lib/Target/MSP430/MSP430InstrInfo.cpp

   1 //===- MSP430InstrInfo.cpp - MSP430 Instruction Information ---------------===//
   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 MSP430 implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "MSP430.h"
  15 #include "MSP430InstrInfo.h"
  16 #include "MSP430MachineFunctionInfo.h"
  17 #include "MSP430TargetMachine.h"
  18 #include "MSP430GenInstrInfo.inc"
  19 #include "llvm/Function.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
  24 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 MSP430InstrInfo::MSP430InstrInfo(MSP430TargetMachine &tm)
  29   : TargetInstrInfoImpl(MSP430Insts, array_lengthof(MSP430Insts)),
  30     RI(tm, *this), TM(tm) {}
  31
  32 void MSP430InstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  33                                           MachineBasicBlock::iterator MI,
  34                                     unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIdx,
  35                                     const TargetRegisterClass *RC) const {
  36   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
  37   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
  38   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
  39   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
  40
  41   MachineMemOperand *MMO =
  42     MF.getMachineMemOperand(PseudoSourceValue::getFixedStack(FrameIdx),
  43                             MachineMemOperand::MOStore, 0,
  44                             MFI.getObjectSize(FrameIdx),
  45                             MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
  46
  47   if (RC == &MSP430::GR16RegClass)
  48     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::MOV16mr))
  49       .addFrameIndex(FrameIdx).addImm(0)
  50       .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)).addMemOperand(MMO);
  51   else if (RC == &MSP430::GR8RegClass)
  52     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::MOV8mr))
  53       .addFrameIndex(FrameIdx).addImm(0)
  54       .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)).addMemOperand(MMO);
  55   else
  56     llvm_unreachable("Cannot store this register to stack slot!");
  57 }
  58
  59 void MSP430InstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  60                                            MachineBasicBlock::iterator MI,
  61                                            unsigned DestReg, int FrameIdx,
  62                                            const TargetRegisterClass *RC) const{
  63   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
  64   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
  65   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
  66   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
  67
  68   MachineMemOperand *MMO =
  69     MF.getMachineMemOperand(PseudoSourceValue::getFixedStack(FrameIdx),
  70                             MachineMemOperand::MOLoad, 0,
  71                             MFI.getObjectSize(FrameIdx),
  72                             MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
  73
  74   if (RC == &MSP430::GR16RegClass)
  75     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::MOV16rm))
  76       .addReg(DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addImm(0).addMemOperand(MMO);
  77   else if (RC == &MSP430::GR8RegClass)
  78     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::MOV8rm))
  79       .addReg(DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addImm(0).addMemOperand(MMO);
  80   else
  81     llvm_unreachable("Cannot store this register to stack slot!");
  82 }
  83
  84 bool MSP430InstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
  85                                    MachineBasicBlock::iterator I,
  86                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
  87                                    const TargetRegisterClass *DestRC,
  88                                    const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
  89   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
  90   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
  91
  92   if (DestRC == SrcRC) {
  93     unsigned Opc;
  94     if (DestRC == &MSP430::GR16RegClass) {
  95       Opc = MSP430::MOV16rr;
  96     } else if (DestRC == &MSP430::GR8RegClass) {
  97       Opc = MSP430::MOV8rr;
  98     } else {
  99       return false;
 100     }
 101
 102     BuildMI(MBB, I, DL, get(Opc), DestReg).addReg(SrcReg);
 103     return true;
 104   }
 105
 106   return false;
 107 }
 108
 109 bool
 110 MSP430InstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
 111                              unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
 112                              unsigned &SrcSubIdx, unsigned &DstSubIdx) const {
