lib/Target/AArch64/MCTargetDesc/AArch64ELFStreamer.cpp

   1 //===- lib/MC/AArch64ELFStreamer.cpp - ELF Object Output for AArch64 ------===//
   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 assembles .s files and emits AArch64 ELF .o object files. Different
  11 // from generic ELF streamer in emitting mapping symbols ($x and $d) to delimit
  12 // regions of data and code.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "AArch64TargetStreamer.h"
  17 #include "llvm/MC/MCELFStreamer.h"
  18 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  19 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  20 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  21 #include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
  22 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  23 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  24 #include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
  25 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  26 #include "llvm/MC/MCELFStreamer.h"
  27 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  28 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  29 #include "llvm/MC/MCObjectStreamer.h"
  30 #include "llvm/MC/MCSection.h"
  31 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  32 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  33 #include "llvm/MC/MCSymbolELF.h"
  34 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  35 #include "llvm/Support/Debug.h"
  36 #include "llvm/Support/ELF.h"
  37 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  38 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40
  41 using namespace llvm;
  42
  43 namespace {
  44
  45 class AArch64ELFStreamer;
  46
  47 class AArch64TargetAsmStreamer : public AArch64TargetStreamer {
  48   formatted_raw_ostream &OS;
  49
  50   void emitInst(uint32_t Inst) override;
  51
  52 public:
  53   AArch64TargetAsmStreamer(MCStreamer &S, formatted_raw_ostream &OS);
  54 };
  55
  56 AArch64TargetAsmStreamer::AArch64TargetAsmStreamer(MCStreamer &S,
  57                                                    formatted_raw_ostream &OS)
  58   : AArch64TargetStreamer(S), OS(OS) {}
  59
  60 void AArch64TargetAsmStreamer::emitInst(uint32_t Inst) {
  61   OS << "\t.inst\t0x" << Twine::utohexstr(Inst) << "\n";
  62 }
  63
  64 class AArch64TargetELFStreamer : public AArch64TargetStreamer {
  65 private:
  66   AArch64ELFStreamer &getStreamer();
  67
  68   void emitInst(uint32_t Inst) override;
  69
  70 public:
  71   AArch64TargetELFStreamer(MCStreamer &S) : AArch64TargetStreamer(S) {}
  72 };
  73
  74 /// Extend the generic ELFStreamer class so that it can emit mapping symbols at
  75 /// the appropriate points in the object files. These symbols are defined in the
  76 /// AArch64 ELF ABI:
  77 ///    infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ihi0056a/IHI0056A_aaelf64.pdf
  78 ///
  79 /// In brief: $x or $d should be emitted at the start of each contiguous region
  80 /// of A64 code or data in a section. In practice, this emission does not rely
  81 /// on explicit assembler directives but on inherent properties of the
  82 /// directives doing the emission (e.g. ".byte" is data, "add x0, x0, x0" an
  83 /// instruction).
  84 ///
  85 /// As a result this system is orthogonal to the DataRegion infrastructure used
  86 /// by MachO. Beware!
  87 class AArch64ELFStreamer : public MCELFStreamer {
  88 public:
  89   friend class AArch64TargetELFStreamer;
  90
  91   AArch64ELFStreamer(MCContext &Context, MCAsmBackend &TAB,
  92                      raw_pwrite_stream &OS, MCCodeEmitter *Emitter)
  93       : MCELFStreamer(Context, TAB, OS, Emitter), MappingSymbolCounter(0),
  94         LastEMS(EMS_None) {}
  95
  96   void ChangeSection(MCSection *Section, const MCExpr *Subsection) override {
  97     // We have to keep track of the mapping symbol state of any sections we
  98     // use. Each one should start off as EMS_None, which is provided as the
  99     // default constructor by DenseMap::lookup.
 100     LastMappingSymbols[getPreviousSection().first] = LastEMS;
 101     LastEMS = LastMappingSymbols.lookup(Section);
 102
 103     MCELFStreamer::ChangeSection(Section, Subsection);
 104   }
 105
 106   /// This function is the one used to emit instruction data into the ELF
 107   /// streamer. We override it to add the appropriate mapping symbol if
 108   /// necessary.
 109   void EmitInstruction(const MCInst &Inst,
 110                        const MCSubtargetInfo &STI) override {
 111     EmitA64MappingSymbol();
 112     MCELFStreamer::EmitInstruction(Inst, STI);
 113   }
 114
 115   /// Emit a 32-bit value as an instruction. This is only used for the .inst
 116   /// directive, EmitInstruction should be used in other cases.
