lib/Target/PowerPC/PPCRegisterInfo.cpp

   1 //===-- PPCRegisterInfo.cpp - PowerPC Register 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 PowerPC implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "reginfo"
  16 #include "PPCRegisterInfo.h"
  17 #include "PPC.h"
  18 #include "PPCInstrBuilder.h"
  19 #include "PPCMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "PPCFrameLowering.h"
  21 #include "PPCSubtarget.h"
  22 #include "llvm/CallingConv.h"
  23 #include "llvm/Constants.h"
  24 #include "llvm/Function.h"
  25 #include "llvm/Type.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  37 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  38 #include "llvm/Support/Debug.h"
  39 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  40 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  42 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  43 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  44 #include <cstdlib>
  45
  46 #define GET_REGINFO_TARGET_DESC
  47 #include "PPCGenRegisterInfo.inc"
  48
  49 namespace llvm {
  50 cl::opt<bool> DisablePPC32RS("disable-ppc32-regscavenger",
  51                                    cl::init(false),
  52                                    cl::desc("Disable PPC32 register scavenger"),
  53                                    cl::Hidden);
  54 cl::opt<bool> DisablePPC64RS("disable-ppc64-regscavenger",
  55                                    cl::init(false),
  56                                    cl::desc("Disable PPC64 register scavenger"),
  57                                    cl::Hidden);
  58 }
  59
  60 using namespace llvm;
  61
  62 // FIXME (64-bit): Should be inlined.
  63 bool
  64 PPCRegisterInfo::requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &) const {
  65   return ((!DisablePPC32RS && !Subtarget.isPPC64()) ||
  66           (!DisablePPC64RS && Subtarget.isPPC64()));
  67 }
  68
  69 PPCRegisterInfo::PPCRegisterInfo(const PPCSubtarget &ST,
  70                                  const TargetInstrInfo &tii)
  71   : PPCGenRegisterInfo(ST.isPPC64() ? PPC::LR8 : PPC::LR,
  72                        ST.isPPC64() ? 0 : 1,
  73                        ST.isPPC64() ? 0 : 1),
  74     Subtarget(ST), TII(tii), CRSpillFrameIdx(0) {
  75   ImmToIdxMap[PPC::LD]   = PPC::LDX;    ImmToIdxMap[PPC::STD]  = PPC::STDX;
  76   ImmToIdxMap[PPC::LBZ]  = PPC::LBZX;   ImmToIdxMap[PPC::STB]  = PPC::STBX;
  77   ImmToIdxMap[PPC::LHZ]  = PPC::LHZX;   ImmToIdxMap[PPC::LHA]  = PPC::LHAX;
  78   ImmToIdxMap[PPC::LWZ]  = PPC::LWZX;   ImmToIdxMap[PPC::LWA]  = PPC::LWAX;
  79   ImmToIdxMap[PPC::LFS]  = PPC::LFSX;   ImmToIdxMap[PPC::LFD]  = PPC::LFDX;
  80   ImmToIdxMap[PPC::STH]  = PPC::STHX;   ImmToIdxMap[PPC::STW]  = PPC::STWX;
  81   ImmToIdxMap[PPC::STFS] = PPC::STFSX;  ImmToIdxMap[PPC::STFD] = PPC::STFDX;
  82   ImmToIdxMap[PPC::ADDI] = PPC::ADD4;
  83
  84   // 64-bit
  85   ImmToIdxMap[PPC::LHA8] = PPC::LHAX8; ImmToIdxMap[PPC::LBZ8] = PPC::LBZX8;
  86   ImmToIdxMap[PPC::LHZ8] = PPC::LHZX8; ImmToIdxMap[PPC::LWZ8] = PPC::LWZX8;
  87   ImmToIdxMap[PPC::STB8] = PPC::STBX8; ImmToIdxMap[PPC::STH8] = PPC::STHX8;
  88   ImmToIdxMap[PPC::STW8] = PPC::STWX8; ImmToIdxMap[PPC::STDU] = PPC::STDUX;
  89   ImmToIdxMap[PPC::ADDI8] = PPC::ADD8; ImmToIdxMap[PPC::STD_32] = PPC::STDX_32;
  90 }
  91
  92 bool
  93 PPCRegisterInfo::trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
  94   return requiresRegisterScavenging(MF);
  95 }
  96
  97
  98 /// getPointerRegClass - Return the register class to use to hold pointers.
