lib/CodeGen/AsmPrinter/AsmPrinterDwarf.cpp

   1 //===-- AsmPrinterDwarf.cpp - AsmPrinter Dwarf Support --------------------===//
   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 implements the Dwarf emissions parts of AsmPrinter.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ByteStreamer.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/AsmPrinter.h"
  16 #include "llvm/ADT/SmallBitVector.h"
  17 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  18 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  19 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  20 #include "llvm/MC/MCSection.h"
  21 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  22 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  23 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  24 #include "llvm/Support/Dwarf.h"
  25 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetLoweringObjectFile.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  30 using namespace llvm;
  31
  32 #define DEBUG_TYPE "asm-printer"
  33
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35 // Dwarf Emission Helper Routines
  36 //===----------------------------------------------------------------------===//
  37
  38 /// EmitSLEB128 - emit the specified signed leb128 value.
  39 void AsmPrinter::EmitSLEB128(int64_t Value, const char *Desc) const {
  40   if (isVerbose() && Desc)
  41     OutStreamer.AddComment(Desc);
  42
  43   OutStreamer.EmitSLEB128IntValue(Value);
  44 }
  45
  46 /// EmitULEB128 - emit the specified signed leb128 value.
  47 void AsmPrinter::EmitULEB128(uint64_t Value, const char *Desc,
  48                              unsigned PadTo) const {
  49   if (isVerbose() && Desc)
  50     OutStreamer.AddComment(Desc);
  51
  52   OutStreamer.EmitULEB128IntValue(Value, PadTo);
  53 }
  54
  55 /// EmitCFAByte - Emit a .byte 42 directive for a DW_CFA_xxx value.
  56 void AsmPrinter::EmitCFAByte(unsigned Val) const {
  57   if (isVerbose()) {
  58     if (Val >= dwarf::DW_CFA_offset && Val < dwarf::DW_CFA_offset + 64)
  59       OutStreamer.AddComment("DW_CFA_offset + Reg (" +
  60                              Twine(Val - dwarf::DW_CFA_offset) + ")");
  61     else
  62       OutStreamer.AddComment(dwarf::CallFrameString(Val));
  63   }
  64   OutStreamer.EmitIntValue(Val, 1);
  65 }
  66
  67 static const char *DecodeDWARFEncoding(unsigned Encoding) {
  68   switch (Encoding) {
  69   case dwarf::DW_EH_PE_absptr:
  70     return "absptr";
  71   case dwarf::DW_EH_PE_omit:
  72     return "omit";
  73   case dwarf::DW_EH_PE_pcrel:
  74     return "pcrel";
  75   case dwarf::DW_EH_PE_udata4:
  76     return "udata4";
  77   case dwarf::DW_EH_PE_udata8:
  78     return "udata8";
  79   case dwarf::DW_EH_PE_sdata4:
  80     return "sdata4";
  81   case dwarf::DW_EH_PE_sdata8:
  82     return "sdata8";
  83   case dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_udata4:
  84     return "pcrel udata4";
  85   case dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_sdata4:
  86     return "pcrel sdata4";
  87   case dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_udata8:
  88     return "pcrel udata8";
  89   case dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_sdata8:
  90     return "pcrel sdata8";
  91   case dwarf::DW_EH_PE_indirect | dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_udata4
  92       :
  93     return "indirect pcrel udata4";
  94   case dwarf::DW_EH_PE_indirect | dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_sdata4
  95       :
  96     return "indirect pcrel sdata4";
  97   case dwarf::DW_EH_PE_indirect | dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_udata8
  98       :
  99     return "indirect pcrel udata8";
 100   case dwarf::DW_EH_PE_indirect | dwarf::DW_EH_PE_pcrel | dwarf::DW_EH_PE_sdata8
 101       :
 102     return "indirect pcrel sdata8";
 103   }
 104
 105   return "<unknown encoding>";
 106 }
 107
 108 /// EmitEncodingByte - Emit a .byte 42 directive that corresponds to an
 109 /// encoding.  If verbose assembly output is enabled, we output comments
 110 /// describing the encoding.  Desc is an optional string saying what the
 111 /// encoding is specifying (e.g. "LSDA").
