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 (auto *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   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 (const GlobalVariable &I : M.globals())
 872     VisitGlobalVariableForEmission(&I, Globals, GVVisited, GVVisiting);
 873
 874   assert(GVVisited.size() == M.getGlobalList().size() &&
 875          "Missed a global variable");
 876   assert(GVVisiting.size() == 0 && "Did not fully process a global variable");
 877
 878   // Print out module-level global variables in proper order
 879   for (unsigned i = 0, e = Globals.size(); i != e; ++i)
 880     printModuleLevelGV(Globals[i], OS2);
 881
 882   OS2 << '\n';
 883
 884   OutStreamer->EmitRawText(OS2.str());
 885 }
 886
 887 void NVPTXAsmPrinter::emitHeader(Module &M, raw_ostream &O,
 888                                  const NVPTXSubtarget &STI) {
 889   O << "//\n";
 890   O << "// Generated by LLVM NVPTX Back-End\n";
 891   O << "//\n";
 892   O << "\n";
 893
 894   unsigned PTXVersion = STI.getPTXVersion();
 895   O << ".version " << (PTXVersion / 10) << "." << (PTXVersion % 10) << "\n";
 896
 897   O << ".target ";
 898   O << STI.getTargetName();
 899
 900   const NVPTXTargetMachine &NTM = static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM);
 901   if (NTM.getDrvInterface() == NVPTX::NVCL)
 902     O << ", texmode_independent";
 903   else {
 904     if (!STI.hasDouble())
 905       O << ", map_f64_to_f32";
 906   }
 907
 908   if (MAI->doesSupportDebugInformation())
 909     O << ", debug";
 910
 911   O << "\n";
 912
 913   O << ".address_size ";
 914   if (NTM.is64Bit())
 915     O << "64";
 916   else
 917     O << "32";
 918   O << "\n";
 919
 920   O << "\n";
 921 }
 922
 923 bool NVPTXAsmPrinter::doFinalization(Module &M) {
 924   // If we did not emit any functions, then the global declarations have not
 925   // yet been emitted.
 926   if (!GlobalsEmitted) {
 927     emitGlobals(M);
 928     GlobalsEmitted = true;
 929   }
 930
 931   // XXX Temproarily remove global variables so that doFinalization() will not
 932   // emit them again (global variables are emitted at beginning).
 933
 934   Module::GlobalListType &global_list = M.getGlobalList();
 935   int i, n = global_list.size();
 936   GlobalVariable **gv_array = new GlobalVariable *[n];
 937
 938   // first, back-up GlobalVariable in gv_array
 939   i = 0;
 940   for (Module::global_iterator I = global_list.begin(), E = global_list.end();
 941        I != E; ++I)
 942     gv_array[i++] = &*I;
 943
 944   // second, empty global_list
 945   while (!global_list.empty())
 946     global_list.remove(global_list.begin());
 947
 948   // call doFinalization
 949   bool ret = AsmPrinter::doFinalization(M);
 950
 951   // now we restore global variables
 952   for (i = 0; i < n; i++)
 953     global_list.insert(global_list.end(), gv_array[i]);
 954
 955   clearAnnotationCache(&M);
 956
 957   delete[] gv_array;
 958   return ret;
 959
 960   //bool Result = AsmPrinter::doFinalization(M);
 961   // Instead of calling the parents doFinalization, we may
 962   // clone parents doFinalization and customize here.
 963   // Currently, we if NVISA out the EmitGlobals() in
 964   // parent's doFinalization, which is too intrusive.
 965   //
 966   // Same for the doInitialization.
 967   //return Result;
 968 }
 969
 970 // This function emits appropriate linkage directives for
 971 // functions and global variables.
 972 //
 973 // extern function declaration            -> .extern
 974 // extern function definition             -> .visible
 975 // external global variable with init     -> .visible
 976 // external without init                  -> .extern
 977 // appending                              -> not allowed, assert.
 978 // for any linkage other than
 979 // internal, private, linker_private,
 980 // linker_private_weak, linker_private_weak_def_auto,
 981 // we emit                                -> .weak.
 982
 983 void NVPTXAsmPrinter::emitLinkageDirective(const GlobalValue *V,
 984                                            raw_ostream &O) {
 985   if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() == NVPTX::CUDA) {
 986     if (V->hasExternalLinkage()) {
 987       if (isa<GlobalVariable>(V)) {
 988         const GlobalVariable *GVar = cast<GlobalVariable>(V);
 989         if (GVar) {
 990           if (GVar->hasInitializer())
 991             O << ".visible ";
 992           else
 993             O << ".extern ";
 994         }
 995       } else if (V->isDeclaration())
 996         O << ".extern ";
 997       else
 998         O << ".visible ";
 999     } else if (V->hasAppendingLinkage()) {
1000       std::string msg;
1001       msg.append("Error: ");
1002       msg.append("Symbol ");
1003       if (V->hasName())
1004         msg.append(V->getName());
1005       msg.append("has unsupported appending linkage type");
1006       llvm_unreachable(msg.c_str());
1007     } else if (!V->hasInternalLinkage() &&
1008                !V->hasPrivateLinkage()) {
1009       O << ".weak ";
1010     }
1011   }
1012 }
1013
1014 void NVPTXAsmPrinter::printModuleLevelGV(const GlobalVariable *GVar,
1015                                          raw_ostream &O,
1016                                          bool processDemoted) {
1017
1018   // Skip meta data
1019   if (GVar->hasSection()) {
1020     if (GVar->getSection() == StringRef("llvm.metadata"))
1021       return;
1022   }
1023
1024   // Skip LLVM intrinsic global variables
1025   if (GVar->getName().startswith("llvm.") ||
1026       GVar->getName().startswith("nvvm."))
1027     return;
1028
1029   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1030
1031   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1032   PointerType *PTy = GVar->getType();
1033   Type *ETy = PTy->getElementType();
1034
1035   if (GVar->hasExternalLinkage()) {
1036     if (GVar->hasInitializer())
1037       O << ".visible ";
1038     else
1039       O << ".extern ";
1040   } else if (GVar->hasLinkOnceLinkage() || GVar->hasWeakLinkage() ||
1041              GVar->hasAvailableExternallyLinkage() ||
1042              GVar->hasCommonLinkage()) {
1043     O << ".weak ";
1044   }
1045
1046   if (llvm::isTexture(*GVar)) {
1047     O << ".global .texref " << llvm::getTextureName(*GVar) << ";\n";
1048     return;
1049   }
1050
1051   if (llvm::isSurface(*GVar)) {
1052     O << ".global .surfref " << llvm::getSurfaceName(*GVar) << ";\n";
1053     return;
1054   }
1055
1056   if (GVar->isDeclaration()) {
1057     // (extern) declarations, no definition or initializer
1058     // Currently the only known declaration is for an automatic __local
1059     // (.shared) promoted to global.
