lib/Target/NVPTX/NVPTXAsmPrinter.cpp

   1 //===-- NVPTXAsmPrinter.cpp - NVPTX LLVM assembly writer ------------------===//
   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 NVPTX assembly language.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "NVPTXAsmPrinter.h"
  16 #include "InstPrinter/NVPTXInstPrinter.h"
  17 #include "MCTargetDesc/NVPTXMCAsmInfo.h"
  18 #include "NVPTX.h"
  19 #include "NVPTXInstrInfo.h"
  20 #include "NVPTXMCExpr.h"
  21 #include "NVPTXMachineFunctionInfo.h"
  22 #include "NVPTXRegisterInfo.h"
  23 #include "NVPTXTargetMachine.h"
  24 #include "NVPTXUtilities.h"
  25 #include "cl_common_defines.h"
  26 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  27 #include "llvm/Analysis/ConstantFolding.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  33 #include "llvm/IR/DebugInfo.h"
  34 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  35 #include "llvm/IR/Function.h"
  36 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  37 #include "llvm/IR/Mangler.h"
  38 #include "llvm/IR/Module.h"
  39 #include "llvm/IR/Operator.h"
  40 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  41 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  42 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  43 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  44 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  45 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  46 #include "llvm/Support/Path.h"
  47 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  48 #include "llvm/Support/TimeValue.h"
  49 #include "llvm/Target/TargetLoweringObjectFile.h"
  50 #include "llvm/Transforms/Utils/UnrollLoop.h"
  51 #include <sstream>
  52 using namespace llvm;
  53
  54 #define DEPOTNAME "__local_depot"
  55
  56 static cl::opt<bool>
  57 EmitLineNumbers("nvptx-emit-line-numbers", cl::Hidden,
  58                 cl::desc("NVPTX Specific: Emit Line numbers even without -G"),
  59                 cl::init(true));
  60
  61 static cl::opt<bool>
  62 InterleaveSrc("nvptx-emit-src", cl::ZeroOrMore, cl::Hidden,
  63               cl::desc("NVPTX Specific: Emit source line in ptx file"),
  64               cl::init(false));
  65
  66 namespace {
  67 /// DiscoverDependentGlobals - Return a set of GlobalVariables on which \p V
  68 /// depends.
  69 void DiscoverDependentGlobals(const Value *V,
  70                               DenseSet<const GlobalVariable *> &Globals) {
  71   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
  72     Globals.insert(GV);
  73   else {
  74     if (const User *U = dyn_cast<User>(V)) {
  75       for (unsigned i = 0, e = U->getNumOperands(); i != e; ++i) {
  76         DiscoverDependentGlobals(U->getOperand(i), Globals);
  77       }
  78     }
  79   }
  80 }
  81
  82 /// VisitGlobalVariableForEmission - Add \p GV to the list of GlobalVariable
  83 /// instances to be emitted, but only after any dependents have been added
  84 /// first.
  85 void VisitGlobalVariableForEmission(
  86     const GlobalVariable *GV, SmallVectorImpl<const GlobalVariable *> &Order,
  87     DenseSet<const GlobalVariable *> &Visited,
  88     DenseSet<const GlobalVariable *> &Visiting) {
  89   // Have we already visited this one?
  90   if (Visited.count(GV))
  91     return;
  92
  93   // Do we have a circular dependency?
  94   if (!Visiting.insert(GV).second)
  95     report_fatal_error("Circular dependency found in global variable set");
  96
  97   // Make sure we visit all dependents first
  98   DenseSet<const GlobalVariable *> Others;
  99   for (unsigned i = 0, e = GV->getNumOperands(); i != e; ++i)
 100     DiscoverDependentGlobals(GV->getOperand(i), Others);
 101
 102   for (DenseSet<const GlobalVariable *>::iterator I = Others.begin(),
 103                                                   E = Others.end();
 104        I != E; ++I)
 105     VisitGlobalVariableForEmission(*I, Order, Visited, Visiting);
 106
 107   // Now we can visit ourself
 108   Order.push_back(GV);
 109   Visited.insert(GV);
 110   Visiting.erase(GV);
 111 }
 112 }
 113
 114 void NVPTXAsmPrinter::emitLineNumberAsDotLoc(const MachineInstr &MI) {
 115   if (!EmitLineNumbers)
 116     return;
 117   if (ignoreLoc(MI))
 118     return;
 119
 120   DebugLoc curLoc = MI.getDebugLoc();
 121
 122   if (!prevDebugLoc && !curLoc)
 123     return;
 124
 125   if (prevDebugLoc == curLoc)
 126     return;
 127
 128   prevDebugLoc = curLoc;
 129
 130   if (!curLoc)
 131     return;
 132
 133   auto *Scope = cast_or_null<DIScope>(curLoc.getScope());
 134   if (!Scope)
 135      return;
 136
 137   StringRef fileName(Scope->getFilename());
 138   StringRef dirName(Scope->getDirectory());
 139   SmallString<128> FullPathName = dirName;
 140   if (!dirName.empty() && !sys::path::is_absolute(fileName)) {
 141     sys::path::append(FullPathName, fileName);
 142     fileName = FullPathName;
 143   }
 144
 145   if (filenameMap.find(fileName) == filenameMap.end())
 146     return;
 147
 148   // Emit the line from the source file.
 149   if (InterleaveSrc)
 150     this->emitSrcInText(fileName, curLoc.getLine());
 151
 152   std::stringstream temp;
 153   temp << "\t.loc " << filenameMap[fileName] << " " << curLoc.getLine()
 154        << " " << curLoc.getCol();
 155   OutStreamer->EmitRawText(temp.str());
 156 }
 157
 158 void NVPTXAsmPrinter::EmitInstruction(const MachineInstr *MI) {
 159   SmallString<128> Str;
 160   raw_svector_ostream OS(Str);
 161   if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() == NVPTX::CUDA)
 162     emitLineNumberAsDotLoc(*MI);
 163
 164   MCInst Inst;
 165   lowerToMCInst(MI, Inst);
 166   EmitToStreamer(*OutStreamer, Inst);
 167 }
 168
 169 // Handle symbol backtracking for targets that do not support image handles
 170 bool NVPTXAsmPrinter::lowerImageHandleOperand(const MachineInstr *MI,
 171                                            unsigned OpNo, MCOperand &MCOp) {
 172   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNo);
 173   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 174
 175   if (MCID.TSFlags & NVPTXII::IsTexFlag) {
 176     // This is a texture fetch, so operand 4 is a texref and operand 5 is
 177     // a samplerref
 178     if (OpNo == 4 && MO.isImm()) {
 179       lowerImageHandleSymbol(MO.getImm(), MCOp);
 180       return true;
 181     }
 182     if (OpNo == 5 && MO.isImm() && !(MCID.TSFlags & NVPTXII::IsTexModeUnifiedFlag)) {
 183       lowerImageHandleSymbol(MO.getImm(), MCOp);
 184       return true;
 185     }
 186
 187     return false;
 188   } else if (MCID.TSFlags & NVPTXII::IsSuldMask) {
 189     unsigned VecSize =
 190       1 << (((MCID.TSFlags & NVPTXII::IsSuldMask) >> NVPTXII::IsSuldShift) - 1);
 191
 192     // For a surface load of vector size N, the Nth operand will be the surfref
 193     if (OpNo == VecSize && MO.isImm()) {
 194       lowerImageHandleSymbol(MO.getImm(), MCOp);
 195       return true;
 196     }
 197
 198     return false;
 199   } else if (MCID.TSFlags & NVPTXII::IsSustFlag) {
 200     // This is a surface store, so operand 0 is a surfref
 201     if (OpNo == 0 && MO.isImm()) {
 202       lowerImageHandleSymbol(MO.getImm(), MCOp);
 203       return true;
 204     }
 205
 206     return false;
 207   } else if (MCID.TSFlags & NVPTXII::IsSurfTexQueryFlag) {
 208     // This is a query, so operand 1 is a surfref/texref
 209     if (OpNo == 1 && MO.isImm()) {
 210       lowerImageHandleSymbol(MO.getImm(), MCOp);
 211       return true;
 212     }
 213
 214     return false;
 215   }
 216
 217   return false;
 218 }
 219
 220 void NVPTXAsmPrinter::lowerImageHandleSymbol(unsigned Index, MCOperand &MCOp) {
 221   // Ewwww
 222   TargetMachine &TM = const_cast<TargetMachine&>(MF->getTarget());
 223   NVPTXTargetMachine &nvTM = static_cast<NVPTXTargetMachine&>(TM);
 224   const NVPTXMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<NVPTXMachineFunctionInfo>();
 225   const char *Sym = MFI->getImageHandleSymbol(Index);
 226   std::string *SymNamePtr =
 227     nvTM.getManagedStrPool()->getManagedString(Sym);
 228   MCOp = GetSymbolRef(OutContext.getOrCreateSymbol(
 229     StringRef(SymNamePtr->c_str())));
 230 }
 231
 232 void NVPTXAsmPrinter::lowerToMCInst(const MachineInstr *MI, MCInst &OutMI) {
 233   OutMI.setOpcode(MI->getOpcode());
 234   // Special: Do not mangle symbol operand of CALL_PROTOTYPE
 235   if (MI->getOpcode() == NVPTX::CALL_PROTOTYPE) {
 236     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(0);
 237     OutMI.addOperand(GetSymbolRef(
 238       OutContext.getOrCreateSymbol(Twine(MO.getSymbolName()))));
 239     return;
 240   }
 241
 242   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 243     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 244
 245     MCOperand MCOp;
 246     if (!nvptxSubtarget->hasImageHandles()) {
 247       if (lowerImageHandleOperand(MI, i, MCOp)) {
 248         OutMI.addOperand(MCOp);
 249         continue;
 250       }
 251     }
 252
 253     if (lowerOperand(MO, MCOp))
 254       OutMI.addOperand(MCOp);
 255   }
 256 }
 257
 258 bool NVPTXAsmPrinter::lowerOperand(const MachineOperand &MO,
 259                                    MCOperand &MCOp) {
 260   switch (MO.getType()) {
 261   default: llvm_unreachable("unknown operand type");
 262   case MachineOperand::MO_Register:
 263     MCOp = MCOperand::createReg(encodeVirtualRegister(MO.getReg()));
 264     break;
 265   case MachineOperand::MO_Immediate:
 266     MCOp = MCOperand::createImm(MO.getImm());
 267     break;
 268   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
 269     MCOp = MCOperand::createExpr(MCSymbolRefExpr::create(
 270         MO.getMBB()->getSymbol(), OutContext));
 271     break;
 272   case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
 273     MCOp = GetSymbolRef(GetExternalSymbolSymbol(MO.getSymbolName()));
 274     break;
 275   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
 276     MCOp = GetSymbolRef(getSymbol(MO.getGlobal()));
 277     break;
 278   case MachineOperand::MO_FPImmediate: {
 279     const ConstantFP *Cnt = MO.getFPImm();
 280     APFloat Val = Cnt->getValueAPF();
 281
 282     switch (Cnt->getType()->getTypeID()) {
 283     default: report_fatal_error("Unsupported FP type"); break;
 284     case Type::FloatTyID:
 285       MCOp = MCOperand::createExpr(
 286         NVPTXFloatMCExpr::createConstantFPSingle(Val, OutContext));
 287       break;
 288     case Type::DoubleTyID:
 289       MCOp = MCOperand::createExpr(
 290         NVPTXFloatMCExpr::createConstantFPDouble(Val, OutContext));
 291       break;
 292     }
 293     break;
 294   }
 295   }
 296   return true;
 297 }
 298
 299 unsigned NVPTXAsmPrinter::encodeVirtualRegister(unsigned Reg) {
 300   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
 301     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
 302
 303     DenseMap<unsigned, unsigned> &RegMap = VRegMapping[RC];
 304     unsigned RegNum = RegMap[Reg];
 305
 306     // Encode the register class in the upper 4 bits
 307     // Must be kept in sync with NVPTXInstPrinter::printRegName
 308     unsigned Ret = 0;
 309     if (RC == &NVPTX::Int1RegsRegClass) {
 310       Ret = (1 << 28);
 311     } else if (RC == &NVPTX::Int16RegsRegClass) {
 312       Ret = (2 << 28);
 313     } else if (RC == &NVPTX::Int32RegsRegClass) {
 314       Ret = (3 << 28);
 315     } else if (RC == &NVPTX::Int64RegsRegClass) {
 316       Ret = (4 << 28);
 317     } else if (RC == &NVPTX::Float32RegsRegClass) {
 318       Ret = (5 << 28);
 319     } else if (RC == &NVPTX::Float64RegsRegClass) {
 320       Ret = (6 << 28);
 321     } else {
 322       report_fatal_error("Bad register class");
 323     }
 324
 325     // Insert the vreg number
 326     Ret |= (RegNum & 0x0FFFFFFF);
 327     return Ret;
 328   } else {
 329     // Some special-use registers are actually physical registers.
