lib/Target/AArch64/MCTargetDesc/AArch64ELFStreamer.cpp

   1 //===- lib/MC/AArch64ELFStreamer.cpp - ELF Object Output for AArch64 ------===//
   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 assembles .s files and emits AArch64 ELF .o object files. Different
  11 // from generic ELF streamer in emitting mapping symbols ($x and $d) to delimit
  12 // regions of data and code.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/MC/MCELFStreamer.h"
  17 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  18 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  19 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  20 #include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
  21 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  22 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  23 #include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
  24 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  25 #include "llvm/MC/MCELF.h"
  26 #include "llvm/MC/MCELFStreamer.h"
  27 #include "llvm/MC/MCELFSymbolFlags.h"
  28 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  29 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  30 #include "llvm/MC/MCObjectStreamer.h"
  31 #include "llvm/MC/MCSection.h"
  32 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  33 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  34 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  35 #include "llvm/MC/MCValue.h"
  36 #include "llvm/Support/Debug.h"
  37 #include "llvm/Support/ELF.h"
  38 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  39 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  40 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  41
  42 using namespace llvm;
  43
  44 namespace {
  45
  46 class AArch64ELFStreamer;
  47
  48 class AArch64TargetAsmStreamer : public AArch64TargetStreamer {
  49   formatted_raw_ostream &OS;
  50
  51   void emitInst(uint32_t Inst) override;
  52
  53 public:
  54   AArch64TargetAsmStreamer(MCStreamer &S, formatted_raw_ostream &OS);
  55 };
  56
  57 AArch64TargetAsmStreamer::AArch64TargetAsmStreamer(MCStreamer &S,
  58                                                    formatted_raw_ostream &OS)
  59   : AArch64TargetStreamer(S), OS(OS) {}
  60
  61 void AArch64TargetAsmStreamer::emitInst(uint32_t Inst) {
  62   OS << "\t.inst\t0x" << utohexstr(Inst) << "\n";
  63 }
  64
  65 class AArch64TargetELFStreamer : public AArch64TargetStreamer {
  66 private:
  67   AArch64ELFStreamer &getStreamer();
  68
  69   void emitInst(uint32_t Inst) override;
  70
  71 public:
  72   AArch64TargetELFStreamer(MCStreamer &S) : AArch64TargetStreamer(S) {}
  73 };
  74
  75 /// Extend the generic ELFStreamer class so that it can emit mapping symbols at
  76 /// the appropriate points in the object files. These symbols are defined in the
  77 /// AArch64 ELF ABI:
  78 ///    infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ihi0056a/IHI0056A_aaelf64.pdf
  79 ///
  80 /// In brief: $x or $d should be emitted at the start of each contiguous region
  81 /// of A64 code or data in a section. In practice, this emission does not rely
  82 /// on explicit assembler directives but on inherent properties of the
  83 /// directives doing the emission (e.g. ".byte" is data, "add x0, x0, x0" an
  84 /// instruction).
  85 ///
  86 /// As a result this system is orthogonal to the DataRegion infrastructure used
  87 /// by MachO. Beware!
  88 class AArch64ELFStreamer : public MCELFStreamer {
  89 public:
  90   friend class AArch64TargetELFStreamer;
  91
  92   AArch64ELFStreamer(MCContext &Context, MCAsmBackend &TAB, raw_ostream &OS,
  93                    MCCodeEmitter *Emitter)
  94       : MCELFStreamer(Context, TAB, OS, Emitter), MappingSymbolCounter(0),
  95         LastEMS(EMS_None) {}
  96
  97   ~AArch64ELFStreamer() {}
  98
  99   void ChangeSection(const MCSection *Section,
 100                      const MCExpr *Subsection) override {
 101     // We have to keep track of the mapping symbol state of any sections we
 102     // use. Each one should start off as EMS_None, which is provided as the
 103     // default constructor by DenseMap::lookup.
 104     LastMappingSymbols[getPreviousSection().first] = LastEMS;
 105     LastEMS = LastMappingSymbols.lookup(Section);
 106
 107     MCELFStreamer::ChangeSection(Section, Subsection);
 108   }
 109
 110   /// This function is the one used to emit instruction data into the ELF
 111   /// streamer. We override it to add the appropriate mapping symbol if
 112   /// necessary.
