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 *TD = TM.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().getSizeInBits()
 370         << " func_retval0";
 371     } else if ((Ty->getTypeID() == Type::StructTyID) || isa<VectorType>(Ty)) {
 372        unsigned totalsz = TD->getTypeAllocSize(Ty);
 373        unsigned retAlignment = 0;
 374        if (!llvm::getAlign(*F, 0, retAlignment))
 375          retAlignment = TD->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, 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   // TODO: isLoopHeader() should take "const MachineBasicBlock *".
 422   // We insert .pragma "nounroll" only to the loop header.
 423   if (!LI.isLoopHeader(const_cast<MachineBasicBlock *>(&MBB)))
 424     return false;
 425
 426   // llvm.loop.unroll.disable is marked on the back edges of a loop. Therefore,
 427   // we iterate through each back edge of the loop with header MBB, and check
 428   // whether its metadata contains llvm.loop.unroll.disable.
 429   for (auto I = MBB.pred_begin(); I != MBB.pred_end(); ++I) {
 430     const MachineBasicBlock *PMBB = *I;
 431     if (LI.getLoopFor(PMBB) != LI.getLoopFor(&MBB)) {
 432       // Edges from other loops to MBB are not back edges.
 433       continue;
 434     }
 435     if (const BasicBlock *PBB = PMBB->getBasicBlock()) {
 436       if (MDNode *LoopID = PBB->getTerminator()->getMetadata("llvm.loop")) {
 437         if (GetUnrollMetadata(LoopID, "llvm.loop.unroll.disable"))
 438           return true;
 439       }
 440     }
 441   }
 442   return false;
 443 }
 444
 445 void NVPTXAsmPrinter::EmitBasicBlockStart(const MachineBasicBlock &MBB) const {
 446   AsmPrinter::EmitBasicBlockStart(MBB);
 447   if (isLoopHeaderOfNoUnroll(MBB))
 448     OutStreamer->EmitRawText(StringRef("\t.pragma \"nounroll\";\n"));
 449 }
 450
 451 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionEntryLabel() {
 452   SmallString<128> Str;
 453   raw_svector_ostream O(Str);
 454
 455   if (!GlobalsEmitted) {
 456     emitGlobals(*MF->getFunction()->getParent());
 457     GlobalsEmitted = true;
 458   }
 459
 460   // Set up
 461   MRI = &MF->getRegInfo();
 462   F = MF->getFunction();
 463   emitLinkageDirective(F, O);
 464   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 465     O << ".entry ";
 466   else {
 467     O << ".func ";
 468     printReturnValStr(*MF, O);
 469   }
 470
 471   O << *CurrentFnSym;
 472
 473   emitFunctionParamList(*MF, O);
 474
 475   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 476     emitKernelFunctionDirectives(*F, O);
 477
 478   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
 479
 480   prevDebugLoc = DebugLoc();
 481 }
 482
 483 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionBodyStart() {
 484   VRegMapping.clear();
 485   OutStreamer->EmitRawText(StringRef("{\n"));
 486   setAndEmitFunctionVirtualRegisters(*MF);
 487
 488   SmallString<128> Str;
 489   raw_svector_ostream O(Str);
 490   emitDemotedVars(MF->getFunction(), O);
 491   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
 492 }
 493
 494 void NVPTXAsmPrinter::EmitFunctionBodyEnd() {
 495   OutStreamer->EmitRawText(StringRef("}\n"));
 496   VRegMapping.clear();
 497 }
 498
 499 void NVPTXAsmPrinter::emitImplicitDef(const MachineInstr *MI) const {
 500   unsigned RegNo = MI->getOperand(0).getReg();
 501   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegNo)) {
 502     OutStreamer->AddComment(Twine("implicit-def: ") +
 503                             getVirtualRegisterName(RegNo));
 504   } else {
 505     OutStreamer->AddComment(Twine("implicit-def: ") +
 506                             nvptxSubtarget->getRegisterInfo()->getName(RegNo));
 507   }
 508   OutStreamer->AddBlankLine();
 509 }
 510
 511 void NVPTXAsmPrinter::emitKernelFunctionDirectives(const Function &F,
 512                                                    raw_ostream &O) const {
 513   // If the NVVM IR has some of reqntid* specified, then output
 514   // the reqntid directive, and set the unspecified ones to 1.
 515   // If none of reqntid* is specified, don't output reqntid directive.
 516   unsigned reqntidx, reqntidy, reqntidz;
 517   bool specified = false;
 518   if (!llvm::getReqNTIDx(F, reqntidx))
 519     reqntidx = 1;
 520   else
 521     specified = true;
 522   if (!llvm::getReqNTIDy(F, reqntidy))
 523     reqntidy = 1;
 524   else
 525     specified = true;
 526   if (!llvm::getReqNTIDz(F, reqntidz))
 527     reqntidz = 1;
 528   else
 529     specified = true;
 530
 531   if (specified)
 532     O << ".reqntid " << reqntidx << ", " << reqntidy << ", " << reqntidz
 533       << "\n";
 534
 535   // If the NVVM IR has some of maxntid* specified, then output
 536   // the maxntid directive, and set the unspecified ones to 1.
 537   // If none of maxntid* is specified, don't output maxntid directive.
 538   unsigned maxntidx, maxntidy, maxntidz;
 539   specified = false;
 540   if (!llvm::getMaxNTIDx(F, maxntidx))
 541     maxntidx = 1;
 542   else
 543     specified = true;
 544   if (!llvm::getMaxNTIDy(F, maxntidy))
 545     maxntidy = 1;
 546   else
 547     specified = true;
 548   if (!llvm::getMaxNTIDz(F, maxntidz))
 549     maxntidz = 1;
 550   else
 551     specified = true;
 552
 553   if (specified)
 554     O << ".maxntid " << maxntidx << ", " << maxntidy << ", " << maxntidz
 555       << "\n";
 556
 557   unsigned mincta;
 558   if (llvm::getMinCTASm(F, mincta))
 559     O << ".minnctapersm " << mincta << "\n";
 560 }
 561
 562 std::string
 563 NVPTXAsmPrinter::getVirtualRegisterName(unsigned Reg) const {
 564   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(Reg);
 565
 566   std::string Name;
 567   raw_string_ostream NameStr(Name);
 568
 569   VRegRCMap::const_iterator I = VRegMapping.find(RC);
 570   assert(I != VRegMapping.end() && "Bad register class");
 571   const DenseMap<unsigned, unsigned> &RegMap = I->second;
 572
 573   VRegMap::const_iterator VI = RegMap.find(Reg);
 574   assert(VI != RegMap.end() && "Bad virtual register");
 575   unsigned MappedVR = VI->second;
 576
 577   NameStr << getNVPTXRegClassStr(RC) << MappedVR;
 578
 579   NameStr.flush();
 580   return Name;
 581 }
 582
 583 void NVPTXAsmPrinter::emitVirtualRegister(unsigned int vr,
 584                                           raw_ostream &O) {
 585   O << getVirtualRegisterName(vr);
 586 }
 587
 588 void NVPTXAsmPrinter::printVecModifiedImmediate(
 589     const MachineOperand &MO, const char *Modifier, raw_ostream &O) {
 590   static const char vecelem[] = { '0', '1', '2', '3', '0', '1', '2', '3' };
 591   int Imm = (int) MO.getImm();
 592   if (0 == strcmp(Modifier, "vecelem"))
 593     O << "_" << vecelem[Imm];
 594   else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4comm1")) {
 595     if ((Imm < 0) || (Imm > 3))
 596       O << "//";
 597   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4comm2")) {
 598     if ((Imm < 4) || (Imm > 7))
 599       O << "//";
 600   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv4pos")) {
 601     if (Imm < 0)
 602       Imm = 0;
 603     O << "_" << vecelem[Imm % 4];
 604   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2comm1")) {
 605     if ((Imm < 0) || (Imm > 1))
 606       O << "//";
 607   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2comm2")) {
 608     if ((Imm < 2) || (Imm > 3))
 609       O << "//";
 610   } else if (0 == strcmp(Modifier, "vecv2pos")) {
 611     if (Imm < 0)
 612       Imm = 0;
 613     O << "_" << vecelem[Imm % 2];
 614   } else
 615     llvm_unreachable("Unknown Modifier on immediate operand");
 616 }
 617
 618
 619
 620 void NVPTXAsmPrinter::emitDeclaration(const Function *F, raw_ostream &O) {
 621
 622   emitLinkageDirective(F, O);
 623   if (llvm::isKernelFunction(*F))
 624     O << ".entry ";
 625   else
 626     O << ".func ";
 627   printReturnValStr(F, O);
 628   O << *getSymbol(F) << "\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     if (GV->getName() == "llvm.used")
 639       return false;
 640     return true;
 641   }
 642
 643   for (const User *U : C->users())
 644     if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(U))
 645       if (usedInGlobalVarDef(C))
 646         return true;
 647
 648   return false;
 649 }
 650
 651 static bool usedInOneFunc(const User *U, Function const *&oneFunc) {
 652   if (const GlobalVariable *othergv = dyn_cast<GlobalVariable>(U)) {
 653     if (othergv->getName() == "llvm.used")
 654       return true;
 655   }
 656
 657   if (const Instruction *instr = dyn_cast<Instruction>(U)) {
 658     if (instr->getParent() && instr->getParent()->getParent()) {
 659       const Function *curFunc = instr->getParent()->getParent();
 660       if (oneFunc && (curFunc != oneFunc))
 661         return false;
 662       oneFunc = curFunc;
 663       return true;
 664     } else
 665       return false;
 666   }
 667
 668   for (const User *UU : U->users())
 669     if (!usedInOneFunc(UU, oneFunc))
 670       return false;
 671
 672   return true;
 673 }
 674
 675 /* Find out if a global variable can be demoted to local scope.
