Remove what little AIX support we have. It has never been tested and isn't
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCCodeEmitter.cpp
index 5f810cb368f6f62ce2db1700cbb99e6c8f5250c6..76dc349b50c7b87948ad1742a32f652d4ac7ba49 100644 (file)
-//===-- PPC32CodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -----*- C++ -*-=//
-// 
+//===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -------*- C++ -*-=//
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// 
+//
 // This file defines the PowerPC 32-bit CodeEmitter and associated machinery to
 // JIT-compile bytecode to native PowerPC.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "PPC32JITInfo.h"
-#include "PPC32TargetMachine.h"
-#include "PowerPC.h"
+#include "PPCTargetMachine.h"
+#include "PPCRelocations.h"
+#include "PPC.h"
 #include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Visibility.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include <iostream>
 using namespace llvm;
 
 namespace {
-  class JITResolver {
-    MachineCodeEmitter &MCE;
-
-    // LazyCodeGenMap - Keep track of call sites for functions that are to be
-    // lazily resolved.
-    std::map<unsigned, Function*> LazyCodeGenMap;
-
-    // LazyResolverMap - Keep track of the lazy resolver created for a
-    // particular function so that we can reuse them if necessary.
-    std::map<Function*, unsigned> LazyResolverMap;
-
-  public:
-    JITResolver(MachineCodeEmitter &mce) : MCE(mce) {}
-    unsigned getLazyResolver(Function *F);
-    unsigned addFunctionReference(unsigned Address, Function *F);
-    
-  private:
-    unsigned emitStubForFunction(Function *F);
-    static void CompilationCallback();
-    unsigned resolveFunctionReference(unsigned RetAddr);
-  };
-
-  static JITResolver &getResolver(MachineCodeEmitter &MCE) {
-    static JITResolver *TheJITResolver = 0;
-    if (TheJITResolver == 0)
-      TheJITResolver = new JITResolver(MCE);
-    return *TheJITResolver;
-  }
-}
-
-unsigned JITResolver::getLazyResolver(Function *F) {
-  std::map<Function*, unsigned>::iterator I = LazyResolverMap.lower_bound(F);
-  if (I != LazyResolverMap.end() && I->first == F) return I->second;
-
-  unsigned Stub = emitStubForFunction(F);
-  LazyResolverMap.insert(I, std::make_pair(F, Stub));
-  return Stub;
-}
-
-/// addFunctionReference - This method is called when we need to emit the
-/// address of a function that has not yet been emitted, so we don't know the
-/// address.  Instead, we emit a call to the CompilationCallback method, and
-/// keep track of where we are.
-///
-unsigned JITResolver::addFunctionReference(unsigned Address, Function *F) {
-  LazyCodeGenMap[Address] = F;
-  return (intptr_t)&JITResolver::CompilationCallback;
-}
-
-unsigned JITResolver::resolveFunctionReference(unsigned RetAddr) {
-  std::map<unsigned, Function*>::iterator I = LazyCodeGenMap.find(RetAddr);
-  assert(I != LazyCodeGenMap.end() && "Not in map!");
-  Function *F = I->second;
-  LazyCodeGenMap.erase(I);
-  return MCE.forceCompilationOf(F);
-}
-
-/// emitStubForFunction - This method is used by the JIT when it needs to emit
-/// the address of a function for a function whose code has not yet been
-/// generated.  In order to do this, it generates a stub which jumps to the lazy
-/// function compiler, which will eventually get fixed to call the function
-/// directly.
-///
-unsigned JITResolver::emitStubForFunction(Function *F) {
-  std::cerr << "PPC32CodeEmitter::emitStubForFunction() unimplemented!\n";
-  abort();
-  return 0;
-}
-
-void JITResolver::CompilationCallback() {
-  std::cerr << "PPC32CodeEmitter: CompilationCallback() unimplemented!";
-  abort();
-}
-
-namespace {
-  class PPC32CodeEmitter : public MachineFunctionPass {
+  class VISIBILITY_HIDDEN PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
     TargetMachine &TM;
     MachineCodeEmitter &MCE;
 
     // Tracks which instruction references which BasicBlock
-    std::vector<std::pair<const BasicBlock*,
-                          std::pair<unsigned*,MachineInstr*> > > BBRefs;
-    // Tracks where each BasicBlock starts
-    std::map<const BasicBlock*, long> BBLocations;
-
+    std::vector<std::pair<MachineBasicBlock*, unsigned*> > BBRefs;
+    
     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
     ///
-    int64_t getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
-
-    unsigned getAddressOfExternalFunction(Function *F);
+    int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
 
   public:
-    PPC32CodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M) 
+    PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
       : TM(T), MCE(M) {}
 
