lib/Target/PowerPC/PPCRegisterInfo.cpp

   1 //===- PPCRegisterInfo.cpp - PowerPC Register Information -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the PowerPC implementation of the MRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "reginfo"
  15 #include "PPC.h"
  16 #include "PPCInstrBuilder.h"
  17 #include "PPCRegisterInfo.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/Type.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineDebugInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  31 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include <cstdlib>
  36 #include <iostream>
  37 using namespace llvm;
  38
  39 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  40 /// PPC::F14, return the number that it corresponds to (e.g. 14).
  41 unsigned PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
  42   switch (RegEnum) {
  43     case PPC::R0 :  case PPC::F0 :  case PPC::V0 : case PPC::CR0:  return  0;
  44     case PPC::R1 :  case PPC::F1 :  case PPC::V1 : case PPC::CR1:  return  1;
  45     case PPC::R2 :  case PPC::F2 :  case PPC::V2 : case PPC::CR2:  return  2;
  46     case PPC::R3 :  case PPC::F3 :  case PPC::V3 : case PPC::CR3:  return  3;
  47     case PPC::R4 :  case PPC::F4 :  case PPC::V4 : case PPC::CR4:  return  4;
  48     case PPC::R5 :  case PPC::F5 :  case PPC::V5 : case PPC::CR5:  return  5;
  49     case PPC::R6 :  case PPC::F6 :  case PPC::V6 : case PPC::CR6:  return  6;
  50     case PPC::R7 :  case PPC::F7 :  case PPC::V7 : case PPC::CR7:  return  7;
  51     case PPC::R8 :  case PPC::F8 :  case PPC::V8 : return  8;
  52     case PPC::R9 :  case PPC::F9 :  case PPC::V9 : return  9;
  53     case PPC::R10:  case PPC::F10:  case PPC::V10: return 10;
  54     case PPC::R11:  case PPC::F11:  case PPC::V11: return 11;
  55     case PPC::R12:  case PPC::F12:  case PPC::V12: return 12;
  56     case PPC::R13:  case PPC::F13:  case PPC::V13: return 13;
  57     case PPC::R14:  case PPC::F14:  case PPC::V14: return 14;
  58     case PPC::R15:  case PPC::F15:  case PPC::V15: return 15;
  59     case PPC::R16:  case PPC::F16:  case PPC::V16: return 16;
  60     case PPC::R17:  case PPC::F17:  case PPC::V17: return 17;
  61     case PPC::R18:  case PPC::F18:  case PPC::V18: return 18;
  62     case PPC::R19:  case PPC::F19:  case PPC::V19: return 19;
  63     case PPC::R20:  case PPC::F20:  case PPC::V20: return 20;
  64     case PPC::R21:  case PPC::F21:  case PPC::V21: return 21;
  65     case PPC::R22:  case PPC::F22:  case PPC::V22: return 22;
  66     case PPC::R23:  case PPC::F23:  case PPC::V23: return 23;
  67     case PPC::R24:  case PPC::F24:  case PPC::V24: return 24;
  68     case PPC::R25:  case PPC::F25:  case PPC::V25: return 25;
  69     case PPC::R26:  case PPC::F26:  case PPC::V26: return 26;
  70     case PPC::R27:  case PPC::F27:  case PPC::V27: return 27;
  71     case PPC::R28:  case PPC::F28:  case PPC::V28: return 28;
  72     case PPC::R29:  case PPC::F29:  case PPC::V29: return 29;
  73     case PPC::R30:  case PPC::F30:  case PPC::V30: return 30;
  74     case PPC::R31:  case PPC::F31:  case PPC::V31: return 31;
  75     default:
  76       std::cerr << "Unhandled reg in PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering!\n";
  77       abort();
  78   }
  79 }
  80
  81 PPCRegisterInfo::PPCRegisterInfo()
  82   : PPCGenRegisterInfo(PPC::ADJCALLSTACKDOWN, PPC::ADJCALLSTACKUP) {
  83   ImmToIdxMap[PPC::LD]   = PPC::LDX;    ImmToIdxMap[PPC::STD]  = PPC::STDX;
  84   ImmToIdxMap[PPC::LBZ]  = PPC::LBZX;   ImmToIdxMap[PPC::STB]  = PPC::STBX;
  85   ImmToIdxMap[PPC::LHZ]  = PPC::LHZX;   ImmToIdxMap[PPC::LHA]  = PPC::LHAX;
  86   ImmToIdxMap[PPC::LWZ]  = PPC::LWZX;   ImmToIdxMap[PPC::LWA]  = PPC::LWAX;
  87   ImmToIdxMap[PPC::LFS]  = PPC::LFSX;   ImmToIdxMap[PPC::LFD]  = PPC::LFDX;
