lib/Target/MBlaze/MBlazeRegisterInfo.cpp

   1 //===- MBlazeRegisterInfo.cpp - MBlaze Register Information -== -*- C++ -*-===//
   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 contains the MBlaze implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "mblaze-reg-info"
  16
  17 #include "MBlaze.h"
  18 #include "MBlazeSubtarget.h"
  19 #include "MBlazeRegisterInfo.h"
  20 #include "MBlazeMachineFunction.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/Type.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  39
  40 using namespace llvm;
  41
  42 MBlazeRegisterInfo::
  43 MBlazeRegisterInfo(const MBlazeSubtarget &ST, const TargetInstrInfo &tii)
  44   : MBlazeGenRegisterInfo(MBlaze::ADJCALLSTACKDOWN, MBlaze::ADJCALLSTACKUP),
  45     Subtarget(ST), TII(tii) {}
  46
  47 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  48 /// MBlaze::R0, return the number that it corresponds to (e.g. 0).
  49 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
  50   switch (RegEnum) {
  51     case MBlaze::R0  : case MBlaze::F0  : return 0;
  52     case MBlaze::R1  : case MBlaze::F1  : return 1;
  53     case MBlaze::R2  : case MBlaze::F2  : return 2;
  54     case MBlaze::R3  : case MBlaze::F3  : return 3;
  55     case MBlaze::R4  : case MBlaze::F4  : return 4;
  56     case MBlaze::R5  : case MBlaze::F5  : return 5;
  57     case MBlaze::R6  : case MBlaze::F6  : return 6;
  58     case MBlaze::R7  : case MBlaze::F7  : return 7;
  59     case MBlaze::R8  : case MBlaze::F8  : return 8;
  60     case MBlaze::R9  : case MBlaze::F9  : return 9;
  61     case MBlaze::R10 : case MBlaze::F10 : return 10;
  62     case MBlaze::R11 : case MBlaze::F11 : return 11;
  63     case MBlaze::R12 : case MBlaze::F12 : return 12;
  64     case MBlaze::R13 : case MBlaze::F13 : return 13;
  65     case MBlaze::R14 : case MBlaze::F14 : return 14;
  66     case MBlaze::R15 : case MBlaze::F15 : return 15;
  67     case MBlaze::R16 : case MBlaze::F16 : return 16;
  68     case MBlaze::R17 : case MBlaze::F17 : return 17;
  69     case MBlaze::R18 : case MBlaze::F18 : return 18;
  70     case MBlaze::R19 : case MBlaze::F19 : return 19;
  71     case MBlaze::R20 : case MBlaze::F20 : return 20;
  72     case MBlaze::R21 : case MBlaze::F21 : return 21;
  73     case MBlaze::R22 : case MBlaze::F22 : return 22;
  74     case MBlaze::R23 : case MBlaze::F23 : return 23;
  75     case MBlaze::R24 : case MBlaze::F24 : return 24;
  76     case MBlaze::R25 : case MBlaze::F25 : return 25;
  77     case MBlaze::R26 : case MBlaze::F26 : return 26;
  78     case MBlaze::R27 : case MBlaze::F27 : return 27;
  79     case MBlaze::R28 : case MBlaze::F28 : return 28;
  80     case MBlaze::R29 : case MBlaze::F29 : return 29;
  81     case MBlaze::R30 : case MBlaze::F30 : return 30;
  82     case MBlaze::R31 : case MBlaze::F31 : return 31;
  83     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
  84   }
  85   return 0; // Not reached
  86 }
  87
  88 unsigned MBlazeRegisterInfo::getPICCallReg() {
  89   return MBlaze::R20;
  90 }
  91
  92 //===----------------------------------------------------------------------===//
  93 // Callee Saved Registers methods
  94 //===----------------------------------------------------------------------===//
  95
  96 /// MBlaze Callee Saved Registers
  97 const unsigned* MBlazeRegisterInfo::
  98 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  99   // MBlaze callee-save register range is R20 - R31
 100   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 101     MBlaze::R20, MBlaze::R21, MBlaze::R22, MBlaze::R23,
 102     MBlaze::R24, MBlaze::R25, MBlaze::R26, MBlaze::R27,
 103     MBlaze::R28, MBlaze::R29, MBlaze::R30, MBlaze::R31,
 104     0
 105   };
 106
 107   return CalleeSavedRegs;
 108 }
 109
 110 /// MBlaze Callee Saved Register Classes
 111 const TargetRegisterClass* const* MBlazeRegisterInfo::
 112 getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
 113   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRC[] = {
 114     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 115     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 116     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 117     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 118     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 119     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 120     0
 121   };
 122
 123   return CalleeSavedRC;
 124 }
 125
 126 BitVector MBlazeRegisterInfo::
 127 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 128   BitVector Reserved(getNumRegs());
 129   Reserved.set(MBlaze::R0);
 130   Reserved.set(MBlaze::R1);
 131   Reserved.set(MBlaze::R2);
 132   Reserved.set(MBlaze::R13);
 133   Reserved.set(MBlaze::R14);
