lib/Target/PowerPC/PPCCodeEmitter.cpp

   1 //===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC -----------------===//
   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 "PPC.h"
  16 #include "PPCRelocations.h"
  17 #include "PPCTargetMachine.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  22 #include "llvm/Module.h"
  23 #include "llvm/PassManager.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     MachineModuleInfo *MMI;
  34
  35     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  36       AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
  37       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  38     }
  39
  40     static char ID;
  41
  42     /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
  43     /// its address in the function into this pointer.
  44     void *MovePCtoLROffset;
  45   public:
  46
  47     PPCCodeEmitter(TargetMachine &tm, JITCodeEmitter &mce)
  48       : MachineFunctionPass(ID), TM(tm), MCE(mce) {}
  49
  50     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
  51     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
  52     /// machine instructions.
  53     uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI) const;
  54
  55
  56     MachineRelocation GetRelocation(const MachineOperand &MO,
  57                                     unsigned RelocID) const;
  58
  59     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
  60     unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
  61                                const MachineOperand &MO) const;
  62
  63     unsigned get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  64     unsigned getDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  65     unsigned getCondBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  66
  67     unsigned getHA16Encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  68     unsigned getLO16Encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  69     unsigned getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  70     unsigned getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  71     unsigned getTLSOffsetEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  72     unsigned getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  73
  74     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
  75
  76     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
  77     ///
  78     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  79
  80     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
  81     ///
  82     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  83   };
  84 }
  85
  86 char PPCCodeEmitter::ID = 0;
  87
  88 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
  89 /// to the specified MCE object.
  90 FunctionPass *llvm::createPPCJITCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
  91                                                 JITCodeEmitter &JCE) {
  92   return new PPCCodeEmitter(TM, JCE);
  93 }
  94
  95 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  96   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
  97           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
  98          "JIT relocation model must be set to static or default!");
  99
 100   MMI = &getAnalysis<MachineModuleInfo>();
 101   MCE.setModuleInfo(MMI);
 102   do {
 103     MovePCtoLROffset = 0;
 104     MCE.startFunction(MF);
 105     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
 106       emitBasicBlock(*BB);
 107   } while (MCE.finishFunction(MF));
 108
 109   return false;
 110 }
 111
 112 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 113   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
 114
 115   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
 116     const MachineInstr &MI = *I;
 117     MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
 118     switch (MI.getOpcode()) {
 119     default:
 120       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
 121       break;
 122     case TargetOpcode::PROLOG_LABEL:
 123     case TargetOpcode::EH_LABEL:
 124       MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
 125       break;
 126     case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
 127     case TargetOpcode::KILL:
 128       break; // pseudo opcode, no side effects
 129     case PPC::MovePCtoLR:
 130     case PPC::MovePCtoLR8:
 131       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 132       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 133       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 134       break;
 135     }
 136     MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
 137   }
 138 }
 139
 140 unsigned PPCCodeEmitter::get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI,
 141                                              unsigned OpNo) const {
 142   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 143   assert((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MTCRF8 ||
 144             MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 145          (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7));
 146   return 0x80 >> getPPCRegisterNumbering(MO.getReg());
 147 }
 148
 149 MachineRelocation PPCCodeEmitter::GetRelocation(const MachineOperand &MO,
 150                                                 unsigned RelocID) const {
 151   // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 152   // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 153   // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 154   // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 155   // always implicitly pc relative.
 156   intptr_t Cst = 0;
 157   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 158     assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 159     Cst = -(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4;
 160   }
 161
 162   if (MO.isGlobal())
 163     return MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), RelocID,
 164                                     const_cast<GlobalValue *>(MO.getGlobal()),
 165                                     Cst, isa<Function>(MO.getGlobal()));
 166   if (MO.isSymbol())
 167     return MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 168                                         RelocID, MO.getSymbolName(), Cst);
 169   if (MO.isCPI())
 170     return MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 171                                            RelocID, MO.getIndex(), Cst);
 172
 173   if (MO.isMBB())
 174     return MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 175                                     RelocID, MO.getMBB());
 176
 177   assert(MO.isJTI());
 178   return MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 179                                          RelocID, MO.getIndex(), Cst);
 180 }
 181
 182 unsigned PPCCodeEmitter::getDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 183                                              unsigned OpNo) const {
 184   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 185   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 186
 187   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bx));
 188   return 0;
 189 }
 190
 191 unsigned PPCCodeEmitter::getCondBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 192                                            unsigned OpNo) const {
 193   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 194   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bcx));
 195   return 0;
 196 }
 197
 198 unsigned PPCCodeEmitter::getHA16Encoding(const MachineInstr &MI,
 199                                          unsigned OpNo) const {
 200   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 201   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 202
 203   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_high));
 204   return 0;
 205 }
 206
 207 unsigned PPCCodeEmitter::getLO16Encoding(const MachineInstr &MI,
 208                                          unsigned OpNo) const {
 209   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 210   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 211
 212   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low));
 213   return 0;
 214 }
 215
 216 unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI,
 217                                           unsigned OpNo) const {
 218   // Encode (imm, reg) as a memri, which has the low 16-bits as the
 219   // displacement and the next 5 bits as the register #.
 220   assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
 221   unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 16;
 222
 223   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 224   if (MO.isImm())
 225     return (getMachineOpValue(MI, MO) & 0xFFFF) | RegBits;
 226
 227   // Add a fixup for the displacement field.
 228   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low));
 229   return RegBits;
 230 }
 231
 232 unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI,
 233                                            unsigned OpNo) const {
 234   // Encode (imm, reg) as a memrix, which has the low 14-bits as the
 235   // displacement and the next 5 bits as the register #.
 236   assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
 237   unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 14;
 238
 239   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 240   if (MO.isImm())
 241     return (getMachineOpValue(MI, MO) & 0x3FFF) | RegBits;
 242
 243   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low_ix));
 244   return RegBits;
 245 }
 246
 247
 248 unsigned PPCCodeEmitter::getTLSOffsetEncoding(const MachineInstr &MI,
 249                                            unsigned OpNo) const {
 250   llvm_unreachable("TLS not supported on the old JIT.");
 251   return 0;
 252 }
 253
 254
 255 unsigned PPCCodeEmitter::getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI,
 256                                            unsigned OpNo) const {
 257   llvm_unreachable("TLS not supported on the old JIT.");
 258   return 0;
 259 }
 260
 261
 262 unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
 263                                            const MachineOperand &MO) const {
 264
 265   if (MO.isReg()) {
 266     // MTCRF/MFOCRF should go through get_crbitm_encoding for the CR operand.
 267     // The GPR operand should come through here though.
 268     assert((MI.getOpcode() != PPC::MTCRF && MI.getOpcode() != PPC::MTCRF8 &&
 269              MI.getOpcode() != PPC::MFOCRF) ||
 270            MO.getReg() < PPC::CR0 || MO.getReg() > PPC::CR7);
 271     return getPPCRegisterNumbering(MO.getReg());
 272   }
 273
 274   assert(MO.isImm() &&
 275          "Relocation required in an instruction that we cannot encode!");
 276   return MO.getImm();
 277 }
 278
 279 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"