 330     // Encode this as the register class ID of 0 and the real register ID.
 331     return Reg & 0x0FFFFFFF;
 332   }
 333 }
 334
 335 MCOperand NVPTXAsmPrinter::GetSymbolRef(const MCSymbol *Symbol) {
 336   const MCExpr *Expr;
 337   Expr = MCSymbolRefExpr::create(Symbol, MCSymbolRefExpr::VK_None,
 338                                  OutContext);
 339   return MCOperand::createExpr(Expr);
 340 }
 341
 342 void NVPTXAsmPrinter::printReturnValStr(const Function *F, raw_ostream &O) {
 343   const DataLayout &DL = getDataLayout();
 344   const TargetLowering *TLI = nvptxSubtarget->getTargetLowering();
 345
 346   Type *Ty = F->getReturnType();
 347
 348   bool isABI = (nvptxSubtarget->getSmVersion() >= 20);
 349
 350   if (Ty->getTypeID() == Type::VoidTyID)
 351     return;
 352
 353   O << " (";
 354
 355   if (isABI) {
 356     if (Ty->isFloatingPointTy() || Ty->isIntegerTy()) {
 357       unsigned size = 0;
 358       if (const IntegerType *ITy = dyn_cast<IntegerType>(Ty)) {
 359         size = ITy->getBitWidth();
 360         if (size < 32)
 361           size = 32;
 362       } else {
 363         assert(Ty->isFloatingPointTy() && "Floating point type expected here");
 364         size = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
 365       }
 366
 367       O << ".param .b" << size << " func_retval0";
 368     } else if (isa<PointerType>(Ty)) {
 369       O << ".param .b" << TLI->getPointerTy(DL).getSizeInBits()
 370         << " func_retval0";
 371     } else if ((Ty->getTypeID() == Type::StructTyID) || isa<VectorType>(Ty)) {
 372       unsigned totalsz = DL.getTypeAllocSize(Ty);
 373        unsigned retAlignment = 0;
 374        if (!llvm::getAlign(*F, 0, retAlignment))
 375          retAlignment = DL.getABITypeAlignment(Ty);
 376        O << ".param .align " << retAlignment << " .b8 func_retval0[" << totalsz
 377          << "]";
 378     } else
 379       llvm_unreachable("Unknown return type");
 380   } else {
 381     SmallVector<EVT, 16> vtparts;
 382     ComputeValueVTs(*TLI, DL, Ty, vtparts);
 383     unsigned idx = 0;
 384     for (unsigned i = 0, e = vtparts.size(); i != e; ++i) {
 385       unsigned elems = 1;
 386       EVT elemtype = vtparts[i];
 387       if (vtparts[i].isVector()) {
 388         elems = vtparts[i].getVectorNumElements();
 389         elemtype = vtparts[i].getVectorElementType();
 390       }
 391
 392       for (unsigned j = 0, je = elems; j != je; ++j) {
 393         unsigned sz = elemtype.getSizeInBits();
 394         if (elemtype.isInteger() && (sz < 32))
 395           sz = 32;
 396         O << ".reg .b" << sz << " func_retval" << idx;
 397         if (j < je - 1)
 398           O << ", ";
 399         ++idx;
 400       }
 401       if (i < e - 1)
 402         O << ", ";
 403     }
 404   }
 405   O << ") ";
 406   return;
 407 }
 408
 409 void NVPTXAsmPrinter::printReturnValStr(const MachineFunction &MF,
 410                                         raw_ostream &O) {
 411   const Function *F = MF.getFunction();
 412   printReturnValStr(F, O);
 413 }
 414
 415 // Return true if MBB is the header of a loop marked with
 416 // llvm.loop.unroll.disable.
 417 // TODO: consider "#pragma unroll 1" which is equivalent to "#pragma nounroll".
 418 bool NVPTXAsmPrinter::isLoopHeaderOfNoUnroll(
 419     const MachineBasicBlock &MBB) const {
 420   MachineLoopInfo &LI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 421   // We insert .pragma "nounroll" only to the loop header.
 422   if (!LI.isLoopHeader(&MBB))
 423     return false;
 424
 425   // llvm.loop.unroll.disable is marked on the back edges of a loop. Therefore,
 426   // we iterate through each back edge of the loop with header MBB, and check
 427   // whether its metadata contains llvm.loop.unroll.disable.
 428   for (auto I = MBB.pred_begin(); I != MBB.pred_end(); ++I) {
 429     const MachineBasicBlock *PMBB = *I;
 430     if (LI.getLoopFor(PMBB) != LI.getLoopFor(&MBB)) {
 431       // Edges from other loops to MBB are not back edges.
 432       continue;
 433     }
 434     if (const BasicBlock *PBB = PMBB->getBasicBlock()) {
 435       if (MDNode *LoopID = PBB->getTerminator()->getMetadata("llvm.loop")) {
 436         if (GetUnrollMetadata(LoopID, "llvm.loop.unroll.disable"))
 437           return true;
 438       }
 439     }
 440   }
 441   return false;
 442 }
 443
 444 void NVPTXAsmPrinter::EmitBasicBlockStart(const MachineBasicBlock &MBB) const {
 445   AsmPrinter::EmitBasicBlockStart(MBB);
 446   if (isLoopHeaderOfNoUnroll(MBB))
 447     OutStreamer->EmitRawText(StringRef("\t.pragma \"nounroll\";\n"));
 448 }
 449
 450 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionEntryLabel() {
 451   SmallString<128> Str;
 452   raw_svector_ostream O(Str);
 453
 454   if (!GlobalsEmitted) {
 455     emitGlobals(*MF->getFunction()->getParent());
 456     GlobalsEmitted = true;
 457   }
 458
 459   // Set up
 460   MRI = &MF->getRegInfo();
 461   F = MF->getFunction();
 462   emitLinkageDirective(F, O);
 463   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 464     O << ".entry ";
 465   else {
 466     O << ".func ";
 467     printReturnValStr(*MF, O);
 468   }
 469
 470   CurrentFnSym->print(O, MAI);
 471
 472   emitFunctionParamList(*MF, O);
 473
 474   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 475     emitKernelFunctionDirectives(*F, O);
 476
 477   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
 478
 479   prevDebugLoc = DebugLoc();
 480 }
 481
 482 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionBodyStart() {
 483   VRegMapping.clear();
 484   OutStreamer->EmitRawText(StringRef("{\n"));
 485   setAndEmitFunctionVirtualRegisters(*MF);
 486
 487   SmallString<128> Str;
 488   raw_svector_ostream O(Str);
 489   emitDemotedVars(MF->getFunction(), O);
 490   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
 491 }
 492
 493 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionBodyEnd() {
 494   OutStreamer->EmitRawText(StringRef("}\n"));
 495   VRegMapping.clear();
 496 }
 497
 498 void NVPTXAsmPrinter::emitImplicitDef(const MachineInstr *MI) const {
 499   unsigned RegNo = MI->getOperand(0).getReg();
 500   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegNo)) {
 501     OutStreamer->AddComment(Twine("implicit-def: ") +
 502                             getVirtualRegisterName(RegNo));
 503   } else {
 504     OutStreamer->AddComment(Twine("implicit-def: ") +
 505                             nvptxSubtarget->getRegisterInfo()->getName(RegNo));
 506   }
 507   OutStreamer->AddBlankLine();
 508 }
 509
 510 void NVPTXAsmPrinter::emitKernelFunctionDirectives(const Function &F,
 511                                                    raw_ostream &O) const {
 512   // If the NVVM IR has some of reqntid* specified, then output
 513   // the reqntid directive, and set the unspecified ones to 1.
 514   // If none of reqntid* is specified, don't output reqntid directive.
 515   unsigned reqntidx, reqntidy, reqntidz;
 516   bool specified = false;
 517   if (!llvm::getReqNTIDx(F, reqntidx))
 518     reqntidx = 1;
 519   else
 520     specified = true;
 521   if (!llvm::getReqNTIDy(F, reqntidy))
 522     reqntidy = 1;
 523   else
 524     specified = true;
 525   if (!llvm::getReqNTIDz(F, reqntidz))
 526     reqntidz = 1;
 527   else
 528     specified = true;
 529
 530   if (specified)
 531     O << ".reqntid " << reqntidx << ", " << reqntidy << ", " << reqntidz
 532       << "\n";
 533
 534   // If the NVVM IR has some of maxntid* specified, then output
 535   // the maxntid directive, and set the unspecified ones to 1.
