lib/Target/Mips/MCTargetDesc/MipsAsmBackend.cpp

   1 //===-- MipsAsmBackend.cpp - Mips Asm 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 // This file implements the MipsAsmBackend class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13 //
  14
  15 #include "MCTargetDesc/MipsFixupKinds.h"
  16 #include "MCTargetDesc/MipsAsmBackend.h"
  17 #include "MCTargetDesc/MipsMCTargetDesc.h"
  18 #include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
  19 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  20 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  21 #include "llvm/MC/MCDirectives.h"
  22 #include "llvm/MC/MCELFObjectWriter.h"
  23 #include "llvm/MC/MCFixupKindInfo.h"
  24 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  25 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 // Prepare value for the target space for it
  33 static unsigned adjustFixupValue(const MCFixup &Fixup, uint64_t Value,
  34                                  MCContext *Ctx = NULL) {
  35
  36   unsigned Kind = Fixup.getKind();
  37
  38   // Add/subtract and shift
  39   switch (Kind) {
  40   default:
  41     return 0;
  42   case FK_Data_2:
  43   case FK_GPRel_4:
  44   case FK_Data_4:
  45   case FK_Data_8:
  46   case Mips::fixup_Mips_LO16:
  47   case Mips::fixup_Mips_GPREL16:
  48   case Mips::fixup_Mips_GPOFF_HI:
  49   case Mips::fixup_Mips_GPOFF_LO:
  50   case Mips::fixup_Mips_GOT_PAGE:
  51   case Mips::fixup_Mips_GOT_OFST:
  52   case Mips::fixup_Mips_GOT_DISP:
  53   case Mips::fixup_Mips_GOT_LO16:
  54   case Mips::fixup_Mips_CALL_LO16:
  55   case Mips::fixup_MICROMIPS_LO16:
  56   case Mips::fixup_MICROMIPS_GOT_PAGE:
  57   case Mips::fixup_MICROMIPS_GOT_OFST:
  58   case Mips::fixup_MICROMIPS_GOT_DISP:
  59     break;
  60   case Mips::fixup_Mips_PC16:
  61     // So far we are only using this type for branches.
  62     // For branches we start 1 instruction after the branch
  63     // so the displacement will be one instruction size less.
  64     Value -= 4;
  65     // The displacement is then divided by 4 to give us an 18 bit
  66     // address range. Forcing a signed division because Value can be negative.
  67     Value = (int64_t)Value / 4;
  68     // We now check if Value can be encoded as a 16-bit signed immediate.
  69     if (!isIntN(16, Value) && Ctx)
  70       Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range PC16 fixup");
  71     break;
  72   case Mips::fixup_Mips_26:
  73     // So far we are only using this type for jumps.
  74     // The displacement is then divided by 4 to give us an 28 bit
  75     // address range.
  76     Value >>= 2;
  77     break;
  78   case Mips::fixup_Mips_HI16:
  79   case Mips::fixup_Mips_GOT_Local:
  80   case Mips::fixup_Mips_GOT_HI16:
  81   case Mips::fixup_Mips_CALL_HI16:
  82   case Mips::fixup_MICROMIPS_HI16:
  83     // Get the 2nd 16-bits. Also add 1 if bit 15 is 1.
  84     Value = ((Value + 0x8000) >> 16) & 0xffff;
  85     break;
  86   case Mips::fixup_Mips_HIGHER:
  87     // Get the 3rd 16-bits.
  88     Value = ((Value + 0x80008000LL) >> 32) & 0xffff;
  89     break;
  90   case Mips::fixup_Mips_HIGHEST:
  91     // Get the 4th 16-bits.
  92     Value = ((Value + 0x800080008000LL) >> 48) & 0xffff;
  93     break;
  94   case Mips::fixup_MICROMIPS_26_S1:
  95     Value >>= 1;
  96     break;
  97   case Mips::fixup_MICROMIPS_PC16_S1:
  98     Value -= 4;
  99     // Forcing a signed division because Value can be negative.
 100     Value = (int64_t)Value / 2;
 101     // We now check if Value can be encoded as a 16-bit signed immediate.
 102     if (!isIntN(16, Value) && Ctx)
 103       Ctx->FatalError(Fixup.getLoc(), "out of range PC16 fixup");
 104     break;
 105   }
 106
 107   return Value;
 108 }
 109
 110 MCObjectWriter *MipsAsmBackend::createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
 111   return createMipsELFObjectWriter(OS,
 112     MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(OSType), IsLittle, Is64Bit);
 113 }
 114
 115 /// ApplyFixup - Apply the \p Value for given \p Fixup into the provided
 116 /// data fragment, at the offset specified by the fixup and following the
 117 /// fixup kind as appropriate.