 112 void AsmPrinter::EmitEncodingByte(unsigned Val, const char *Desc) const {
 113   if (isVerbose()) {
 114     if (Desc)
 115       OutStreamer.AddComment(Twine(Desc) + " Encoding = " +
 116                              Twine(DecodeDWARFEncoding(Val)));
 117     else
 118       OutStreamer.AddComment(Twine("Encoding = ") + DecodeDWARFEncoding(Val));
 119   }
 120
 121   OutStreamer.EmitIntValue(Val, 1);
 122 }
 123
 124 /// GetSizeOfEncodedValue - Return the size of the encoding in bytes.
 125 unsigned AsmPrinter::GetSizeOfEncodedValue(unsigned Encoding) const {
 126   if (Encoding == dwarf::DW_EH_PE_omit)
 127     return 0;
 128
 129   switch (Encoding & 0x07) {
 130   default:
 131     llvm_unreachable("Invalid encoded value.");
 132   case dwarf::DW_EH_PE_absptr:
 133     return TM.getDataLayout()->getPointerSize();
 134   case dwarf::DW_EH_PE_udata2:
 135     return 2;
 136   case dwarf::DW_EH_PE_udata4:
 137     return 4;
 138   case dwarf::DW_EH_PE_udata8:
 139     return 8;
 140   }
 141 }
 142
 143 void AsmPrinter::EmitTTypeReference(const GlobalValue *GV,
 144                                     unsigned Encoding) const {
 145   if (GV) {
 146     const TargetLoweringObjectFile &TLOF = getObjFileLowering();
 147
 148     const MCExpr *Exp =
 149         TLOF.getTTypeGlobalReference(GV, Encoding, *Mang, TM, MMI, OutStreamer);
 150     OutStreamer.EmitValue(Exp, GetSizeOfEncodedValue(Encoding));
 151   } else
 152     OutStreamer.EmitIntValue(0, GetSizeOfEncodedValue(Encoding));
 153 }
 154
 155 /// EmitSectionOffset - Emit the 4-byte offset of Label from the start of its
 156 /// section.  This can be done with a special directive if the target supports
 157 /// it (e.g. cygwin) or by emitting it as an offset from a label at the start
 158 /// of the section.
 159 ///
 160 /// SectionLabel is a temporary label emitted at the start of the section that
 161 /// Label lives in.
 162 void AsmPrinter::EmitSectionOffset(const MCSymbol *Label,
 163                                    const MCSymbol *SectionLabel) const {
 164   // On COFF targets, we have to emit the special .secrel32 directive.
 165   if (MAI->needsDwarfSectionOffsetDirective()) {
 166     OutStreamer.EmitCOFFSecRel32(Label);
 167     return;
 168   }
 169
 170   // Get the section that we're referring to, based on SectionLabel.
 171   const MCSection &Section = SectionLabel->getSection();
 172
 173   // If Label has already been emitted, verify that it is in the same section as
 174   // section label for sanity.
 175   assert((!Label->isInSection() || &Label->getSection() == &Section) &&
 176          "Section offset using wrong section base for label");
 177
 178   // If the section in question will end up with an address of 0 anyway, we can
 179   // just emit an absolute reference to save a relocation.
 180   if (Section.isBaseAddressKnownZero()) {
 181     OutStreamer.EmitSymbolValue(Label, 4);
 182     return;
 183   }
 184
 185   // Otherwise, emit it as a label difference from the start of the section.
 186   EmitLabelDifference(Label, SectionLabel, 4);
 187 }
 188
 189 /// Emit a dwarf register operation.
 190 static void emitDwarfRegOp(ByteStreamer &Streamer, int Reg) {
 191   assert(Reg >= 0);
 192   if (Reg < 32) {
 193     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_reg0 + Reg,
 194                       dwarf::OperationEncodingString(dwarf::DW_OP_reg0 + Reg));
 195   } else {
 196     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_regx, "DW_OP_regx");
 197     Streamer.EmitULEB128(Reg, Twine(Reg));
 198   }
 199 }
 200
 201 /// Emit an (double-)indirect dwarf register operation.
 202 static void emitDwarfRegOpIndirect(ByteStreamer &Streamer, int Reg, int Offset,
 203                                    bool Deref) {
 204   assert(Reg >= 0);
 205   if (Reg < 32) {
 206     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_breg0 + Reg,
 207                       dwarf::OperationEncodingString(dwarf::DW_OP_breg0 + Reg));
 208   } else {
 209     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_bregx, "DW_OP_bregx");
 210     Streamer.EmitULEB128(Reg, Twine(Reg));
 211   }
 212   Streamer.EmitSLEB128(Offset);
 213   if (Deref)
 214     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_deref, "DW_OP_deref");
 215 }
 216
 217 /// Emit a dwarf register operation for describing
 218 /// - a small value occupying only part of a register or
 219 /// - a small register representing only part of a value.