  88   ImmToIdxMap[PPC::STH]  = PPC::STHX;   ImmToIdxMap[PPC::STW]  = PPC::STWX;
  89   ImmToIdxMap[PPC::STFS] = PPC::STFSX;  ImmToIdxMap[PPC::STFD] = PPC::STFDX;
  90   ImmToIdxMap[PPC::ADDI] = PPC::ADD4;
  91 }
  92
  93 void
  94 PPCRegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  95                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
  96                                      unsigned SrcReg, int FrameIdx,
  97                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
  98   if (SrcReg == PPC::LR) {
  99     // FIXME: this spills LR immediately to memory in one step.  To do this, we
 100     // use R11, which we know cannot be used in the prolog/epilog.  This is a
 101     // hack.
 102     BuildMI(MBB, MI, PPC::MFLR, 1, PPC::R11);
 103     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(PPC::R11), FrameIdx);
 104   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 105     // We need to store the CR in the low 4-bits of the saved value.  First,
 106     // issue a MFCR to save all of the CRBits.
 107     BuildMI(MBB, MI, PPC::MFCR, 0, PPC::R11);
 108
 109     // If the saved register wasn't CR0, shift the bits left so that they are in
 110     // CR0's slot.
 111     if (SrcReg != PPC::CR0) {
 112       unsigned ShiftBits = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(SrcReg)*4;
 113       // rlwinm r11, r11, ShiftBits, 0, 31.
 114       BuildMI(MBB, MI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R11)
 115         .addReg(PPC::R11).addImm(ShiftBits).addImm(0).addImm(31);
 116     }
 117
 118     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(PPC::R11), FrameIdx);
 119   } else if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 120     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 121   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 122     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STD, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 123   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 124     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STFD, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 125   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 126     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STFS, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 127   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 128     // We don't have indexed addressing for vector loads.  Emit:
 129     // R11 = ADDI FI#
 130     // Dest = LVX R0, R11
 131     //
 132     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 133     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::ADDI, 1, PPC::R0), FrameIdx, 0, 0);
 134     BuildMI(MBB, MI, PPC::STVX, 3)
 135       .addReg(SrcReg).addReg(PPC::R0).addReg(PPC::R0);
 136   } else {
 137     assert(0 && "Unknown regclass!");
 138     abort();
 139   }
 140 }
 141
 142 void
 143 PPCRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 144                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
 145                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
 146                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
 147   if (DestReg == PPC::LR) {
 148     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, PPC::R11), FrameIdx);
 149     BuildMI(MBB, MI, PPC::MTLR, 1).addReg(PPC::R11);
 150   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 151     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, PPC::R11), FrameIdx);
 152
 153     // If the reloaded register isn't CR0, shift the bits right so that they are
 154     // in the right CR's slot.
 155     if (DestReg != PPC::CR0) {
 156       unsigned ShiftBits = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(DestReg)*4;
 157       // rlwinm r11, r11, 32-ShiftBits, 0, 31.