1060     emitPTXGlobalVariable(GVar, O);
1061     O << ";\n";
1062     return;
1063   }
1064
1065   if (llvm::isSampler(*GVar)) {
1066     O << ".global .samplerref " << llvm::getSamplerName(*GVar);
1067
1068     const Constant *Initializer = nullptr;
1069     if (GVar->hasInitializer())
1070       Initializer = GVar->getInitializer();
1071     const ConstantInt *CI = nullptr;
1072     if (Initializer)
1073       CI = dyn_cast<ConstantInt>(Initializer);
1074     if (CI) {
1075       unsigned sample = CI->getZExtValue();
1076
1077       O << " = { ";
1078
1079       for (int i = 0,
1080                addr = ((sample & __CLK_ADDRESS_MASK) >> __CLK_ADDRESS_BASE);
1081            i < 3; i++) {
1082         O << "addr_mode_" << i << " = ";
1083         switch (addr) {
1084         case 0:
1085           O << "wrap";
1086           break;
1087         case 1:
1088           O << "clamp_to_border";
1089           break;
1090         case 2:
1091           O << "clamp_to_edge";
1092           break;
1093         case 3:
1094           O << "wrap";
1095           break;
1096         case 4:
1097           O << "mirror";
1098           break;
1099         }
1100         O << ", ";
1101       }
1102       O << "filter_mode = ";
1103       switch ((sample & __CLK_FILTER_MASK) >> __CLK_FILTER_BASE) {
1104       case 0:
1105         O << "nearest";
1106         break;
1107       case 1:
1108         O << "linear";
1109         break;
1110       case 2:
1111         llvm_unreachable("Anisotropic filtering is not supported");
1112       default:
1113         O << "nearest";
1114         break;
1115       }
1116       if (!((sample & __CLK_NORMALIZED_MASK) >> __CLK_NORMALIZED_BASE)) {
1117         O << ", force_unnormalized_coords = 1";
1118       }
1119       O << " }";
1120     }
1121
1122     O << ";\n";
1123     return;
1124   }
1125
1126   if (GVar->hasPrivateLinkage()) {
1127
1128     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "unrollpragma", 12))
1129       return;
1130
1131     // FIXME - need better way (e.g. Metadata) to avoid generating this global
1132     if (!strncmp(GVar->getName().data(), "filename", 8))
1133       return;
1134     if (GVar->use_empty())
1135       return;
1136   }
1137
1138   const Function *demotedFunc = nullptr;
1139   if (!processDemoted && canDemoteGlobalVar(GVar, demotedFunc)) {
1140     O << "// " << GVar->getName() << " has been demoted\n";
1141     if (localDecls.find(demotedFunc) != localDecls.end())
1142       localDecls[demotedFunc].push_back(GVar);
1143     else {
1144       std::vector<const GlobalVariable *> temp;
1145       temp.push_back(GVar);
1146       localDecls[demotedFunc] = temp;
1147     }
1148     return;
1149   }
1150
1151   O << ".";
1152   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1153
1154   if (isManaged(*GVar)) {
1155     O << " .attribute(.managed)";
1156   }
1157
1158   if (GVar->getAlignment() == 0)
1159     O << " .align " << (int)DL.getPrefTypeAlignment(ETy);
1160   else
1161     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1162
1163   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1164     O << " .";
1165     // Special case: ABI requires that we use .u8 for predicates
1166     if (ETy->isIntegerTy(1))
1167       O << "u8";
1168     else
1169       O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy, false);
1170     O << " ";
1171     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1172
1173     // Ptx allows variable initilization only for constant and global state
1174     // spaces.
1175     if (GVar->hasInitializer()) {
1176       if ((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1177           (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) {
1178         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1179         // 'undef' is treated as there is no value specified.
1180         if (!Initializer->isNullValue() && !isa<UndefValue>(Initializer)) {
1181           O << " = ";
1182           printScalarConstant(Initializer, O);
1183         }
1184       } else {
1185         // The frontend adds zero-initializer to device and constant variables
1186         // that don't have an initial value, and UndefValue to shared
1187         // variables, so skip warning for this case.
1188         if (!GVar->getInitializer()->isNullValue() &&
1189             !isa<UndefValue>(GVar->getInitializer())) {
1190           report_fatal_error("initial value of '" + GVar->getName() +
1191                              "' is not allowed in addrspace(" +
1192                              Twine(PTy->getAddressSpace()) + ")");
1193         }
1194       }
1195     }
1196   } else {
1197     unsigned int ElementSize = 0;
1198
1199     // Although PTX has direct support for struct type and array type and
1200     // LLVM IR is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for
1201     // targets that support these high level field accesses. Structs, arrays
1202     // and vectors are lowered into arrays of bytes.
1203     switch (ETy->getTypeID()) {
1204     case Type::StructTyID:
1205     case Type::ArrayTyID:
1206     case Type::VectorTyID:
1207       ElementSize = DL.getTypeStoreSize(ETy);
1208       // Ptx allows variable initilization only for constant and
1209       // global state spaces.