 536   // If none of maxntid* is specified, don't output maxntid directive.
 537   unsigned maxntidx, maxntidy, maxntidz;
 538   specified = false;
 539   if (!llvm::getMaxNTIDx(F, maxntidx))
 540     maxntidx = 1;
 541   else
 542     specified = true;
 543   if (!llvm::getMaxNTIDy(F, maxntidy))
 544     maxntidy = 1;
 545   else
 546     specified = true;
 547   if (!llvm::getMaxNTIDz(F, maxntidz))
 548     maxntidz = 1;
 549   else
 550     specified = true;
 551
 552   if (specified)
 553     O << ".maxntid " << maxntidx << ", " << maxntidy << ", " << maxntidz
 554       << "\n";
 555
 556   unsigned mincta;
 557   if (llvm::getMinCTASm(F, mincta))
 558     O << ".minnctapersm " << mincta << "\n";
 559 }
 560
 561 std::string
 562 NVPTXAsmPrinter::getVirtualRegisterName(unsigned Reg) const {
 563   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
 564
 565   std::string Name;
 566   raw_string_ostream NameStr(Name);
 567
 568   VRegRCMap::const_iterator I = VRegMapping.find(RC);
 569   assert(I != VRegMapping.end() && "Bad register class");
 570   const DenseMap<unsigned, unsigned> &RegMap = I->second;
 571
 572   VRegMap::const_iterator VI = RegMap.find(Reg);
 573   assert(VI != RegMap.end() && "Bad virtual register");
 574   unsigned MappedVR = VI->second;
 575
 576   NameStr << getNVPTXRegClassStr(RC) << MappedVR;
 577
 578   NameStr.flush();
 579   return Name;
 580 }
 581
 582 void NVPTXAsmPrinter::emitVirtualRegister(unsigned int vr,
 583                                           raw_ostream &O) {
 584   O << getVirtualRegisterName(vr);
 585 }
 586
 587 void NVPTXAsmPrinter::printVecModifiedImmediate(
 588     const MachineOperand &MO, const char *Modifier, raw_ostream &O) {
 589   static const char vecelem[] = { '0', '1', '2', '3', '0', '1', '2', '3' };
 590   int Imm = (int) MO.getImm();
 591   if (0 == strcmp(Modifier, "vecelem"))
 592     O << "_" << vecelem[Imm];
 593   else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4comm1")) {
 594     if ((Imm < 0) || (Imm > 3))
 595       O << "//";
 596   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4comm2")) {
 597     if ((Imm < 4) || (Imm > 7))
 598       O << "//";
 599   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4pos")) {
 600     if (Imm < 0)
 601       Imm = 0;
 602     O << "_" << vecelem[Imm % 4];
 603   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2comm1")) {
 604     if ((Imm < 0) || (Imm > 1))
 605       O << "//";
 606   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2comm2")) {
 607     if ((Imm < 2) || (Imm > 3))
 608       O << "//";
 609   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2pos")) {
 610     if (Imm < 0)
 611       Imm = 0;
 612     O << "_" << vecelem[Imm % 2];
 613   } else
 614     llvm_unreachable("Unknown Modifier on immediate operand");
 615 }
 616
 617
 618
 619 void NVPTXAsmPrinter::emitDeclaration(const Function *F, raw_ostream &O) {
 620
 621   emitLinkageDirective(F, O);
 622   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 623     O << ".entry ";
 624   else
 625     O << ".func ";
 626   printReturnValStr(F, O);
 627   getSymbol(F)->print(O, MAI);
 628   O << "\n";
 629   emitFunctionParamList(F, O);
 630   O << ";\n";
 631 }
 632
 633 static bool usedInGlobalVarDef(const Constant *C) {
 634   if (!C)
 635     return false;
 636
 637   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(C)) {
 638     return GV->getName() != "llvm.used";
 639   }
 640
 641   for (const User *U : C->users())
 642     if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(U))
 643       if (usedInGlobalVarDef(C))
 644         return true;
 645
 646   return false;
 647 }
 648
 649 static bool usedInOneFunc(const User *U, Function const *&oneFunc) {
 650   if (const GlobalVariable *othergv = dyn_cast<GlobalVariable>(U)) {
 651     if (othergv->getName() == "llvm.used")
 652       return true;
 653   }
 654
 655   if (const Instruction *instr = dyn_cast<Instruction>(U)) {
 656     if (instr->getParent() && instr->getParent()->getParent()) {
 657       const Function *curFunc = instr->getParent()->getParent();
 658       if (oneFunc && (curFunc != oneFunc))
 659         return false;
 660       oneFunc = curFunc;
 661       return true;
 662     } else
 663       return false;
 664   }
 665
 666   for (const User *UU : U->users())
 667     if (!usedInOneFunc(UU, oneFunc))
 668       return false;
 669
 670   return true;
 671 }
 672
 673 /* Find out if a global variable can be demoted to local scope.
 674  * Currently, this is valid for CUDA shared variables, which have local
 675  * scope and global lifetime. So the conditions to check are :
 676  * 1. Is the global variable in shared address space?
 677  * 2. Does it have internal linkage?
 678  * 3. Is the global variable referenced only in one function?
 679  */
 680 static bool canDemoteGlobalVar(const GlobalVariable *gv, Function const *&f) {
 681   if (!gv->hasInternalLinkage())
 682     return false;
 683   const PointerType *Pty = gv->getType();
 684   if (Pty->getAddressSpace() != llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED)
 685     return false;
 686
 687   const Function *oneFunc = nullptr;
 688
 689   bool flag = usedInOneFunc(gv, oneFunc);
 690   if (!flag)
 691     return false;
 692   if (!oneFunc)
 693     return false;
 694   f = oneFunc;
 695   return true;
 696 }
 697
 698 static bool useFuncSeen(const Constant *C,
 699                         llvm::DenseMap<const Function *, bool> &seenMap) {
 700   for (const User *U : C->users()) {
 701     if (const Constant *cu = dyn_cast<Constant>(U)) {
 702       if (useFuncSeen(cu, seenMap))
 703         return true;
 704     } else if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U)) {
 705       const BasicBlock *bb = I->getParent();
 706       if (!bb)
 707         continue;
 708       const Function *caller = bb->getParent();
 709       if (!caller)
 710         continue;
 711       if (seenMap.find(caller) != seenMap.end())
 712         return true;
 713     }
 714   }
 715   return false;
 716 }
 717
 718 void NVPTXAsmPrinter::emitDeclarations(const Module &M, raw_ostream &O) {
 719   llvm::DenseMap<const Function *, bool> seenMap;
 720   for (Module::const_iterator FI = M.begin(), FE = M.end(); FI != FE; ++FI) {
 721     const Function *F = FI;
 722
 723     if (F->isDeclaration()) {
 724       if (F->use_empty())
 725         continue;
 726       if (F->getIntrinsicID())
 727         continue;
 728       emitDeclaration(F, O);
 729       continue;
 730     }
 731     for (const User *U : F->users()) {
 732       if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(U)) {
 733         if (usedInGlobalVarDef(C)) {
 734           // The use is in the initialization of a global variable
 735           // that is a function pointer, so print a declaration
 736           // for the original function
 737           emitDeclaration(F, O);
 738           break;
 739         }
 740         // Emit a declaration of this function if the function that
 741         // uses this constant expr has already been seen.
 742         if (useFuncSeen(C, seenMap)) {
 743           emitDeclaration(F, O);
 744           break;
 745         }
 746       }
 747
 748       if (!isa<Instruction>(U))
 749         continue;
 750       const Instruction *instr = cast<Instruction>(U);
 751       const BasicBlock *bb = instr->getParent();
 752       if (!bb)
 753         continue;
 754       const Function *caller = bb->getParent();
 755       if (!caller)
 756         continue;
 757
 758       // If a caller has already been seen, then the caller is
 759       // appearing in the module before the callee. so print out
 760       // a declaration for the callee.
 761       if (seenMap.find(caller) != seenMap.end()) {
 762         emitDeclaration(F, O);
 763         break;
 764       }
 765     }
 766     seenMap[F] = true;
 767   }
 768 }
 769
 770 void NVPTXAsmPrinter::recordAndEmitFilenames(Module &M) {
 771   DebugInfoFinder DbgFinder;
 772   DbgFinder.processModule(M);
 773
 774   unsigned i = 1;
 775   for (const DICompileUnit *DIUnit : DbgFinder.compile_units()) {
 776     StringRef Filename = DIUnit->getFilename();
 777     StringRef Dirname = DIUnit->getDirectory();
 778     SmallString<128> FullPathName = Dirname;
 779     if (!Dirname.empty() && !sys::path::is_absolute(Filename)) {
 780       sys::path::append(FullPathName, Filename);
 781       Filename = FullPathName;
 782     }
 783     if (filenameMap.find(Filename) != filenameMap.end())
 784       continue;
 785     filenameMap[Filename] = i;
 786     OutStreamer->EmitDwarfFileDirective(i, "", Filename);
 787     ++i;
 788   }
 789
 790   for (DISubprogram *SP : DbgFinder.subprograms()) {
 791     StringRef Filename = SP->getFilename();
 792     StringRef Dirname = SP->getDirectory();
 793     SmallString<128> FullPathName = Dirname;
 794     if (!Dirname.empty() && !sys::path::is_absolute(Filename)) {
 795       sys::path::append(FullPathName, Filename);
 796       Filename = FullPathName;
 797     }
 798     if (filenameMap.find(Filename) != filenameMap.end())
 799       continue;
 800     filenameMap[Filename] = i;
 801     ++i;
 802   }
 803 }
 804
 805 bool NVPTXAsmPrinter::doInitialization(Module &M) {
 806   // Construct a default subtarget off of the TargetMachine defaults. The
 807   // rest of NVPTX isn't friendly to change subtargets per function and
 808   // so the default TargetMachine will have all of the options.
 809   const Triple &TT = TM.getTargetTriple();
 810   StringRef CPU = TM.getTargetCPU();
 811   StringRef FS = TM.getTargetFeatureString();
 812   const NVPTXTargetMachine &NTM = static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM);
 813   const NVPTXSubtarget STI(TT, CPU, FS, NTM);
 814
 815   SmallString<128> Str1;
 816   raw_svector_ostream OS1(Str1);
 817
 818   MMI = getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>();
 819
 820   // We need to call the parent's one explicitly.
