contrib/llvm/tools/clang/lib/Sema/SemaStmtAsm.cpp

   1 //===--- SemaStmtAsm.cpp - Semantic Analysis for Asm Statements -----------===//
   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 implements semantic analysis for inline asm statements.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "clang/Sema/SemaInternal.h"
  15 #include "clang/AST/RecordLayout.h"
  16 #include "clang/AST/TypeLoc.h"
  17 #include "clang/Basic/TargetInfo.h"
  18 #include "clang/Lex/Preprocessor.h"
  19 #include "clang/Sema/Initialization.h"
  20 #include "clang/Sema/Lookup.h"
  21 #include "clang/Sema/Scope.h"
  22 #include "clang/Sema/ScopeInfo.h"
  23 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  24 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  25 using namespace clang;
  26 using namespace sema;
  27
  28 /// CheckAsmLValue - GNU C has an extremely ugly extension whereby they silently
  29 /// ignore "noop" casts in places where an lvalue is required by an inline asm.
  30 /// We emulate this behavior when -fheinous-gnu-extensions is specified, but
  31 /// provide a strong guidance to not use it.
  32 ///
  33 /// This method checks to see if the argument is an acceptable l-value and
  34 /// returns false if it is a case we can handle.
  35 static bool CheckAsmLValue(const Expr *E, Sema &S) {
  36   // Type dependent expressions will be checked during instantiation.
  37   if (E->isTypeDependent())
  38     return false;
  39
  40   if (E->isLValue())
  41     return false;  // Cool, this is an lvalue.
  42
  43   // Okay, this is not an lvalue, but perhaps it is the result of a cast that we
  44   // are supposed to allow.
  45   const Expr *E2 = E->IgnoreParenNoopCasts(S.Context);
  46   if (E != E2 && E2->isLValue()) {
  47     if (!S.getLangOpts().HeinousExtensions)
  48       S.Diag(E2->getLocStart(), diag::err_invalid_asm_cast_lvalue)
  49         << E->getSourceRange();
  50     else
  51       S.Diag(E2->getLocStart(), diag::warn_invalid_asm_cast_lvalue)
  52         << E->getSourceRange();
  53     // Accept, even if we emitted an error diagnostic.
  54     return false;
  55   }
  56
  57   // None of the above, just randomly invalid non-lvalue.
  58   return true;
  59 }
  60
  61 /// isOperandMentioned - Return true if the specified operand # is mentioned
  62 /// anywhere in the decomposed asm string.
  63 static bool isOperandMentioned(unsigned OpNo,
  64                          ArrayRef<GCCAsmStmt::AsmStringPiece> AsmStrPieces) {
  65   for (unsigned p = 0, e = AsmStrPieces.size(); p != e; ++p) {
  66     const GCCAsmStmt::AsmStringPiece &Piece = AsmStrPieces[p];
  67     if (!Piece.isOperand()) continue;
  68
  69     // If this is a reference to the input and if the input was the smaller
  70     // one, then we have to reject this asm.
  71     if (Piece.getOperandNo() == OpNo)
  72       return true;
  73   }
  74   return false;
  75 }
  76
  77 StmtResult Sema::ActOnGCCAsmStmt(SourceLocation AsmLoc, bool IsSimple,
  78                                  bool IsVolatile, unsigned NumOutputs,
  79                                  unsigned NumInputs, IdentifierInfo **Names,
  80                                  MultiExprArg constraints, MultiExprArg Exprs,
  81                                  Expr *asmString, MultiExprArg clobbers,
  82                                  SourceLocation RParenLoc) {
  83   unsigned NumClobbers = clobbers.size();
  84   StringLiteral **Constraints =
  85     reinterpret_cast<StringLiteral**>(constraints.data());
  86   StringLiteral *AsmString = cast<StringLiteral>(asmString);
  87   StringLiteral **Clobbers = reinterpret_cast<StringLiteral**>(clobbers.data());
  88
  89   SmallVector<TargetInfo::ConstraintInfo, 4> OutputConstraintInfos;
  90
  91   // The parser verifies that there is a string literal here.
