For now, don't split live intervals around x87 stack register barriers. FpGET_ST0_80...
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCCodeEmitter.cpp
index 51ed6d41e11c74f483358677845669ef17951a43..f80442ffc67114b64f3095d74f11a610cf97ece3 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 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.
+// JIT-compile bitcode 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/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-
-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();
-}
+#include "llvm/Support/Debug.h"                   
+#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+using namespace llvm;
 
 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;
-
+    /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
+    /// its address in the function into this pointer.
+    void *MovePCtoLROffset;
+    
     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
     ///
-    int64_t getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
-
-    unsigned getAddressOfExternalFunction(Function *F);
+    unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI, const MachineOperand &MO);
+    
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
   public:
-    PPC32CodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M) 
-      : TM(T), MCE(M) {}
+    static char ID;
+    PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
+      : MachineFunctionPass(&ID), TM(T), MCE(M) {}
 
     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
 
@@ -129,10 +60,6 @@ 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; }
@@ -141,205 +68,176 @@ namespace {
     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
     /// machine instructions.
     ///
-    unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
+    unsigned getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI);
   };
+  char PPCCodeEmitter::ID = 0;
 }
 
-/// addPassesToEmitMachineCode - Add passes to the specified pass manager to get
-/// machine code emitted.  This uses a MachineCodeEmitter object to handle
-/// actually outputting the machine code and resolving things like the address
-/// 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;
-
-  // Machine code emitter pass for PowerPC
-  PM.add(new PPC32CodeEmitter(*this, MCE)); 
-  // Delete machine code for this function after emitting it
-  PM.add(createMachineCodeDeleter());
-  return false;
+/// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
+/// to the specified MCE object.
+FunctionPass *llvm::createPPCCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
+                                             MachineCodeEmitter &MCE) {
+  return new PPCCodeEmitter(TM, MCE);
 }
 
-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!");
 
-  // 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;
-      }
-    }
-  }
-  BBRefs.clear();
-  BBLocations.clear();
+  MCE.setModuleInfo(&getAnalysis<MachineModuleInfo>());
+  do {
+    MovePCtoLROffset = 0;
+    MCE.startFunction(MF);
+    for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
+      emitBasicBlock(*BB);
+  } while (MCE.finishFunction(MF));
 
   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;
-
-    emitWord(getBinaryCodeForInstr(*I));
+    const MachineInstr &MI = *I;
+    switch (MI.getOpcode()) {
+    default:
+      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
+      break;
+    case TargetInstrInfo::DBG_LABEL:
+    case TargetInstrInfo::EH_LABEL:
+      MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getImm());
+      break;
+    case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
+      break; // pseudo opcode, no side effects
+    case PPC::MovePCtoLR:
+    case PPC::MovePCtoLR8:
+      assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
+      MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
+      MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
+      break;
+    }
   }
 }
 
-unsigned PPC32CodeEmitter::getAddressOfExternalFunction(Function *F) {
-  static std::map<Function*, unsigned> ExternalFn2Addr;
-  std::map<Function*, unsigned>::iterator Addr = ExternalFn2Addr.find(F);
+unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                                           const MachineOperand &MO) {
 
-  if (Addr == ExternalFn2Addr.end())
-    ExternalFn2Addr[F] = MCE.forceCompilationOf(F);
-  return ExternalFn2Addr[F];
-}
+  unsigned rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
+                   // or things that get fixed up later by the JIT.
+  if (MO.isReg()) {
+    rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
 
-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();
-  }
-}
+    // 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.isImm()) {
+    rv = MO.getImm();
+  } else if (MO.isGlobal() || MO.isSymbol() ||
+             MO.isCPI() || MO.isJTI()) {
+    unsigned Reloc = 0;
+    if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Macho || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Macho ||
+        MI.getOpcode() == PPC::BL_ELF || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF ||
+        MI.getOpcode() == PPC::TAILB || MI.getOpcode() == PPC::TAILB8)
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
+    else {
+      if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
+        assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
+      }
+      switch (MI.getOpcode()) {
+      default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
+      case PPC::LIS:
+      case PPC::LIS8:
+      case PPC::ADDIS:
+      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::LBZ8:
+      case PPC::LHA:
+      case PPC::LHA8:
+      case PPC::LHZ:
+      case PPC::LHZ8:
+      case PPC::LWZ:
+      case PPC::LWZ8:
+      case PPC::LFS:
+      case PPC::LFD:
+      
+      // Stores.
+      case PPC::STB:
+      case PPC::STB8:
+      case PPC::STH:
+      case PPC::STH8:
+      case PPC::STW:
+      case PPC::STW8:
+      case PPC::STFS:
+      case PPC::STFD:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
+        break;
 
-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.
-  if (MO.isRegister()) {
-    rv = enumRegToMachineReg(MO.getReg());
-  } else if (MO.isImmediate()) {
-    rv = MO.getImmedValue();
-  } else if (MO.isGlobalAddress()) {
-    GlobalValue *GV = MO.getGlobal();
-    intptr_t Addr = (intptr_t)MCE.getGlobalValueAddress(GV);
-    if (Addr == 0) {
-      if (Function *F = dyn_cast<Function>(GV)) {
-        if (F->isExternal())
-          rv = getAddressOfExternalFunction(F);
-        else {
-          // Function has not yet been code generated!
-          getResolver(MCE).addFunctionReference(MCE.getCurrentPCValue(), F);
-          // Delayed resolution...
-          return (intptr_t)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();
-        }
+      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 = (Addr - MCE.getCurrentPCValue()) >> 2;
+    
+    MachineRelocation R;
+    if (MO.isGlobal()) {
+      R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
+                                   MO.getGlobal(), 0,
+                                   isa<Function>(MO.getGlobal()));
+    } else if (MO.isSymbol()) {
+      R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                       Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
+    } else if (MO.isCPI()) {
+      R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getIndex(), 0);
+    } else {
+      assert(MO.isJTI());
+      R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getIndex(), 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();
+    
+    // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
+    // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
+    // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
+    // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
+    // always implicitly pc relative.
+    if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
+      assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
+      R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
+    }
+    MCE.addRelocation(R);
+    
+  } else if (MO.isMBB()) {
+    unsigned Reloc = 0;
+    unsigned Opcode = MI.getOpcode();
+    if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Macho ||
+        Opcode == PPC::BLA_Macho || Opcode == PPC::BL_ELF || 
+        Opcode == PPC::BLA_ELF)
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
+    else // BCC instruction
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
+    MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                               Reloc, MO.getMBB()));
   } else {
-    std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
+    cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
     abort();
   }
 
-  // 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 ||
-               Opcode == PPC::LFS || Opcode == PPC::LFD) {
-      // These load opcodes want lo16(addr - mbb)
-      rv = (rv - MBBLoc) & 0xffff;
-    }
-  }
-
   return rv;
 }
 
-
-void *PPC32JITInfo::getJITStubForFunction(Function *F, MachineCodeEmitter &MCE){
-  return (void*)((unsigned long)getResolver(MCE).getLazyResolver(F));
-}
-
-void PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction (void *Old, void *New) {
-  std::cerr << "PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction not implemented\n";
-  abort();
-}
-
-#include "PPC32GenCodeEmitter.inc"
-
-} // end llvm namespace
+#include "PPCGenCodeEmitter.inc"