include/llvm/CodeGen/AsmPrinter.h

   1 //===-- llvm/CodeGen/AsmPrinter.h - AsmPrinter Framework --------*- 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 file contains a class to be used as the base class for target specific
  11 // asm writers.  This class primarily handles common functionality used by
  12 // all asm writers.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_CODEGEN_ASMPRINTER_H
  17 #define LLVM_CODEGEN_ASMPRINTER_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  21 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
  22 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
  23 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  24
  25 namespace llvm {
  26 class AsmPrinterHandler;
  27 class BlockAddress;
  28 class ByteStreamer;
  29 class GCStrategy;
  30 class Constant;
  31 class ConstantArray;
  32 class GCMetadataPrinter;
  33 class GlobalValue;
  34 class GlobalVariable;
  35 class MachineBasicBlock;
  36 class MachineFunction;
  37 class MachineInstr;
  38 class MachineLocation;
  39 class MachineLoopInfo;
  40 class MachineLoop;
  41 class MachineConstantPoolValue;
  42 class MachineJumpTableInfo;
  43 class MachineModuleInfo;
  44 class MCAsmInfo;
  45 class MCCFIInstruction;
  46 class MCContext;
  47 class MCExpr;
  48 class MCInst;
  49 class MCInstrInfo;
  50 class MCSection;
  51 class MCStreamer;
  52 class MCSubtargetInfo;
  53 class MCSymbol;
  54 class MDNode;
  55 class DwarfDebug;
  56 class Mangler;
  57 class TargetLoweringObjectFile;
  58 class DataLayout;
  59 class TargetMachine;
  60
  61 /// This class is intended to be used as a driving class for all asm writers.
  62 class AsmPrinter : public MachineFunctionPass {
  63 public:
  64   /// Target machine description.
  65   ///
  66   TargetMachine &TM;
  67
  68   /// Target Asm Printer information.
  69   ///
  70   const MCAsmInfo *MAI;
  71
  72   const MCInstrInfo *MII;
  73   /// This is the context for the output file that we are streaming. This owns
  74   /// all of the global MC-related objects for the generated translation unit.
  75   MCContext &OutContext;
  76
  77   /// This is the MCStreamer object for the file we are generating. This
  78   /// contains the transient state for the current translation unit that we are
  79   /// generating (such as the current section etc).
  80   MCStreamer &OutStreamer;
  81
  82   /// The current machine function.
  83   const MachineFunction *MF;
  84
  85   /// This is a pointer to the current MachineModuleInfo.
  86   MachineModuleInfo *MMI;
  87
  88   /// Name-mangler for global names.
  89   ///
  90   Mangler *Mang;
  91
  92   /// The symbol for the current function. This is recalculated at the beginning
  93   /// of each call to runOnMachineFunction().
  94   ///
  95   MCSymbol *CurrentFnSym;
  96
  97   /// The symbol used to represent the start of the current function for the
  98   /// purpose of calculating its size (e.g. using the .size directive). By
  99   /// default, this is equal to CurrentFnSym.
 100   MCSymbol *CurrentFnSymForSize;
 101
 102 private:
 103   // The garbage collection metadata printer table.
 104   void *GCMetadataPrinters; // Really a DenseMap.
 105
 106   /// Emit comments in assembly output if this is true.
 107   ///
 108   bool VerboseAsm;
 109   static char ID;
 110
 111   /// If VerboseAsm is set, a pointer to the loop info for this function.
 112   MachineLoopInfo *LI;
 113
 114   struct HandlerInfo {
 115     AsmPrinterHandler *Handler;
 116     const char *TimerName, *TimerGroupName;
 117     HandlerInfo(AsmPrinterHandler *Handler, const char *TimerName,
 118                 const char *TimerGroupName)
 119         : Handler(Handler), TimerName(TimerName),
 120           TimerGroupName(TimerGroupName) {}
 121   };
 122   /// A vector of all debug/EH info emitters we should use. This vector
 123   /// maintains ownership of the emitters.
 124   SmallVector<HandlerInfo, 1> Handlers;
 125
 126   /// If the target supports dwarf debug info, this pointer is non-null.
 127   DwarfDebug *DD;
 128
 129 protected:
 130   explicit AsmPrinter(TargetMachine &TM, MCStreamer &Streamer);
 131
 132 public:
 133   virtual ~AsmPrinter();
 134
 135   DwarfDebug *getDwarfDebug() { return DD; }
 136
 137   /// Return true if assembly output should contain comments.
