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/IR/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     unsigned getAbsDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
  67                                     unsigned OpNo) const;
  68     unsigned getAbsCondBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  69
  70     unsigned getS16ImmEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  71     unsigned getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  72     unsigned getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  73     unsigned getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
  74
  75     const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
  76
  77     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
  78     ///
  79     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  80
  81     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
  82     ///
  83     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
  84   };
  85 }
  86
  87 char PPCCodeEmitter::ID = 0;
  88
  89 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
  90 /// to the specified MCE object.
  91 FunctionPass *llvm::createPPCJITCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
  92                                                 JITCodeEmitter &JCE) {
  93   return new PPCCodeEmitter(TM, JCE);
  94 }
  95
  96 bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  97   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
  98           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
  99          "JIT relocation model must be set to static or default!");
 100
 101   MMI = &getAnalysis<MachineModuleInfo>();
 102   MCE.setModuleInfo(MMI);
 103   do {
 104     MovePCtoLROffset = 0;
 105     MCE.startFunction(MF);
 106     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
 107       emitBasicBlock(*BB);
 108   } while (MCE.finishFunction(MF));
 109
 110   return false;
 111 }
 112
 113 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
 114   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
 115
 116   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
 117     const MachineInstr &MI = *I;
 118     MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
 119     switch (MI.getOpcode()) {
 120     default:
 121       MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
 122       break;
 123     case TargetOpcode::PROLOG_LABEL:
 124     case TargetOpcode::EH_LABEL:
 125       MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
 126       break;
 127     case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
 128     case TargetOpcode::KILL:
 129       break; // pseudo opcode, no side effects
 130     case PPC::MovePCtoLR:
 131     case PPC::MovePCtoLR8:
 132       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_);
 133       MovePCtoLROffset = (void*)MCE.getCurrentPCValue();
 134       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
 135       break;
 136     }
 137     MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
 138   }
 139 }
 140
 141 unsigned PPCCodeEmitter::get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI,
 142                                              unsigned OpNo) const {
 143   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 144   assert((MI.getOpcode() == PPC::MTCRF || MI.getOpcode() == PPC::MTCRF8 ||
 145             MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF) &&
 146          (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7));
 147   return 0x80 >> TM.getRegisterInfo()->getEncodingValue(MO.getReg());
 148 }
 149
 150 MachineRelocation PPCCodeEmitter::GetRelocation(const MachineOperand &MO,
 151                                                 unsigned RelocID) const {
 152   // If in PIC mode, we need to encode the negated address of the
 153   // 'movepctolr' into the unrelocated field.  After relocation, we'll have
 154   // &gv-&movepctolr-4 in the imm field.  Once &movepctolr is added to the imm
 155   // field, we get &gv.  This doesn't happen for branch relocations, which are
 156   // always implicitly pc relative.
 157   intptr_t Cst = 0;
 158   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 159     assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
 160     Cst = -(intptr_t)MovePCtoLROffset - 4;
 161   }
 162
 163   if (MO.isGlobal())
 164     return MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), RelocID,
 165                                     const_cast<GlobalValue *>(MO.getGlobal()),
 166                                     Cst, isa<Function>(MO.getGlobal()));
 167   if (MO.isSymbol())
 168     return MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
 169                                         RelocID, MO.getSymbolName(), Cst);
 170   if (MO.isCPI())
 171     return MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
 172                                            RelocID, MO.getIndex(), Cst);
 173
 174   if (MO.isMBB())
 175     return MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
 176                                     RelocID, MO.getMBB());
 177
 178   assert(MO.isJTI());
 179   return MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
 180                                          RelocID, MO.getIndex(), Cst);
 181 }
 182
 183 unsigned PPCCodeEmitter::getDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 184                                              unsigned OpNo) const {
 185   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 186   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 187
 188   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bx));
 189   return 0;
 190 }
 191
 192 unsigned PPCCodeEmitter::getCondBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 193                                            unsigned OpNo) const {
 194   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 195   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_pcrel_bcx));
 196   return 0;
 197 }
 198
 199 unsigned PPCCodeEmitter::getAbsDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 200                                                 unsigned OpNo) const {
 201   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 202   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 203
 204   llvm_unreachable("Absolute branch relocations unsupported on the old JIT.");
 205 }
 206
 207 unsigned PPCCodeEmitter::getAbsCondBrEncoding(const MachineInstr &MI,
 208                                               unsigned OpNo) const {
 209   llvm_unreachable("Absolute branch relocations unsupported on the old JIT.");
 210 }
 211
 212 unsigned PPCCodeEmitter::getS16ImmEncoding(const MachineInstr &MI,
 213                                            unsigned OpNo) const {
 214   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 215   if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
 216
 217   unsigned RelocID;
 218   switch (MO.getTargetFlags() & PPCII::MO_ACCESS_MASK) {
 219     default: llvm_unreachable("Unsupported target operand flags!");
 220     case PPCII::MO_LO: RelocID = PPC::reloc_absolute_low; break;
 221     case PPCII::MO_HA: RelocID = PPC::reloc_absolute_high; break;
 222   }
 223
 224   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, RelocID));
 225   return 0;
 226 }
 227
 228 unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI,
 229                                           unsigned OpNo) const {
 230   // Encode (imm, reg) as a memri, which has the low 16-bits as the
 231   // displacement and the next 5 bits as the register #.
 232   assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
 233   unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 16;
 234
 235   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 236   if (MO.isImm())
 237     return (getMachineOpValue(MI, MO) & 0xFFFF) | RegBits;
 238
 239   // Add a fixup for the displacement field.
 240   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low));
 241   return RegBits;
 242 }
 243
 244 unsigned PPCCodeEmitter::getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI,
 245                                            unsigned OpNo) const {
 246   // Encode (imm, reg) as a memrix, which has the low 14-bits as the
 247   // displacement and the next 5 bits as the register #.
 248   assert(MI.getOperand(OpNo+1).isReg());
 249   unsigned RegBits = getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpNo+1)) << 14;
 250
 251   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
 252   if (MO.isImm())
 253     return ((getMachineOpValue(MI, MO) >> 2) & 0x3FFF) | RegBits;
 254
 255   MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low_ix));
 256   return RegBits;
 257 }
 258
 259
 260 unsigned PPCCodeEmitter::getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI,
 261                                            unsigned OpNo) const {
 262   llvm_unreachable("TLS not supported on the old JIT.");
 263   return 0;
 264 }
 265
 266
 267 unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
 268                                            const MachineOperand &MO) const {
 269
 270   if (MO.isReg()) {
 271     // MTCRF/MFOCRF should go through get_crbitm_encoding for the CR operand.
 272     // The GPR operand should come through here though.
 273     assert((MI.getOpcode() != PPC::MTCRF && MI.getOpcode() != PPC::MTCRF8 &&
 274              MI.getOpcode() != PPC::MFOCRF) ||
 275            MO.getReg() < PPC::CR0 || MO.getReg() > PPC::CR7);
 276     return TM.getRegisterInfo()->getEncodingValue(MO.getReg());
 277   }
 278
 279   assert(MO.isImm() &&
 280          "Relocation required in an instruction that we cannot encode!");
 281   return MO.getImm();
 282 }
 283
 284 #include "PPCGenCodeEmitter.inc"