lib/Target/ARM/MCTargetDesc/ARMAsmBackend.cpp

   1 //===-- ARMAsmBackend.cpp - ARM Assembler Backend -------------------------===//
   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 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
  11 #include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
  12 #include "MCTargetDesc/ARMAsmBackend.h"
  13 #include "MCTargetDesc/ARMAsmBackendDarwin.h"
  14 #include "MCTargetDesc/ARMAsmBackendELF.h"
  15 #include "MCTargetDesc/ARMAsmBackendWinCOFF.h"
  16 #include "MCTargetDesc/ARMBaseInfo.h"
  17 #include "MCTargetDesc/ARMFixupKinds.h"
  18 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
  19 #include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
  20 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  21 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  22 #include "llvm/MC/MCDirectives.h"
  23 #include "llvm/MC/MCELFObjectWriter.h"
  24 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  25 #include "llvm/MC/MCFixupKindInfo.h"
  26 #include "llvm/MC/MCMachObjectWriter.h"
  27 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  28 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
  29 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  30 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  31 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  32 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/ELF.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/Format.h"
  37 #include "llvm/Support/MachO.h"
  38 #include "llvm/Support/TargetParser.h"
  39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  40 using namespace llvm;
  41
  42 namespace {
  43 class ARMELFObjectWriter : public MCELFObjectTargetWriter {
  44 public:
  45   ARMELFObjectWriter(uint8_t OSABI)
  46       : MCELFObjectTargetWriter(/*Is64Bit*/ false, OSABI, ELF::EM_ARM,
  47                                 /*HasRelocationAddend*/ false) {}
  48 };
  49
  50 const MCFixupKindInfo &ARMAsmBackend::getFixupKindInfo(MCFixupKind Kind) const {
  51   const static MCFixupKindInfo InfosLE[ARM::NumTargetFixupKinds] = {
  52       // This table *must* be in the order that the fixup_* kinds are defined in
  53       // ARMFixupKinds.h.
  54       //
  55       // Name                      Offset (bits) Size (bits)     Flags
  56       {"fixup_arm_ldst_pcrel_12", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  57       {"fixup_t2_ldst_pcrel_12", 0, 32,
  58        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
  59            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
  60       {"fixup_arm_pcrel_10_unscaled", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  61       {"fixup_arm_pcrel_10", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  62       {"fixup_t2_pcrel_10", 0, 32,
  63        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
  64            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
  65       {"fixup_thumb_adr_pcrel_10", 0, 8,
  66        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
  67            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
  68       {"fixup_arm_adr_pcrel_12", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  69       {"fixup_t2_adr_pcrel_12", 0, 32,
  70        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
  71            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
  72       {"fixup_arm_condbranch", 0, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  73       {"fixup_arm_uncondbranch", 0, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  74       {"fixup_t2_condbranch", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  75       {"fixup_t2_uncondbranch", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  76       {"fixup_arm_thumb_br", 0, 16, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  77       {"fixup_arm_uncondbl", 0, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  78       {"fixup_arm_condbl", 0, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  79       {"fixup_arm_blx", 0, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  80       {"fixup_arm_thumb_bl", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  81       {"fixup_arm_thumb_blx", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  82       {"fixup_arm_thumb_cb", 0, 16, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  83       {"fixup_arm_thumb_cp", 0, 8,
  84        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
  85            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
  86       {"fixup_arm_thumb_bcc", 0, 8, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
  87       // movw / movt: 16-bits immediate but scattered into two chunks 0 - 12, 16
  88       // - 19.
  89       {"fixup_arm_movt_hi16", 0, 20, 0},
  90       {"fixup_arm_movw_lo16", 0, 20, 0},
  91       {"fixup_t2_movt_hi16", 0, 20, 0},
  92       {"fixup_t2_movw_lo16", 0, 20, 0},
  93   };
  94   const static MCFixupKindInfo InfosBE[ARM::NumTargetFixupKinds] = {
  95       // This table *must* be in the order that the fixup_* kinds are defined in
  96       // ARMFixupKinds.h.
  97       //
  98       // Name                      Offset (bits) Size (bits)     Flags
  99       {"fixup_arm_ldst_pcrel_12", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 100       {"fixup_t2_ldst_pcrel_12", 0, 32,
 101        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
 102            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 103       {"fixup_arm_pcrel_10_unscaled", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 104       {"fixup_arm_pcrel_10", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 105       {"fixup_t2_pcrel_10", 0, 32,
 106        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
 107            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 108       {"fixup_thumb_adr_pcrel_10", 8, 8,
 109        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
 110            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 111       {"fixup_arm_adr_pcrel_12", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 112       {"fixup_t2_adr_pcrel_12", 0, 32,
 113        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
 114            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 115       {"fixup_arm_condbranch", 8, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 116       {"fixup_arm_uncondbranch", 8, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 117       {"fixup_t2_condbranch", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 118       {"fixup_t2_uncondbranch", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 119       {"fixup_arm_thumb_br", 0, 16, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 120       {"fixup_arm_uncondbl", 8, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 121       {"fixup_arm_condbl", 8, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 122       {"fixup_arm_blx", 8, 24, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 123       {"fixup_arm_thumb_bl", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 124       {"fixup_arm_thumb_blx", 0, 32, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 125       {"fixup_arm_thumb_cb", 0, 16, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 126       {"fixup_arm_thumb_cp", 8, 8,
 127        MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel |
 128            MCFixupKindInfo::FKF_IsAlignedDownTo32Bits},
 129       {"fixup_arm_thumb_bcc", 8, 8, MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel},
 130       // movw / movt: 16-bits immediate but scattered into two chunks 0 - 12, 16
 131       // - 19.