 158       BuildMI(MBB, MI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R11)
 159         .addReg(PPC::R11).addImm(32-ShiftBits).addImm(0).addImm(31);
 160     }
 161
 162     BuildMI(MBB, MI, PPC::MTCRF, 1, DestReg).addReg(PPC::R11);
 163   } else if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 164     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, DestReg), FrameIdx);
 165   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 166     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LD, 2, DestReg), FrameIdx);
 167   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 168     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LFD, 2, DestReg), FrameIdx);
 169   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 170     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LFS, 2, DestReg), FrameIdx);
 171   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 172     // We don't have indexed addressing for vector loads.  Emit:
 173     // R11 = ADDI FI#
 174     // Dest = LVX R0, R11
 175     //
 176     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 177     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::ADDI, 1, PPC::R0), FrameIdx, 0, 0);
 178     BuildMI(MBB, MI, PPC::LVX, 2, DestReg).addReg(PPC::R0).addReg(PPC::R0);
 179   } else {
 180     assert(0 && "Unknown regclass!");
 181     abort();
 182   }
 183 }
 184
 185 void PPCRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 186                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
 187                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 188                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
 189   if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 190     BuildMI(MBB, MI, PPC::OR4, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 191   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 192     BuildMI(MBB, MI, PPC::OR8, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 193   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 194     BuildMI(MBB, MI, PPC::FMRS, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 195   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 196     BuildMI(MBB, MI, PPC::FMRD, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 197   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 198     BuildMI(MBB, MI, PPC::MCRF, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 199   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 200     BuildMI(MBB, MI, PPC::VOR, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 201   } else {
 202     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 203     abort();
 204   }
 205 }
 206
 207 const unsigned* PPCRegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
 208   static const unsigned CalleeSaveRegs[] = {
 209     PPC::R1, PPC::R13,
 210     PPC::R14, PPC::R15,
 211     PPC::R16, PPC::R17,
 212     PPC::R18, PPC::R19,
 213     PPC::R20, PPC::R21,
 214     PPC::R22, PPC::R23,
 215     PPC::R24, PPC::R25,
 216     PPC::R26, PPC::R27,
 217     PPC::R28, PPC::R29,
 218     PPC::R30, PPC::R31,
 219     PPC::F14, PPC::F15,
 220     PPC::F16, PPC::F17,
 221     PPC::F18, PPC::F19,
 222     PPC::F20, PPC::F21,
 223     PPC::F22, PPC::F23,
 224     PPC::F24, PPC::F25,
 225     PPC::F26, PPC::F27,
 226     PPC::F28, PPC::F29,
 227     PPC::F30, PPC::F31,
 228     PPC::CR2, PPC::CR3,
 229     PPC::CR4, PPC::V20,
 230     PPC::V21, PPC::V22,
 231     PPC::V23, PPC::V24,
 232     PPC::V25, PPC::V26,
 233     PPC::V27, PPC::V28,
 234     PPC::V29, PPC::V30,
 235     PPC::V31, PPC::LR,  0
 236   };
 237   return CalleeSaveRegs;
 238 }
 239
 240 const TargetRegisterClass* const*
 241 PPCRegisterInfo::getCalleeSaveRegClasses() const {
 242   static const TargetRegisterClass * const CalleeSaveRegClasses[] = {
 243     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 244     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 245     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 246     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 247     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 248     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 249     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 250     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 251     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 252     &PPC::GPRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,
 253     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 254     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 255     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 256     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 257     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 258     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 259     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 260     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 261     &PPC::F8RCRegClass, &PPC::F8RCRegClass,
 262     &PPC::CRRCRegClass, &PPC::CRRCRegClass,
 263     &PPC::CRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 264     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 265     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 266     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 267     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 268     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::VRRCRegClass,
 269     &PPC::VRRCRegClass, &PPC::GPRCRegClass,  0
 270   };
 271   return CalleeSaveRegClasses;
 272 }
 273
 274 /// foldMemoryOperand - PowerPC (like most RISC's) can only fold spills into
 275 /// copy instructions, turning them into load/store instructions.
 276 MachineInstr *PPCRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 277                                                  unsigned OpNum,
 278                                                  int FrameIndex) const {
 279   // Make sure this is a reg-reg copy.  Note that we can't handle MCRF, because
 280   // it takes more than one instruction to store it.
