Don't use PassInfo* as a type identifier for passes. Instead, use the address of...
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCCodeEmitter.cpp
index 8d21557b90a0dd4150a84dcfd28a2d7dff916352..df9ab52389ba85f2af71a0a43f5a0bfd792c86bf 100644 (file)
@@ -1,49 +1,62 @@
-//===-- PPC32CodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -----*- C++ -*-=//
-// 
+//===-- PPCCodeEmitter.cpp - JIT Code Emitter for PowerPC32 -------*- C++ -*-=//
+//
 //                     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 "PPC32TargetMachine.h"
-#include "PPC32Relocations.h"
-#include "PowerPC.h"
+#include "PPCTargetMachine.h"
+#include "PPCRelocations.h"
+#include "PPC.h"
 #include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
-#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/Support/Debug.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) {}
+
+    /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
+    /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
+    /// machine instructions.
 
-    // Tracks which instruction references which BasicBlock
-    std::vector<std::pair<const BasicBlock*, unsigned*> > BBRefs;
-    // Tracks where each BasicBlock starts
-    std::map<const BasicBlock*, long> BBLocations;
+    unsigned getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI);
 
     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
-    ///
-    int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
 
-  public:
-    PPC32CodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M) 
-      : TM(T), MCE(M) {}
+    unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                               const MachineOperand &MO);
 
     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
 
@@ -55,182 +68,185 @@ namespace {
     ///
     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; }
-
-    /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
-    /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
-    /// machine instructions.
-    ///
-    unsigned getBinaryCodeForInstr(MachineInstr &MI);
   };
 }
 
-/// 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());
-  return false;
+char PPCCodeEmitter::ID = 0;
+
+/// 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);
 }
 
-bool PPC32CodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  MovePCtoLROffset = 0;
-  MCE.startFunction(MF);
-  MCE.emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-  for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
-    emitBasicBlock(*BB);
-  MCE.finishFunction(MF);
-
-  // Resolve branches to BasicBlocks for the entire function
-  for (unsigned i = 0, e = BBRefs.size(); i != e; ++i) {
-    intptr_t Location = BBLocations[BBRefs[i].first];
-    unsigned *Ref = BBRefs[i].second;
-    DEBUG(std::cerr << "Fixup @ " << (void*)Ref << " to " << (void*)Location
-                    << "\n");
-    unsigned Instr = *Ref;
-    intptr_t BranchTargetDisp = (Location - (intptr_t)Ref) >> 2;
-    
-    switch (Instr >> 26) {
-    default: assert(0 && "Unknown branch user!");
-    case 18:  // This is B or BL
-      *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 24)-1)) << 2;
-      break;
-    case 16:  // This is BLT,BLE,BEQ,BGE,BGT,BNE, or other bcx instruction
-      *Ref |= (BranchTargetDisp & ((1 << 14)-1)) << 2;
-      break;
-    }
-  }
-  BBRefs.clear();
-  BBLocations.clear();
+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;
 }
 
-void PPC32CodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  BBLocations[MBB.getBasicBlock()] = MCE.getCurrentPCValue();
+void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
+  MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
+
   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
-    MachineInstr &MI = *I;
-    unsigned Opcode = MI.getOpcode();
+    const MachineInstr &MI = *I;
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
     switch (MI.getOpcode()) {
     default:
-      emitWord(getBinaryCodeForInstr(*I));
+      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
       break;
-    case PPC::IMPLICIT_DEF:
+    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:
-      assert(MovePCtoLROffset == 0 &&
-             "Multiple MovePCtoLR instructions in the function?");
-      MovePCtoLROffset = (void*)(intptr_t)MCE.getCurrentPCValue();
-      emitWord(0x48000005);    // bl 1
+    case PPC::MovePCtoLR8:
+      assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
+      MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
+      MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
       break;
     }
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
   }
 }
 
