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 "PPCSubtarget.h"
  19 #include "llvm/Constants.h"
  20 #include "llvm/Type.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineDebugInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  35 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  36 #include <cstdlib>
  37 #include <iostream>
  38 using namespace llvm;
  39
  40 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  41 /// PPC::F14, return the number that it corresponds to (e.g. 14).
  42 unsigned PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
  43   using namespace PPC;
  44   switch (RegEnum) {
  45   case R0 :  case X0 :  case F0 :  case V0 : case CR0:  return  0;
  46   case R1 :  case X1 :  case F1 :  case V1 : case CR1:  return  1;
  47   case R2 :  case X2 :  case F2 :  case V2 : case CR2:  return  2;
  48   case R3 :  case X3 :  case F3 :  case V3 : case CR3:  return  3;
  49   case R4 :  case X4 :  case F4 :  case V4 : case CR4:  return  4;
  50   case R5 :  case X5 :  case F5 :  case V5 : case CR5:  return  5;
  51   case R6 :  case X6 :  case F6 :  case V6 : case CR6:  return  6;
  52   case R7 :  case X7 :  case F7 :  case V7 : case CR7:  return  7;
  53   case R8 :  case X8 :  case F8 :  case V8 : return  8;
  54   case R9 :  case X9 :  case F9 :  case V9 : return  9;
  55   case R10:  case X10:  case F10:  case V10: return 10;
  56   case R11:  case X11:  case F11:  case V11: return 11;
  57   case R12:  case X12:  case F12:  case V12: return 12;
  58   case R13:  case X13:  case F13:  case V13: return 13;
  59   case R14:  case X14:  case F14:  case V14: return 14;
  60   case R15:  case X15:  case F15:  case V15: return 15;
  61   case R16:  case X16:  case F16:  case V16: return 16;
  62   case R17:  case X17:  case F17:  case V17: return 17;
  63   case R18:  case X18:  case F18:  case V18: return 18;
  64   case R19:  case X19:  case F19:  case V19: return 19;
  65   case R20:  case X20:  case F20:  case V20: return 20;
  66   case R21:  case X21:  case F21:  case V21: return 21;
  67   case R22:  case X22:  case F22:  case V22: return 22;
  68   case R23:  case X23:  case F23:  case V23: return 23;
  69   case R24:  case X24:  case F24:  case V24: return 24;
  70   case R25:  case X25:  case F25:  case V25: return 25;
  71   case R26:  case X26:  case F26:  case V26: return 26;
  72   case R27:  case X27:  case F27:  case V27: return 27;
  73   case R28:  case X28:  case F28:  case V28: return 28;
  74   case R29:  case X29:  case F29:  case V29: return 29;
  75   case R30:  case X30:  case F30:  case V30: return 30;
  76   case R31:  case X31:  case F31:  case V31: return 31;
  77   default:
  78     std::cerr << "Unhandled reg in PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering!\n";
  79     abort();
  80   }
  81 }
  82
  83 PPCRegisterInfo::PPCRegisterInfo(const PPCSubtarget &ST)
  84   : PPCGenRegisterInfo(PPC::ADJCALLSTACKDOWN, PPC::ADJCALLSTACKUP),
  85     Subtarget(ST) {
  86   ImmToIdxMap[PPC::LD]   = PPC::LDX;    ImmToIdxMap[PPC::STD]  = PPC::STDX;
  87   ImmToIdxMap[PPC::LBZ]  = PPC::LBZX;   ImmToIdxMap[PPC::STB]  = PPC::STBX;
  88   ImmToIdxMap[PPC::LHZ]  = PPC::LHZX;   ImmToIdxMap[PPC::LHA]  = PPC::LHAX;
  89   ImmToIdxMap[PPC::LWZ]  = PPC::LWZX;   ImmToIdxMap[PPC::LWA]  = PPC::LWAX;
  90   ImmToIdxMap[PPC::LFS]  = PPC::LFSX;   ImmToIdxMap[PPC::LFD]  = PPC::LFDX;
  91   ImmToIdxMap[PPC::STH]  = PPC::STHX;   ImmToIdxMap[PPC::STW]  = PPC::STWX;
  92   ImmToIdxMap[PPC::STFS] = PPC::STFSX;  ImmToIdxMap[PPC::STFD] = PPC::STFDX;
  93   ImmToIdxMap[PPC::ADDI] = PPC::ADD4;
  94 }
  95
  96 void
  97 PPCRegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  98                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
  99                                      unsigned SrcReg, int FrameIdx,
 100                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 101   if (SrcReg == PPC::LR) {
 102     // FIXME: this spills LR immediately to memory in one step.  To do this, we
 103     // use R11, which we know cannot be used in the prolog/epilog.  This is a
 104     // hack.