 676  * Currently, this is valid for CUDA shared variables, which have local
 677  * scope and global lifetime. So the conditions to check are :
 678  * 1. Is the global variable in shared address space?
 679  * 2. Does it have internal linkage?
 680  * 3. Is the global variable referenced only in one function?
 681  */
 682 static bool canDemoteGlobalVar(const GlobalVariable *gv, Function const *&f) {
 683   if (!gv->hasInternalLinkage())
 684     return false;
 685   const PointerType *Pty = gv->getType();
 686   if (Pty->getAddressSpace() != llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED)
 687     return false;
 688
 689   const Function *oneFunc = nullptr;
 690
 691   bool flag = usedInOneFunc(gv, oneFunc);
 692   if (!flag)
 693     return false;
 694   if (!oneFunc)
 695     return false;
 696   f = oneFunc;
 697   return true;
 698 }
 699
 700 static bool useFuncSeen(const Constant *C,
 701                         llvm::DenseMap<const Function *, bool> &seenMap) {
 702   for (const User *U : C->users()) {
 703     if (const Constant *cu = dyn_cast<Constant>(U)) {
 704       if (useFuncSeen(cu, seenMap))
 705         return true;
 706     } else if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(U)) {
 707       const BasicBlock *bb = I->getParent();
 708       if (!bb)
 709         continue;
 710       const Function *caller = bb->getParent();
 711       if (!caller)
 712         continue;
 713       if (seenMap.find(caller) != seenMap.end())
 714         return true;
 715     }
 716   }
 717   return false;
 718 }
 719
 720 void NVPTXAsmPrinter::emitDeclarations(const Module &M, raw_ostream &O) {
 721   llvm::DenseMap<const Function *, bool> seenMap;
 722   for (Module::const_iterator FI = M.begin(), FE = M.end(); FI != FE; ++FI) {
 723     const Function *F = FI;
 724
 725     if (F->isDeclaration()) {
 726       if (F->use_empty())
 727         continue;
 728       if (F->getIntrinsicID())
 729         continue;
 730       emitDeclaration(F, O);
 731       continue;
 732     }
 733     for (const User *U : F->users()) {
 734       if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(U)) {
 735         if (usedInGlobalVarDef(C)) {
 736           // The use is in the initialization of a global variable
 737           // that is a function pointer, so print a declaration
 738           // for the original function
 739           emitDeclaration(F, O);
 740           break;
 741         }
 742         // Emit a declaration of this function if the function that
 743         // uses this constant expr has already been seen.
 744         if (useFuncSeen(C, seenMap)) {
 745           emitDeclaration(F, O);
 746           break;
 747         }
 748       }
 749
 750       if (!isa<Instruction>(U))
 751         continue;
 752       const Instruction *instr = cast<Instruction>(U);
 753       const BasicBlock *bb = instr->getParent();
 754       if (!bb)
 755         continue;
 756       const Function *caller = bb->getParent();
 757       if (!caller)
 758         continue;
 759
 760       // If a caller has already been seen, then the caller is
 761       // appearing in the module before the callee. so print out
 762       // a declaration for the callee.
 763       if (seenMap.find(caller) != seenMap.end()) {
 764         emitDeclaration(F, O);
 765         break;
 766       }
 767     }
 768     seenMap[F] = true;
 769   }
 770 }
 771
 772 void NVPTXAsmPrinter::recordAndEmitFilenames(Module &M) {
 773   DebugInfoFinder DbgFinder;
 774   DbgFinder.processModule(M);
 775
 776   unsigned i = 1;
 777   for (const DICompileUnit *DIUnit : DbgFinder.compile_units()) {
 778     StringRef Filename = DIUnit->getFilename();
 779     StringRef Dirname = DIUnit->getDirectory();
 780     SmallString<128> FullPathName = Dirname;
 781     if (!Dirname.empty() && !sys::path::is_absolute(Filename)) {
 782       sys::path::append(FullPathName, Filename);
 783       Filename = FullPathName;
 784     }
 785     if (filenameMap.find(Filename) != filenameMap.end())
 786       continue;
 787     filenameMap[Filename] = i;
 788     OutStreamer->EmitDwarfFileDirective(i, "", Filename);
 789     ++i;
 790   }
 791
 792   for (DISubprogram *SP : DbgFinder.subprograms()) {
 793     StringRef Filename = SP->getFilename();
 794     StringRef Dirname = SP->getDirectory();
 795     SmallString<128> FullPathName = Dirname;
 796     if (!Dirname.empty() && !sys::path::is_absolute(Filename)) {
 797       sys::path::append(FullPathName, Filename);
 798       Filename = FullPathName;
 799     }
 800     if (filenameMap.find(Filename) != filenameMap.end())
 801       continue;
 802     filenameMap[Filename] = i;
 803     ++i;
 804   }
 805 }
 806
 807 bool NVPTXAsmPrinter::doInitialization(Module &M) {
 808   // Construct a default subtarget off of the TargetMachine defaults. The
 809   // rest of NVPTX isn't friendly to change subtargets per function and
 810   // so the default TargetMachine will have all of the options.
 811   StringRef TT = TM.getTargetTriple();
 812   StringRef CPU = TM.getTargetCPU();
 813   StringRef FS = TM.getTargetFeatureString();
 814   const NVPTXTargetMachine &NTM = static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM);
 815   const NVPTXSubtarget STI(TT, CPU, FS, NTM);
 816
 817   SmallString<128> Str1;
 818   raw_svector_ostream OS1(Str1);
 819
 820   MMI = getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>();
 821   MMI->AnalyzeModule(M);
 822
 823   // We need to call the parent's one explicitly.
 824   //bool Result = AsmPrinter::doInitialization(M);
 825
 826   // Initialize TargetLoweringObjectFile.
 827   const_cast<TargetLoweringObjectFile &>(getObjFileLowering())
 828       .Initialize(OutContext, TM);
 829
 830   Mang = new Mangler(TM.getDataLayout());
 831
 832   // Emit header before any dwarf directives are emitted below.
 833   emitHeader(M, OS1, STI);
 834   OutStreamer->EmitRawText(OS1.str());
 835
 836   // Already commented out
 837   //bool Result = AsmPrinter::doInitialization(M);
 838
 839   // Emit module-level inline asm if it exists.
 840   if (!M.getModuleInlineAsm().empty()) {
 841     OutStreamer->AddComment("Start of file scope inline assembly");
 842     OutStreamer->AddBlankLine();
 843     OutStreamer->EmitRawText(StringRef(M.getModuleInlineAsm()));
 844     OutStreamer->AddBlankLine();
 845     OutStreamer->AddComment("End of file scope inline assembly");
 846     OutStreamer->AddBlankLine();
 847   }
 848
 849   // If we're not NVCL we're CUDA, go ahead and emit filenames.
 850   if (Triple(TM.getTargetTriple()).getOS() != Triple::NVCL)
 851     recordAndEmitFilenames(M);
 852
 853   GlobalsEmitted = false;
 854
 855   return false; // success
 856 }
 857
 858 void NVPTXAsmPrinter::emitGlobals(const Module &M) {
 859   SmallString<128> Str2;
 860   raw_svector_ostream OS2(Str2);
 861
 862   emitDeclarations(M, OS2);
 863
 864   // As ptxas does not support forward references of globals, we need to first
 865   // sort the list of module-level globals in def-use order. We visit each
 866   // global variable in order, and ensure that we emit it *after* its dependent
 867   // globals. We use a little extra memory maintaining both a set and a list to
 868   // have fast searches while maintaining a strict ordering.