 118 void MipsAsmBackend::applyFixup(const MCFixup &Fixup, char *Data,
 119                                 unsigned DataSize, uint64_t Value) const {
 120   MCFixupKind Kind = Fixup.getKind();
 121   Value = adjustFixupValue(Fixup, Value);
 122
 123   if (!Value)
 124     return; // Doesn't change encoding.
 125
 126   // Where do we start in the object
 127   unsigned Offset = Fixup.getOffset();
 128   // Number of bytes we need to fixup
 129   unsigned NumBytes = (getFixupKindInfo(Kind).TargetSize + 7) / 8;
 130   // Used to point to big endian bytes
 131   unsigned FullSize;
 132
 133   switch ((unsigned)Kind) {
 134   case FK_Data_2:
 135   case Mips::fixup_Mips_16:
 136     FullSize = 2;
 137     break;
 138   case FK_Data_8:
 139   case Mips::fixup_Mips_64:
 140     FullSize = 8;
 141     break;
 142   case FK_Data_4:
 143   default:
 144     FullSize = 4;
 145     break;
 146   }
 147
 148   // Grab current value, if any, from bits.
 149   uint64_t CurVal = 0;
 150
 151   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
 152     unsigned Idx = IsLittle ? i : (FullSize - 1 - i);
 153     CurVal |= (uint64_t)((uint8_t)Data[Offset + Idx]) << (i*8);
 154   }
 155
 156   uint64_t Mask = ((uint64_t)(-1) >>
 157                     (64 - getFixupKindInfo(Kind).TargetSize));
 158   CurVal |= Value & Mask;
 159
 160   // Write out the fixed up bytes back to the code/data bits.
 161   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
 162     unsigned Idx = IsLittle ? i : (FullSize - 1 - i);
 163     Data[Offset + Idx] = (uint8_t)((CurVal >> (i*8)) & 0xff);
 164   }
 165 }
 166
 167 const MCFixupKindInfo &MipsAsmBackend::
 168 getFixupKindInfo(MCFixupKind Kind) const {
 169   const static MCFixupKindInfo Infos[Mips::NumTargetFixupKinds] = {
 170     // This table *must* be in same the order of fixup_* kinds in
 171     // MipsFixupKinds.h.
 172     //
 173     // name                    offset  bits  flags
 174     { "fixup_Mips_16",           0,     16,   0 },
 175     { "fixup_Mips_32",           0,     32,   0 },
 176     { "fixup_Mips_REL32",        0,     32,   0 },
 177     { "fixup_Mips_26",           0,     26,   0 },
 178     { "fixup_Mips_HI16",         0,     16,   0 },
 179     { "fixup_Mips_LO16",         0,     16,   0 },
 180     { "fixup_Mips_GPREL16",      0,     16,   0 },
 181     { "fixup_Mips_LITERAL",      0,     16,   0 },
 182     { "fixup_Mips_GOT_Global",   0,     16,   0 },
 183     { "fixup_Mips_GOT_Local",    0,     16,   0 },
 184     { "fixup_Mips_PC16",         0,     16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 185     { "fixup_Mips_CALL16",       0,     16,   0 },
 186     { "fixup_Mips_GPREL32",      0,     32,   0 },
 187     { "fixup_Mips_SHIFT5",       6,      5,   0 },
 188     { "fixup_Mips_SHIFT6",       6,      5,   0 },
 189     { "fixup_Mips_64",           0,     64,   0 },
 190     { "fixup_Mips_TLSGD",        0,     16,   0 },
 191     { "fixup_Mips_GOTTPREL",     0,     16,   0 },
 192     { "fixup_Mips_TPREL_HI",     0,     16,   0 },
 193     { "fixup_Mips_TPREL_LO",     0,     16,   0 },
 194     { "fixup_Mips_TLSLDM",       0,     16,   0 },
 195     { "fixup_Mips_DTPREL_HI",    0,     16,   0 },
 196     { "fixup_Mips_DTPREL_LO",    0,     16,   0 },
 197     { "fixup_Mips_Branch_PCRel", 0,     16,  MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 198     { "fixup_Mips_GPOFF_HI",     0,     16,   0 },
 199     { "fixup_Mips_GPOFF_LO",     0,     16,   0 },
 200     { "fixup_Mips_GOT_PAGE",     0,     16,   0 },
 201     { "fixup_Mips_GOT_OFST",     0,     16,   0 },
 202     { "fixup_Mips_GOT_DISP",     0,     16,   0 },
 203     { "fixup_Mips_HIGHER",       0,     16,   0 },
 204     { "fixup_Mips_HIGHEST",      0,     16,   0 },
 205     { "fixup_Mips_GOT_HI16",     0,     16,   0 },
 206     { "fixup_Mips_GOT_LO16",     0,     16,   0 },
 207     { "fixup_Mips_CALL_HI16",    0,     16,   0 },
 208     { "fixup_Mips_CALL_LO16",    0,     16,   0 },
 209     { "fixup_MICROMIPS_26_S1",   0,     26,   0 },
 210     { "fixup_MICROMIPS_HI16",    0,     16,   0 },
 211     { "fixup_MICROMIPS_LO16",    0,     16,   0 },
 212     { "fixup_MICROMIPS_GOT16",   0,     16,   0 },