 821   //bool Result = AsmPrinter::doInitialization(M);
 822
 823   // Initialize TargetLoweringObjectFile.
 824   const_cast<TargetLoweringObjectFile &>(getObjFileLowering())
 825       .Initialize(OutContext, TM);
 826
 827   Mang = new Mangler();
 828
 829   // Emit header before any dwarf directives are emitted below.
 830   emitHeader(M, OS1, STI);
 831   OutStreamer->EmitRawText(OS1.str());
 832
 833   // Already commented out
 834   //bool Result = AsmPrinter::doInitialization(M);
 835
 836   // Emit module-level inline asm if it exists.
 837   if (!M.getModuleInlineAsm().empty()) {
 838     OutStreamer->AddComment("Start of file scope inline assembly");
 839     OutStreamer->AddBlankLine();
 840     OutStreamer->EmitRawText(StringRef(M.getModuleInlineAsm()));
 841     OutStreamer->AddBlankLine();
 842     OutStreamer->AddComment("End of file scope inline assembly");
 843     OutStreamer->AddBlankLine();
 844   }
 845
 846   // If we're not NVCL we're CUDA, go ahead and emit filenames.
 847   if (TM.getTargetTriple().getOS() != Triple::NVCL)
 848     recordAndEmitFilenames(M);
 849
 850   GlobalsEmitted = false;
 851
 852   return false; // success
 853 }
 854
 855 void NVPTXAsmPrinter::emitGlobals(const Module &M) {
 856   SmallString<128> Str2;
 857   raw_svector_ostream OS2(Str2);
 858
 859   emitDeclarations(M, OS2);
 860
 861   // As ptxas does not support forward references of globals, we need to first
 862   // sort the list of module-level globals in def-use order. We visit each
 863   // global variable in order, and ensure that we emit it *after* its dependent
 864   // globals. We use a little extra memory maintaining both a set and a list to
 865   // have fast searches while maintaining a strict ordering.
 866   SmallVector<const GlobalVariable *, 8> Globals;
 867   DenseSet<const GlobalVariable *> GVVisited;
 868   DenseSet<const GlobalVariable *> GVVisiting;
 869
 870   // Visit each global variable, in order
 871   for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 872        I != E; ++I)
 873     VisitGlobalVariableForEmission(I, Globals, GVVisited, GVVisiting);
 874
 875   assert(GVVisited.size() == M.getGlobalList().size() &&
 876          "Missed a global variable");
 877   assert(GVVisiting.size() == 0 && "Did not fully process a global variable");
 878
 879   // Print out module-level global variables in proper order
 880   for (unsigned i = 0, e = Globals.size(); i != e; ++i)
 881     printModuleLevelGV(Globals[i], OS2);
 882
 883   OS2 << '\n';
 884
 885   OutStreamer->EmitRawText(OS2.str());
 886 }
 887
 888 void NVPTXAsmPrinter::emitHeader(Module &M, raw_ostream &O,
 889                                  const NVPTXSubtarget &STI) {
 890   O << "//\n";
 891   O << "// Generated by LLVM NVPTX Back-End\n";
 892   O << "//\n";
 893   O << "\n";
 894
 895   unsigned PTXVersion = STI.getPTXVersion();
 896   O << ".version " << (PTXVersion / 10) << "." << (PTXVersion % 10) << "\n";
 897
 898   O << ".target ";
 899   O << STI.getTargetName();
 900
 901   const NVPTXTargetMachine &NTM = static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM);
 902   if (NTM.getDrvInterface() == NVPTX::NVCL)
 903     O << ", texmode_independent";
 904   else {
 905     if (!STI.hasDouble())
 906       O << ", map_f64_to_f32";
 907   }
 908
 909   if (MAI->doesSupportDebugInformation())
 910     O << ", debug";
 911
 912   O << "\n";
 913
 914   O << ".address_size ";
 915   if (NTM.is64Bit())
 916     O << "64";
 917   else
 918     O << "32";
 919   O << "\n";
 920
 921   O << "\n";
 922 }
 923
 924 bool NVPTXAsmPrinter::doFinalization(Module &M) {
 925   // If we did not emit any functions, then the global declarations have not
 926   // yet been emitted.
 927   if (!GlobalsEmitted) {
 928     emitGlobals(M);
 929     GlobalsEmitted = true;
 930   }
 931
 932   // XXX Temproarily remove global variables so that doFinalization() will not
 933   // emit them again (global variables are emitted at beginning).
 934
 935   Module::GlobalListType &global_list = M.getGlobalList();
 936   int i, n = global_list.size();
 937   GlobalVariable **gv_array = new GlobalVariable *[n];
 938
 939   // first, back-up GlobalVariable in gv_array
 940   i = 0;
 941   for (Module::global_iterator I = global_list.begin(), E = global_list.end();
 942        I != E; ++I)
 943     gv_array[i++] = &*I;
 944
 945   // second, empty global_list
 946   while (!global_list.empty())
 947     global_list.remove(global_list.begin());
 948
 949   // call doFinalization
 950   bool ret = AsmPrinter::doFinalization(M);
 951
 952   // now we restore global variables
 953   for (i = 0; i < n; i++)
 954     global_list.insert(global_list.end(), gv_array[i]);
 955
 956   clearAnnotationCache(&M);
 957
 958   delete[] gv_array;
 959   return ret;
 960
 961   //bool Result = AsmPrinter::doFinalization(M);
 962   // Instead of calling the parents doFinalization, we may
 963   // clone parents doFinalization and customize here.
 964   // Currently, we if NVISA out the EmitGlobals() in
 965   // parent's doFinalization, which is too intrusive.
 966   //
 967   // Same for the doInitialization.
 968   //return Result;
 969 }
 970
 971 // This function emits appropriate linkage directives for
 972 // functions and global variables.
 973 //
 974 // extern function declaration            -> .extern
 975 // extern function definition             -> .visible
 976 // external global variable with init     -> .visible
 977 // external without init                  -> .extern
 978 // appending                              -> not allowed, assert.
 979 // for any linkage other than
 980 // internal, private, linker_private,
 981 // linker_private_weak, linker_private_weak_def_auto,
 982 // we emit                                -> .weak.
 983
 984 void NVPTXAsmPrinter::emitLinkageDirective(const GlobalValue *V,
 985                                            raw_ostream &O) {
 986   if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() == NVPTX::CUDA) {
 987     if (V->hasExternalLinkage()) {
 988       if (isa<GlobalVariable>(V)) {
 989         const GlobalVariable *GVar = cast<GlobalVariable>(V);
 990         if (GVar) {
 991           if (GVar->hasInitializer())
 992             O << ".visible ";
 993           else
 994             O << ".extern ";
 995         }
 996       } else if (V->isDeclaration())
 997         O << ".extern ";
 998       else
 999         O << ".visible ";
1000     } else if (V->hasAppendingLinkage()) {
1001       std::string msg;
1002       msg.append("Error: ");
1003       msg.append("Symbol ");
1004       if (V->hasName())
1005         msg.append(V->getName());
1006       msg.append("has unsupported appending linkage type");
1007       llvm_unreachable(msg.c_str());
1008     } else if (!V->hasInternalLinkage() &&
1009                !V->hasPrivateLinkage()) {
1010       O << ".weak ";
1011     }
1012   }
1013 }
1014
1015 void NVPTXAsmPrinter::printModuleLevelGV(const GlobalVariable *GVar,
1016                                          raw_ostream &O,
1017                                          bool processDemoted) {
1018
1019   // Skip meta data
1020   if (GVar->hasSection()) {
1021     if (GVar->getSection() == StringRef("llvm.metadata"))
1022       return;
1023   }
1024
1025   // Skip LLVM intrinsic global variables
1026   if (GVar->getName().startswith("llvm.") ||
1027       GVar->getName().startswith("nvvm."))
1028     return;
1029
1030   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1031
1032   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1033   const PointerType *PTy = GVar->getType();
1034   Type *ETy = PTy->getElementType();
1035
1036   if (GVar->hasExternalLinkage()) {
1037     if (GVar->hasInitializer())
1038       O << ".visible ";
1039     else
1040       O << ".extern ";
1041   } else if (GVar->hasLinkOnceLinkage() || GVar->hasWeakLinkage() ||
1042              GVar->hasAvailableExternallyLinkage() ||
1043              GVar->hasCommonLinkage()) {
1044     O << ".weak ";
1045   }
1046
1047   if (llvm::isTexture(*GVar)) {
1048     O << ".global .texref " << llvm::getTextureName(*GVar) << ";\n";
1049     return;
1050   }
1051
1052   if (llvm::isSurface(*GVar)) {
1053     O << ".global .surfref " << llvm::getSurfaceName(*GVar) << ";\n";
1054     return;
1055   }
1056
1057   if (GVar->isDeclaration()) {
1058     // (extern) declarations, no definition or initializer
1059     // Currently the only known declaration is for an automatic __local
1060     // (.shared) promoted to global.
