lib/Target/Mips/MipsRegisterInfo.cpp

   1 //===- MipsRegisterInfo.cpp - MIPS 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 MIPS implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "mips-reg-info"
  15
  16 #include "Mips.h"
  17 #include "MipsSubtarget.h"
  18 #include "MipsRegisterInfo.h"
  19 #include "MipsMachineFunction.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/Type.h"
  22 #include "llvm/Function.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  31 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  36 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  37 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  38
  39 #define GET_REGINFO_TARGET_DESC
  40 #include "MipsGenRegisterInfo.inc"
  41
  42 using namespace llvm;
  43
  44 MipsRegisterInfo::MipsRegisterInfo(const MipsSubtarget &ST,
  45                                    const TargetInstrInfo &tii)
  46   : MipsGenRegisterInfo(Mips::RA), Subtarget(ST), TII(tii) {}
  47
  48 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  49 /// Mips::RA, return the number that it corresponds to (e.g. 31).
  50 unsigned MipsRegisterInfo::
  51 getRegisterNumbering(unsigned RegEnum)
  52 {
  53   switch (RegEnum) {
  54     case Mips::ZERO : case Mips::F0 : case Mips::D0 : return 0;
  55     case Mips::AT   : case Mips::F1 : return 1;
  56     case Mips::V0   : case Mips::F2 : case Mips::D1 : return 2;
  57     case Mips::V1   : case Mips::F3 : return 3;
  58     case Mips::A0   : case Mips::F4 : case Mips::D2 : return 4;
  59     case Mips::A1   : case Mips::F5 : return 5;
  60     case Mips::A2   : case Mips::F6 : case Mips::D3 : return 6;
  61     case Mips::A3   : case Mips::F7 : return 7;
  62     case Mips::T0   : case Mips::F8 : case Mips::D4 : return 8;
  63     case Mips::T1   : case Mips::F9 : return 9;
  64     case Mips::T2   : case Mips::F10: case Mips::D5: return 10;
  65     case Mips::T3   : case Mips::F11: return 11;
  66     case Mips::T4   : case Mips::F12: case Mips::D6: return 12;
  67     case Mips::T5   : case Mips::F13: return 13;
  68     case Mips::T6   : case Mips::F14: case Mips::D7: return 14;
  69     case Mips::T7   : case Mips::F15: return 15;
  70     case Mips::S0   : case Mips::F16: case Mips::D8: return 16;
  71     case Mips::S1   : case Mips::F17: return 17;
  72     case Mips::S2   : case Mips::F18: case Mips::D9: return 18;
  73     case Mips::S3   : case Mips::F19: return 19;
  74     case Mips::S4   : case Mips::F20: case Mips::D10: return 20;
  75     case Mips::S5   : case Mips::F21: return 21;
  76     case Mips::S6   : case Mips::F22: case Mips::D11: return 22;
  77     case Mips::S7   : case Mips::F23: return 23;
  78     case Mips::T8   : case Mips::F24: case Mips::D12: return 24;
  79     case Mips::T9   : case Mips::F25: return 25;
  80     case Mips::K0   : case Mips::F26: case Mips::D13: return 26;
  81     case Mips::K1   : case Mips::F27: return 27;
  82     case Mips::GP   : case Mips::F28: case Mips::D14: return 28;
  83     case Mips::SP   : case Mips::F29: return 29;
  84     case Mips::FP   : case Mips::F30: case Mips::D15: return 30;
  85     case Mips::RA   : case Mips::F31: return 31;
  86     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
  87   }
  88   return 0; // Not reached
  89 }
  90
  91 unsigned MipsRegisterInfo::getPICCallReg() { return Mips::T9; }
  92
  93 //===----------------------------------------------------------------------===//
  94 // Callee Saved Registers methods
  95 //===----------------------------------------------------------------------===//
  96
  97 /// Mips Callee Saved Registers
  98 const unsigned* MipsRegisterInfo::
  99 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const
 100 {
 101   // Mips callee-save register range is $16-$23, $f20-$f30
 102   static const unsigned SingleFloatOnlyCalleeSavedRegs[] = {
 103     Mips::F30, Mips::F29, Mips::F28, Mips::F27, Mips::F26,
 104     Mips::F25, Mips::F24, Mips::F23, Mips::F22, Mips::F21, Mips::F20,
 105     Mips::RA, Mips::FP, Mips::S7, Mips::S6, Mips::S5, Mips::S4,
 106     Mips::S3, Mips::S2, Mips::S1, Mips::S0, 0
 107   };
 108
 109   static const unsigned Mips32CalleeSavedRegs[] = {
 110     Mips::D15, Mips::D14, Mips::D13, Mips::D12, Mips::D11, Mips::D10,
 111     Mips::RA, Mips::FP, Mips::S7, Mips::S6, Mips::S5, Mips::S4,
 112     Mips::S3, Mips::S2, Mips::S1, Mips::S0, 0
 113   };
 114
 115   if (Subtarget.isSingleFloat())
 116     return SingleFloatOnlyCalleeSavedRegs;
 117   else
 118     return Mips32CalleeSavedRegs;
 119 }
 120
 121 BitVector MipsRegisterInfo::
 122 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 123   BitVector Reserved(getNumRegs());
 124   Reserved.set(Mips::ZERO);
 125   Reserved.set(Mips::AT);
 126   Reserved.set(Mips::K0);
 127   Reserved.set(Mips::K1);
 128   Reserved.set(Mips::GP);
 129   Reserved.set(Mips::SP);
 130   Reserved.set(Mips::FP);
 131   Reserved.set(Mips::RA);
 132   Reserved.set(Mips::F31);
 133   Reserved.set(Mips::D15);
 134
 135   return Reserved;
 136 }
 137
 138 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 139 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 140 void MipsRegisterInfo::
 141 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 142                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 143   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 144   MBB.erase(I);
 145 }
 146
 147 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 148 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 149 // direct reference.
