lib/Target/Alpha/AlphaRegisterInfo.cpp

   1 //===- AlphaRegisterInfo.cpp - Alpha Register Information -------*- C++ -*-===//
   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 contains the Alpha implementation of the MRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "reginfo"
  15 #include "Alpha.h"
  16 #include "AlphaRegisterInfo.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/Type.h"
  19 #include "llvm/Function.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  30 #include <cstdlib>
  31 #include <iostream>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 namespace llvm {
  35   extern cl::opt<bool> EnableAlphaLSMark;
  36 }
  37
  38 //These describe LDAx
  39 static const int IMM_LOW  = -32768;
  40 static const int IMM_HIGH = 32767;
  41 static const int IMM_MULT = 65536;
  42
  43 static long getUpper16(long l)
  44 {
  45   long y = l / IMM_MULT;
  46   if (l % IMM_MULT > IMM_HIGH)
  47     ++y;
  48   return y;
  49 }
  50
  51 static long getLower16(long l)
  52 {
  53   long h = getUpper16(l);
  54   return l - h * IMM_MULT;
  55 }
  56
  57 static int getUID()
  58 {
  59   static int id = 0;
  60   return ++id;
  61 }
  62
  63 AlphaRegisterInfo::AlphaRegisterInfo()
  64   : AlphaGenRegisterInfo(Alpha::ADJUSTSTACKDOWN, Alpha::ADJUSTSTACKUP)
  65 {
  66 }
  67
  68 void
  69 AlphaRegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  70                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
  71                                        unsigned SrcReg, int FrameIdx,
  72                                        const TargetRegisterClass *RC) const {
  73   //std::cerr << "Trying to store " << getPrettyName(SrcReg) << " to " << FrameIdx << "\n";
  74   //BuildMI(MBB, MI, Alpha::WTF, 0).addReg(SrcReg);
  75   if (EnableAlphaLSMark)
  76     BuildMI(MBB, MI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(1)
  77       .addImm(getUID());
  78   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  79     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STS, 3).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  80   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
  81     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STT, 3).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  82   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
  83     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STQ, 3).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  84   else
  85     abort();
  86 }
  87
  88 void
  89 AlphaRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  90                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
  91                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
  92                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
  93   //std::cerr << "Trying to load " << getPrettyName(DestReg) << " to " << FrameIdx << "\n";
  94   if (EnableAlphaLSMark)
  95     BuildMI(MBB, MI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(2)
  96       .addImm(getUID());
  97   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  98     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDS, 2, DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  99   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
 100     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDT, 2, DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 101   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
 102     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDQ, 2, DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 103   else
 104     abort();
 105 }
 106
 107 unsigned
 108 AlphaRegisterInfo::isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const
 109 {
 110   switch (MI->getOpcode()) {
 111   case Alpha::LDL:
 112   case Alpha::LDQ:
 113   case Alpha::LDBU:
 114   case Alpha::LDWU:
 115   case Alpha::LDS:
 116   case Alpha::LDT:
 117     if (MI->getOperand(1).isFrameIndex()) {
 118       FrameIndex = MI->getOperand(1).getFrameIndex();
 119       return MI->getOperand(0).getReg();
 120     }
 121     break;
 122   }
 123   return 0;
 124 }
 125
 126 MachineInstr *AlphaRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 127                                                  unsigned OpNum,
 128                                                  int FrameIndex) const {
 129   // Make sure this is a reg-reg copy.
 130   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 131
 132   if ((Opc == Alpha::BIS &&
 133        MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 134     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 135       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 136       return BuildMI(Alpha::STQ, 3).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 137         .addReg(Alpha::F31);
 138     } else {           // load -> move
 139       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 140       return BuildMI(Alpha::LDQ, 2, OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 141         .addReg(Alpha::F31);
 142     }
 143   } else if ((Opc == Alpha::CPYSS &&
 144               MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 145     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 146       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 147       return BuildMI(Alpha::STS, 3).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 148         .addReg(Alpha::F31);
 149     } else {           // load -> move
 150       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 151       return BuildMI(Alpha::LDS, 2, OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 152         .addReg(Alpha::F31);
 153     }
 154   } else if ((Opc == Alpha::CPYST &&
 155               MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 156     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 157       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 158       return BuildMI(Alpha::STT, 3).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 159         .addReg(Alpha::F31);
 160     } else {           // load -> move
 161       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 162       return BuildMI(Alpha::LDT, 2, OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 163         .addReg(Alpha::F31);
 164     }
 165   }
 166   return 0;
 167 }
 168
 169
 170 void AlphaRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 171                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
 172                                      unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 173                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 174   //  std::cerr << "copyRegToReg " << DestReg << " <- " << SrcReg << "\n";
 175   if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass) {
 176     BuildMI(MBB, MI, Alpha::BIS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 177   } else if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass) {
 178     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYSS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 179   } else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass) {
 180     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYST, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 181   } else {
 182     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 183      abort();
 184   }
 185 }
 186
 187 //===----------------------------------------------------------------------===//
 188 // Stack Frame Processing methods
 189 //===----------------------------------------------------------------------===//
 190
 191 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 192 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 193 // if frame pointer elimination is disabled.