     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
@@ -129,10 +53,6 @@ namespace {
     ///
     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
 
-    /// emitWord - write a 32-bit word to memory at the current PC
-    ///
-    void emitWord(unsigned w) { MCE.emitWord(w); }
-    
     /// getValueBit - return the particular bit of Val
     ///
     unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
@@ -151,193 +71,168 @@ namespace {
 /// of functions.  This method should returns true if machine code emission is
 /// not supported.
 ///
-bool PPC32TargetMachine::addPassesToEmitMachineCode(FunctionPassManager &PM,
-                                                    MachineCodeEmitter &MCE) {
-  // Keep as `true' until this is a functional JIT to allow llvm-gcc to build
-  return true;
-
+bool PPCTargetMachine::addPassesToEmitMachineCode(FunctionPassManager &PM,
+                                                  MachineCodeEmitter &MCE) {
   // Machine code emitter pass for PowerPC
-  PM.add(new PPC32CodeEmitter(*this, MCE)); 
+  PM.add(new PPCCodeEmitter(*this, MCE));
   // Delete machine code for this function after emitting it
   PM.add(createMachineCodeDeleter());
   return false;
 }
 
-bool PPC32CodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  MCE.startFunction(MF);
-  MCE.emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-  for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
-    emitBasicBlock(*BB);
-  MCE.finishFunction(MF);
+bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
+          MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
+         "JIT relocation model must be set to static or default!");
+  do {
+    BBRefs.clear();
+
+    MCE.startFunction(MF);
+    for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
+      emitBasicBlock(*BB);
+  } while (MCE.finishFunction(MF));
 
   // Resolve branches to BasicBlocks for the entire function
   for (unsigned i = 0, e = BBRefs.size(); i != e; ++i) {
-    long Location = BBLocations[BBRefs[i].first];
-    unsigned *Ref = BBRefs[i].second.first;
-    MachineInstr *MI = BBRefs[i].second.second;
-    DEBUG(std::cerr << "Fixup @ " << std::hex << Ref << " to 0x" << Location
-                    << " in instr: " << std::dec << *MI);
-    for (unsigned ii = 0, ee = MI->getNumOperands(); ii != ee; ++ii) {
-      MachineOperand &op = MI->getOperand(ii);
-      if (op.isPCRelativeDisp()) {
-        // the instruction's branch target is made such that it branches to
-        // PC + (branchTarget * 4), so undo that arithmetic here:
-        // Location is the target of the branch
-        // Ref is the location of the instruction, and hence the PC
-        int64_t branchTarget = (Location - (long)Ref) >> 2;
-        MI->SetMachineOperandConst(ii, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed,
-                                   branchTarget);
-        unsigned fixedInstr = PPC32CodeEmitter::getBinaryCodeForInstr(*MI);
-        MCE.emitWordAt(fixedInstr, Ref);
-        break;
-      }
+    intptr_t Location = MCE.getMachineBasicBlockAddress(BBRefs[i].first);
+    unsigned *Ref = BBRefs[i].second;
+    DEBUG(std::cerr << "Fixup @ " << (void*)Ref << " to " << (void*)Location
+                    << "\n");
+    unsigned Instr = *Ref;
+    intptr_t BranchTargetDisp = (Location - (intptr_t)Ref) >> 2;
+
+    switch (Instr >> 26) {
+    default: assert(0 && "Unknown branch user!");
+    case 18:  // This is B or BL
+      *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 24)-1)) << 2;
+      break;
+    case 16:  // This is BLT,BLE,BEQ,BGE,BGT,BNE, or other bcx instruction
+      *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 14)-1)) << 2;
+      break;
     }
   }
   BBRefs.clear();
-  BBLocations.clear();
 
   return false;
 }
 
-void PPC32CodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  BBLocations[MBB.getBasicBlock()] = MCE.getCurrentPCValue();
+void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
+  MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
+  
   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
     MachineInstr &MI = *I;
     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
-    if (Opcode == PPC::IMPLICIT_DEF) 
-      continue; // pseudo opcode, no side effects
-    else if (Opcode == PPC::MovePCtoLR) {
-      // This can be simplified: the resulting 32-bit code is 0x48000005
-      MachineInstr *MI = BuildMI(PPC::BL, 1).addImm(1);
-      emitWord(getBinaryCodeForInstr(*MI));
-      delete MI;
-    } else
-      emitWord(getBinaryCodeForInstr(*I));
+    switch (MI.getOpcode()) {
+    default:
+      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
+      break;
+    case PPC::IMPLICIT_DEF_GPRC:
+    case PPC::IMPLICIT_DEF_G8RC:
+    case PPC::IMPLICIT_DEF_F8:
+    case PPC::IMPLICIT_DEF_F4:
+    case PPC::IMPLICIT_DEF_VRRC:
+      break; // pseudo opcode, no side effects
+    case PPC::MovePCtoLR:
+      assert(0 && "CodeEmitter does not support MovePCtoLR instruction");
+      break;
+    }
   }
 }
 