  99 /// This is used for addressing modes.
 100 const TargetRegisterClass *
 101 PPCRegisterInfo::getPointerRegClass(const MachineFunction &MF, unsigned Kind)
 102                                                                        const {
 103   if (Subtarget.isPPC64())
 104     return &PPC::G8RCRegClass;
 105   return &PPC::GPRCRegClass;
 106 }
 107
 108 const uint16_t*
 109 PPCRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 110   if (Subtarget.isDarwinABI())
 111     return Subtarget.isPPC64() ? CSR_Darwin64_SaveList :
 112                                  CSR_Darwin32_SaveList;
 113
 114   // For 32-bit SVR4, also initialize the frame index associated with
 115   // the CR spill slot.
 116   if (!Subtarget.isPPC64())
 117     CRSpillFrameIdx = 0;
 118
 119   return Subtarget.isPPC64() ? CSR_SVR464_SaveList : CSR_SVR432_SaveList;
 120 }
 121
 122 const uint32_t*
 123 PPCRegisterInfo::getCallPreservedMask(CallingConv::ID CC) const {
 124   if (Subtarget.isDarwinABI())
 125     return Subtarget.isPPC64() ? CSR_Darwin64_RegMask :
 126                                  CSR_Darwin32_RegMask;
 127
 128   return Subtarget.isPPC64() ? CSR_SVR464_RegMask : CSR_SVR432_RegMask;
 129 }
 130
 131 BitVector PPCRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 132   BitVector Reserved(getNumRegs());
 133   const PPCFrameLowering *PPCFI =
 134     static_cast<const PPCFrameLowering*>(MF.getTarget().getFrameLowering());
 135
 136   Reserved.set(PPC::R0);
 137   Reserved.set(PPC::R1);
 138   Reserved.set(PPC::LR);
 139   Reserved.set(PPC::LR8);
 140   Reserved.set(PPC::RM);
 141
 142   // The SVR4 ABI reserves r2 and r13
 143   if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 144     Reserved.set(PPC::R2);  // System-reserved register
 145     Reserved.set(PPC::R13); // Small Data Area pointer register
 146   }
 147   // Reserve R2 on Darwin to hack around the problem of save/restore of CR
 148   // when the stack frame is too big to address directly; we need two regs.
 149   // This is a hack.
 150   if (Subtarget.isDarwinABI()) {
 151     Reserved.set(PPC::R2);
 152   }
 153
 154   // On PPC64, r13 is the thread pointer. Never allocate this register.
 155   // Note that this is over conservative, as it also prevents allocation of R31
 156   // when the FP is not needed.
 157   if (Subtarget.isPPC64()) {
 158     Reserved.set(PPC::R13);
 159     Reserved.set(PPC::R31);
 160
 161     Reserved.set(PPC::X0);
 162     Reserved.set(PPC::X1);
 163     Reserved.set(PPC::X13);
 164     Reserved.set(PPC::X31);
 165
 166     // The 64-bit SVR4 ABI reserves r2 for the TOC pointer.
 167     if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 168       Reserved.set(PPC::X2);
 169     }
 170     // Reserve X2 on Darwin to hack around the problem of save/restore of CR
 171     // when the stack frame is too big to address directly; we need two regs.
 172     // This is a hack.