 113   SrcSubIdx = DstSubIdx = 0; // No sub-registers yet.
 114
 115   switch (MI.getOpcode()) {
 116   default:
 117     return false;
 118   case MSP430::MOV8rr:
 119   case MSP430::MOV16rr:
 120    assert(MI.getNumOperands() >= 2 &&
 121            MI.getOperand(0).isReg() &&
 122            MI.getOperand(1).isReg() &&
 123            "invalid register-register move instruction");
 124     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
 125     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
 126     return true;
 127   }
 128 }
 129
 130 bool
 131 MSP430InstrInfo::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 132                                            MachineBasicBlock::iterator MI,
 133                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
 134   if (CSI.empty())
 135     return false;
 136
 137   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
 138   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
 139
 140   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 141   MSP430MachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<MSP430MachineFunctionInfo>();
 142   MFI->setCalleeSavedFrameSize(CSI.size() * 2);
 143
 144   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
 145     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
 146     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
 147     MBB.addLiveIn(Reg);
 148     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::PUSH16r))
 149       .addReg(Reg, RegState::Kill);
 150   }
 151   return true;
 152 }
 153
 154 bool
 155 MSP430InstrInfo::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 156                                              MachineBasicBlock::iterator MI,
 157                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
 158   if (CSI.empty())
 159     return false;
 160
 161   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
 162   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
 163
 164   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i)
 165     BuildMI(MBB, MI, DL, get(MSP430::POP16r), CSI[i].getReg());
 166
 167   return true;
 168 }
 169
 170 unsigned MSP430InstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
 171   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 172   unsigned Count = 0;
 173
 174   while (I != MBB.begin()) {
 175     --I;
 176     if (I->isDebugValue())
 177       continue;
 178     if (I->getOpcode() != MSP430::JMP &&
 179         I->getOpcode() != MSP430::JCC)
 180       break;
 181     // Remove the branch.
 182     I->eraseFromParent();
 183     I = MBB.end();
 184     ++Count;
 185   }
 186
 187   return Count;
 188 }
 189
 190 bool MSP430InstrInfo::
 191 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
 192   assert(Cond.size() == 1 && "Invalid Xbranch condition!");
 193
 194   MSP430CC::CondCodes CC = static_cast<MSP430CC::CondCodes>(Cond[0].getImm());
 195
 196   switch (CC) {
 197   default:
 198     assert(0 && "Invalid branch condition!");
 199     break;
 200   case MSP430CC::COND_E:
 201     CC = MSP430CC::COND_NE;
 202     break;
 203   case MSP430CC::COND_NE:
 204     CC = MSP430CC::COND_E;
 205     break;
 206   case MSP430CC::COND_L:
 207     CC = MSP430CC::COND_GE;
 208     break;
 209   case MSP430CC::COND_GE:
 210     CC = MSP430CC::COND_L;
 211     break;
 212   case MSP430CC::COND_HS:
 213     CC = MSP430CC::COND_LO;
 214     break;
 215   case MSP430CC::COND_LO:
 216     CC = MSP430CC::COND_HS;
 217     break;
 218   }
 219
 220   Cond[0].setImm(CC);
 221   return false;
 222 }
 223
 224 bool MSP430InstrInfo::isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr *MI) const {
 225   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
 226   if (!TID.isTerminator()) return false;
 227
 228   // Conditional branch is a special case.
 229   if (TID.isBranch() && !TID.isBarrier())
 230     return true;
 231   if (!TID.isPredicable())
 232     return true;
 233   return !isPredicated(MI);
 234 }
 235
 236 bool MSP430InstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
 237                                     MachineBasicBlock *&TBB,
 238                                     MachineBasicBlock *&FBB,
 239                                     SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 240                                     bool AllowModify) const {
 241   // Start from the bottom of the block and work up, examining the
 242   // terminator instructions.
 243   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 244   while (I != MBB.begin()) {
 245     --I;
 246     if (I->isDebugValue())
 247       continue;
 248
 249     // Working from the bottom, when we see a non-terminator
 250     // instruction, we're done.
 251     if (!isUnpredicatedTerminator(I))
 252       break;
 253
 254     // A terminator that isn't a branch can't easily be handled
 255     // by this analysis.
 256     if (!I->getDesc().isBranch())
 257       return true;
 258
 259     // Handle unconditional branches.
 260     if (I->getOpcode() == MSP430::JMP) {
 261       if (!AllowModify) {
 262         TBB = I->getOperand(0).getMBB();
 263         continue;
 264       }
 265
 266       // If the block has any instructions after a JMP, delete them.
 267       while (llvm::next(I) != MBB.end())
 268         llvm::next(I)->eraseFromParent();
 269       Cond.clear();
 270       FBB = 0;
 271
 272       // Delete the JMP if it's equivalent to a fall-through.
 273       if (MBB.isLayoutSuccessor(I->getOperand(0).getMBB())) {
 274         TBB = 0;
 275         I->eraseFromParent();
 276         I = MBB.end();
 277         continue;
 278       }
 279
 280       // TBB is used to indicate the unconditinal destination.
