lib/Target/WebAssembly/WebAssemblyAsmPrinter.cpp

   1 //===-- WebAssemblyAsmPrinter.cpp - WebAssembly 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 /// \file
  11 /// \brief This file contains a printer that converts from our internal
  12 /// representation of machine-dependent LLVM code to the WebAssembly assembly
  13 /// language.
  14 ///
  15 //===----------------------------------------------------------------------===//
  16
  17 #include "WebAssembly.h"
  18 #include "InstPrinter/WebAssemblyInstPrinter.h"
  19 #include "MCTargetDesc/WebAssemblyMCTargetDesc.h"
  20 #include "WebAssemblyMCInstLower.h"
  21 #include "WebAssemblyMachineFunctionInfo.h"
  22 #include "WebAssemblyRegisterInfo.h"
  23 #include "WebAssemblySubtarget.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
  25 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  30 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  31 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  32 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  33 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37
  38 using namespace llvm;
  39
  40 #define DEBUG_TYPE "asm-printer"
  41
  42 namespace {
  43
  44 class WebAssemblyAsmPrinter final : public AsmPrinter {
  45   const MachineRegisterInfo *MRI;
  46   const WebAssemblyFunctionInfo *MFI;
  47
  48 public:
  49   WebAssemblyAsmPrinter(TargetMachine &TM, std::unique_ptr<MCStreamer> Streamer)
  50       : AsmPrinter(TM, std::move(Streamer)), MRI(nullptr), MFI(nullptr) {}
  51
  52 private:
  53   const char *getPassName() const override {
  54     return "WebAssembly Assembly Printer";
  55   }
  56
  57   //===------------------------------------------------------------------===//
  58   // MachineFunctionPass Implementation.
  59   //===------------------------------------------------------------------===//
  60
  61   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
  62     AsmPrinter::getAnalysisUsage(AU);
  63   }
  64
  65   bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override {
  66     MRI = &MF.getRegInfo();
  67     MFI = MF.getInfo<WebAssemblyFunctionInfo>();
  68     return AsmPrinter::runOnMachineFunction(MF);
  69   }
  70
  71   //===------------------------------------------------------------------===//
  72   // AsmPrinter Implementation.
  73   //===------------------------------------------------------------------===//
  74
  75   void EmitJumpTableInfo() override;
  76   void EmitConstantPool() override;
  77   void EmitFunctionBodyStart() override;
  78   void EmitInstruction(const MachineInstr *MI) override;
  79   void EmitEndOfAsmFile(Module &M) override;
  80   bool PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
  81                        unsigned AsmVariant, const char *ExtraCode,
  82                        raw_ostream &OS) override;
  83   bool PrintAsmMemoryOperand(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
  84                              unsigned AsmVariant, const char *ExtraCode,
  85                              raw_ostream &OS) override;
  86
  87   MVT getRegType(unsigned RegNo) const;
  88   const char *toString(MVT VT) const;
  89   std::string regToString(const MachineOperand &MO);
  90 };
  91
  92 } // end anonymous namespace
  93
  94 //===----------------------------------------------------------------------===//
  95 // Helpers.
  96 //===----------------------------------------------------------------------===//
  97
  98 MVT WebAssemblyAsmPrinter::getRegType(unsigned RegNo) const {
  99   const TargetRegisterClass *TRC = MRI->getRegClass(RegNo);
 100   for (MVT T : {MVT::i32, MVT::i64, MVT::f32, MVT::f64})
 101     if (TRC->hasType(T))
 102       return T;
 103   DEBUG(errs() << "Unknown type for register number: " << RegNo);
 104   llvm_unreachable("Unknown register type");
 105   return MVT::Other;
 106 }
 107
 108 std::string WebAssemblyAsmPrinter::regToString(const MachineOperand &MO) {
 109   unsigned RegNo = MO.getReg();
 110   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegNo) &&
 111          "Unlowered physical register encountered during assembly printing");
 112   assert(!MFI->isVRegStackified(RegNo));
 113   unsigned WAReg = MFI->getWAReg(RegNo);
 114   assert(WAReg != WebAssemblyFunctionInfo::UnusedReg);
 115   return '$' + utostr(WAReg);
 116 }
 117
 118 const char *WebAssemblyAsmPrinter::toString(MVT VT) const {
 119   switch (VT.SimpleTy) {
 120   default:
 121     break;
 122   case MVT::f32:
 123     return "f32";
 124   case MVT::f64:
 125     return "f64";
 126   case MVT::i32:
 127     return "i32";
 128   case MVT::i64:
 129     return "i64";
 130   }
 131   DEBUG(dbgs() << "Invalid type " << EVT(VT).getEVTString() << '\n');
 132   llvm_unreachable("invalid type");
 133   return "<invalid>";
 134 }
 135
 136 //===----------------------------------------------------------------------===//
 137 // WebAssemblyAsmPrinter Implementation.
