lib/Target/Mips/MipsAsmPrinter.cpp

   1 //===-- MipsAsmPrinter.cpp - Mips LLVM Assembly Printer -------------------===//
   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 printer that converts from our internal representation
  11 // of machine-dependent LLVM code to GAS-format MIPS assembly language.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "mips-asm-printer"
  16 #include "MipsAsmPrinter.h"
  17 #include "Mips.h"
  18 #include "MipsInstrInfo.h"
  19 #include "InstPrinter/MipsInstPrinter.h"
  20 #include "MCTargetDesc/MipsBaseInfo.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  22 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  23 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  24 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  25 #include "llvm/BasicBlock.h"
  26 #include "llvm/Instructions.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
  32 #include "llvm/Instructions.h"
  33 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  34 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  35 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  36 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  37 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  38 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  39 #include "llvm/Target/Mangler.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetLoweringObjectFile.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  43
  44 using namespace llvm;
  45
  46 bool MipsAsmPrinter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  47   MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
  48   AsmPrinter::runOnMachineFunction(MF);
  49   return true;
  50 }
  51
  52 void MipsAsmPrinter::EmitInstruction(const MachineInstr *MI) {
  53   if (MI->isDebugValue()) {
  54     SmallString<128> Str;
  55     raw_svector_ostream OS(Str);
  56
  57     PrintDebugValueComment(MI, OS);
  58     return;
  59   }
  60
  61   MachineBasicBlock::const_instr_iterator I = MI;
  62   MachineBasicBlock::const_instr_iterator E = MI->getParent()->instr_end();
  63
  64   do {
  65     MCInst TmpInst0;
  66     MCInstLowering.Lower(I++, TmpInst0);
  67     OutStreamer.EmitInstruction(TmpInst0);
  68   } while ((I != E) && I->isInsideBundle());
  69 }
  70
  71 //===----------------------------------------------------------------------===//
  72 //
  73 //  Mips Asm Directives
  74 //
  75 //  -- Frame directive "frame Stackpointer, Stacksize, RARegister"
  76 //  Describe the stack frame.
  77 //
  78 //  -- Mask directives "(f)mask  bitmask, offset"
  79 //  Tells the assembler which registers are saved and where.
  80 //  bitmask - contain a little endian bitset indicating which registers are
  81 //            saved on function prologue (e.g. with a 0x80000000 mask, the
  82 //            assembler knows the register 31 (RA) is saved at prologue.
  83 //  offset  - the position before stack pointer subtraction indicating where
  84 //            the first saved register on prologue is located. (e.g. with a
  85 //
  86 //  Consider the following function prologue:
  87 //
  88 //    .frame  $fp,48,$ra
  89 //    .mask   0xc0000000,-8
  90 //       addiu $sp, $sp, -48
  91 //       sw $ra, 40($sp)
  92 //       sw $fp, 36($sp)
  93 //
  94 //    With a 0xc0000000 mask, the assembler knows the register 31 (RA) and
  95 //    30 (FP) are saved at prologue. As the save order on prologue is from
  96 //    left to right, RA is saved first. A -8 offset means that after the
  97 //    stack pointer subtration, the first register in the mask (RA) will be
  98 //    saved at address 48-8=40.
  99 //
 100 //===----------------------------------------------------------------------===//
 101
 102 //===----------------------------------------------------------------------===//
 103 // Mask directives
 104 //===----------------------------------------------------------------------===//
 105
 106 // Create a bitmask with all callee saved registers for CPU or Floating Point
 107 // registers. For CPU registers consider RA, GP and FP for saving if necessary.
 108 void MipsAsmPrinter::printSavedRegsBitmask(raw_ostream &O) {
 109   // CPU and FPU Saved Registers Bitmasks
 110   unsigned CPUBitmask = 0, FPUBitmask = 0;
 111   int CPUTopSavedRegOff, FPUTopSavedRegOff;
 112
 113   // Set the CPU and FPU Bitmasks
 114   const MachineFrameInfo *MFI = MF->getFrameInfo();
 115   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 116   // size of stack area to which FP callee-saved regs are saved.
