lib/Target/Alpha/AlphaJITInfo.cpp

   1 //===-- AlphaJITInfo.cpp - Implement the JIT interfaces for the Alpha ---===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements the JIT interfaces for the Alpha target.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "jit"
  15 #include "AlphaJITInfo.h"
  16 #include "AlphaRelocations.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
  18 #include "llvm/Config/alloca.h"
  19 #include "llvm/Support/Debug.h"
  20 #include <cstdlib>
  21 #include <map>
  22 using namespace llvm;
  23
  24 #define BUILD_OFormatI(Op, RA, LIT, FUN, RC) \
  25   ((Op << 26) | (RA << 21) | (LIT << 13) | (1 << 12) | (FUN << 5) | (RC))
  26 #define BUILD_OFormat(Op, RA, RB, FUN, RC) \
  27   ((Op << 26) | (RA << 21) | (RB << 16) | (FUN << 5) | (RC))
  28
  29 #define BUILD_LDA(RD, RS, IMM16) \
  30   ((0x08 << 26) | ((RD) << 21) | ((RS) << 16) | ((IMM16) & 65535))
  31 #define BUILD_LDAH(RD, RS, IMM16) \
  32   ((0x09 << 26) | ((RD) << 21) | ((RS) << 16) | ((IMM16) & 65535))
  33
  34 #define BUILD_LDQ(RD, RS, IMM16) \
  35   ((0x29 << 26) | ((RD) << 21) | ((RS) << 16) | ((IMM16) & 0xFFFF))
  36
  37 #define BUILD_JMP(RD, RS, IMM16) \
  38   ((0x1A << 26) | ((RD) << 21) | ((RS) << 16) | (0x00 << 14) | ((IMM16) & 0x3FFF))
  39 #define BUILD_JSR(RD, RS, IMM16) \
  40   ((0x1A << 26) | ((RD) << 21) | ((RS) << 16) | (0x01 << 14) | ((IMM16) & 0x3FFF))
  41
  42 #define BUILD_SLLi(RD, RS, IMM8) \
  43   (BUILD_OFormatI(0x12, RS, IMM8, 0x39, RD))
  44
  45 #define BUILD_ORi(RD, RS, IMM8) \
  46   (BUILD_OFormatI(0x11, RS, IMM8, 0x20, RD))
  47
  48 #define BUILD_OR(RD, RS, RT) \
  49   (BUILD_OFormat(0x11, RS, RT, 0x20, RD))
  50
  51
  52
  53 static void EmitBranchToAt(void *At, void *To) {
  54   unsigned long Fn = (unsigned long)To;
  55
  56   unsigned *AtI = (unsigned*)At;
  57
  58   AtI[0] = BUILD_OR(0, 27, 27);
  59
  60   DOUT << "Stub targeting " << To << "\n";
  61
  62   for (int x = 1; x <= 8; ++x) {
  63     AtI[2*x - 1] = BUILD_SLLi(27,27,8);
  64     unsigned d = (Fn >> (64 - 8 * x)) & 0x00FF;
  65     //DOUT << "outputing " << hex << d << dec << "\n";
  66     AtI[2*x] = BUILD_ORi(27, 27, d);
  67   }
  68   AtI[17] = BUILD_JMP(31,27,0); //jump, preserving ra, and setting pv
  69   AtI[18] = 0x00FFFFFF; //mark this as a stub
  70 }
  71
  72 void AlphaJITInfo::replaceMachineCodeForFunction(void *Old, void *New) {
  73   //FIXME
  74   assert(0);
  75 }
  76
  77 static TargetJITInfo::JITCompilerFn JITCompilerFunction;
  78 //static AlphaJITInfo* AlphaJTI;
  79
  80 extern "C" {
  81 #ifdef __alpha
  82
  83   void AlphaCompilationCallbackC(long* oldpv, void* CameFromStub)
  84   {
  85     void* Target = JITCompilerFunction(CameFromStub);
  86
  87     //rewrite the stub to an unconditional branch
  88     if (((unsigned*)CameFromStub)[18] == 0x00FFFFFF) {
  89       DOUT << "Came from a stub, rewriting\n";
  90       EmitBranchToAt(CameFromStub, Target);
  91     } else {
  92       DOUT << "confused, didn't come from stub at " << CameFromStub
  93            << " old jump vector " << oldpv
  94            << " new jump vector " << Target << "\n";
  95     }
  96
  97     //Change pv to new Target
  98     *oldpv = (long)Target;
  99   }
 100
 101   void AlphaCompilationCallback(void);
 102
 103   asm(
 104       ".text\n"
 105       ".globl AlphaComilationCallbackC\n"
 106       ".align 4\n"
 107       ".globl AlphaCompilationCallback\n"
 108       ".ent AlphaCompilationCallback\n"
 109 "AlphaCompilationCallback:\n"
 110       //      //get JIT's GOT
 111       "ldgp $29, 0($27)\n"
 112       //Save args, callee saved, and perhaps others?