 281       TBB = I->getOperand(0).getMBB();
 282       continue;
 283     }
 284
 285     // Handle conditional branches.
 286     assert(I->getOpcode() == MSP430::JCC && "Invalid conditional branch");
 287     MSP430CC::CondCodes BranchCode =
 288       static_cast<MSP430CC::CondCodes>(I->getOperand(1).getImm());
 289     if (BranchCode == MSP430CC::COND_INVALID)
 290       return true;  // Can't handle weird stuff.
 291
 292     // Working from the bottom, handle the first conditional branch.
 293     if (Cond.empty()) {
 294       FBB = TBB;
 295       TBB = I->getOperand(0).getMBB();
 296       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(BranchCode));
 297       continue;
 298     }
 299
 300     // Handle subsequent conditional branches. Only handle the case where all
 301     // conditional branches branch to the same destination.
 302     assert(Cond.size() == 1);
 303     assert(TBB);
 304
 305     // Only handle the case where all conditional branches branch to
 306     // the same destination.
 307     if (TBB != I->getOperand(0).getMBB())
 308       return true;
 309
 310     MSP430CC::CondCodes OldBranchCode = (MSP430CC::CondCodes)Cond[0].getImm();
 311     // If the conditions are the same, we can leave them alone.
 312     if (OldBranchCode == BranchCode)
 313       continue;
 314
 315     return true;
 316   }
 317
 318   return false;
 319 }
 320
 321 unsigned
 322 MSP430InstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
 323                               MachineBasicBlock *FBB,
 324                             const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
 325   // FIXME this should probably have a DebugLoc operand
 326   DebugLoc dl = DebugLoc::getUnknownLoc();
 327
 328   // Shouldn't be a fall through.
 329   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
 330   assert((Cond.size() == 1 || Cond.size() == 0) &&
 331          "MSP430 branch conditions have one component!");
 332
 333   if (Cond.empty()) {
 334     // Unconditional branch?
 335     assert(!FBB && "Unconditional branch with multiple successors!");
 336     BuildMI(&MBB, dl, get(MSP430::JMP)).addMBB(TBB);
 337     return 1;
 338   }
 339
 340   // Conditional branch.
 341   unsigned Count = 0;
 342   BuildMI(&MBB, dl, get(MSP430::JCC)).addMBB(TBB).addImm(Cond[0].getImm());
 343   ++Count;
 344
 345   if (FBB) {
 346     // Two-way Conditional branch. Insert the second branch.
 347     BuildMI(&MBB, dl, get(MSP430::JMP)).addMBB(FBB);
 348     ++Count;
 349   }
 350   return Count;
 351 }
 352
 353 /// GetInstSize - Return the number of bytes of code the specified
 354 /// instruction may be.  This returns the maximum number of bytes.
 355 ///
 356 unsigned MSP430InstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
 357   const TargetInstrDesc &Desc = MI->getDesc();
 358
 359   switch (Desc.TSFlags & MSP430II::SizeMask) {
 360   default:
 361     switch (Desc.getOpcode()) {
 362     default:
 363       assert(0 && "Unknown instruction size!");
 364     case TargetOpcode::DBG_LABEL:
 365     case TargetOpcode::EH_LABEL:
 366     case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
 367     case TargetOpcode::KILL:
 368       return 0;
 369     case TargetOpcode::INLINEASM: {
 370       const MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 371       const TargetInstrInfo &TII = *MF->getTarget().getInstrInfo();
 372       return TII.getInlineAsmLength(MI->getOperand(0).getSymbolName(),
 373                                     *MF->getTarget().getMCAsmInfo());
 374     }
 375     }
 376   case MSP430II::SizeSpecial:
 377     switch (MI->getOpcode()) {
 378     default:
 379       assert(0 && "Unknown instruction size!");
 380     case MSP430::SAR8r1c:
 381     case MSP430::SAR16r1c:
 382       return 4;
 383     }
 384   case MSP430II::Size2Bytes:
 385     return 2;
 386   case MSP430II::Size4Bytes:
 387     return 4;
 388   case MSP430II::Size6Bytes:
 389     return 6;
 390   }
 391
 392   return 6;
 393 }