 138   ///
 139   bool isVerbose() const { return VerboseAsm; }
 140
 141   /// Return a unique ID for the current function.
 142   ///
 143   unsigned getFunctionNumber() const;
 144
 145   /// Return information about object file lowering.
 146   const TargetLoweringObjectFile &getObjFileLowering() const;
 147
 148   /// Return information about data layout.
 149   const DataLayout &getDataLayout() const;
 150
 151   /// Return information about subtarget.
 152   const MCSubtargetInfo &getSubtargetInfo() const;
 153
 154   void EmitToStreamer(MCStreamer &S, const MCInst &Inst);
 155
 156   /// Return the target triple string.
 157   StringRef getTargetTriple() const;
 158
 159   /// Return the current section we are emitting to.
 160   const MCSection *getCurrentSection() const;
 161
 162   void getNameWithPrefix(SmallVectorImpl<char> &Name,
 163                          const GlobalValue *GV) const;
 164
 165   MCSymbol *getSymbol(const GlobalValue *GV) const;
 166
 167   //===------------------------------------------------------------------===//
 168   // MachineFunctionPass Implementation.
 169   //===------------------------------------------------------------------===//
 170
 171   /// Record analysis usage.
 172   ///
 173   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
 174
 175   /// Set up the AsmPrinter when we are working on a new module. If your pass
 176   /// overrides this, it must make sure to explicitly call this implementation.
 177   bool doInitialization(Module &M) override;
 178
 179   /// Shut down the asmprinter. If you override this in your pass, you must make
 180   /// sure to call it explicitly.
 181   bool doFinalization(Module &M) override;
 182
 183   /// Emit the specified function out to the OutStreamer.
 184   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override {
 185     SetupMachineFunction(MF);
 186     EmitFunctionHeader();
 187     EmitFunctionBody();
 188     return false;
 189   }
 190
 191   //===------------------------------------------------------------------===//
 192   // Coarse grained IR lowering routines.
 193   //===------------------------------------------------------------------===//
 194
 195   /// This should be called when a new MachineFunction is being processed from
 196   /// runOnMachineFunction.
 197   void SetupMachineFunction(MachineFunction &MF);
 198
 199   /// This method emits the header for the current function.
 200   void EmitFunctionHeader();
 201
 202   /// This method emits the body and trailer for a function.
 203   void EmitFunctionBody();
 204
 205   void emitCFIInstruction(const MachineInstr &MI);
 206
 207   enum CFIMoveType { CFI_M_None, CFI_M_EH, CFI_M_Debug };
 208   CFIMoveType needsCFIMoves();
 209
 210   bool needsSEHMoves();
 211
 212   /// Print to the current output stream assembly representations of the
 213   /// constants in the constant pool MCP. This is used to print out constants
 214   /// which have been "spilled to memory" by the code generator.
 215   ///
 216   virtual void EmitConstantPool();
 217
 218   /// Print assembly representations of the jump tables used by the current
 219   /// function to the current output stream.
 220   ///
 221   void EmitJumpTableInfo();
 222
 223   /// Emit the specified global variable to the .s file.
 224   virtual void EmitGlobalVariable(const GlobalVariable *GV);
 225
 226   /// Check to see if the specified global is a special global used by LLVM. If
 227   /// so, emit it and return true, otherwise do nothing and return false.
 228   bool EmitSpecialLLVMGlobal(const GlobalVariable *GV);
 229
 230   /// Emit an alignment directive to the specified power of two boundary. For
 231   /// example, if you pass in 3 here, you will get an 8 byte alignment. If a
 232   /// global value is specified, and if that global has an explicit alignment
 233   /// requested, it will override the alignment request if required for
 234   /// correctness.
 235   ///
 236   void EmitAlignment(unsigned NumBits, const GlobalObject *GO = nullptr) const;
 237
 238   /// This method prints the label for the specified MachineBasicBlock, an
 239   /// alignment (if present) and a comment describing it if appropriate.
 240   void EmitBasicBlockStart(const MachineBasicBlock &MBB) const;
 241
 242   /// Lower the specified LLVM Constant to an MCExpr.
 243   const MCExpr *lowerConstant(const Constant *CV);
 244
 245   /// \brief Print a general LLVM constant to the .s file.