 132       {"fixup_arm_movt_hi16", 12, 20, 0},
 133       {"fixup_arm_movw_lo16", 12, 20, 0},
 134       {"fixup_t2_movt_hi16", 12, 20, 0},
 135       {"fixup_t2_movw_lo16", 12, 20, 0},
 136   };
 137
 138   if (Kind < FirstTargetFixupKind)
 139     return MCAsmBackend::getFixupKindInfo(Kind);
 140
 141   assert(unsigned(Kind - FirstTargetFixupKind) < getNumFixupKinds() &&
 142          "Invalid kind!");
 143   return (IsLittleEndian ? InfosLE : InfosBE)[Kind - FirstTargetFixupKind];
 144 }
 145
 146 void ARMAsmBackend::handleAssemblerFlag(MCAssemblerFlag Flag) {
 147   switch (Flag) {
 148   default:
 149     break;
 150   case MCAF_Code16:
 151     setIsThumb(true);
 152     break;
 153   case MCAF_Code32:
 154     setIsThumb(false);
 155     break;
 156   }
 157 }
 158 } // end anonymous namespace
 159
 160 unsigned ARMAsmBackend::getRelaxedOpcode(unsigned Op) const {
 161   bool HasThumb2 = STI->getFeatureBits()[ARM::FeatureThumb2];
 162
 163   switch (Op) {
 164   default:
 165     return Op;
 166   case ARM::tBcc:
 167     return HasThumb2 ? (unsigned)ARM::t2Bcc : Op;
 168   case ARM::tLDRpci:
 169     return HasThumb2 ? (unsigned)ARM::t2LDRpci : Op;
 170   case ARM::tADR:
 171     return HasThumb2 ? (unsigned)ARM::t2ADR : Op;
 172   case ARM::tB:
 173     return HasThumb2 ? (unsigned)ARM::t2B : Op;
 174   case ARM::tCBZ:
 175     return ARM::tHINT;
 176   case ARM::tCBNZ:
 177     return ARM::tHINT;
 178   }
 179 }
 180
 181 bool ARMAsmBackend::mayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const {
 182   if (getRelaxedOpcode(Inst.getOpcode()) != Inst.getOpcode())
 183     return true;
 184   return false;
 185 }
 186
 187 const char *ARMAsmBackend::reasonForFixupRelaxation(const MCFixup &Fixup,
 188                                                     uint64_t Value) const {
 189   switch ((unsigned)Fixup.getKind()) {
 190   case ARM::fixup_arm_thumb_br: {
 191     // Relaxing tB to t2B. tB has a signed 12-bit displacement with the
 192     // low bit being an implied zero. There's an implied +4 offset for the
 193     // branch, so we adjust the other way here to determine what's
 194     // encodable.
 195     //
 196     // Relax if the value is too big for a (signed) i8.
 197     int64_t Offset = int64_t(Value) - 4;
 198     if (Offset > 2046 || Offset < -2048)
 199       return "out of range pc-relative fixup value";
 200     break;
 201   }
 202   case ARM::fixup_arm_thumb_bcc: {
 203     // Relaxing tBcc to t2Bcc. tBcc has a signed 9-bit displacement with the
 204     // low bit being an implied zero. There's an implied +4 offset for the
 205     // branch, so we adjust the other way here to determine what's
 206     // encodable.
 207     //
 208     // Relax if the value is too big for a (signed) i8.
 209     int64_t Offset = int64_t(Value) - 4;
 210     if (Offset > 254 || Offset < -256)
 211       return "out of range pc-relative fixup value";
 212     break;
 213   }
 214   case ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10:
 215   case ARM::fixup_arm_thumb_cp: {
 216     // If the immediate is negative, greater than 1020, or not a multiple
 217     // of four, the wide version of the instruction must be used.
 218     int64_t Offset = int64_t(Value) - 4;
 219     if (Offset & 3)
 220       return "misaligned pc-relative fixup value";
 221     else if (Offset > 1020 || Offset < 0)
 222       return "out of range pc-relative fixup value";
 223     break;
 224   }
 225   case ARM::fixup_arm_thumb_cb: {
 226     // If we have a Thumb CBZ or CBNZ instruction and its target is the next
 227     // instruction it is is actually out of range for the instruction.
 228     // It will be changed to a NOP.
 229     int64_t Offset = (Value & ~1);
 230     if (Offset == 2)
 231       return "will be converted to nop";
 232     break;
 233   }
 234   default:
 235     llvm_unreachable("Unexpected fixup kind in reasonForFixupRelaxation()!");
 236   }
 237   return nullptr;
 238 }
 239
 240 bool ARMAsmBackend::fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup, uint64_t Value,
 241                                          const MCRelaxableFragment *DF,
 242                                          const MCAsmLayout &Layout) const {
 243   return reasonForFixupRelaxation(Fixup, Value);
 244 }
 245
 246 void ARMAsmBackend::relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
 247   unsigned RelaxedOp = getRelaxedOpcode(Inst.getOpcode());
 248
 249   // Sanity check w/ diagnostic if we get here w/ a bogus instruction.
 250   if (RelaxedOp == Inst.getOpcode()) {
 251     SmallString<256> Tmp;
 252     raw_svector_ostream OS(Tmp);
 253     Inst.dump_pretty(OS);
 254     OS << "\n";
 255     report_fatal_error("unexpected instruction to relax: " + OS.str());
 256   }
 257
 258   // If we are changing Thumb CBZ or CBNZ instruction to a NOP, aka tHINT, we
 259   // have to change the operands too.
 260   if ((Inst.getOpcode() == ARM::tCBZ || Inst.getOpcode() == ARM::tCBNZ) &&
 261       RelaxedOp == ARM::tHINT) {
 262     Res.setOpcode(RelaxedOp);
 263     Res.addOperand(MCOperand::createImm(0));
 264     Res.addOperand(MCOperand::createImm(14));
 265     Res.addOperand(MCOperand::createReg(0));
 266     return;
 267   }
 268
 269   // The rest of instructions we're relaxing have the same operands.
 270   // We just need to update to the proper opcode.