 138 //===----------------------------------------------------------------------===//
 139
 140 void WebAssemblyAsmPrinter::EmitConstantPool() {
 141   assert(MF->getConstantPool()->getConstants().empty() &&
 142          "WebAssembly disables constant pools");
 143 }
 144
 145 void WebAssemblyAsmPrinter::EmitJumpTableInfo() {
 146   // Nothing to do; jump tables are incorporated into the instruction stream.
 147 }
 148
 149 static void ComputeLegalValueVTs(const Function &F,
 150                                  const TargetMachine &TM,
 151                                  Type *Ty,
 152                                  SmallVectorImpl<MVT> &ValueVTs) {
 153   const DataLayout& DL(F.getParent()->getDataLayout());
 154   const WebAssemblyTargetLowering &TLI =
 155       *TM.getSubtarget<WebAssemblySubtarget>(F).getTargetLowering();
 156   SmallVector<EVT, 4> VTs;
 157   ComputeValueVTs(TLI, DL, Ty, VTs);
 158
 159   for (EVT VT : VTs) {
 160     unsigned NumRegs = TLI.getNumRegisters(F.getContext(), VT);
 161     MVT RegisterVT = TLI.getRegisterType(F.getContext(), VT);
 162     for (unsigned i = 0; i != NumRegs; ++i)
 163       ValueVTs.push_back(RegisterVT);
 164   }
 165 }
 166
 167 void WebAssemblyAsmPrinter::EmitFunctionBodyStart() {
 168   if (!MFI->getParams().empty()) {
 169     MCInst Param;
 170     Param.setOpcode(WebAssembly::PARAM);
 171     for (MVT VT : MFI->getParams())
 172       Param.addOperand(MCOperand::createImm(VT.SimpleTy));
 173     EmitToStreamer(*OutStreamer, Param);
 174   }
 175
 176
 177   SmallVector<MVT, 4> ResultVTs;
 178   const Function &F(*MF->getFunction());
 179   ComputeLegalValueVTs(F, TM, F.getReturnType(), ResultVTs);
 180   // If the return type needs to be legalized it will get converted into
 181   // passing a pointer.
 182   if (ResultVTs.size() == 1) {
 183     MCInst Result;
 184     Result.setOpcode(WebAssembly::RESULT);
 185     Result.addOperand(MCOperand::createImm(ResultVTs.front().SimpleTy));
 186     EmitToStreamer(*OutStreamer, Result);
 187   }
 188
 189   bool AnyWARegs = false;
 190   MCInst Local;
 191   Local.setOpcode(WebAssembly::LOCAL);
 192   for (unsigned Idx = 0, IdxE = MRI->getNumVirtRegs(); Idx != IdxE; ++Idx) {
 193     unsigned VReg = TargetRegisterInfo::index2VirtReg(Idx);
 194     unsigned WAReg = MFI->getWAReg(VReg);
 195     // Don't declare unused registers.
 196     if (WAReg == WebAssemblyFunctionInfo::UnusedReg)
 197       continue;
 198     // Don't redeclare parameters.
 199     if (WAReg < MFI->getParams().size())
 200       continue;
 201     // Don't declare stackified registers.
 202     if (int(WAReg) < 0)
 203       continue;
 204     Local.addOperand(MCOperand::createImm(getRegType(VReg).SimpleTy));
 205     AnyWARegs = true;
 206   }
 207   if (AnyWARegs)
 208     EmitToStreamer(*OutStreamer, Local);
 209
 210   AsmPrinter::EmitFunctionBodyStart();
 211 }
 212
 213 void WebAssemblyAsmPrinter::EmitInstruction(const MachineInstr *MI) {
 214   DEBUG(dbgs() << "EmitInstruction: " << *MI << '\n');
 215
 216   switch (MI->getOpcode()) {
 217   case WebAssembly::ARGUMENT_I32:
 218   case WebAssembly::ARGUMENT_I64:
 219   case WebAssembly::ARGUMENT_F32:
 220   case WebAssembly::ARGUMENT_F64:
 221     // These represent values which are live into the function entry, so there's
 222     // no instruction to emit.