 220 static void emitDwarfOpPiece(ByteStreamer &Streamer, unsigned SizeInBits,
 221                              unsigned OffsetInBits) {
 222   assert(SizeInBits > 0 && "zero-sized piece");
 223   unsigned SizeOfByte = 8;
 224   if (OffsetInBits > 0 || SizeInBits % SizeOfByte) {
 225     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_bit_piece, "DW_OP_bit_piece");
 226     Streamer.EmitULEB128(SizeInBits, Twine(SizeInBits));
 227     Streamer.EmitULEB128(OffsetInBits, Twine(OffsetInBits));
 228   } else {
 229     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_piece, "DW_OP_piece");
 230     unsigned ByteSize = SizeInBits / SizeOfByte;
 231     Streamer.EmitULEB128(ByteSize, Twine(ByteSize));
 232   }
 233 }
 234
 235 /// Emit a shift-right dwarf expression.
 236 static void emitDwarfOpShr(ByteStreamer &Streamer,
 237                            unsigned ShiftBy) {
 238   Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_constu, "DW_OP_constu");
 239   Streamer.EmitULEB128(ShiftBy);
 240   Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_shr, "DW_OP_shr");
 241 }
 242
 243 // Some targets do not provide a DWARF register number for every
 244 // register.  This function attempts to emit a DWARF register by
 245 // emitting a piece of a super-register or by piecing together
 246 // multiple subregisters that alias the register.
 247 void AsmPrinter::EmitDwarfRegOpPiece(ByteStreamer &Streamer,
 248                                      const MachineLocation &MLoc,
 249                                      unsigned PieceSizeInBits,
 250                                      unsigned PieceOffsetInBits) const {
 251   assert(MLoc.isReg() && "MLoc must be a register");
 252   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
 253   int Reg = TRI->getDwarfRegNum(MLoc.getReg(), false);
 254
 255   // If this is a valid register number, emit it.
 256   if (Reg >= 0) {
 257     emitDwarfRegOp(Streamer, Reg);
 258     emitDwarfOpPiece(Streamer, PieceSizeInBits, PieceOffsetInBits);
 259     return;
 260   }
 261
 262   // Walk up the super-register chain until we find a valid number.
 263   // For example, EAX on x86_64 is a 32-bit piece of RAX with offset 0.
 264   for (MCSuperRegIterator SR(MLoc.getReg(), TRI); SR.isValid(); ++SR) {
 265     Reg = TRI->getDwarfRegNum(*SR, false);
 266     if (Reg >= 0) {
 267       unsigned Idx = TRI->getSubRegIndex(*SR, MLoc.getReg());
 268       unsigned Size = TRI->getSubRegIdxSize(Idx);
 269       unsigned Offset = TRI->getSubRegIdxOffset(Idx);
 270       OutStreamer.AddComment("super-register");
 271       emitDwarfRegOp(Streamer, Reg);
 272       if (PieceOffsetInBits == Offset) {
 273         emitDwarfOpPiece(Streamer, Size, Offset);
 274       } else {
 275         // If this is part of a variable in a sub-register at a
 276         // non-zero offset, we need to manually shift the value into
 277         // place, since the DW_OP_piece describes the part of the
 278         // variable, not the position of the subregister.
 279         emitDwarfOpPiece(Streamer, Size, PieceOffsetInBits);
 280         if (Offset)
 281           emitDwarfOpShr(Streamer, Offset);
 282       }
 283       return;
 284     }
 285   }
 286
 287   // Otherwise, attempt to find a covering set of sub-register numbers.
 288   // For example, Q0 on ARM is a composition of D0+D1.
 289   //
 290   // Keep track of the current position so we can emit the more
 291   // efficient DW_OP_piece.
 292   unsigned CurPos = PieceOffsetInBits;
 293   // The size of the register in bits, assuming 8 bits per byte.
 294   unsigned RegSize = TRI->getMinimalPhysRegClass(MLoc.getReg())->getSize() * 8;
 295   // Keep track of the bits in the register we already emitted, so we
 296   // can avoid emitting redundant aliasing subregs.