1210       if (((PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL) ||
1211            (PTy->getAddressSpace() == llvm::ADDRESS_SPACE_CONST)) &&
1212           GVar->hasInitializer()) {
1213         const Constant *Initializer = GVar->getInitializer();
1214         if (!isa<UndefValue>(Initializer) && !Initializer->isNullValue()) {
1215           AggBuffer aggBuffer(ElementSize, O, *this);
1216           bufferAggregateConstant(Initializer, &aggBuffer);
1217           if (aggBuffer.numSymbols) {
1218             if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit()) {
1219               O << " .u64 ";
1220               getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1221               O << "[";
1222               O << ElementSize / 8;
1223             } else {
1224               O << " .u32 ";
1225               getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1226               O << "[";
1227               O << ElementSize / 4;
1228             }
1229             O << "]";
1230           } else {
1231             O << " .b8 ";
1232             getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1233             O << "[";
1234             O << ElementSize;
1235             O << "]";
1236           }
1237           O << " = {";
1238           aggBuffer.print();
1239           O << "}";
1240         } else {
1241           O << " .b8 ";
1242           getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1243           if (ElementSize) {
1244             O << "[";
1245             O << ElementSize;
1246             O << "]";
1247           }
1248         }
1249       } else {
1250         O << " .b8 ";
1251         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1252         if (ElementSize) {
1253           O << "[";
1254           O << ElementSize;
1255           O << "]";
1256         }
1257       }
1258       break;
1259     default:
1260       llvm_unreachable("type not supported yet");
1261     }
1262
1263   }
1264   O << ";\n";
1265 }
1266
1267 void NVPTXAsmPrinter::emitDemotedVars(const Function *f, raw_ostream &O) {
1268   if (localDecls.find(f) == localDecls.end())
1269     return;
1270
1271   std::vector<const GlobalVariable *> &gvars = localDecls[f];
1272
1273   for (unsigned i = 0, e = gvars.size(); i != e; ++i) {
1274     O << "\t// demoted variable\n\t";
1275     printModuleLevelGV(gvars[i], O, true);
1276   }
1277 }
1278
1279 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXAddressSpace(unsigned int AddressSpace,
1280                                           raw_ostream &O) const {
1281   switch (AddressSpace) {
1282   case llvm::ADDRESS_SPACE_LOCAL:
1283     O << "local";
1284     break;
1285   case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1286     O << "global";
1287     break;
1288   case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1289     O << "const";
1290     break;
1291   case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1292     O << "shared";
1293     break;
1294   default:
1295     report_fatal_error("Bad address space found while emitting PTX");
1296     break;
1297   }
1298 }
1299
1300 std::string
1301 NVPTXAsmPrinter::getPTXFundamentalTypeStr(Type *Ty, bool useB4PTR) const {
1302   switch (Ty->getTypeID()) {
1303   default:
1304     llvm_unreachable("unexpected type");
1305     break;
1306   case Type::IntegerTyID: {
1307     unsigned NumBits = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1308     if (NumBits == 1)
1309       return "pred";
1310     else if (NumBits <= 64) {
1311       std::string name = "u";
1312       return name + utostr(NumBits);
1313     } else {
1314       llvm_unreachable("Integer too large");
1315       break;
1316     }
1317     break;
1318   }
1319   case Type::FloatTyID:
1320     return "f32";
1321   case Type::DoubleTyID:
1322     return "f64";
1323   case Type::PointerTyID:
1324     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(TM).is64Bit())
1325       if (useB4PTR)
1326         return "b64";
1327       else
1328         return "u64";
1329     else if (useB4PTR)
1330       return "b32";
1331     else
1332       return "u32";
1333   }
1334   llvm_unreachable("unexpected type");
1335   return nullptr;
1336 }
1337
1338 void NVPTXAsmPrinter::emitPTXGlobalVariable(const GlobalVariable *GVar,
1339                                             raw_ostream &O) {
1340
1341   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1342
1343   // GlobalVariables are always constant pointers themselves.
1344   PointerType *PTy = GVar->getType();
1345   Type *ETy = PTy->getElementType();
1346
1347   O << ".";
1348   emitPTXAddressSpace(PTy->getAddressSpace(), O);
1349   if (GVar->getAlignment() == 0)
1350     O << " .align " << (int)DL.getPrefTypeAlignment(ETy);
1351   else
1352     O << " .align " << GVar->getAlignment();
1353
1354   if (ETy->isFloatingPointTy() || ETy->isIntegerTy() || ETy->isPointerTy()) {
1355     O << " .";
1356     O << getPTXFundamentalTypeStr(ETy);
1357     O << " ";
1358     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1359     return;
1360   }
1361
1362   int64_t ElementSize = 0;
1363
1364   // Although PTX has direct support for struct type and array type and LLVM IR
1365   // is very similar to PTX, the LLVM CodeGen does not support for targets that
1366   // support these high level field accesses. Structs and arrays are lowered
1367   // into arrays of bytes.
1368   switch (ETy->getTypeID()) {
1369   case Type::StructTyID:
1370   case Type::ArrayTyID:
1371   case Type::VectorTyID:
1372     ElementSize = DL.getTypeStoreSize(ETy);
1373     O << " .b8 ";
1374     getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1375     O << "[";
1376     if (ElementSize) {
1377       O << ElementSize;
1378     }
1379     O << "]";
1380     break;
1381   default:
1382     llvm_unreachable("type not supported yet");
1383   }
1384   return;
1385 }
1386
1387 static unsigned int getOpenCLAlignment(const DataLayout &DL, Type *Ty) {
1388   if (Ty->isSingleValueType())
1389     return DL.getPrefTypeAlignment(Ty);
1390
1391   auto *ATy = dyn_cast<ArrayType>(Ty);
1392   if (ATy)
1393     return getOpenCLAlignment(DL, ATy->getElementType());
1394
1395   auto *STy = dyn_cast<StructType>(Ty);
1396   if (STy) {
1397     unsigned int alignStruct = 1;
1398     // Go through each element of the struct and find the
1399     // largest alignment.
1400     for (unsigned i = 0, e = STy->getNumElements(); i != e; i++) {
1401       Type *ETy = STy->getElementType(i);
1402       unsigned int align = getOpenCLAlignment(DL, ETy);
1403       if (align > alignStruct)
1404         alignStruct = align;
1405     }
1406     return alignStruct;
1407   }
1408
1409   auto *FTy = dyn_cast<FunctionType>(Ty);
1410   if (FTy)
1411     return DL.getPointerPrefAlignment();
1412   return DL.getPrefTypeAlignment(Ty);
1413 }
1414
1415 void NVPTXAsmPrinter::printParamName(Function::const_arg_iterator I,
1416                                      int paramIndex, raw_ostream &O) {
1417   getSymbol(I->getParent())->print(O, MAI);
1418   O << "_param_" << paramIndex;
1419 }
1420
1421 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const Function *F, raw_ostream &O) {
1422   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1423   const AttributeSet &PAL = F->getAttributes();
1424   const TargetLowering *TLI = nvptxSubtarget->getTargetLowering();
1425   Function::const_arg_iterator I, E;
1426   unsigned paramIndex = 0;
1427   bool first = true;
1428   bool isKernelFunc = llvm::isKernelFunction(*F);
1429   bool isABI = (nvptxSubtarget->getSmVersion() >= 20);
1430   MVT thePointerTy = TLI->getPointerTy(DL);
1431
1432   O << "(\n";
1433
1434   for (I = F->arg_begin(), E = F->arg_end(); I != E; ++I, paramIndex++) {
1435     Type *Ty = I->getType();
1436
1437     if (!first)