 281   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 282
 283   if ((Opc == PPC::OR4 &&
 284        MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 285     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 286       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 287       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STW,
 288                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 289     } else {           // move -> load
 290       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 291       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LWZ, 2, OutReg), FrameIndex);
 292     }
 293   } else if ((Opc == PPC::OR8 &&
 294               MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 295     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 296       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 297       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STD,
 298                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 299     } else {           // move -> load
 300       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 301       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LD, 2, OutReg), FrameIndex);
 302     }
 303   } else if (Opc == PPC::FMRD) {
 304     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 305       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 306       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STFD,
 307                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 308     } else {           // move -> load
 309       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 310       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LFD, 2, OutReg), FrameIndex);
 311     }
 312   } else if (Opc == PPC::FMRS) {
 313     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 314       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 315       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STFS,
 316                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 317     } else {           // move -> load
 318       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 319       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LFS, 2, OutReg), FrameIndex);
 320     }
 321   }
 322   return 0;
 323 }
 324
 325 //===----------------------------------------------------------------------===//
 326 // Stack Frame Processing methods
 327 //===----------------------------------------------------------------------===//
 328
 329 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 330 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 331 // if frame pointer elimination is disabled.
 332 //
 333 static bool hasFP(const MachineFunction &MF) {
 334   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 335   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 336
 337   // If frame pointers are forced, or if there are variable sized stack objects,
 338   // use a frame pointer.
 339   //
 340   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
 341 }
 342
 343 void PPCRegisterInfo::
 344 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 345                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 346   if (hasFP(MF)) {
 347     // If we have a frame pointer, convert as follows:
 348     // ADJCALLSTACKDOWN -> addi, r1, r1, -amount
 349     // ADJCALLSTACKUP   -> addi, r1, r1, amount
 350     MachineInstr *Old = I;
 351     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 352     if (Amount != 0) {
 353       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 354       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 355       // alignment boundary.
 356       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 357       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 358
 359       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 360       if (Old->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKDOWN) {
 361         BuildMI(MBB, I, PPC::ADDI, 2, PPC::R1).addReg(PPC::R1).addImm(-Amount);
 362       } else {
 363         assert(Old->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKUP);
 364         BuildMI(MBB, I, PPC::ADDI, 2, PPC::R1).addReg(PPC::R1).addImm(Amount);
 365       }
 366     }
 367   }
 368   MBB.erase(I);
 369 }
 370
 371 void
 372 PPCRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 373   unsigned i = 0;
 374   MachineInstr &MI = *II;
 375   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 376   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 377
 378   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 379     ++i;
 380     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 381   }
 382
 383   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 384
 385   // Replace the FrameIndex with base register with GPR1 (SP) or GPR31 (FP).
 386   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1);
 387
 388   // Take into account whether it's an add or mem instruction
 389   unsigned OffIdx = (i == 2) ? 1 : 2;
 390
 391   // Now add the frame object offset to the offset from r1.
 392   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) +
 393                MI.getOperand(OffIdx).getImmedValue();
 394
 395   // If we're not using a Frame Pointer that has been set to the value of the
 396   // SP before having the stack size subtracted from it, then add the stack size
 397   // to Offset to get the correct offset.