  92   if (!AsmString->isAscii())
  93     return StmtError(Diag(AsmString->getLocStart(),diag::err_asm_wide_character)
  94       << AsmString->getSourceRange());
  95
  96   for (unsigned i = 0; i != NumOutputs; i++) {
  97     StringLiteral *Literal = Constraints[i];
  98     if (!Literal->isAscii())
  99       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),diag::err_asm_wide_character)
 100         << Literal->getSourceRange());
 101
 102     StringRef OutputName;
 103     if (Names[i])
 104       OutputName = Names[i]->getName();
 105
 106     TargetInfo::ConstraintInfo Info(Literal->getString(), OutputName);
 107     if (!Context.getTargetInfo().validateOutputConstraint(Info))
 108       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),
 109                             diag::err_asm_invalid_output_constraint)
 110                        << Info.getConstraintStr());
 111
 112     // Check that the output exprs are valid lvalues.
 113     Expr *OutputExpr = Exprs[i];
 114     if (CheckAsmLValue(OutputExpr, *this))
 115       return StmtError(Diag(OutputExpr->getLocStart(),
 116                             diag::err_asm_invalid_lvalue_in_output)
 117                        << OutputExpr->getSourceRange());
 118
 119     if (RequireCompleteType(OutputExpr->getLocStart(), Exprs[i]->getType(),
 120                             diag::err_dereference_incomplete_type))
 121       return StmtError();
 122
 123     OutputConstraintInfos.push_back(Info);
 124   }
 125
 126   SmallVector<TargetInfo::ConstraintInfo, 4> InputConstraintInfos;
 127
 128   for (unsigned i = NumOutputs, e = NumOutputs + NumInputs; i != e; i++) {
 129     StringLiteral *Literal = Constraints[i];
 130     if (!Literal->isAscii())
 131       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),diag::err_asm_wide_character)
 132         << Literal->getSourceRange());
 133
 134     StringRef InputName;
 135     if (Names[i])
 136       InputName = Names[i]->getName();
 137
 138     TargetInfo::ConstraintInfo Info(Literal->getString(), InputName);
 139     if (!Context.getTargetInfo().validateInputConstraint(OutputConstraintInfos.data(),
 140                                                 NumOutputs, Info)) {
 141       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),
 142                             diag::err_asm_invalid_input_constraint)
 143                        << Info.getConstraintStr());
 144     }
 145
 146     Expr *InputExpr = Exprs[i];
 147
 148     // Only allow void types for memory constraints.
 149     if (Info.allowsMemory() && !Info.allowsRegister()) {
 150       if (CheckAsmLValue(InputExpr, *this))
 151         return StmtError(Diag(InputExpr->getLocStart(),
 152                               diag::err_asm_invalid_lvalue_in_input)
 153                          << Info.getConstraintStr()
 154                          << InputExpr->getSourceRange());
 155     }
 156
 157     if (Info.allowsRegister()) {
 158       if (InputExpr->getType()->isVoidType()) {
 159         return StmtError(Diag(InputExpr->getLocStart(),
 160                               diag::err_asm_invalid_type_in_input)
 161           << InputExpr->getType() << Info.getConstraintStr()
 162           << InputExpr->getSourceRange());
 163       }
 164     }
 165
 166     ExprResult Result = DefaultFunctionArrayLvalueConversion(Exprs[i]);
 167     if (Result.isInvalid())
 168       return StmtError();
 169
 170     Exprs[i] = Result.take();
 171     InputConstraintInfos.push_back(Info);
 172
 173     const Type *Ty = Exprs[i]->getType().getTypePtr();
 174     if (Ty->isDependentType())
 175       continue;
 176
 177     if (!Ty->isVoidType() || !Info.allowsMemory())
 178       if (RequireCompleteType(InputExpr->getLocStart(), Exprs[i]->getType(),
 179                               diag::err_dereference_incomplete_type))
 180         return StmtError();
 181
 182     unsigned Size = Context.getTypeSize(Ty);
 183     if (!Context.getTargetInfo().validateInputSize(Literal->getString(),
 184                                                    Size))
 185       return StmtError(Diag(InputExpr->getLocStart(),
 186                             diag::err_asm_invalid_input_size)
 187                        << Info.getConstraintStr());
 188   }
 189
 190   // Check that the clobbers are valid.