1438       O << ",\n";
1439
1440     first = false;
1441
1442     // Handle image/sampler parameters
1443     if (isKernelFunction(*F)) {
1444       if (isSampler(*I) || isImage(*I)) {
1445         if (isImage(*I)) {
1446           std::string sname = I->getName();
1447           if (isImageWriteOnly(*I) || isImageReadWrite(*I)) {
1448             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1449               O << "\t.param .u64 .ptr .surfref ";
1450             else
1451               O << "\t.param .surfref ";
1452             CurrentFnSym->print(O, MAI);
1453             O << "_param_" << paramIndex;
1454           }
1455           else { // Default image is read_only
1456             if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1457               O << "\t.param .u64 .ptr .texref ";
1458             else
1459               O << "\t.param .texref ";
1460             CurrentFnSym->print(O, MAI);
1461             O << "_param_" << paramIndex;
1462           }
1463         } else {
1464           if (nvptxSubtarget->hasImageHandles())
1465             O << "\t.param .u64 .ptr .samplerref ";
1466           else
1467             O << "\t.param .samplerref ";
1468           CurrentFnSym->print(O, MAI);
1469           O << "_param_" << paramIndex;
1470         }
1471         continue;
1472       }
1473     }
1474
1475     if (!PAL.hasAttribute(paramIndex + 1, Attribute::ByVal)) {
1476       if (Ty->isAggregateType() || Ty->isVectorTy()) {
1477         // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1478         // <a> = PAL.getparamalignment
1479         // size = typeallocsize of element type
1480         unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1481         if (align == 0)
1482           align = DL.getABITypeAlignment(Ty);
1483
1484         unsigned sz = DL.getTypeAllocSize(Ty);
1485         O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1486         printParamName(I, paramIndex, O);
1487         O << "[" << sz << "]";
1488
1489         continue;
1490       }
1491       // Just a scalar
1492       auto *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1493       if (isKernelFunc) {
1494         if (PTy) {
1495           // Special handling for pointer arguments to kernel
1496           O << "\t.param .u" << thePointerTy.getSizeInBits() << " ";
1497
1498           if (static_cast<NVPTXTargetMachine &>(TM).getDrvInterface() !=
1499               NVPTX::CUDA) {
1500             Type *ETy = PTy->getElementType();
1501             int addrSpace = PTy->getAddressSpace();
1502             switch (addrSpace) {
1503             default:
1504               O << ".ptr ";
1505               break;
1506             case llvm::ADDRESS_SPACE_CONST:
1507               O << ".ptr .const ";
1508               break;
1509             case llvm::ADDRESS_SPACE_SHARED:
1510               O << ".ptr .shared ";
1511               break;
1512             case llvm::ADDRESS_SPACE_GLOBAL:
1513               O << ".ptr .global ";
1514               break;
1515             }
1516             O << ".align " << (int)getOpenCLAlignment(DL, ETy) << " ";
1517           }
1518           printParamName(I, paramIndex, O);
1519           continue;
1520         }
1521
1522         // non-pointer scalar to kernel func
1523         O << "\t.param .";
1524         // Special case: predicate operands become .u8 types
1525         if (Ty->isIntegerTy(1))
1526           O << "u8";
1527         else
1528           O << getPTXFundamentalTypeStr(Ty);
1529         O << " ";
1530         printParamName(I, paramIndex, O);
1531         continue;
1532       }
1533       // Non-kernel function, just print .param .b<size> for ABI
1534       // and .reg .b<size> for non-ABI
1535       unsigned sz = 0;
1536       if (isa<IntegerType>(Ty)) {
1537         sz = cast<IntegerType>(Ty)->getBitWidth();
1538         if (sz < 32)
1539           sz = 32;
1540       } else if (isa<PointerType>(Ty))
1541         sz = thePointerTy.getSizeInBits();
1542       else
1543         sz = Ty->getPrimitiveSizeInBits();
1544       if (isABI)
1545         O << "\t.param .b" << sz << " ";
1546       else
1547         O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1548       printParamName(I, paramIndex, O);
1549       continue;
1550     }
1551
1552     // param has byVal attribute. So should be a pointer
1553     auto *PTy = dyn_cast<PointerType>(Ty);
1554     assert(PTy && "Param with byval attribute should be a pointer type");
1555     Type *ETy = PTy->getElementType();
1556
1557     if (isABI || isKernelFunc) {
1558       // Just print .param .align <a> .b8 .param[size];
1559       // <a> = PAL.getparamalignment
1560       // size = typeallocsize of element type
1561       unsigned align = PAL.getParamAlignment(paramIndex + 1);
1562       if (align == 0)
1563         align = DL.getABITypeAlignment(ETy);
1564
1565       unsigned sz = DL.getTypeAllocSize(ETy);
1566       O << "\t.param .align " << align << " .b8 ";
1567       printParamName(I, paramIndex, O);
1568       O << "[" << sz << "]";
1569       continue;
1570     } else {
1571       // Split the ETy into constituent parts and
1572       // print .param .b<size> <name> for each part.
1573       // Further, if a part is vector, print the above for
1574       // each vector element.
1575       SmallVector<EVT, 16> vtparts;
1576       ComputeValueVTs(*TLI, DL, ETy, vtparts);
1577       for (unsigned i = 0, e = vtparts.size(); i != e; ++i) {
1578         unsigned elems = 1;
1579         EVT elemtype = vtparts[i];
1580         if (vtparts[i].isVector()) {
1581           elems = vtparts[i].getVectorNumElements();
1582           elemtype = vtparts[i].getVectorElementType();
1583         }
1584
1585         for (unsigned j = 0, je = elems; j != je; ++j) {
1586           unsigned sz = elemtype.getSizeInBits();
1587           if (elemtype.isInteger() && (sz < 32))
1588             sz = 32;
1589           O << "\t.reg .b" << sz << " ";
1590           printParamName(I, paramIndex, O);
1591           if (j < je - 1)
1592             O << ",\n";
1593           ++paramIndex;
1594         }
1595         if (i < e - 1)
1596           O << ",\n";
1597       }
1598       --paramIndex;
1599       continue;
1600     }
1601   }
1602
1603   O << "\n)\n";
1604 }
1605
1606 void NVPTXAsmPrinter::emitFunctionParamList(const MachineFunction &MF,
1607                                             raw_ostream &O) {
1608   const Function *F = MF.getFunction();
1609   emitFunctionParamList(F, O);
1610 }
1611
1612 void NVPTXAsmPrinter::setAndEmitFunctionVirtualRegisters(
1613     const MachineFunction &MF) {
1614   SmallString<128> Str;
1615   raw_svector_ostream O(Str);
1616
1617   // Map the global virtual register number to a register class specific
1618   // virtual register number starting from 1 with that class.
1619   const TargetRegisterInfo *TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1620   //unsigned numRegClasses = TRI->getNumRegClasses();
1621
1622   // Emit the Fake Stack Object
1623   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1624   int NumBytes = (int) MFI->getStackSize();
1625   if (NumBytes) {
1626     O << "\t.local .align " << MFI->getMaxAlignment() << " .b8 \t" << DEPOTNAME
1627       << getFunctionNumber() << "[" << NumBytes << "];\n";
1628     if (static_cast<const NVPTXTargetMachine &>(MF.getTarget()).is64Bit()) {
1629       O << "\t.reg .b64 \t%SP;\n";
1630       O << "\t.reg .b64 \t%SPL;\n";
1631     } else {
1632       O << "\t.reg .b32 \t%SP;\n";
1633       O << "\t.reg .b32 \t%SPL;\n";
1634     }
1635   }
1636
1637   // Go through all virtual registers to establish the mapping between the
1638   // global virtual
1639   // register number and the per class virtual register number.
1640   // We use the per class virtual register number in the ptx output.