 271   Res = Inst;
 272   Res.setOpcode(RelaxedOp);
 273 }
 274
 275 bool ARMAsmBackend::writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
 276   const uint16_t Thumb1_16bitNopEncoding = 0x46c0; // using MOV r8,r8
 277   const uint16_t Thumb2_16bitNopEncoding = 0xbf00; // NOP
 278   const uint32_t ARMv4_NopEncoding = 0xe1a00000;   // using MOV r0,r0
 279   const uint32_t ARMv6T2_NopEncoding = 0xe320f000; // NOP
 280   if (isThumb()) {
 281     const uint16_t nopEncoding =
 282         hasNOP() ? Thumb2_16bitNopEncoding : Thumb1_16bitNopEncoding;
 283     uint64_t NumNops = Count / 2;
 284     for (uint64_t i = 0; i != NumNops; ++i)
 285       OW->write16(nopEncoding);
 286     if (Count & 1)
 287       OW->write8(0);
 288     return true;
 289   }
 290   // ARM mode
 291   const uint32_t nopEncoding =
 292       hasNOP() ? ARMv6T2_NopEncoding : ARMv4_NopEncoding;
 293   uint64_t NumNops = Count / 4;
 294   for (uint64_t i = 0; i != NumNops; ++i)
 295     OW->write32(nopEncoding);
 296   // FIXME: should this function return false when unable to write exactly
 297   // 'Count' bytes with NOP encodings?
 298   switch (Count % 4) {
 299   default:
 300     break; // No leftover bytes to write
 301   case 1:
 302     OW->write8(0);
 303     break;
 304   case 2:
 305     OW->write16(0);
 306     break;
 307   case 3:
 308     OW->write16(0);
 309     OW->write8(0xa0);
 310     break;
 311   }
 312
 313   return true;
 314 }
 315
 316 static uint32_t swapHalfWords(uint32_t Value, bool IsLittleEndian) {
 317   if (IsLittleEndian) {
 318     // Note that the halfwords are stored high first and low second in thumb;
 319     // so we need to swap the fixup value here to map properly.
 320     uint32_t Swapped = (Value & 0xFFFF0000) >> 16;
 321     Swapped |= (Value & 0x0000FFFF) << 16;
 322     return Swapped;
 323   } else
 324     return Value;
 325 }
 326
 327 static uint32_t joinHalfWords(uint32_t FirstHalf, uint32_t SecondHalf,
 328                               bool IsLittleEndian) {
 329   uint32_t Value;
 330
 331   if (IsLittleEndian) {
 332     Value = (SecondHalf & 0xFFFF) << 16;
 333     Value |= (FirstHalf & 0xFFFF);
 334   } else {
 335     Value = (SecondHalf & 0xFFFF);
 336     Value |= (FirstHalf & 0xFFFF) << 16;
 337   }
 338
 339   return Value;
 340 }
 341
 342 unsigned ARMAsmBackend::adjustFixupValue(const MCFixup &Fixup, uint64_t Value,
 343                                          bool IsPCRel, MCContext *Ctx,
 344                                          bool IsLittleEndian,
 345                                          bool IsResolved) const {
 346   unsigned Kind = Fixup.getKind();
 347   switch (Kind) {
 348   default:
 349     llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 350   case FK_Data_1:
 351   case FK_Data_2:
 352   case FK_Data_4:
 353     return Value;
 354   case FK_SecRel_2:
 355     return Value;
 356   case FK_SecRel_4:
 357     return Value;
 358   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 359     if (!IsPCRel)
 360       Value >>= 16;
 361   // Fallthrough
 362   case ARM::fixup_arm_movw_lo16: {
 363     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
 364     unsigned Lo12 = Value & 0x0FFF;
 365     // inst{19-16} = Hi4;
 366     // inst{11-0} = Lo12;
 367     Value = (Hi4 << 16) | (Lo12);
 368     return Value;
 369   }
 370   case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
 371     if (!IsPCRel)
 372       Value >>= 16;
 373   // Fallthrough
 374   case ARM::fixup_t2_movw_lo16: {
 375     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
 376     unsigned i = (Value & 0x800) >> 11;
 377     unsigned Mid3 = (Value & 0x700) >> 8;
 378     unsigned Lo8 = Value & 0x0FF;
 379     // inst{19-16} = Hi4;
 380     // inst{26} = i;
 381     // inst{14-12} = Mid3;
 382     // inst{7-0} = Lo8;
 383     Value = (Hi4 << 16) | (i << 26) | (Mid3 << 12) | (Lo8);
 384     return swapHalfWords(Value, IsLittleEndian);
 385   }
 386   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
 387     // ARM PC-relative values are offset by 8.
 388     Value -= 4;
 389   // FALLTHROUGH
 390   case ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12: {
 391     // Offset by 4, adjusted by two due to the half-word ordering of thumb.
 392     Value -= 4;
 393     bool isAdd = true;
 394     if ((int64_t)Value < 0) {
 395       Value = -Value;
 396       isAdd = false;
 397     }
 398     if (Ctx && Value >= 4096)
 399       Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
 400     Value |= isAdd << 23;
 401
 402     // Same addressing mode as fixup_arm_pcrel_10,
 403     // but with 16-bit halfwords swapped.
 404     if (Kind == ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12)
 405       return swapHalfWords(Value, IsLittleEndian);
 406
 407     return Value;
 408   }
 409   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12: {
 410     // ARM PC-relative values are offset by 8.
 411     Value -= 8;
 412     unsigned opc = 4; // bits {24-21}. Default to add: 0b0100
 413     if ((int64_t)Value < 0) {
 414       Value = -Value;
 415       opc = 2; // 0b0010
 416     }
 417     if (Ctx && ARM_AM::getSOImmVal(Value) == -1)
 418       Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
 419     // Encode the immediate and shift the opcode into place.
