
 130   /// Load a member function from an object and a member function
 131   /// pointer.  Apply the this-adjustment and set 'This' to the
 132   /// adjusted value.
 133   virtual llvm::Value *
 134   EmitLoadOfMemberFunctionPointer(CodeGenFunction &CGF,
 135                                   llvm::Value *&This,
 136                                   llvm::Value *MemPtr,
 137                                   const MemberPointerType *MPT);
 138
 139   /// Calculate an l-value from an object and a data member pointer.
 140   virtual llvm::Value *EmitMemberDataPointerAddress(CodeGenFunction &CGF,
 141                                                     llvm::Value *Base,
 142                                                     llvm::Value *MemPtr,
 143                                             const MemberPointerType *MPT);
 144
 145   /// Perform a derived-to-base, base-to-derived, or bitcast member
 146   /// pointer conversion.
 147   virtual llvm::Value *EmitMemberPointerConversion(CodeGenFunction &CGF,
 148                                                    const CastExpr *E,
 149                                                    llvm::Value *Src);
 150
 151   /// Perform a derived-to-base, base-to-derived, or bitcast member
 152   /// pointer conversion on a constant value.
 153   virtual llvm::Constant *EmitMemberPointerConversion(const CastExpr *E,
 154                                                       llvm::Constant *Src);
 155
 156   /// Return true if the given member pointer can be zero-initialized
 157   /// (in the C++ sense) with an LLVM zeroinitializer.
 158   virtual bool isZeroInitializable(const MemberPointerType *MPT);
 159
 160   /// Create a null member pointer of the given type.
 161   virtual llvm::Constant *EmitNullMemberPointer(const MemberPointerType *MPT);
 162
 163   /// Create a member pointer for the given method.
 164   virtual llvm::Constant *EmitMemberPointer(const CXXMethodDecl *MD);
 165
 166   /// Create a member pointer for the given field.
 167   virtual llvm::Constant *EmitMemberDataPointer(const MemberPointerType *MPT,
 168                                                 CharUnits offset);
 169
 170   /// Create a member pointer for the given member pointer constant.
 171   virtual llvm::Constant *EmitMemberPointer(const APValue &MP, QualType MPT);
 172
 173   /// Emit a comparison between two member pointers.  Returns an i1.
 174   virtual llvm::Value *
 175   EmitMemberPointerComparison(CodeGenFunction &CGF,
 176                               llvm::Value *L,
 177                               llvm::Value *R,
 178                               const MemberPointerType *MPT,
 179                               bool Inequality);
 180
 181   /// Determine if a member pointer is non-null.  Returns an i1.
 182   virtual llvm::Value *
 183   EmitMemberPointerIsNotNull(CodeGenFunction &CGF,
 184                              llvm::Value *MemPtr,
 185                              const MemberPointerType *MPT);
 186
 187 protected:
 188   /// A utility method for computing the offset required for the given
 189   /// base-to-derived or derived-to-base member-pointer conversion.
 190   /// Does not handle virtual conversions (in case we ever fully
 191   /// support an ABI that allows this).  Returns null if no adjustment
 192   /// is required.
 193   llvm::Constant *getMemberPointerAdjustment(const CastExpr *E);
 194
 195   /// \brief Computes the non-virtual adjustment needed for a member pointer
 196   /// conversion along an inheritance path stored in an APValue.  Unlike
 197   /// getMemberPointerAdjustment(), the adjustment can be negative if the path
 198   /// is from a derived type to a base type.
 199   CharUnits getMemberPointerPathAdjustment(const APValue &MP);
 200
 201 public:
 202   /// Adjust the given non-null pointer to an object of polymorphic
 203   /// type to point to the complete object.
 204   ///
 205   /// The IR type of the result should be a pointer but is otherwise
 206   /// irrelevant.
 207   virtual llvm::Value *adjustToCompleteObject(CodeGenFunction &CGF,
 208                                               llvm::Value *ptr,
 209                                               QualType type) = 0;
 210
 211   virtual llvm::Value *GetVirtualBaseClassOffset(CodeGenFunction &CGF,
 212                                                  llvm::Value *This,
 213                                                  const CXXRecordDecl *ClassDecl,
 214                                         const CXXRecordDecl *BaseClassDecl) = 0;
 215
 216   /// Build the signature of the given constructor variant by adding
 217   /// any required parameters.  For convenience, ResTy has been
 218   /// initialized to 'void', and ArgTys has been initialized with the
 219   /// type of 'this' (although this may be changed by the ABI) and
 220   /// will have the formal parameters added to it afterwards.
