lib/Target/Mips/MCTargetDesc/MipsMCCodeEmitter.cpp

   1 //===-- MipsMCCodeEmitter.cpp - Convert Mips Code to Machine Code ---------===//
   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 MipsMCCodeEmitter class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13 //
  14 #define DEBUG_TYPE "mccodeemitter"
  15 #include "MCTargetDesc/MipsBaseInfo.h"
  16 #include "MCTargetDesc/MipsDirectObjLower.h"
  17 #include "MCTargetDesc/MipsFixupKinds.h"
  18 #include "MCTargetDesc/MipsMCTargetDesc.h"
  19 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
  20 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  21 #include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
  22 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  23 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  24 #include "llvm/MC/MCInst.h"
  25 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
  27 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 namespace {
  33 class MipsMCCodeEmitter : public MCCodeEmitter {
  34   MipsMCCodeEmitter(const MipsMCCodeEmitter &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  35   void operator=(const MipsMCCodeEmitter &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
  36   const MCInstrInfo &MCII;
  37   MCContext &Ctx;
  38   bool IsLittleEndian;
  39
  40 public:
  41   MipsMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &mcii, MCContext &Ctx_,
  42                     const MCSubtargetInfo &sti, bool IsLittle) :
  43     MCII(mcii), Ctx(Ctx_), IsLittleEndian(IsLittle) {}
  44
  45   ~MipsMCCodeEmitter() {}
  46
  47   void EmitByte(unsigned char C, raw_ostream &OS) const {
  48     OS << (char)C;
  49   }
  50
  51   void EmitInstruction(uint64_t Val, unsigned Size, raw_ostream &OS) const {
  52     // Output the instruction encoding in little endian byte order.
  53     for (unsigned i = 0; i < Size; ++i) {
  54       unsigned Shift = IsLittleEndian ? i * 8 : (Size - 1 - i) * 8;
  55       EmitByte((Val >> Shift) & 0xff, OS);
  56     }
  57   }
  58
  59   void EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
  60                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  61
  62   // getBinaryCodeForInstr - TableGen'erated function for getting the
  63   // binary encoding for an instruction.
  64   uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MCInst &MI,
  65                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  66
  67   // getBranchJumpOpValue - Return binary encoding of the jump
  68   // target operand. If the machine operand requires relocation,
  69   // record the relocation and return zero.
  70    unsigned getJumpTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
  71                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  72
  73    // getBranchTargetOpValue - Return binary encoding of the branch
  74    // target operand. If the machine operand requires relocation,
  75    // record the relocation and return zero.
  76   unsigned getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
  77                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  78
  79    // getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machin
  80    // operand requires relocation, record the relocation and return zero.
  81   unsigned getMachineOpValue(const MCInst &MI,const MCOperand &MO,
  82                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  83
  84   unsigned getMemEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
  85                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  86   unsigned getSizeExtEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
  87                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  88   unsigned getSizeInsEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
  89                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
  90
  91 }; // class MipsMCCodeEmitter
  92 }  // namespace
  93
  94 MCCodeEmitter *llvm::createMipsMCCodeEmitterEB(const MCInstrInfo &MCII,
  95                                                const MCRegisterInfo &MRI,
  96                                                const MCSubtargetInfo &STI,
  97                                                MCContext &Ctx)
  98 {
  99   return new MipsMCCodeEmitter(MCII, Ctx, STI, false);
 100 }
 101
 102 MCCodeEmitter *llvm::createMipsMCCodeEmitterEL(const MCInstrInfo &MCII,
 103                                                const MCRegisterInfo &MRI,
 104                                                const MCSubtargetInfo &STI,
 105                                                MCContext &Ctx)
 106 {
 107   return new MipsMCCodeEmitter(MCII, Ctx, STI, true);
 108 }
 109
 110 /// EncodeInstruction - Emit the instruction.
 111 /// Size the instruction (currently only 4 bytes
 112 void MipsMCCodeEmitter::
 113 EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
 114                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const
 115 {
 116
 117   // Non-pseudo instructions that get changed for direct object
 118   // only based on operand values.