 117   void emitInst(uint32_t Inst) {
 118     char Buffer[4];
 119
 120     // We can't just use EmitIntValue here, as that will emit a data mapping
 121     // symbol, and swap the endianness on big-endian systems (instructions are
 122     // always little-endian).
 123     for (unsigned I = 0; I < 4; ++I) {
 124       Buffer[I] = uint8_t(Inst);
 125       Inst >>= 8;
 126     }
 127
 128     EmitA64MappingSymbol();
 129     MCELFStreamer::EmitBytes(StringRef(Buffer, 4));
 130   }
 131
 132   /// This is one of the functions used to emit data into an ELF section, so the
 133   /// AArch64 streamer overrides it to add the appropriate mapping symbol ($d)
 134   /// if necessary.
 135   void EmitBytes(StringRef Data) override {
 136     EmitDataMappingSymbol();
 137     MCELFStreamer::EmitBytes(Data);
 138   }
 139
 140   /// This is one of the functions used to emit data into an ELF section, so the
 141   /// AArch64 streamer overrides it to add the appropriate mapping symbol ($d)
 142   /// if necessary.
 143   void EmitValueImpl(const MCExpr *Value, unsigned Size, SMLoc Loc) override {
 144     EmitDataMappingSymbol();
 145     MCELFStreamer::EmitValueImpl(Value, Size, Loc);
 146   }
 147
 148 private:
 149   enum ElfMappingSymbol {
 150     EMS_None,
 151     EMS_A64,
 152     EMS_Data
 153   };
 154
 155   void EmitDataMappingSymbol() {
 156     if (LastEMS == EMS_Data)
 157       return;
 158     EmitMappingSymbol("$d");
 159     LastEMS = EMS_Data;
 160   }
 161
 162   void EmitA64MappingSymbol() {
 163     if (LastEMS == EMS_A64)
 164       return;
 165     EmitMappingSymbol("$x");
 166     LastEMS = EMS_A64;
 167   }
 168
 169   void EmitMappingSymbol(StringRef Name) {
 170     auto *Symbol = cast<MCSymbolELF>(getContext().getOrCreateSymbol(
 171         Name + "." + Twine(MappingSymbolCounter++)));
 172     EmitLabel(Symbol);
 173     Symbol->setType(ELF::STT_NOTYPE);
 174     Symbol->setBinding(ELF::STB_LOCAL);
 175     Symbol->setExternal(false);
 176   }
 177
 178   int64_t MappingSymbolCounter;
 179
 180   DenseMap<const MCSection *, ElfMappingSymbol> LastMappingSymbols;
 181   ElfMappingSymbol LastEMS;
 182 };
 183 } // end anonymous namespace
 184
 185 AArch64ELFStreamer &AArch64TargetELFStreamer::getStreamer() {
 186   return static_cast<AArch64ELFStreamer &>(Streamer);
 187 }
 188
 189 void AArch64TargetELFStreamer::emitInst(uint32_t Inst) {
 190   getStreamer().emitInst(Inst);
 191 }
 192
 193 namespace llvm {
 194 MCTargetStreamer *createAArch64AsmTargetStreamer(MCStreamer &S,
 195                                                  formatted_raw_ostream &OS,
 196                                                  MCInstPrinter *InstPrint,
 197                                                  bool isVerboseAsm) {
 198   return new AArch64TargetAsmStreamer(S, OS);
 199 }
 200
 201 MCELFStreamer *createAArch64ELFStreamer(MCContext &Context, MCAsmBackend &TAB,
 202                                         raw_pwrite_stream &OS,
 203                                         MCCodeEmitter *Emitter, bool RelaxAll) {
 204   AArch64ELFStreamer *S = new AArch64ELFStreamer(Context, TAB, OS, Emitter);
 205   if (RelaxAll)
 206     S->getAssembler().setRelaxAll(true);
 207   return S;
 208 }
 209
 210 MCTargetStreamer *
 211 createAArch64ObjectTargetStreamer(MCStreamer &S, const MCSubtargetInfo &STI) {
 212   const Triple &TT = STI.getTargetTriple();
 213   if (TT.isOSBinFormatELF())
 214     return new AArch64TargetELFStreamer(S);
 215   return nullptr;
 216 }
 217 }