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 #ifdef __APPLE__
  84 extern "C" void sys_icache_invalidate(const void *Addr, size_t len);
  85 #endif
  86
  87 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  88   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
  89           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
  90          "JIT relocation model must be set to static or default!");
  91
  92   MCE.setModuleInfo(&getAnalysis<MachineModuleInfo>());
  93   do {
  94     MovePCtoLROffset = 0;
  95     MCE.startFunction(MF);
  96     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
  97       emitBasicBlock(*BB);
  98   } while (MCE.finishFunction(MF));
  99
 100   return false;
 101 }
 102
 103 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 104   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
 105
 106   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
 107     MachineInstr &MI = *I;
 108     switch (MI.getOpcode()) {
 109     default:
 110       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
 111       break;
 112     case TargetInstrInfo::LABEL:
 113       MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getImm());
 114       break;
 115     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
 116       break; // pseudo opcode, no side effects
 117     case PPC::MovePCtoLR:
 118     case PPC::MovePCtoLR8:
 119       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 120       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 121       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 122       break;
 123     }
 124   }
 125 }
 126
 127 int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
 128
 129   intptr_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
 130                    // or things that get fixed up later by the JIT.
 131   if (MO.isRegister()) {
 132     rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
 133
 134     // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
 135     // register, not the register number directly.
 136     if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 137         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
 138       rv = 0x80 >> rv;
 139     }
 140   } else if (MO.isImmediate()) {
 141     rv = MO.getImm();
 142   } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol() ||
 143              MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
 144     unsigned Reloc = 0;
 145     if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Macho || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Macho ||
 146         MI.getOpcode() == PPC::BL_ELF || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF)
 147       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 148     else {
 149       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 150         assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 151       }
 152       switch (MI.getOpcode()) {
 153       default: MI.dump(); assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
 154       case PPC::LIS:
 155       case PPC::LIS8:
 156       case PPC::ADDIS:
 157       case PPC::ADDIS8:
 158         Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
 159         break;
 160       case PPC::LI:
 161       case PPC::LI8:
 162       case PPC::LA:
 163       // Loads.
 164       case PPC::LBZ:
 165       case PPC::LBZ8:
 166       case PPC::LHA:
 167       case PPC::LHA8:
 168       case PPC::LHZ:
 169       case PPC::LHZ8:
 170       case PPC::LWZ:
 171       case PPC::LWZ8:
 172       case PPC::LFS:
 173       case PPC::LFD:
 174
 175       // Stores.
 176       case PPC::STB:
 177       case PPC::STB8:
 178       case PPC::STH:
 179       case PPC::STH8:
 180       case PPC::STW:
 181       case PPC::STW8:
 182       case PPC::STFS:
 183       case PPC::STFD:
 184         Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
 185         break;
 186
 187       case PPC::LWA:
 188       case PPC::LD:
 189       case PPC::STD:
 190       case PPC::STD_32:
 191         Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
 192         break;
 193       }
 194     }
 195
 196     MachineRelocation R;
 197     if (MO.isGlobalAddress()) {
 198       R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
 199                                    MO.getGlobal(), 0,
 200                                    isa<Function>(MO.getGlobal()));
 201     } else if (MO.isExternalSymbol()) {
 202       R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 203                                        Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
 204     } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
 205       R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 206                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 207     } else {
 208       assert(MO.isJumpTableIndex());
 209       R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 210                                           Reloc, MO.getIndex(), 0);
 211     }
 212
 213     // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 214     // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 215     // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 216     // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 217     // always implicitly pc relative.
 218     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
 219       assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 220       R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
 221     }
 222     MCE.addRelocation(R);
 223
 224   } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
 225     unsigned Reloc = 0;
 226     unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 227     if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Macho ||
 228         Opcode == PPC::BLA_Macho || Opcode == PPC::BL_ELF ||
 229         Opcode == PPC::BLA_ELF)
 230       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
 231     else // BCC instruction
 232       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
 233     MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 234                                                Reloc, MO.getMBB()));
 235   } else {
 236     cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
 237     abort();
 238   }
 239
 240   return rv;
 241 }
 242
 243 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"
 244