 191   for (unsigned i = 0; i != NumClobbers; i++) {
 192     StringLiteral *Literal = Clobbers[i];
 193     if (!Literal->isAscii())
 194       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),diag::err_asm_wide_character)
 195         << Literal->getSourceRange());
 196
 197     StringRef Clobber = Literal->getString();
 198
 199     if (!Context.getTargetInfo().isValidClobber(Clobber))
 200       return StmtError(Diag(Literal->getLocStart(),
 201                   diag::err_asm_unknown_register_name) << Clobber);
 202   }
 203
 204   GCCAsmStmt *NS =
 205     new (Context) GCCAsmStmt(Context, AsmLoc, IsSimple, IsVolatile, NumOutputs,
 206                              NumInputs, Names, Constraints, Exprs.data(),
 207                              AsmString, NumClobbers, Clobbers, RParenLoc);
 208   // Validate the asm string, ensuring it makes sense given the operands we
 209   // have.
 210   SmallVector<GCCAsmStmt::AsmStringPiece, 8> Pieces;
 211   unsigned DiagOffs;
 212   if (unsigned DiagID = NS->AnalyzeAsmString(Pieces, Context, DiagOffs)) {
 213     Diag(getLocationOfStringLiteralByte(AsmString, DiagOffs), DiagID)
 214            << AsmString->getSourceRange();
 215     return StmtError();
 216   }
 217
 218   // Validate constraints and modifiers.
 219   for (unsigned i = 0, e = Pieces.size(); i != e; ++i) {
 220     GCCAsmStmt::AsmStringPiece &Piece = Pieces[i];
 221     if (!Piece.isOperand()) continue;
 222
 223     // Look for the correct constraint index.
 224     unsigned Idx = 0;
 225     unsigned ConstraintIdx = 0;
 226     for (unsigned i = 0, e = NS->getNumOutputs(); i != e; ++i, ++ConstraintIdx) {
 227       TargetInfo::ConstraintInfo &Info = OutputConstraintInfos[i];
 228       if (Idx == Piece.getOperandNo())
 229         break;
 230       ++Idx;
 231
 232       if (Info.isReadWrite()) {
 233         if (Idx == Piece.getOperandNo())
 234           break;
 235         ++Idx;
 236       }
 237     }
 238
 239     for (unsigned i = 0, e = NS->getNumInputs(); i != e; ++i, ++ConstraintIdx) {
 240       TargetInfo::ConstraintInfo &Info = InputConstraintInfos[i];
 241       if (Idx == Piece.getOperandNo())
 242         break;
 243       ++Idx;
 244
 245       if (Info.isReadWrite()) {
 246         if (Idx == Piece.getOperandNo())
 247           break;
 248         ++Idx;
 249       }
 250     }
 251
 252     // Now that we have the right indexes go ahead and check.
 253     StringLiteral *Literal = Constraints[ConstraintIdx];
 254     const Type *Ty = Exprs[ConstraintIdx]->getType().getTypePtr();
 255     if (Ty->isDependentType() || Ty->isIncompleteType())
 256       continue;
 257
 258     unsigned Size = Context.getTypeSize(Ty);
 259     if (!Context.getTargetInfo()
 260           .validateConstraintModifier(Literal->getString(), Piece.getModifier(),
 261                                       Size))
 262       Diag(Exprs[ConstraintIdx]->getLocStart(),
 263            diag::warn_asm_mismatched_size_modifier);
 264   }
 265
 266   // Validate tied input operands for type mismatches.
 267   for (unsigned i = 0, e = InputConstraintInfos.size(); i != e; ++i) {
 268     TargetInfo::ConstraintInfo &Info = InputConstraintInfos[i];
 269
 270     // If this is a tied constraint, verify that the output and input have
 271     // either exactly the same type, or that they are int/ptr operands with the
 272     // same size (int/long, int*/long, are ok etc).
 273     if (!Info.hasTiedOperand()) continue;
 274
 275     unsigned TiedTo = Info.getTiedOperand();
 276     unsigned InputOpNo = i+NumOutputs;
 277     Expr *OutputExpr = Exprs[TiedTo];
 278     Expr *InputExpr = Exprs[InputOpNo];
 279
 280     if (OutputExpr->isTypeDependent() || InputExpr->isTypeDependent())
 281       continue;
 282
 283     QualType InTy = InputExpr->getType();
 284     QualType OutTy = OutputExpr->getType();
 285     if (Context.hasSameType(InTy, OutTy))
 286       continue;  // All types can be tied to themselves.
 287
 288     // Decide if the input and output are in the same domain (integer/ptr or
 289     // floating point.