 213     { "fixup_MICROMIPS_PC16_S1", 0,     16,   MCFixupKindInfo::FKF_IsPCRel },
 214     { "fixup_MICROMIPS_CALL16",  0,     16,   0 },
 215     { "fixup_MICROMIPS_GOT_DISP",        0,     16,   0 },
 216     { "fixup_MICROMIPS_GOT_PAGE",        0,     16,   0 },
 217     { "fixup_MICROMIPS_GOT_OFST",        0,     16,   0 },
 218     { "fixup_MICROMIPS_TLS_GD",          0,     16,   0 },
 219     { "fixup_MICROMIPS_TLS_LDM",         0,     16,   0 },
 220     { "fixup_MICROMIPS_TLS_DTPREL_HI16", 0,     16,   0 },
 221     { "fixup_MICROMIPS_TLS_DTPREL_LO16", 0,     16,   0 },
 222     { "fixup_MICROMIPS_TLS_TPREL_HI16",  0,     16,   0 },
 223     { "fixup_MICROMIPS_TLS_TPREL_LO16",  0,     16,   0 }
 224   };
 225
 226   if (Kind < FirstTargetFixupKind)
 227     return MCAsmBackend::getFixupKindInfo(Kind);
 228
 229   assert(unsigned(Kind - FirstTargetFixupKind) < getNumFixupKinds() &&
 230           "Invalid kind!");
 231   return Infos[Kind - FirstTargetFixupKind];
 232 }
 233
 234 /// WriteNopData - Write an (optimal) nop sequence of Count bytes
 235 /// to the given output. If the target cannot generate such a sequence,
 236 /// it should return an error.
 237 ///
 238 /// \return - True on success.
 239 bool MipsAsmBackend::writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
 240   // Check for a less than instruction size number of bytes
 241   // FIXME: 16 bit instructions are not handled yet here.
 242   // We shouldn't be using a hard coded number for instruction size.
 243   if (Count % 4) return false;
 244
 245   uint64_t NumNops = Count / 4;
 246   for (uint64_t i = 0; i != NumNops; ++i)
 247     OW->Write32(0);
 248   return true;
 249 }
 250
 251 /// processFixupValue - Target hook to process the literal value of a fixup
 252 /// if necessary.
 253 void MipsAsmBackend::processFixupValue(const MCAssembler &Asm,
 254                                        const MCAsmLayout &Layout,
 255                                        const MCFixup &Fixup,
 256                                        const MCFragment *DF,
 257                                        MCValue &Target,
 258                                        uint64_t &Value,
 259                                        bool &IsResolved) {
 260   // At this point we'll ignore the value returned by adjustFixupValue as
 261   // we are only checking if the fixup can be applied correctly. We have
 262   // access to MCContext from here which allows us to report a fatal error
 263   // with *possibly* a source code location.
 264   (void)adjustFixupValue(Fixup, Value, &Asm.getContext());
 265 }
 266
 267 // MCAsmBackend
 268 MCAsmBackend *llvm::createMipsAsmBackendEL32(const Target &T,
 269                                              const MCRegisterInfo &MRI,
 270                                              StringRef TT,
 271                                              StringRef CPU) {
 272   return new MipsAsmBackend(T, Triple(TT).getOS(),
 273                             /*IsLittle*/true, /*Is64Bit*/false);
 274 }
 275
 276 MCAsmBackend *llvm::createMipsAsmBackendEB32(const Target &T,
 277                                              const MCRegisterInfo &MRI,
 278                                              StringRef TT,
 279                                              StringRef CPU) {
 280   return new MipsAsmBackend(T, Triple(TT).getOS(),
 281                             /*IsLittle*/false, /*Is64Bit*/false);
 282 }
 283
 284 MCAsmBackend *llvm::createMipsAsmBackendEL64(const Target &T,
 285                                              const MCRegisterInfo &MRI,
 286                                              StringRef TT,
 287                                              StringRef CPU) {
 288   return new MipsAsmBackend(T, Triple(TT).getOS(),
 289                             /*IsLittle*/true, /*Is64Bit*/true);
 290 }
 291
 292 MCAsmBackend *llvm::createMipsAsmBackendEB64(const Target &T,
 293                                              const MCRegisterInfo &MRI,
 294                                              StringRef TT,
 295                                              StringRef CPU) {
 296   return new MipsAsmBackend(T, Triple(TT).getOS(),
 297                             /*IsLittle*/false, /*Is64Bit*/true);
 298 }