 113       //args: $16-$21 $f16-$f21     (12)
 114       //callee: $9-$14 $f2-$f9      (14)
 115       //others: fp:$15 ra:$26 pv:$27 (3)
 116       "lda $30, -232($30)\n"
 117       "stq $16,   0($30)\n"
 118       "stq $17,   8($30)\n"
 119       "stq $18,  16($30)\n"
 120       "stq $19,  24($30)\n"
 121       "stq $20,  32($30)\n"
 122       "stq $21,  40($30)\n"
 123       "stt $f16, 48($30)\n"
 124       "stt $f17, 56($30)\n"
 125       "stt $f18, 64($30)\n"
 126       "stt $f19, 72($30)\n"
 127       "stt $f20, 80($30)\n"
 128       "stt $f21, 88($30)\n"
 129       "stq $9,   96($30)\n"
 130       "stq $10, 104($30)\n"
 131       "stq $11, 112($30)\n"
 132       "stq $12, 120($30)\n"
 133       "stq $13, 128($30)\n"
 134       "stq $14, 136($30)\n"
 135       "stt $f2, 144($30)\n"
 136       "stt $f3, 152($30)\n"
 137       "stt $f4, 160($30)\n"
 138       "stt $f5, 168($30)\n"
 139       "stt $f6, 176($30)\n"
 140       "stt $f7, 184($30)\n"
 141       "stt $f8, 192($30)\n"
 142       "stt $f9, 200($30)\n"
 143       "stq $15, 208($30)\n"
 144       "stq $26, 216($30)\n"
 145       "stq $27, 224($30)\n"
 146
 147       "addq $30, 224, $16\n" //pass the addr of saved pv as the first arg
 148       "bis $0, $0, $17\n" //pass the roughly stub addr in second arg
 149       "jsr $26, AlphaCompilationCallbackC\n" //call without saving ra
 150
 151       "ldq $16,   0($30)\n"
 152       "ldq $17,   8($30)\n"
 153       "ldq $18,  16($30)\n"
 154       "ldq $19,  24($30)\n"
 155       "ldq $20,  32($30)\n"
 156       "ldq $21,  40($30)\n"
 157       "ldt $f16, 48($30)\n"
 158       "ldt $f17, 56($30)\n"
 159       "ldt $f18, 64($30)\n"
 160       "ldt $f19, 72($30)\n"
 161       "ldt $f20, 80($30)\n"
 162       "ldt $f21, 88($30)\n"
 163       "ldq $9,   96($30)\n"
 164       "ldq $10, 104($30)\n"
 165       "ldq $11, 112($30)\n"
 166       "ldq $12, 120($30)\n"
 167       "ldq $13, 128($30)\n"
 168       "ldq $14, 136($30)\n"
 169       "ldt $f2, 144($30)\n"
 170       "ldt $f3, 152($30)\n"
 171       "ldt $f4, 160($30)\n"
 172       "ldt $f5, 168($30)\n"
 173       "ldt $f6, 176($30)\n"
 174       "ldt $f7, 184($30)\n"
 175       "ldt $f8, 192($30)\n"
 176       "ldt $f9, 200($30)\n"
 177       "ldq $15, 208($30)\n"
 178       "ldq $26, 216($30)\n"
 179       "ldq $27, 224($30)\n" //this was updated in the callback with the target
 180
 181       "lda $30, 232($30)\n" //restore sp
 182       "jmp $31, ($27)\n" //jump to the new function
 183       ".end AlphaCompilationCallback\n"
 184       );
 185 #else
 186   void AlphaCompilationCallback() {
 187     cerr << "Cannot call AlphaCompilationCallback() on a non-Alpha arch!\n";
 188     abort();
 189   }
 190 #endif
 191 }
 192
 193 void *AlphaJITInfo::emitFunctionStub(void *Fn, MachineCodeEmitter &MCE) {
 194   //assert(Fn == AlphaCompilationCallback && "Where are you going?\n");
 195   //Do things in a stupid slow way!