1641   unsigned int numVRs = MRI->getNumVirtRegs();
1642   for (unsigned i = 0; i < numVRs; i++) {
1643     unsigned int vr = TRI->index2VirtReg(i);
1644     const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(vr);
1645     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1646     int n = regmap.size();
1647     regmap.insert(std::make_pair(vr, n + 1));
1648   }
1649
1650   // Emit register declarations
1651   // @TODO: Extract out the real register usage
1652   // O << "\t.reg .pred %p<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1653   // O << "\t.reg .s16 %rc<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1654   // O << "\t.reg .s16 %rs<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1655   // O << "\t.reg .s32 %r<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1656   // O << "\t.reg .s64 %rd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1657   // O << "\t.reg .f32 %f<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1658   // O << "\t.reg .f64 %fd<" << NVPTXNumRegisters << ">;\n";
1659
1660   // Emit declaration of the virtual registers or 'physical' registers for
1661   // each register class
1662   for (unsigned i=0; i< TRI->getNumRegClasses(); i++) {
1663     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(i);
1664     DenseMap<unsigned, unsigned> &regmap = VRegMapping[RC];
1665     std::string rcname = getNVPTXRegClassName(RC);
1666     std::string rcStr = getNVPTXRegClassStr(RC);
1667     int n = regmap.size();
1668
1669     // Only declare those registers that may be used.
1670     if (n) {
1671        O << "\t.reg " << rcname << " \t" << rcStr << "<" << (n+1)
1672          << ">;\n";
1673     }
1674   }
1675
1676   OutStreamer->EmitRawText(O.str());
1677 }
1678
1679 void NVPTXAsmPrinter::printFPConstant(const ConstantFP *Fp, raw_ostream &O) {
1680   APFloat APF = APFloat(Fp->getValueAPF()); // make a copy
1681   bool ignored;
1682   unsigned int numHex;
1683   const char *lead;
1684
1685   if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::FloatTyID) {
1686     numHex = 8;
1687     lead = "0f";
1688     APF.convert(APFloat::IEEEsingle, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1689   } else if (Fp->getType()->getTypeID() == Type::DoubleTyID) {
1690     numHex = 16;
1691     lead = "0d";
1692     APF.convert(APFloat::IEEEdouble, APFloat::rmNearestTiesToEven, &ignored);
1693   } else
1694     llvm_unreachable("unsupported fp type");
1695
1696   APInt API = APF.bitcastToAPInt();
1697   std::string hexstr(utohexstr(API.getZExtValue()));
1698   O << lead;
1699   if (hexstr.length() < numHex)
1700     O << std::string(numHex - hexstr.length(), '0');
1701   O << utohexstr(API.getZExtValue());
1702 }
1703
1704 void NVPTXAsmPrinter::printScalarConstant(const Constant *CPV, raw_ostream &O) {
1705   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1706     O << CI->getValue();
1707     return;
1708   }
1709   if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV)) {
1710     printFPConstant(CFP, O);
1711     return;
1712   }
1713   if (isa<ConstantPointerNull>(CPV)) {
1714     O << "0";
1715     return;
1716   }
1717   if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1718     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(GVar->getType());
1719     bool IsNonGenericPointer = false;
1720     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1721       IsNonGenericPointer = true;
1722     }
1723     if (EmitGeneric && !isa<Function>(CPV) && !IsNonGenericPointer) {
1724       O << "generic(";
1725       getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1726       O << ")";
1727     } else {
1728       getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1729     }
1730     return;
1731   }
1732   if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1733     const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1734     PointerType *PTy = dyn_cast<PointerType>(Cexpr->getType());
1735     bool IsNonGenericPointer = false;
1736     if (PTy && PTy->getAddressSpace() != 0) {
1737       IsNonGenericPointer = true;
1738     }
1739     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(v)) {
1740       if (EmitGeneric && !isa<Function>(v) && !IsNonGenericPointer) {
1741         O << "generic(";
1742         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1743         O << ")";
1744       } else {
1745         getSymbol(GVar)->print(O, MAI);
1746       }
1747       return;
1748     } else {
1749       lowerConstant(CPV)->print(O, MAI);
1750       return;
1751     }
1752   }
1753   llvm_unreachable("Not scalar type found in printScalarConstant()");
1754 }
1755
1756 // These utility functions assure we get the right sequence of bytes for a given
1757 // type even for big-endian machines
1758 template <typename T> static void ConvertIntToBytes(unsigned char *p, T val) {
1759   int64_t vp = (int64_t)val;
1760   for (unsigned i = 0; i < sizeof(T); ++i) {
1761     p[i] = (unsigned char)vp;
1762     vp >>= 8;
1763   }
1764 }
1765 static void ConvertFloatToBytes(unsigned char *p, float val) {
1766   int32_t *vp = (int32_t *)&val;
1767   for (unsigned i = 0; i < sizeof(int32_t); ++i) {
1768     p[i] = (unsigned char)*vp;
1769     *vp >>= 8;
1770   }
1771 }
1772 static void ConvertDoubleToBytes(unsigned char *p, double val) {
1773   int64_t *vp = (int64_t *)&val;
1774   for (unsigned i = 0; i < sizeof(int64_t); ++i) {
1775     p[i] = (unsigned char)*vp;
1776     *vp >>= 8;
1777   }
1778 }
1779
1780 void NVPTXAsmPrinter::bufferLEByte(const Constant *CPV, int Bytes,
1781                                    AggBuffer *aggBuffer) {
1782
1783   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1784
1785   if (isa<UndefValue>(CPV) || CPV->isNullValue()) {
1786     int s = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1787     if (s < Bytes)
1788       s = Bytes;
1789     aggBuffer->addZeros(s);
1790     return;
1791   }
1792
1793   unsigned char ptr[8];
1794   switch (CPV->getType()->getTypeID()) {
1795
1796   case Type::IntegerTyID: {
1797     Type *ETy = CPV->getType();
1798     if (ETy == Type::getInt8Ty(CPV->getContext())) {
1799       unsigned char c = (unsigned char)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1800       ConvertIntToBytes<>(ptr, c);
1801       aggBuffer->addBytes(ptr, 1, Bytes);
1802     } else if (ETy == Type::getInt16Ty(CPV->getContext())) {
1803       short int16 = (short)cast<ConstantInt>(CPV)->getZExtValue();
1804       ConvertIntToBytes<>(ptr, int16);
1805       aggBuffer->addBytes(ptr, 2, Bytes);
1806     } else if (ETy == Type::getInt32Ty(CPV->getContext())) {
1807       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1808         int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1809         ConvertIntToBytes<>(ptr, int32);
1810         aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1811         break;
1812       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1813         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1814                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, DL))) {
1815           int int32 = (int)(constInt->getZExtValue());
1816           ConvertIntToBytes<>(ptr, int32);
1817           aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1818           break;
1819         }
