contrib/llvm/tools/clang/lib/AST/MicrosoftCXXABI.cpp

   1 //===------- MicrosoftCXXABI.cpp - AST support for the Microsoft C++ ABI --===//
   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 C++ AST support targeting the Microsoft Visual C++
  11 // ABI.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "CXXABI.h"
  16 #include "clang/AST/ASTContext.h"
  17 #include "clang/AST/Attr.h"
  18 #include "clang/AST/DeclCXX.h"
  19 #include "clang/AST/MangleNumberingContext.h"
  20 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
  21 #include "clang/AST/Type.h"
  22 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  23
  24 using namespace clang;
  25
  26 namespace {
  27
  28 /// \brief Numbers things which need to correspond across multiple TUs.
  29 /// Typically these are things like static locals, lambdas, or blocks.
  30 class MicrosoftNumberingContext : public MangleNumberingContext {
  31   llvm::DenseMap<const Type *, unsigned> ManglingNumbers;
  32   unsigned LambdaManglingNumber;
  33   unsigned StaticLocalNumber;
  34   unsigned StaticThreadlocalNumber;
  35
  36 public:
  37   MicrosoftNumberingContext()
  38       : MangleNumberingContext(), LambdaManglingNumber(0),
  39         StaticLocalNumber(0), StaticThreadlocalNumber(0) {}
  40
  41   unsigned getManglingNumber(const CXXMethodDecl *CallOperator) override {
  42     return ++LambdaManglingNumber;
  43   }
  44
  45   unsigned getManglingNumber(const BlockDecl *BD) override {
  46     const Type *Ty = nullptr;
  47     return ++ManglingNumbers[Ty];
  48   }
  49
  50   unsigned getStaticLocalNumber(const VarDecl *VD) override {
  51     if (VD->getTLSKind())
  52       return ++StaticThreadlocalNumber;
  53     return ++StaticLocalNumber;
  54   }
  55
  56   unsigned getManglingNumber(const VarDecl *VD,
  57                              unsigned MSLocalManglingNumber) override {
  58     return MSLocalManglingNumber;
  59   }
  60
  61   unsigned getManglingNumber(const TagDecl *TD,
  62                              unsigned MSLocalManglingNumber) override {
  63     return MSLocalManglingNumber;
  64   }
  65 };
  66
  67 class MicrosoftCXXABI : public CXXABI {
  68   ASTContext &Context;
  69   llvm::SmallDenseMap<CXXRecordDecl *, CXXConstructorDecl *> RecordToCopyCtor;
  70   llvm::SmallDenseMap<std::pair<const CXXConstructorDecl *, unsigned>, Expr *>
  71       CtorToDefaultArgExpr;
  72
  73 public:
  74   MicrosoftCXXABI(ASTContext &Ctx) : Context(Ctx) { }
  75
  76   std::pair<uint64_t, unsigned>
  77   getMemberPointerWidthAndAlign(const MemberPointerType *MPT) const override;
  78
  79   CallingConv getDefaultMethodCallConv(bool isVariadic) const override {
  80     if (!isVariadic &&
  81         Context.getTargetInfo().getTriple().getArch() == llvm::Triple::x86)
  82       return CC_X86ThisCall;
  83     return CC_C;
  84   }
  85
  86   bool isNearlyEmpty(const CXXRecordDecl *RD) const override {
  87     // FIXME: Audit the corners
  88     if (!RD->isDynamicClass())
  89       return false;
  90
  91     const ASTRecordLayout &Layout = Context.getASTRecordLayout(RD);
  92
  93     // In the Microsoft ABI, classes can have one or two vtable pointers.
  94     CharUnits PointerSize =
  95         Context.toCharUnitsFromBits(Context.getTargetInfo().getPointerWidth(0));
  96     return Layout.getNonVirtualSize() == PointerSize ||
  97       Layout.getNonVirtualSize() == PointerSize * 2;
  98   }
  99
 100   void addDefaultArgExprForConstructor(const CXXConstructorDecl *CD,
 101                                        unsigned ParmIdx, Expr *DAE) override {
 102     CtorToDefaultArgExpr[std::make_pair(CD, ParmIdx)] = DAE;
 103   }
 104
 105   Expr *getDefaultArgExprForConstructor(const CXXConstructorDecl *CD,
 106                                         unsigned ParmIdx) override {
 107     return CtorToDefaultArgExpr[std::make_pair(CD, ParmIdx)];
 108   }
 109
 110   const CXXConstructorDecl *
 111   getCopyConstructorForExceptionObject(CXXRecordDecl *RD) override {
 112     return RecordToCopyCtor[RD];
 113   }
 114
 115   void
 116   addCopyConstructorForExceptionObject(CXXRecordDecl *RD,
 117                                        CXXConstructorDecl *CD) override {
 118     assert(CD != nullptr);
 119     assert(RecordToCopyCtor[RD] == nullptr || RecordToCopyCtor[RD] == CD);
 120     RecordToCopyCtor[RD] = CD;
 121   }
 122
 123   MangleNumberingContext *createMangleNumberingContext() const override {
 124     return new MicrosoftNumberingContext();
 125   }
 126 };
 127 }
 128
 129 // getNumBases() seems to only give us the number of direct bases, and not the
 130 // total.  This function tells us if we inherit from anybody that uses MI, or if
 131 // we have a non-primary base class, which uses the multiple inheritance model.