 194 //
 195 static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
 196   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 197   return MFI->hasVarSizedObjects();
 198 }
 199
 200 void AlphaRegisterInfo::
 201 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 202                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 203   if (hasFP(MF)) {
 204     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 205     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 206     // <amt>'
 207     MachineInstr *Old = I;
 208     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 209     if (Amount != 0) {
 210       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 211       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 212       // alignment boundary.
 213       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 214       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 215
 216       MachineInstr *New;
 217       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 218          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 219           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 220       } else {
 221          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 222          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 223           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 224       }
 225
 226       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 227       MBB.insert(I, New);
 228     }
 229   }
 230
 231   MBB.erase(I);
 232 }
 233
 234 //Alpha has a slightly funny stack:
 235 //Args
 236 //<- incoming SP
 237 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 238 //<- FP
 239 //variable locals
 240 //<- SP
 241
 242 void
 243 AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 244   unsigned i = 0;
 245   MachineInstr &MI = *II;
 246   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 247   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 248   bool FP = hasFP(MF);
 249
 250   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 251     ++i;
 252     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 253   }
 254
 255   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 256
 257   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 258   MI.SetMachineOperandReg(i + 1, FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 259
 260   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 261   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 262
 263   DEBUG(std::cerr << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n");
 264
 265   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 266
 267   DEBUG(std::cerr << "Corrected Offset " << Offset <<
 268         " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n");
 269
 270   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 271     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the original
 272     //inst off the SP/FP
 273     //fix up the old:
 274     MI.SetMachineOperandReg(i + 1, Alpha::R28);
 275     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed,
 276                               getLower16(Offset));
 277     //insert the new
 278     MachineInstr* nMI=BuildMI(Alpha::LDAH, 2, Alpha::R28)
 279       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 280     MBB.insert(II, nMI);
 281   } else {
 282     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed, Offset);
 283   }
 284 }
 285
 286
 287 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 288   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 289   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 290   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 291   bool FP = hasFP(MF);
 292
 293   static int curgpdist = 0;
 294
 295   //handle GOP offset
 296   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAHg, 3, Alpha::R29)
 297     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 298     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 299   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAg, 3, Alpha::R29)
 300     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 301     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 302
 303   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 304   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::ALTENT, 1).addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()), true);
 305
 306   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 307   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 308
 309   if (MFI->hasCalls() && !FP) {
 310     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 311     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 312     // brackets around call sites.
 313     //If there is a frame pointer, then we don't do this
 314     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 315     DEBUG(std::cerr << "Added " << MFI->getMaxCallFrameSize()
 316           << " to the stack due to calls\n");
 317   }
 318
 319   if (FP)
 320     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 321
 322   // Do we need to allocate space on the stack?
 323   if (NumBytes == 0) return;
 324
 325   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 326   MFI->setStackSize(NumBytes);
 327
 328   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 329   NumBytes = -NumBytes;
 330   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 331     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 332       .addReg(Alpha::R30);
 333   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 334     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 335       .addReg(Alpha::R30);
 336     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 337       .addReg(Alpha::R30);
 338   } else {
 339     std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 340     abort();
 341   }
 342
 343   //now if we need to, save the old FP and set the new
 344   if (FP)
 345   {
 346     if (EnableAlphaLSMark)
 347       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(1)
 348         .addImm(getUID());
 349     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::STQ, 3).addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 350     //this must be the last instr in the prolog
 351     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R15).addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 352   }
 353
 354 }
 355
 356 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 357                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 358   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 359   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 360   assert(((MBBI->getOpcode() == Alpha::RET) || (MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG))
 361          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 362
 363   bool FP = hasFP(MF);
 364
 365   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 366   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 367
 368   //now if we need to, restore the old FP
 369   if (FP)
 370   {
 371     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 372     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 373       .addReg(Alpha::R15);
 374     //restore the FP
 375     if (EnableAlphaLSMark)
 376       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(2)
 377         .addImm(getUID());
 378     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDQ, 2, Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 379   }
 380
 381    if (NumBytes != 0)
 382      {
 383        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 384          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 385            .addReg(Alpha::R30);
 386        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 387          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30)
 388            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 389          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 390            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 391        } else {
 392          std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 393          abort();
 394        }
 395      }
 396 }
 397
 398 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 399
 400 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 401 {
 402   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 403   return s;
 404 }