lib/Target/AArch64/AArch64CallingConvention.td

   1 //=- AArch64CallingConv.td - Calling Conventions for AArch64 -*- tablegen -*-=//
   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 describes the calling conventions for AArch64 architecture.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 /// CCIfAlign - Match of the original alignment of the arg
  15 class CCIfAlign<string Align, CCAction A> :
  16   CCIf<!strconcat("ArgFlags.getOrigAlign() == ", Align), A>;
  17 /// CCIfBigEndian - Match only if we're in big endian mode.
  18 class CCIfBigEndian<CCAction A> :
  19   CCIf<"State.getMachineFunction().getSubtarget().getDataLayout()->isBigEndian()", A>;
  20
  21 //===----------------------------------------------------------------------===//
  22 // ARM AAPCS64 Calling Convention
  23 //===----------------------------------------------------------------------===//
  24
  25 def CC_AArch64_AAPCS : CallingConv<[
  26   CCIfType<[v2f32], CCBitConvertToType<v2i32>>,
  27   CCIfType<[v2f64, v4f32], CCBitConvertToType<v2i64>>,
  28
  29   // Big endian vectors must be passed as if they were 1-element vectors so that
  30   // their lanes are in a consistent order.
  31   CCIfBigEndian<CCIfType<[v2i32, v2f32, v4i16, v4f16, v8i8],
  32                          CCBitConvertToType<f64>>>,
  33   CCIfBigEndian<CCIfType<[v2i64, v2f64, v4i32, v4f32, v8i16, v8f16, v16i8],
  34                          CCBitConvertToType<f128>>>,
  35
  36   // An SRet is passed in X8, not X0 like a normal pointer parameter.
  37   CCIfSRet<CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X8], [W8]>>>,
  38
  39   // Put ByVal arguments directly on the stack. Minimum size and alignment of a
  40   // slot is 64-bit.
  41   CCIfByVal<CCPassByVal<8, 8>>,
  42
  43   // Handle i1, i8, i16, i32, i64, f32, f64 and v2f64 by passing in registers,
  44   // up to eight each of GPR and FPR.
  45   CCIfType<[i1, i8, i16], CCPromoteToType<i32>>,
  46   CCIfType<[i32], CCAssignToRegWithShadow<[W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7],
  47                                           [X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7]>>,
  48   // i128 is split to two i64s, we can't fit half to register X7.
  49   CCIfType<[i64], CCIfSplit<CCAssignToRegWithShadow<[X0, X2, X4, X6],
  50                                                     [X0, X1, X3, X5]>>>,
  51
  52   // i128 is split to two i64s, and its stack alignment is 16 bytes.
  53   CCIfType<[i64], CCIfSplit<CCAssignToStackWithShadow<8, 16, [X7]>>>,
  54
  55   CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7],
  56                                           [W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7]>>,
  57   CCIfType<[f16], CCAssignToRegWithShadow<[H0, H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7],
  58                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  59   CCIfType<[f32], CCAssignToRegWithShadow<[S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7],
  60                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  61   CCIfType<[f64], CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
  62                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  63   CCIfType<[v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v1f64, v2f32, v4f16],
  64            CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
  65                                    [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  66   CCIfType<[f128, v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
  67            CCAssignToReg<[Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  68
  69   // If more than will fit in registers, pass them on the stack instead.
  70   CCIfType<[i1, i8, i16, f16], CCAssignToStack<8, 8>>,
  71   CCIfType<[i32, f32], CCAssignToStack<8, 8>>,
  72   CCIfType<[i64, f64, v1f64, v2f32, v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v4f16],
  73            CCAssignToStack<8, 8>>,
  74   CCIfType<[f128, v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
  75            CCAssignToStack<16, 16>>
  76 ]>;
  77
  78 def RetCC_AArch64_AAPCS : CallingConv<[
  79   CCIfType<[v2f32], CCBitConvertToType<v2i32>>,
  80   CCIfType<[v2f64, v4f32], CCBitConvertToType<v2i64>>,
  81
  82   // Big endian vectors must be passed as if they were 1-element vectors so that
  83   // their lanes are in a consistent order.