 132 static bool usesMultipleInheritanceModel(const CXXRecordDecl *RD) {
 133   while (RD->getNumBases() > 0) {
 134     if (RD->getNumBases() > 1)
 135       return true;
 136     assert(RD->getNumBases() == 1);
 137     const CXXRecordDecl *Base =
 138         RD->bases_begin()->getType()->getAsCXXRecordDecl();
 139     if (RD->isPolymorphic() && !Base->isPolymorphic())
 140       return true;
 141     RD = Base;
 142   }
 143   return false;
 144 }
 145
 146 MSInheritanceAttr::Spelling CXXRecordDecl::calculateInheritanceModel() const {
 147   if (!hasDefinition() || isParsingBaseSpecifiers())
 148     return MSInheritanceAttr::Keyword_unspecified_inheritance;
 149   if (getNumVBases() > 0)
 150     return MSInheritanceAttr::Keyword_virtual_inheritance;
 151   if (usesMultipleInheritanceModel(this))
 152     return MSInheritanceAttr::Keyword_multiple_inheritance;
 153   return MSInheritanceAttr::Keyword_single_inheritance;
 154 }
 155
 156 MSInheritanceAttr::Spelling
 157 CXXRecordDecl::getMSInheritanceModel() const {
 158   MSInheritanceAttr *IA = getAttr<MSInheritanceAttr>();
 159   assert(IA && "Expected MSInheritanceAttr on the CXXRecordDecl!");
 160   return IA->getSemanticSpelling();
 161 }
 162
 163 MSVtorDispAttr::Mode CXXRecordDecl::getMSVtorDispMode() const {
 164   if (MSVtorDispAttr *VDA = getAttr<MSVtorDispAttr>())
 165     return VDA->getVtorDispMode();
 166   return MSVtorDispAttr::Mode(getASTContext().getLangOpts().VtorDispMode);
 167 }
 168
 169 // Returns the number of pointer and integer slots used to represent a member
 170 // pointer in the MS C++ ABI.
 171 //
 172 // Member function pointers have the following general form;  however, fields
 173 // are dropped as permitted (under the MSVC interpretation) by the inheritance
 174 // model of the actual class.
 175 //
 176 //   struct {
 177 //     // A pointer to the member function to call.  If the member function is
 178 //     // virtual, this will be a thunk that forwards to the appropriate vftable
 179 //     // slot.
 180 //     void *FunctionPointerOrVirtualThunk;
 181 //
 182 //     // An offset to add to the address of the vbtable pointer after (possibly)
 183 //     // selecting the virtual base but before resolving and calling the function.
 184 //     // Only needed if the class has any virtual bases or bases at a non-zero
 185 //     // offset.
 186 //     int NonVirtualBaseAdjustment;
 187 //
 188 //     // The offset of the vb-table pointer within the object.  Only needed for
 189 //     // incomplete types.
 190 //     int VBPtrOffset;
 191 //
 192 //     // An offset within the vb-table that selects the virtual base containing
 193 //     // the member.  Loading from this offset produces a new offset that is
 194 //     // added to the address of the vb-table pointer to produce the base.
 195 //     int VirtualBaseAdjustmentOffset;
 196 //   };
 197 static std::pair<unsigned, unsigned>
 198 getMSMemberPointerSlots(const MemberPointerType *MPT) {
 199   const CXXRecordDecl *RD = MPT->getMostRecentCXXRecordDecl();
 200   MSInheritanceAttr::Spelling Inheritance = RD->getMSInheritanceModel();
 201   unsigned Ptrs = 0;
 202   unsigned Ints = 0;
 203   if (MPT->isMemberFunctionPointer())
 204     Ptrs = 1;
 205   else
 206     Ints = 1;
 207   if (MSInheritanceAttr::hasNVOffsetField(MPT->isMemberFunctionPointer(),
 208                                           Inheritance))
 209     Ints++;
 210   if (MSInheritanceAttr::hasVBPtrOffsetField(Inheritance))
 211     Ints++;
 212   if (MSInheritanceAttr::hasVBTableOffsetField(Inheritance))
 213     Ints++;
 214   return std::make_pair(Ptrs, Ints);
 215 }
 216
 217 std::pair<uint64_t, unsigned> MicrosoftCXXABI::getMemberPointerWidthAndAlign(
 218     const MemberPointerType *MPT) const {
 219   // The nominal struct is laid out with pointers followed by ints and aligned
 220   // to a pointer width if any are present and an int width otherwise.
 221   const TargetInfo &Target = Context.getTargetInfo();
 222   unsigned PtrSize = Target.getPointerWidth(0);
 223   unsigned IntSize = Target.getIntWidth();
 224
 225   unsigned Ptrs, Ints;
 226   std::tie(Ptrs, Ints) = getMSMemberPointerSlots(MPT);
 227   uint64_t Width = Ptrs * PtrSize + Ints * IntSize;
 228   unsigned Align;
 229
 230   // When MSVC does x86_32 record layout, it aligns aggregate member pointers to
 231   // 8 bytes.  However, __alignof usually returns 4 for data memptrs and 8 for
 232   // function memptrs.
 233   if (Ptrs + Ints > 1 && Target.getTriple().isArch32Bit())
 234     Align = 64;
 235   else if (Ptrs)
 236     Align = Target.getPointerAlign(0);
 237   else
 238     Align = Target.getIntAlign();
 239
 240   if (Target.getTriple().isArch64Bit())
 241     Width = llvm::RoundUpToAlignment(Width, Align);
 242   return std::make_pair(Width, Align);
 243 }
 244
 245 CXXABI *clang::CreateMicrosoftCXXABI(ASTContext &Ctx) {
 246   return new MicrosoftCXXABI(Ctx);
 247 }
 248