-static unsigned enumRegToMachineReg(unsigned enumReg) {
-  switch (enumReg) {
-  case PPC::R0 :  case PPC::F0 :  case PPC::CR0:  return  0;  
-  case PPC::R1 :  case PPC::F1 :  case PPC::CR1:  return  1; 
-  case PPC::R2 :  case PPC::F2 :  case PPC::CR2:  return  2;
-  case PPC::R3 :  case PPC::F3 :  case PPC::CR3:  return  3; 
-  case PPC::R4 :  case PPC::F4 :  case PPC::CR4:  return  4; 
-  case PPC::R5 :  case PPC::F5 :  case PPC::CR5:  return  5;
-  case PPC::R6 :  case PPC::F6 :  case PPC::CR6:  return  6; 
-  case PPC::R7 :  case PPC::F7 :  case PPC::CR7:  return  7; 
-  case PPC::R8 :  case PPC::F8 :  return  8;
-  case PPC::R9 :  case PPC::F9 :  return  9; 
-  case PPC::R10:  case PPC::F10:  return 10; 
-  case PPC::R11:  case PPC::F11:  return 11;
-  case PPC::R12:  case PPC::F12:  return 12; 
-  case PPC::R13:  case PPC::F13:  return 13; 
-  case PPC::R14:  case PPC::F14:  return 14;
-  case PPC::R15:  case PPC::F15:  return 15; 
-  case PPC::R16:  case PPC::F16:  return 16; 
-  case PPC::R17:  case PPC::F17:  return 17;
-  case PPC::R18:  case PPC::F18:  return 18; 
-  case PPC::R19:  case PPC::F19:  return 19; 
-  case PPC::R20:  case PPC::F20:  return 20;
-  case PPC::R21:  case PPC::F21:  return 21;
-  case PPC::R22:  case PPC::F22:  return 22; 
-  case PPC::R23:  case PPC::F23:  return 23; 
-  case PPC::R24:  case PPC::F24:  return 24;
-  case PPC::R25:  case PPC::F25:  return 25; 
-  case PPC::R26:  case PPC::F26:  return 26; 
-  case PPC::R27:  case PPC::F27:  return 27;
-  case PPC::R28:  case PPC::F28:  return 28; 
-  case PPC::R29:  case PPC::F29:  return 29; 
-  case PPC::R30:  case PPC::F30:  return 30;
-  case PPC::R31:  case PPC::F31:  return 31;
-  default:
-    std::cerr << "Unhandled reg in enumRegToRealReg!\n";
-    abort();
-  }
-}
+unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                                           const MachineOperand &MO) {
 