 173     if (Subtarget.isDarwinABI()) {
 174       Reserved.set(PPC::X2);
 175     }
 176   }
 177
 178   if (PPCFI->needsFP(MF))
 179     Reserved.set(PPC::R31);
 180
 181   return Reserved;
 182 }
 183
 184 unsigned
 185 PPCRegisterInfo::getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
 186                                          MachineFunction &MF) const {
 187   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 188   const unsigned DefaultSafety = 1;
 189
 190   switch (RC->getID()) {
 191   default:
 192     return 0;
 193   case PPC::G8RCRegClassID:
 194   case PPC::GPRCRegClassID: {
 195     unsigned FP = TFI->hasFP(MF) ? 1 : 0;
 196     return 32 - FP - DefaultSafety;
 197   }
 198   case PPC::F8RCRegClassID:
 199   case PPC::F4RCRegClassID:
 200   case PPC::VRRCRegClassID:
 201     return 32 - DefaultSafety;
 202   case PPC::CRRCRegClassID:
 203     return 8 - DefaultSafety;
 204   }
 205 }
 206
 207 bool
 208 PPCRegisterInfo::avoidWriteAfterWrite(const TargetRegisterClass *RC) const {
 209   switch (RC->getID()) {
 210   case PPC::G8RCRegClassID:
 211   case PPC::GPRCRegClassID:
 212   case PPC::F8RCRegClassID:
 213   case PPC::F4RCRegClassID:
 214   case PPC::VRRCRegClassID:
 215     return true;
 216   default:
 217     return false;
 218   }
 219 }
 220
 221 //===----------------------------------------------------------------------===//
 222 // Stack Frame Processing methods
 223 //===----------------------------------------------------------------------===//
 224
 225 void PPCRegisterInfo::
 226 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 227                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 228   if (MF.getTarget().Options.GuaranteedTailCallOpt &&
 229       I->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKUP) {
 230     // Add (actually subtract) back the amount the callee popped on return.
 231     if (int CalleeAmt =  I->getOperand(1).getImm()) {
 232       bool is64Bit = Subtarget.isPPC64();
 233       CalleeAmt *= -1;
 234       unsigned StackReg = is64Bit ? PPC::X1 : PPC::R1;
 235       unsigned TmpReg = is64Bit ? PPC::X0 : PPC::R0;
 236       unsigned ADDIInstr = is64Bit ? PPC::ADDI8 : PPC::ADDI;
 237       unsigned ADDInstr = is64Bit ? PPC::ADD8 : PPC::ADD4;
 238       unsigned LISInstr = is64Bit ? PPC::LIS8 : PPC::LIS;
 239       unsigned ORIInstr = is64Bit ? PPC::ORI8 : PPC::ORI;
 240       MachineInstr *MI = I;
 241       DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 242
 243       if (isInt<16>(CalleeAmt)) {
 244         BuildMI(MBB, I, dl, TII.get(ADDIInstr), StackReg)
 245           .addReg(StackReg, RegState::Kill)
 246           .addImm(CalleeAmt);
 247       } else {
 248         MachineBasicBlock::iterator MBBI = I;
 249         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(LISInstr), TmpReg)
 250           .addImm(CalleeAmt >> 16);
 251         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ORIInstr), TmpReg)
 252           .addReg(TmpReg, RegState::Kill)
 253           .addImm(CalleeAmt & 0xFFFF);
 254         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ADDInstr), StackReg)
 255           .addReg(StackReg, RegState::Kill)
 256           .addReg(TmpReg);
 257       }
 258     }
 259   }
 260   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 261   MBB.erase(I);
 262 }
 263
 264 /// findScratchRegister - Find a 'free' PPC register. Try for a call-clobbered
 265 /// register first and then a spilled callee-saved register if that fails.
 266 static
 267 unsigned findScratchRegister(MachineBasicBlock::iterator II, RegScavenger *RS,
 268                              const TargetRegisterClass *RC, int SPAdj) {
 269   assert(RS && "Register scavenging must be on");
 270   unsigned Reg = RS->FindUnusedReg(RC);
 271   // FIXME: move ARM callee-saved reg scan to target independent code, then
 272   // search for already spilled CS register here.
 273   if (Reg == 0)
 274     Reg = RS->scavengeRegister(RC, II, SPAdj);
 275   return Reg;
 276 }
 277
 278 /// lowerDynamicAlloc - Generate the code for allocating an object in the
 279 /// current frame.  The sequence of code with be in the general form
 280 ///
 281 ///   addi   R0, SP, \#frameSize ; get the address of the previous frame
 282 ///   stwxu  R0, SP, Rnegsize   ; add and update the SP with the negated size
 283 ///   addi   Rnew, SP, \#maxCalFrameSize ; get the top of the allocation
 284 ///
 285 void PPCRegisterInfo::lowerDynamicAlloc(MachineBasicBlock::iterator II,
 286                                         int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 287   // Get the instruction.
