Emacs-tag and some comment fix for all ARM, CellSPU, Hexagon, MBlaze, MSP430, PPC...
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCCodeEmitter.cpp
index e33c8c133e3715356c1097b5939631d854c979c7..252a2d159ec3a8320afff81ed0486d47e4f7b919 100644 (file)
@@ -1,36 +1,73 @@
-//===-- PPC32CodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -----*- C++ -*-=//
-// 
+//===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC -----------------===//
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// 
+//
 // This file defines the PowerPC 32-bit CodeEmitter and associated machinery to
-// JIT-compile bytecode to native PowerPC.
+// JIT-compile bitcode to native PowerPC.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "PPC32JITInfo.h"
-#include "PPC32TargetMachine.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "PPCTargetMachine.h"
+#include "PPCRelocations.h"
+#include "PPC.h"
+#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
-#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-
-namespace llvm {
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+using namespace llvm;
 
 namespace {
-  class PPC32CodeEmitter : public MachineFunctionPass {
+  class PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
     TargetMachine &TM;
-    MachineCodeEmitter &MCE;
+    JITCodeEmitter &MCE;
+    MachineModuleInfo *MMI;
+    
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
+    
+    static char ID;
+    
+    /// MovePCtoLROffset - When/if we see a MovePCtoLR instruction, we record
+    /// its address in the function into this pointer.
+    void *MovePCtoLROffset;
+  public:
+    
+    PPCCodeEmitter(TargetMachine &tm, JITCodeEmitter &mce)
+      : MachineFunctionPass(ID), TM(tm), MCE(mce) {}
 
-    int64_t getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
+    /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
+    /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
+    /// machine instructions.
+    uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI) const;
 
-  public:
-    PPC32CodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M) 
-      : TM(T), MCE(M) {}
+    
+    MachineRelocation GetRelocation(const MachineOperand &MO,
+                                    unsigned RelocID) const;
+    
+    /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
+    unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                               const MachineOperand &MO) const;
+
+    unsigned get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getCondBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+
+    unsigned getHA16Encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getLO16Encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
 
     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
 
@@ -41,93 +78,186 @@ namespace {
     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
     ///
     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
+  };
+}
 
-    /// emitWord - write a 32-bit word to memory at the current PC
-    ///
-    void emitWord(unsigned w) { MCE.emitWord(w); }
-    
-    /// getValueBit - return the particular bit of Val
-    ///
-    unsigned getValueBit(int64_t Val, unsigned bit) { return (Val >> bit) & 1; }
+char PPCCodeEmitter::ID = 0;
 
-    /// getBinaryCodeForInstr - returns the assembled code for an instruction
-    ///
-    unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
-  };
+/// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
+/// to the specified MCE object.
+FunctionPass *llvm::createPPCJITCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
+                                                JITCodeEmitter &JCE) {
+  return new PPCCodeEmitter(TM, JCE);
 }
 
-/// addPassesToEmitMachineCode - Add passes to the specified pass manager to get
-/// machine code emitted.  This uses a MachineCodeEmitter object to handle
-/// actually outputting the machine code and resolving things like the address
-/// of functions.  This method should returns true if machine code emission is
-/// not supported.
-///
-bool PPC32TargetMachine::addPassesToEmitMachineCode(FunctionPassManager &PM,
-                                                    MachineCodeEmitter &MCE) {
-  // Machine code emitter pass for PowerPC
-  PM.add(new PPC32CodeEmitter(*this, MCE)); 
-  // Delete machine code for this function after emitting it
-  PM.add(createMachineCodeDeleter());
+bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
+          MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
+         "JIT relocation model must be set to static or default!");
+
+  MMI = &getAnalysis<MachineModuleInfo>();
+  MCE.setModuleInfo(MMI);
+  do {
+    MovePCtoLROffset = 0;
+    MCE.startFunction(MF);
+    for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
+      emitBasicBlock(*BB);
+  } while (MCE.finishFunction(MF));
+
   return false;
 }
 
-bool PPC32CodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  MCE.startFunction(MF);
-  MCE.emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
-    emitBasicBlock(*I);
-  MCE.finishFunction(MF);
-  return false;
+void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
+  MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
+
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
+    const MachineInstr &MI = *I;
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
+    switch (MI.getOpcode()) {
+    default:
+      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
+      break;
+    case TargetOpcode::PROLOG_LABEL:
+    case TargetOpcode::EH_LABEL:
+      MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
+      break;
+    case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
+    case TargetOpcode::KILL:
+      break; // pseudo opcode, no side effects
+    case PPC::MovePCtoLR:
+    case PPC::MovePCtoLR8:
+      assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
+      MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
+      MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
+      break;
+    }
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
+  }
 }
 