 869   SmallVector<const GlobalVariable *, 8> Globals;
 870   DenseSet<const GlobalVariable *> GVVisited;
 871   DenseSet<const GlobalVariable *> GVVisiting;
 872
 873   // Visit each global variable, in order
 874   for (Module::const_global_iterator I = M.global_begin(), E = M.global_end();
 875        I != E; ++I)
 876     VisitGlobalVariableForEmission(I, Globals, GVVisited, GVVisiting);
 877
 878   assert(GVVisited.size() == M.getGlobalList().size() &&
 879          "Missed a global variable");
 880   assert(GVVisiting.size() == 0 && "Did not fully process a global variable");
 881
 882   // Print out module-level global variables in proper order
 883   for (unsigned i = 0, e = Globals.size(); i != e; ++i)
 884     printModuleLevelGV(Globals[i], OS2);
 885
 886   OS2 << '\n';
 887
 888   OutStreamer->EmitRawText(OS2.str());
 889 }
 890
 891 void NVPTXAsmPrinter::emitHeader(Module &M, raw_ostream &O,
 892                                  const NVPTXSubtarget &STI) {
 893   O << "//\n";
 894   O << "// Generated by LLVM NVPTX Back-End\n";
 895   O << "//\n";
 896   O << "\n";
 897
 898   unsigned PTXVersion = STI.getPTXVersion();
 899   O << ".version " << (PTXVersion / 10) << "." << (PTXVersion % 10) << "\n";
 900
 901   O << ".target ";
 902   O << STI.getTargetName();
 903
 904   const NVPTXTargetMachine &NTM = static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM);
 905   if (NTM.getDrvInterface() == NVPTX::NVCL)
 906     O << ", texmode_independent";
 907   else {
 908     if (!STI.hasDouble())
 909       O << ", map_f64_to_f32";
 910   }
 911
 912   if (MAI->doesSupportDebugInformation())
 913     O << ", debug";
 914
 915   O << "\n";
 916
 917   O << ".address_size ";
 918   if (NTM.is64Bit())
 919     O << "64";
 920   else
 921     O << "32";
 922   O << "\n";
 923
 924   O << "\n";
 925 }
 926
 927 bool NVPTXAsmPrinter::doFinalization(Module &M) {
 928   // If we did not emit any functions, then the global declarations have not
 929   // yet been emitted.
 930   if (!GlobalsEmitted) {
 931     emitGlobals(M);
 932     GlobalsEmitted = true;
 933   }
 934
 935   // XXX Temproarily remove global variables so that doFinalization() will not
 936   // emit them again (global variables are emitted at beginning).
 937
 938   Module::GlobalListType &global_list = M.getGlobalList();
 939   int i, n = global_list.size();
 940   GlobalVariable **gv_array = new GlobalVariable *[n];
 941
 942   // first, back-up GlobalVariable in gv_array
 943   i = 0;
 944   for (Module::global_iterator I = global_list.begin(), E = global_list.end();
 945        I != E; ++I)
 946     gv_array[i++] = &*I;
 947
 948   // second, empty global_list
 949   while (!global_list.empty())
 950     global_list.remove(global_list.begin());
 951
 952   // call doFinalization
 953   bool ret = AsmPrinter::doFinalization(M);
 954
 955   // now we restore global variables
 956   for (i = 0; i < n; i++)
 957     global_list.insert(global_list.end(), gv_array[i]);
 958
 959   clearAnnotationCache(&M);
 960
 961   delete[] gv_array;
 962   return ret;
 963
 964   //bool Result = AsmPrinter::doFinalization(M);
 965   // Instead of calling the parents doFinalization, we may
 966   // clone parents doFinalization and customize here.
 967   // Currently, we if NVISA out the EmitGlobals() in
 968   // parent's doFinalization, which is too intrusive.
 969   //
 970   // Same for the doInitialization.
 971   //return Result;
 972 }
 973
 974 // This function emits appropriate linkage directives for
 975 // functions and global variables.
 976 //
 977 // extern function declaration            -> .extern
 978 // extern function definition             -> .visible
 979 // external global variable with init     -> .visible
 980 // external without init                  -> .extern
 981 // appending                              -> not allowed, assert.
 982 // for any linkage other than
 983 // internal, private, linker_private,
 984 // linker_private_weak, linker_private_weak_def_auto,
 985 // we emit                                -> .weak.
 986
 987 void NVPTXAsmPrinter::emitLinkageDirective(const GlobalValue *V,
 988                                            raw_ostream &O) {
 989   if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() == NVPTX::CUDA) {
 990     if (V->hasExternalLinkage()) {
 991       if (isa<GlobalVariable>(V)) {
 992         const GlobalVariable *GVar = cast<GlobalVariable>(V);
 993         if (GVar) {
 994           if (GVar->hasInitializer())
 995             O << ".visible ";
 996           else
 997             O << ".extern ";
 998         }
 999       } else if (V->isDeclaration())
1000         O << ".extern ";
1001       else
1002         O << ".visible ";
1003     } else if (V->hasAppendingLinkage()) {
1004       std::string msg;
1005       msg.append("Error: ");
1006       msg.append("Symbol ");
1007       if (V->hasName())
1008         msg.append(V->getName());
1009       msg.append("has unsupported appending linkage type");
1010       llvm_unreachable(msg.c_str());
1011     } else if (!V->hasInternalLinkage() &&
1012                !V->hasPrivateLinkage()) {
1013       O << ".weak ";
1014     }
1015   }
1016 }
1017
1018 void NVPTXAsmPrinter::printModuleLevelGV(const GlobalVariable *GVar,
1019                                          raw_ostream &O,
1020                                          bool processDemoted) {
1021
1022   // Skip meta data
1023   if (GVar->hasSection()) {
1024     if (GVar->getSection() == StringRef("llvm.metadata"))
1025       return;
1026   }
1027
1028   // Skip LLVM intrinsic global variables
1029   if (GVar->getName().startswith("llvm.") ||
1030       GVar->getName().startswith("nvvm."))
1031     return;
1032
1033   const DataLayout *TD = TM.getDataLayout();
1034
1035   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1036   const PointerType *PTy = GVar->getType();
1037   Type *ETy = PTy->getElementType();
1038
1039   if (GVar->hasExternalLinkage()) {
1040     if (GVar->hasInitializer())
1041       O << ".visible ";
1042     else
1043       O << ".extern ";
1044   } else if (GVar->hasLinkOnceLinkage() || GVar->hasWeakLinkage() ||
1045              GVar->hasAvailableExternallyLinkage() ||
1046              GVar->hasCommonLinkage()) {
1047     O << ".weak ";
1048   }
1049
1050   if (llvm::isTexture(*GVar)) {
1051     O << ".global .texref " << llvm::getTextureName(*GVar) << ";\n";
1052     return;
1053   }
1054
1055   if (llvm::isSurface(*GVar)) {
1056     O << ".global .surfref " << llvm::getSurfaceName(*GVar) << ";\n";
1057     return;
1058   }
1059
1060   if (GVar->isDeclaration()) {
1061     // (extern) declarations, no definition or initializer
1062     // Currently the only known declaration is for an automatic __local
1063     // (.shared) promoted to global.
