lib/Target/Mips/MipsTargetMachine.cpp

   1 //===-- MipsTargetMachine.cpp - Define TargetMachine for Mips -------------===//
   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 // Implements the info about Mips target spec.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "MipsTargetMachine.h"
  15 #include "Mips.h"
  16 #include "Mips16FrameLowering.h"
  17 #include "Mips16ISelDAGToDAG.h"
  18 #include "Mips16ISelLowering.h"
  19 #include "Mips16InstrInfo.h"
  20 #include "MipsFrameLowering.h"
  21 #include "MipsInstrInfo.h"
  22 #include "MipsSEFrameLowering.h"
  23 #include "MipsSEISelDAGToDAG.h"
  24 #include "MipsSEISelLowering.h"
  25 #include "MipsSEInstrInfo.h"
  26 #include "MipsTargetObjectFile.h"
  27 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  29 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
  30 #include "llvm/Support/Debug.h"
  31 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  33 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  34
  35 using namespace llvm;
  36
  37 #define DEBUG_TYPE "mips"
  38
  39 extern "C" void LLVMInitializeMipsTarget() {
  40   // Register the target.
  41   RegisterTargetMachine<MipsebTargetMachine> X(TheMipsTarget);
  42   RegisterTargetMachine<MipselTargetMachine> Y(TheMipselTarget);
  43   RegisterTargetMachine<MipsebTargetMachine> A(TheMips64Target);
  44   RegisterTargetMachine<MipselTargetMachine> B(TheMips64elTarget);
  45 }
  46
  47 static std::string computeDataLayout(StringRef TT, StringRef CPU,
  48                                      const TargetOptions &Options,
  49                                      bool isLittle) {
  50   std::string Ret = "";
  51   MipsABIInfo ABI =
  52       MipsABIInfo::computeTargetABI(Triple(TT), CPU, Options.MCOptions);
  53
  54   // There are both little and big endian mips.
  55   if (isLittle)
  56     Ret += "e";
  57   else
  58     Ret += "E";
  59
  60   Ret += "-m:m";
  61
  62   // Pointers are 32 bit on some ABIs.
  63   if (!ABI.IsN64())
  64     Ret += "-p:32:32";
  65
  66   // 8 and 16 bit integers only need no have natural alignment, but try to
  67   // align them to 32 bits. 64 bit integers have natural alignment.
  68   Ret += "-i8:8:32-i16:16:32-i64:64";
  69
  70   // 32 bit registers are always available and the stack is at least 64 bit
  71   // aligned. On N64 64 bit registers are also available and the stack is
  72   // 128 bit aligned.
  73   if (ABI.IsN64() || ABI.IsN32())
  74     Ret += "-n32:64-S128";
  75   else
  76     Ret += "-n32-S64";
  77
  78   return Ret;
  79 }
  80
  81 // On function prologue, the stack is created by decrementing
  82 // its pointer. Once decremented, all references are done with positive
  83 // offset from the stack/frame pointer, using StackGrowsUp enables
  84 // an easier handling.
  85 // Using CodeModel::Large enables different CALL behavior.
  86 MipsTargetMachine::MipsTargetMachine(const Target &T, StringRef TT,
  87                                      StringRef CPU, StringRef FS,
  88                                      const TargetOptions &Options,
  89                                      Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
  90                                      CodeGenOpt::Level OL, bool isLittle)
  91     : LLVMTargetMachine(T, computeDataLayout(TT, CPU, Options, isLittle), TT,
  92                         CPU, FS, Options, RM, CM, OL),
  93       isLittle(isLittle), TLOF(make_unique<MipsTargetObjectFile>()),
  94       ABI(MipsABIInfo::computeTargetABI(Triple(TT), CPU, Options.MCOptions)),
  95       Subtarget(nullptr), DefaultSubtarget(TT, CPU, FS, isLittle, *this),
  96       NoMips16Subtarget(TT, CPU, FS.empty() ? "-mips16" : FS.str() + ",-mips16",
  97                         isLittle, *this),
  98       Mips16Subtarget(TT, CPU, FS.empty() ? "+mips16" : FS.str() + ",+mips16",
  99                       isLittle, *this) {
 100   Subtarget = &DefaultSubtarget;
 101   initAsmInfo();
 102 }
 103
 104 MipsTargetMachine::~MipsTargetMachine() {}
 105
 106 void MipsebTargetMachine::anchor() { }
 107
 108 MipsebTargetMachine::
 109 MipsebTargetMachine(const Target &T, StringRef TT,
 110                     StringRef CPU, StringRef FS, const TargetOptions &Options,
 111                     Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 112                     CodeGenOpt::Level OL)
 113   : MipsTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL, false) {}
 114
 115 void MipselTargetMachine::anchor() { }
 116
 117 MipselTargetMachine::
 118 MipselTargetMachine(const Target &T, StringRef TT,
 119                     StringRef CPU, StringRef FS, const TargetOptions &Options,
 120                     Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 121                     CodeGenOpt::Level OL)
 122   : MipsTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL, true) {}
 123
 124 const MipsSubtarget *
 125 MipsTargetMachine::getSubtargetImpl(const Function &F) const {
 126   Attribute CPUAttr = F.getFnAttribute("target-cpu");
 127   Attribute FSAttr = F.getFnAttribute("target-features");
 128
 129   std::string CPU = !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 130                         ? CPUAttr.getValueAsString().str()
 131                         : TargetCPU;
 132   std::string FS = !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 133                        ? FSAttr.getValueAsString().str()
 134                        : TargetFS;
 135   bool hasMips16Attr =
 136       !F.getFnAttribute("mips16").hasAttribute(Attribute::None);
 137   bool hasNoMips16Attr =
 138       !F.getFnAttribute("nomips16").hasAttribute(Attribute::None);
 139
 140   // FIXME: This is related to the code below to reset the target options,
 141   // we need to know whether or not the soft float flag is set on the
 142   // function before we can generate a subtarget. We also need to use
 143   // it as a key for the subtarget since that can be the only difference
 144   // between two functions.