-void PPC32CodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I)
-    emitWord(getBinaryCodeForInstr(*I));
+unsigned PPCCodeEmitter::get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI,
+                                             unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  assert((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MTCRF8 ||
+            MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
+         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7));
+  return 0x80 >> getPPCRegisterNumbering(MO.getReg());
 }
 
-int64_t PPC32CodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, 
-                                            MachineOperand &MO) {
-  int64_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
-                  // or things that get fixed up later by the JIT.
-  if (MO.isPCRelativeDisp()) {
-    std::cerr << "PPC32CodeEmitter: PC-relative disp unhandled\n";
-    abort();
-  } else if (MO.isRegister()) {
-    rv = MO.getReg();
-  } else if (MO.isImmediate()) {
-    rv = MO.getImmedValue();
-#if 0
-  } else if (MO.isGlobalAddress()) {
-  } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
-    MachineBasicBlock *MBB = MO.getMachineBasicBlock();
-  } else if (MO.isExternalSymbol()) {
-  } else if (MO.isFrameIndex()) {
-    unsigned index = MO.getFrameIndex();
-  } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
-    unsigned index = MO.getCosntantPoolIndex();
-#endif
-  } else {
-    std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
-    abort();
+MachineRelocation PPCCodeEmitter::GetRelocation(const MachineOperand &MO, 
+                                                unsigned RelocID) const {
+  // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
+  // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
+  // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
+  // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
+  // always implicitly pc relative.
+  intptr_t Cst = 0;
+  if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
+    assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
+    Cst = -(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4;
   }
+  
+  if (MO.isGlobal())
+    return MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), RelocID,
+                                    const_cast<GlobalValue *>(MO.getGlobal()),
+                                    Cst, isa<Function>(MO.getGlobal()));
+  if (MO.isSymbol())
+    return MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                        RelocID, MO.getSymbolName(), Cst);
+  if (MO.isCPI())
+    return MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                           RelocID, MO.getIndex(), Cst);
+
+  if (MO.isMBB())
+    return MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                    RelocID, MO.getMBB());
+  
+  assert(MO.isJTI());
+  return MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                         RelocID, MO.getIndex(), Cst);
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                             unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
+  
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bx));
+  return 0;
+}
 
-  return rv;
+unsigned PPCCodeEmitter::getCondBrEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                           unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bcx));
+  return 0;
 }
 
+unsigned PPCCodeEmitter::getHA16Encoding(const MachineInstr &MI,
+                                         unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
+
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_high));
+  return 0;
+}
 
-void *PPC32JITInfo::getJITStubForFunction(Function *F,
-                                          MachineCodeEmitter &MCE) {
-  std::cerr << "PPC32JITInfo::getJITStubForFunction not implemented\n";
-  abort();
+unsigned PPCCodeEmitter::getLO16Encoding(const MachineInstr &MI,
+                                         unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
+  
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low));
   return 0;
 }
 
-void PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction (void *Old, void *New) {
-  std::cerr << "PPC32JITInfo::replaceMachineCodeForFunction not implemented\n";
-  abort();
+unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                          unsigned OpNo) const {
+  // Encode (imm, reg) as a memri, which has the low 16-bits as the
+  // displacement and the next 5 bits as the register #.
+  assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
+  unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 16;
+  
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isImm())
+    return (getMachineOpValue(MI, MO) & 0xFFFF) | RegBits;
+  
+  // Add a fixup for the displacement field.
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low));
+  return RegBits;
 }
 
-#include "PPC32GenCodeEmitter.inc"
+unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                           unsigned OpNo) const {
+  // Encode (imm, reg) as a memrix, which has the low 14-bits as the
+  // displacement and the next 5 bits as the register #.
+  assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
+  unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 14;
+  
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isImm())
+    return (getMachineOpValue(MI, MO) & 0x3FFF) | RegBits;
+  
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low_ix));
+  return RegBits;
+}
+
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                                           const MachineOperand &MO) const {
 
-} // end llvm namespace
+  if (MO.isReg()) {
+    // MTCRF/MFOCRF should go through get_crbitm_encoding for the CR operand.
+    // The GPR operand should come through here though.
+    assert((MI.getOpcode() != PPC::MTCRF && MI.getOpcode() != PPC::MTCRF8 &&
+             MI.getOpcode() != PPC::MFOCRF) ||
+           MO.getReg() < PPC::CR0 || MO.getReg() > PPC::CR7);
+    return getPPCRegisterNumbering(MO.getReg());
+  }
+  
+  assert(MO.isImm() &&
+         "Relocation required in an instruction that we cannot encode!");
+  return MO.getImm();
+}
 
+#include "PPCGenCodeEmitter.inc"