 113   void EmitInstruction(const MCInst &Inst,
 114                        const MCSubtargetInfo &STI) override {
 115     EmitA64MappingSymbol();
 116     MCELFStreamer::EmitInstruction(Inst, STI);
 117   }
 118
 119   void emitInst(uint32_t Inst) {
 120     char Buffer[4];
 121     const bool LittleEndian = getContext().getAsmInfo()->isLittleEndian();
 122
 123     EmitA64MappingSymbol();
 124     for (unsigned II = 0; II != 4; ++II) {
 125       const unsigned I = LittleEndian ? (4 - II - 1) : II;
 126       Buffer[4 - II - 1] = uint8_t(Inst >> I * CHAR_BIT);
 127     }
 128     MCELFStreamer::EmitBytes(StringRef(Buffer, 4));
 129   }
 130
 131   /// This is one of the functions used to emit data into an ELF section, so the
 132   /// AArch64 streamer overrides it to add the appropriate mapping symbol ($d)
 133   /// if necessary.
 134   void EmitBytes(StringRef Data) override {
 135     EmitDataMappingSymbol();
 136     MCELFStreamer::EmitBytes(Data);
 137   }
 138
 139   /// This is one of the functions used to emit data into an ELF section, so the
 140   /// AArch64 streamer overrides it to add the appropriate mapping symbol ($d)
 141   /// if necessary.
 142   void EmitValueImpl(const MCExpr *Value, unsigned Size,
 143                      const SMLoc &Loc) override {
 144     EmitDataMappingSymbol();
 145     MCELFStreamer::EmitValueImpl(Value, Size);
 146   }
 147
 148 private:
 149   enum ElfMappingSymbol {
 150     EMS_None,
 151     EMS_A64,
 152     EMS_Data
 153   };
 154
 155   void EmitDataMappingSymbol() {
 156     if (LastEMS == EMS_Data)
 157       return;
 158     EmitMappingSymbol("$d");
 159     LastEMS = EMS_Data;
 160   }
 161
 162   void EmitA64MappingSymbol() {
 163     if (LastEMS == EMS_A64)
 164       return;
 165     EmitMappingSymbol("$x");
 166     LastEMS = EMS_A64;
 167   }
 168
 169   void EmitMappingSymbol(StringRef Name) {
 170     MCSymbol *Start = getContext().CreateTempSymbol();
 171     EmitLabel(Start);
 172
 173     MCSymbol *Symbol = getContext().GetOrCreateSymbol(
 174         Name + "." + Twine(MappingSymbolCounter++));
 175
 176     MCSymbolData &SD = getAssembler().getOrCreateSymbolData(*Symbol);
 177     MCELF::SetType(SD, ELF::STT_NOTYPE);
 178     MCELF::SetBinding(SD, ELF::STB_LOCAL);
 179     SD.setExternal(false);
 180     auto Sec = getCurrentSection().first;
 181     assert(Sec && "need a section");
 182     Symbol->setSection(*Sec);
 183
 184     const MCExpr *Value = MCSymbolRefExpr::Create(Start, getContext());
 185     Symbol->setVariableValue(Value);
 186   }
 187
 188   int64_t MappingSymbolCounter;
 189
 190   DenseMap<const MCSection *, ElfMappingSymbol> LastMappingSymbols;
 191   ElfMappingSymbol LastEMS;
 192
 193   /// @}
 194 };
 195 } // end anonymous namespace
 196
 197 AArch64ELFStreamer &AArch64TargetELFStreamer::getStreamer() {
 198   return static_cast<AArch64ELFStreamer &>(Streamer);
 199 }
 200
 201 void AArch64TargetELFStreamer::emitInst(uint32_t Inst) {
 202   getStreamer().emitInst(Inst);
 203 }
 204
 205 namespace llvm {
 206 MCTargetStreamer *createAArch64AsmTargetStreamer(MCStreamer &S,
 207                                                  formatted_raw_ostream &OS,
 208                                                  MCInstPrinter *InstPrint,
 209                                                  bool isVerboseAsm) {
 210   return new AArch64TargetAsmStreamer(S, OS);
 211 }
 212
 213 MCELFStreamer *createAArch64ELFStreamer(MCContext &Context, MCAsmBackend &TAB,
 214                                         raw_ostream &OS, MCCodeEmitter *Emitter,
 215                                         bool RelaxAll) {
 216   AArch64ELFStreamer *S = new AArch64ELFStreamer(Context, TAB, OS, Emitter);
 217   new AArch64TargetELFStreamer(*S);
 218   if (RelaxAll)
 219     S->getAssembler().setRelaxAll(true);
 220   return S;
 221 }
 222 }