]> granicus.if.org Git - clang/commitdiff
Non-allocatable Global Named Register
authorRenato Golin <renato.golin@linaro.org>
Mon, 19 May 2014 18:15:42 +0000 (18:15 +0000)
committerRenato Golin <renato.golin@linaro.org>
Mon, 19 May 2014 18:15:42 +0000 (18:15 +0000)
This patch implements global named registers in Clang, lowering to the just
created intrinsics in LLVM (@llvm.read/write_register). A new type of LValue
had to be created (Register), which just adds support to carry the metadata
node containing the name of the register. Two new methods to emit loads and
stores interoperate with another to emit the named metadata node.

No guarantees are being made and only non-allocatable global variable named
registers are being supported. Local named register support is unchanged.

git-svn-id: https://llvm.org/svn/llvm-project/cfe/trunk@209149 91177308-0d34-0410-b5e6-96231b3b80d8

include/clang/AST/Decl.h
lib/CodeGen/CGExpr.cpp
lib/CodeGen/CGValue.h
lib/CodeGen/CodeGenFunction.h
lib/Sema/SemaDecl.cpp
test/CodeGen/named_reg_global.c [new file with mode: 0644]
test/Sema/asm.c
test/Sema/decl-invalid.c

index 3618fa417bef73ca53c7fb20f4acc198b93a0d69..f654791003819d1d888c510400a7e13eea8ab9c0 100644 (file)
@@ -826,6 +826,10 @@ public:
       // Second check is for C++11 [dcl.stc]p4.
       return !isFileVarDecl() && getTSCSpec() == TSCS_unspecified;
 
+    // Global Named Register (GNU extension)
+    if (getStorageClass() == SC_Register && !isLocalVarDecl())
+      return false;
+
     // Return true for:  Auto, Register.
     // Return false for: Extern, Static, PrivateExtern, OpenCLWorkGroupLocal.
 
index 2be47b46e2259158c2685ac3a2be55ea5fee3c9d..4822769f39278512692900077c5e92244b2bbf94 100644 (file)
@@ -21,6 +21,7 @@
 #include "TargetInfo.h"
 #include "clang/AST/ASTContext.h"
 #include "clang/AST/DeclObjC.h"
+#include "clang/AST/Attr.h"
 #include "clang/Frontend/CodeGenOptions.h"
 #include "llvm/ADT/Hashing.h"
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
@@ -1276,6 +1277,10 @@ RValue CodeGenFunction::EmitLoadOfLValue(LValue LV, SourceLocation Loc) {
   if (LV.isExtVectorElt())
     return EmitLoadOfExtVectorElementLValue(LV);
 
+  // Global Register variables always invoke intrinsics
+  if (LV.isGlobalReg())
+    return EmitLoadOfGlobalRegLValue(LV);
+
   assert(LV.isBitField() && "Unknown LValue type!");
   return EmitLoadOfBitfieldLValue(LV);
 }
@@ -1343,6 +1348,16 @@ RValue CodeGenFunction::EmitLoadOfExtVectorElementLValue(LValue LV) {
   return RValue::get(Vec);
 }
 
+/// @brief Load of global gamed gegisters are always calls to intrinsics.
+RValue CodeGenFunction::EmitLoadOfGlobalRegLValue(LValue LV) {
+  assert(LV.getType()->isIntegerType() && "Bad type for register variable");
+  llvm::MDNode *RegName = dyn_cast<llvm::MDNode>(LV.getGlobalReg());
+  assert(RegName && "Register LValue is not metadata");
+  llvm::Type *Types[] = { CGM.getTypes().ConvertType(LV.getType()) };
+  llvm::Value *F = CGM.getIntrinsic(llvm::Intrinsic::read_register, Types);
+  llvm::Value* Call = Builder.CreateCall(F, RegName);
+  return RValue::get(Call);
+}
 
 
 /// EmitStoreThroughLValue - Store the specified rvalue into the specified
@@ -1370,6 +1385,9 @@ void CodeGenFunction::EmitStoreThroughLValue(RValue Src, LValue Dst,
     if (Dst.isExtVectorElt())
       return EmitStoreThroughExtVectorComponentLValue(Src, Dst);
 