1061     emitPTXGlobalVariable(GVar, O);
1062     O << ";\n";
1063     return;
1064   }
1065
1066   if (llvm::isSampler(*GVar)) {
1067     O << ".global .samplerref " << llvm::getSamplerName(*GVar);
1068
1069     const Constant *Initializer = nullptr;
1070     if (GVar->hasInitializer())
1071       Initializer = GVar->getInitializer();
1072     const ConstantInt *CI = nullptr;
1073     if (Initializer)
1074       CI = dyn_cast<ConstantInt>(Initializer);
1075     if (CI) {
1076       unsigned sample = CI->getZExtValue();
1077
1078       O << " = { ";
1079
1080       for (int i = 0,
1081                addr = ((sample & __CLK_ADDRESS_MASK) >> __CLK_ADDRESS_BASE);
1082            i < 3; i++) {
1083         O << "addr_mode_" << i << " = ";
1084         switch (addr) {
1085         case 0:
1086           O << "wrap";
1087           break;
1088         case 1:
1089           O << "clamp_to_border";
1090           break;
1091         case 2:
1092           O << "clamp_to_edge";
1093           break;
1094         case 3:
1095           O << "wrap";
1096           break;
1097         case 4:
1098           O << "mirror";
1099           break;
1100         }
1101         O << ", ";
1102       }
1103       O << "filter_mode = ";
1104       switch ((sample & __CLK_FILTER_MASK) >> __CLK_FILTER_BASE) {
1105       case 0:
1106         O << "nearest";
1107         break;
1108       case 1:
1109         O << "linear";
1110         break;
1111       case 2:
1112         llvm_unreachable("Anisotropic filtering is not supported");
1113       default:
1114         O << "nearest";
1115         break;
1116       }
1117       if (!((sample & __CLK_NORMALIZED_MASK) >> __CLK_NORMALIZED_BASE)) {
1118         O << ", force_unnormalized_coords = 1";
1119       }
1120       O << " }";
1121     }
1122
1123     O << ";\n";
1124     return;
1125   }
1126
1127   if (GVar->hasPrivateLinkage()) {
1128
1129     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "unrollpragma", 12))
1130       return;
1131
1132     // FIXME - need better way (e.g. Metadata) to avoid generating this global
1133     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "filename", 8))
1134       return;
1135     if (GVar->use_empty())
1136       return;
1137   }
1138
1139   const Function *demotedFunc = nullptr;
1140   if (!processDemoted && canDemoteGlobalVar(GVar, demotedFunc)) {
1141     O << "// " << GVar->getName() << " has been demoted\n";
1142     if (localDecls.find(demotedFunc) != localDecls.end())
1143       localDecls[demotedFunc].push_back(GVar);
1144     else {
1145       std::vector<const GlobalVariable *> temp;
1146       temp.push_back(GVar);
1147       localDecls[demotedFunc] = temp;
1148     }
1149     return;
1150   }
1151
1152   O << ".";
1153   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1154
1155   if (isManaged(*GVar)) {
1156     O << " .attribute(.managed)";
1157   }
1158
1159   if (GVar->getAlignment() == 0)
1160     O << " .align " << (int)DL.getPrefTypeAlignment(ETy);
1161   else
1162     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1163
1164   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1165     O << " .";
1166     // Special case: ABI requires that we use .u8 for predicates
1167     if (ETy->isIntegerTy(1))
1168       O << "u8";
1169     else
1170       O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy, false);
1171     O << " ";
1172     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1173
1174     // Ptx allows variable initilization only for constant and global state
1175     // spaces.
1176     if (GVar->hasInitializer()) {
1177       if ((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1178           (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) {
1179         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1180         // 'undef' is treated as there is no value specified.
1181         if (!Initializer->isNullValue() && !isa<UndefValue>(Initializer)) {
1182           O << " = ";
1183           printScalarConstant(Initializer, O);
1184         }
1185       } else {
1186         // The frontend adds zero-initializer to variables that don't have an
1187         // initial value, so skip warning for this case.
1188         if (!GVar->getInitializer()->isNullValue()) {
1189           report_fatal_error("initial value of '" + GVar->getName() +
1190                              "' is not allowed in addrspace(" +
1191                              Twine(PTy->getAddressSpace()) + ")");
1192         }
1193       }
1194     }
1195   } else {
1196     unsigned int ElementSize = 0;
1197
1198     // Although PTX has direct support for struct type and array type and
1199     // LLVM IR is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for
1200     // targets that support these high level field accesses. Structs, arrays
1201     // and vectors are lowered into arrays of bytes.
1202     switch (ETy->getTypeID()) {
1203     case Type::StructTyID:
1204     case Type::ArrayTyID:
1205     case Type::VectorTyID:
1206       ElementSize = DL.getTypeStoreSize(ETy);
1207       // Ptx allows variable initilization only for constant and
1208       // global state spaces.
1209       if (((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1210            (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) &&
1211           GVar->hasInitializer()) {
1212         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1213         if (!isa<UndefValue>(Initializer) && !Initializer->isNullValue()) {
1214           AggBuffer aggBuffer(ElementSize, O, *this);
1215           bufferAggregateConstant(Initializer, &aggBuffer);
1216           if (aggBuffer.numSymbols) {
1217             if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit()) {
1218               O << " .u64 ";
1219               getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1220               O << "[";
1221               O << ElementSize / 8;
1222             } else {
1223               O << " .u32 ";
1224               getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1225               O << "[";
1226               O << ElementSize / 4;
1227             }
1228             O << "]";
1229           } else {
1230             O << " .b8 ";
1231             getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1232             O << "[";
1233             O << ElementSize;
1234             O << "]";
1235           }
1236           O << " = {";
1237           aggBuffer.print();
1238           O << "}";
1239         } else {
1240           O << " .b8 ";
1241           getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1242           if (ElementSize) {
1243             O << "[";
1244             O << ElementSize;
1245             O << "]";
1246           }
1247         }
1248       } else {
1249         O << " .b8 ";
1250         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1251         if (ElementSize) {
1252           O << "[";
1253           O << ElementSize;
1254           O << "]";
1255         }
1256       }
1257       break;
1258     default:
1259       llvm_unreachable("type not supported yet");
1260     }
1261
1262   }
1263   O << ";\n";
1264 }
1265
1266 void NVPTXAsmPrinter::emitDemotedVars(const Function *f, raw_ostream &O) {
1267   if (localDecls.find(f) == localDecls.end())
1268     return;
1269
1270   std::vector<const GlobalVariable *> &gvars = localDecls[f];
1271
1272   for (unsigned i = 0, e = gvars.size(); i != e; ++i) {
1273     O << "\t// demoted variable\n\t";
1274     printModuleLevelGV(gvars[i], O, true);
1275   }
1276 }
1277
1278 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXAddressSpace(unsigned int AddressSpace,
1279                                           raw_ostream &O) const {
1280   switch (AddressSpace) {
1281   case llvm::ADDRESS_SPACE_LOCAL:
1282     O << "local";
1283     break;
1284   case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1285     O << "global";
1286     break;
1287   case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1288     O << "const";
1289     break;
1290   case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1291     O << "shared";
1292     break;
1293   default:
1294     report_fatal_error("Bad address space found while emitting PTX");
1295     break;
1296   }
1297 }
1298
1299 std::string
1300 NVPTXAsmPrinter::getPTXFundamentalTypeStr(const Type *Ty, bool useB4PTR) const {
1301   switch (Ty->getTypeID()) {
1302   default:
1303     llvm_unreachable("unexpected type");
1304     break;
1305   case Type::IntegerTyID: {
1306     unsigned NumBits = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1307     if (NumBits == 1)
1308       return "pred";
1309     else if (NumBits <= 64) {
1310       std::string name = "u";
1311       return name + utostr(NumBits);
1312     } else {
1313       llvm_unreachable("Integer too large");
1314       break;
1315     }
1316     break;
1317   }
1318   case Type::FloatTyID:
1319     return "f32";
1320   case Type::DoubleTyID:
1321     return "f64";
1322   case Type::PointerTyID:
1323     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit())
1324       if (useB4PTR)
1325         return "b64";
1326       else
1327         return "u64";
1328     else if (useB4PTR)
1329       return "b32";
1330     else
1331       return "u32";
1332   }
1333   llvm_unreachable("unexpected type");
1334   return nullptr;
1335 }
1336
1337 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXGlobalVariable(const GlobalVariable *GVar,
1338                                             raw_ostream &O) {
1339
1340   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1341
1342   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1343   const PointerType *PTy = GVar->getType();
1344   Type *ETy = PTy->getElementType();
1345
1346   O << ".";
1347   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1348   if (GVar->getAlignment() == 0)
1349     O << " .align " << (int)DL.getPrefTypeAlignment(ETy);
1350   else
1351     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1352
1353   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1354     O << " .";
1355     O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy);
1356     O << " ";
1357     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1358     return;
1359   }
1360
1361   int64_t ElementSize = 0;
1362
1363   // Although PTX has direct support for struct type and array type and LLVM IR
1364   // is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for targets that
1365   // support these high level field accesses. Structs and arrays are lowered
1366   // into arrays of bytes.
1367   switch (ETy->getTypeID()) {
1368   case Type::StructTyID:
1369   case Type::ArrayTyID:
1370   case Type::VectorTyID:
1371     ElementSize = DL.getTypeStoreSize(ETy);
1372     O << " .b8 ";
1373     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1374     O << "[";
1375     if (ElementSize) {
1376       O << ElementSize;
1377     }
1378     O << "]";
1379     break;
1380   default:
1381     llvm_unreachable("type not supported yet");
1382   }
1383   return;
1384 }
1385
1386 static unsigned int getOpenCLAlignment(const DataLayout &DL, Type *Ty) {
1387   if (Ty->isSingleValueType())
1388     return DL.getPrefTypeAlignment(Ty);
1389
1390   const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty);
1391   if (ATy)
1392     return getOpenCLAlignment(DL, ATy->getElementType());
1393
1394   const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
1395   if (STy) {
1396     unsigned int alignStruct = 1;
1397     // Go through each element of the struct and find the
1398     // largest alignment.