 288   MachineInstr &MI = *II;
 289   // Get the instruction's basic block.
 290   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 291   // Get the basic block's function.
 292   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 293   // Get the frame info.
 294   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 295   // Determine whether 64-bit pointers are used.
 296   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 297   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 298
 299   // Get the maximum call stack size.
 300   unsigned maxCallFrameSize = MFI->getMaxCallFrameSize();
 301   // Get the total frame size.
 302   unsigned FrameSize = MFI->getStackSize();
 303
 304   // Get stack alignments.
 305   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameLowering()->getStackAlignment();
 306   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 307   if (MaxAlign > TargetAlign)
 308     report_fatal_error("Dynamic alloca with large aligns not supported");
 309
 310   // Determine the previous frame's address.  If FrameSize can't be
 311   // represented as 16 bits or we need special alignment, then we load the
 312   // previous frame's address from 0(SP).  Why not do an addis of the hi?
 313   // Because R0 is our only safe tmp register and addi/addis treat R0 as zero.
 314   // Constructing the constant and adding would take 3 instructions.
 315   // Fortunately, a frame greater than 32K is rare.
 316   const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 317   const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 318   const TargetRegisterClass *RC = LP64 ? G8RC : GPRC;
 319
 320   // FIXME (64-bit): Use "findScratchRegister"
 321   unsigned Reg;
 322   if (requiresRegisterScavenging(MF))
 323     Reg = findScratchRegister(II, RS, RC, SPAdj);
 324   else
 325     Reg = PPC::R0;
 326
 327   if (MaxAlign < TargetAlign && isInt<16>(FrameSize)) {
 328     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), Reg)
 329       .addReg(PPC::R31)
 330       .addImm(FrameSize);
 331   } else if (LP64) {
 332     if (requiresRegisterScavenging(MF)) // FIXME (64-bit): Use "true" part.
 333       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LD), Reg)
 334         .addImm(0)
 335         .addReg(PPC::X1);
 336     else
 337       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LD), PPC::X0)
 338         .addImm(0)
 339         .addReg(PPC::X1);
 340   } else {
 341     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LWZ), Reg)
 342       .addImm(0)
 343       .addReg(PPC::R1);
 344   }
 345
 346   // Grow the stack and update the stack pointer link, then determine the
 347   // address of new allocated space.
 348   if (LP64) {
 349     if (requiresRegisterScavenging(MF)) // FIXME (64-bit): Use "true" part.
 350       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STDUX), PPC::X1)
 351         .addReg(Reg, RegState::Kill)
 352         .addReg(PPC::X1)
 353         .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 354     else
 355       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STDUX), PPC::X1)
 356         .addReg(PPC::X0, RegState::Kill)
 357         .addReg(PPC::X1)
 358         .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 359
 360     if (!MI.getOperand(1).isKill())
 361       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI8), MI.getOperand(0).getReg())
 362         .addReg(PPC::X1)
 363         .addImm(maxCallFrameSize);
 364     else
 365       // Implicitly kill the register.
 366       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI8), MI.getOperand(0).getReg())
 367         .addReg(PPC::X1)
 368         .addImm(maxCallFrameSize)
 369         .addReg(MI.getOperand(1).getReg(), RegState::ImplicitKill);
 370   } else {
 371     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STWUX), PPC::R1)
 372       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 373       .addReg(PPC::R1)
 374       .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 375
 376     if (!MI.getOperand(1).isKill())
 377       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), MI.getOperand(0).getReg())
 378         .addReg(PPC::R1)
 379         .addImm(maxCallFrameSize);
 380     else
 381       // Implicitly kill the register.
 382       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), MI.getOperand(0).getReg())
 383         .addReg(PPC::R1)
 384         .addImm(maxCallFrameSize)
 385         .addReg(MI.getOperand(1).getReg(), RegState::ImplicitKill);
 386   }
 387
 388   // Discard the DYNALLOC instruction.