 290     enum AsmDomain {
 291       AD_Int, AD_FP, AD_Other
 292     } InputDomain, OutputDomain;
 293
 294     if (InTy->isIntegerType() || InTy->isPointerType())
 295       InputDomain = AD_Int;
 296     else if (InTy->isRealFloatingType())
 297       InputDomain = AD_FP;
 298     else
 299       InputDomain = AD_Other;
 300
 301     if (OutTy->isIntegerType() || OutTy->isPointerType())
 302       OutputDomain = AD_Int;
 303     else if (OutTy->isRealFloatingType())
 304       OutputDomain = AD_FP;
 305     else
 306       OutputDomain = AD_Other;
 307
 308     // They are ok if they are the same size and in the same domain.  This
 309     // allows tying things like:
 310     //   void* to int*
 311     //   void* to int            if they are the same size.
 312     //   double to long double   if they are the same size.
 313     //
 314     uint64_t OutSize = Context.getTypeSize(OutTy);
 315     uint64_t InSize = Context.getTypeSize(InTy);
 316     if (OutSize == InSize && InputDomain == OutputDomain &&
 317         InputDomain != AD_Other)
 318       continue;
 319
 320     // If the smaller input/output operand is not mentioned in the asm string,
 321     // then we can promote the smaller one to a larger input and the asm string
 322     // won't notice.
 323     bool SmallerValueMentioned = false;
 324
 325     // If this is a reference to the input and if the input was the smaller
 326     // one, then we have to reject this asm.
 327     if (isOperandMentioned(InputOpNo, Pieces)) {
 328       // This is a use in the asm string of the smaller operand.  Since we
 329       // codegen this by promoting to a wider value, the asm will get printed
 330       // "wrong".
 331       SmallerValueMentioned |= InSize < OutSize;
 332     }
 333     if (isOperandMentioned(TiedTo, Pieces)) {
 334       // If this is a reference to the output, and if the output is the larger
 335       // value, then it's ok because we'll promote the input to the larger type.
 336       SmallerValueMentioned |= OutSize < InSize;
 337     }
 338
 339     // If the smaller value wasn't mentioned in the asm string, and if the
 340     // output was a register, just extend the shorter one to the size of the
 341     // larger one.
 342     if (!SmallerValueMentioned && InputDomain != AD_Other &&
 343         OutputConstraintInfos[TiedTo].allowsRegister())
 344       continue;
 345
 346     // Either both of the operands were mentioned or the smaller one was
 347     // mentioned.  One more special case that we'll allow: if the tied input is
 348     // integer, unmentioned, and is a constant, then we'll allow truncating it
 349     // down to the size of the destination.
 350     if (InputDomain == AD_Int && OutputDomain == AD_Int &&
 351         !isOperandMentioned(InputOpNo, Pieces) &&
 352         InputExpr->isEvaluatable(Context)) {
 353       CastKind castKind =
 354         (OutTy->isBooleanType() ? CK_IntegralToBoolean : CK_IntegralCast);
 355       InputExpr = ImpCastExprToType(InputExpr, OutTy, castKind).take();
 356       Exprs[InputOpNo] = InputExpr;
 357       NS->setInputExpr(i, InputExpr);
 358       continue;
 359     }
 360
 361     Diag(InputExpr->getLocStart(),
 362          diag::err_asm_tying_incompatible_types)
 363       << InTy << OutTy << OutputExpr->getSourceRange()
 364       << InputExpr->getSourceRange();
 365     return StmtError();
 366   }
 367
 368   return Owned(NS);
 369 }
 370
 371 ExprResult Sema::LookupInlineAsmIdentifier(CXXScopeSpec &SS,
 372                                            SourceLocation TemplateKWLoc,
 373                                            UnqualifiedId &Id,
 374                                            InlineAsmIdentifierInfo &Info,
 375                                            bool IsUnevaluatedContext) {
 376   Info.clear();
 377
 378   if (IsUnevaluatedContext)
 379     PushExpressionEvaluationContext(UnevaluatedAbstract,
 380                                     ReuseLambdaContextDecl);
 381
 382   ExprResult Result = ActOnIdExpression(getCurScope(), SS, TemplateKWLoc, Id,
 383                                         /*trailing lparen*/ false,
 384                                         /*is & operand*/ false,
 385                                         /*CorrectionCandidateCallback=*/0,
 386                                         /*IsInlineAsmIdentifier=*/ true);
 387
 388   if (IsUnevaluatedContext)
 389     PopExpressionEvaluationContext();
 390
 391   if (!Result.isUsable()) return Result;
 392
 393   Result = CheckPlaceholderExpr(Result.take());
 394   if (!Result.isUsable()) return Result;
 395
 396   QualType T = Result.get()->getType();
 397
 398   // For now, reject dependent types.