 420     return ARM_AM::getSOImmVal(Value) | (opc << 21);
 421   }
 422
 423   case ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12: {
 424     Value -= 4;
 425     unsigned opc = 0;
 426     if ((int64_t)Value < 0) {
 427       Value = -Value;
 428       opc = 5;
 429     }
 430
 431     uint32_t out = (opc << 21);
 432     out |= (Value & 0x800) << 15;
 433     out |= (Value & 0x700) << 4;
 434     out |= (Value & 0x0FF);
 435
 436     return swapHalfWords(out, IsLittleEndian);
 437   }
 438
 439   case ARM::fixup_arm_condbranch:
 440   case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
 441   case ARM::fixup_arm_uncondbl:
 442   case ARM::fixup_arm_condbl:
 443   case ARM::fixup_arm_blx:
 444     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
 445     // Offset by 8 just as above.
 446     if (const MCSymbolRefExpr *SRE =
 447             dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Fixup.getValue()))
 448       if (SRE->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL)
 449         return 0;
 450     return 0xffffff & ((Value - 8) >> 2);
 451   case ARM::fixup_t2_uncondbranch: {
 452     Value = Value - 4;
 453     Value >>= 1; // Low bit is not encoded.
 454
 455     uint32_t out = 0;
 456     bool I = Value & 0x800000;
 457     bool J1 = Value & 0x400000;
 458     bool J2 = Value & 0x200000;
 459     J1 ^= I;
 460     J2 ^= I;
 461
 462     out |= I << 26;                 // S bit
 463     out |= !J1 << 13;               // J1 bit
 464     out |= !J2 << 11;               // J2 bit
 465     out |= (Value & 0x1FF800) << 5; // imm6 field
 466     out |= (Value & 0x0007FF);      // imm11 field
 467
 468     return swapHalfWords(out, IsLittleEndian);
 469   }
 470   case ARM::fixup_t2_condbranch: {
 471     Value = Value - 4;
 472     Value >>= 1; // Low bit is not encoded.
 473
 474     uint64_t out = 0;
 475     out |= (Value & 0x80000) << 7; // S bit
 476     out |= (Value & 0x40000) >> 7; // J2 bit
 477     out |= (Value & 0x20000) >> 4; // J1 bit
 478     out |= (Value & 0x1F800) << 5; // imm6 field
 479     out |= (Value & 0x007FF);      // imm11 field
 480
 481     return swapHalfWords(out, IsLittleEndian);
 482   }
 483   case ARM::fixup_arm_thumb_bl: {
 484     // The value doesn't encode the low bit (always zero) and is offset by
 485     // four. The 32-bit immediate value is encoded as
 486     //   imm32 = SignExtend(S:I1:I2:imm10:imm11:0)
 487     // where I1 = NOT(J1 ^ S) and I2 = NOT(J2 ^ S).
 488     // The value is encoded into disjoint bit positions in the destination
 489     // opcode. x = unchanged, I = immediate value bit, S = sign extension bit,
 490     // J = either J1 or J2 bit
 491     //
 492     //   BL:  xxxxxSIIIIIIIIII xxJxJIIIIIIIIIII
 493     //
 494     // Note that the halfwords are stored high first, low second; so we need
 495     // to transpose the fixup value here to map properly.
 496     uint32_t offset = (Value - 4) >> 1;
 497     uint32_t signBit = (offset & 0x800000) >> 23;
 498     uint32_t I1Bit = (offset & 0x400000) >> 22;
 499     uint32_t J1Bit = (I1Bit ^ 0x1) ^ signBit;
 500     uint32_t I2Bit = (offset & 0x200000) >> 21;
 501     uint32_t J2Bit = (I2Bit ^ 0x1) ^ signBit;
 502     uint32_t imm10Bits = (offset & 0x1FF800) >> 11;
 503     uint32_t imm11Bits = (offset & 0x000007FF);
 504
 505     uint32_t FirstHalf = (((uint16_t)signBit << 10) | (uint16_t)imm10Bits);
 506     uint32_t SecondHalf = (((uint16_t)J1Bit << 13) | ((uint16_t)J2Bit << 11) |
 507                            (uint16_t)imm11Bits);
 508     return joinHalfWords(FirstHalf, SecondHalf, IsLittleEndian);
 509   }
 510   case ARM::fixup_arm_thumb_blx: {
 511     // The value doesn't encode the low two bits (always zero) and is offset by
 512     // four (see fixup_arm_thumb_cp). The 32-bit immediate value is encoded as
 513     //   imm32 = SignExtend(S:I1:I2:imm10H:imm10L:00)
 514     // where I1 = NOT(J1 ^ S) and I2 = NOT(J2 ^ S).
 515     // The value is encoded into disjoint bit positions in the destination
 516     // opcode. x = unchanged, I = immediate value bit, S = sign extension bit,
 517     // J = either J1 or J2 bit, 0 = zero.
 518     //
 519     //   BLX: xxxxxSIIIIIIIIII xxJxJIIIIIIIIII0
 520     //
 521     // Note that the halfwords are stored high first, low second; so we need
 522     // to transpose the fixup value here to map properly.
 523     uint32_t offset = (Value - 2) >> 2;
 524     if (const MCSymbolRefExpr *SRE =
 525             dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(Fixup.getValue()))
 526       if (SRE->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_ARM_TLSCALL)
 527         offset = 0;
 528     uint32_t signBit = (offset & 0x400000) >> 22;
 529     uint32_t I1Bit = (offset & 0x200000) >> 21;
 530     uint32_t J1Bit = (I1Bit ^ 0x1) ^ signBit;
 531     uint32_t I2Bit = (offset & 0x100000) >> 20;
 532     uint32_t J2Bit = (I2Bit ^ 0x1) ^ signBit;
 533     uint32_t imm10HBits = (offset & 0xFFC00) >> 10;
 534     uint32_t imm10LBits = (offset & 0x3FF);
 535
 536     uint32_t FirstHalf = (((uint16_t)signBit << 10) | (uint16_t)imm10HBits);
 537     uint32_t SecondHalf = (((uint16_t)J1Bit << 13) | ((uint16_t)J2Bit << 11) |
 538                            ((uint16_t)imm10LBits) << 1);
 539     return joinHalfWords(FirstHalf, SecondHalf, IsLittleEndian);
 540   }
 541   case ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10:
 542   case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
 543     // On CPUs supporting Thumb2, this will be relaxed to an ldr.w, otherwise we
 544     // could have an error on our hands.
