Add mfasr and mtasr
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCCodeEmitter.cpp
index 446e0310fa6ecc0fdda6d8fbd306eb9e5bb53cb4..cf704fab27702fcad0db07a51ff7f1863b3d81f2 100644 (file)
-//===-- PPCCodeEmitter.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 "PPCTargetMachine.h"
-#include "PPCRelocations.h"
 #include "PPC.h"
-#include "llvm/Module.h"
-#include "llvm/PassManager.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "PPCRelocations.h"
+#include "PPCTargetMachine.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/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 using namespace llvm;
 
 namespace {
-  class VISIBILITY_HIDDEN PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
+  class PPCCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
     TargetMachine &TM;
-    MachineCodeEmitter &MCE;
-
+    JITCodeEmitter &MCE;
+    MachineModuleInfo *MMI;
+    
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+      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.
+    uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI) const;
+
+    
+    MachineRelocation GetRelocation(const MachineOperand &MO,
+                                    unsigned RelocID) const;
     
     /// getMachineOpValue - evaluates the MachineOperand of a given MachineInstr
-    ///
-    int getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO);
+    unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                               const MachineOperand &MO) const;
 
-  public:
-    static char ID;
-    PPCCodeEmitter(TargetMachine &T, MachineCodeEmitter &M)
-      : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID), TM(T), MCE(M) {}
+    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 getAbsDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                    unsigned OpNo) const;
+    unsigned getAbsCondBrEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
 
-    const char *getPassName() const { return "PowerPC Machine Code Emitter"; }
+    unsigned getImm16Encoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getMemRIEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getMemRIXEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+    unsigned getTLSCallEncoding(const MachineInstr &MI, unsigned OpNo) const;
+
+    const char *getPassName() const override {
+      return "PowerPC Machine Code Emitter";
+    }
 
     /// runOnMachineFunction - emits the given MachineFunction to memory
     ///
-    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
 
     /// emitBasicBlock - emits the given MachineBasicBlock to memory
     ///
     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
-
-    /// 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);
   };
-  char PPCCodeEmitter::ID = 0;
 }
 
+char PPCCodeEmitter::ID = 0;
+
 /// createPPCCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected PPC code
 /// to the specified MCE object.
-FunctionPass *llvm::createPPCCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
-                                             MachineCodeEmitter &MCE) {
-  return new PPCCodeEmitter(TM, MCE);
+FunctionPass *llvm::createPPCJITCodeEmitterPass(PPCTargetMachine &TM,
+                                                JITCodeEmitter &JCE) {
+  return new PPCCodeEmitter(TM, JCE);
 }
 
-#ifdef __APPLE__ 
-extern "C" void sys_icache_invalidate(const void *Addr, size_t len);
-#endif
-
 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;
+    MovePCtoLROffset = nullptr;
     MCE.startFunction(MF);
     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
       emitBasicBlock(*BB);
@@ -94,18 +115,21 @@ bool PPCCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 
 void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
   MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
-  
+
   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I){
-    MachineInstr &MI = *I;
+    const MachineInstr &MI = *I;
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
     switch (MI.getOpcode()) {
     default:
-      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(*I));
+      MCE.emitWordBE(getBinaryCodeForInstr(MI));
+      break;
+    case TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION:
+      break;
+    case TargetOpcode::EH_LABEL:
+      MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
       break;
-    case PPC::IMPLICIT_DEF_GPRC:
-    case PPC::IMPLICIT_DEF_G8RC:
-    case PPC::IMPLICIT_DEF_F8:
-    case PPC::IMPLICIT_DEF_F4:
-    case PPC::IMPLICIT_DEF_VRRC:
+    case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
+    case TargetOpcode::KILL:
       break; // pseudo opcode, no side effects
     case PPC::MovePCtoLR:
     case PPC::MovePCtoLR8:
@@ -114,124 +138,158 @@ void PPCCodeEmitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
       MCE.emitWordBE(0x48000005);   // bl 1
       break;
     }
+    MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
+  }
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::get_crbitm_encoding(const MachineInstr &MI,
+                                             unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  assert((MI.getOpcode() == PPC::MTOCRF || MI.getOpcode() == PPC::MTOCRF8 ||
+          MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF || MI.getOpcode() == PPC::MFOCRF8) &&
+         (MO.getReg() >= PPC::CR0 && MO.getReg() <= PPC::CR7));
+  return 0x80 >> TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo()->getEncodingValue(
+                     MO.getReg());
+}
+
+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);
 }
 
-int PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(MachineInstr &MI, MachineOperand &MO) {
+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;
+}
 