 150 void MipsRegisterInfo::
 151 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 152                     RegScavenger *RS) const {
 153   MachineInstr &MI = *II;
 154   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 155   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 156   MipsFunctionInfo *MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
 157
 158   unsigned i = 0;
 159   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 160     ++i;
 161     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 162            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 163   }
 164
 165   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 166         errs() << "<--------->\n" << MI);
 167
 168   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 169   int stackSize  = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 170   int spOffset   = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 171
 172   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 173                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 174                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 175
 176   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 177   int MinCSFI = 0;
 178   int MaxCSFI = -1;
 179
 180   if (CSI.size()) {
 181     MinCSFI = CSI[0].getFrameIdx();
 182     MaxCSFI = CSI[CSI.size() - 1].getFrameIdx();
 183   }
 184
 185   // The following stack frame objects are always referenced relative to $sp:
 186   //  1. Outgoing arguments.
 187   //  2. Pointer to dynamically allocated stack space.
 188   //  3. Locations for callee-saved registers.
 189   // Everything else is referenced relative to whatever register
 190   // getFrameRegister() returns.
 191   unsigned FrameReg;
 192
 193   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex) ||
 194       (FrameIndex >= MinCSFI && FrameIndex <= MaxCSFI))
 195     FrameReg = Mips::SP;
 196   else
 197     FrameReg = getFrameRegister(MF);
 198
 199   // Calculate final offset.
 200   // - There is no need to change the offset if the frame object is one of the
 201   //   following: an outgoing argument, pointer to a dynamically allocated
 202   //   stack space or a $gp restore location,
 203   // - If the frame object is any of the following, its offset must be adjusted
 204   //   by adding the size of the stack:
 205   //   incoming argument, callee-saved register location or local variable.
 206   int Offset;
 207
 208   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isGPFI(FrameIndex) ||
 209       MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex))
 210     Offset = spOffset;
 211   else
 212     Offset = spOffset + stackSize;
 213
 214   Offset    += MI.getOperand(i+1).getImm();
 215
 216   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 217
 218   // If MI is not a debug value, make sure Offset fits in the 16-bit immediate
 219   // field.
 220   if (!MI.isDebugValue() && (Offset >= 0x8000 || Offset < -0x8000)) {
 221     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 222     DebugLoc DL = II->getDebugLoc();
 223     int ImmHi = (((unsigned)Offset & 0xffff0000) >> 16) +
 224                 ((Offset & 0x8000) != 0);
 225
 226     // FIXME: change this when mips goes MC".
 227     BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(Mips::NOAT));
 228     BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(Mips::LUi), Mips::AT).addImm(ImmHi);
 229     BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(Mips::ADDu), Mips::AT).addReg(FrameReg)
 230                                                        .addReg(Mips::AT);
 231     FrameReg = Mips::AT;
 232     Offset = (short)(Offset & 0xffff);
 233
 234     BuildMI(MBB, ++II, MI.getDebugLoc(), TII.get(Mips::ATMACRO));
 235   }
 236
 237   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 238   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 239 }
 240
 241 unsigned MipsRegisterInfo::
 242 getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 243   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 244
 245   return TFI->hasFP(MF) ? Mips::FP : Mips::SP;
 246 }
 247
 248 unsigned MipsRegisterInfo::
 249 getEHExceptionRegister() const {
 250   llvm_unreachable("What is the exception register");
 251   return 0;
 252 }
 253
 254 unsigned MipsRegisterInfo::
 255 getEHHandlerRegister() const {
 256   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 257   return 0;
 258 }