1064     emitPTXGlobalVariable(GVar, O);
1065     O << ";\n";
1066     return;
1067   }
1068
1069   if (llvm::isSampler(*GVar)) {
1070     O << ".global .samplerref " << llvm::getSamplerName(*GVar);
1071
1072     const Constant *Initializer = nullptr;
1073     if (GVar->hasInitializer())
1074       Initializer = GVar->getInitializer();
1075     const ConstantInt *CI = nullptr;
1076     if (Initializer)
1077       CI = dyn_cast<ConstantInt>(Initializer);
1078     if (CI) {
1079       unsigned sample = CI->getZExtValue();
1080
1081       O << " = { ";
1082
1083       for (int i = 0,
1084                addr = ((sample & __CLK_ADDRESS_MASK) >> __CLK_ADDRESS_BASE);
1085            i < 3; i++) {
1086         O << "addr_mode_" << i << " = ";
1087         switch (addr) {
1088         case 0:
1089           O << "wrap";
1090           break;
1091         case 1:
1092           O << "clamp_to_border";
1093           break;
1094         case 2:
1095           O << "clamp_to_edge";
1096           break;
1097         case 3:
1098           O << "wrap";
1099           break;
1100         case 4:
1101           O << "mirror";
1102           break;
1103         }
1104         O << ", ";
1105       }
1106       O << "filter_mode = ";
1107       switch ((sample & __CLK_FILTER_MASK) >> __CLK_FILTER_BASE) {
1108       case 0:
1109         O << "nearest";
1110         break;
1111       case 1:
1112         O << "linear";
1113         break;
1114       case 2:
1115         llvm_unreachable("Anisotropic filtering is not supported");
1116       default:
1117         O << "nearest";
1118         break;
1119       }
1120       if (!((sample & __CLK_NORMALIZED_MASK) >> __CLK_NORMALIZED_BASE)) {
1121         O << ", force_unnormalized_coords = 1";
1122       }
1123       O << " }";
1124     }
1125
1126     O << ";\n";
1127     return;
1128   }
1129
1130   if (GVar->hasPrivateLinkage()) {
1131
1132     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "unrollpragma", 12))
1133       return;
1134
1135     // FIXME - need better way (e.g. Metadata) to avoid generating this global
1136     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "filename", 8))
1137       return;
1138     if (GVar->use_empty())
1139       return;
1140   }
1141
1142   const Function *demotedFunc = nullptr;
1143   if (!processDemoted && canDemoteGlobalVar(GVar, demotedFunc)) {
1144     O << "// " << GVar->getName() << " has been demoted\n";
1145     if (localDecls.find(demotedFunc) != localDecls.end())
1146       localDecls[demotedFunc].push_back(GVar);
1147     else {
1148       std::vector<const GlobalVariable *> temp;
1149       temp.push_back(GVar);
1150       localDecls[demotedFunc] = temp;
1151     }
1152     return;
1153   }
1154
1155   O << ".";
1156   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1157
1158   if (isManaged(*GVar)) {
1159     O << " .attribute(.managed)";
1160   }
1161
1162   if (GVar->getAlignment() == 0)
1163     O << " .align " << (int) TD->getPrefTypeAlignment(ETy);
1164   else
1165     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1166
1167   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1168     O << " .";
1169     // Special case: ABI requires that we use .u8 for predicates
1170     if (ETy->isIntegerTy(1))
1171       O << "u8";
1172     else
1173       O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy, false);
1174     O << " ";
1175     O << *getSymbol(GVar);
1176
1177     // Ptx allows variable initilization only for constant and global state
1178     // spaces.
1179     if (GVar->hasInitializer()) {
1180       if ((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1181           (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) {
1182         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1183         // 'undef' is treated as there is no value specified.
1184         if (!Initializer->isNullValue() && !isa<UndefValue>(Initializer)) {
1185           O << " = ";
1186           printScalarConstant(Initializer, O);
1187         }
1188       } else {
1189         // The frontend adds zero-initializer to variables that don't have an
1190         // initial value, so skip warning for this case.
1191         if (!GVar->getInitializer()->isNullValue()) {
1192           std::string warnMsg =
1193               ("initial value of '" + GVar->getName() +
1194                "' is not allowed in addrspace(" +
1195                Twine(llvm::utostr_32(PTy->getAddressSpace())) + ")").str();
1196           report_fatal_error(warnMsg.c_str());
1197         }
1198       }
1199     }
1200   } else {
1201     unsigned int ElementSize = 0;
1202
1203     // Although PTX has direct support for struct type and array type and
1204     // LLVM IR is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for
1205     // targets that support these high level field accesses. Structs, arrays
1206     // and vectors are lowered into arrays of bytes.
1207     switch (ETy->getTypeID()) {
1208     case Type::StructTyID:
1209     case Type::ArrayTyID:
1210     case Type::VectorTyID:
1211       ElementSize = TD->getTypeStoreSize(ETy);
1212       // Ptx allows variable initilization only for constant and
1213       // global state spaces.
1214       if (((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1215            (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) &&
1216           GVar->hasInitializer()) {
1217         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1218         if (!isa<UndefValue>(Initializer) && !Initializer->isNullValue()) {
1219           AggBuffer aggBuffer(ElementSize, O, *this);
1220           bufferAggregateConstant(Initializer, &aggBuffer);
1221           if (aggBuffer.numSymbols) {
1222             if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit()) {
1223               O << " .u64 " << *getSymbol(GVar) << "[";
1224               O << ElementSize / 8;
1225             } else {
1226               O << " .u32 " << *getSymbol(GVar) << "[";
1227               O << ElementSize / 4;
1228             }
1229             O << "]";
1230           } else {
1231             O << " .b8 " << *getSymbol(GVar) << "[";
1232             O << ElementSize;
1233             O << "]";
1234           }
1235           O << " = {";
1236           aggBuffer.print();
1237           O << "}";
1238         } else {
1239           O << " .b8 " << *getSymbol(GVar);
1240           if (ElementSize) {
1241             O << "[";
1242             O << ElementSize;
1243             O << "]";
1244           }
1245         }
1246       } else {
1247         O << " .b8 " << *getSymbol(GVar);
1248         if (ElementSize) {
1249           O << "[";
1250           O << ElementSize;
1251           O << "]";
1252         }
1253       }
1254       break;
1255     default:
1256       llvm_unreachable("type not supported yet");
1257     }
1258
1259   }
1260   O << ";\n";
1261 }
1262
1263 void NVPTXAsmPrinter::emitDemotedVars(const Function *f, raw_ostream &O) {
1264   if (localDecls.find(f) == localDecls.end())
1265     return;
1266
1267   std::vector<const GlobalVariable *> &gvars = localDecls[f];
1268
1269   for (unsigned i = 0, e = gvars.size(); i != e; ++i) {
1270     O << "\t// demoted variable\n\t";
1271     printModuleLevelGV(gvars[i], O, true);
1272   }
1273 }
1274
1275 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXAddressSpace(unsigned int AddressSpace,
1276                                           raw_ostream &O) const {
1277   switch (AddressSpace) {
1278   case llvm::ADDRESS_SPACE_LOCAL:
1279     O << "local";
1280     break;
1281   case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1282     O << "global";
1283     break;
1284   case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1285     O << "const";
1286     break;
1287   case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1288     O << "shared";
1289     break;
1290   default:
1291     report_fatal_error("Bad address space found while emitting PTX");
1292     break;
1293   }
1294 }
1295
1296 std::string
1297 NVPTXAsmPrinter::getPTXFundamentalTypeStr(const Type *Ty, bool useB4PTR) const {
1298   switch (Ty->getTypeID()) {
1299   default:
1300     llvm_unreachable("unexpected type");
1301     break;
1302   case Type::IntegerTyID: {
1303     unsigned NumBits = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1304     if (NumBits == 1)
1305       return "pred";
1306     else if (NumBits <= 64) {
1307       std::string name = "u";
1308       return name + utostr(NumBits);
1309     } else {
1310       llvm_unreachable("Integer too large");
1311       break;
1312     }
1313     break;
1314   }
1315   case Type::FloatTyID:
1316     return "f32";
1317   case Type::DoubleTyID:
1318     return "f64";
1319   case Type::PointerTyID:
1320     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit())
1321       if (useB4PTR)
1322         return "b64";
1323       else
1324         return "u64";
1325     else if (useB4PTR)
1326       return "b32";
1327     else
1328       return "u32";
1329   }
1330   llvm_unreachable("unexpected type");
1331   return nullptr;
1332 }
1333
1334 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXGlobalVariable(const GlobalVariable *GVar,
1335                                             raw_ostream &O) {
1336
1337   const DataLayout *TD = TM.getDataLayout();
1338
1339   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1340   const PointerType *PTy = GVar->getType();
1341   Type *ETy = PTy->getElementType();
1342
1343   O << ".";
1344   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1345   if (GVar->getAlignment() == 0)
1346     O << " .align " << (int) TD->getPrefTypeAlignment(ETy);
1347   else
1348     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1349
1350   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1351     O << " .";
1352     O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy);
1353     O << " ";
1354     O << *getSymbol(GVar);
1355     return;
1356   }
1357
1358   int64_t ElementSize = 0;
1359
1360   // Although PTX has direct support for struct type and array type and LLVM IR
1361   // is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for targets that
1362   // support these high level field accesses. Structs and arrays are lowered
1363   // into arrays of bytes.