1399     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; i++) {
1400       Type *ETy = STy->getElementType(i);
1401       unsigned int align = getOpenCLAlignment(DL, ETy);
1402       if (align > alignStruct)
1403         alignStruct = align;
1404     }
1405     return alignStruct;
1406   }
1407
1408   const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(Ty);
1409   if (FTy)
1410     return DL.getPointerPrefAlignment();
1411   return DL.getPrefTypeAlignment(Ty);
1412 }
1413
1414 void NVPTXAsmPrinter::printParamName(Function::const_arg_iterator I,
1415                                      int paramIndex, raw_ostream &O) {
1416   getSymbol(I->getParent())->print(O, MAI);
1417   O << "_param_" << paramIndex;
1418 }
1419
1420 void NVPTXAsmPrinter::printParamName(int paramIndex, raw_ostream &O) {
1421   CurrentFnSym->print(O, MAI);
1422   O << "_param_" << paramIndex;
1423 }
1424
1425 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const Function *F, raw_ostream &O) {
1426   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1427   const AttributeSet &PAL = F->getAttributes();
1428   const TargetLowering *TLI = nvptxSubtarget->getTargetLowering();
1429   Function::const_arg_iterator I, E;
1430   unsigned paramIndex = 0;
1431   bool first = true;
1432   bool isKernelFunc = llvm::isKernelFunction(*F);
1433   bool isABI = (nvptxSubtarget->getSmVersion() >= 20);
1434   MVT thePointerTy = TLI->getPointerTy(DL);
1435
1436   O << "(\n";
1437
1438   for (I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E; ++I, paramIndex++) {
1439     Type *Ty = I->getType();
1440
1441     if (!first)
1442       O << ",\n";
1443
1444     first = false;
1445
1446     // Handle image/sampler parameters
1447     if (isKernelFunction(*F)) {
1448       if (isSampler(*I) || isImage(*I)) {
1449         if (isImage(*I)) {
1450           std::string sname = I->getName();
1451           if (isImageWriteOnly(*I) || isImageReadWrite(*I)) {
1452             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1453               O << "\t.param .u64 .ptr .surfref ";
1454             else
1455               O << "\t.param .surfref ";
1456             CurrentFnSym->print(O, MAI);
1457             O << "_param_" << paramIndex;
1458           }
1459           else { // Default image is read_only
1460             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1461               O << "\t.param .u64 .ptr .texref ";
1462             else
1463               O << "\t.param .texref ";
1464             CurrentFnSym->print(O, MAI);
1465             O << "_param_" << paramIndex;
1466           }
1467         } else {
1468           if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1469             O << "\t.param .u64 .ptr .samplerref ";
1470           else
1471             O << "\t.param .samplerref ";
1472           CurrentFnSym->print(O, MAI);
1473           O << "_param_" << paramIndex;
1474         }
1475         continue;
1476       }
1477     }
1478
1479     if (!PAL.hasAttribute(paramIndex + 1, Attribute::ByVal)) {
1480       if (Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy()) {
1481         // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1482         // <a> = PAL.getparamalignment
1483         // size = typeallocsize of element type
1484         unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1485         if (align == 0)
1486           align = DL.getABITypeAlignment(Ty);
1487
1488         unsigned sz = DL.getTypeAllocSize(Ty);
1489         O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1490         printParamName(I, paramIndex, O);
1491         O << "[" << sz << "]";
1492
1493         continue;
1494       }
1495       // Just a scalar
1496       const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1497       if (isKernelFunc) {
1498         if (PTy) {
1499           // Special handling for pointer arguments to kernel
1500           O << "\t.param .u" << thePointerTy.getSizeInBits() << " ";
1501
1502           if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() !=
1503               NVPTX::CUDA) {
1504             Type *ETy = PTy->getElementType();
1505             int addrSpace = PTy->getAddressSpace();
1506             switch (addrSpace) {
1507             default:
1508               O << ".ptr ";
1509               break;
1510             case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1511               O << ".ptr .const ";
1512               break;
1513             case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1514               O << ".ptr .shared ";
1515               break;
1516             case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1517               O << ".ptr .global ";
1518               break;
1519             }
1520             O << ".align " << (int)getOpenCLAlignment(DL, ETy) << " ";
1521           }
1522           printParamName(I, paramIndex, O);
1523           continue;
1524         }
1525
1526         // non-pointer scalar to kernel func
1527         O << "\t.param .";
1528         // Special case: predicate operands become .u8 types
1529         if (Ty->isIntegerTy(1))
1530           O << "u8";
1531         else
1532           O << getPTXFundamentalTypeStr(Ty);
1533         O << " ";
1534         printParamName(I, paramIndex, O);
1535         continue;
1536       }
1537       // Non-kernel function, just print .param .b<size> for ABI
1538       // and .reg .b<size> for non-ABI
1539       unsigned sz = 0;
1540       if (isa<IntegerType>(Ty)) {
1541         sz = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1542         if (sz < 32)
1543           sz = 32;
1544       } else if (isa<PointerType>(Ty))
1545         sz = thePointerTy.getSizeInBits();
1546       else
1547         sz = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1548       if (isABI)
1549         O << "\t.param .b" << sz << " ";
1550       else
1551         O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1552       printParamName(I, paramIndex, O);
1553       continue;
1554     }
1555
1556     // param has byVal attribute. So should be a pointer
1557     const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1558     assert(PTy && "Param with byval attribute should be a pointer type");
1559     Type *ETy = PTy->getElementType();
1560
1561     if (isABI || isKernelFunc) {
1562       // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1563       // <a> = PAL.getparamalignment
1564       // size = typeallocsize of element type
1565       unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1566       if (align == 0)
1567         align = DL.getABITypeAlignment(ETy);
1568
1569       unsigned sz = DL.getTypeAllocSize(ETy);
1570       O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1571       printParamName(I, paramIndex, O);
1572       O << "[" << sz << "]";
1573       continue;
1574     } else {
1575       // Split the ETy into constituent parts and
1576       // print .param .b<size> <name> for each part.
1577       // Further, if a part is vector, print the above for
1578       // each vector element.
1579       SmallVector<EVT, 16> vtparts;
1580       ComputeValueVTs(*TLI, DL, ETy, vtparts);
1581       for (unsigned i = 0, e = vtparts.size(); i != e; ++i) {
1582         unsigned elems = 1;
1583         EVT elemtype = vtparts[i];
1584         if (vtparts[i].isVector()) {
1585           elems = vtparts[i].getVectorNumElements();
1586           elemtype = vtparts[i].getVectorElementType();
1587         }
1588
1589         for (unsigned j = 0, je = elems; j != je; ++j) {
1590           unsigned sz = elemtype.getSizeInBits();
1591           if (elemtype.isInteger() && (sz < 32))
1592             sz = 32;
1593           O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1594           printParamName(I, paramIndex, O);
1595           if (j < je - 1)
1596             O << ",\n";
1597           ++paramIndex;
1598         }
1599         if (i < e - 1)
1600           O << ",\n";
1601       }
1602       --paramIndex;
1603       continue;
1604     }
1605   }
1606
1607   O << "\n)\n";
1608 }
1609
1610 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const MachineFunction &MF,
1611                                             raw_ostream &O) {
1612   const Function *F = MF.getFunction();
1613   emitFunctionParamList(F, O);
1614 }
1615
1616 void NVPTXAsmPrinter::setAndEmitFunctionVirtualRegisters(
1617     const MachineFunction &MF) {
1618   SmallString<128> Str;
1619   raw_svector_ostream O(Str);
1620
1621   // Map the global virtual register number to a register class specific
1622   // virtual register number starting from 1 with that class.
1623   const TargetRegisterInfo *TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1624   //unsigned numRegClasses = TRI->getNumRegClasses();
1625
1626   // Emit the Fake Stack Object
1627   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1628   int NumBytes = (int) MFI->getStackSize();
1629   if (NumBytes) {
1630     O << "\t.local .align " << MFI->getMaxAlignment() << " .b8 \t" << DEPOTNAME
1631       << getFunctionNumber() << "[" << NumBytes << "];\n";
1632     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(MF.getTarget()).is64Bit()) {
1633       O << "\t.reg .b64 \t%SP;\n";
1634       O << "\t.reg .b64 \t%SPL;\n";
1635     } else {
1636       O << "\t.reg .b32 \t%SP;\n";
1637       O << "\t.reg .b32 \t%SPL;\n";
1638     }
1639   }
1640
1641   // Go through all virtual registers to establish the mapping between the
1642   // global virtual
1643   // register number and the per class virtual register number.
1644   // We use the per class virtual register number in the ptx output.
1645   unsigned int numVRs = MRI->getNumVirtRegs();
1646   for (unsigned i = 0; i < numVRs; i++) {
1647     unsigned int vr = TRI->index2VirtReg(i);
1648     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(vr);
1649     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1650     int n = regmap.size();
1651     regmap.insert(std::make_pair(vr, n + 1));
1652   }
1653
1654   // Emit register declarations
1655   // @TODO: Extract out the real register usage
1656   // O << "\t.reg .pred %p<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1657   // O << "\t.reg .s16 %rc<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1658   // O << "\t.reg .s16 %rs<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1659   // O << "\t.reg .s32 %r<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1660   // O << "\t.reg .s64 %rd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1661   // O << "\t.reg .f32 %f<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1662   // O << "\t.reg .f64 %fd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1663
1664   // Emit declaration of the virtual registers or 'physical' registers for
1665   // each register class
1666   for (unsigned i=0; i< TRI->getNumRegClasses(); i++) {
1667     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(i);
1668     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1669     std::string rcname = getNVPTXRegClassName(RC);
1670     std::string rcStr = getNVPTXRegClassStr(RC);
1671     int n = regmap.size();
1672
1673     // Only declare those registers that may be used.