  84   CCIfBigEndian<CCIfType<[v2i32, v2f32, v4i16, v4f16, v8i8],
  85                          CCBitConvertToType<f64>>>,
  86   CCIfBigEndian<CCIfType<[v2i64, v2f64, v4i32, v4f32, v8i16, v8f16, v16i8],
  87                          CCBitConvertToType<f128>>>,
  88
  89   CCIfType<[i32], CCAssignToRegWithShadow<[W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7],
  90                                           [X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7]>>,
  91   CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7],
  92                                           [W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7]>>,
  93   CCIfType<[f16], CCAssignToRegWithShadow<[H0, H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7],
  94                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  95   CCIfType<[f32], CCAssignToRegWithShadow<[S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7],
  96                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  97   CCIfType<[f64], CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
  98                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
  99   CCIfType<[v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v1f64, v2f32, v4f16],
 100       CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
 101                               [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 102   CCIfType<[f128, v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
 103       CCAssignToReg<[Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>
 104 ]>;
 105
 106
 107 // Darwin uses a calling convention which differs in only two ways
 108 // from the standard one at this level:
 109 //     + i128s (i.e. split i64s) don't need even registers.
 110 //     + Stack slots are sized as needed rather than being at least 64-bit.
 111 def CC_AArch64_DarwinPCS : CallingConv<[
 112   CCIfType<[v2f32], CCBitConvertToType<v2i32>>,
 113   CCIfType<[v2f64, v4f32, f128], CCBitConvertToType<v2i64>>,
 114
 115   // An SRet is passed in X8, not X0 like a normal pointer parameter.
 116   CCIfSRet<CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X8], [W8]>>>,
 117
 118   // Put ByVal arguments directly on the stack. Minimum size and alignment of a
 119   // slot is 64-bit.
 120   CCIfByVal<CCPassByVal<8, 8>>,
 121
 122   // Handle i1, i8, i16, i32, i64, f32, f64 and v2f64 by passing in registers,
 123   // up to eight each of GPR and FPR.
 124   CCIfType<[i1, i8, i16], CCPromoteToType<i32>>,
 125   CCIfType<[i32], CCAssignToRegWithShadow<[W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7],
 126                                           [X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7]>>,
 127   // i128 is split to two i64s, we can't fit half to register X7.
 128   CCIfType<[i64],
 129            CCIfSplit<CCAssignToRegWithShadow<[X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6],
 130                                              [W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6]>>>,
 131   // i128 is split to two i64s, and its stack alignment is 16 bytes.
 132   CCIfType<[i64], CCIfSplit<CCAssignToStackWithShadow<8, 16, [X7]>>>,
 133
 134   CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7],
 135                                           [W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7]>>,
 136   CCIfType<[f16], CCAssignToRegWithShadow<[H0, H1, H2, H3, H4, H5, H6, H7],
 137                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 138   CCIfType<[f32], CCAssignToRegWithShadow<[S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7],
 139                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 140   CCIfType<[f64], CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
 141                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 142   CCIfType<[v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v1f64, v2f32, v4f16],
 143            CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
 144                                    [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 145   CCIfType<[v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
 146            CCAssignToReg<[Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 147
 148   // If more than will fit in registers, pass them on the stack instead.
 149   CCIf<"ValVT == MVT::i1 || ValVT == MVT::i8", CCAssignToStack<1, 1>>,
 150   CCIf<"ValVT == MVT::i16 || ValVT == MVT::f16", CCAssignToStack<2, 2>>,
 151   CCIfType<[i32, f32], CCAssignToStack<4, 4>>,
 152   CCIfType<[i64, f64, v1f64, v2f32, v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v4f16],
 153            CCAssignToStack<8, 8>>,
 154   CCIfType<[v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
 155            CCAssignToStack<16, 16>>
 156 ]>;
 157
 158 def CC_AArch64_DarwinPCS_VarArg : CallingConv<[
 159   CCIfType<[v2f32], CCBitConvertToType<v2i32>>,
 160   CCIfType<[v2f64, v4f32, f128], CCBitConvertToType<v2i64>>,
 161
 162   // Handle all scalar types as either i64 or f64.
 163   CCIfType<[i8, i16, i32], CCPromoteToType<i64>>,
 164   CCIfType<[f16, f32],     CCPromoteToType<f64>>,
 165
 166   // Everything is on the stack.
 167   // i128 is split to two i64s, and its stack alignment is 16 bytes.