+    if (Dst.isGlobalReg())
+      return EmitStoreThroughGlobalRegLValue(Src, Dst);
+
     assert(Dst.isBitField() && "Unknown LValue type");
     return EmitStoreThroughBitfieldLValue(Src, Dst);
   }
@@ -1581,6 +1599,17 @@ void CodeGenFunction::EmitStoreThroughExtVectorComponentLValue(RValue Src,
   Store->setAlignment(Dst.getAlignment().getQuantity());
 }
 
+/// @brief Store of global named registers are always calls to intrinsics.
+void CodeGenFunction::EmitStoreThroughGlobalRegLValue(RValue Src, LValue Dst) {
+  assert(Dst.getType()->isIntegerType() && "Bad type for register variable");
+  llvm::MDNode *RegName = dyn_cast<llvm::MDNode>(Dst.getGlobalReg());
+  assert(RegName && "Register LValue is not metadata");
+  llvm::Type *Types[] = { CGM.getTypes().ConvertType(Dst.getType()) };
+  llvm::Value *F = CGM.getIntrinsic(llvm::Intrinsic::write_register, Types);
+  llvm::Value *Value = Src.getScalarVal();
+  Builder.CreateCall2(F, RegName, Value);
+}
+
 // setObjCGCLValueClass - sets class of he lvalue for the purpose of
 // generating write-barries API. It is currently a global, ivar,
 // or neither.
@@ -1740,14 +1769,41 @@ static LValue EmitCapturedFieldLValue(CodeGenFunction &CGF, const FieldDecl *FD,
   return CGF.EmitLValueForField(LV, FD);
 }
 
+/// Named Registers are named metadata pointing to the register name
+/// which will be read from/written to as an argument to the intrinsic
+/// @llvm.read/write_register.
+/// So far, only the name is being passed down, but other options such as
+/// register type, allocation type or even optimization options could be
+/// passed down via the metadata node.
+static LValue EmitGlobalNamedRegister(const VarDecl *VD,
+                                      CodeGenModule &CGM,
+                                      CharUnits Alignment) {
+  AsmLabelAttr *Asm = VD->getAttr<AsmLabelAttr>();
+  llvm::Twine Name("llvm.named.register."+Asm->getLabel());
+  llvm::NamedMDNode *M = CGM.getModule().getOrInsertNamedMetadata(Name.str());
+  if (M->getNumOperands() == 0) {
+    llvm::MDString *Str = llvm::MDString::get(CGM.getLLVMContext(),
+                                              Asm->getLabel());
+    llvm::Value *Ops[] = { Str };
+    M->addOperand(llvm::MDNode::get(CGM.getLLVMContext(), Ops));
+  }
+  return LValue::MakeGlobalReg(M->getOperand(0), VD->getType(), Alignment);
+}
+
 LValue CodeGenFunction::EmitDeclRefLValue(const DeclRefExpr *E) {
   const NamedDecl *ND = E->getDecl();
   CharUnits Alignment = getContext().getDeclAlign(ND);
   QualType T = E->getType();
+  const auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND);
+
+  // Global Named registers access via intrinsics only
+  if (VD && VD->getStorageClass() == SC_Register &&
+       VD->hasAttr<AsmLabelAttr>() && !VD->isLocalVarDecl())
+    return EmitGlobalNamedRegister(VD, CGM, Alignment);
 
   // A DeclRefExpr for a reference initialized by a constant expression can
   // appear without being odr-used. Directly emit the constant initializer.
-  if (const auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND)) {
+  if (VD) {
     const Expr *Init = VD->getAnyInitializer(VD);
     if (Init && !isa<ParmVarDecl>(VD) && VD->getType()->isReferenceType() &&
         VD->isUsableInConstantExpressions(getContext()) &&
@@ -1773,7 +1829,7 @@ LValue CodeGenFunction::EmitDeclRefLValue(const DeclRefExpr *E) {
     return MakeAddrLValue(Aliasee, T, Alignment);
   }
 