 119   // If this list of instructions get much longer we will move
 120   // the check to a function call. Until then, this is more efficient.
 121   MCInst TmpInst = MI;
 122   switch (MI.getOpcode()) {
 123   // If shift amount is >= 32 it the inst needs to be lowered further
 124   case Mips::DSLL:
 125   case Mips::DSRL:
 126   case Mips::DSRA:
 127     Mips::LowerLargeShift(TmpInst);
 128     break;
 129     // Double extract instruction is chosen by pos and size operands
 130   case Mips::DEXT:
 131   case Mips::DINS:
 132     Mips::LowerDextDins(TmpInst);
 133   }
 134
 135   uint32_t Binary = getBinaryCodeForInstr(TmpInst, Fixups);
 136
 137   // Check for unimplemented opcodes.
 138   // Unfortunately in MIPS both NOP and SLL will come in with Binary == 0
 139   // so we have to special check for them.
 140   unsigned Opcode = TmpInst.getOpcode();
 141   if ((Opcode != Mips::NOP) && (Opcode != Mips::SLL) && !Binary)
 142     llvm_unreachable("unimplemented opcode in EncodeInstruction()");
 143
 144   const MCInstrDesc &Desc = MCII.get(TmpInst.getOpcode());
 145
 146   // Get byte count of instruction
 147   unsigned Size = Desc.getSize();
 148   if (!Size)
 149     llvm_unreachable("Desc.getSize() returns 0");
 150
 151   EmitInstruction(Binary, Size, OS);
 152 }
 153
 154 /// getBranchTargetOpValue - Return binary encoding of the branch
 155 /// target operand. If the machine operand requires relocation,
 156 /// record the relocation and return zero.
 157 unsigned MipsMCCodeEmitter::
 158 getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
 159                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 160
 161   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 162
 163   // If the destination is an immediate, we have nothing to do.
 164   if (MO.isImm()) return MO.getImm();
 165   assert(MO.isExpr() &&
 166          "getBranchTargetOpValue expects only expressions or immediates");
 167
 168   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 169   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr,
 170                                    MCFixupKind(Mips::fixup_Mips_PC16)));
 171   return 0;
 172 }
 173
 174 /// getJumpTargetOpValue - Return binary encoding of the jump
 175 /// target operand. If the machine operand requires relocation,
 176 /// record the relocation and return zero.
 177 unsigned MipsMCCodeEmitter::
 178 getJumpTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
 179                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 180
 181   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 182   // If the destination is an immediate, we have nothing to do.
 183   if (MO.isImm()) return MO.getImm();
 184   assert(MO.isExpr() &&
 185          "getJumpTargetOpValue expects only expressions or an immediate");
 186
 187   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 188   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr,
 189                                    MCFixupKind(Mips::fixup_Mips_26)));
 190   return 0;
 191 }
 192
 193 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
 194 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
 195 unsigned MipsMCCodeEmitter::
 196 getMachineOpValue(const MCInst &MI, const MCOperand &MO,
 197                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 198   if (MO.isReg()) {
 199     unsigned Reg = MO.getReg();
 200     unsigned RegNo = Ctx.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg);
 201     return RegNo;
 202   } else if (MO.isImm()) {
 203     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
 204   } else if (MO.isFPImm()) {
 205     return static_cast<unsigned>(APFloat(MO.getFPImm())
 206         .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
 207   }
 208
 209   // MO must be an Expr.