 297   SmallBitVector Coverage(RegSize, false);
 298   for (MCSubRegIterator SR(MLoc.getReg(), TRI); SR.isValid(); ++SR) {
 299     unsigned Idx = TRI->getSubRegIndex(MLoc.getReg(), *SR);
 300     unsigned Size = TRI->getSubRegIdxSize(Idx);
 301     unsigned Offset = TRI->getSubRegIdxOffset(Idx);
 302     Reg = TRI->getDwarfRegNum(*SR, false);
 303
 304     // Intersection between the bits we already emitted and the bits
 305     // covered by this subregister.
 306     SmallBitVector Intersection(RegSize, false);
 307     Intersection.set(Offset, Offset + Size);
 308     Intersection ^= Coverage;
 309
 310     // If this sub-register has a DWARF number and we haven't covered
 311     // its range, emit a DWARF piece for it.
 312     if (Reg >= 0 && Intersection.any()) {
 313       OutStreamer.AddComment("sub-register");
 314       emitDwarfRegOp(Streamer, Reg);
 315       emitDwarfOpPiece(Streamer, Size, Offset == CurPos ? 0 : Offset);
 316       CurPos = Offset + Size;
 317
 318       // Mark it as emitted.
 319       Coverage.set(Offset, Offset + Size);
 320     }
 321   }
 322
 323   if (CurPos == PieceOffsetInBits) {
 324     // FIXME: We have no reasonable way of handling errors in here.
 325     Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_nop,
 326                       "nop (could not find a dwarf register number)");
 327   }
 328 }
 329
 330 /// EmitDwarfRegOp - Emit dwarf register operation.
 331 void AsmPrinter::EmitDwarfRegOp(ByteStreamer &Streamer,
 332                                 const MachineLocation &MLoc,
 333                                 bool Indirect) const {
 334   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
 335   int Reg = TRI->getDwarfRegNum(MLoc.getReg(), false);
 336   if (Reg < 0) {
 337     // We assume that pointers are always in an addressable register.
 338     if (Indirect || MLoc.isIndirect()) {
 339       // FIXME: We have no reasonable way of handling errors in here. The
 340       // caller might be in the middle of a dwarf expression. We should
 341       // probably assert that Reg >= 0 once debug info generation is more
 342       // mature.
 343       Streamer.EmitInt8(dwarf::DW_OP_nop,
 344                         "nop (invalid dwarf register number for indirect loc)");
 345       return;
 346     }
 347
 348     // Attempt to find a valid super- or sub-register.
 349     return EmitDwarfRegOpPiece(Streamer, MLoc);
 350   }
 351
 352   if (MLoc.isIndirect())
 353     emitDwarfRegOpIndirect(Streamer, Reg, MLoc.getOffset(), Indirect);
 354   else if (Indirect)
 355     emitDwarfRegOpIndirect(Streamer, Reg, 0, false);
 356   else
 357     emitDwarfRegOp(Streamer, Reg);
 358 }
 359
 360 //===----------------------------------------------------------------------===//
 361 // Dwarf Lowering Routines
 362 //===----------------------------------------------------------------------===//
 363
 364 void AsmPrinter::emitCFIInstruction(const MCCFIInstruction &Inst) const {
 365   switch (Inst.getOperation()) {
 366   default:
 367     llvm_unreachable("Unexpected instruction");
 368   case MCCFIInstruction::OpDefCfaOffset:
 369     OutStreamer.EmitCFIDefCfaOffset(Inst.getOffset());
 370     break;
 371   case MCCFIInstruction::OpDefCfa:
 372     OutStreamer.EmitCFIDefCfa(Inst.getRegister(), Inst.getOffset());
 373     break;
 374   case MCCFIInstruction::OpDefCfaRegister:
 375     OutStreamer.EmitCFIDefCfaRegister(Inst.getRegister());
 376     break;
 377   case MCCFIInstruction::OpOffset:
 378     OutStreamer.EmitCFIOffset(Inst.getRegister(), Inst.getOffset());
 379     break;
 380   case MCCFIInstruction::OpRegister:
 381     OutStreamer.EmitCFIRegister(Inst.getRegister(), Inst.getRegister2());
 382     break;
 383   case MCCFIInstruction::OpWindowSave:
 384     OutStreamer.EmitCFIWindowSave();
 385     break;
 386   case MCCFIInstruction::OpSameValue:
 387     OutStreamer.EmitCFISameValue(Inst.getRegister());
 388     break;
 389   }
 390 }