 389   MBB.erase(II);
 390 }
 391
 392 /// lowerCRSpilling - Generate the code for spilling a CR register. Instead of
 393 /// reserving a whole register (R0), we scrounge for one here. This generates
 394 /// code like this:
 395 ///
 396 ///   mfcr rA                  ; Move the conditional register into GPR rA.
 397 ///   rlwinm rA, rA, SB, 0, 31 ; Shift the bits left so they are in CR0's slot.
 398 ///   stw rA, FI               ; Store rA to the frame.
 399 ///
 400 void PPCRegisterInfo::lowerCRSpilling(MachineBasicBlock::iterator II,
 401                                       unsigned FrameIndex, int SPAdj,
 402                                       RegScavenger *RS) const {
 403   // Get the instruction.
 404   MachineInstr &MI = *II;       // ; SPILL_CR <SrcReg>, <offset>
 405   // Get the instruction's basic block.
 406   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 407   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 408
 409   // FIXME: Once LLVM supports creating virtual registers here, or the register
 410   // scavenger can return multiple registers, stop using reserved registers
 411   // here.
 412   (void) SPAdj;
 413   (void) RS;
 414
 415   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 416   unsigned Reg = Subtarget.isDarwinABI() ?  (LP64 ? PPC::X2 : PPC::R2) :
 417                                             (LP64 ? PPC::X0 : PPC::R0);
 418   unsigned SrcReg = MI.getOperand(0).getReg();
 419
 420   // We need to store the CR in the low 4-bits of the saved value. First, issue
 421   // an MFCRpsued to save all of the CRBits and, if needed, kill the SrcReg.
 422   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::MFCR8pseud : PPC::MFCRpseud), Reg)
 423           .addReg(SrcReg, getKillRegState(MI.getOperand(0).isKill()));
 424
 425   // If the saved register wasn't CR0, shift the bits left so that they are in
 426   // CR0's slot.
 427   if (SrcReg != PPC::CR0)
 428     // rlwinm rA, rA, ShiftBits, 0, 31.
 429     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::RLWINM8 : PPC::RLWINM), Reg)
 430       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 431       .addImm(getPPCRegisterNumbering(SrcReg) * 4)
 432       .addImm(0)
 433       .addImm(31);
 434
 435   addFrameReference(BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::STW8 : PPC::STW))
 436                     .addReg(Reg, getKillRegState(MI.getOperand(1).getImm())),
 437                     FrameIndex);
 438
 439   // Discard the pseudo instruction.
 440   MBB.erase(II);
 441 }
 442
 443 void PPCRegisterInfo::lowerCRRestore(MachineBasicBlock::iterator II,
 444                                       unsigned FrameIndex, int SPAdj,
 445                                       RegScavenger *RS) const {
 446   // Get the instruction.
 447   MachineInstr &MI = *II;       // ; <DestReg> = RESTORE_CR <offset>
 448   // Get the instruction's basic block.
 449   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 450   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 451
 452   // FIXME: Once LLVM supports creating virtual registers here, or the register
 453   // scavenger can return multiple registers, stop using reserved registers
 454   // here.
 455   (void) SPAdj;
 456   (void) RS;
 457
 458   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 459   unsigned Reg = Subtarget.isDarwinABI() ?  (LP64 ? PPC::X2 : PPC::R2) :
 460                                             (LP64 ? PPC::X0 : PPC::R0);
 461   unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
 462   assert(MI.definesRegister(DestReg) &&
 463     "RESTORE_CR does not define its destination");
 464
 465   addFrameReference(BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::LWZ8 : PPC::LWZ),
 466                               Reg), FrameIndex);
 467
 468   // If the reloaded register isn't CR0, shift the bits right so that they are
 469   // in the right CR's slot.
 470   if (DestReg != PPC::CR0) {
 471     unsigned ShiftBits = getPPCRegisterNumbering(DestReg)*4;
 472     // rlwinm r11, r11, 32-ShiftBits, 0, 31.
 473     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::RLWINM8 : PPC::RLWINM), Reg)
 474              .addReg(Reg).addImm(32-ShiftBits).addImm(0)
 475              .addImm(31);
 476   }
 477
 478   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::MTCRF8 : PPC::MTCRF), DestReg)
 479              .addReg(Reg);
 480
 481   // Discard the pseudo instruction.
