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/CodeGen/MachineLocation.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  35 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  36 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  37 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  38
  39 using namespace llvm;
  40
  41 MipsRegisterInfo::MipsRegisterInfo(const MipsSubtarget &ST,
  42                                    const TargetInstrInfo &tii)
  43   : MipsGenRegisterInfo(Mips::ADJCALLSTACKDOWN, Mips::ADJCALLSTACKUP),
  44     Subtarget(ST), TII(tii) {}
  45
  46 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  47 /// Mips::RA, return the number that it corresponds to (e.g. 31).
  48 unsigned MipsRegisterInfo::
  49 getRegisterNumbering(unsigned RegEnum)
  50 {
  51   switch (RegEnum) {
  52     case Mips::ZERO : case Mips::F0 : case Mips::D0 : return 0;
  53     case Mips::AT   : case Mips::F1 : return 1;
  54     case Mips::V0   : case Mips::F2 : case Mips::D1 : return 2;
  55     case Mips::V1   : case Mips::F3 : return 3;
  56     case Mips::A0   : case Mips::F4 : case Mips::D2 : return 4;
  57     case Mips::A1   : case Mips::F5 : return 5;
  58     case Mips::A2   : case Mips::F6 : case Mips::D3 : return 6;
  59     case Mips::A3   : case Mips::F7 : return 7;
  60     case Mips::T0   : case Mips::F8 : case Mips::D4 : return 8;
  61     case Mips::T1   : case Mips::F9 : return 9;
  62     case Mips::T2   : case Mips::F10: case Mips::D5: return 10;
  63     case Mips::T3   : case Mips::F11: return 11;
  64     case Mips::T4   : case Mips::F12: case Mips::D6: return 12;
  65     case Mips::T5   : case Mips::F13: return 13;
  66     case Mips::T6   : case Mips::F14: case Mips::D7: return 14;
  67     case Mips::T7   : case Mips::F15: return 15;
  68     case Mips::S0   : case Mips::F16: case Mips::D8: return 16;
  69     case Mips::S1   : case Mips::F17: return 17;
  70     case Mips::S2   : case Mips::F18: case Mips::D9: return 18;
  71     case Mips::S3   : case Mips::F19: return 19;
  72     case Mips::S4   : case Mips::F20: case Mips::D10: return 20;
  73     case Mips::S5   : case Mips::F21: return 21;
  74     case Mips::S6   : case Mips::F22: case Mips::D11: return 22;
  75     case Mips::S7   : case Mips::F23: return 23;
  76     case Mips::T8   : case Mips::F24: case Mips::D12: return 24;
  77     case Mips::T9   : case Mips::F25: return 25;
  78     case Mips::K0   : case Mips::F26: case Mips::D13: return 26;
  79     case Mips::K1   : case Mips::F27: return 27;
  80     case Mips::GP   : case Mips::F28: case Mips::D14: return 28;
  81     case Mips::SP   : case Mips::F29: return 29;
  82     case Mips::FP   : case Mips::F30: case Mips::D15: return 30;
  83     case Mips::RA   : case Mips::F31: return 31;
  84     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
  85   }
  86   return 0; // Not reached
  87 }
  88
  89 unsigned MipsRegisterInfo::getPICCallReg() { return Mips::T9; }
  90
  91 //===----------------------------------------------------------------------===//
  92 // Callee Saved Registers methods
  93 //===----------------------------------------------------------------------===//
  94
  95 /// Mips Callee Saved Registers
  96 const unsigned* MipsRegisterInfo::
  97 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const
  98 {
  99   // Mips callee-save register range is $16-$23, $f20-$f30
 100   static const unsigned SingleFloatOnlyCalleeSavedRegs[] = {
 101     Mips::F30, Mips::F29, Mips::F28, Mips::F27, Mips::F26,
 102     Mips::F25, Mips::F24, Mips::F23, Mips::F22, Mips::F21, Mips::F20,
 103     Mips::RA, Mips::FP, Mips::S7, Mips::S6, Mips::S5, Mips::S4,
 104     Mips::S3, Mips::S2, Mips::S1, Mips::S0, 0
 105   };
 106
 107   static const unsigned Mips32CalleeSavedRegs[] = {
 108     Mips::D15, Mips::D14, Mips::D13, Mips::D12, Mips::D11, Mips::D10,
 109     Mips::RA, Mips::FP, Mips::S7, Mips::S6, Mips::S5, Mips::S4,
 110     Mips::S3, Mips::S2, Mips::S1, Mips::S0, 0
 111   };
 112
 113   if (Subtarget.isSingleFloat())
 114     return SingleFloatOnlyCalleeSavedRegs;
 115   else
 116     return Mips32CalleeSavedRegs;
 117 }
 118
 119 BitVector MipsRegisterInfo::
 120 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 121   BitVector Reserved(getNumRegs());
 122   Reserved.set(Mips::ZERO);
 123   Reserved.set(Mips::AT);
 124   Reserved.set(Mips::K0);
 125   Reserved.set(Mips::K1);
 126   Reserved.set(Mips::GP);
 127   Reserved.set(Mips::SP);
 128   Reserved.set(Mips::FP);
 129   Reserved.set(Mips::RA);
 130   Reserved.set(Mips::F31);
 131   Reserved.set(Mips::D15);
 132
 133   // SRV4 requires that odd register can't be used.