 117   unsigned CPURegSize = Mips::CPURegsRegClass.getSize();
 118   unsigned FGR32RegSize = Mips::FGR32RegClass.getSize();
 119   unsigned AFGR64RegSize = Mips::AFGR64RegClass.getSize();
 120   bool HasAFGR64Reg = false;
 121   unsigned CSFPRegsSize = 0;
 122   unsigned i, e = CSI.size();
 123
 124   // Set FPU Bitmask.
 125   for (i = 0; i != e; ++i) {
 126     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 127     if (Mips::CPURegsRegClass.contains(Reg))
 128       break;
 129
 130     unsigned RegNum = getMipsRegisterNumbering(Reg);
 131     if (Mips::AFGR64RegClass.contains(Reg)) {
 132       FPUBitmask |= (3 << RegNum);
 133       CSFPRegsSize += AFGR64RegSize;
 134       HasAFGR64Reg = true;
 135       continue;
 136     }
 137
 138     FPUBitmask |= (1 << RegNum);
 139     CSFPRegsSize += FGR32RegSize;
 140   }
 141
 142   // Set CPU Bitmask.
 143   for (; i != e; ++i) {
 144     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 145     unsigned RegNum = getMipsRegisterNumbering(Reg);
 146     CPUBitmask |= (1 << RegNum);
 147   }
 148
 149   // FP Regs are saved right below where the virtual frame pointer points to.
 150   FPUTopSavedRegOff = FPUBitmask ?
 151     (HasAFGR64Reg ? -AFGR64RegSize : -FGR32RegSize) : 0;
 152
 153   // CPU Regs are saved below FP Regs.
 154   CPUTopSavedRegOff = CPUBitmask ? -CSFPRegsSize - CPURegSize : 0;
 155
 156   // Print CPUBitmask
 157   O << "\t.mask \t"; printHex32(CPUBitmask, O);
 158   O << ',' << CPUTopSavedRegOff << '\n';
 159
 160   // Print FPUBitmask
 161   O << "\t.fmask\t"; printHex32(FPUBitmask, O);
 162   O << "," << FPUTopSavedRegOff << '\n';
 163 }
 164
 165 // Print a 32 bit hex number with all numbers.
 166 void MipsAsmPrinter::printHex32(unsigned Value, raw_ostream &O) {
 167   O << "0x";
 168   for (int i = 7; i >= 0; i--)
 169     O.write_hex((Value & (0xF << (i*4))) >> (i*4));
 170 }
 171
 172 //===----------------------------------------------------------------------===//
 173 // Frame and Set directives
 174 //===----------------------------------------------------------------------===//
 175
 176 /// Frame Directive
 177 void MipsAsmPrinter::emitFrameDirective() {
 178   const TargetRegisterInfo &RI = *TM.getRegisterInfo();
 179
 180   unsigned stackReg  = RI.getFrameRegister(*MF);
 181   unsigned returnReg = RI.getRARegister();
 182   unsigned stackSize = MF->getFrameInfo()->getStackSize();
 183
 184   if (OutStreamer.hasRawTextSupport())
 185     OutStreamer.EmitRawText("\t.frame\t$" +
 186            StringRef(MipsInstPrinter::getRegisterName(stackReg)).lower() +
 187            "," + Twine(stackSize) + ",$" +
 188            StringRef(MipsInstPrinter::getRegisterName(returnReg)).lower());
 189 }
 190
 191 /// Emit Set directives.
 192 const char *MipsAsmPrinter::getCurrentABIString() const {
 193   switch (Subtarget->getTargetABI()) {
 194   case MipsSubtarget::O32:  return "abi32";
 195   case MipsSubtarget::N32:  return "abiN32";
 196   case MipsSubtarget::N64:  return "abi64";
 197   case MipsSubtarget::EABI: return "eabi32"; // TODO: handle eabi64
 198   default: llvm_unreachable("Unknown Mips ABI");;
 199   }
 200 }
 201
 202 void MipsAsmPrinter::EmitFunctionEntryLabel() {
 203   if (OutStreamer.hasRawTextSupport()) {
 204     if (Subtarget->inMips16Mode())
 205       OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tmips16"));
 206     else
 207       OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tnomips16"));
 208     // leave out until FSF available gas has micromips changes
 209     // OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tnomicromips"));
 210     OutStreamer.EmitRawText("\t.ent\t" + Twine(CurrentFnSym->getName()));
 211   }
 212   OutStreamer.EmitLabel(CurrentFnSym);
 213 }
 214
 215 /// EmitFunctionBodyStart - Targets can override this to emit stuff before
 216 /// the first basic block in the function.