1820         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1821           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1822           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1823           aggBuffer->addZeros(4);
1824           break;
1825         }
1826       }
1827       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1828     } else if (ETy == Type::getInt64Ty(CPV->getContext())) {
1829       if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(CPV)) {
1830         long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1831         ConvertIntToBytes<>(ptr, int64);
1832         aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1833         break;
1834       } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1835         if (const ConstantInt *constInt = dyn_cast<ConstantInt>(
1836                 ConstantFoldConstantExpression(Cexpr, DL))) {
1837           long long int64 = (long long)(constInt->getZExtValue());
1838           ConvertIntToBytes<>(ptr, int64);
1839           aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1840           break;
1841         }
1842         if (Cexpr->getOpcode() == Instruction::PtrToInt) {
1843           Value *v = Cexpr->getOperand(0)->stripPointerCasts();
1844           aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr->getOperand(0));
1845           aggBuffer->addZeros(8);
1846           break;
1847         }
1848       }
1849       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1850     } else
1851       llvm_unreachable("unsupported integer const type");
1852     break;
1853   }
1854   case Type::FloatTyID:
1855   case Type::DoubleTyID: {
1856     const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CPV);
1857     Type *Ty = CFP->getType();
1858     if (Ty == Type::getFloatTy(CPV->getContext())) {
1859       float float32 = (float) CFP->getValueAPF().convertToFloat();
1860       ConvertFloatToBytes(ptr, float32);
1861       aggBuffer->addBytes(ptr, 4, Bytes);
1862     } else if (Ty == Type::getDoubleTy(CPV->getContext())) {
1863       double float64 = CFP->getValueAPF().convertToDouble();
1864       ConvertDoubleToBytes(ptr, float64);
1865       aggBuffer->addBytes(ptr, 8, Bytes);
1866     } else {
1867       llvm_unreachable("unsupported fp const type");
1868     }
1869     break;
1870   }
1871   case Type::PointerTyID: {
1872     if (const GlobalValue *GVar = dyn_cast<GlobalValue>(CPV)) {
1873       aggBuffer->addSymbol(GVar, GVar);
1874     } else if (const ConstantExpr *Cexpr = dyn_cast<ConstantExpr>(CPV)) {
1875       const Value *v = Cexpr->stripPointerCasts();
1876       aggBuffer->addSymbol(v, Cexpr);
1877     }
1878     unsigned int s = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1879     aggBuffer->addZeros(s);
1880     break;
1881   }
1882
1883   case Type::ArrayTyID:
1884   case Type::VectorTyID:
1885   case Type::StructTyID: {
1886     if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV) ||
1887         isa<ConstantStruct>(CPV) || isa<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1888       int ElementSize = DL.getTypeAllocSize(CPV->getType());
1889       bufferAggregateConstant(CPV, aggBuffer);
1890       if (Bytes > ElementSize)
1891         aggBuffer->addZeros(Bytes - ElementSize);
1892     } else if (isa<ConstantAggregateZero>(CPV))
1893       aggBuffer->addZeros(Bytes);
1894     else
1895       llvm_unreachable("Unexpected Constant type");
1896     break;
1897   }
1898
1899   default:
1900     llvm_unreachable("unsupported type");
1901   }
1902 }
1903
1904 void NVPTXAsmPrinter::bufferAggregateConstant(const Constant *CPV,
1905                                               AggBuffer *aggBuffer) {
1906   const DataLayout &DL = getDataLayout();
1907   int Bytes;
1908
1909   // Old constants
1910   if (isa<ConstantArray>(CPV) || isa<ConstantVector>(CPV)) {
1911     if (CPV->getNumOperands())
1912       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i)
1913         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), 0, aggBuffer);
1914     return;
1915   }
1916
1917   if (const ConstantDataSequential *CDS =
1918           dyn_cast<ConstantDataSequential>(CPV)) {
1919     if (CDS->getNumElements())
1920       for (unsigned i = 0; i < CDS->getNumElements(); ++i)
1921         bufferLEByte(cast<Constant>(CDS->getElementAsConstant(i)), 0,
1922                      aggBuffer);
1923     return;
1924   }
1925
1926   if (isa<ConstantStruct>(CPV)) {
1927     if (CPV->getNumOperands()) {
1928       StructType *ST = cast<StructType>(CPV->getType());
1929       for (unsigned i = 0, e = CPV->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1930         if (i == (e - 1))
1931           Bytes = DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(0) +
1932                   DL.getTypeAllocSize(ST) -
1933                   DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1934         else
1935           Bytes = DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i + 1) -
1936                   DL.getStructLayout(ST)->getElementOffset(i);
1937         bufferLEByte(cast<Constant>(CPV->getOperand(i)), Bytes, aggBuffer);
1938       }
1939     }
1940     return;
1941   }
1942   llvm_unreachable("unsupported constant type in printAggregateConstant()");
1943 }
1944
1945 // buildTypeNameMap - Run through symbol table looking for type names.
1946 //
1947
1948
1949 bool NVPTXAsmPrinter::ignoreLoc(const MachineInstr &MI) {
1950   switch (MI.getOpcode()) {
1951   default:
1952     return false;
1953   case NVPTX::CallArgBeginInst:
1954   case NVPTX::CallArgEndInst0:
1955   case NVPTX::CallArgEndInst1:
1956   case NVPTX::CallArgF32:
1957   case NVPTX::CallArgF64:
1958   case NVPTX::CallArgI16:
1959   case NVPTX::CallArgI32:
1960   case NVPTX::CallArgI32imm:
1961   case NVPTX::CallArgI64:
1962   case NVPTX::CallArgParam:
1963   case NVPTX::CallVoidInst:
1964   case NVPTX::CallVoidInstReg:
1965   case NVPTX::Callseq_End:
1966   case NVPTX::CallVoidInstReg64:
1967   case NVPTX::DeclareParamInst:
1968   case NVPTX::DeclareRetMemInst:
1969   case NVPTX::DeclareRetRegInst:
1970   case NVPTX::DeclareRetScalarInst:
1971   case NVPTX::DeclareScalarParamInst:
1972   case NVPTX::DeclareScalarRegInst:
1973   case NVPTX::StoreParamF32:
1974   case NVPTX::StoreParamF64:
1975   case NVPTX::StoreParamI16:
1976   case NVPTX::StoreParamI32:
1977   case NVPTX::StoreParamI64:
1978   case NVPTX::StoreParamI8:
1979   case NVPTX::StoreRetvalF32:
1980   case NVPTX::StoreRetvalF64:
1981   case NVPTX::StoreRetvalI16:
1982   case NVPTX::StoreRetvalI32:
1983   case NVPTX::StoreRetvalI64:
1984   case NVPTX::StoreRetvalI8:
1985   case NVPTX::LastCallArgF32:
1986   case NVPTX::LastCallArgF64:
1987   case NVPTX::LastCallArgI16:
1988   case NVPTX::LastCallArgI32:
1989   case NVPTX::LastCallArgI32imm:
1990   case NVPTX::LastCallArgI64:
1991   case NVPTX::LastCallArgParam:
1992   case NVPTX::LoadParamMemF32:
1993   case NVPTX::LoadParamMemF64:
1994   case NVPTX::LoadParamMemI16:
1995   case NVPTX::LoadParamMemI32:
1996   case NVPTX::LoadParamMemI64:
1997   case NVPTX::LoadParamMemI8:
1998   case NVPTX::PrototypeInst:
1999   case NVPTX::DBG_VALUE:
2000     return true;
2001   }
2002   return false;
2003 }
2004
2005 /// lowerConstantForGV - Return an MCExpr for the given Constant.  This is mostly
2006 /// a copy from AsmPrinter::lowerConstant, except customized to only handle
2007 /// expressions that are representable in PTX and create
2008 /// NVPTXGenericMCSymbolRefExpr nodes for addrspacecast instructions.