1364   switch (ETy->getTypeID()) {
1365   case Type::StructTyID:
1366   case Type::ArrayTyID:
1367   case Type::VectorTyID:
1368     ElementSize = TD->getTypeStoreSize(ETy);
1369     O << " .b8 " << *getSymbol(GVar) << "[";
1370     if (ElementSize) {
1371       O << itostr(ElementSize);
1372     }
1373     O << "]";
1374     break;
1375   default:
1376     llvm_unreachable("type not supported yet");
1377   }
1378   return;
1379 }
1380
1381 static unsigned int getOpenCLAlignment(const DataLayout *TD, Type *Ty) {
1382   if (Ty->isSingleValueType())
1383     return TD->getPrefTypeAlignment(Ty);
1384
1385   const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty);
1386   if (ATy)
1387     return getOpenCLAlignment(TD, ATy->getElementType());
1388
1389   const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
1390   if (STy) {
1391     unsigned int alignStruct = 1;
1392     // Go through each element of the struct and find the
1393     // largest alignment.
1394     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; i++) {
1395       Type *ETy = STy->getElementType(i);
1396       unsigned int align = getOpenCLAlignment(TD, ETy);
1397       if (align > alignStruct)
1398         alignStruct = align;
1399     }
1400     return alignStruct;
1401   }
1402
1403   const FunctionType *FTy = dyn_cast<FunctionType>(Ty);
1404   if (FTy)
1405     return TD->getPointerPrefAlignment();
1406   return TD->getPrefTypeAlignment(Ty);
1407 }
1408
1409 void NVPTXAsmPrinter::printParamName(Function::const_arg_iterator I,
1410                                      int paramIndex, raw_ostream &O) {
1411   O << *getSymbol(I->getParent()) << "_param_" << paramIndex;
1412 }
1413
1414 void NVPTXAsmPrinter::printParamName(int paramIndex, raw_ostream &O) {
1415   O << *CurrentFnSym << "_param_" << paramIndex;
1416 }
1417
1418 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const Function *F, raw_ostream &O) {
1419   const DataLayout *TD = TM.getDataLayout();
1420   const AttributeSet &PAL = F->getAttributes();
1421   const TargetLowering *TLI = nvptxSubtarget->getTargetLowering();
1422   Function::const_arg_iterator I, E;
1423   unsigned paramIndex = 0;
1424   bool first = true;
1425   bool isKernelFunc = llvm::isKernelFunction(*F);
1426   bool isABI = (nvptxSubtarget->getSmVersion() >= 20);
1427   MVT thePointerTy = TLI->getPointerTy();
1428
1429   O << "(\n";
1430
1431   for (I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E; ++I, paramIndex++) {
1432     Type *Ty = I->getType();
1433
1434     if (!first)
1435       O << ",\n";
1436
1437     first = false;
1438
1439     // Handle image/sampler parameters
1440     if (isKernelFunction(*F)) {
1441       if (isSampler(*I) || isImage(*I)) {
1442         if (isImage(*I)) {
1443           std::string sname = I->getName();
1444           if (isImageWriteOnly(*I) || isImageReadWrite(*I)) {
1445             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1446               O << "\t.param .u64 .ptr .surfref ";
1447             else
1448               O << "\t.param .surfref ";
1449             O << *CurrentFnSym << "_param_" << paramIndex;
1450           }
1451           else { // Default image is read_only
1452             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1453               O << "\t.param .u64 .ptr .texref ";
1454             else
1455               O << "\t.param .texref ";
1456             O << *CurrentFnSym << "_param_" << paramIndex;
1457           }
1458         } else {
1459           if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1460             O << "\t.param .u64 .ptr .samplerref ";
1461           else
1462             O << "\t.param .samplerref ";
1463           O << *CurrentFnSym << "_param_" << paramIndex;
1464         }
1465         continue;
1466       }
1467     }
1468
1469     if (!PAL.hasAttribute(paramIndex + 1, Attribute::ByVal)) {
1470       if (Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy()) {
1471         // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1472         // <a> = PAL.getparamalignment
1473         // size = typeallocsize of element type
1474         unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1475         if (align == 0)
1476           align = TD->getABITypeAlignment(Ty);
1477
1478         unsigned sz = TD->getTypeAllocSize(Ty);
1479         O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1480         printParamName(I, paramIndex, O);
1481         O << "[" << sz << "]";
1482
1483         continue;
1484       }
1485       // Just a scalar
1486       const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1487       if (isKernelFunc) {
1488         if (PTy) {
1489           // Special handling for pointer arguments to kernel
1490           O << "\t.param .u" << thePointerTy.getSizeInBits() << " ";
1491
1492           if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() !=
1493               NVPTX::CUDA) {
1494             Type *ETy = PTy->getElementType();
1495             int addrSpace = PTy->getAddressSpace();
1496             switch (addrSpace) {
1497             default:
1498               O << ".ptr ";
1499               break;
1500             case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1501               O << ".ptr .const ";
1502               break;
1503             case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1504               O << ".ptr .shared ";
1505               break;
1506             case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1507               O << ".ptr .global ";
1508               break;
1509             }
1510             O << ".align " << (int) getOpenCLAlignment(TD, ETy) << " ";
1511           }
1512           printParamName(I, paramIndex, O);
1513           continue;
1514         }
1515
1516         // non-pointer scalar to kernel func
1517         O << "\t.param .";
1518         // Special case: predicate operands become .u8 types
1519         if (Ty->isIntegerTy(1))
1520           O << "u8";
1521         else
1522           O << getPTXFundamentalTypeStr(Ty);
1523         O << " ";
1524         printParamName(I, paramIndex, O);
1525         continue;
1526       }
1527       // Non-kernel function, just print .param .b<size> for ABI
1528       // and .reg .b<size> for non-ABI
1529       unsigned sz = 0;
1530       if (isa<IntegerType>(Ty)) {
1531         sz = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1532         if (sz < 32)
1533           sz = 32;
1534       } else if (isa<PointerType>(Ty))
1535         sz = thePointerTy.getSizeInBits();
1536       else
1537         sz = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1538       if (isABI)
1539         O << "\t.param .b" << sz << " ";
1540       else
1541         O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1542       printParamName(I, paramIndex, O);
1543       continue;
1544     }
1545
1546     // param has byVal attribute. So should be a pointer
1547     const PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1548     assert(PTy && "Param with byval attribute should be a pointer type");
1549     Type *ETy = PTy->getElementType();
1550
1551     if (isABI || isKernelFunc) {
1552       // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1553       // <a> = PAL.getparamalignment
1554       // size = typeallocsize of element type
1555       unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1556       if (align == 0)
1557         align = TD->getABITypeAlignment(ETy);
1558
1559       unsigned sz = TD->getTypeAllocSize(ETy);
1560       O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1561       printParamName(I, paramIndex, O);
1562       O << "[" << sz << "]";
1563       continue;
1564     } else {
1565       // Split the ETy into constituent parts and
1566       // print .param .b<size> <name> for each part.
1567       // Further, if a part is vector, print the above for
1568       // each vector element.
1569       SmallVector<EVT, 16> vtparts;
1570       ComputeValueVTs(*TLI, ETy, vtparts);
1571       for (unsigned i = 0, e = vtparts.size(); i != e; ++i) {
1572         unsigned elems = 1;
1573         EVT elemtype = vtparts[i];
1574         if (vtparts[i].isVector()) {
1575           elems = vtparts[i].getVectorNumElements();
1576           elemtype = vtparts[i].getVectorElementType();
1577         }
1578
1579         for (unsigned j = 0, je = elems; j != je; ++j) {
1580           unsigned sz = elemtype.getSizeInBits();
1581           if (elemtype.isInteger() && (sz < 32))
1582             sz = 32;
1583           O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1584           printParamName(I, paramIndex, O);
1585           if (j < je - 1)
1586             O << ",\n";
1587           ++paramIndex;
1588         }
1589         if (i < e - 1)
1590           O << ",\n";
1591       }
1592       --paramIndex;
1593       continue;
1594     }
1595   }
1596
1597   O << "\n)\n";
1598 }
1599
1600 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const MachineFunction &MF,
1601                                             raw_ostream &O) {
1602   const Function *F = MF.getFunction();
1603   emitFunctionParamList(F, O);
1604 }
1605
1606 void NVPTXAsmPrinter::setAndEmitFunctionVirtualRegisters(
1607     const MachineFunction &MF) {
1608   SmallString<128> Str;
1609   raw_svector_ostream O(Str);
1610
1611   // Map the global virtual register number to a register class specific
1612   // virtual register number starting from 1 with that class.