 399   if (T->isDependentType()) {
 400     Diag(Id.getLocStart(), diag::err_asm_incomplete_type) << T;
 401     return ExprError();
 402   }
 403
 404   // Any sort of function type is fine.
 405   if (T->isFunctionType()) {
 406     return Result;
 407   }
 408
 409   // Otherwise, it needs to be a complete type.
 410   if (RequireCompleteExprType(Result.get(), diag::err_asm_incomplete_type)) {
 411     return ExprError();
 412   }
 413
 414   // Compute the type size (and array length if applicable?).
 415   Info.Type = Info.Size = Context.getTypeSizeInChars(T).getQuantity();
 416   if (T->isArrayType()) {
 417     const ArrayType *ATy = Context.getAsArrayType(T);
 418     Info.Type = Context.getTypeSizeInChars(ATy->getElementType()).getQuantity();
 419     Info.Length = Info.Size / Info.Type;
 420   }
 421
 422   // We can work with the expression as long as it's not an r-value.
 423   if (!Result.get()->isRValue())
 424     Info.IsVarDecl = true;
 425
 426   return Result;
 427 }
 428
 429 bool Sema::LookupInlineAsmField(StringRef Base, StringRef Member,
 430                                 unsigned &Offset, SourceLocation AsmLoc) {
 431   Offset = 0;
 432   LookupResult BaseResult(*this, &Context.Idents.get(Base), SourceLocation(),
 433                           LookupOrdinaryName);
 434
 435   if (!LookupName(BaseResult, getCurScope()))
 436     return true;
 437
 438   if (!BaseResult.isSingleResult())
 439     return true;
 440
 441   const RecordType *RT = 0;
 442   NamedDecl *FoundDecl = BaseResult.getFoundDecl();
 443   if (VarDecl *VD = dyn_cast<VarDecl>(FoundDecl))
 444     RT = VD->getType()->getAs<RecordType>();
 445   else if (TypedefDecl *TD = dyn_cast<TypedefDecl>(FoundDecl))
 446     RT = TD->getUnderlyingType()->getAs<RecordType>();
 447   if (!RT)
 448     return true;
 449
 450   if (RequireCompleteType(AsmLoc, QualType(RT, 0), 0))
 451     return true;
 452
 453   LookupResult FieldResult(*this, &Context.Idents.get(Member), SourceLocation(),
 454                            LookupMemberName);
 455
 456   if (!LookupQualifiedName(FieldResult, RT->getDecl()))
 457     return true;
 458
 459   // FIXME: Handle IndirectFieldDecl?
 460   FieldDecl *FD = dyn_cast<FieldDecl>(FieldResult.getFoundDecl());
 461   if (!FD)
 462     return true;
 463
 464   const ASTRecordLayout &RL = Context.getASTRecordLayout(RT->getDecl());
 465   unsigned i = FD->getFieldIndex();
 466   CharUnits Result = Context.toCharUnitsFromBits(RL.getFieldOffset(i));
 467   Offset = (unsigned)Result.getQuantity();
 468
 469   return false;
 470 }
 471
 472 StmtResult Sema::ActOnMSAsmStmt(SourceLocation AsmLoc, SourceLocation LBraceLoc,
 473                                 ArrayRef<Token> AsmToks,
 474                                 StringRef AsmString,
 475                                 unsigned NumOutputs, unsigned NumInputs,
 476                                 ArrayRef<StringRef> Constraints,
 477                                 ArrayRef<StringRef> Clobbers,
 478                                 ArrayRef<Expr*> Exprs,
 479                                 SourceLocation EndLoc) {
 480   bool IsSimple = (NumOutputs != 0 || NumInputs != 0);
 481   MSAsmStmt *NS =
 482     new (Context) MSAsmStmt(Context, AsmLoc, LBraceLoc, IsSimple,
 483                             /*IsVolatile*/ true, AsmToks, NumOutputs, NumInputs,
 484                             Constraints, Exprs, AsmString,
 485                             Clobbers, EndLoc);
 486   return Owned(NS);
 487 }