Change the BasicBlockAddrs map to be a vector, indexed by MBB number.
[oota-llvm.git] / 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/Target/TargetOptions.h"
26 #include <iostream>
27 using namespace llvm;
28
29 namespace {
30   class PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
31     TargetMachine &TM;
32     MachineCodeEmitter &MCE;
33
34     // Tracks which instruction references which BasicBlock
35     std::vector<std::pair<MachineBasicBlock*, unsigned*> > BBRefs;
36     // Tracks where each BasicBlock starts, indexes by BB number.
37     std::vector<uint64_t> BasicBlockAddrs;
38
39     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
40     ///
41     int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
42
43   public:
44     PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
45       : TM(T), MCE(M) {}
46
47     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
48
49     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
50     ///
51     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
52
53     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
54     ///
55     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
56
57     /// getValueBit - return the particular bit of Val
58     ///
59     unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
60
61     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
62     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
63     /// machine instructions.
64     ///
65     unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
66   };
67 }
68
69 /// addPassesToEmitMachineCode - Add passes to the specified pass manager to get
70 /// machine code emitted.  This uses a MachineCodeEmitter object to handle
71 /// actually outputting the machine code and resolving things like the address
72 /// of functions.  This method should returns true if machine code emission is
73 /// not supported.
74 ///
75 bool PPCTargetMachine::addPassesToEmitMachineCode(FunctionPassManager &PM,
76                                                   MachineCodeEmitter &MCE) {
77   // Machine code emitter pass for PowerPC
78   PM.add(new PPCCodeEmitter(*this, MCE));
79   // Delete machine code for this function after emitting it
80   PM.add(createMachineCodeDeleter());
81   return false;
82 }
83
84 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
85   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
86           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
87          "JIT relocation model must be set to static or default!");
88   do {
89     BBRefs.clear();
90     BasicBlockAddrs.clear();
91
92     MCE.startFunction(MF);
93     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
94       emitBasicBlock(*BB);
95     MCE.emitJumpTableInfo(MF.getJumpTableInfo(), BasicBlockAddrs);
96   } while (MCE.finishFunction(MF));
97
98   // Resolve branches to BasicBlocks for the entire function
99   for (unsigned i = 0, e = BBRefs.size(); i != e; ++i) {
100     intptr_t Location = BasicBlockAddrs[BBRefs[i].first->getNumber()];
101     unsigned *Ref = BBRefs[i].second;
102     DEBUG(std::cerr << "Fixup @ " << (void*)Ref << " to " << (void*)Location
103                     << "\n");
104     unsigned Instr = *Ref;
105     intptr_t BranchTargetDisp = (Location - (intptr_t)Ref) >> 2;
106
107     switch (Instr >> 26) {
108     default: assert(0 && "Unknown branch user!");
109     case 18:  // This is B or BL
110       *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 24)-1)) << 2;
111       break;
112     case 16:  // This is BLT,BLE,BEQ,BGE,BGT,BNE, or other bcx instruction
113       *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 14)-1)) << 2;
114       break;
115     }
116   }
117   BBRefs.clear();
118   BasicBlockAddrs.clear();
119
120   return false;
121 }
122
123 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
124   if (BasicBlockAddrs.size() <= (unsigned)MBB.getNumber())
125     BasicBlockAddrs.resize((MBB.getNumber()+1)*2);
126   BasicBlockAddrs[MBB.getNumber()] = MCE.getCurrentPCValue();
127   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
128     MachineInstr &MI = *I;
129     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
130     switch (MI.getOpcode()) {
131     default:
132       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
133       break;
134     case PPC::IMPLICIT_DEF_GPR:
135     case PPC::IMPLICIT_DEF_F8:
136     case PPC::IMPLICIT_DEF_F4:
137     case PPC::IMPLICIT_DEF_VRRC:
138       break; // pseudo opcode, no side effects
139     case PPC::MovePCtoLR:
140       assert(0 && "CodeEmitter does not support MovePCtoLR instruction");
141       break;
142     }
143   }
144 }
145
146 int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
147
148   int rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
149                   // or things that get fixed up later by the JIT.
150   if (MO.isRegister()) {
151     rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
152
153     // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
154     // register, not the register number directly.
155     if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
156         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
157       rv = 0x80 >> rv;
158     }
159   } else if (MO.isImmediate()) {
160     rv = MO.getImmedValue();
161   } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol()) {
162     unsigned Reloc = 0;
163     if (MI.getOpcode() == PPC::BL)
164       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
165     else {
166       switch (MI.getOpcode()) {
167       default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
168       case PPC::LIS:
169         Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
170         break;
171       case PPC::LI:
172       case PPC::LA:
173       case PPC::LBZ:
174       case PPC::LHA:
175       case PPC::LHZ:
176       case PPC::LWZ:
177       case PPC::LFS:
178       case PPC::LFD:
179       case PPC::STB:
180       case PPC::STH:
181       case PPC::STW:
182       case PPC::STFS:
183       case PPC::STFD:
184         Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
185         break;
186       }
187     }
188     if (MO.isGlobalAddress())
189       MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
190                                           Reloc, MO.getGlobal(), 0));
191     else
192       MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
193                                           Reloc, MO.getSymbolName(), 0));
194   } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
195     unsigned* CurrPC = (unsigned*)(intptr_t)MCE.getCurrentPCValue();
196     BBRefs.push_back(std::make_pair(MO.getMachineBasicBlock(), CurrPC));
197   } else if (MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
198     if (MO.isConstantPoolIndex())
199       rv = MCE.getConstantPoolEntryAddress(MO.getConstantPoolIndex());
200     else
201       rv = MCE.getJumpTableEntryAddress(MO.getJumpTableIndex());
202
203     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
204     if (Opcode == PPC::LIS || Opcode == PPC::ADDIS) {
205       // lis wants hi16(addr)
206       if ((short)rv < 0) rv += 1 << 16;
207       rv >>= 16;
208     } else if (Opcode == PPC::LWZ || Opcode == PPC::LA ||
209                Opcode == PPC::LI ||
210                Opcode == PPC::LFS || Opcode == PPC::LFD) {
211       // These load opcodes want lo16(addr)
212       rv &= 0xffff;
213     } else {
214       assert(0 && "Unknown constant pool or jump table using instruction!");
215     }
216   } else {
217     std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
218     abort();
219   }
220
221   return rv;
222 }
223
224 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"
225