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