 398   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 399
 400   if (Offset > 32767 || Offset < -32768) {
 401     // Insert a set of r0 with the full offset value before the ld, st, or add
 402     MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
 403     BuildMI(*MBB, II, PPC::LIS, 1, PPC::R0).addImm(Offset >> 16);
 404     BuildMI(*MBB, II, PPC::ORI, 2, PPC::R0).addReg(PPC::R0).addImm(Offset);
 405
 406     // convert into indexed form of the instruction
 407     // sth 0:rA, 1:imm 2:(rB) ==> sthx 0:rA, 2:rB, 1:r0
 408     // addi 0:rA 1:rB, 2, imm ==> add 0:rA, 1:rB, 2:r0
 409     assert(ImmToIdxMap.count(MI.getOpcode()) &&
 410            "No indexed form of load or store available!");
 411     unsigned NewOpcode = ImmToIdxMap.find(MI.getOpcode())->second;
 412     MI.setOpcode(NewOpcode);
 413     MI.getOperand(1).ChangeToRegister(MI.getOperand(i).getReg());
 414     MI.getOperand(2).ChangeToRegister(PPC::R0);
 415   } else {
 416     switch (MI.getOpcode()) {
 417     case PPC::LWA:
 418     case PPC::LD:
 419     case PPC::STD:
 420     case PPC::STD_32:
 421       assert((Offset & 3) == 0 && "Invalid frame offset!");
 422       Offset >>= 2;    // The actual encoded value has the low two bits zero.
 423       break;
 424     }
 425     MI.getOperand(OffIdx).ChangeToImmediate(Offset);
 426   }
 427 }
 428
 429 /// VRRegNo - Map from a numbered VR register to its enum value.
 430 ///
 431 static const unsigned short VRRegNo[] = {
 432  PPC::V0 , PPC::V1 , PPC::V2 , PPC::V3 , PPC::V4 , PPC::V5 , PPC::V6 , PPC::V7 ,
 433  PPC::V8 , PPC::V9 , PPC::V10, PPC::V11, PPC::V12, PPC::V13, PPC::V14, PPC::V15,
 434  PPC::V16, PPC::V17, PPC::V18, PPC::V19, PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 435  PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27, PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31
 436 };
 437
 438 /// RemoveVRSaveCode - We have found that this function does not need any code
 439 /// to manipulate the VRSAVE register, even though it uses vector registers.
 440 /// This can happen when the only registers used are known to be live in or out
 441 /// of the function.  Remove all of the VRSAVE related code from the function.
 442 static void RemoveVRSaveCode(MachineInstr *MI) {
 443   MachineBasicBlock *Entry = MI->getParent();
 444   MachineFunction *MF = Entry->getParent();
 445
 446   // We know that the MTVRSAVE instruction immediately follows MI.  Remove it.
 447   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MI;
 448   ++MBBI;
 449   assert(MBBI != Entry->end() && MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE);
 450   MBBI->eraseFromParent();
 451
 452   bool RemovedAllMTVRSAVEs = true;
 453   // See if we can find and remove the MTVRSAVE instruction from all of the
 454   // epilog blocks.
 455   const TargetInstrInfo &TII = *MF->getTarget().getInstrInfo();
 456   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end(); I != E; ++I) {
 457     // If last instruction is a return instruction, add an epilogue
 458     if (!I->empty() && TII.isReturn(I->back().getOpcode())) {
 459       bool FoundIt = false;
 460       for (MBBI = I->end(); MBBI != I->begin(); ) {
 461         --MBBI;
 462         if (MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE) {
 463           MBBI->eraseFromParent();  // remove it.
 464           FoundIt = true;
 465           break;
 466         }
 467       }
 468       RemovedAllMTVRSAVEs &= FoundIt;
 469     }
 470   }
 471
 472   // If we found and removed all MTVRSAVE instructions, remove the read of
 473   // VRSAVE as well.
 474   if (RemovedAllMTVRSAVEs) {
 475     MBBI = MI;
 476     assert(MBBI != Entry->begin() && "UPDATE_VRSAVE is first instr in block?");
 477     --MBBI;
 478     assert(MBBI->getOpcode() == PPC::MFVRSAVE && "VRSAVE instrs wandered?");
 479     MBBI->eraseFromParent();
 480   }
 481
 482   // Finally, nuke the UPDATE_VRSAVE.
 483   MI->eraseFromParent();
 484 }
 485
 486 // HandleVRSaveUpdate - MI is the UPDATE_VRSAVE instruction introduced by the
 487 // instruction selector.  Based on the vector registers that have been used,
 488 // transform this into the appropriate ORI instruction.