 482   MBB.erase(II);
 483 }
 484
 485 bool
 486 PPCRegisterInfo::hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF,
 487                                       unsigned Reg, int &FrameIdx) const {
 488
 489   // For the nonvolatile condition registers (CR2, CR3, CR4) in an SVR4
 490   // ABI, return true to prevent allocating an additional frame slot.
 491   // For 64-bit, the CR save area is at SP+8; the value of FrameIdx = 0
 492   // is arbitrary and will be subsequently ignored.  For 32-bit, we must
 493   // create exactly one stack slot and return its FrameIdx for all
 494   // nonvolatiles.
 495   if (Subtarget.isSVR4ABI() && PPC::CR2 <= Reg && Reg <= PPC::CR4) {
 496     if (Subtarget.isPPC64()) {
 497       FrameIdx = 0;
 498     } else if (CRSpillFrameIdx) {
 499       FrameIdx = CRSpillFrameIdx;
 500     } else {
 501       MachineFrameInfo *MFI = ((MachineFunction &)MF).getFrameInfo();
 502       FrameIdx = MFI->CreateFixedObject((uint64_t)4, (int64_t)-4, true);
 503       CRSpillFrameIdx = FrameIdx;
 504     }
 505     return true;
 506   }
 507   return false;
 508 }
 509
 510 void
 511 PPCRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 512                                      int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 513   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 514
 515   // Get the instruction.
 516   MachineInstr &MI = *II;
 517   // Get the instruction's basic block.
 518   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 519   // Get the basic block's function.
 520   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 521   // Get the frame info.
 522   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 523   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 524   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 525
 526   // Find out which operand is the frame index.
 527   unsigned FIOperandNo = 0;
 528   while (!MI.getOperand(FIOperandNo).isFI()) {
 529     ++FIOperandNo;
 530     assert(FIOperandNo != MI.getNumOperands() &&
 531            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 532   }
 533   // Take into account whether it's an add or mem instruction
 534   unsigned OffsetOperandNo = (FIOperandNo == 2) ? 1 : 2;
 535   if (MI.isInlineAsm())
 536     OffsetOperandNo = FIOperandNo-1;
 537
 538   // Get the frame index.
 539   int FrameIndex = MI.getOperand(FIOperandNo).getIndex();
 540
 541   // Get the frame pointer save index.  Users of this index are primarily
 542   // DYNALLOC instructions.
 543   PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 544   int FPSI = FI->getFramePointerSaveIndex();
 545   // Get the instruction opcode.
 546   unsigned OpC = MI.getOpcode();
 547
 548   // Special case for dynamic alloca.
 549   if (FPSI && FrameIndex == FPSI &&
 550       (OpC == PPC::DYNALLOC || OpC == PPC::DYNALLOC8)) {
 551     lowerDynamicAlloc(II, SPAdj, RS);
 552     return;
 553   }
 554
 555   // Special case for pseudo-ops SPILL_CR and RESTORE_CR.
 556   if (requiresRegisterScavenging(MF)) {
 557     if (OpC == PPC::SPILL_CR) {
 558       lowerCRSpilling(II, FrameIndex, SPAdj, RS);
 559       return;
 560     } else if (OpC == PPC::RESTORE_CR) {
 561       lowerCRRestore(II, FrameIndex, SPAdj, RS);
 562       return;
 563     }
 564   }
 565
 566   // Replace the FrameIndex with base register with GPR1 (SP) or GPR31 (FP).
 567
 568   bool is64Bit = Subtarget.isPPC64();
 569   MI.getOperand(FIOperandNo).ChangeToRegister(TFI->hasFP(MF) ?
 570                                               (is64Bit ? PPC::X31 : PPC::R31) :
 571                                                 (is64Bit ? PPC::X1 : PPC::R1),
 572                                               false);
 573
 574   // Figure out if the offset in the instruction is shifted right two bits. This
 575   // is true for instructions like "STD", which the machine implicitly adds two
 576   // low zeros to.