 246   void EmitGlobalConstant(const Constant *CV);
 247
 248   //===------------------------------------------------------------------===//
 249   // Overridable Hooks
 250   //===------------------------------------------------------------------===//
 251
 252   // Targets can, or in the case of EmitInstruction, must implement these to
 253   // customize output.
 254
 255   /// This virtual method can be overridden by targets that want to emit
 256   /// something at the start of their file.
 257   virtual void EmitStartOfAsmFile(Module &) {}
 258
 259   /// This virtual method can be overridden by targets that want to emit
 260   /// something at the end of their file.
 261   virtual void EmitEndOfAsmFile(Module &) {}
 262
 263   /// Targets can override this to emit stuff before the first basic block in
 264   /// the function.
 265   virtual void EmitFunctionBodyStart() {}
 266
 267   /// Targets can override this to emit stuff after the last basic block in the
 268   /// function.
 269   virtual void EmitFunctionBodyEnd() {}
 270
 271   /// Targets can override this to emit stuff at the end of a basic block.
 272   virtual void EmitBasicBlockEnd(const MachineBasicBlock &MBB) {}
 273
 274   /// Targets should implement this to emit instructions.
 275   virtual void EmitInstruction(const MachineInstr *) {
 276     llvm_unreachable("EmitInstruction not implemented");
 277   }
 278
 279   /// Return the symbol for the specified constant pool entry.
 280   virtual MCSymbol *GetCPISymbol(unsigned CPID) const;
 281
 282   virtual void EmitFunctionEntryLabel();
 283
 284   virtual void EmitMachineConstantPoolValue(MachineConstantPoolValue *MCPV);
 285
 286   /// Targets can override this to change how global constants that are part of
 287   /// a C++ static/global constructor list are emitted.
 288   virtual void EmitXXStructor(const Constant *CV) { EmitGlobalConstant(CV); }
 289
 290   /// Return true if the basic block has exactly one predecessor and the control
 291   /// transfer mechanism between the predecessor and this block is a
 292   /// fall-through.
 293   virtual bool
 294   isBlockOnlyReachableByFallthrough(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 295
 296   /// Targets can override this to customize the output of IMPLICIT_DEF
 297   /// instructions in verbose mode.
 298   virtual void emitImplicitDef(const MachineInstr *MI) const;
 299
 300   //===------------------------------------------------------------------===//
 301   // Symbol Lowering Routines.
 302   //===------------------------------------------------------------------===//
 303 public:
 304   /// Return the MCSymbol corresponding to the assembler temporary label with
 305   /// the specified stem and unique ID.
 306   MCSymbol *GetTempSymbol(Twine Name, unsigned ID) const;
 307
 308   /// Return an assembler temporary label with the specified stem.
 309   MCSymbol *GetTempSymbol(Twine Name) const;
 310
 311   /// Return the MCSymbol for a private symbol with global value name as its
 312   /// base, with the specified suffix.
 313   MCSymbol *getSymbolWithGlobalValueBase(const GlobalValue *GV,
 314                                          StringRef Suffix) const;
 315
 316   /// Return the MCSymbol for the specified ExternalSymbol.
 317   MCSymbol *GetExternalSymbolSymbol(StringRef Sym) const;
 318
 319   /// Return the symbol for the specified jump table entry.
 320   MCSymbol *GetJTISymbol(unsigned JTID, bool isLinkerPrivate = false) const;
 321
 322   /// Return the symbol for the specified jump table .set
 323   /// FIXME: privatize to AsmPrinter.
 324   MCSymbol *GetJTSetSymbol(unsigned UID, unsigned MBBID) const;
 325
 326   /// Return the MCSymbol used to satisfy BlockAddress uses of the specified
 327   /// basic block.
 328   MCSymbol *GetBlockAddressSymbol(const BlockAddress *BA) const;
 329   MCSymbol *GetBlockAddressSymbol(const BasicBlock *BB) const;
 330
 331   //===------------------------------------------------------------------===//
 332   // Emission Helper Routines.
 333   //===------------------------------------------------------------------===//
 334 public:
 335   /// This is just convenient handler for printing offsets.
 336   void printOffset(int64_t Offset, raw_ostream &OS) const;
 337
 338   /// Emit a byte directive and value.
 339   ///
 340   void EmitInt8(int Value) const;
 341
 342   /// Emit a short directive and value.