-  if (const auto *VD = dyn_cast<VarDecl>(ND)) {
+  if (VD) {
     // Check if this is a global variable.
     if (VD->hasLinkage() || VD->isStaticDataMember())
       return EmitGlobalVarDeclLValue(*this, E, VD);
index da2a03437d3d6539c31cdd23125524853e284da7..3739ae955098ede2bb046f56599eb1712fdaa464 100644 (file)
@@ -110,7 +110,8 @@ class LValue {
     Simple,       // This is a normal l-value, use getAddress().
     VectorElt,    // This is a vector element l-value (V[i]), use getVector*
     BitField,     // This is a bitfield l-value, use getBitfield*.
-    ExtVectorElt  // This is an extended vector subset, use getExtVectorComp
+    ExtVectorElt, // This is an extended vector subset, use getExtVectorComp
+    GlobalReg     // This is a register l-value, use getGlobalReg()
   } LVType;
 
   llvm::Value *V;
@@ -192,6 +193,7 @@ public:
   bool isVectorElt() const { return LVType == VectorElt; }
   bool isBitField() const { return LVType == BitField; }
   bool isExtVectorElt() const { return LVType == ExtVectorElt; }
+  bool isGlobalReg() const { return LVType == GlobalReg; }
 
   bool isVolatileQualified() const { return Quals.hasVolatile(); }
   bool isRestrictQualified() const { return Quals.hasRestrict(); }
@@ -286,6 +288,9 @@ public:
     return *BitFieldInfo;
   }
 
+  // global register lvalue
+  llvm::Value *getGlobalReg() const { assert(isGlobalReg()); return V; }
+
   static LValue MakeAddr(llvm::Value *address, QualType type,
                          CharUnits alignment, ASTContext &Context,
                          llvm::MDNode *TBAAInfo = 0) {
@@ -336,6 +341,16 @@ public:
     return R;
   }
 
+  static LValue MakeGlobalReg(llvm::Value *Reg,
+                              QualType type,
+                              CharUnits Alignment) {
+    LValue R;
+    R.LVType = GlobalReg;
+    R.V = Reg;
+    R.Initialize(type, type.getQualifiers(), Alignment);
+    return R;
+  }
+
   RValue asAggregateRValue() const {
     // FIMXE: Alignment
     return RValue::getAggregate(getAddress(), isVolatileQualified());
index 6af7a98d96e02daba3f0e6d38bbebc5580058e59..c859ddab7735c62589848525ebf2bddb97dc69ff 100644 (file)
@@ -1979,12 +1979,14 @@ public:
   RValue EmitLoadOfLValue(LValue V, SourceLocation Loc);
   RValue EmitLoadOfExtVectorElementLValue(LValue V);
   RValue EmitLoadOfBitfieldLValue(LValue LV);
+  RValue EmitLoadOfGlobalRegLValue(LValue LV);
 
   /// EmitStoreThroughLValue - Store the specified rvalue into the specified
   /// lvalue, where both are guaranteed to the have the same type, and that type
   /// is 'Ty'.
   void EmitStoreThroughLValue(RValue Src, LValue Dst, bool isInit=false);
   void EmitStoreThroughExtVectorComponentLValue(RValue Src, LValue Dst);
+  void EmitStoreThroughGlobalRegLValue(RValue Src, LValue Dst);
 
   /// EmitStoreThroughBitfieldLValue - Store Src into Dst with same constraints
   /// as EmitStoreThroughLValue.
@@ -2009,6 +2011,7 @@ public:
   // Note: only available for agg return types
   LValue EmitVAArgExprLValue(const VAArgExpr *E);
   LValue EmitDeclRefLValue(const DeclRefExpr *E);
+  LValue EmitReadRegister(const VarDecl *VD);
   LValue EmitStringLiteralLValue(const StringLiteral *E);
   LValue EmitObjCEncodeExprLValue(const ObjCEncodeExpr *E);
   LValue EmitPredefinedLValue(const PredefinedExpr *E);
index 3c19e9632f6908aa4d93de37d1fad43476273480..5276cafcf72e8fa3188194c6ba564817fa00c287 100644 (file)
@@ -5119,13 +5119,9 @@ Sema::ActOnVariableDeclarator(Scope *S, Declarator &D, DeclContext *DC,
   if (!DC->isRecord() && S->getFnParent() == 0) {
     // C99 6.9p2: The storage-class specifiers auto and register shall not
     // appear in the declaration specifiers in an external declaration.
-    if (SC == SC_Auto || SC == SC_Register) {
-      // If this is a register variable with an asm label specified, then this
-      // is a GNU extension.
-      if (SC == SC_Register && D.getAsmLabel())
-        Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_unsupported_global_register);
-      else
-        Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_typecheck_sclass_fscope);
+    // Global Register+Asm is a GNU extension we support.
+    if (SC == SC_Auto || (SC == SC_Register && !D.getAsmLabel())) {
+      Diag(D.getIdentifierLoc(), diag::err_typecheck_sclass_fscope);
       D.setInvalidType();
     }
   }
@@ -5437,6 +5433,7 @@ Sema::ActOnVariableDeclarator(Scope *S, Declarator &D, DeclContext *DC,
         Diag(E->getExprLoc(), diag::warn_asm_label_on_auto_decl) << Label;
         break;
       case SC_Register:
+        // Local Named register
         if (!Context.getTargetInfo().isValidGCCRegisterName(Label))
           Diag(E->getExprLoc(), diag::err_asm_unknown_register_name) << Label;
         break;
@@ -5446,6 +5443,10 @@ Sema::ActOnVariableDeclarator(Scope *S, Declarator &D, DeclContext *DC,
       case SC_OpenCLWorkGroupLocal:
         break;
       }
+    } else if (SC == SC_Register) {
+      // Global Named register
+      if (!Context.getTargetInfo().isValidGCCRegisterName(Label))
+        Diag(E->getExprLoc(), diag::err_asm_unknown_register_name) << Label;
     }
 
