lib/Target/ARM/ARMAsmBackend.cpp

   1 //===-- ARMAsmBackend.cpp - ARM Assembler Backend -------------------------===//
   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 #include "ARM.h"
  11 #include "ARMAddressingModes.h"
  12 #include "ARMFixupKinds.h"
  13 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  14 #include "llvm/MC/MCAssembler.h"
  15 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
  16 #include "llvm/MC/MCObjectFormat.h"
  17 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
  18 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
  19 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
  20 #include "llvm/Object/MachOFormat.h"
  21 #include "llvm/Support/ELF.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetAsmBackend.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetRegistry.h"
  26 using namespace llvm;
  27
  28 namespace {
  29 class ARMAsmBackend : public TargetAsmBackend {
  30 public:
  31   ARMAsmBackend(const Target &T) : TargetAsmBackend() {}
  32
  33   bool MayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const;
  34
  35   void RelaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const;
  36
  37   bool WriteNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const;
  38
  39   unsigned getPointerSize() const {
  40     return 4;
  41   }
  42 };
  43 } // end anonymous namespace
  44
  45 bool ARMAsmBackend::MayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const {
  46   // FIXME: Thumb targets, different move constant targets..
  47   return false;
  48 }
  49
  50 void ARMAsmBackend::RelaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
  51   assert(0 && "ARMAsmBackend::RelaxInstruction() unimplemented");
  52   return;
  53 }
  54
  55 bool ARMAsmBackend::WriteNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
  56   // FIXME: Zero fill for now. That's not right, but at least will get the
  57   // section size right.
  58   for (uint64_t i = 0; i != Count; ++i)
  59     OW->Write8(0);
  60   return true;
  61 }
  62
  63 static unsigned adjustFixupValue(unsigned Kind, uint64_t Value) {
  64   switch (Kind) {
  65   default:
  66     llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
  67   case FK_Data_4:
  68     return Value;
  69   case ARM::fixup_arm_movt_hi16:
  70   case ARM::fixup_arm_movw_lo16: {
  71     unsigned Hi4 = (Value & 0xF000) >> 12;
  72     unsigned Lo12 = Value & 0x0FFF;
  73     // inst{19-16} = Hi4;
  74     // inst{11-0} = Lo12;
  75     Value = (Hi4 << 16) | (Lo12);
  76     return Value;
  77   }
  78   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12: {
  79     bool isAdd = true;
  80     // ARM PC-relative values are offset by 8.
  81     Value -= 8;
  82     if ((int64_t)Value < 0) {
  83       Value = -Value;
  84       isAdd = false;
  85     }
  86     assert ((Value < 4096) && "Out of range pc-relative fixup value!");
  87     Value |= isAdd << 23;
  88     return Value;
  89   }
  90   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12: {
  91     // ARM PC-relative values are offset by 8.
  92     Value -= 8;
  93     unsigned opc = 4; // bits {24-21}. Default to add: 0b0100
  94     if ((int64_t)Value < 0) {
  95       Value = -Value;
  96       opc = 2; // 0b0010
  97     }
  98     assert(ARM_AM::getSOImmVal(Value) != -1 &&
  99            "Out of range pc-relative fixup value!");
 100     // Encode the immediate and shift the opcode into place.
 101     return ARM_AM::getSOImmVal(Value) | (opc << 21);
 102   }
 103   case ARM::fixup_arm_branch:
 104     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
 105     // Offset by 8 just as above.
 106     return 0xFFFFFF & ((Value - 8) >> 2);
 107   case ARM::fixup_arm_pcrel_10: {
 108     // Offset by 8 just as above.
 109     Value = Value - 8;
 110     bool isAdd = true;
 111     if ((int64_t)Value < 0) {
 112       Value = -Value;
 113       isAdd = false;
 114     }
 115     // These values don't encode the low two bits since they're always zero.
 116     Value >>= 2;
 117     assert ((Value < 256) && "Out of range pc-relative fixup value!");
 118     Value |= isAdd << 23;
 119     return Value;
 120   }
 121   }
 122 }
 123
 124 namespace {
 125 // FIXME: This should be in a separate file.
 126 // ELF is an ELF of course...