 489 static void HandleVRSaveUpdate(MachineInstr *MI, const bool *UsedRegs) {
 490   unsigned UsedRegMask = 0;
 491   for (unsigned i = 0; i != 32; ++i)
 492     if (UsedRegs[VRRegNo[i]])
 493       UsedRegMask |= 1 << (31-i);
 494
 495   // Live in and live out values already must be in the mask, so don't bother
 496   // marking them.
 497   MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 498   for (MachineFunction::livein_iterator I =
 499        MF->livein_begin(), E = MF->livein_end(); I != E; ++I) {
 500     unsigned RegNo = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(I->first);
 501     if (VRRegNo[RegNo] == I->first)        // If this really is a vector reg.
 502       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 503   }
 504   for (MachineFunction::liveout_iterator I =
 505        MF->liveout_begin(), E = MF->liveout_end(); I != E; ++I) {
 506     unsigned RegNo = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(*I);
 507     if (VRRegNo[RegNo] == *I)              // If this really is a vector reg.
 508       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 509   }
 510
 511   unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
 512   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
 513   // If no registers are used, turn this into a copy.
 514   if (UsedRegMask == 0) {
 515     // Remove all VRSAVE code.
 516     RemoveVRSaveCode(MI);
 517     return;
 518   } else if ((UsedRegMask & 0xFFFF) == UsedRegMask) {
 519     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORI, 2, DstReg)
 520         .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask);
 521   } else if ((UsedRegMask & 0xFFFF0000) == UsedRegMask) {
 522     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORIS, 2, DstReg)
 523         .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask >> 16);
 524   } else {
 525     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORIS, 2, DstReg)
 526        .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask >> 16);
 527     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORI, 2, DstReg)
 528       .addReg(DstReg).addImm(UsedRegMask & 0xFFFF);
 529   }
 530
 531   // Remove the old UPDATE_VRSAVE instruction.
 532   MI->eraseFromParent();
 533 }
 534
 535
 536 void PPCRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 537   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 538   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 539   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 540   MachineDebugInfo *DebugInfo = MFI->getMachineDebugInfo();
 541
 542   // Do we have a frame pointer for this function?
 543   bool HasFP = hasFP(MF);
 544
 545   // Scan the prolog, looking for an UPDATE_VRSAVE instruction.  If we find it,
 546   // process it.
 547   for (unsigned i = 0; MBBI != MBB.end(); ++i, ++MBBI) {
 548     if (MBBI->getOpcode() == PPC::UPDATE_VRSAVE) {
 549       HandleVRSaveUpdate(MBBI, MF.getUsedPhysregs());
 550       break;
 551     }
 552   }
 553
 554   // Move MBBI back to the beginning of the function.
 555   MBBI = MBB.begin();
 556
 557   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 558   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 559
 560   // Get the alignments provided by the target, and the maximum alignment
 561   // (if any) of the fixed frame objects.
 562   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 563   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 564
 565   // If we have calls, we cannot use the red zone to store callee save registers
 566   // and we must set up a stack frame, so calculate the necessary size here.
 567   if (MFI->hasCalls()) {
 568     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 569     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 570     // brackets around call sites.
 571     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 572   }
 573
 574   // If we are a leaf function, and use up to 224 bytes of stack space,
 575   // and don't have a frame pointer, then we do not need to adjust the stack
 576   // pointer (we fit in the Red Zone).
 577   if ((NumBytes == 0) || (NumBytes <= 224 && !HasFP && !MFI->hasCalls() &&
 578                           MaxAlign <= TargetAlign)) {
 579     MFI->setStackSize(0);
 580     return;
 581   }
 582
 583   // Add the size of R1 to  NumBytes size for the store of R1 to the bottom
 584   // of the stack and round the size to a multiple of the alignment.
 585   unsigned Align = std::max(TargetAlign, MaxAlign);
 586   unsigned GPRSize = 4;
 587   unsigned Size = HasFP ? GPRSize + GPRSize : GPRSize;
 588   NumBytes = (NumBytes+Size+Align-1)/Align*Align;
 589
 590   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 591   MFI->setStackSize(NumBytes);
 592   int NegNumbytes = -NumBytes;
 593
 594   // Adjust stack pointer: r1 -= numbytes.