1674     if (n) {
1675        O << "\t.reg " << rcname << " \t" << rcStr << "<" << (n+1)
1676          << ">;\n";
1677     }
1678   }
1679
1680   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
1681 }
1682
1683 void NVPTXAsmPrinter::printFPConstant(const ConstantFP *Fp, raw_ostream &O) {
1684   APFloat APF = APFloat(Fp->getValueAPF()); // make a copy
1685   bool ignored;
1686   unsigned int numHex;
1687   const char *lead;
1688
1689   if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::FloatTyID) {
1690     numHex = 8;
1691     lead = "0f";
1692     APF.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1693   } else if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::DoubleTyID) {
1694     numHex = 16;
1695     lead = "0d";
1696     APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1697   } else
1698     llvm_unreachable("unsupported fp type");
1699
1700   APInt API = APF.bitcastToAPInt();
1701   std::string hexstr(utohexstr(API.getZExtValue()));
1702   O << lead;
1703   if (hexstr.length() < numHex)
1704     O << std::string(numHex - hexstr.length(), '0');
1705   O << utohexstr(API.getZExtValue());
1706 }
1707
1708 void NVPTXAsmPrinter::printScalarConstant(const Constant *CPV, raw_ostream &O) {
1709   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1710     O << CI->getValue();
1711     return;
1712   }
1713   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV)) {
1714     printFPConstant(CFP, O);
1715     return;
1716   }
1717   if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
1718     O << "0";
1719     return;
1720   }
1721   if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1722     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(GVar->getType());
1723     bool IsNonGenericPointer = false;
1724     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1725       IsNonGenericPointer = true;
1726     }
1727     if (EmitGeneric && !isa<Function>(CPV) && !IsNonGenericPointer) {
1728       O << "generic(";
1729       getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1730       O << ")";
1731     } else {
1732       getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1733     }
1734     return;
1735   }
1736   if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1737     const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1738     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Cexpr->getType());
1739     bool IsNonGenericPointer = false;
1740     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1741       IsNonGenericPointer = true;
1742     }
1743     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(v)) {
1744       if (EmitGeneric && !isa<Function>(v) && !IsNonGenericPointer) {
1745         O << "generic(";
1746         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1747         O << ")";
1748       } else {
1749         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1750       }
1751       return;
1752     } else {
1753       lowerConstant(CPV)->print(O, MAI);
1754       return;
1755     }
1756   }
1757   llvm_unreachable("Not scalar type found in printScalarConstant()");
1758 }
1759
1760 // These utility functions assure we get the right sequence of bytes for a given
1761 // type even for big-endian machines
1762 template <typename T> static void ConvertIntToBytes(unsigned char *p, T val) {
1763   int64_t vp = (int64_t)val;
1764   for (unsigned i = 0; i < sizeof(T); ++i) {
1765     p[i] = (unsigned char)vp;
1766     vp >>= 8;
1767   }
1768 }
1769 static void ConvertFloatToBytes(unsigned char *p, float val) {
1770   int32_t *vp = (int32_t *)&val;
1771   for (unsigned i = 0; i < sizeof(int32_t); ++i) {
1772     p[i] = (unsigned char)*vp;
1773     *vp >>= 8;
1774   }
1775 }
1776 static void ConvertDoubleToBytes(unsigned char *p, double val) {
1777   int64_t *vp = (int64_t *)&val;
1778   for (unsigned i = 0; i < sizeof(int64_t); ++i) {
1779     p[i] = (unsigned char)*vp;
1780     *vp >>= 8;
1781   }
1782 }
1783
1784 void NVPTXAsmPrinter::bufferLEByte(const Constant *CPV, int Bytes,
1785                                    AggBuffer *aggBuffer) {
1786
1787   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1788
1789   if (isa<UndefValue>(CPV) || CPV->isNullValue()) {
1790     int s = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1791     if (s < Bytes)
1792       s = Bytes;
1793     aggBuffer->addZeros(s);
1794     return;
1795   }
1796
1797   unsigned char ptr[8];
1798   switch (CPV->getType()->getTypeID()) {
1799
1800   case Type::IntegerTyID: {
1801     const Type *ETy = CPV->getType();
1802     if (ETy == Type::getInt8Ty(CPV->getContext())) {
1803       unsigned char c = (unsigned char)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1804       ConvertIntToBytes<>(ptr, c);
1805       aggBuffer->addBytes(ptr, 1, Bytes);
1806     } else if (ETy == Type::getInt16Ty(CPV->getContext())) {
1807       short int16 = (short)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1808       ConvertIntToBytes<>(ptr, int16);
1809       aggBuffer->addBytes(ptr, 2, Bytes);
1810     } else if (ETy == Type::getInt32Ty(CPV->getContext())) {
1811       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1812         int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1813         ConvertIntToBytes<>(ptr, int32);
1814         aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1815         break;
1816       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1817         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1818                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, DL))) {
1819           int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1820           ConvertIntToBytes<>(ptr, int32);
1821           aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1822           break;
1823         }
1824         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1825           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1826           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1827           aggBuffer->addZeros(4);
1828           break;
1829         }
1830       }
1831       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1832     } else if (ETy == Type::getInt64Ty(CPV->getContext())) {
1833       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1834         long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1835         ConvertIntToBytes<>(ptr, int64);
1836         aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1837         break;
1838       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1839         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1840                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, DL))) {
1841           long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1842           ConvertIntToBytes<>(ptr, int64);
1843           aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1844           break;
1845         }
1846         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1847           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1848           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1849           aggBuffer->addZeros(8);
1850           break;
1851         }
1852       }
1853       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1854     } else
1855       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1856     break;
1857   }
1858   case Type::FloatTyID:
1859   case Type::DoubleTyID: {
1860     const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV);
1861     const Type *Ty = CFP->getType();
1862     if (Ty == Type::getFloatTy(CPV->getContext())) {
1863       float float32 = (float) CFP->getValueAPF().convertToFloat();
1864       ConvertFloatToBytes(ptr, float32);
1865       aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1866     } else if (Ty == Type::getDoubleTy(CPV->getContext())) {
1867       double float64 = CFP->getValueAPF().convertToDouble();
1868       ConvertDoubleToBytes(ptr, float64);
1869       aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1870     } else {
1871       llvm_unreachable("unsupported fp const type");
1872     }
1873     break;
1874   }
1875   case Type::PointerTyID: {
1876     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1877       aggBuffer->addSymbol(GVar, GVar);
1878     } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1879       const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1880       aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr);
1881     }
1882     unsigned int s = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1883     aggBuffer->addZeros(s);
1884     break;
1885   }
1886
1887   case Type::ArrayTyID:
1888   case Type::VectorTyID:
1889   case Type::StructTyID: {
1890     if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV) ||
1891         isa<ConstantStruct>(CPV) || isa<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1892       int ElementSize = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1893       bufferAggregateConstant(CPV, aggBuffer);
1894       if (Bytes > ElementSize)
1895         aggBuffer->addZeros(Bytes - ElementSize);
1896     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(CPV))
1897       aggBuffer->addZeros(Bytes);
1898     else
1899       llvm_unreachable("Unexpected Constant type");
1900     break;
1901   }
1902
1903   default:
1904     llvm_unreachable("unsupported type");
1905   }
1906 }
1907
1908 void NVPTXAsmPrinter::bufferAggregateConstant(const Constant *CPV,
1909                                               AggBuffer *aggBuffer) {
1910   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1911   int Bytes;
1912
1913   // Old constants
1914   if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV)) {
1915     if (CPV->getNumOperands())
1916       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i)
1917         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), 0, aggBuffer);
1918     return;
1919   }
1920
1921   if (const ConstantDataSequential *CDS =
1922           dyn_cast<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1923     if (CDS->getNumElements())
1924       for (unsigned i = 0; i < CDS->getNumElements(); ++i)
1925         bufferLEByte(cast<Constant>(CDS->getElementAsConstant(i)), 0,
1926                      aggBuffer);
1927     return;
1928   }
1929
1930   if (isa<ConstantStruct>(CPV)) {
1931     if (CPV->getNumOperands()) {
1932       StructType *ST = cast<StructType>(CPV->getType());
1933       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1934         if (i == (e - 1))
1935           Bytes = DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(0) +
1936                   DL.getTypeAllocSize(ST) -
1937                   DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1938         else
1939           Bytes = DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i + 1) -
1940                   DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1941         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), Bytes, aggBuffer);
1942       }
1943     }
1944     return;
1945   }
1946   llvm_unreachable("unsupported constant type in printAggregateConstant()");
1947 }
1948
1949 // buildTypeNameMap - Run through symbol table looking for type names.
1950 //
1951
1952 bool NVPTXAsmPrinter::isImageType(const Type *Ty) {
1953
1954   std::map<const Type *, std::string>::iterator PI = TypeNameMap.find(Ty);
1955
1956   return PI != TypeNameMap.end() && (!PI->second.compare("struct._image1d_t") ||
1957                                      !PI->second.compare("struct._image2d_t") ||
1958                                      !PI->second.compare("struct._image3d_t"));
1959 }
1960
1961
1962 bool NVPTXAsmPrinter::ignoreLoc(const MachineInstr &MI) {
1963   switch (MI.getOpcode()) {
1964   default:
1965     return false;
1966   case NVPTX::CallArgBeginInst:
1967   case NVPTX::CallArgEndInst0:
1968   case NVPTX::CallArgEndInst1:
1969   case NVPTX::CallArgF32:
1970   case NVPTX::CallArgF64:
1971   case NVPTX::CallArgI16:
1972   case NVPTX::CallArgI32:
1973   case NVPTX::CallArgI32imm:
1974   case NVPTX::CallArgI64:
1975   case NVPTX::CallArgParam:
1976   case NVPTX::CallVoidInst:
1977   case NVPTX::CallVoidInstReg:
1978   case NVPTX::Callseq_End:
1979   case NVPTX::CallVoidInstReg64:
1980   case NVPTX::DeclareParamInst:
1981   case NVPTX::DeclareRetMemInst:
1982   case NVPTX::DeclareRetRegInst:
1983   case NVPTX::DeclareRetScalarInst:
1984   case NVPTX::DeclareScalarParamInst:
1985   case NVPTX::DeclareScalarRegInst:
1986   case NVPTX::StoreParamF32:
1987   case NVPTX::StoreParamF64:
1988   case NVPTX::StoreParamI16:
1989   case NVPTX::StoreParamI32:
1990   case NVPTX::StoreParamI64:
1991   case NVPTX::StoreParamI8:
1992   case NVPTX::StoreRetvalF32:
1993   case NVPTX::StoreRetvalF64:
1994   case NVPTX::StoreRetvalI16:
1995   case NVPTX::StoreRetvalI32:
1996   case NVPTX::StoreRetvalI64:
1997   case NVPTX::StoreRetvalI8:
1998   case NVPTX::LastCallArgF32:
1999   case NVPTX::LastCallArgF64:
2000   case NVPTX::LastCallArgI16:
2001   case NVPTX::LastCallArgI32:
2002   case NVPTX::LastCallArgI32imm:
2003   case NVPTX::LastCallArgI64:
2004   case NVPTX::LastCallArgParam:
2005   case NVPTX::LoadParamMemF32:
2006   case NVPTX::LoadParamMemF64:
2007   case NVPTX::LoadParamMemI16:
2008   case NVPTX::LoadParamMemI32:
2009   case NVPTX::LoadParamMemI64:
2010   case NVPTX::LoadParamMemI8:
2011   case NVPTX::PrototypeInst:
2012   case NVPTX::DBG_VALUE:
2013     return true;
2014   }
2015   return false;
2016 }
2017
2018 /// lowerConstantForGV - Return an MCExpr for the given Constant.  This is mostly
2019 /// a copy from AsmPrinter::lowerConstant, except customized to only handle
2020 /// expressions that are representable in PTX and create
2021 /// NVPTXGenericMCSymbolRefExpr nodes for addrspacecast instructions.
2022 const MCExpr *
2023 NVPTXAsmPrinter::lowerConstantForGV(const Constant *CV, bool ProcessingGeneric) {
2024   MCContext &Ctx = OutContext;
2025
2026   if (CV->isNullValue() || isa<UndefValue>(CV))
2027     return MCConstantExpr::create(0, Ctx);
2028
2029   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CV))
2030     return MCConstantExpr::create(CI->getZExtValue(), Ctx);
2031
2032   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CV)) {
2033     const MCSymbolRefExpr *Expr =
2034       MCSymbolRefExpr::create(getSymbol(GV), Ctx);
2035     if (ProcessingGeneric) {
2036       return NVPTXGenericMCSymbolRefExpr::create(Expr, Ctx);
2037     } else {
2038       return Expr;
2039     }
2040   }
2041
2042   const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CV);
2043   if (!CE) {
2044     llvm_unreachable("Unknown constant value to lower!");
2045   }
2046
2047   switch (CE->getOpcode()) {
2048   default:
2049     // If the code isn't optimized, there may be outstanding folding
2050     // opportunities. Attempt to fold the expression using DataLayout as a
2051     // last resort before giving up.
2052     if (Constant *C = ConstantFoldConstantExpression(CE, getDataLayout()))
2053       if (C != CE)
2054         return lowerConstantForGV(C, ProcessingGeneric);
2055
2056     // Otherwise report the problem to the user.