 545     if (Ctx && !STI->getFeatureBits()[ARM::FeatureThumb2] && IsResolved) {
 546       const char *FixupDiagnostic = reasonForFixupRelaxation(Fixup, Value);
 547       if (FixupDiagnostic)
 548         Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), FixupDiagnostic);
 549     }
 550     // Offset by 4, and don't encode the low two bits.
 551     return ((Value - 4) >> 2) & 0xff;
 552   case ARM::fixup_arm_thumb_cb: {
 553     // Offset by 4 and don't encode the lower bit, which is always 0.
 554     // FIXME: diagnose if no Thumb2
 555     uint32_t Binary = (Value - 4) >> 1;
 556     return ((Binary & 0x20) << 4) | ((Binary & 0x1f) << 3);
 557   }
 558   case ARM::fixup_arm_thumb_br:
 559     // Offset by 4 and don't encode the lower bit, which is always 0.
 560     if (Ctx && !STI->getFeatureBits()[ARM::FeatureThumb2]) {
 561       const char *FixupDiagnostic = reasonForFixupRelaxation(Fixup, Value);
 562       if (FixupDiagnostic)
 563         Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), FixupDiagnostic);
 564     }
 565     return ((Value - 4) >> 1) & 0x7ff;
 566   case ARM::fixup_arm_thumb_bcc:
 567     // Offset by 4 and don't encode the lower bit, which is always 0.
 568     if (Ctx && !STI->getFeatureBits()[ARM::FeatureThumb2]) {
 569       const char *FixupDiagnostic = reasonForFixupRelaxation(Fixup, Value);
 570       if (FixupDiagnostic)
 571         Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), FixupDiagnostic);
 572     }
 573     return ((Value - 4) >> 1) & 0xff;
 574   case ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled: {
 575     Value = Value - 8; // ARM fixups offset by an additional word and don't
 576                        // need to adjust for the half-word ordering.
 577     bool isAdd = true;
 578     if ((int64_t)Value < 0) {
 579       Value = -Value;
 580       isAdd = false;
 581     }
 582     // The value has the low 4 bits encoded in [3:0] and the high 4 in [11:8].
 583     if (Ctx && Value >= 256)
 584       Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
 585     Value = (Value & 0xf) | ((Value & 0xf0) << 4);
 586     return Value | (isAdd << 23);
 587   }
 588   case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
 589     Value = Value - 4; // ARM fixups offset by an additional word and don't
 590                        // need to adjust for the half-word ordering.
 591                        // Fall through.
 592   case ARM::fixup_t2_pcrel_10: {
 593     // Offset by 4, adjusted by two due to the half-word ordering of thumb.
 594     Value = Value - 4;
 595     bool isAdd = true;
 596     if ((int64_t)Value < 0) {
 597       Value = -Value;
 598       isAdd = false;
 599     }
 600     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
 601     Value >>= 2;
 602     if (Ctx && Value >= 256)
 603       Ctx->reportFatalError(Fixup.getLoc(), "out of range pc-relative fixup value");
 604     Value |= isAdd << 23;
 605
 606     // Same addressing mode as fixup_arm_pcrel_10, but with 16-bit halfwords
 607     // swapped.
 608     if (Kind == ARM::fixup_t2_pcrel_10)
 609       return swapHalfWords(Value, IsLittleEndian);
 610
 611     return Value;
 612   }
 613   }
 614 }
 615
 616 void ARMAsmBackend::processFixupValue(const MCAssembler &Asm,
 617                                       const MCAsmLayout &Layout,
 618                                       const MCFixup &Fixup,
 619                                       const MCFragment *DF,
 620                                       const MCValue &Target, uint64_t &Value,
 621                                       bool &IsResolved) {
 622   const MCSymbolRefExpr *A = Target.getSymA();
 623   const MCSymbol *Sym = A ? &A->getSymbol() : nullptr;
 624   // Some fixups to thumb function symbols need the low bit (thumb bit)
 625   // twiddled.
 626   if ((unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12 &&
 627       (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12 &&
 628       (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12 &&
 629       (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10 &&
 630       (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12 &&
 631       (unsigned)Fixup.getKind() != ARM::fixup_arm_thumb_cp) {
 632     if (Sym) {
 633       if (Asm.isThumbFunc(Sym))
 634         Value |= 1;
 635     }
 636   }
 637   if (IsResolved && (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_bl) {
 638     assert(Sym && "How did we resolve this?");
 639
 640     // If the symbol is external the linker will handle it.
 641     // FIXME: Should we handle it as an optimization?
 642
 643     // If the symbol is out of range, produce a relocation and hope the
 644     // linker can handle it. GNU AS produces an error in this case.
 645     if (Sym->isExternal() || Value >= 0x400004)
 646       IsResolved = false;
 647   }
 648   // We must always generate a relocation for BL/BLX instructions if we have
 649   // a symbol to reference, as the linker relies on knowing the destination
 650   // symbol's thumb-ness to get interworking right.
 651   if (A && ((unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_thumb_blx ||
 652             (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_blx ||
 653             (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_uncondbl ||
 654             (unsigned)Fixup.getKind() == ARM::fixup_arm_condbl))
 655     IsResolved = false;
 656
 657   // Try to get the encoded value for the fixup as-if we're mapping it into
 658   // the instruction. This allows adjustFixupValue() to issue a diagnostic
 659   // if the value aren't invalid.
