lib/Target/PowerPC/PPCCodeEmitter.cpp

   1 //===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -------*- C++ -*-=//
   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 defines the PowerPC 32-bit CodeEmitter and associated machinery to
  11 // JIT-compile bitcode to native PowerPC.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "PPCTargetMachine.h"
  16 #include "PPCRelocations.h"
  17 #include "PPC.h"
  18 #include "llvm/Module.h"
  19 #include "llvm/PassManager.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  29 using namespace llvm;
  30
  31 namespace {
  32   class PPCCodeEmitter {
  33     TargetMachine &TM;
  34     MachineCodeEmitter &MCE;
  35   public:
  36     PPCCodeEmitter(TargetMachine &tm, MachineCodeEmitter &mce):
  37         TM(tm), MCE(mce) {}
  38
  39     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
  40     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
  41     /// machine instructions.
  42
  43     unsigned getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI);
  44
  45     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
  46
  47     unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
  48                                const MachineOperand &MO);
  49
  50     /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
  51     /// its address in the function into this pointer.
  52
  53     void *MovePCtoLROffset;
  54   };
  55
  56   template <class CodeEmitter>
  57   class VISIBILITY_HIDDEN Emitter : public MachineFunctionPass,
  58       public PPCCodeEmitter
  59   {
  60     TargetMachine &TM;
  61     CodeEmitter &MCE;
  62
  63     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  64       AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
  65       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  66     }
  67
  68   public:
  69     static char ID;
  70     Emitter(TargetMachine &tm, CodeEmitter &mce)
  71       : MachineFunctionPass(&ID), PPCCodeEmitter(tm, mce), TM(tm), MCE(mce) {}
  72
  73     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
  74
  75     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
  76     ///
  77     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  78
  79     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
  80     ///
  81     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  82
  83     /// getValueBit - return the particular bit of Val
  84     ///
  85     unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
  86   };
  87
  88   template <class CodeEmitter>
  89     char Emitter<CodeEmitter>::ID = 0;
  90 }
  91
  92 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
  93 /// to the specified MCE object.
  94 FunctionPass *llvm::createPPCCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
  95                                              MachineCodeEmitter &MCE) {
  96   return new Emitter<MachineCodeEmitter>(TM, MCE);
  97 }
  98
  99 FunctionPass *llvm::createPPCJITCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
 100                                                 JITCodeEmitter &JCE) {
 101   return new Emitter<JITCodeEmitter>(TM, JCE);
 102 }
 103
 104 template <class CodeEmitter>
 105 bool Emitter<CodeEmitter>::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 106   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
 107           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
 108          "JIT relocation model must be set to static or default!");
 109
 110   MCE.setModuleInfo(&getAnalysis<MachineModuleInfo>());
 111   do {
 112     MovePCtoLROffset = 0;
 113     MCE.startFunction(MF);
 114     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
 115       emitBasicBlock(*BB);
 116   } while (MCE.finishFunction(MF));
 117
 118   return false;
 119 }
 120
 121 template <class CodeEmitter>
 122 void Emitter<CodeEmitter>::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 123   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
 124
 125   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
 126     const MachineInstr &MI = *I;
 127     switch (MI.getOpcode()) {
 128     default:
 129       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
 130       break;
 131     case TargetInstrInfo::DBG_LABEL:
 132     case TargetInstrInfo::EH_LABEL:
 133       MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getImm());
 134       break;
 135     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
 136       break; // pseudo opcode, no side effects
 137     case PPC::MovePCtoLR:
 138     case PPC::MovePCtoLR8:
 139       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 140       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 141       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 142       break;
 143     }
 144   }
 145 }
 146
 147 unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
 148                                            const MachineOperand &MO) {
 149
 150   unsigned rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
 151                    // or things that get fixed up later by the JIT.
 152   if (MO.isReg()) {
 153     rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
 154
 155     // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
 156     // register, not the register number directly.
 157     if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 158         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
 159       rv = 0x80 >> rv;
 160     }
 161   } else if (MO.isImm()) {
 162     rv = MO.getImm();
 163   } else if (MO.isGlobal() || MO.isSymbol() ||
 164              MO.isCPI() || MO.isJTI()) {
 165     unsigned Reloc = 0;
 166     if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Darwin || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Darwin ||
 167         MI.getOpcode() == PPC::BL_SVR4 || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF ||
 168         MI.getOpcode() == PPC::TAILB || MI.getOpcode() == PPC::TAILB8)
 169       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 170     else {
 171       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 172         assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 173       }
 174       switch (MI.getOpcode()) {
 175       default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
 176       case PPC::LIS:
 177       case PPC::LIS8:
 178       case PPC::ADDIS:
 179       case PPC::ADDIS8:
 180         Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
 181         break;
 182       case PPC::LI:
 183       case PPC::LI8:
 184       case PPC::LA:
 185       // Loads.
 186       case PPC::LBZ:
 187       case PPC::LBZ8:
 188       case PPC::LHA:
 189       case PPC::LHA8:
 190       case PPC::LHZ:
 191       case PPC::LHZ8:
 192       case PPC::LWZ:
 193       case PPC::LWZ8:
 194       case PPC::LFS:
 195       case PPC::LFD:
 196
 197       // Stores.
 198       case PPC::STB:
 199       case PPC::STB8:
 200       case PPC::STH:
 201       case PPC::STH8:
 202       case PPC::STW:
 203       case PPC::STW8:
 204       case PPC::STFS:
 205       case PPC::STFD:
 206         Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
 207         break;
 208
 209       case PPC::LWA:
 210       case PPC::LD:
 211       case PPC::STD:
 212       case PPC::STD_32:
 213         Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
 214         break;
 215       }
 216     }
 217
 218     MachineRelocation R;
 219     if (MO.isGlobal()) {
 220       R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
 221                                    MO.getGlobal(), 0,
 222                                    isa<Function>(MO.getGlobal()));
 223     } else if (MO.isSymbol()) {
 224       R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 225                                        Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
 226     } else if (MO.isCPI()) {
 227       R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 228                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 229     } else {
 230       assert(MO.isJTI());
 231       R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 232                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 233     }
 234
 235     // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 236     // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 237     // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 238     // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 239     // always implicitly pc relative.
 240     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
 241       assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 242       R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
 243     }
 244     MCE.addRelocation(R);
 245
 246   } else if (MO.isMBB()) {
 247     unsigned Reloc = 0;
 248     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 249     if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Darwin ||
 250         Opcode == PPC::BLA_Darwin|| Opcode == PPC::BL_SVR4 ||
 251         Opcode == PPC::BLA_SVR4)
 252       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 253     else // BCC instruction
 254       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
 255     MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 256                                                Reloc, MO.getMBB()));
 257   } else {
 258     cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
 259     abort();
 260   }
 261
 262   return rv;
 263 }
 264
 265 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"
 266