 105     BuildMI(MBB, MI, PPC::MFLR, 1, PPC::R11);
 106     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(PPC::R11), FrameIdx);
 107   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 108     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 109     // We need to store the CR in the low 4-bits of the saved value.  First,
 110     // issue a MFCR to save all of the CRBits.
 111     BuildMI(MBB, MI, PPC::MFCR, 0, PPC::R0);
 112
 113     // If the saved register wasn't CR0, shift the bits left so that they are in
 114     // CR0's slot.
 115     if (SrcReg != PPC::CR0) {
 116       unsigned ShiftBits = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(SrcReg)*4;
 117       // rlwinm r0, r0, ShiftBits, 0, 31.
 118       BuildMI(MBB, MI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R0)
 119         .addReg(PPC::R0).addImm(ShiftBits).addImm(0).addImm(31);
 120     }
 121
 122     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(PPC::R0), FrameIdx);
 123   } else if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 124     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STW, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 125   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 126     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STD, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 127   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 128     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STFD, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 129   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 130     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::STFS, 3).addReg(SrcReg),FrameIdx);
 131   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 132     // We don't have indexed addressing for vector loads.  Emit:
 133     // R11 = ADDI FI#
 134     // Dest = LVX R0, R11
 135     //
 136     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 137     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::ADDI, 1, PPC::R0), FrameIdx, 0, 0);
 138     BuildMI(MBB, MI, PPC::STVX, 3)
 139       .addReg(SrcReg).addReg(PPC::R0).addReg(PPC::R0);
 140   } else {
 141     assert(0 && "Unknown regclass!");
 142     abort();
 143   }
 144 }
 145
 146 void
 147 PPCRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 148                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
 149                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
 150                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
 151   if (DestReg == PPC::LR) {
 152     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, PPC::R11), FrameIdx);
 153     BuildMI(MBB, MI, PPC::MTLR, 1).addReg(PPC::R11);
 154   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 155     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 156     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, PPC::R0), FrameIdx);
 157
 158     // If the reloaded register isn't CR0, shift the bits right so that they are
 159     // in the right CR's slot.
 160     if (DestReg != PPC::CR0) {
 161       unsigned ShiftBits = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(DestReg)*4;
 162       // rlwinm r11, r11, 32-ShiftBits, 0, 31.
 163       BuildMI(MBB, MI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R0)
 164         .addReg(PPC::R0).addImm(32-ShiftBits).addImm(0).addImm(31);
 165     }
 166
 167     BuildMI(MBB, MI, PPC::MTCRF, 1, DestReg).addReg(PPC::R0);
 168   } else if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 169     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LWZ, 2, DestReg), FrameIdx);
 170   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 171     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LD, 2, DestReg), FrameIdx);
 172   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 173     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LFD, 2, DestReg), FrameIdx);
 174   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 175     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::LFS, 2, DestReg), FrameIdx);
 176   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 177     // We don't have indexed addressing for vector loads.  Emit:
 178     // R11 = ADDI FI#
 179     // Dest = LVX R0, R11
 180     //
 181     // FIXME: We use R0 here, because it isn't available for RA.