 217 void MipsAsmPrinter::EmitFunctionBodyStart() {
 218   MCInstLowering.Initialize(Mang, &MF->getContext());
 219
 220   emitFrameDirective();
 221
 222   if (OutStreamer.hasRawTextSupport()) {
 223     SmallString<128> Str;
 224     raw_svector_ostream OS(Str);
 225     printSavedRegsBitmask(OS);
 226     OutStreamer.EmitRawText(OS.str());
 227
 228     OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tnoreorder"));
 229     OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tnomacro"));
 230     if (MipsFI->getEmitNOAT())
 231       OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tnoat"));
 232   }
 233
 234   if ((MF->getTarget().getRelocationModel() == Reloc::PIC_) &&
 235       Subtarget->isABI_O32() && MipsFI->globalBaseRegSet()) {
 236     SmallVector<MCInst, 4> MCInsts;
 237     MCInstLowering.LowerSETGP01(MCInsts);
 238     for (SmallVector<MCInst, 4>::iterator I = MCInsts.begin();
 239          I != MCInsts.end(); ++I)
 240       OutStreamer.EmitInstruction(*I);
 241   }
 242 }
 243
 244 /// EmitFunctionBodyEnd - Targets can override this to emit stuff after
 245 /// the last basic block in the function.
 246 void MipsAsmPrinter::EmitFunctionBodyEnd() {
 247   // There are instruction for this macros, but they must
 248   // always be at the function end, and we can't emit and
 249   // break with BB logic.
 250   if (OutStreamer.hasRawTextSupport()) {
 251     if (MipsFI->getEmitNOAT())
 252       OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tat"));
 253
 254     OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\tmacro"));
 255     OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.set\treorder"));
 256     OutStreamer.EmitRawText("\t.end\t" + Twine(CurrentFnSym->getName()));
 257   }
 258 }
 259
 260 /// isBlockOnlyReachableByFallthough - Return true if the basic block has
 261 /// exactly one predecessor and the control transfer mechanism between
 262 /// the predecessor and this block is a fall-through.
 263 bool MipsAsmPrinter::isBlockOnlyReachableByFallthrough(const MachineBasicBlock*
 264                                                        MBB) const {
 265   // The predecessor has to be immediately before this block.
 266   const MachineBasicBlock *Pred = *MBB->pred_begin();
 267
 268   // If the predecessor is a switch statement, assume a jump table
 269   // implementation, so it is not a fall through.
 270   if (const BasicBlock *bb = Pred->getBasicBlock())
 271     if (isa<SwitchInst>(bb->getTerminator()))
 272       return false;
 273
 274   // If this is a landing pad, it isn't a fall through.  If it has no preds,
 275   // then nothing falls through to it.
 276   if (MBB->isLandingPad() || MBB->pred_empty())
 277     return false;
 278
 279   // If there isn't exactly one predecessor, it can't be a fall through.
 280   MachineBasicBlock::const_pred_iterator PI = MBB->pred_begin(), PI2 = PI;
 281   ++PI2;
 282
 283   if (PI2 != MBB->pred_end())
 284     return false;
 285
 286   // The predecessor has to be immediately before this block.
 287   if (!Pred->isLayoutSuccessor(MBB))
 288     return false;
 289
 290   // If the block is completely empty, then it definitely does fall through.
 291   if (Pred->empty())
 292     return true;
 293
 294   // Otherwise, check the last instruction.
 295   // Check if the last terminator is an unconditional branch.
 296   MachineBasicBlock::const_iterator I = Pred->end();
 297   while (I != Pred->begin() && !(--I)->isTerminator()) ;
 298
 299   return !I->isBarrier();
 300 }
 301
 302 // Print out an operand for an inline asm expression.
 303 bool MipsAsmPrinter::PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
 304                                      unsigned AsmVariant,const char *ExtraCode,
 305                                      raw_ostream &O) {
 306   // Does this asm operand have a single letter operand modifier?
