lib/Target/ARM/ARMAsmBackend.cpp

   1 //===-- ARMAsmBackend.cpp - ARM Assembler Backend -------------------------===//
   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 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  11 #include "ARM.h"
  12 #include "ARMFixupKinds.h"
  13 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  14 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  15 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  16 #include "llvm/MC/MCObjectFormat.h"
  17 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  18 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  19 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  20 #include "llvm/Object/MachOFormat.h"
  21 #include "llvm/Support/ELF.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
  25 using namespace llvm;
  26
  27 namespace {
  28 class ARMAsmBackend : public TargetAsmBackend {
  29 public:
  30   ARMAsmBackend(const Target &T) : TargetAsmBackend() {}
  31
  32   bool MayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const;
  33
  34   void RelaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const;
  35
  36   bool WriteNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const;
  37
  38   unsigned getPointerSize() const {
  39     return 4;
  40   }
  41
  42 protected:
  43   static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
  44     switch (Kind) {
  45     default:
  46       llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
  47     case FK_Data_4:
  48     case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
  49     case ARM::fixup_arm_movw_lo16:
  50       return Value;
  51     case ARM::fixup_arm_pcrel_12: {
  52       bool isAdd = true;
  53       // ARM PC-relative values are offset by 8.
  54       Value -= 8;
  55       if ((int64_t)Value < 0) {
  56         Value = -Value;
  57         isAdd = false;
  58       }
  59       assert ((Value < 4096) && "Out of range pc-relative fixup value!");
  60       Value |= isAdd << 23;
  61       return Value;
  62     }
  63     case ARM::fixup_arm_branch:
  64       // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
  65       // Offset by 8 just as above.
  66       return (Value - 8) >> 2;
  67     case ARM::fixup_arm_vfp_pcrel_10: {
  68       // Offset by 8 just as above.
  69       Value = Value - 8;
  70       bool isAdd = true;
  71       if ((int64_t)Value < 0) {
  72         Value = -Value;
  73         isAdd = false;
  74       }
  75       // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
  76       Value >>= 2;
  77       assert ((Value < 256) && "Out of range pc-relative fixup value!");
  78       Value |= isAdd << 23;
  79       return Value;
  80     }
  81     }
  82   }
  83 };
  84 } // end anonymous namespace
  85
  86 bool ARMAsmBackend::MayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const {
  87   // FIXME: Thumb targets, different move constant targets..
  88   return false;
  89 }
  90
  91 void ARMAsmBackend::RelaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
  92   assert(0 && "ARMAsmBackend::RelaxInstruction() unimplemented");
  93   return;
  94 }
  95
  96 bool ARMAsmBackend::WriteNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
  97   // FIXME: Zero fill for now. That's not right, but at least will get the
  98   // section size right.
  99   for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i)
 100     OW->Write8(0);
 101   return true;
 102 }
 103
 104 namespace {
 105 // FIXME: This should be in a separate file.
 106 // ELF is an ELF of course...
 107 class ELFARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
 108   MCELFObjectFormat Format;
 109
 110 public:
 111   Triple::OSType OSType;
 112   ELFARMAsmBackend(const Target &T, Triple::OSType _OSType)
 113     : ARMAsmBackend(T), OSType(_OSType) {
 114     HasScatteredSymbols = true;
 115   }
 116
 117   virtual const MCObjectFormat &getObjectFormat() const {
 118     return Format;
 119   }
 120
 121   void ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 122                   uint64_t Value) const;
 123
 124   MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
 125     return createELFObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
 126                                  OSType, ELF::EM_ARM,
 127                                  /*IsLittleEndian=*/true,
 128                                  /*HasRelocationAddend=*/false);
 129   }
 130 };
 131
 132 // Fixme: can we raise this to share code between Darwin and ELF?
 133 void ELFARMAsmBackend::ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 134                                   uint64_t Value) const {
 135   uint32_t Mask = 0;
 136   // Fixme: 2 for Thumb
 137   unsigned NumBytes = 4;
 138   Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
 139
 140   switch (Fixup.getKind()) {
 141   default: assert(0 && "Unsupported Fixup kind"); break;
 142   case ARM::fixup_arm_branch: {
 143     unsigned Lo24 = Value & 0xFFFFFF;
 144     Mask = ~(0xFFFFFF);
 145     Value = Lo24;
 146   }; break;
 147   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
 148   case ARM::fixup_arm_movw_lo16: {
 149     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
 150     unsigned Lo12 = Value & 0x0FFF;
 151     // inst{19-16} = Hi4;
 152     // inst{11-0} = Lo12;
 153     Value = (Hi4 << 16) | (Lo12);
 154     Mask = ~(0xF0FFF);
 155   }; break;
 156   }
 157
 158   assert((Fixup.getOffset() % NumBytes == 0)
 159          && "Offset mod NumBytes is nonzero!");
 160   // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the
 161   // bits from the fixup value.
 162   // The Value has been "split up" into the appropriate bitfields above.
 163   // Fixme: how to share code with the .td generated code?
 164   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
 165     DF.getContents()[Fixup.getOffset() + i] &= uint8_t(Mask >> (i * 8));
 166     DF.getContents()[Fixup.getOffset() + i] |= uint8_t(Value >> (i * 8));
 167   }
 168 }
 169
 170 namespace {
 171 // FIXME: This should be in a separate file.
 172 class DarwinARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
 173   MCMachOObjectFormat Format;
 174 public:
 175   DarwinARMAsmBackend(const Target &T) : ARMAsmBackend(T) {
 176     HasScatteredSymbols = true;
 177   }
 178
 179   virtual const MCObjectFormat &getObjectFormat() const {
 180     return Format;
 181   }
 182
 183   void ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 184                   uint64_t Value) const;
 185
 186   MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
 187     // FIXME: Subtarget info should be derived. Force v7 for now.
 188     return createMachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
 189                                   object::mach::CTM_ARM,
 190                                   object::mach::CSARM_V7,
 191                                   /*IsLittleEndian=*/true);
 192   }
 193
 194   virtual bool doesSectionRequireSymbols(const MCSection &Section) const {
 195     return false;
 196   }
 197 };
 198 } // end anonymous namespace
 199
 200 static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
 201   switch (Kind) {
 202   default: llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 203   case FK_Data_4: return 4;
 204   case ARM::fixup_arm_pcrel_12: return 3;
 205   case ARM::fixup_arm_vfp_pcrel_10: return 3;
 206   case ARM::fixup_arm_branch: return 3;
 207   }
 208 }
 209
 210 void DarwinARMAsmBackend::ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 211                                      uint64_t Value) const {
 212   unsigned NumBytes = getFixupKindNumBytes(Fixup.getKind());
 213   Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
 214
 215   assert(Fixup.getOffset() + NumBytes <= DF.getContents().size() &&
 216          "Invalid fixup offset!");
 217   // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the
 218   // bits from the fixup value.
 219   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i)
 220     DF.getContents()[Fixup.getOffset() + i] |= uint8_t(Value >> (i * 8));
 221 }
 222 } // end anonymous namespace
 223
 224 TargetAsmBackend *llvm::createARMAsmBackend(const Target &T,
 225                                             const std::string &TT) {
 226   switch (Triple(TT).getOS()) {
 227   case Triple::Darwin:
 228     return new DarwinARMAsmBackend(T);
 229   case Triple::MinGW32:
 230   case Triple::Cygwin:
 231   case Triple::Win32:
 232     assert(0 && "Windows not supported on ARM");
 233   default:
 234     return new ELFARMAsmBackend(T, Triple(TT).getOS());
 235   }
 236 }