 134   if (!Subtarget.isSingleFloat() && !Subtarget.isMips32())
 135     for (unsigned FReg=(Mips::F0)+1; FReg < Mips::F30; FReg+=2)
 136       Reserved.set(FReg);
 137
 138   return Reserved;
 139 }
 140
 141 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 142 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 143 void MipsRegisterInfo::
 144 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 145                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 146   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 147   MBB.erase(I);
 148 }
 149
 150 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 151 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 152 // direct reference.
 153 void MipsRegisterInfo::
 154 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 155                     RegScavenger *RS) const {
 156   MachineInstr &MI = *II;
 157   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 158   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 159   MipsFunctionInfo *MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
 160
 161   unsigned i = 0;
 162   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 163     ++i;
 164     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 165            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 166   }
 167
 168   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 169         errs() << "<--------->\n" << MI);
 170
 171   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 172   int stackSize  = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 173   int spOffset   = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 174
 175   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 176                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 177                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 178
 179   int Offset;
 180
 181   // Calculate final offset.
 182   // - There is no need to change the offset if the frame object is one of the
 183   //   following: an outgoing argument, pointer to a dynamically allocated
 184   //   stack space or a $gp restore location,
 185   // - If the frame object is any of the following, its offset must be adjusted
 186   //   by adding the size of the stack:
 187   //   incoming argument, callee-saved register location or local variable.
 188   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isGPFI(FrameIndex) ||
 189       MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex))
 190     Offset = spOffset;
 191   else
 192     Offset = spOffset + stackSize;
 193
 194   Offset    += MI.getOperand(i-1).getImm();
 195
 196   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 197
 198   unsigned NewReg = 0;
 199   int NewImm = 0;
 200   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 201   bool ATUsed;
 202   unsigned FrameReg;
 203   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 204   int MinCSFI = 0;
 205   int MaxCSFI = -1;
 206
 207   if (CSI.size()) {
 208     MinCSFI = CSI[0].getFrameIdx();
 209     MaxCSFI = CSI[CSI.size() - 1].getFrameIdx();
 210   }
 211
 212   // The following stack frame objects are always referenced relative to $sp:
 213   //  1. Outgoing arguments.
 214   //  2. Pointer to dynamically allocated stack space.
 215   //  3. Locations for callee-saved registers.
 216   // Everything else is referenced relative to whatever register
 217   // getFrameRegister() returns.
 218   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex) ||
 219       (FrameIndex >= MinCSFI && FrameIndex <= MaxCSFI))
 220     FrameReg = Mips::SP;
 221   else
 222     FrameReg = getFrameRegister(MF);
 223
 224   // Offset fits in the 16-bit field
 225   if (Offset < 0x8000 && Offset >= -0x8000) {
 226     NewReg = FrameReg;
 227     NewImm = Offset;
 228     ATUsed = false;
 229   }
 230   else {
 231     const TargetInstrInfo *TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 232     DebugLoc DL = II->getDebugLoc();
 233     int ImmLo = (short)(Offset & 0xffff);
 234     int ImmHi = (((unsigned)Offset & 0xffff0000) >> 16) +
 235                 ((Offset & 0x8000) != 0);
 236
 237     // FIXME: change this when mips goes MC".
 238     BuildMI(MBB, II, DL, TII->get(Mips::NOAT));
 239     BuildMI(MBB, II, DL, TII->get(Mips::LUi), Mips::AT).addImm(ImmHi);
 240     BuildMI(MBB, II, DL, TII->get(Mips::ADDu), Mips::AT).addReg(FrameReg)
 241                                                         .addReg(Mips::AT);
 242     NewReg = Mips::AT;
 243     NewImm = ImmLo;
 244
 245     ATUsed = true;
 246   }
 247
 248   // FIXME: change this when mips goes MC".
 249   if (ATUsed)
 250     BuildMI(MBB, ++II, MI.getDebugLoc(), TII.get(Mips::ATMACRO));
 251
 252   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(NewReg, false);
 253   MI.getOperand(i-1).ChangeToImmediate(NewImm);
 254 }
 255
 256 unsigned MipsRegisterInfo::
 257 getRARegister() const {
 258   return Mips::RA;
 259 }
 260
 261 unsigned MipsRegisterInfo::
 262 getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 263   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 264
 265   return TFI->hasFP(MF) ? Mips::FP : Mips::SP;
 266 }
 267
 268 unsigned MipsRegisterInfo::
 269 getEHExceptionRegister() const {
 270   llvm_unreachable("What is the exception register");
 271   return 0;
 272 }
 273
 274 unsigned MipsRegisterInfo::
 275 getEHHandlerRegister() const {
 276   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 277   return 0;
 278 }
 279
 280 int MipsRegisterInfo::
 281 getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 282   return MipsGenRegisterInfo::getDwarfRegNumFull(RegNum, 0);
 283 }
 284
 285 int MipsRegisterInfo::getLLVMRegNum(unsigned DwarfRegNo, bool isEH) const {
 286   return MipsGenRegisterInfo::getLLVMRegNumFull(DwarfRegNo,0);
 287 }
 288
 289 #include "MipsGenRegisterInfo.inc"