 343   ///
 344   void EmitInt16(int Value) const;
 345
 346   /// Emit a long directive and value.
 347   ///
 348   void EmitInt32(int Value) const;
 349
 350   /// Emit something like ".long Hi-Lo" where the size in bytes of the directive
 351   /// is specified by Size and Hi/Lo specify the labels.  This implicitly uses
 352   /// .set if it is available.
 353   void EmitLabelDifference(const MCSymbol *Hi, const MCSymbol *Lo,
 354                            unsigned Size) const;
 355
 356   /// Emit something like ".long Label+Offset" where the size in bytes of the
 357   /// directive is specified by Size and Label specifies the label.  This
 358   /// implicitly uses .set if it is available.
 359   void EmitLabelPlusOffset(const MCSymbol *Label, uint64_t Offset,
 360                            unsigned Size, bool IsSectionRelative = false) const;
 361
 362   /// Emit something like ".long Label" where the size in bytes of the directive
 363   /// is specified by Size and Label specifies the label.
 364   void EmitLabelReference(const MCSymbol *Label, unsigned Size,
 365                           bool IsSectionRelative = false) const {
 366     EmitLabelPlusOffset(Label, 0, Size, IsSectionRelative);
 367   }
 368
 369   //===------------------------------------------------------------------===//
 370   // Dwarf Emission Helper Routines
 371   //===------------------------------------------------------------------===//
 372
 373   /// Emit the specified signed leb128 value.
 374   void EmitSLEB128(int64_t Value, const char *Desc = nullptr) const;
 375
 376   /// Emit the specified unsigned leb128 value.
 377   void EmitULEB128(uint64_t Value, const char *Desc = nullptr,
 378                    unsigned PadTo = 0) const;
 379
 380   /// Emit a .byte 42 directive for a DW_CFA_xxx value.
 381   void EmitCFAByte(unsigned Val) const;
 382
 383   /// Emit a .byte 42 directive that corresponds to an encoding.  If verbose
 384   /// assembly output is enabled, we output comments describing the encoding.
 385   /// Desc is a string saying what the encoding is specifying (e.g. "LSDA").
 386   void EmitEncodingByte(unsigned Val, const char *Desc = nullptr) const;
 387
 388   /// Return the size of the encoding in bytes.
 389   unsigned GetSizeOfEncodedValue(unsigned Encoding) const;
 390
 391   /// Emit reference to a ttype global with a specified encoding.
 392   void EmitTTypeReference(const GlobalValue *GV, unsigned Encoding) const;
 393
 394   /// Emit the 4-byte offset of Label from the start of its section.  This can
 395   /// be done with a special directive if the target supports it (e.g. cygwin)
 396   /// or by emitting it as an offset from a label at the start of the section.
 397   ///
 398   /// SectionLabel is a temporary label emitted at the start of the section
 399   /// that Label lives in.
 400   void EmitSectionOffset(const MCSymbol *Label,
 401                          const MCSymbol *SectionLabel) const;
 402
 403   /// Get the value for DW_AT_APPLE_isa. Zero if no isa encoding specified.
 404   virtual unsigned getISAEncoding() { return 0; }
 405
 406   /// Emit a dwarf register operation for describing
 407   /// - a small value occupying only part of a register or
 408   /// - a register representing only part of a value.
 409   void EmitDwarfOpPiece(ByteStreamer &Streamer, unsigned SizeInBits,
 410                         unsigned OffsetInBits = 0) const;
 411
 412
 413   /// \brief Emit a partial DWARF register operation.
 414   /// \param MLoc             the register
 415   /// \param PieceSize        size and
 416   /// \param PieceOffset      offset of the piece in bits, if this is one
 417   ///                         piece of an aggregate value.
 418   ///
 419   /// If size and offset is zero an operation for the entire
 420   /// register is emitted: Some targets do not provide a DWARF
 421   /// register number for every register.  If this is the case, this
 422   /// function will attempt to emit a DWARF register by emitting a
 423   /// piece of a super-register or by piecing together multiple
 424   /// subregisters that alias the register.
 425   void EmitDwarfRegOpPiece(ByteStreamer &BS, const MachineLocation &MLoc,
 426                            unsigned PieceSize = 0,
 427                            unsigned PieceOffset = 0) const;
 428
 429   /// EmitDwarfRegOp - Emit a dwarf register operation.