 307   if (ExtraCode && ExtraCode[0]) {
 308     if (ExtraCode[1] != 0) return true; // Unknown modifier.
 309
 310     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNum);
 311     switch (ExtraCode[0]) {
 312     default:
 313       return true;  // Unknown modifier.
 314     case 'X': // hex const int
 315       if ((MO.getType()) != MachineOperand::MO_Immediate)
 316         return true;
 317       O << "0x" << StringRef(utohexstr(MO.getImm())).lower();
 318       return false;
 319     case 'x': // hex const int (low 16 bits)
 320       if ((MO.getType()) != MachineOperand::MO_Immediate)
 321         return true;
 322       O << "0x" << StringRef(utohexstr(MO.getImm() & 0xffff)).lower();
 323       return false;
 324     case 'd': // decimal const int
 325       if ((MO.getType()) != MachineOperand::MO_Immediate)
 326         return true;
 327       O << MO.getImm();
 328       return false;
 329     case 'm': // decimal const int minus 1
 330       if ((MO.getType()) != MachineOperand::MO_Immediate)
 331         return true;
 332       O << MO.getImm() - 1;
 333       return false;
 334     }
 335   }
 336
 337   printOperand(MI, OpNum, O);
 338   return false;
 339 }
 340
 341 bool MipsAsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
 342                                            unsigned OpNum, unsigned AsmVariant,
 343                                            const char *ExtraCode,
 344                                            raw_ostream &O) {
 345   if (ExtraCode && ExtraCode[0])
 346      return true; // Unknown modifier.
 347
 348   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNum);
 349   assert(MO.isReg() && "unexpected inline asm memory operand");
 350   O << "0($" << MipsInstPrinter::getRegisterName(MO.getReg()) << ")";
 351   return false;
 352 }
 353
 354 void MipsAsmPrinter::printOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
 355                                   raw_ostream &O) {
 356   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(opNum);
 357   bool closeP = false;
 358
 359   if (MO.getTargetFlags())
 360     closeP = true;
 361
 362   switch(MO.getTargetFlags()) {
 363   case MipsII::MO_GPREL:    O << "%gp_rel("; break;
 364   case MipsII::MO_GOT_CALL: O << "%call16("; break;
 365   case MipsII::MO_GOT:      O << "%got(";    break;
 366   case MipsII::MO_ABS_HI:   O << "%hi(";     break;
 367   case MipsII::MO_ABS_LO:   O << "%lo(";     break;
 368   case MipsII::MO_TLSGD:    O << "%tlsgd(";  break;
 369   case MipsII::MO_GOTTPREL: O << "%gottprel("; break;
 370   case MipsII::MO_TPREL_HI: O << "%tprel_hi("; break;
 371   case MipsII::MO_TPREL_LO: O << "%tprel_lo("; break;
 372   case MipsII::MO_GPOFF_HI: O << "%hi(%neg(%gp_rel("; break;
 373   case MipsII::MO_GPOFF_LO: O << "%lo(%neg(%gp_rel("; break;
 374   case MipsII::MO_GOT_DISP: O << "%got_disp("; break;
 375   case MipsII::MO_GOT_PAGE: O << "%got_page("; break;
 376   case MipsII::MO_GOT_OFST: O << "%got_ofst("; break;
 377   }
 378
 379   switch (MO.getType()) {
 380     case MachineOperand::MO_Register:
 381       O << '$'
 382         << StringRef(MipsInstPrinter::getRegisterName(MO.getReg())).lower();
 383       break;
 384
 385     case MachineOperand::MO_Immediate:
 386       O << MO.getImm();
 387       break;
 388
 389     case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
 390       O << *MO.getMBB()->getSymbol();
 391       return;
 392
 393     case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
 394       O << *Mang->getSymbol(MO.getGlobal());
 395       break;
 396
 397     case MachineOperand::MO_BlockAddress: {
 398       MCSymbol* BA = GetBlockAddressSymbol(MO.getBlockAddress());
 399       O << BA->getName();
 400       break;
 401     }
 402
 403     case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
 404       O << *GetExternalSymbolSymbol(MO.getSymbolName());