 660   (void)adjustFixupValue(Fixup, Value, false, &Asm.getContext(),
 661                          IsLittleEndian, IsResolved);
 662 }
 663
 664 /// getFixupKindNumBytes - The number of bytes the fixup may change.
 665 static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
 666   switch (Kind) {
 667   default:
 668     llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 669
 670   case FK_Data_1:
 671   case ARM::fixup_arm_thumb_bcc:
 672   case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
 673   case ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10:
 674     return 1;
 675
 676   case FK_Data_2:
 677   case ARM::fixup_arm_thumb_br:
 678   case ARM::fixup_arm_thumb_cb:
 679     return 2;
 680
 681   case ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled:
 682   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
 683   case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
 684   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
 685   case ARM::fixup_arm_uncondbl:
 686   case ARM::fixup_arm_condbl:
 687   case ARM::fixup_arm_blx:
 688   case ARM::fixup_arm_condbranch:
 689   case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
 690     return 3;
 691
 692   case FK_Data_4:
 693   case ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12:
 694   case ARM::fixup_t2_condbranch:
 695   case ARM::fixup_t2_uncondbranch:
 696   case ARM::fixup_t2_pcrel_10:
 697   case ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12:
 698   case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
 699   case ARM::fixup_arm_thumb_blx:
 700   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 701   case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
 702   case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
 703   case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
 704     return 4;
 705
 706   case FK_SecRel_2:
 707     return 2;
 708   case FK_SecRel_4:
 709     return 4;
 710   }
 711 }
 712
 713 /// getFixupKindContainerSizeBytes - The number of bytes of the
 714 /// container involved in big endian.
 715 static unsigned getFixupKindContainerSizeBytes(unsigned Kind) {
 716   switch (Kind) {
 717   default:
 718     llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 719
 720   case FK_Data_1:
 721     return 1;
 722   case FK_Data_2:
 723     return 2;
 724   case FK_Data_4:
 725     return 4;
 726
 727   case ARM::fixup_arm_thumb_bcc:
 728   case ARM::fixup_arm_thumb_cp:
 729   case ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10:
 730   case ARM::fixup_arm_thumb_br:
 731   case ARM::fixup_arm_thumb_cb:
 732     // Instruction size is 2 bytes.
 733     return 2;
 734
 735   case ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled:
 736   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12:
 737   case ARM::fixup_arm_pcrel_10:
 738   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12:
 739   case ARM::fixup_arm_uncondbl:
 740   case ARM::fixup_arm_condbl:
 741   case ARM::fixup_arm_blx:
 742   case ARM::fixup_arm_condbranch:
 743   case ARM::fixup_arm_uncondbranch:
 744   case ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12:
 745   case ARM::fixup_t2_condbranch:
 746   case ARM::fixup_t2_uncondbranch:
 747   case ARM::fixup_t2_pcrel_10:
 748   case ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12:
 749   case ARM::fixup_arm_thumb_bl:
 750   case ARM::fixup_arm_thumb_blx:
 751   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 752   case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
 753   case ARM::fixup_t2_movt_hi16:
 754   case ARM::fixup_t2_movw_lo16:
 755     // Instruction size is 4 bytes.
 756     return 4;
 757   }
 758 }
 759
 760 void ARMAsmBackend::applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data,
 761                                unsigned DataSize, uint64_t Value,
 762                                bool IsPCRel) const {
 763   unsigned NumBytes = getFixupKindNumBytes(Fixup.getKind());
 764   Value =
 765       adjustFixupValue(Fixup, Value, IsPCRel, nullptr, IsLittleEndian, true);
 766   if (!Value)
 767     return; // Doesn't change encoding.
 768
 769   unsigned Offset = Fixup.getOffset();
 770   assert(Offset + NumBytes <= DataSize && "Invalid fixup offset!");
 771
 772   // Used to point to big endian bytes.
 773   unsigned FullSizeBytes;
 774   if (!IsLittleEndian) {
 775     FullSizeBytes = getFixupKindContainerSizeBytes(Fixup.getKind());
 776     assert((Offset + FullSizeBytes) <= DataSize && "Invalid fixup size!");
 777     assert(NumBytes <= FullSizeBytes && "Invalid fixup size!");
 778   }
 779
 780   // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the bits from
 781   // the fixup value. The Value has been "split up" into the appropriate
 782   // bitfields above.
 783   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
 784     unsigned Idx = IsLittleEndian ? i : (FullSizeBytes - 1 - i);
 785     Data[Offset + Idx] |= uint8_t((Value >> (i * 8)) & 0xff);
 786   }
 787 }
 788
 789 namespace CU {
 790
 791 /// \brief Compact unwind encoding values.
 792 enum CompactUnwindEncodings {
 793   UNWIND_ARM_MODE_MASK                         = 0x0F000000,
 794   UNWIND_ARM_MODE_FRAME                        = 0x01000000,
 795   UNWIND_ARM_MODE_FRAME_D                      = 0x02000000,
 796   UNWIND_ARM_MODE_DWARF                        = 0x04000000,
 797
 798   UNWIND_ARM_FRAME_STACK_ADJUST_MASK           = 0x00C00000,
 799
 800   UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R4               = 0x00000001,
 801   UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R5               = 0x00000002,
 802   UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R6               = 0x00000004,
 803
 804   UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R8              = 0x00000008,
 805   UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R9              = 0x00000010,
 806   UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R10             = 0x00000020,
 807   UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R11             = 0x00000040,
 808   UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R12             = 0x00000080,
 809
 810   UNWIND_ARM_FRAME_D_REG_COUNT_MASK            = 0x00000F00,
 811
 812   UNWIND_ARM_DWARF_SECTION_OFFSET              = 0x00FFFFFF
 813 };
 814
 815 } // end CU namespace
 816
 817 /// Generate compact unwind encoding for the function based on the CFI
 818 /// instructions. If the CFI instructions describe a frame that cannot be
 819 /// encoded in compact unwind, the method returns UNWIND_ARM_MODE_DWARF which
 820 /// tells the runtime to fallback and unwind using dwarf.