 210   assert(MO.isExpr());
 211
 212   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 213   MCExpr::ExprKind Kind = Expr->getKind();
 214
 215   if (Kind == MCExpr::Binary) {
 216     Expr = static_cast<const MCBinaryExpr*>(Expr)->getLHS();
 217     Kind = Expr->getKind();
 218   }
 219
 220   assert (Kind == MCExpr::SymbolRef);
 221
 222   Mips::Fixups FixupKind = Mips::Fixups(0);
 223
 224   switch(cast<MCSymbolRefExpr>(Expr)->getKind()) {
 225   default: llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 226     break;
 227   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GPOFF_HI :
 228     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GPOFF_HI;
 229     break;
 230   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GPOFF_LO :
 231     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GPOFF_LO;
 232     break;
 233   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_PAGE :
 234     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_PAGE;
 235     break;
 236   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_OFST :
 237     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_OFST;
 238     break;
 239   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_DISP :
 240     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_DISP;
 241     break;
 242   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GPREL:
 243     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GPREL16;
 244     break;
 245   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_CALL:
 246     FixupKind = Mips::fixup_Mips_CALL16;
 247     break;
 248   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT16:
 249     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_Global;
 250     break;
 251   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT:
 252     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_Local;
 253     break;
 254   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_ABS_HI:
 255     FixupKind = Mips::fixup_Mips_HI16;
 256     break;
 257   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_ABS_LO:
 258     FixupKind = Mips::fixup_Mips_LO16;
 259     break;
 260   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_TLSGD:
 261     FixupKind = Mips::fixup_Mips_TLSGD;
 262     break;
 263   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_TLSLDM:
 264     FixupKind = Mips::fixup_Mips_TLSLDM;
 265     break;
 266   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_DTPREL_HI:
 267     FixupKind = Mips::fixup_Mips_DTPREL_HI;
 268     break;
 269   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_DTPREL_LO:
 270     FixupKind = Mips::fixup_Mips_DTPREL_LO;
 271     break;
 272   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOTTPREL:
 273     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOTTPREL;
 274     break;
 275   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_TPREL_HI:
 276     FixupKind = Mips::fixup_Mips_TPREL_HI;
 277     break;
 278   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_TPREL_LO:
 279     FixupKind = Mips::fixup_Mips_TPREL_LO;
 280     break;
 281   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_HIGHER:
 282     FixupKind = Mips::fixup_Mips_HIGHER;
 283     break;
 284   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_HIGHEST:
 285     FixupKind = Mips::fixup_Mips_HIGHEST;
 286     break;
 287   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_HI16:
 288     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_HI16;
 289     break;
 290   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_GOT_LO16:
 291     FixupKind = Mips::fixup_Mips_GOT_LO16;
 292     break;
 293   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_CALL_HI16:
 294     FixupKind = Mips::fixup_Mips_CALL_HI16;
 295     break;
 296   case MCSymbolRefExpr::VK_Mips_CALL_LO16:
 297     FixupKind = Mips::fixup_Mips_CALL_LO16;
 298     break;
 299   } // switch
 300
 301   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, MO.getExpr(), MCFixupKind(FixupKind)));
 302
 303   // All of the information is in the fixup.
 304   return 0;
 305 }
 306
 307 /// getMemEncoding - Return binary encoding of memory related operand.
 308 /// If the offset operand requires relocation, record the relocation.
 309 unsigned
 310 MipsMCCodeEmitter::getMemEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
 311                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 312   // Base register is encoded in bits 20-16, offset is encoded in bits 15-0.
 313   assert(MI.getOperand(OpNo).isReg());
 314   unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo),Fixups) << 16;
 315   unsigned OffBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1), Fixups);
 316
 317   return (OffBits & 0xFFFF) | RegBits;
 318 }
 319
 320 unsigned
 321 MipsMCCodeEmitter::getSizeExtEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
 322                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 323   assert(MI.getOperand(OpNo).isImm());
 324   unsigned SizeEncoding = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo), Fixups);
 325   return SizeEncoding - 1;
 326 }
 327
 328 // FIXME: should be called getMSBEncoding
 329 //
 330 unsigned
 331 MipsMCCodeEmitter::getSizeInsEncoding(const MCInst &MI, unsigned OpNo,
 332                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 333   assert(MI.getOperand(OpNo-1).isImm());
 334   assert(MI.getOperand(OpNo).isImm());
 335   unsigned Position = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo-1), Fixups);
 336   unsigned Size = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo), Fixups);
 337
 338   return Position + Size - 1;
 339 }
 340
 341 #include "MipsGenMCCodeEmitter.inc"
 342