 134   Reserved.set(MBlaze::R15);
 135   Reserved.set(MBlaze::R16);
 136   Reserved.set(MBlaze::R17);
 137   Reserved.set(MBlaze::R18);
 138   Reserved.set(MBlaze::R19);
 139   return Reserved;
 140 }
 141
 142 //===----------------------------------------------------------------------===//
 143 //
 144 // Stack Frame Processing methods
 145 // +----------------------------+
 146 //
 147 // The stack is allocated decrementing the stack pointer on
 148 // the first instruction of a function prologue. Once decremented,
 149 // all stack references are are done through a positive offset
 150 // from the stack/frame pointer, so the stack is considered
 151 // to grow up.
 152 //
 153 //===----------------------------------------------------------------------===//
 154
 155 void MBlazeRegisterInfo::adjustMBlazeStackFrame(MachineFunction &MF) const {
 156   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 157   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 158
 159   // See the description at MicroBlazeMachineFunction.h
 160   int TopCPUSavedRegOff = -1;
 161
 162   // Adjust CPU Callee Saved Registers Area. Registers RA and FP must
 163   // be saved in this CPU Area there is the need. This whole Area must
 164   // be aligned to the default Stack Alignment requirements.
 165   unsigned StackOffset = MFI->getStackSize();
 166   unsigned RegSize = 4;
 167
 168   // Replace the dummy '0' SPOffset by the negative offsets, as explained on
 169   // LowerFORMAL_ARGUMENTS. Leaving '0' for while is necessary to avoid
 170   // the approach done by calculateFrameObjectOffsets to the stack frame.
 171   MBlazeFI->adjustLoadArgsFI(MFI);
 172   MBlazeFI->adjustStoreVarArgsFI(MFI);
 173
 174   if (hasFP(MF)) {
 175     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 176                          StackOffset);
 177     MBlazeFI->setFPStackOffset(StackOffset);
 178     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 179     StackOffset += RegSize;
 180   }
 181
 182   if (MFI->hasCalls()) {
 183     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 184                          StackOffset);
 185     MBlazeFI->setRAStackOffset(StackOffset);
 186     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 187     StackOffset += RegSize;
 188   }
 189
 190   // Update frame info
 191   MFI->setStackSize(StackOffset);
 192
 193   // Recalculate the final tops offset. The final values must be '0'
 194   // if there isn't a callee saved register for CPU or FPU, otherwise
 195   // a negative offset is needed.
 196   if (TopCPUSavedRegOff >= 0)
 197     MBlazeFI->setCPUTopSavedRegOff(TopCPUSavedRegOff-StackOffset);
 198 }
 199
 200 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 201 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 202 // if frame pointer elimination is disabled.
 203 bool MBlazeRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 204   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 205   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
 206 }
 207
 208 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 209 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 210 void MBlazeRegisterInfo::
 211 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 212                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 213   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 214   MBB.erase(I);
 215 }
 216
 217 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 218 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 219 // direct reference.
 220 unsigned MBlazeRegisterInfo::
 221 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 222                     int *Value, RegScavenger *RS) const {
 223   MachineInstr &MI = *II;
 224   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 225
 226   unsigned i = 0;
 227   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 228     ++i;
 229     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 230            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 231   }
 232
 233   unsigned oi = i == 2 ? 1 : 2;
 234
 235   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 236         errs() << "<--------->\n" << MI);
 237
 238   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 239   int stackSize  = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 240   int spOffset   = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 241
 242   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 243                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 244                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 245
 246   // as explained on LowerFormalArguments, detect negative offsets
 247   // and adjust SPOffsets considering the final stack size.