 145   Attribute SFAttr = F.getFnAttribute("use-soft-float");
 146   bool softFloat = !SFAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 147                        ? SFAttr.getValueAsString() == "true"
 148                        : Options.UseSoftFloat;
 149
 150   if (hasMips16Attr)
 151     FS += FS.empty() ? "+mips16" : ",+mips16";
 152   else if (hasNoMips16Attr)
 153     FS += FS.empty() ? "-mips16" : ",-mips16";
 154
 155   auto &I = SubtargetMap[CPU + FS + (softFloat ? "use-soft-float=true"
 156                                                : "use-soft-float=false")];
 157   if (!I) {
 158     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
 159     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
 160     // function that reside in TargetOptions.
 161     resetTargetOptions(F);
 162     I = llvm::make_unique<MipsSubtarget>(TargetTriple, CPU, FS, isLittle, *this);
 163   }
 164   return I.get();
 165 }
 166
 167 void MipsTargetMachine::resetSubtarget(MachineFunction *MF) {
 168   DEBUG(dbgs() << "resetSubtarget\n");
 169
 170   Subtarget = const_cast<MipsSubtarget *>(getSubtargetImpl(*MF->getFunction()));
 171   MF->setSubtarget(Subtarget);
 172   return;
 173 }
 174
 175 namespace {
 176 /// Mips Code Generator Pass Configuration Options.
 177 class MipsPassConfig : public TargetPassConfig {
 178 public:
 179   MipsPassConfig(MipsTargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
 180     : TargetPassConfig(TM, PM) {
 181     // The current implementation of long branch pass requires a scratch
 182     // register ($at) to be available before branch instructions. Tail merging
 183     // can break this requirement, so disable it when long branch pass is
 184     // enabled.
 185     EnableTailMerge = !getMipsSubtarget().enableLongBranchPass();
 186   }
 187
 188   MipsTargetMachine &getMipsTargetMachine() const {
 189     return getTM<MipsTargetMachine>();
 190   }
 191
 192   const MipsSubtarget &getMipsSubtarget() const {
 193     return *getMipsTargetMachine().getSubtargetImpl();
 194   }
 195
 196   void addIRPasses() override;
 197   bool addInstSelector() override;
 198   void addMachineSSAOptimization() override;
 199   void addPreEmitPass() override;
 200
 201   void addPreRegAlloc() override;
 202
 203 };
 204 } // namespace
 205
 206 TargetPassConfig *MipsTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
 207   return new MipsPassConfig(this, PM);
 208 }
 209
 210 void MipsPassConfig::addIRPasses() {
 211   TargetPassConfig::addIRPasses();
 212   addPass(createAtomicExpandPass(&getMipsTargetMachine()));
 213   if (getMipsSubtarget().os16())
 214     addPass(createMipsOs16Pass(getMipsTargetMachine()));
 215   if (getMipsSubtarget().inMips16HardFloat())
 216     addPass(createMips16HardFloatPass(getMipsTargetMachine()));
 217 }
 218 // Install an instruction selector pass using
 219 // the ISelDag to gen Mips code.
 220 bool MipsPassConfig::addInstSelector() {
 221   addPass(createMipsModuleISelDagPass(getMipsTargetMachine()));
 222   addPass(createMips16ISelDag(getMipsTargetMachine()));
 223   addPass(createMipsSEISelDag(getMipsTargetMachine()));
 224   return false;
 225 }
 226
 227 void MipsPassConfig::addMachineSSAOptimization() {
 228   addPass(createMipsOptimizePICCallPass(getMipsTargetMachine()));
 229   TargetPassConfig::addMachineSSAOptimization();
 230 }
 231
 232 void MipsPassConfig::addPreRegAlloc() {
 233   if (getOptLevel() == CodeGenOpt::None)
 234     addPass(createMipsOptimizePICCallPass(getMipsTargetMachine()));
 235 }
 236
 237 TargetIRAnalysis MipsTargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
 238   return TargetIRAnalysis([this](Function &F) {
 239     if (Subtarget->allowMixed16_32()) {
 240       DEBUG(errs() << "No Target Transform Info Pass Added\n");
 241       // FIXME: This is no longer necessary as the TTI returned is per-function.
 242       return TargetTransformInfo(getDataLayout());
 243     }
 244
 245     DEBUG(errs() << "Target Transform Info Pass Added\n");
 246     return TargetTransformInfo(BasicTTIImpl(this, F));
 247   });
 248 }
 249
 250 // Implemented by targets that want to run passes immediately before
 251 // machine code is emitted. return true if -print-machineinstrs should
 252 // print out the code after the passes.
 253 void MipsPassConfig::addPreEmitPass() {
 254   MipsTargetMachine &TM = getMipsTargetMachine();
 255   addPass(createMipsDelaySlotFillerPass(TM));
 256   addPass(createMipsLongBranchPass(TM));
 257   addPass(createMipsConstantIslandPass(TM));
 258 }