-int PPC32CodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
-                                        
-  int rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
-                  // or things that get fixed up later by the JIT.
-  if (MO.isRegister()) {
-    rv = enumRegToMachineReg(MO.getReg());
-  } else if (MO.isImmediate()) {
-    rv = MO.getImmedValue();
-  } else if (MO.isGlobalAddress()) {
+  unsigned rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
+                   // or things that get fixed up later by the JIT.
+  if (MO.isReg()) {
+    rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
+
+    // Special encoding for MTCRF and MFOCRF, which uses a bit mask for the
+    // register, not the register number directly.
+    if ((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
+        (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7)) {
+      rv = 0x80 >> rv;
+    }
+  } else if (MO.isImm()) {
+    rv = MO.getImm();
+  } else if (MO.isGlobal() || MO.isSymbol() ||
+             MO.isCPI() || MO.isJTI()) {
     unsigned Reloc = 0;
-    if (MI.getOpcode() == PPC::CALLpcrel)
+    if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Darwin || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Darwin ||
+        MI.getOpcode() == PPC::BL_SVR4 || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF ||
+        MI.getOpcode() == PPC::TAILB || MI.getOpcode() == PPC::TAILB8)
       Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
-    else if (MI.getOpcode() == PPC::LOADHiAddr) {
-      Reloc = PPC::reloc_absolute_loadhi;
-    } else if (MI.getOpcode() == PPC::LA) {
-      Reloc = PPC::reloc_absolute_la;
+    else {
+      if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
+        assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
+      }
+      switch (MI.getOpcode()) {
+      default: MI.dump(); llvm_unreachable("Unknown instruction for relocation!");
+      case PPC::LIS:
+      case PPC::LIS8:
+      case PPC::ADDIS:
+      case PPC::ADDIS8:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_high;       // Pointer to symbol
+        break;
+      case PPC::LI:
+      case PPC::LI8:
+      case PPC::LA:
+      // Loads.
+      case PPC::LBZ:
+      case PPC::LBZ8:
+      case PPC::LHA:
+      case PPC::LHA8:
+      case PPC::LHZ:
+      case PPC::LHZ8:
+      case PPC::LWZ:
+      case PPC::LWZ8:
+      case PPC::LFS:
+      case PPC::LFD:
+
+      // Stores.
+      case PPC::STB:
+      case PPC::STB8:
+      case PPC::STH:
+      case PPC::STH8:
+      case PPC::STW:
+      case PPC::STW8:
+      case PPC::STFS:
+      case PPC::STFD:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_low;
+        break;
+
+      case PPC::LWA:
+      case PPC::LD:
+      case PPC::STD:
+      case PPC::STD_32:
+        Reloc = PPC::reloc_absolute_low_ix;
+        break;
+      }
+    }
+
+    MachineRelocation R;
+    if (MO.isGlobal()) {
+      R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
+                                   const_cast<GlobalValue *>(MO.getGlobal()), 0,
+                                   isa<Function>(MO.getGlobal()));
+    } else if (MO.isSymbol()) {
+      R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                       Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
+    } else if (MO.isCPI()) {
+      R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getIndex(), 0);
     } else {
-      assert(0 && "Unknown instruction for relocation!");
+      assert(MO.isJTI());
+      R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                          Reloc, MO.getIndex(), 0);
     }
-    MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                        Reloc, MO.getGlobal(),
-                                        -((intptr_t)MovePCtoLROffset+4)));
-  } else if (MO.isMachineBasicBlock()) {
-    const BasicBlock *BB = MO.getMachineBasicBlock()->getBasicBlock();
-    unsigned* CurrPC = (unsigned*)(intptr_t)MCE.getCurrentPCValue();
-    BBRefs.push_back(std::make_pair(BB, CurrPC));
-  } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
-    unsigned index = MO.getConstantPoolIndex();
-    rv = MCE.getConstantPoolEntryAddress(index);
-  } else {
-    std::cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
-    abort();
-  }
 
-  // Special treatment for global symbols: constants and vars
-  if ((MO.isConstantPoolIndex() || MO.isGlobalAddress()) &&
-      MI.getOpcode() != PPC::CALLpcrel) {
-    unsigned Opcode = MI.getOpcode();
-    assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
-
-    if (Opcode == PPC::LOADHiAddr) {
-      // LoadHiAddr wants hi16(addr - &MovePCtoLR)
-      rv >>= 16;
-    } else if (Opcode == PPC::LWZ || Opcode == PPC::LA ||
-               Opcode == PPC::LFS || Opcode == PPC::LFD) {
-      // These load opcodes want lo16(addr - &MovePCtoLR)
-      rv &= 0xffff;
+    // 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.
+    if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_ && Reloc != PPC::reloc_pcrel_bx){
+      assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
+      R.setConstantVal(-(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4);
     }
+    MCE.addRelocation(R);
+
+  } else if (MO.isMBB()) {
+    unsigned Reloc = 0;
+    unsigned Opcode = MI.getOpcode();
+    if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Darwin ||
+        Opcode == PPC::BLA_Darwin|| Opcode == PPC::BL_SVR4 ||
+        Opcode == PPC::BLA_SVR4)
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
+    else // BCC instruction
+      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
+
+    MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                               Reloc, MO.getMBB()));
+  } else {
+#ifndef NDEBUG
+    errs() << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
+#endif
+    llvm_unreachable(0);
   }
+
   return rv;
 }
 
-#include "PPC32GenCodeEmitter.inc"
-
+#include "PPCGenCodeEmitter.inc"