 221   ///
 222   /// If there are ever any ABIs where the implicit parameters are
 223   /// intermixed with the formal parameters, we can address those
 224   /// then.
 225   virtual void BuildConstructorSignature(const CXXConstructorDecl *Ctor,
 226                                          CXXCtorType T,
 227                                          CanQualType &ResTy,
 228                                SmallVectorImpl<CanQualType> &ArgTys) = 0;
 229
 230   virtual llvm::BasicBlock *EmitCtorCompleteObjectHandler(CodeGenFunction &CGF,
 231                                                           const CXXRecordDecl *RD);
 232
 233   /// Build the signature of the given destructor variant by adding
 234   /// any required parameters.  For convenience, ResTy has been
 235   /// initialized to 'void' and ArgTys has been initialized with the
 236   /// type of 'this' (although this may be changed by the ABI).
 237   virtual void BuildDestructorSignature(const CXXDestructorDecl *Dtor,
 238                                         CXXDtorType T,
 239                                         CanQualType &ResTy,
 240                                SmallVectorImpl<CanQualType> &ArgTys) = 0;
 241
 242   /// Build the ABI-specific portion of the parameter list for a
 243   /// function.  This generally involves a 'this' parameter and
 244   /// possibly some extra data for constructors and destructors.
 245   ///
 246   /// ABIs may also choose to override the return type, which has been
 247   /// initialized with the formal return type of the function.
 248   virtual void BuildInstanceFunctionParams(CodeGenFunction &CGF,
 249                                            QualType &ResTy,
 250                                            FunctionArgList &Params) = 0;
 251
 252   /// Emit the ABI-specific prolog for the function.
 253   virtual void EmitInstanceFunctionProlog(CodeGenFunction &CGF) = 0;
 254
 255   /// Emit the constructor call. Return the function that is called.
 256   virtual llvm::Value *EmitConstructorCall(CodeGenFunction &CGF,
 257                                    const CXXConstructorDecl *D,
 258                                    CXXCtorType Type, bool ForVirtualBase,
 259                                    bool Delegating,
 260                                    llvm::Value *This,
 261                                    CallExpr::const_arg_iterator ArgBeg,
 262                                    CallExpr::const_arg_iterator ArgEnd) = 0;
 263
 264   /// Emit the ABI-specific virtual destructor call.
 265   virtual RValue EmitVirtualDestructorCall(CodeGenFunction &CGF,
 266                                            const CXXDestructorDecl *Dtor,
 267                                            CXXDtorType DtorType,
 268                                            SourceLocation CallLoc,
 269                                            ReturnValueSlot ReturnValue,
 270                                            llvm::Value *This) = 0;
 271
 272   /// Emit any tables needed to implement virtual inheritance.  For Itanium,
 273   /// this emits virtual table tables.  For the MSVC++ ABI, this emits virtual
 274   /// base tables.
 275   virtual void
 276       EmitVirtualInheritanceTables(llvm::GlobalVariable::LinkageTypes Linkage,
 277                                    const CXXRecordDecl *RD) = 0;
 278
 279   virtual void EmitReturnFromThunk(CodeGenFunction &CGF,
 280                                    RValue RV, QualType ResultType);
 281
 282   /// Gets the pure virtual member call function.
 283   virtual StringRef GetPureVirtualCallName() = 0;
 284
 285   /// Gets the deleted virtual member call name.
 286   virtual StringRef GetDeletedVirtualCallName() = 0;
 287
 288   /**************************** Array cookies ******************************/
 289
 290   /// Returns the extra size required in order to store the array
 291   /// cookie for the given new-expression.  May return 0 to indicate that no
 292   /// array cookie is required.
 293   ///
 294   /// Several cases are filtered out before this method is called:
 295   ///   - non-array allocations never need a cookie
 296   ///   - calls to \::operator new(size_t, void*) never need a cookie
 297   ///
 298   /// \param expr - the new-expression being allocated.
 299   virtual CharUnits GetArrayCookieSize(const CXXNewExpr *expr);
 300
 301   /// Initialize the array cookie for the given allocation.
 302   ///
 303   /// \param NewPtr - a char* which is the presumed-non-null
 304   ///   return value of the allocation function
 305   /// \param NumElements - the computed number of elements,
 306   ///   potentially collapsed from the multidimensional array case;
 307   ///   always a size_t
 308   /// \param ElementType - the base element allocated type,
 309   ///   i.e. the allocated type after stripping all array types
 310   virtual llvm::Value *InitializeArrayCookie(CodeGenFunction &CGF,
 311                                              llvm::Value *NewPtr,
 312                                              llvm::Value *NumElements,
 313                                              const CXXNewExpr *expr,
 314                                              QualType ElementType);
 315
 316   /// Reads the array cookie associated with the given pointer,
 317   /// if it has one.