1613   const TargetRegisterInfo *TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1614   //unsigned numRegClasses = TRI->getNumRegClasses();
1615
1616   // Emit the Fake Stack Object
1617   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1618   int NumBytes = (int) MFI->getStackSize();
1619   if (NumBytes) {
1620     O << "\t.local .align " << MFI->getMaxAlignment() << " .b8 \t" << DEPOTNAME
1621       << getFunctionNumber() << "[" << NumBytes << "];\n";
1622     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(MF.getTarget()).is64Bit()) {
1623       O << "\t.reg .b64 \t%SP;\n";
1624       O << "\t.reg .b64 \t%SPL;\n";
1625     } else {
1626       O << "\t.reg .b32 \t%SP;\n";
1627       O << "\t.reg .b32 \t%SPL;\n";
1628     }
1629   }
1630
1631   // Go through all virtual registers to establish the mapping between the
1632   // global virtual
1633   // register number and the per class virtual register number.
1634   // We use the per class virtual register number in the ptx output.
1635   unsigned int numVRs = MRI->getNumVirtRegs();
1636   for (unsigned i = 0; i < numVRs; i++) {
1637     unsigned int vr = TRI->index2VirtReg(i);
1638     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(vr);
1639     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1640     int n = regmap.size();
1641     regmap.insert(std::make_pair(vr, n + 1));
1642   }
1643
1644   // Emit register declarations
1645   // @TODO: Extract out the real register usage
1646   // O << "\t.reg .pred %p<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1647   // O << "\t.reg .s16 %rc<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1648   // O << "\t.reg .s16 %rs<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1649   // O << "\t.reg .s32 %r<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1650   // O << "\t.reg .s64 %rd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1651   // O << "\t.reg .f32 %f<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1652   // O << "\t.reg .f64 %fd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1653
1654   // Emit declaration of the virtual registers or 'physical' registers for
1655   // each register class
1656   for (unsigned i=0; i< TRI->getNumRegClasses(); i++) {
1657     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(i);
1658     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1659     std::string rcname = getNVPTXRegClassName(RC);
1660     std::string rcStr = getNVPTXRegClassStr(RC);
1661     int n = regmap.size();
1662
1663     // Only declare those registers that may be used.
1664     if (n) {
1665        O << "\t.reg " << rcname << " \t" << rcStr << "<" << (n+1)
1666          << ">;\n";
1667     }
1668   }
1669
1670   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
1671 }
1672
1673 void NVPTXAsmPrinter::printFPConstant(const ConstantFP *Fp, raw_ostream &O) {
1674   APFloat APF = APFloat(Fp->getValueAPF()); // make a copy
1675   bool ignored;
1676   unsigned int numHex;
1677   const char *lead;
1678
1679   if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::FloatTyID) {
1680     numHex = 8;
1681     lead = "0f";
1682     APF.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1683   } else if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::DoubleTyID) {
1684     numHex = 16;
1685     lead = "0d";
1686     APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1687   } else
1688     llvm_unreachable("unsupported fp type");
1689
1690   APInt API = APF.bitcastToAPInt();
1691   std::string hexstr(utohexstr(API.getZExtValue()));
1692   O << lead;
1693   if (hexstr.length() < numHex)
1694     O << std::string(numHex - hexstr.length(), '0');
1695   O << utohexstr(API.getZExtValue());
1696 }
1697
1698 void NVPTXAsmPrinter::printScalarConstant(const Constant *CPV, raw_ostream &O) {
1699   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1700     O << CI->getValue();
1701     return;
1702   }
1703   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV)) {
1704     printFPConstant(CFP, O);
1705     return;
1706   }
1707   if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
1708     O << "0";
1709     return;
1710   }
1711   if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1712     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(GVar->getType());
1713     bool IsNonGenericPointer = false;
1714     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1715       IsNonGenericPointer = true;
1716     }
1717     if (EmitGeneric && !isa<Function>(CPV) && !IsNonGenericPointer) {
1718       O << "generic(";
1719       O << *getSymbol(GVar);
1720       O << ")";
1721     } else {
1722       O << *getSymbol(GVar);
1723     }
1724     return;
1725   }
1726   if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1727     const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1728     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Cexpr->getType());
1729     bool IsNonGenericPointer = false;
1730     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1731       IsNonGenericPointer = true;
1732     }
1733     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(v)) {
1734       if (EmitGeneric && !isa<Function>(v) && !IsNonGenericPointer) {
1735         O << "generic(";
1736         O << *getSymbol(GVar);
1737         O << ")";
1738       } else {
1739         O << *getSymbol(GVar);
1740       }
1741       return;
1742     } else {
1743       O << *lowerConstant(CPV);
1744       return;
1745     }
1746   }
1747   llvm_unreachable("Not scalar type found in printScalarConstant()");
1748 }
1749
1750 void NVPTXAsmPrinter::bufferLEByte(const Constant *CPV, int Bytes,
1751                                    AggBuffer *aggBuffer) {
1752
1753   const DataLayout *TD = TM.getDataLayout();
1754
1755   if (isa<UndefValue>(CPV) || CPV->isNullValue()) {
1756     int s = TD->getTypeAllocSize(CPV->getType());
1757     if (s < Bytes)
1758       s = Bytes;
1759     aggBuffer->addZeros(s);
1760     return;
1761   }
1762
1763   unsigned char *ptr;
1764   switch (CPV->getType()->getTypeID()) {
1765
1766   case Type::IntegerTyID: {
1767     const Type *ETy = CPV->getType();
1768     if (ETy == Type::getInt8Ty(CPV->getContext())) {
1769       unsigned char c = (unsigned char)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1770       ptr = &c;
1771       aggBuffer->addBytes(ptr, 1, Bytes);
1772     } else if (ETy == Type::getInt16Ty(CPV->getContext())) {
1773       short int16 = (short)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1774       ptr = (unsigned char *)&int16;
1775       aggBuffer->addBytes(ptr, 2, Bytes);
1776     } else if (ETy == Type::getInt32Ty(CPV->getContext())) {
1777       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1778         int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1779         ptr = (unsigned char *)&int32;
1780         aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1781         break;
1782       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1783         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1784                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, *TD))) {
1785           int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1786           ptr = (unsigned char *)&int32;
1787           aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1788           break;
1789         }
1790         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1791           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1792           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1793           aggBuffer->addZeros(4);
1794           break;
1795         }
1796       }
1797       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1798     } else if (ETy == Type::getInt64Ty(CPV->getContext())) {
1799       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1800         long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1801         ptr = (unsigned char *)&int64;
1802         aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1803         break;
1804       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1805         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1806                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, *TD))) {
1807           long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1808           ptr = (unsigned char *)&int64;
1809           aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1810           break;
1811         }
1812         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1813           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1814           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1815           aggBuffer->addZeros(8);
1816           break;
1817         }
1818       }
1819       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1820     } else
1821       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1822     break;
1823   }
1824   case Type::FloatTyID:
1825   case Type::DoubleTyID: {
1826     const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV);
1827     const Type *Ty = CFP->getType();
1828     if (Ty == Type::getFloatTy(CPV->getContext())) {
1829       float float32 = (float) CFP->getValueAPF().convertToFloat();
1830       ptr = (unsigned char *)&float32;
1831       aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1832     } else if (Ty == Type::getDoubleTy(CPV->getContext())) {
1833       double float64 = CFP->getValueAPF().convertToDouble();
1834       ptr = (unsigned char *)&float64;
1835       aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1836     } else {
1837       llvm_unreachable("unsupported fp const type");
1838     }
1839     break;
1840   }
1841   case Type::PointerTyID: {
1842     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1843       aggBuffer->addSymbol(GVar, GVar);
1844     } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1845       const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1846       aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr);
1847     }
1848     unsigned int s = TD->getTypeAllocSize(CPV->getType());
1849     aggBuffer->addZeros(s);
1850     break;
1851   }
1852
1853   case Type::ArrayTyID:
1854   case Type::VectorTyID:
1855   case Type::StructTyID: {
1856     if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV) ||
1857         isa<ConstantStruct>(CPV) || isa<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1858       int ElementSize = TD->getTypeAllocSize(CPV->getType());
1859       bufferAggregateConstant(CPV, aggBuffer);
1860       if (Bytes > ElementSize)
1861         aggBuffer->addZeros(Bytes - ElementSize);
1862     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(CPV))
1863       aggBuffer->addZeros(Bytes);
1864     else
1865       llvm_unreachable("Unexpected Constant type");
1866     break;
1867   }
1868
1869   default:
1870     llvm_unreachable("unsupported type");
1871   }
1872 }
1873
1874 void NVPTXAsmPrinter::bufferAggregateConstant(const Constant *CPV,
1875                                               AggBuffer *aggBuffer) {
1876   const DataLayout *TD = TM.getDataLayout();
1877   int Bytes;
1878
1879   // Old constants
1880   if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV)) {
1881     if (CPV->getNumOperands())
1882       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i)
1883         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), 0, aggBuffer);
1884     return;
1885   }
1886
1887   if (const ConstantDataSequential *CDS =
1888           dyn_cast<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1889     if (CDS->getNumElements())
1890       for (unsigned i = 0; i < CDS->getNumElements(); ++i)
1891         bufferLEByte(cast<Constant>(CDS->getElementAsConstant(i)), 0,
1892                      aggBuffer);
1893     return;
1894   }
1895
1896   if (isa<ConstantStruct>(CPV)) {
1897     if (CPV->getNumOperands()) {
1898       StructType *ST = cast<StructType>(CPV->getType());
1899       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1900         if (i == (e - 1))
1901           Bytes = TD->getStructLayout(ST)->getElementOffset(0) +
1902                   TD->getTypeAllocSize(ST) -
1903                   TD->getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1904         else
1905           Bytes = TD->getStructLayout(ST)->getElementOffset(i + 1) -
1906                   TD->getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1907         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), Bytes, aggBuffer);
1908       }
1909     }
1910     return;
1911   }
1912   llvm_unreachable("unsupported constant type in printAggregateConstant()");
1913 }
1914
1915 // buildTypeNameMap - Run through symbol table looking for type names.