 577   bool isIXAddr = false;
 578   switch (OpC) {
 579   case PPC::LWA:
 580   case PPC::LD:
 581   case PPC::STD:
 582   case PPC::STD_32:
 583     isIXAddr = true;
 584     break;
 585   }
 586
 587   // Now add the frame object offset to the offset from r1.
 588   int Offset = MFI->getObjectOffset(FrameIndex);
 589   if (!isIXAddr)
 590     Offset += MI.getOperand(OffsetOperandNo).getImm();
 591   else
 592     Offset += MI.getOperand(OffsetOperandNo).getImm() << 2;
 593
 594   // If we're not using a Frame Pointer that has been set to the value of the
 595   // SP before having the stack size subtracted from it, then add the stack size
 596   // to Offset to get the correct offset.
 597   // Naked functions have stack size 0, although getStackSize may not reflect that
 598   // because we didn't call all the pieces that compute it for naked functions.
 599   if (!MF.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::Naked))
 600     Offset += MFI->getStackSize();
 601
 602   // If we can, encode the offset directly into the instruction.  If this is a
 603   // normal PPC "ri" instruction, any 16-bit value can be safely encoded.  If
 604   // this is a PPC64 "ix" instruction, only a 16-bit value with the low two bits
 605   // clear can be encoded.  This is extremely uncommon, because normally you
 606   // only "std" to a stack slot that is at least 4-byte aligned, but it can
 607   // happen in invalid code.
 608   if (OpC == PPC::DBG_VALUE || // DBG_VALUE is always Reg+Imm
 609       (isInt<16>(Offset) && (!isIXAddr || (Offset & 3) == 0))) {
 610     if (isIXAddr)
 611       Offset >>= 2;    // The actual encoded value has the low two bits zero.
 612     MI.getOperand(OffsetOperandNo).ChangeToImmediate(Offset);
 613     return;
 614   }
 615
 616   // The offset doesn't fit into a single register, scavenge one to build the
 617   // offset in.
 618
 619   unsigned SReg;
 620   if (requiresRegisterScavenging(MF)) {
 621     const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 622     const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 623     SReg = findScratchRegister(II, RS, is64Bit ? G8RC : GPRC, SPAdj);
 624   } else
 625     SReg = is64Bit ? PPC::X0 : PPC::R0;
 626
 627   // Insert a set of rA with the full offset value before the ld, st, or add
 628   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(is64Bit ? PPC::LIS8 : PPC::LIS), SReg)
 629     .addImm(Offset >> 16);
 630   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(is64Bit ? PPC::ORI8 : PPC::ORI), SReg)
 631     .addReg(SReg, RegState::Kill)
 632     .addImm(Offset);
 633
 634   // Convert into indexed form of the instruction:
 635   //
 636   //   sth 0:rA, 1:imm 2:(rB) ==> sthx 0:rA, 2:rB, 1:r0
 637   //   addi 0:rA 1:rB, 2, imm ==> add 0:rA, 1:rB, 2:r0
 638   unsigned OperandBase;
 639
 640   if (OpC != TargetOpcode::INLINEASM) {
 641     assert(ImmToIdxMap.count(OpC) &&
 642            "No indexed form of load or store available!");
 643     unsigned NewOpcode = ImmToIdxMap.find(OpC)->second;
 644     MI.setDesc(TII.get(NewOpcode));
 645     OperandBase = 1;
 646   } else {
 647     OperandBase = OffsetOperandNo;
 648   }
 649
 650   unsigned StackReg = MI.getOperand(FIOperandNo).getReg();
 651   MI.getOperand(OperandBase).ChangeToRegister(StackReg, false);
 652   MI.getOperand(OperandBase + 1).ChangeToRegister(SReg, false, false, true);
 653 }
 654
 655 unsigned PPCRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 656   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 657
 658   if (!Subtarget.isPPC64())
 659     return TFI->hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1;
 660   else
 661     return TFI->hasFP(MF) ? PPC::X31 : PPC::X1;
 662 }
 663
 664 unsigned PPCRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 665   return !Subtarget.isPPC64() ? PPC::R3 : PPC::X3;
 666 }
 667
 668 unsigned PPCRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 669   return !Subtarget.isPPC64() ? PPC::R4 : PPC::X4;
 670 }