 196   MCE.startFunctionStub(19*4);
 197   void* Addr = (void*)(intptr_t)MCE.getCurrentPCValue();
 198   for (int x = 0; x < 19; ++ x)
 199     MCE.emitWordLE(0);
 200   EmitBranchToAt(Addr, Fn);
 201   DOUT << "Emitting Stub to " << Fn << " at [" << Addr << "]\n";
 202   return MCE.finishFunctionStub(0);
 203 }
 204
 205 TargetJITInfo::LazyResolverFn
 206 AlphaJITInfo::getLazyResolverFunction(JITCompilerFn F) {
 207   JITCompilerFunction = F;
 208   //  setZerothGOTEntry((void*)AlphaCompilationCallback);
 209   return AlphaCompilationCallback;
 210 }
 211
 212 //These describe LDAx
 213 static const int IMM_LOW  = -32768;
 214 static const int IMM_HIGH = 32767;
 215 static const int IMM_MULT = 65536;
 216
 217 static long getUpper16(long l)
 218 {
 219   long y = l / IMM_MULT;
 220   if (l % IMM_MULT > IMM_HIGH)
 221     ++y;
 222   if (l % IMM_MULT < IMM_LOW)
 223     --y;
 224   assert((short)y == y && "displacement out of range");
 225   return y;
 226 }
 227
 228 static long getLower16(long l)
 229 {
 230   long h = getUpper16(l);
 231   long y = l - h * IMM_MULT;
 232   assert(y == (short)y && "Displacement out of range");
 233   return y;
 234 }
 235
 236 void AlphaJITInfo::relocate(void *Function, MachineRelocation *MR,
 237                             unsigned NumRelocs, unsigned char* GOTBase) {
 238   //because gpdist are paired and relative to the pc of the first inst,
 239   //we need to have some state
 240
 241   static std::map<std::pair<void*, int>, void*> gpdistmap;
 242
 243   for (unsigned i = 0; i != NumRelocs; ++i, ++MR) {
 244     unsigned *RelocPos = (unsigned*)Function + MR->getMachineCodeOffset()/4;
 245     long idx = 0;
 246     bool doCommon = true;
 247     switch ((Alpha::RelocationType)MR->getRelocationType()) {
 248     default: assert(0 && "Unknown relocation type!");
 249     case Alpha::reloc_literal:
 250       //This is a LDQl
 251       idx = MR->getGOTIndex();
 252       DOUT << "Literal relocation to slot " << idx;
 253       idx = (idx - GOToffset) * 8;
 254       DOUT << " offset " << idx << "\n";
 255       break;
 256     case Alpha::reloc_gprellow:
 257       idx = (unsigned char*)MR->getResultPointer() - &GOTBase[GOToffset * 8];
 258       idx = getLower16(idx);
 259       DOUT << "gprellow relocation offset " << idx << "\n";
 260       DOUT << " Pointer is " << (void*)MR->getResultPointer()
 261            << " GOT is " << (void*)&GOTBase[GOToffset * 8] << "\n";
 262       break;
 263     case Alpha::reloc_gprelhigh:
 264       idx = (unsigned char*)MR->getResultPointer() - &GOTBase[GOToffset * 8];
 265       idx = getUpper16(idx);
 266       DOUT << "gprelhigh relocation offset " << idx << "\n";
 267       DOUT << " Pointer is " << (void*)MR->getResultPointer()
 268            << " GOT is " << (void*)&GOTBase[GOToffset * 8] << "\n";
 269       break;
 270     case Alpha::reloc_gpdist:
 271       switch (*RelocPos >> 26) {
 272       case 0x09: //LDAH
 273         idx = &GOTBase[GOToffset * 8] - (unsigned char*)RelocPos;
 274         idx = getUpper16(idx);
 275         DOUT << "LDAH: " << idx << "\n";
 276         //add the relocation to the map
 277         gpdistmap[std::make_pair(Function, MR->getConstantVal())] = RelocPos;
 278         break;
 279       case 0x08: //LDA
 280         assert(gpdistmap[std::make_pair(Function, MR->getConstantVal())] &&
 281                "LDAg without seeing LDAHg");
 282         idx = &GOTBase[GOToffset * 8] -
 283           (unsigned char*)gpdistmap[std::make_pair(Function, MR->getConstantVal())];
 284         idx = getLower16(idx);
 285         DOUT << "LDA: " << idx << "\n";
 286         break;
 287       default:
 288         assert(0 && "Cannot handle gpdist yet");
 289       }
 290       break;
 291     case Alpha::reloc_bsr: {
 292       idx = (((unsigned char*)MR->getResultPointer() -
 293              (unsigned char*)RelocPos) >> 2) + 1; //skip first 2 inst of fun
 294       *RelocPos |= (idx & ((1 << 21)-1));
 295       doCommon = false;
 296       break;
 297     }
 298     }
 299     if (doCommon) {
 300       short x = (short)idx;
 301       assert(x == idx);
 302       *(short*)RelocPos = x;
 303     }
 304   }
 305 }