 127 class ELFARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
 128   MCELFObjectFormat Format;
 129
 130 public:
 131   Triple::OSType OSType;
 132   ELFARMAsmBackend(const Target &T, Triple::OSType _OSType)
 133     : ARMAsmBackend(T), OSType(_OSType) {
 134     HasScatteredSymbols = true;
 135   }
 136
 137   virtual const MCObjectFormat &getObjectFormat() const {
 138     return Format;
 139   }
 140
 141   void ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 142                   uint64_t Value) const;
 143
 144   MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
 145     return createELFObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
 146                                  OSType, ELF::EM_ARM,
 147                                  /*IsLittleEndian=*/true,
 148                                  /*HasRelocationAddend=*/false);
 149   }
 150 };
 151
 152 // Fixme: Raise this to share code between Darwin and ELF.
 153 void ELFARMAsmBackend::ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 154                                   uint64_t Value) const {
 155   uint32_t Mask = 0;
 156   // Fixme: 2 for Thumb
 157   unsigned NumBytes = 4;
 158   Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
 159
 160   assert((Fixup.getOffset() % NumBytes == 0)
 161          && "Offset mod NumBytes is nonzero!");
 162   // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the
 163   // bits from the fixup value.
 164   // The Value has been "split up" into the appropriate bitfields above.
 165   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i) {
 166     DF.getContents()[Fixup.getOffset() + i] |= uint8_t(Value >> (i * 8));
 167   }
 168 }
 169
 170 namespace {
 171 // FIXME: This should be in a separate file.
 172 class DarwinARMAsmBackend : public ARMAsmBackend {
 173   MCMachOObjectFormat Format;
 174 public:
 175   DarwinARMAsmBackend(const Target &T) : ARMAsmBackend(T) {
 176     HasScatteredSymbols = true;
 177   }
 178
 179   virtual const MCObjectFormat &getObjectFormat() const {
 180     return Format;
 181   }
 182
 183   void ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 184                   uint64_t Value) const;
 185
 186   MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const {
 187     // FIXME: Subtarget info should be derived. Force v7 for now.
 188     return createMachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
 189                                   object::mach::CTM_ARM,
 190                                   object::mach::CSARM_V7,
 191                                   /*IsLittleEndian=*/true);
 192   }
 193
 194   virtual bool doesSectionRequireSymbols(const MCSection &Section) const {
 195     return false;
 196   }
 197 };
 198 } // end anonymous namespace
 199
 200 static unsigned getFixupKindNumBytes(unsigned Kind) {
 201   switch (Kind) {
 202   default: llvm_unreachable("Unknown fixup kind!");
 203   case FK_Data_4: return 4;
 204   case ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12: return 3;
 205   case ARM::fixup_arm_pcrel_10: return 3;
 206   case ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12: return 3;
 207   case ARM::fixup_arm_branch: return 3;
 208   }
 209 }
 210
 211 void DarwinARMAsmBackend::ApplyFixup(const MCFixup &Fixup, MCDataFragment &DF,
 212                                      uint64_t Value) const {
 213   unsigned NumBytes = getFixupKindNumBytes(Fixup.getKind());
 214   Value = adjustFixupValue(Fixup.getKind(), Value);
 215
 216   assert(Fixup.getOffset() + NumBytes <= DF.getContents().size() &&
 217          "Invalid fixup offset!");
 218   // For each byte of the fragment that the fixup touches, mask in the
 219   // bits from the fixup value.
 220   for (unsigned i = 0; i != NumBytes; ++i)
 221     DF.getContents()[Fixup.getOffset() + i] |= uint8_t(Value >> (i * 8));
 222 }
 223 } // end anonymous namespace
 224
 225 TargetAsmBackend *llvm::createARMAsmBackend(const Target &T,
 226                                             const std::string &TT) {
 227   switch (Triple(TT).getOS()) {
 228   case Triple::Darwin:
 229     return new DarwinARMAsmBackend(T);
 230   case Triple::MinGW32:
 231   case Triple::Cygwin:
 232   case Triple::Win32:
 233     assert(0 && "Windows not supported on ARM");
 234   default:
 235     return new ELFARMAsmBackend(T, Triple(TT).getOS());
 236   }
 237 }