 223     break;
 224   case WebAssembly::LOOP_END:
 225     // This is a no-op which just exists to tell AsmPrinter.cpp that there's a
 226     // fallthrough which nevertheless requires a label for the destination here.
 227     break;
 228   default: {
 229     WebAssemblyMCInstLower MCInstLowering(OutContext, *this);
 230     MCInst TmpInst;
 231     MCInstLowering.Lower(MI, TmpInst);
 232     EmitToStreamer(*OutStreamer, TmpInst);
 233     break;
 234   }
 235   }
 236 }
 237
 238 void WebAssemblyAsmPrinter::EmitEndOfAsmFile(Module &M) {
 239   const DataLayout &DL = M.getDataLayout();
 240
 241   SmallString<128> Str;
 242   raw_svector_ostream OS(Str);
 243   for (const Function &F : M)
 244     if (F.isDeclarationForLinker()) {
 245       assert(F.hasName() && "imported functions must have a name");
 246       if (F.isIntrinsic())
 247         continue;
 248       if (Str.empty())
 249         OS << "\t.imports\n";
 250
 251       MCSymbol *Sym = OutStreamer->getContext().getOrCreateSymbol(F.getName());
 252       OS << "\t.import " << *Sym << " \"\" " << *Sym;
 253
 254       const WebAssemblyTargetLowering &TLI =
 255           *TM.getSubtarget<WebAssemblySubtarget>(F).getTargetLowering();
 256
 257       // If we need to legalize the return type, it'll get converted into
 258       // passing a pointer.
 259       bool SawParam = false;
 260       SmallVector<MVT, 4> ResultVTs;
 261       ComputeLegalValueVTs(F, TM, F.getReturnType(), ResultVTs);
 262       if (ResultVTs.size() > 1) {
 263         ResultVTs.clear();
 264         OS << " (param " << toString(TLI.getPointerTy(DL));
 265         SawParam = true;
 266       }
 267
 268       for (const Argument &A : F.args()) {
 269         SmallVector<MVT, 4> ParamVTs;
 270         ComputeLegalValueVTs(F, TM, A.getType(), ParamVTs);
 271         for (MVT VT : ParamVTs) {
 272           if (!SawParam) {
 273             OS << " (param";
 274             SawParam = true;
 275           }
 276           OS << ' ' << toString(VT);
 277         }
 278       }
 279       if (SawParam)
 280         OS << ')';
 281
 282       for (MVT VT : ResultVTs)
 283         OS << " (result " << toString(VT) << ')';
 284
 285       OS << '\n';
 286     }
 287
 288   StringRef Text = OS.str();
 289   if (!Text.empty())
 290     OutStreamer->EmitRawText(Text.substr(0, Text.size() - 1));
 291
 292   AsmPrinter::EmitEndOfAsmFile(M);
 293 }
 294
 295 bool WebAssemblyAsmPrinter::PrintAsmOperand(const MachineInstr *MI,
 296                                             unsigned OpNo, unsigned AsmVariant,
 297                                             const char *ExtraCode,
 298                                             raw_ostream &OS) {
 299   if (AsmVariant != 0)
 300     report_fatal_error("There are no defined alternate asm variants");
 301
 302   if (!ExtraCode) {
 303     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OpNo);
 304     if (MO.isImm())
 305       OS << MO.getImm();
 306     else
 307       OS << regToString(MO);
 308     return false;
 309   }
 310
 311   return AsmPrinter::PrintAsmOperand(MI, OpNo, AsmVariant, ExtraCode, OS);
 312 }
 313
 314 bool WebAssemblyAsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
 315                                                   unsigned OpNo,
 316                                                   unsigned AsmVariant,
 317                                                   const char *ExtraCode,
 318                                                   raw_ostream &OS) {
 319   if (AsmVariant != 0)
 320     report_fatal_error("There are no defined alternate asm variants");
 321
 322   if (!ExtraCode) {
 323     OS << regToString(MI->getOperand(OpNo));
 324     return false;
 325   }
 326
 327   return AsmPrinter::PrintAsmMemoryOperand(MI, OpNo, AsmVariant, ExtraCode, OS);
 328 }
 329
 330 // Force static initialization.
 331 extern "C" void LLVMInitializeWebAssemblyAsmPrinter() {
 332   RegisterAsmPrinter<WebAssemblyAsmPrinter> X(TheWebAssemblyTarget32);
 333   RegisterAsmPrinter<WebAssemblyAsmPrinter> Y(TheWebAssemblyTarget64);
 334 }