1916 //
1917
1918 bool NVPTXAsmPrinter::isImageType(const Type *Ty) {
1919
1920   std::map<const Type *, std::string>::iterator PI = TypeNameMap.find(Ty);
1921
1922   if (PI != TypeNameMap.end() && (!PI->second.compare("struct._image1d_t") ||
1923                                   !PI->second.compare("struct._image2d_t") ||
1924                                   !PI->second.compare("struct._image3d_t")))
1925     return true;
1926
1927   return false;
1928 }
1929
1930
1931 bool NVPTXAsmPrinter::ignoreLoc(const MachineInstr &MI) {
1932   switch (MI.getOpcode()) {
1933   default:
1934     return false;
1935   case NVPTX::CallArgBeginInst:
1936   case NVPTX::CallArgEndInst0:
1937   case NVPTX::CallArgEndInst1:
1938   case NVPTX::CallArgF32:
1939   case NVPTX::CallArgF64:
1940   case NVPTX::CallArgI16:
1941   case NVPTX::CallArgI32:
1942   case NVPTX::CallArgI32imm:
1943   case NVPTX::CallArgI64:
1944   case NVPTX::CallArgParam:
1945   case NVPTX::CallVoidInst:
1946   case NVPTX::CallVoidInstReg:
1947   case NVPTX::Callseq_End:
1948   case NVPTX::CallVoidInstReg64:
1949   case NVPTX::DeclareParamInst:
1950   case NVPTX::DeclareRetMemInst:
1951   case NVPTX::DeclareRetRegInst:
1952   case NVPTX::DeclareRetScalarInst:
1953   case NVPTX::DeclareScalarParamInst:
1954   case NVPTX::DeclareScalarRegInst:
1955   case NVPTX::StoreParamF32:
1956   case NVPTX::StoreParamF64:
1957   case NVPTX::StoreParamI16:
1958   case NVPTX::StoreParamI32:
1959   case NVPTX::StoreParamI64:
1960   case NVPTX::StoreParamI8:
1961   case NVPTX::StoreRetvalF32:
1962   case NVPTX::StoreRetvalF64:
1963   case NVPTX::StoreRetvalI16:
1964   case NVPTX::StoreRetvalI32:
1965   case NVPTX::StoreRetvalI64:
1966   case NVPTX::StoreRetvalI8:
1967   case NVPTX::LastCallArgF32:
1968   case NVPTX::LastCallArgF64:
1969   case NVPTX::LastCallArgI16:
1970   case NVPTX::LastCallArgI32:
1971   case NVPTX::LastCallArgI32imm:
1972   case NVPTX::LastCallArgI64:
1973   case NVPTX::LastCallArgParam:
1974   case NVPTX::LoadParamMemF32:
1975   case NVPTX::LoadParamMemF64:
1976   case NVPTX::LoadParamMemI16:
1977   case NVPTX::LoadParamMemI32:
1978   case NVPTX::LoadParamMemI64:
1979   case NVPTX::LoadParamMemI8:
1980   case NVPTX::PrototypeInst:
1981   case NVPTX::DBG_VALUE:
1982     return true;
1983   }
1984   return false;
1985 }
1986
1987 /// lowerConstantForGV - Return an MCExpr for the given Constant.  This is mostly
1988 /// a copy from AsmPrinter::lowerConstant, except customized to only handle
1989 /// expressions that are representable in PTX and create
1990 /// NVPTXGenericMCSymbolRefExpr nodes for addrspacecast instructions.
1991 const MCExpr *
1992 NVPTXAsmPrinter::lowerConstantForGV(const Constant *CV, bool ProcessingGeneric) {
1993   MCContext &Ctx = OutContext;
1994
1995   if (CV->isNullValue() || isa<UndefValue>(CV))
1996     return MCConstantExpr::Create(0, Ctx);
1997
1998   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CV))
1999     return MCConstantExpr::Create(CI->getZExtValue(), Ctx);
2000
2001   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CV)) {
2002     const MCSymbolRefExpr *Expr =
2003       MCSymbolRefExpr::Create(getSymbol(GV), Ctx);
2004     if (ProcessingGeneric) {
2005       return NVPTXGenericMCSymbolRefExpr::Create(Expr, Ctx);
2006     } else {
2007       return Expr;
2008     }
2009   }
2010
2011   const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CV);
2012   if (!CE) {
2013     llvm_unreachable("Unknown constant value to lower!");
2014   }
2015
2016   switch (CE->getOpcode()) {
2017   default:
2018     // If the code isn't optimized, there may be outstanding folding
2019     // opportunities. Attempt to fold the expression using DataLayout as a
2020     // last resort before giving up.
2021     if (Constant *C = ConstantFoldConstantExpression(CE, *TM.getDataLayout()))
2022       if (C != CE)
2023         return lowerConstantForGV(C, ProcessingGeneric);
2024
2025     // Otherwise report the problem to the user.
2026     {
2027       std::string S;
2028       raw_string_ostream OS(S);
2029       OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2030       CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false,
2031                      !MF ? nullptr : MF->getFunction()->getParent());
2032       report_fatal_error(OS.str());
2033     }
2034
2035   case Instruction::AddrSpaceCast: {
2036     // Strip the addrspacecast and pass along the operand
2037     PointerType *DstTy = cast<PointerType>(CE->getType());
2038     if (DstTy->getAddressSpace() == 0) {
2039       return lowerConstantForGV(cast<const Constant>(CE->getOperand(0)), true);
2040     }
2041     std::string S;
2042     raw_string_ostream OS(S);
2043     OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2044     CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/ false,
2045                        !MF ? 0 : MF->getFunction()->getParent());
2046     report_fatal_error(OS.str());
2047   }
2048
2049   case Instruction::GetElementPtr: {
2050     const DataLayout &DL = *TM.getDataLayout();
2051
2052     // Generate a symbolic expression for the byte address
2053     APInt OffsetAI(DL.getPointerTypeSizeInBits(CE->getType()), 0);
2054     cast<GEPOperator>(CE)->accumulateConstantOffset(DL, OffsetAI);
2055
2056     const MCExpr *Base = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0),
2057                                             ProcessingGeneric);
2058     if (!OffsetAI)
2059       return Base;
2060
2061     int64_t Offset = OffsetAI.getSExtValue();
2062     return MCBinaryExpr::CreateAdd(Base, MCConstantExpr::Create(Offset, Ctx),
2063                                    Ctx);
2064   }
2065
2066   case Instruction::Trunc:
2067     // We emit the value and depend on the assembler to truncate the generated
2068     // expression properly.  This is important for differences between
2069     // blockaddress labels.  Since the two labels are in the same function, it
2070     // is reasonable to treat their delta as a 32-bit value.
2071     // FALL THROUGH.
2072   case Instruction::BitCast:
2073     return lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2074
2075   case Instruction::IntToPtr: {
2076     const DataLayout &DL = *TM.getDataLayout();
2077
2078     // Handle casts to pointers by changing them into casts to the appropriate
2079     // integer type.  This promotes constant folding and simplifies this code.