 168   CCIfType<[i64], CCIfSplit<CCAssignToStack<8, 16>>>,
 169   CCIfType<[i64, f64, v1i64, v2i32, v4i16, v8i8, v1f64, v2f32, v4f16],
 170            CCAssignToStack<8, 8>>,
 171   CCIfType<[v2i64, v4i32, v8i16, v16i8, v4f32, v2f64, v8f16],
 172            CCAssignToStack<16, 16>>
 173 ]>;
 174
 175 // The WebKit_JS calling convention only passes the first argument (the callee)
 176 // in register and the remaining arguments on stack. We allow 32bit stack slots,
 177 // so that WebKit can write partial values in the stack and define the other
 178 // 32bit quantity as undef.
 179 def CC_AArch64_WebKit_JS : CallingConv<[
 180   // Handle i1, i8, i16, i32, and i64 passing in register X0 (W0).
 181   CCIfType<[i1, i8, i16], CCPromoteToType<i32>>,
 182   CCIfType<[i32], CCAssignToRegWithShadow<[W0], [X0]>>,
 183   CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X0], [W0]>>,
 184
 185   // Pass the remaining arguments on the stack instead.
 186   CCIfType<[i32, f32], CCAssignToStack<4, 4>>,
 187   CCIfType<[i64, f64], CCAssignToStack<8, 8>>
 188 ]>;
 189
 190 def RetCC_AArch64_WebKit_JS : CallingConv<[
 191   CCIfType<[i32], CCAssignToRegWithShadow<[W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7],
 192                                           [X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7]>>,
 193   CCIfType<[i64], CCAssignToRegWithShadow<[X0, X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7],
 194                                           [W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7]>>,
 195   CCIfType<[f32], CCAssignToRegWithShadow<[S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7],
 196                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>,
 197   CCIfType<[f64], CCAssignToRegWithShadow<[D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7],
 198                                           [Q0, Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6, Q7]>>
 199 ]>;
 200
 201 // FIXME: LR is only callee-saved in the sense that *we* preserve it and are
 202 // presumably a callee to someone. External functions may not do so, but this
 203 // is currently safe since BL has LR as an implicit-def and what happens after a
 204 // tail call doesn't matter.
 205 //
 206 // It would be better to model its preservation semantics properly (create a
 207 // vreg on entry, use it in RET & tail call generation; make that vreg def if we
 208 // end up saving LR as part of a call frame). Watch this space...
 209 def CSR_AArch64_AAPCS : CalleeSavedRegs<(add LR, FP, X19, X20, X21, X22,
 210                                            X23, X24, X25, X26, X27, X28,
 211                                            D8,  D9,  D10, D11,
 212                                            D12, D13, D14, D15)>;
 213
 214 // Constructors and destructors return 'this' in the iOS 64-bit C++ ABI; since
 215 // 'this' and the pointer return value are both passed in X0 in these cases,
 216 // this can be partially modelled by treating X0 as a callee-saved register;
 217 // only the resulting RegMask is used; the SaveList is ignored
 218 //
 219 // (For generic ARM 64-bit ABI code, clang will not generate constructors or
 220 // destructors with 'this' returns, so this RegMask will not be used in that
 221 // case)
 222 def CSR_AArch64_AAPCS_ThisReturn : CalleeSavedRegs<(add CSR_AArch64_AAPCS, X0)>;
 223
 224 // The function used by Darwin to obtain the address of a thread-local variable
 225 // guarantees more than a normal AAPCS function. x16 and x17 are used on the
 226 // fast path for calculation, but other registers except X0 (argument/return)
 227 // and LR (it is a call, after all) are preserved.
 228 def CSR_AArch64_TLS_Darwin
 229     : CalleeSavedRegs<(add (sub (sequence "X%u", 1, 28), X16, X17),
 230                            FP,
 231                            (sequence "Q%u", 0, 31))>;
 232
 233 // The ELF stub used for TLS-descriptor access saves every feasible
 234 // register. Only X0 and LR are clobbered.
 235 def CSR_AArch64_TLS_ELF
 236     : CalleeSavedRegs<(add (sequence "X%u", 1, 28), FP,
 237                            (sequence "Q%u", 0, 31))>;
 238
 239 def CSR_AArch64_AllRegs
 240     : CalleeSavedRegs<(add (sequence "W%u", 0, 30), WSP,
 241                            (sequence "X%u", 0, 28), FP, LR, SP,
 242                            (sequence "B%u", 0, 31), (sequence "H%u", 0, 31),
 243                            (sequence "S%u", 0, 31), (sequence "D%u", 0, 31),
 244                            (sequence "Q%u", 0, 31))>;
 245