 595   // If there is a preferred stack alignment, align R1 now
 596   if (MaxAlign > TargetAlign) {
 597     assert(isPowerOf2_32(MaxAlign) && MaxAlign < 32767 && "Invalid alignment!");
 598     assert(isInt16(0-NumBytes) && "Unhandled stack size and alignment!");
 599     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R0)
 600       .addReg(PPC::R1).addImm(0).addImm(32-Log2_32(MaxAlign)).addImm(31);
 601     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::SUBFIC,2,PPC::R0).addReg(PPC::R0)
 602       .addImm(0-NumBytes);
 603     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWUX, 3)
 604       .addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R0);
 605   } else if (NumBytes <= 32768) {
 606     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWU, 3).addReg(PPC::R1).addImm(NegNumbytes)
 607       .addReg(PPC::R1);
 608   } else {
 609     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LIS, 1, PPC::R0).addImm(NegNumbytes >> 16);
 610     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::ORI, 2, PPC::R0).addReg(PPC::R0)
 611       .addImm(NegNumbytes & 0xFFFF);
 612     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWUX, 3).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1)
 613       .addReg(PPC::R0);
 614   }
 615
 616   if (DebugInfo && DebugInfo->hasInfo()) {
 617     std::vector<MachineMove *> &Moves = DebugInfo->getFrameMoves();
 618     unsigned LabelID = DebugInfo->NextLabelID();
 619
 620     // Show update of SP.
 621     MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 622     MachineLocation Src(MachineLocation::VirtualFP, NegNumbytes);
 623     Moves.push_back(new MachineMove(LabelID, Dst, Src));
 624
 625     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::DWARF_LABEL, 1).addImm(LabelID);
 626   }
 627
 628   // If there is a frame pointer, copy R1 (SP) into R31 (FP)
 629   if (HasFP) {
 630     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STW, 3)
 631       .addReg(PPC::R31).addImm(GPRSize).addReg(PPC::R1);
 632     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::OR4, 2, PPC::R31).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1);
 633   }
 634 }
 635
 636 void PPCRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 637                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
 638   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 639   assert(MBBI->getOpcode() == PPC::BLR &&
 640          "Can only insert epilog into returning blocks");
 641
 642   // Get alignment info so we know how to restore r1
 643   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 644   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 645
 646   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo.
 647   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 648   unsigned GPRSize = 4;
 649
 650   if (NumBytes != 0) {
 651     // If this function has a frame pointer, load the saved stack pointer from
 652     // its stack slot.
 653     if (hasFP(MF)) {
 654       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LWZ, 2, PPC::R31)
 655           .addImm(GPRSize).addReg(PPC::R31);
 656     }
 657
 658     // The loaded (or persistent) stack pointer value is offseted by the 'stwu'
 659     // on entry to the function.  Add this offset back now.
 660     if (NumBytes < 32768 && TargetAlign >= MFI->getMaxAlignment()) {
 661       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::ADDI, 2, PPC::R1)
 662           .addReg(PPC::R1).addImm(NumBytes);
 663     } else {
 664       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LWZ, 2, PPC::R1).addImm(0).addReg(PPC::R1);
 665     }
 666   }
 667 }
 668
 669 unsigned PPCRegisterInfo::getRARegister() const {
 670   return PPC::LR;
 671 }
 672
 673 unsigned PPCRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 674   return hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1;
 675 }
 676
 677 void PPCRegisterInfo::getInitialFrameState(std::vector<MachineMove *> &Moves)
 678                                                                          const {
 679   // Initial state is the frame pointer is R1.
 680   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 681   MachineLocation Src(PPC::R1, 0);
 682   Moves.push_back(new MachineMove(0, Dst, Src));
 683 }
 684
 685 #include "PPCGenRegisterInfo.inc"
 686