 430   /// \param Indirect   whether this is a register-indirect address
 431   virtual void EmitDwarfRegOp(ByteStreamer &BS, const MachineLocation &MLoc,
 432                               bool Indirect) const;
 433
 434   //===------------------------------------------------------------------===//
 435   // Dwarf Lowering Routines
 436   //===------------------------------------------------------------------===//
 437
 438   /// \brief Emit frame instruction to describe the layout of the frame.
 439   void emitCFIInstruction(const MCCFIInstruction &Inst) const;
 440
 441   //===------------------------------------------------------------------===//
 442   // Inline Asm Support
 443   //===------------------------------------------------------------------===//
 444 public:
 445   // These are hooks that targets can override to implement inline asm
 446   // support.  These should probably be moved out of AsmPrinter someday.
 447
 448   /// Print information related to the specified machine instr that is
 449   /// independent of the operand, and may be independent of the instr itself.
 450   /// This can be useful for portably encoding the comment character or other
 451   /// bits of target-specific knowledge into the asmstrings.  The syntax used is
 452   /// ${:comment}.  Targets can override this to add support for their own
 453   /// strange codes.
 454   virtual void PrintSpecial(const MachineInstr *MI, raw_ostream &OS,
 455                             const char *Code) const;
 456
 457   /// Print the specified operand of MI, an INLINEASM instruction, using the
 458   /// specified assembler variant.  Targets should override this to format as
 459   /// appropriate.  This method can return true if the operand is erroneous.
 460   virtual bool PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
 461                                unsigned AsmVariant, const char *ExtraCode,
 462                                raw_ostream &OS);
 463
 464   /// Print the specified operand of MI, an INLINEASM instruction, using the
 465   /// specified assembler variant as an address. Targets should override this to
 466   /// format as appropriate.  This method can return true if the operand is
 467   /// erroneous.
 468   virtual bool PrintAsmMemoryOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
 469                                      unsigned AsmVariant, const char *ExtraCode,
 470                                      raw_ostream &OS);
 471
 472   /// Let the target do anything it needs to do after emitting inlineasm.
 473   /// This callback can be used restore the original mode in case the
 474   /// inlineasm contains directives to switch modes.
 475   /// \p StartInfo - the original subtarget info before inline asm
 476   /// \p EndInfo   - the final subtarget info after parsing the inline asm,
 477   ///                or NULL if the value is unknown.
 478   virtual void emitInlineAsmEnd(const MCSubtargetInfo &StartInfo,
 479                                 const MCSubtargetInfo *EndInfo) const;
 480
 481 private:
 482   /// Private state for PrintSpecial()
 483   // Assign a unique ID to this machine instruction.
 484   mutable const MachineInstr *LastMI;
 485   mutable unsigned LastFn;
 486   mutable unsigned Counter;
 487   mutable unsigned SetCounter;
 488
 489   /// Emit a blob of inline asm to the output streamer.
 490   void
 491   EmitInlineAsm(StringRef Str, const MDNode *LocMDNode = nullptr,
 492                 InlineAsm::AsmDialect AsmDialect = InlineAsm::AD_ATT) const;
 493
 494   /// This method formats and emits the specified machine instruction that is an
 495   /// inline asm.
 496   void EmitInlineAsm(const MachineInstr *MI) const;
 497
 498   //===------------------------------------------------------------------===//
 499   // Internal Implementation Details
 500   //===------------------------------------------------------------------===//
 501
 502   /// This emits visibility information about symbol, if this is suported by the
 503   /// target.
 504   void EmitVisibility(MCSymbol *Sym, unsigned Visibility,
 505                       bool IsDefinition = true) const;
 506
 507   void EmitLinkage(const GlobalValue *GV, MCSymbol *GVSym) const;
 508
 509   void EmitJumpTableEntry(const MachineJumpTableInfo *MJTI,
 510                           const MachineBasicBlock *MBB, unsigned uid) const;
 511   void EmitLLVMUsedList(const ConstantArray *InitList);
 512   /// Emit llvm.ident metadata in an '.ident' directive.
 513   void EmitModuleIdents(Module &M);
 514   void EmitXXStructorList(const Constant *List, bool isCtor);
 515   GCMetadataPrinter *GetOrCreateGCPrinter(GCStrategy &C);
 516 };
 517 }
 518
 519 #endif