     NewVD->addAttr(::new (Context) AsmLabelAttr(SE->getStrTokenLoc(0),
diff --git a/test/CodeGen/named_reg_global.c b/test/CodeGen/named_reg_global.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0a4646f
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,26 @@
+// RUN: %clang_cc1 -triple x86_64-linux-gnu -S -emit-llvm %s -o - | FileCheck %s
+// RUN: %clang_cc1 -triple aarch64-linux-gnu -S -emit-llvm %s -o - | FileCheck %s
+// RUN: %clang_cc1 -triple arm64-linux-gnu -S -emit-llvm %s -o - | FileCheck %s
+// RUN: %clang_cc1 -triple armv7-linux-gnu -S -emit-llvm %s -o - | FileCheck %s
+
+register unsigned long current_stack_pointer asm("sp");
+
+// CHECK: define{{.*}} i[[bits:[0-9]+]] @get_stack_pointer_addr()
+// CHECK: [[ret:%[0-9]+]] = call i[[bits]] @llvm.read_register.i[[bits]](metadata !0)
+// CHECK: ret i[[bits]] [[ret]]
+unsigned long get_stack_pointer_addr() {
+  return current_stack_pointer;
+}
+// CHECK: declare{{.*}} i[[bits]] @llvm.read_register.i[[bits]](metadata)
+
+// CHECK: define{{.*}} void @set_stack_pointer_addr(i[[bits]] %addr) #0 {
+// CHECK: [[sto:%[0-9]+]] = load i[[bits]]* %addr
+// CHECK: call void @llvm.write_register.i[[bits]](metadata !0, i[[bits]] [[sto]])
+// CHECK: ret void
+void set_stack_pointer_addr(unsigned long addr) {
+  current_stack_pointer = addr;
+}
+// CHECK: declare{{.*}} void @llvm.write_register.i[[bits]](metadata, i[[bits]])
+
+// CHECK: !llvm.named.register.sp = !{!0}
+// CHECK: !0 = metadata !{metadata !"sp"}
index 1559b228c87a2347f3bd6cd7873ecd2eb1251c0a..4d84afce7657acf52d0ddd581af92dde0613b316 100644 (file)
@@ -95,8 +95,6 @@ void test9(int i) {
   asm("" : [foo] "=r" (i), "=r"(i) : "[foo]1"(i)); // expected-error{{invalid input constraint '[foo]1' in asm}}
 }
 
-register int g asm("dx"); // expected-error{{global register variables are not supported}}
-
 void test10(void){
   static int g asm ("g_asm") = 0;
   extern int gg asm ("gg_asm");
index 0544304c20e65e1eee4b874289fa1f1e44cf14cc..c7ec6dd725d62e8f1b547ebf06d413a7601fedde 100644 (file)
@@ -24,5 +24,4 @@ I; // expected-warning {{declaration does not declare anything}}
 
 // rdar://6880449
 register int test1;     // expected-error {{illegal storage class on file-scoped variable}}
-register int test2 __asm__("edi");  // expected-error {{global register variables are not supported}}