-unsigned PPC32CodeEmitter::getAddressOfExternalFunction(Function *F) {
-  static std::map<Function*, unsigned> ExternalFn2Addr;
-  std::map<Function*, unsigned>::iterator Addr = ExternalFn2Addr.find(F);
+int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
 
-  if (Addr == ExternalFn2Addr.end())
-    ExternalFn2Addr[F] = MCE.forceCompilationOf(F);
-  return ExternalFn2Addr[F];
-}
-
-static unsigned enumRegToMachineReg(unsigned enumReg) {
-  switch (enumReg) {
-  case PPC::R0 :  case PPC::F0 :  return  0;  
-  case PPC::R1 :  case PPC::F1 :  return  1; 
-  case PPC::R2 :  case PPC::F2 :  return  2;
-  case PPC::R3 :  case PPC::F3 :  return  3; 
-  case PPC::R4 :  case PPC::F4 :  return  4; 
-  case PPC::R5 :  case PPC::F5 :  return  5;
-  case PPC::R6 :  case PPC::F6 :  return  6; 
-  case PPC::R7 :  case PPC::F7 :  return  7; 
-  case PPC::R8 :  case PPC::F8 :  return  8;
-  case PPC::R9 :  case PPC::F9 :  return  9; 
-  case PPC::R10:  case PPC::F10:  return 10; 
-  case PPC::R11:  case PPC::F11:  return 11;
-  case PPC::R12:  case PPC::F12:  return 12; 
-  case PPC::R13:  case PPC::F13:  return 13; 
-  case PPC::R14:  case PPC::F14:  return 14;
-  case PPC::R15:  case PPC::F15:  return 15; 
-  case PPC::R16:  case PPC::F16:  return 16; 
-  case PPC::R17:  case PPC::F17:  return 17;
-  case PPC::R18:  case PPC::F18:  return 18; 
-  case PPC::R19:  case PPC::F19:  return 19; 
-  case PPC::R20:  case PPC::F20:  return 20;
-  case PPC::R21:  case PPC::F21:  return 21;
-  case PPC::R22:  case PPC::F22:  return 22; 
-  case PPC::R23:  case PPC::F23:  return 23; 
-  case PPC::R24:  case PPC::F24:  return 24;
-  case PPC::R25:  case PPC::F25:  return 25; 
-  case PPC::R26:  case PPC::F26:  return 26; 
-  case PPC::R27:  case PPC::F27:  return 27;
-  case PPC::R28:  case PPC::F28:  return 28; 
-  case PPC::R29:  case PPC::F29:  return 29; 
-  case PPC::R30:  case PPC::F30:  return 30;
-  case PPC::R31:  case PPC::F31:  return 31;
-  default:
-    std::cerr << "Unhandled reg in enumRegToRealReg!\n";
-    abort();
-  }
-}
-
-int64_t PPC32CodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, 
-                                            MachineOperand &MO) {
-  int64_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
-                  // or things that get fixed up later by the JIT.
+  intptr_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
+                   // or things that get fixed up later by the JIT.
   if (MO.isRegister()) {
-    rv = enumRegToMachineReg(MO.getReg());
+    rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
+
+    // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
+    // register, not the register number directly.
+    if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
+        (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
+      rv = 0x80 >> rv;
+    }
   } else if (MO.isImmediate()) {
     rv = MO.getImmedValue();
-  } else if (MO.isGlobalAddress()) {
-    GlobalValue *GV = MO.getGlobal();
-    rv = MCE.getGlobalValueAddress(GV);
-    if (rv == 0) {
-      if (Function *F = dyn_cast<Function>(GV)) {
-        if (F->isExternal())
-          rv = getAddressOfExternalFunction(F);
-        else {
-          // Function has not yet been code generated!  Use lazy resolution.
-          getResolver(MCE).addFunctionReference(MCE.getCurrentPCValue(), F);
-          rv = getResolver(MCE).getLazyResolver(F);
-        }
-      } else if (GlobalVariable *GVar = dyn_cast<GlobalVariable>(GV)) {
-        if (GVar->isExternal()) {
-          rv = MCE.getGlobalValueAddress(MO.getSymbolName());
-          if (!rv) {
-            std::cerr << "PPC32CodeEmitter: External global addr not found: " 
-                      << *GVar;
-            abort();
-          }
-        } else {
-          std::cerr << "PPC32CodeEmitter: global addr not found: " << *GVar;
-          abort();
-        }
+  } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol()) {
+    unsigned Reloc = 0;
+    if (MI.getOpcode() == PPC::BL)
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
+    else {
+      switch (MI.getOpcode()) {
+      default: DEBUG(MI.dump()); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
+      case PPC::LIS:
+      case PPC::LIS8:
+      case PPC::ADDIS8:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
+        break;
+      case PPC::LI:
+      case PPC::LI8:
+      case PPC::LA:
+      // Loads.
+      case PPC::LBZ:
+      case PPC::LHA:
+      case PPC::LHZ:
+      case PPC::LWZ:
+      case PPC::LFS:
+      case PPC::LFD:
+      case PPC::LWZ8:
+      
+      // Stores.
+      case PPC::STB:
+      case PPC::STH:
+      case PPC::STW:
+      case PPC::STFS:
+      case PPC::STFD:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
+        break;
+
+      case PPC::LWA:
+      case PPC::LD:
+      case PPC::STD:
+      case PPC::STD_32:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
+        break;
       }
     }
-    if (MO.isPCRelative()) { // Global variable reference
-      rv = (rv - MCE.getCurrentPCValue()) >> 2;
-    }
+    if (MO.isGlobalAddress())
+      MCE.addRelocation(MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getGlobal(), 0));
+    else
+      MCE.addRelocation(MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getSymbolName(), 0));
   } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
-    const BasicBlock *BB = MO.getMachineBasicBlock()->getBasicBlock();
     unsigned* CurrPC = (unsigned*)(intptr_t)MCE.getCurrentPCValue();
-    BBRefs.push_back(std::make_pair(BB, std::make_pair(CurrPC, &MI)));
-  } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
-    unsigned index = MO.getConstantPoolIndex();
-    rv = MCE.getConstantPoolEntryAddress(index);
-  } else if (MO.isFrameIndex()) {
-    std::cerr << "PPC32CodeEmitter: error: Frame index unhandled!\n";
-    abort();
-  } else {
-    std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
-    abort();
-  }
+    BBRefs.push_back(std::make_pair(MO.getMachineBasicBlock(), CurrPC));
+  } else if (MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
+    if (MO.isConstantPoolIndex())
+      rv = MCE.getConstantPoolEntryAddress(MO.getConstantPoolIndex());
+    else
+      rv = MCE.getJumpTableEntryAddress(MO.getJumpTableIndex());
 