2080     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2081     Op = ConstantExpr::getIntegerCast(Op, DL.getIntPtrType(CV->getType()),
2082                                       false/*ZExt*/);
2083     return lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2084   }
2085
2086   case Instruction::PtrToInt: {
2087     const DataLayout &DL = *TM.getDataLayout();
2088
2089     // Support only foldable casts to/from pointers that can be eliminated by
2090     // changing the pointer to the appropriately sized integer type.
2091     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2092     Type *Ty = CE->getType();
2093
2094     const MCExpr *OpExpr = lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2095
2096     // We can emit the pointer value into this slot if the slot is an
2097     // integer slot equal to the size of the pointer.
2098     if (DL.getTypeAllocSize(Ty) == DL.getTypeAllocSize(Op->getType()))
2099       return OpExpr;
2100
2101     // Otherwise the pointer is smaller than the resultant integer, mask off
2102     // the high bits so we are sure to get a proper truncation if the input is
2103     // a constant expr.
2104     unsigned InBits = DL.getTypeAllocSizeInBits(Op->getType());
2105     const MCExpr *MaskExpr = MCConstantExpr::Create(~0ULL >> (64-InBits), Ctx);
2106     return MCBinaryExpr::CreateAnd(OpExpr, MaskExpr, Ctx);
2107   }
2108
2109   // The MC library also has a right-shift operator, but it isn't consistently
2110   // signed or unsigned between different targets.
2111   case Instruction::Add: {
2112     const MCExpr *LHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2113     const MCExpr *RHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(1), ProcessingGeneric);
2114     switch (CE->getOpcode()) {
2115     default: llvm_unreachable("Unknown binary operator constant cast expr");
2116     case Instruction::Add: return MCBinaryExpr::CreateAdd(LHS, RHS, Ctx);
2117     }
2118   }
2119   }
2120 }
2121
2122 // Copy of MCExpr::print customized for NVPTX
2123 void NVPTXAsmPrinter::printMCExpr(const MCExpr &Expr, raw_ostream &OS) {
2124   switch (Expr.getKind()) {
2125   case MCExpr::Target:
2126     return cast<MCTargetExpr>(&Expr)->PrintImpl(OS);
2127   case MCExpr::Constant:
2128     OS << cast<MCConstantExpr>(Expr).getValue();
2129     return;
2130
2131   case MCExpr::SymbolRef: {
2132     const MCSymbolRefExpr &SRE = cast<MCSymbolRefExpr>(Expr);
2133     const MCSymbol &Sym = SRE.getSymbol();
2134     OS << Sym;
2135     return;
2136   }
2137
2138   case MCExpr::Unary: {
2139     const MCUnaryExpr &UE = cast<MCUnaryExpr>(Expr);
2140     switch (UE.getOpcode()) {
2141     case MCUnaryExpr::LNot:  OS << '!'; break;
2142     case MCUnaryExpr::Minus: OS << '-'; break;
2143     case MCUnaryExpr::Not:   OS << '~'; break;
2144     case MCUnaryExpr::Plus:  OS << '+'; break;
2145     }
2146     printMCExpr(*UE.getSubExpr(), OS);
2147     return;
2148   }
2149
2150   case MCExpr::Binary: {
2151     const MCBinaryExpr &BE = cast<MCBinaryExpr>(Expr);
2152
2153     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2154     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getLHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getLHS()) ||
2155         isa<NVPTXGenericMCSymbolRefExpr>(BE.getLHS())) {
2156       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2157     } else {
2158       OS << '(';
2159       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2160       OS<< ')';
2161     }
2162
2163     switch (BE.getOpcode()) {
2164     case MCBinaryExpr::Add:
2165       // Print "X-42" instead of "X+-42".
2166       if (const MCConstantExpr *RHSC = dyn_cast<MCConstantExpr>(BE.getRHS())) {
2167         if (RHSC->getValue() < 0) {
2168           OS << RHSC->getValue();
2169           return;
2170         }
2171       }
2172
2173       OS <<  '+';
2174       break;
2175     default: llvm_unreachable("Unhandled binary operator");
2176     }
2177
2178     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2179     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getRHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getRHS())) {
2180       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2181     } else {
2182       OS << '(';
2183       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2184       OS << ')';
2185     }
2186     return;
2187   }
2188   }
2189
2190   llvm_unreachable("Invalid expression kind!");
2191 }
2192
2193 /// PrintAsmOperand - Print out an operand for an inline asm expression.
2194 ///
2195 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
2196                                       unsigned AsmVariant,
2197                                       const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2198   if (ExtraCode && ExtraCode[0]) {
2199     if (ExtraCode[1] != 0)
2200       return true; // Unknown modifier.
2201
2202     switch (ExtraCode[0]) {
2203     default:
2204       // See if this is a generic print operand
2205       return AsmPrinter::PrintAsmOperand(MI, OpNo, AsmVariant, ExtraCode, O);
2206     case 'r':
2207       break;
2208     }
2209   }
2210
2211   printOperand(MI, OpNo, O);
2212
2213   return false;
2214 }
2215
2216 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(
2217     const MachineInstr *MI, unsigned OpNo, unsigned AsmVariant,
2218     const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2219   if (ExtraCode && ExtraCode[0])
2220     return true; // Unknown modifier
2221
2222   O << '[';
2223   printMemOperand(MI, OpNo, O);
2224   O << ']';
2225
2226   return false;
2227 }
2228
2229 void NVPTXAsmPrinter::printOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2230                                    raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2231   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(opNum);
2232   switch (MO.getType()) {
2233   case MachineOperand::MO_Register:
2234     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
2235       if (MO.getReg() == NVPTX::VRDepot)
2236         O << DEPOTNAME << getFunctionNumber();
2237       else
2238         O << NVPTXInstPrinter::getRegisterName(MO.getReg());
2239     } else {
2240       emitVirtualRegister(MO.getReg(), O);
2241     }
2242     return;
2243
2244   case MachineOperand::MO_Immediate:
2245     if (!Modifier)
2246       O << MO.getImm();
2247     else if (strstr(Modifier, "vec") == Modifier)
2248       printVecModifiedImmediate(MO, Modifier, O);
2249     else
2250       llvm_unreachable(
2251           "Don't know how to handle modifier on immediate operand");
2252     return;
2253
2254   case MachineOperand::MO_FPImmediate:
2255     printFPConstant(MO.getFPImm(), O);
2256     break;
2257
2258   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
2259     O << *getSymbol(MO.getGlobal());
2260     break;
2261
2262   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
2263     O << *MO.getMBB()->getSymbol();
2264     return;
2265
2266   default:
2267     llvm_unreachable("Operand type not supported.");
2268   }
2269 }
2270
2271 void NVPTXAsmPrinter::printMemOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2272                                       raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2273   printOperand(MI, opNum, O);
2274
2275   if (Modifier && !strcmp(Modifier, "add")) {
2276     O << ", ";
2277     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2278   } else {
2279     if (MI->getOperand(opNum + 1).isImm() &&
2280         MI->getOperand(opNum + 1).getImm() == 0)
2281       return; // don't print ',0' or '+0'
2282     O << "+";
2283     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2284   }
2285 }
2286
2287 void NVPTXAsmPrinter::emitSrcInText(StringRef filename, unsigned line) {
2288   std::stringstream temp;
2289   LineReader *reader = this->getReader(filename);
2290   temp << "\n//";
2291   temp << filename.str();
2292   temp << ":";
2293   temp << line;
2294   temp << " ";
2295   temp << reader->readLine(line);
2296   temp << "\n";
2297   this->OutStreamer->EmitRawText(temp.str());
2298 }
2299
2300 LineReader *NVPTXAsmPrinter::getReader(std::string filename) {
2301   if (!reader) {
2302     reader = new LineReader(filename);
2303   }
2304
2305   if (reader->fileName() != filename) {
2306     delete reader;
2307     reader = new LineReader(filename);
2308   }
2309
2310   return reader;
2311 }
2312
2313 std::string LineReader::readLine(unsigned lineNum) {
2314   if (lineNum < theCurLine) {
2315     theCurLine = 0;
2316     fstr.seekg(0, std::ios::beg);
2317   }
2318   while (theCurLine < lineNum) {
2319     fstr.getline(buff, 500);
2320     theCurLine++;
2321   }
2322   return buff;
2323 }
2324
2325 // Force static initialization.
2326 extern "C" void LLVMInitializeNVPTXAsmPrinter() {
2327   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> X(TheNVPTXTarget32);
2328   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> Y(TheNVPTXTarget64);
2329 }