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/MachineFunctionPass.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  28 using namespace llvm;
  29
  30 namespace {
  31   class VISIBILITY_HIDDEN PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
  32     TargetMachine &TM;
  33     MachineCodeEmitter &MCE;
  34
  35     /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
  36     /// its address in the function into this pointer.
  37     void *MovePCtoLROffset;
  38
  39     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
  40     ///
  41     int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
  42
  43     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  44       AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
  45       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  46     }
  47
  48   public:
  49     static char ID;
  50     PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
  51       : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID), TM(T), MCE(M) {}
  52
  53     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
  54
  55     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
  56     ///
  57     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  58
  59     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
  60     ///
  61     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  62
  63     /// getValueBit - return the particular bit of Val
  64     ///
  65     unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
  66
  67     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
  68     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
  69     /// machine instructions.
  70     ///
  71     unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
  72   };
  73   char PPCCodeEmitter::ID = 0;
  74 }
  75
  76 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
  77 /// to the specified MCE object.
  78 FunctionPass *llvm::createPPCCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
  79                                              MachineCodeEmitter &MCE) {
  80   return new PPCCodeEmitter(TM, MCE);
  81 }
  82
  83 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  84   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
  85           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
  86          "JIT relocation model must be set to static or default!");
  87
  88   MCE.setModuleInfo(&getAnalysis<MachineModuleInfo>());
  89   do {
  90     MovePCtoLROffset = 0;
  91     MCE.startFunction(MF);
  92     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
  93       emitBasicBlock(*BB);
  94   } while (MCE.finishFunction(MF));
  95
  96   return false;
  97 }
  98
  99 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 100   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
 101
 102   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
 103     MachineInstr &MI = *I;
 104     switch (MI.getOpcode()) {
 105     default:
 106       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
 107       break;
 108     case TargetInstrInfo::LABEL:
 109       MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getImm());
 110       break;
 111     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
 112       break; // pseudo opcode, no side effects
 113     case PPC::MovePCtoLR:
 114     case PPC::MovePCtoLR8:
 115       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 116       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 117       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 118       break;
 119     }
 120   }
 121 }
 122
 123 int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
 124
 125   intptr_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
 126                    // or things that get fixed up later by the JIT.
 127   if (MO.isRegister()) {
 128     rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
 129
 130     // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
 131     // register, not the register number directly.
 132     if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 133         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
 134       rv = 0x80 >> rv;
 135     }
 136   } else if (MO.isImmediate()) {
 137     rv = MO.getImm();
 138   } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol() ||
 139              MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
 140     unsigned Reloc = 0;
 141     if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Macho || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Macho ||
 142         MI.getOpcode() == PPC::BL_ELF || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF ||
 143         MI.getOpcode() == PPC::TAILB || MI.getOpcode() == PPC::TAILB8)
 144       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 145     else {
 146       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 147         assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 148       }
 149       switch (MI.getOpcode()) {
 150       default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
 151       case PPC::LIS:
 152       case PPC::LIS8:
 153       case PPC::ADDIS:
 154       case PPC::ADDIS8:
 155         Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
 156         break;
 157       case PPC::LI:
 158       case PPC::LI8:
 159       case PPC::LA:
 160       // Loads.
 161       case PPC::LBZ:
 162       case PPC::LBZ8:
 163       case PPC::LHA:
 164       case PPC::LHA8:
 165       case PPC::LHZ:
 166       case PPC::LHZ8:
 167       case PPC::LWZ:
 168       case PPC::LWZ8:
 169       case PPC::LFS:
 170       case PPC::LFD:
 171
 172       // Stores.
 173       case PPC::STB:
 174       case PPC::STB8:
 175       case PPC::STH:
 176       case PPC::STH8:
 177       case PPC::STW:
 178       case PPC::STW8:
 179       case PPC::STFS:
 180       case PPC::STFD:
 181         Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
 182         break;
 183
 184       case PPC::LWA:
 185       case PPC::LD:
 186       case PPC::STD:
 187       case PPC::STD_32:
 188         Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
 189         break;
 190       }
 191     }
 192
 193     MachineRelocation R;
 194     if (MO.isGlobalAddress()) {
 195       R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
 196                                    MO.getGlobal(), 0,
 197                                    isa<Function>(MO.getGlobal()));
 198     } else if (MO.isExternalSymbol()) {
 199       R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 200                                        Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
 201     } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
 202       R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 203                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 204     } else {
 205       assert(MO.isJumpTableIndex());
 206       R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 207                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 208     }
 209
 210     // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 211     // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 212     // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 213     // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 214     // always implicitly pc relative.
 215     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
 216       assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 217       R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
 218     }
 219     MCE.addRelocation(R);
 220
 221   } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
 222     unsigned Reloc = 0;
 223     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 224     if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Macho ||
 225         Opcode == PPC::BLA_Macho || Opcode == PPC::BL_ELF ||
 226         Opcode == PPC::BLA_ELF)
 227       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 228     else // BCC instruction
 229       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
 230     MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 231                                                Reloc, MO.getMBB()));
 232   } else {
 233     cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
 234     abort();
 235   }
 236
 237   return rv;
 238 }
 239
 240 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"
 241