-  // Special treatment for global symbols: constants and vars
-  if (MO.isConstantPoolIndex() || MO.isGlobalAddress()) {
     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
-    int64_t MBBLoc = BBLocations[MI.getParent()->getBasicBlock()];
-    if (Opcode == PPC::LOADHiAddr) {
-      // LoadHiAddr wants hi16(addr - mbb)
-      rv = (rv - MBBLoc) >> 16;
-    } else if (Opcode == PPC::LWZ || Opcode == PPC::LA ||
+    if (Opcode == PPC::LIS || Opcode == PPC::LIS8 ||
+        Opcode == PPC::ADDIS || Opcode == PPC::ADDIS8) {
+      // lis wants hi16(addr)
+      if ((short)rv < 0) rv += 1 << 16;
+      rv >>= 16;
+    } else if (Opcode == PPC::LWZ || Opcode == PPC::LWZ8 ||
+               Opcode == PPC::LA ||
+               Opcode == PPC::LI  || Opcode == PPC::LI8 ||
                Opcode == PPC::LFS || Opcode == PPC::LFD) {
-      // These load opcodes want lo16(addr - mbb)
-      rv = (rv - MBBLoc) & 0xffff;
+      // These load opcodes want lo16(addr)
+      rv &= 0xffff;
+    } else {
+      MI.dump();
+      assert(0 && "Unknown constant pool or jump table using instruction!");
     }
+  } else {
+    std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
+    abort();
   }
 
   return rv;
 }
 
-void PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction (void *Old, void *New) {
-  std::cerr << "PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction not implemented\n";
-  abort();
-}
-
-#include "PPC32GenCodeEmitter.inc"
+#include "PPCGenCodeEmitter.inc"