 318   ///
 319   /// \param Ptr - a pointer to the first element in the array
 320   /// \param ElementType - the base element type of elements of the array
 321   /// \param NumElements - an out parameter which will be initialized
 322   ///   with the number of elements allocated, or zero if there is no
 323   ///   cookie
 324   /// \param AllocPtr - an out parameter which will be initialized
 325   ///   with a char* pointing to the address returned by the allocation
 326   ///   function
 327   /// \param CookieSize - an out parameter which will be initialized
 328   ///   with the size of the cookie, or zero if there is no cookie
 329   virtual void ReadArrayCookie(CodeGenFunction &CGF, llvm::Value *Ptr,
 330                                const CXXDeleteExpr *expr,
 331                                QualType ElementType, llvm::Value *&NumElements,
 332                                llvm::Value *&AllocPtr, CharUnits &CookieSize);
 333
 334 protected:
 335   /// Returns the extra size required in order to store the array
 336   /// cookie for the given type.  Assumes that an array cookie is
 337   /// required.
 338   virtual CharUnits getArrayCookieSizeImpl(QualType elementType);
 339
 340   /// Reads the array cookie for an allocation which is known to have one.
 341   /// This is called by the standard implementation of ReadArrayCookie.
 342   ///
 343   /// \param ptr - a pointer to the allocation made for an array, as a char*
 344   /// \param cookieSize - the computed cookie size of an array
 345   ///
 346   /// Other parameters are as above.
 347   ///
 348   /// \return a size_t
 349   virtual llvm::Value *readArrayCookieImpl(CodeGenFunction &IGF,
 350                                            llvm::Value *ptr,
 351                                            CharUnits cookieSize);
 352
 353 public:
 354
 355   /*************************** Static local guards ****************************/
 356
 357   /// Emits the guarded initializer and destructor setup for the given
 358   /// variable, given that it couldn't be emitted as a constant.
 359   /// If \p PerformInit is false, the initialization has been folded to a
 360   /// constant and should not be performed.
 361   ///
 362   /// The variable may be:
 363   ///   - a static local variable
 364   ///   - a static data member of a class template instantiation
 365   virtual void EmitGuardedInit(CodeGenFunction &CGF, const VarDecl &D,
 366                                llvm::GlobalVariable *DeclPtr, bool PerformInit);
 367
 368   /// Emit code to force the execution of a destructor during global
 369   /// teardown.  The default implementation of this uses atexit.
 370   ///
 371   /// \param dtor - a function taking a single pointer argument
 372   /// \param addr - a pointer to pass to the destructor function.
 373   virtual void registerGlobalDtor(CodeGenFunction &CGF, const VarDecl &D,
 374                                   llvm::Constant *dtor, llvm::Constant *addr);
 375
 376   /*************************** thread_local initialization ********************/
 377
 378   /// Emits ABI-required functions necessary to initialize thread_local
 379   /// variables in this translation unit.
 380   ///
 381   /// \param Decls The thread_local declarations in this translation unit.
 382   /// \param InitFunc If this translation unit contains any non-constant
 383   ///        initialization or non-trivial destruction for thread_local
 384   ///        variables, a function to perform the initialization. Otherwise, 0.
 385   virtual void EmitThreadLocalInitFuncs(
 386       llvm::ArrayRef<std::pair<const VarDecl *, llvm::GlobalVariable *> > Decls,
 387       llvm::Function *InitFunc);
 388
 389   /// Emit a reference to a non-local thread_local variable (including
 390   /// triggering the initialization of all thread_local variables in its
 391   /// translation unit).
 392   virtual LValue EmitThreadLocalDeclRefExpr(CodeGenFunction &CGF,
 393                                             const DeclRefExpr *DRE);
 394 };
 395
 396 // Create an instance of a C++ ABI class:
 397
 398 /// Creates an Itanium-family ABI.
 399 CGCXXABI *CreateItaniumCXXABI(CodeGenModule &CGM);
 400
 401 /// Creates a Microsoft-family ABI.
 402 CGCXXABI *CreateMicrosoftCXXABI(CodeGenModule &CGM);
 403
 404 }
 405 }
 406
 407 #endif