 821 uint32_t ARMAsmBackendDarwin::generateCompactUnwindEncoding(
 822     ArrayRef<MCCFIInstruction> Instrs) const {
 823   DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind", llvm::dbgs() << "generateCU()\n");
 824   // Only armv7k uses CFI based unwinding.
 825   if (Subtype != MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7K)
 826     return 0;
 827   // No .cfi directives means no frame.
 828   if (Instrs.empty())
 829     return 0;
 830   // Start off assuming CFA is at SP+0.
 831   int CFARegister = ARM::SP;
 832   int CFARegisterOffset = 0;
 833   // Mark savable registers as initially unsaved
 834   DenseMap<unsigned, int> RegOffsets;
 835   int FloatRegCount = 0;
 836   // Process each .cfi directive and build up compact unwind info.
 837   for (size_t i = 0, e = Instrs.size(); i != e; ++i) {
 838     int Reg;
 839     const MCCFIInstruction &Inst = Instrs[i];
 840     switch (Inst.getOperation()) {
 841     case MCCFIInstruction::OpDefCfa: // DW_CFA_def_cfa
 842       CFARegisterOffset = -Inst.getOffset();
 843       CFARegister = MRI.getLLVMRegNum(Inst.getRegister(), true);
 844       break;
 845     case MCCFIInstruction::OpDefCfaOffset: // DW_CFA_def_cfa_offset
 846       CFARegisterOffset = -Inst.getOffset();
 847       break;
 848     case MCCFIInstruction::OpDefCfaRegister: // DW_CFA_def_cfa_register
 849       CFARegister = MRI.getLLVMRegNum(Inst.getRegister(), true);
 850       break;
 851     case MCCFIInstruction::OpOffset: // DW_CFA_offset
 852       Reg = MRI.getLLVMRegNum(Inst.getRegister(), true);
 853       if (ARMMCRegisterClasses[ARM::GPRRegClassID].contains(Reg))
 854         RegOffsets[Reg] = Inst.getOffset();
 855       else if (ARMMCRegisterClasses[ARM::DPRRegClassID].contains(Reg)) {
 856         RegOffsets[Reg] = Inst.getOffset();
 857         ++FloatRegCount;
 858       } else {
 859         DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 860                         llvm::dbgs() << ".cfi_offset on unknown register="
 861                                      << Inst.getRegister() << "\n");
 862         return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 863       }
 864       break;
 865     case MCCFIInstruction::OpRelOffset: // DW_CFA_advance_loc
 866       // Ignore
 867       break;
 868     default:
 869       // Directive not convertable to compact unwind, bail out.
 870       DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 871                       llvm::dbgs()
 872                           << "CFI directive not compatiable with comact "
 873                              "unwind encoding, opcode=" << Inst.getOperation()
 874                           << "\n");
 875       return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 876       break;
 877     }
 878   }
 879
 880   // If no frame set up, return no unwind info.
 881   if ((CFARegister == ARM::SP) && (CFARegisterOffset == 0))
 882     return 0;
 883
 884   // Verify standard frame (lr/r7) was used.
 885   if (CFARegister != ARM::R7) {
 886     DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind", llvm::dbgs() << "frame register is "
 887                                                    << CFARegister
 888                                                    << " instead of r7\n");
 889     return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 890   }
 891   int StackAdjust = CFARegisterOffset - 8;
 892   if (RegOffsets.lookup(ARM::LR) != (-4 - StackAdjust)) {
 893     DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 894                     llvm::dbgs()
 895                         << "LR not saved as standard frame, StackAdjust="
 896                         << StackAdjust
 897                         << ", CFARegisterOffset=" << CFARegisterOffset
 898                         << ", lr save at offset=" << RegOffsets[14] << "\n");
 899     return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 900   }
 901   if (RegOffsets.lookup(ARM::R7) != (-8 - StackAdjust)) {
 902     DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 903                     llvm::dbgs() << "r7 not saved as standard frame\n");
 904     return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 905   }
 906   uint32_t CompactUnwindEncoding = CU::UNWIND_ARM_MODE_FRAME;
 907
 908   // If var-args are used, there may be a stack adjust required.
 909   switch (StackAdjust) {
 910   case 0:
 911     break;
 912   case 4:
 913     CompactUnwindEncoding |= 0x00400000;
 914     break;
 915   case 8:
 916     CompactUnwindEncoding |= 0x00800000;
 917     break;
 918   case 12:
 919     CompactUnwindEncoding |= 0x00C00000;
 920     break;
 921   default:
 922     DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind", llvm::dbgs()
 923                                           << ".cfi_def_cfa stack adjust ("
 924                                           << StackAdjust << ") out of range\n");
 925     return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 926   }
 927
 928   // If r6 is saved, it must be right below r7.
 929   static struct {
 930     unsigned Reg;
 931     unsigned Encoding;
 932   } GPRCSRegs[] = {{ARM::R6, CU::UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R6},
 933                    {ARM::R5, CU::UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R5},
 934                    {ARM::R4, CU::UNWIND_ARM_FRAME_FIRST_PUSH_R4},
 935                    {ARM::R12, CU::UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R12},
 936                    {ARM::R11, CU::UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R11},
 937                    {ARM::R10, CU::UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R10},
 938                    {ARM::R9, CU::UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R9},
 939                    {ARM::R8, CU::UNWIND_ARM_FRAME_SECOND_PUSH_R8}};
 940
 941   int CurOffset = -8 - StackAdjust;
 942   for (auto CSReg : GPRCSRegs) {
 943     auto Offset = RegOffsets.find(CSReg.Reg);
 944     if (Offset == RegOffsets.end())
 945       continue;
 946
 947     int RegOffset = Offset->second;
 948     if (RegOffset != CurOffset - 4) {
 949       DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 950                       llvm::dbgs() << MRI.getName(CSReg.Reg) << " saved at "
 951                                    << RegOffset << " but only supported at "
 952                                    << CurOffset << "\n");
 953       return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 954     }
 955     CompactUnwindEncoding |= CSReg.Encoding;
 956     CurOffset -= 4;
 957   }
 958
 959   // If no floats saved, we are done.