 405       break;
 406
 407     case MachineOperand::MO_JumpTableIndex:
 408       O << MAI->getPrivateGlobalPrefix() << "JTI" << getFunctionNumber()
 409         << '_' << MO.getIndex();
 410       break;
 411
 412     case MachineOperand::MO_ConstantPoolIndex:
 413       O << MAI->getPrivateGlobalPrefix() << "CPI"
 414         << getFunctionNumber() << "_" << MO.getIndex();
 415       if (MO.getOffset())
 416         O << "+" << MO.getOffset();
 417       break;
 418
 419     default:
 420       llvm_unreachable("<unknown operand type>");
 421   }
 422
 423   if (closeP) O << ")";
 424 }
 425
 426 void MipsAsmPrinter::printUnsignedImm(const MachineInstr *MI, int opNum,
 427                                       raw_ostream &O) {
 428   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(opNum);
 429   if (MO.isImm())
 430     O << (unsigned short int)MO.getImm();
 431   else
 432     printOperand(MI, opNum, O);
 433 }
 434
 435 void MipsAsmPrinter::
 436 printMemOperand(const MachineInstr *MI, int opNum, raw_ostream &O) {
 437   // Load/Store memory operands -- imm($reg)
 438   // If PIC target the target is loaded as the
 439   // pattern lw $25,%call16($28)
 440   printOperand(MI, opNum+1, O);
 441   O << "(";
 442   printOperand(MI, opNum, O);
 443   O << ")";
 444 }
 445
 446 void MipsAsmPrinter::
 447 printMemOperandEA(const MachineInstr *MI, int opNum, raw_ostream &O) {
 448   // when using stack locations for not load/store instructions
 449   // print the same way as all normal 3 operand instructions.
 450   printOperand(MI, opNum, O);
 451   O << ", ";
 452   printOperand(MI, opNum+1, O);
 453   return;
 454 }
 455
 456 void MipsAsmPrinter::
 457 printFCCOperand(const MachineInstr *MI, int opNum, raw_ostream &O,
 458                 const char *Modifier) {
 459   const MachineOperand& MO = MI->getOperand(opNum);
 460   O << Mips::MipsFCCToString((Mips::CondCode)MO.getImm());
 461 }
 462
 463 void MipsAsmPrinter::EmitStartOfAsmFile(Module &M) {
 464   // FIXME: Use SwitchSection.
 465
 466   // Tell the assembler which ABI we are using
 467   if (OutStreamer.hasRawTextSupport())
 468     OutStreamer.EmitRawText("\t.section .mdebug." +
 469                             Twine(getCurrentABIString()));
 470
 471   // TODO: handle O64 ABI
 472   if (OutStreamer.hasRawTextSupport()) {
 473     if (Subtarget->isABI_EABI()) {
 474       if (Subtarget->isGP32bit())
 475         OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.section .gcc_compiled_long32"));
 476       else
 477         OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.section .gcc_compiled_long64"));
 478     }
 479   }
 480
 481   // return to previous section
 482   if (OutStreamer.hasRawTextSupport())
 483     OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t.previous"));
 484 }
 485
 486 MachineLocation
 487 MipsAsmPrinter::getDebugValueLocation(const MachineInstr *MI) const {
 488   // Handles frame addresses emitted in MipsInstrInfo::emitFrameIndexDebugValue.
 489   assert(MI->getNumOperands() == 4 && "Invalid no. of machine operands!");
 490   assert(MI->getOperand(0).isReg() && MI->getOperand(1).isImm() &&
 491          "Unexpected MachineOperand types");
 492   return MachineLocation(MI->getOperand(0).getReg(),
 493                          MI->getOperand(1).getImm());
 494 }
 495
 496 void MipsAsmPrinter::PrintDebugValueComment(const MachineInstr *MI,
 497                                            raw_ostream &OS) {
 498   // TODO: implement
 499 }
 500
 501 // Force static initialization.
 502 extern "C" void LLVMInitializeMipsAsmPrinter() {
 503   RegisterAsmPrinter<MipsAsmPrinter> X(TheMipsTarget);
 504   RegisterAsmPrinter<MipsAsmPrinter> Y(TheMipselTarget);
 505   RegisterAsmPrinter<MipsAsmPrinter> A(TheMips64Target);
 506   RegisterAsmPrinter<MipsAsmPrinter> B(TheMips64elTarget);
 507 }