2009 const MCExpr *
2010 NVPTXAsmPrinter::lowerConstantForGV(const Constant *CV, bool ProcessingGeneric) {
2011   MCContext &Ctx = OutContext;
2012
2013   if (CV->isNullValue() || isa<UndefValue>(CV))
2014     return MCConstantExpr::create(0, Ctx);
2015
2016   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CV))
2017     return MCConstantExpr::create(CI->getZExtValue(), Ctx);
2018
2019   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CV)) {
2020     const MCSymbolRefExpr *Expr =
2021       MCSymbolRefExpr::create(getSymbol(GV), Ctx);
2022     if (ProcessingGeneric) {
2023       return NVPTXGenericMCSymbolRefExpr::create(Expr, Ctx);
2024     } else {
2025       return Expr;
2026     }
2027   }
2028
2029   const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CV);
2030   if (!CE) {
2031     llvm_unreachable("Unknown constant value to lower!");
2032   }
2033
2034   switch (CE->getOpcode()) {
2035   default:
2036     // If the code isn't optimized, there may be outstanding folding
2037     // opportunities. Attempt to fold the expression using DataLayout as a
2038     // last resort before giving up.
2039     if (Constant *C = ConstantFoldConstantExpression(CE, getDataLayout()))
2040       if (C != CE)
2041         return lowerConstantForGV(C, ProcessingGeneric);
2042
2043     // Otherwise report the problem to the user.
2044     {
2045       std::string S;
2046       raw_string_ostream OS(S);
2047       OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2048       CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/false,
2049                      !MF ? nullptr : MF->getFunction()->getParent());
2050       report_fatal_error(OS.str());
2051     }
2052
2053   case Instruction::AddrSpaceCast: {
2054     // Strip the addrspacecast and pass along the operand
2055     PointerType *DstTy = cast<PointerType>(CE->getType());
2056     if (DstTy->getAddressSpace() == 0) {
2057       return lowerConstantForGV(cast<const Constant>(CE->getOperand(0)), true);
2058     }
2059     std::string S;
2060     raw_string_ostream OS(S);
2061     OS << "Unsupported expression in static initializer: ";
2062     CE->printAsOperand(OS, /*PrintType=*/ false,
2063                        !MF ? 0 : MF->getFunction()->getParent());
2064     report_fatal_error(OS.str());
2065   }
2066
2067   case Instruction::GetElementPtr: {
2068     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2069
2070     // Generate a symbolic expression for the byte address
2071     APInt OffsetAI(DL.getPointerTypeSizeInBits(CE->getType()), 0);
2072     cast<GEPOperator>(CE)->accumulateConstantOffset(DL, OffsetAI);
2073
2074     const MCExpr *Base = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0),
2075                                             ProcessingGeneric);
2076     if (!OffsetAI)
2077       return Base;
2078
2079     int64_t Offset = OffsetAI.getSExtValue();
2080     return MCBinaryExpr::createAdd(Base, MCConstantExpr::create(Offset, Ctx),
2081                                    Ctx);
2082   }
2083
2084   case Instruction::Trunc:
2085     // We emit the value and depend on the assembler to truncate the generated
2086     // expression properly.  This is important for differences between
2087     // blockaddress labels.  Since the two labels are in the same function, it
2088     // is reasonable to treat their delta as a 32-bit value.
2089     // FALL THROUGH.
2090   case Instruction::BitCast:
2091     return lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2092
2093   case Instruction::IntToPtr: {
2094     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2095
2096     // Handle casts to pointers by changing them into casts to the appropriate
2097     // integer type.  This promotes constant folding and simplifies this code.
2098     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2099     Op = ConstantExpr::getIntegerCast(Op, DL.getIntPtrType(CV->getType()),
2100                                       false/*ZExt*/);
2101     return lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2102   }
2103
2104   case Instruction::PtrToInt: {
2105     const DataLayout &DL = getDataLayout();
2106
2107     // Support only foldable casts to/from pointers that can be eliminated by
2108     // changing the pointer to the appropriately sized integer type.
2109     Constant *Op = CE->getOperand(0);
2110     Type *Ty = CE->getType();
2111
2112     const MCExpr *OpExpr = lowerConstantForGV(Op, ProcessingGeneric);
2113
2114     // We can emit the pointer value into this slot if the slot is an
2115     // integer slot equal to the size of the pointer.
2116     if (DL.getTypeAllocSize(Ty) == DL.getTypeAllocSize(Op->getType()))
2117       return OpExpr;
2118
2119     // Otherwise the pointer is smaller than the resultant integer, mask off
2120     // the high bits so we are sure to get a proper truncation if the input is
2121     // a constant expr.
2122     unsigned InBits = DL.getTypeAllocSizeInBits(Op->getType());
2123     const MCExpr *MaskExpr = MCConstantExpr::create(~0ULL >> (64-InBits), Ctx);
2124     return MCBinaryExpr::createAnd(OpExpr, MaskExpr, Ctx);
2125   }
2126
2127   // The MC library also has a right-shift operator, but it isn't consistently
2128   // signed or unsigned between different targets.