 960   if (FloatRegCount == 0)
 961     return CompactUnwindEncoding;
 962
 963   // Switch mode to include D register saving.
 964   CompactUnwindEncoding &= ~CU::UNWIND_ARM_MODE_MASK;
 965   CompactUnwindEncoding |= CU::UNWIND_ARM_MODE_FRAME_D;
 966
 967   // FIXME: supporting more than 4 saved D-registers compactly would be trivial,
 968   // but needs coordination with the linker and libunwind.
 969   if (FloatRegCount > 4) {
 970     DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 971                     llvm::dbgs() << "unsupported number of D registers saved ("
 972                                  << FloatRegCount << ")\n");
 973       return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 974   }
 975
 976   // Floating point registers must either be saved sequentially, or we defer to
 977   // DWARF. No gaps allowed here so check that each saved d-register is
 978   // precisely where it should be.
 979   static unsigned FPRCSRegs[] = { ARM::D8, ARM::D10, ARM::D12, ARM::D14 };
 980   for (int Idx = FloatRegCount - 1; Idx >= 0; --Idx) {
 981     auto Offset = RegOffsets.find(FPRCSRegs[Idx]);
 982     if (Offset == RegOffsets.end()) {
 983       DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 984                       llvm::dbgs() << FloatRegCount << " D-regs saved, but "
 985                                    << MRI.getName(FPRCSRegs[Idx])
 986                                    << " not saved\n");
 987       return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 988     } else if (Offset->second != CurOffset - 8) {
 989       DEBUG_WITH_TYPE("compact-unwind",
 990                       llvm::dbgs() << FloatRegCount << " D-regs saved, but "
 991                                    << MRI.getName(FPRCSRegs[Idx])
 992                                    << " saved at " << Offset->second
 993                                    << ", expected at " << CurOffset - 8
 994                                    << "\n");
 995       return CU::UNWIND_ARM_MODE_DWARF;
 996     }
 997     CurOffset -= 8;
 998   }
 999
1000   return CompactUnwindEncoding | ((FloatRegCount - 1) << 8);
1001 }
1002
1003 static MachO::CPUSubTypeARM getMachOSubTypeFromArch(StringRef Arch) {
1004   unsigned AK = ARM::parseArch(Arch);
1005   switch (AK) {
1006   default:
1007     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7;
1008   case ARM::AK_ARMV4T:
1009     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V4T;
1010   case ARM::AK_ARMV6:
1011   case ARM::AK_ARMV6K:
1012     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V6;
1013   case ARM::AK_ARMV5:
1014     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V5;
1015   case ARM::AK_ARMV5T:
1016   case ARM::AK_ARMV5E:
1017   case ARM::AK_ARMV5TE:
1018   case ARM::AK_ARMV5TEJ:
1019     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V5TEJ;
1020   case ARM::AK_ARMV7:
1021     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7;
1022   case ARM::AK_ARMV7S:
1023     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7S;
1024   case ARM::AK_ARMV7K:
1025     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7K;
1026   case ARM::AK_ARMV6M:
1027   case ARM::AK_ARMV6SM:
1028     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V6M;
1029   case ARM::AK_ARMV7M:
1030     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7M;
1031   case ARM::AK_ARMV7EM:
1032     return MachO::CPU_SUBTYPE_ARM_V7EM;
1033   }
1034 }
1035
1036 MCAsmBackend *llvm::createARMAsmBackend(const Target &T,
1037                                         const MCRegisterInfo &MRI,
1038                                         const Triple &TheTriple, StringRef CPU,
1039                                         bool isLittle) {
1040   switch (TheTriple.getObjectFormat()) {
1041   default:
1042     llvm_unreachable("unsupported object format");
1043   case Triple::MachO: {
1044     MachO::CPUSubTypeARM CS = getMachOSubTypeFromArch(TheTriple.getArchName());
1045     return new ARMAsmBackendDarwin(T, TheTriple, MRI, CS);
1046   }
1047   case Triple::COFF:
1048     assert(TheTriple.isOSWindows() && "non-Windows ARM COFF is not supported");
1049     return new ARMAsmBackendWinCOFF(T, TheTriple);
1050   case Triple::ELF:
1051     assert(TheTriple.isOSBinFormatELF() && "using ELF for non-ELF target");
1052     uint8_t OSABI = MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(TheTriple.getOS());
1053     return new ARMAsmBackendELF(T, TheTriple, OSABI, isLittle);
1054   }
1055 }
1056
1057 MCAsmBackend *llvm::createARMLEAsmBackend(const Target &T,
1058                                           const MCRegisterInfo &MRI,
1059                                           const Triple &TT, StringRef CPU) {
1060   return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, true);
1061 }
1062
1063 MCAsmBackend *llvm::createARMBEAsmBackend(const Target &T,
1064                                           const MCRegisterInfo &MRI,
1065                                           const Triple &TT, StringRef CPU) {
1066   return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, false);
1067 }
1068
1069 MCAsmBackend *llvm::createThumbLEAsmBackend(const Target &T,
1070                                             const MCRegisterInfo &MRI,
1071                                             const Triple &TT, StringRef CPU) {
1072   return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, true);
1073 }
1074
1075 MCAsmBackend *llvm::createThumbBEAsmBackend(const Target &T,
1076                                             const MCRegisterInfo &MRI,
1077                                             const Triple &TT, StringRef CPU) {
1078   return createARMAsmBackend(T, MRI, TT, CPU, false);
1079 }