2057     {
2058       std::string S;
2059       raw_string_ostream OS(S);
2060       OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2061       CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false,
2062                      !MF ? nullptr : MF->getFunction()->getParent());
2063       report_fatal_error(OS.str());
2064     }
2065
2066   case Instruction::AddrSpaceCast: {
2067     // Strip the addrspacecast and pass along the operand
2068     PointerType *DstTy = cast<PointerType>(CE->getType());
2069     if (DstTy->getAddressSpace() == 0) {
2070       return lowerConstantForGV(cast<const Constant>(CE->getOperand(0)), true);
2071     }
2072     std::string S;
2073     raw_string_ostream OS(S);
2074     OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2075     CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/ false,
2076                        !MF ? 0 : MF->getFunction()->getParent());
2077     report_fatal_error(OS.str());
2078   }
2079
2080   case Instruction::GetElementPtr: {
2081     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2082
2083     // Generate a symbolic expression for the byte address
2084     APInt OffsetAI(DL.getPointerTypeSizeInBits(CE->getType()), 0);
2085     cast<GEPOperator>(CE)->accumulateConstantOffset(DL, OffsetAI);
2086
2087     const MCExpr *Base = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0),
2088                                             ProcessingGeneric);
2089     if (!OffsetAI)
2090       return Base;
2091
2092     int64_t Offset = OffsetAI.getSExtValue();
2093     return MCBinaryExpr::createAdd(Base, MCConstantExpr::create(Offset, Ctx),
2094                                    Ctx);
2095   }
2096
2097   case Instruction::Trunc:
2098     // We emit the value and depend on the assembler to truncate the generated
2099     // expression properly.  This is important for differences between
2100     // blockaddress labels.  Since the two labels are in the same function, it
2101     // is reasonable to treat their delta as a 32-bit value.
2102     // FALL THROUGH.
2103   case Instruction::BitCast:
2104     return lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2105
2106   case Instruction::IntToPtr: {
2107     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2108
2109     // Handle casts to pointers by changing them into casts to the appropriate
2110     // integer type.  This promotes constant folding and simplifies this code.
2111     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2112     Op = ConstantExpr::getIntegerCast(Op, DL.getIntPtrType(CV->getType()),
2113                                       false/*ZExt*/);
2114     return lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2115   }
2116
2117   case Instruction::PtrToInt: {
2118     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2119
2120     // Support only foldable casts to/from pointers that can be eliminated by
2121     // changing the pointer to the appropriately sized integer type.
2122     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2123     Type *Ty = CE->getType();
2124
2125     const MCExpr *OpExpr = lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2126
2127     // We can emit the pointer value into this slot if the slot is an
2128     // integer slot equal to the size of the pointer.
2129     if (DL.getTypeAllocSize(Ty) == DL.getTypeAllocSize(Op->getType()))
2130       return OpExpr;
2131
2132     // Otherwise the pointer is smaller than the resultant integer, mask off
2133     // the high bits so we are sure to get a proper truncation if the input is
2134     // a constant expr.
2135     unsigned InBits = DL.getTypeAllocSizeInBits(Op->getType());
2136     const MCExpr *MaskExpr = MCConstantExpr::create(~0ULL >> (64-InBits), Ctx);
2137     return MCBinaryExpr::createAnd(OpExpr, MaskExpr, Ctx);
2138   }
2139
2140   // The MC library also has a right-shift operator, but it isn't consistently
2141   // signed or unsigned between different targets.
2142   case Instruction::Add: {
2143     const MCExpr *LHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2144     const MCExpr *RHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(1), ProcessingGeneric);
2145     switch (CE->getOpcode()) {
2146     default: llvm_unreachable("Unknown binary operator constant cast expr");
2147     case Instruction::Add: return MCBinaryExpr::createAdd(LHS, RHS, Ctx);
2148     }
2149   }
2150   }
2151 }
2152
2153 // Copy of MCExpr::print customized for NVPTX
2154 void NVPTXAsmPrinter::printMCExpr(const MCExpr &Expr, raw_ostream &OS) {
2155   switch (Expr.getKind()) {
2156   case MCExpr::Target:
2157     return cast<MCTargetExpr>(&Expr)->printImpl(OS, MAI);
2158   case MCExpr::Constant:
2159     OS << cast<MCConstantExpr>(Expr).getValue();
2160     return;
2161
2162   case MCExpr::SymbolRef: {
2163     const MCSymbolRefExpr &SRE = cast<MCSymbolRefExpr>(Expr);
2164     const MCSymbol &Sym = SRE.getSymbol();
2165     Sym.print(OS, MAI);
2166     return;
2167   }
2168
2169   case MCExpr::Unary: {
2170     const MCUnaryExpr &UE = cast<MCUnaryExpr>(Expr);
2171     switch (UE.getOpcode()) {
2172     case MCUnaryExpr::LNot:  OS << '!'; break;
2173     case MCUnaryExpr::Minus: OS << '-'; break;
2174     case MCUnaryExpr::Not:   OS << '~'; break;
2175     case MCUnaryExpr::Plus:  OS << '+'; break;
2176     }
2177     printMCExpr(*UE.getSubExpr(), OS);
2178     return;
2179   }
2180
2181   case MCExpr::Binary: {
2182     const MCBinaryExpr &BE = cast<MCBinaryExpr>(Expr);
2183
2184     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2185     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getLHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getLHS()) ||
2186         isa<NVPTXGenericMCSymbolRefExpr>(BE.getLHS())) {
2187       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2188     } else {
2189       OS << '(';
2190       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2191       OS<< ')';
2192     }
2193
2194     switch (BE.getOpcode()) {
2195     case MCBinaryExpr::Add:
2196       // Print "X-42" instead of "X+-42".
2197       if (const MCConstantExpr *RHSC = dyn_cast<MCConstantExpr>(BE.getRHS())) {
2198         if (RHSC->getValue() < 0) {
2199           OS << RHSC->getValue();
2200           return;
2201         }
2202       }
2203
2204       OS <<  '+';
2205       break;
2206     default: llvm_unreachable("Unhandled binary operator");
2207     }
2208
2209     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2210     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getRHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getRHS())) {
2211       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2212     } else {
2213       OS << '(';
2214       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2215       OS << ')';
2216     }
2217     return;
2218   }
2219   }
2220
2221   llvm_unreachable("Invalid expression kind!");
2222 }
2223
2224 /// PrintAsmOperand - Print out an operand for an inline asm expression.
2225 ///
2226 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
2227                                       unsigned AsmVariant,
2228                                       const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2229   if (ExtraCode && ExtraCode[0]) {
2230     if (ExtraCode[1] != 0)
2231       return true; // Unknown modifier.
2232
2233     switch (ExtraCode[0]) {
2234     default:
2235       // See if this is a generic print operand
2236       return AsmPrinter::PrintAsmOperand(MI, OpNo, AsmVariant, ExtraCode, O);
2237     case 'r':
2238       break;
2239     }
2240   }
2241
2242   printOperand(MI, OpNo, O);
2243
2244   return false;
2245 }
2246
2247 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(
2248     const MachineInstr *MI, unsigned OpNo, unsigned AsmVariant,
2249     const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2250   if (ExtraCode && ExtraCode[0])
2251     return true; // Unknown modifier
2252
2253   O << '[';
2254   printMemOperand(MI, OpNo, O);
2255   O << ']';
2256
2257   return false;
2258 }
2259
2260 void NVPTXAsmPrinter::printOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2261                                    raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2262   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(opNum);
2263   switch (MO.getType()) {
2264   case MachineOperand::MO_Register:
2265     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
2266       if (MO.getReg() == NVPTX::VRDepot)
2267         O << DEPOTNAME << getFunctionNumber();
2268       else
2269         O << NVPTXInstPrinter::getRegisterName(MO.getReg());
2270     } else {
2271       emitVirtualRegister(MO.getReg(), O);
2272     }
2273     return;
2274
2275   case MachineOperand::MO_Immediate:
2276     if (!Modifier)
2277       O << MO.getImm();
2278     else if (strstr(Modifier, "vec") == Modifier)
2279       printVecModifiedImmediate(MO, Modifier, O);
2280     else
2281       llvm_unreachable(
2282           "Don't know how to handle modifier on immediate operand");
2283     return;
2284
2285   case MachineOperand::MO_FPImmediate:
2286     printFPConstant(MO.getFPImm(), O);
2287     break;
2288
2289   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
2290     getSymbol(MO.getGlobal())->print(O, MAI);
2291     break;
2292
2293   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
2294     MO.getMBB()->getSymbol()->print(O, MAI);
2295     return;
2296
2297   default:
2298     llvm_unreachable("Operand type not supported.");
2299   }
2300 }
2301
2302 void NVPTXAsmPrinter::printMemOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2303                                       raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2304   printOperand(MI, opNum, O);
2305
2306   if (Modifier && !strcmp(Modifier, "add")) {
2307     O << ", ";
2308     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2309   } else {
2310     if (MI->getOperand(opNum + 1).isImm() &&
2311         MI->getOperand(opNum + 1).getImm() == 0)
2312       return; // don't print ',0' or '+0'
2313     O << "+";
2314     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2315   }
2316 }
2317
2318 void NVPTXAsmPrinter::emitSrcInText(StringRef filename, unsigned line) {
2319   std::stringstream temp;
2320   LineReader *reader = this->getReader(filename);
2321   temp << "\n//";
2322   temp << filename.str();
2323   temp << ":";
2324   temp << line;
2325   temp << " ";
2326   temp << reader->readLine(line);
2327   temp << "\n";
2328   this->OutStreamer->EmitRawText(temp.str());
2329 }
2330
2331 LineReader *NVPTXAsmPrinter::getReader(std::string filename) {
2332   if (!reader) {
2333     reader = new LineReader(filename);
2334   }
2335
2336   if (reader->fileName() != filename) {
2337     delete reader;
2338     reader = new LineReader(filename);
2339   }
2340
2341   return reader;
2342 }
2343
2344 std::string LineReader::readLine(unsigned lineNum) {
2345   if (lineNum < theCurLine) {
2346     theCurLine = 0;
2347     fstr.seekg(0, std::ios::beg);
2348   }
2349   while (theCurLine < lineNum) {
2350     fstr.getline(buff, 500);
2351     theCurLine++;
2352   }
2353   return buff;
2354 }
2355
2356 // Force static initialization.
2357 extern "C" void LLVMInitializeNVPTXAsmPrinter() {
2358   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> X(TheNVPTXTarget32);
2359   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> Y(TheNVPTXTarget64);
2360 }