 248   int Offset = ((spOffset < 0) ? (stackSize + (-(spOffset+4))) : (spOffset));
 249   Offset    += MI.getOperand(oi).getImm();
 250
 251   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 252
 253   MI.getOperand(oi).ChangeToImmediate(Offset);
 254   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(getFrameRegister(MF), false);
 255   return 0;
 256 }
 257
 258 void MBlazeRegisterInfo::
 259 emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 260   MachineBasicBlock &MBB   = MF.front();
 261   MachineFrameInfo *MFI    = MF.getFrameInfo();
 262   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 263   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 264   DebugLoc dl = (MBBI != MBB.end() ?
 265                  MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc::getUnknownLoc());
 266
 267   // Get the right frame order for MBlaze.
 268   adjustMBlazeStackFrame(MF);
 269
 270   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 271   unsigned StackSize = MFI->getStackSize();
 272
 273   // No need to allocate space on the stack.
 274   if (StackSize == 0 && !MFI->hasCalls()) return;
 275
 276   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 277   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 278
 279   // Adjust stack : addi R1, R1, -imm
 280   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 281       .addReg(MBlaze::R1).addImm(-StackSize);
 282
 283   // Save the return address only if the function isnt a leaf one.
 284   // swi  R15, R1, stack_loc
 285   if (MFI->hasCalls()) {
 286     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::SWI))
 287         .addReg(MBlaze::R15).addImm(RAOffset).addReg(MBlaze::R1);
 288   }
 289
 290   // if framepointer enabled, save it and set it
 291   // to point to the stack pointer
 292   if (hasFP(MF)) {
 293     // swi  R19, R1, stack_loc
 294     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::SWI))
 295       .addReg(MBlaze::R19).addImm(FPOffset).addReg(MBlaze::R1);
 296
 297     // add R19, R1, R0
 298     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R19)
 299       .addReg(MBlaze::R1).addReg(MBlaze::R0);
 300   }
 301 }
 302
 303 void MBlazeRegisterInfo::
 304 emitEpilogue(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB) const {
 305   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 306   MachineFrameInfo *MFI            = MF.getFrameInfo();
 307   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI         = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 308   DebugLoc dl = MBBI->getDebugLoc();
 309
 310   // Get the number of bytes from FrameInfo
 311   int NumBytes = (int) MFI->getStackSize();
 312
 313   // Get the FI's where RA and FP are saved.
 314   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 315   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 316
 317   // if framepointer enabled, restore it and restore the
 318   // stack pointer
 319   if (hasFP(MF)) {
 320     // add R1, R19, R0
 321     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R1)
 322       .addReg(MBlaze::R19).addReg(MBlaze::R0);
 323
 324     // lwi  R19, R1, stack_loc
 325     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R19)
 326       .addImm(FPOffset).addReg(MBlaze::R1);
 327   }
 328
 329   // Restore the return address only if the function isnt a leaf one.
 330   // lwi R15, R1, stack_loc
 331   if (MFI->hasCalls()) {
 332     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R15)
 333       .addImm(RAOffset).addReg(MBlaze::R1);
 334   }
 335
 336   // adjust stack.
 337   // addi R1, R1, imm
 338   if (NumBytes) {
 339     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 340       .addReg(MBlaze::R1).addImm(NumBytes);
 341   }
 342 }
 343
 344
 345 void MBlazeRegisterInfo::
 346 processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {
 347   // Set the stack offset where GP must be saved/loaded from.
 348   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 349   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 350   if (MBlazeFI->needGPSaveRestore())
 351     MFI->setObjectOffset(MBlazeFI->getGPFI(), MBlazeFI->getGPStackOffset());
 352 }
 353
 354 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRARegister() const {
 355   return MBlaze::R15;
 356 }
 357
 358 unsigned MBlazeRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 359   return hasFP(MF) ? MBlaze::R19 : MBlaze::R1;
 360 }
 361
 362 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 363   llvm_unreachable("What is the exception register");
 364   return 0;
 365 }
 366
 367 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 368   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 369   return 0;
 370 }
 371
 372 int MBlazeRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 373   llvm_unreachable("What is the dwarf register number");
 374   return -1;
 375 }
 376
 377 #include "MBlazeGenRegisterInfo.inc"
 378