-  intptr_t rv = 0; // Return value; defaults to 0 for unhandled cases
-                   // or things that get fixed up later by the JIT.
-  if (MO.isRegister()) {
-    rv = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
+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;
+}
 
-    // 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.isImmediate()) {
-    rv = MO.getImmedValue();
-  } else if (MO.isGlobalAddress() || MO.isExternalSymbol() ||
-             MO.isConstantPoolIndex() || MO.isJumpTableIndex()) {
-    unsigned Reloc = 0;
-    if (MI.getOpcode() == PPC::BL_Macho || MI.getOpcode() == PPC::BL8_Macho ||
-        MI.getOpcode() == PPC::BL_ELF || MI.getOpcode() == PPC::BL8_ELF)
-      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
-    else {
-      if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
-        assert(MovePCtoLROffset && "MovePCtoLR not seen yet?");
-      }
-      switch (MI.getOpcode()) {
-      default: MI.dump(); assert(0 && "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.isGlobalAddress()) {
-      R = MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
-                                   MO.getGlobal(), 0);
-    } else if (MO.isExternalSymbol()) {
-      R = MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                       Reloc, MO.getSymbolName(), 0);
-    } else if (MO.isConstantPoolIndex()) {
-      R = MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                          Reloc, MO.getConstantPoolIndex(), 0);
-    } else {
-      assert(MO.isJumpTableIndex());
-      R = MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                          Reloc, MO.getJumpTableIndex(), 0);
-    }
-    
-    // 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.isMachineBasicBlock()) {
-    unsigned Reloc = 0;
-    unsigned Opcode = MI.getOpcode();
-    if (Opcode == PPC::B || Opcode == PPC::BL_Macho ||
-        Opcode == PPC::BLA_Macho || Opcode == PPC::BL_ELF || 
-        Opcode == PPC::BLA_ELF)
-      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bx;
-    else // BCC instruction
-      Reloc = PPC::reloc_pcrel_bcx;
-    MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                               Reloc,
-                                               MO.getMachineBasicBlock()));
-  } else {
-    cerr << "ERROR: Unknown type of MachineOperand: " << MO << "\n";
-    abort();
+unsigned PPCCodeEmitter::getAbsDirectBrEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                                unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
+
+  llvm_unreachable("Absolute branch relocations unsupported on the old JIT.");
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getAbsCondBrEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                              unsigned OpNo) const {
+  llvm_unreachable("Absolute branch relocations unsupported on the old JIT.");
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getImm16Encoding(const MachineInstr &MI,
+                                          unsigned OpNo) const {
+  const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpNo);
+  if (MO.isReg() || MO.isImm()) return getMachineOpValue(MI, MO);
+
+  unsigned RelocID;
+  switch (MO.getTargetFlags() & PPCII::MO_ACCESS_MASK) {
+    default: llvm_unreachable("Unsupported target operand flags!");
+    case PPCII::MO_LO: RelocID = PPC::reloc_absolute_low; break;
+    case PPCII::MO_HA: RelocID = PPC::reloc_absolute_high; break;
   }
 
-  return rv;
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, RelocID));
+  return 0;
+}
+
+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;
+}
+
+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) >> 2) & 0x3FFF) | RegBits;
+  
+  MCE.addRelocation(GetRelocation(MO, PPC::reloc_absolute_low_ix));
+  return RegBits;
 }
 
-#include "PPCGenCodeEmitter.inc"
 
+unsigned PPCCodeEmitter::getTLSRegEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                           unsigned OpNo) const {
+  llvm_unreachable("TLS not supported on the old JIT.");
+  return 0;
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getTLSCallEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                            unsigned OpNo) const {
+  llvm_unreachable("TLS not supported on the old JIT.");
+  return 0;
+}
+
+unsigned PPCCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
+                                           const MachineOperand &MO) const {
+
+  if (MO.isReg()) {
+    // MTOCRF/MFOCRF should go through get_crbitm_encoding for the CR operand.
+    // The GPR operand should come through here though.
+    assert((MI.getOpcode() != PPC::MTOCRF && MI.getOpcode() != PPC::MTOCRF8 &&
+            MI.getOpcode() != PPC::MFOCRF && MI.getOpcode() != PPC::MFOCRF8) ||
+           MO.getReg() < PPC::CR0 || MO.getReg() > PPC::CR7);
+    return TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo()->getEncodingValue(
+        MO.getReg());
+  }
+  
+  assert(MO.isImm() &&
+         "Relocation required in an instruction that we cannot encode!");
+  return MO.getImm();
+}
+
+#include "PPCGenCodeEmitter.inc"