lib/Target/PowerPC/PPCCodeEmitter.cpp

   1 //===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -------*- C++ -*-=//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source 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 bytecode 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/Passes.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 namespace {
  30   class VISIBILITY_HIDDEN PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
  31     TargetMachine &TM;
  32     MachineCodeEmitter &MCE;
  33
  34     /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
  35     /// its address in the function into this pointer.
  36     void *MovePCtoLROffset;
  37
  38     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
  39     ///
  40     int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
  41
  42   public:
  43     PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
  44       : TM(T), MCE(M) {}
  45
  46     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
  47
  48     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
  49     ///
  50     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  51
  52     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
  53     ///
  54     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  55
  56     /// getValueBit - return the particular bit of Val
  57     ///
  58     unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
  59
  60     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
  61     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
  62     /// machine instructions.
  63     ///
  64     unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
  65   };
  66 }
  67
  68 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
  69 /// to the specified MCE object.
  70 FunctionPass *llvm::createPPCCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
  71                                              MachineCodeEmitter &MCE) {
  72   return new PPCCodeEmitter(TM, MCE);
  73 }
  74
  75 #ifdef __APPLE__
  76 extern "C" void sys_icache_invalidate(const void *Addr, size_t len);
  77 #endif
  78
  79 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  80   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
  81           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
  82          "JIT relocation model must be set to static or default!");
  83   do {
  84     MovePCtoLROffset = 0;
  85     MCE.startFunction(MF);
  86     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
  87       emitBasicBlock(*BB);
  88   } while (MCE.finishFunction(MF));
  89
  90   return false;
  91 }
  92
  93 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
  94   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
  95
  96   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
  97     MachineInstr &MI = *I;
  98     switch (MI.getOpcode()) {
  99     default:
 100       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
 101       break;
 102     case PPC::IMPLICIT_DEF_GPRC:
 103     case PPC::IMPLICIT_DEF_G8RC:
 104     case PPC::IMPLICIT_DEF_F8:
 105     case PPC::IMPLICIT_DEF_F4:
 106     case PPC::IMPLICIT_DEF_VRRC:
 107       break; // pseudo opcode, no side effects
 108     case PPC::MovePCtoLR:
 109     case PPC::MovePCtoLR8:
 110       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 111       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 112       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 113       break;
 114     }
 115   }
 116 }
 117
 118 int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
 119
 120   intptr_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
 121                    // or things that get fixed up later by the JIT.
 122   if (MO.isRegister()) {
 123     rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
 124
 125     // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
 126     // register, not the register number directly.
 127     if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 128         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
 129       rv = 0x80 >> rv;
 130     }
 131   } else if (MO.isImmediate()) {
 132     rv = MO.getImmedValue();
 133   } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol() ||
 134              MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
 135     unsigned Reloc = 0;
 136     if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Macho || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Macho ||
 137         MI.getOpcode() == PPC::BL_ELF || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF)
 138       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 139     else {
 140       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 141         assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 142       }
 143       switch (MI.getOpcode()) {
 144       default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
 145       case PPC::LIS:
 146       case PPC::LIS8:
 147       case PPC::ADDIS:
 148       case PPC::ADDIS8:
 149         Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
 150         break;
 151       case PPC::LI:
 152       case PPC::LI8:
 153       case PPC::LA:
 154       // Loads.
 155       case PPC::LBZ:
 156       case PPC::LBZ8:
 157       case PPC::LHA:
 158       case PPC::LHA8:
 159       case PPC::LHZ:
 160       case PPC::LHZ8:
 161       case PPC::LWZ:
 162       case PPC::LWZ8:
 163       case PPC::LFS:
 164       case PPC::LFD:
 165
 166       // Stores.
 167       case PPC::STB:
 168       case PPC::STB8:
 169       case PPC::STH:
 170       case PPC::STH8:
 171       case PPC::STW:
 172       case PPC::STW8:
 173       case PPC::STFS:
 174       case PPC::STFD:
 175         Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
 176         break;
 177
 178       case PPC::LWA:
 179       case PPC::LD:
 180       case PPC::STD:
 181       case PPC::STD_32:
 182         Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
 183         break;
 184       }
 185     }
 186
 187     MachineRelocation R;
 188     if (MO.isGlobalAddress()) {
 189       R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
 190                                    MO.getGlobal(), 0);
 191     } else if (MO.isExternalSymbol()) {
 192       R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 193                                        Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
 194     } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
 195       R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 196                                           Reloc, MO.getConstantPoolIndex(), 0);
 197     } else {
 198       assert(MO.isJumpTableIndex());
 199       R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 200                                           Reloc, MO.getJumpTableIndex(), 0);
 201     }
 202
 203     // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 204     // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 205     // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 206     // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 207     // always implicitly pc relative.
 208     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
 209       assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 210       R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
 211     }
 212     MCE.addRelocation(R);
 213
 214   } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
 215     unsigned Reloc = 0;
 216     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 217     if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Macho ||
 218         Opcode == PPC::BLA_Macho || Opcode == PPC::BL_ELF ||
 219         Opcode == PPC::BLA_ELF)
 220       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 221     else // BCC instruction
 222       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
 223     MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 224                                                Reloc,
 225                                                MO.getMachineBasicBlock()));
 226   } else {
 227     cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
 228     abort();
 229   }
 230
 231   return rv;
 232 }
 233
 234 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"
 235