2129   case Instruction::Add: {
2130     const MCExpr *LHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(0), ProcessingGeneric);
2131     const MCExpr *RHS = lowerConstantForGV(CE->getOperand(1), ProcessingGeneric);
2132     switch (CE->getOpcode()) {
2133     default: llvm_unreachable("Unknown binary operator constant cast expr");
2134     case Instruction::Add: return MCBinaryExpr::createAdd(LHS, RHS, Ctx);
2135     }
2136   }
2137   }
2138 }
2139
2140 // Copy of MCExpr::print customized for NVPTX
2141 void NVPTXAsmPrinter::printMCExpr(const MCExpr &Expr, raw_ostream &OS) {
2142   switch (Expr.getKind()) {
2143   case MCExpr::Target:
2144     return cast<MCTargetExpr>(&Expr)->printImpl(OS, MAI);
2145   case MCExpr::Constant:
2146     OS << cast<MCConstantExpr>(Expr).getValue();
2147     return;
2148
2149   case MCExpr::SymbolRef: {
2150     const MCSymbolRefExpr &SRE = cast<MCSymbolRefExpr>(Expr);
2151     const MCSymbol &Sym = SRE.getSymbol();
2152     Sym.print(OS, MAI);
2153     return;
2154   }
2155
2156   case MCExpr::Unary: {
2157     const MCUnaryExpr &UE = cast<MCUnaryExpr>(Expr);
2158     switch (UE.getOpcode()) {
2159     case MCUnaryExpr::LNot:  OS << '!'; break;
2160     case MCUnaryExpr::Minus: OS << '-'; break;
2161     case MCUnaryExpr::Not:   OS << '~'; break;
2162     case MCUnaryExpr::Plus:  OS << '+'; break;
2163     }
2164     printMCExpr(*UE.getSubExpr(), OS);
2165     return;
2166   }
2167
2168   case MCExpr::Binary: {
2169     const MCBinaryExpr &BE = cast<MCBinaryExpr>(Expr);
2170
2171     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2172     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getLHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getLHS()) ||
2173         isa<NVPTXGenericMCSymbolRefExpr>(BE.getLHS())) {
2174       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2175     } else {
2176       OS << '(';
2177       printMCExpr(*BE.getLHS(), OS);
2178       OS<< ')';
2179     }
2180
2181     switch (BE.getOpcode()) {
2182     case MCBinaryExpr::Add:
2183       // Print "X-42" instead of "X+-42".
2184       if (const MCConstantExpr *RHSC = dyn_cast<MCConstantExpr>(BE.getRHS())) {
2185         if (RHSC->getValue() < 0) {
2186           OS << RHSC->getValue();
2187           return;
2188         }
2189       }
2190
2191       OS <<  '+';
2192       break;
2193     default: llvm_unreachable("Unhandled binary operator");
2194     }
2195
2196     // Only print parens around the LHS if it is non-trivial.
2197     if (isa<MCConstantExpr>(BE.getRHS()) || isa<MCSymbolRefExpr>(BE.getRHS())) {
2198       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2199     } else {
2200       OS << '(';
2201       printMCExpr(*BE.getRHS(), OS);
2202       OS << ')';
2203     }
2204     return;
2205   }
2206   }
2207
2208   llvm_unreachable("Invalid expression kind!");
2209 }
2210
2211 /// PrintAsmOperand - Print out an operand for an inline asm expression.
2212 ///
2213 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
2214                                       unsigned AsmVariant,
2215                                       const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2216   if (ExtraCode && ExtraCode[0]) {
2217     if (ExtraCode[1] != 0)
2218       return true; // Unknown modifier.
2219
2220     switch (ExtraCode[0]) {
2221     default:
2222       // See if this is a generic print operand
2223       return AsmPrinter::PrintAsmOperand(MI, OpNo, AsmVariant, ExtraCode, O);
2224     case 'r':
2225       break;
2226     }
2227   }
2228
2229   printOperand(MI, OpNo, O);
2230
2231   return false;
2232 }
2233
2234 bool NVPTXAsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(
2235     const MachineInstr *MI, unsigned OpNo, unsigned AsmVariant,
2236     const char *ExtraCode, raw_ostream &O) {
2237   if (ExtraCode && ExtraCode[0])
2238     return true; // Unknown modifier
2239
2240   O << '[';
2241   printMemOperand(MI, OpNo, O);
2242   O << ']';
2243
2244   return false;
2245 }
2246
2247 void NVPTXAsmPrinter::printOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2248                                    raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2249   const MachineOperand &MO = MI->getOperand(opNum);
2250   switch (MO.getType()) {
2251   case MachineOperand::MO_Register:
2252     if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg())) {
2253       if (MO.getReg() == NVPTX::VRDepot)
2254         O << DEPOTNAME << getFunctionNumber();
2255       else
2256         O << NVPTXInstPrinter::getRegisterName(MO.getReg());
2257     } else {
2258       emitVirtualRegister(MO.getReg(), O);
2259     }
2260     return;
2261
2262   case MachineOperand::MO_Immediate:
2263     if (!Modifier)
2264       O << MO.getImm();
2265     else if (strstr(Modifier, "vec") == Modifier)
2266       printVecModifiedImmediate(MO, Modifier, O);
2267     else
2268       llvm_unreachable(
2269           "Don't know how to handle modifier on immediate operand");
2270     return;
2271
2272   case MachineOperand::MO_FPImmediate:
2273     printFPConstant(MO.getFPImm(), O);
2274     break;
2275
2276   case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
2277     getSymbol(MO.getGlobal())->print(O, MAI);
2278     break;
2279
2280   case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
2281     MO.getMBB()->getSymbol()->print(O, MAI);
2282     return;
2283
2284   default:
2285     llvm_unreachable("Operand type not supported.");
2286   }
2287 }
2288
2289 void NVPTXAsmPrinter::printMemOperand(const MachineInstr *MI, int opNum,
2290                                       raw_ostream &O, const char *Modifier) {
2291   printOperand(MI, opNum, O);
2292
2293   if (Modifier && !strcmp(Modifier, "add")) {
2294     O << ", ";
2295     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2296   } else {
2297     if (MI->getOperand(opNum + 1).isImm() &&
2298         MI->getOperand(opNum + 1).getImm() == 0)
2299       return; // don't print ',0' or '+0'
2300     O << "+";
2301     printOperand(MI, opNum + 1, O);
2302   }
2303 }
2304
2305 void NVPTXAsmPrinter::emitSrcInText(StringRef filename, unsigned line) {
2306   std::stringstream temp;
2307   LineReader *reader = this->getReader(filename);
2308   temp << "\n//";
2309   temp << filename.str();
2310   temp << ":";
2311   temp << line;
2312   temp << " ";
2313   temp << reader->readLine(line);
2314   temp << "\n";
2315   this->OutStreamer->EmitRawText(temp.str());
2316 }
2317
2318 LineReader *NVPTXAsmPrinter::getReader(std::string filename) {
2319   if (!reader) {
2320     reader = new LineReader(filename);
2321   }
2322
2323   if (reader->fileName() != filename) {
2324     delete reader;
2325     reader = new LineReader(filename);
2326   }
2327
2328   return reader;
2329 }
2330
2331 std::string LineReader::readLine(unsigned lineNum) {
2332   if (lineNum < theCurLine) {
2333     theCurLine = 0;
2334     fstr.seekg(0, std::ios::beg);
2335   }
2336   while (theCurLine < lineNum) {
2337     fstr.getline(buff, 500);
2338     theCurLine++;
2339   }
2340   return buff;
2341 }
2342
2343 // Force static initialization.
2344 extern "C" void LLVMInitializeNVPTXAsmPrinter() {
2345   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> X(TheNVPTXTarget32);
2346   RegisterAsmPrinter<NVPTXAsmPrinter> Y(TheNVPTXTarget64);
2347 }