 182     addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, PPC::ADDI, 1, PPC::R0), FrameIdx, 0, 0);
 183     BuildMI(MBB, MI, PPC::LVX, 2, DestReg).addReg(PPC::R0).addReg(PPC::R0);
 184   } else {
 185     assert(0 && "Unknown regclass!");
 186     abort();
 187   }
 188 }
 189
 190 void PPCRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 191                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
 192                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 193                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
 194   if (RC == PPC::GPRCRegisterClass) {
 195     BuildMI(MBB, MI, PPC::OR, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 196   } else if (RC == PPC::G8RCRegisterClass) {
 197     BuildMI(MBB, MI, PPC::OR8, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 198   } else if (RC == PPC::F4RCRegisterClass) {
 199     BuildMI(MBB, MI, PPC::FMRS, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 200   } else if (RC == PPC::F8RCRegisterClass) {
 201     BuildMI(MBB, MI, PPC::FMRD, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 202   } else if (RC == PPC::CRRCRegisterClass) {
 203     BuildMI(MBB, MI, PPC::MCRF, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
 204   } else if (RC == PPC::VRRCRegisterClass) {
 205     BuildMI(MBB, MI, PPC::VOR, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 206   } else {
 207     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 208     abort();
 209   }
 210 }
 211
 212 const unsigned* PPCRegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
 213   // 32-bit Darwin calling convention.
 214   static const unsigned Darwin32_CalleeSaveRegs[] = {
 215     PPC::R1 , PPC::R13, PPC::R14, PPC::R15,
 216     PPC::R16, PPC::R17, PPC::R18, PPC::R19,
 217     PPC::R20, PPC::R21, PPC::R22, PPC::R23,
 218     PPC::R24, PPC::R25, PPC::R26, PPC::R27,
 219     PPC::R28, PPC::R29, PPC::R30, PPC::R31,
 220
 221     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 222     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 223     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 224     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 225     PPC::F30, PPC::F31,
 226
 227     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 228     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 229     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 230     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 231
 232     PPC::LR,  0
 233   };
 234   // 64-bit Darwin calling convention.
 235   static const unsigned Darwin64_CalleeSaveRegs[] = {
 236     PPC::X1 , PPC::X13, PPC::X14, PPC::X15,
 237     PPC::X16, PPC::X17, PPC::X18, PPC::X19,
 238     PPC::X20, PPC::X21, PPC::X22, PPC::X23,
 239     PPC::X24, PPC::X25, PPC::X26, PPC::X27,
 240     PPC::X28, PPC::X29, PPC::X30, PPC::X31,
 241
 242     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 243     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 244     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 245     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 246     PPC::F30, PPC::F31,
 247
 248     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 249     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 250     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 251     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 252
 253     PPC::LR,  0
 254   };
 255
 256   return Subtarget.isPPC64() ? Darwin64_CalleeSaveRegs :
 257                                Darwin32_CalleeSaveRegs;
 258 }
 259
 260 const TargetRegisterClass* const*
 261 PPCRegisterInfo::getCalleeSaveRegClasses() const {
 262   // 32-bit Darwin calling convention.
 263   static const TargetRegisterClass * const Darwin32_CalleeSaveRegClasses[] = {
 264     &PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,
 265     &PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,
 266     &PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,
 267     &PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,
 268     &PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,&PPC::GPRCRegClass,
 269
 270     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 271     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 272     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 273     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 274     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 275
 276     &PPC::CRRCRegClass,&PPC::CRRCRegClass,&PPC::CRRCRegClass,
 277
 278     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 279     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 280     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 281
 282     &PPC::GPRCRegClass, 0
 283   };
 284
 285   // 64-bit Darwin calling convention.
 286   static const TargetRegisterClass * const Darwin64_CalleeSaveRegClasses[] = {
 287     &PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,
 288     &PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,
 289     &PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,
 290     &PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,
 291     &PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,&PPC::G8RCRegClass,
 292
 293     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 294     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 295     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 296     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 297     &PPC::F8RCRegClass,&PPC::F8RCRegClass,
 298
 299     &PPC::CRRCRegClass,&PPC::CRRCRegClass,&PPC::CRRCRegClass,
 300
 301     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 302     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 303     &PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,&PPC::VRRCRegClass,
 304
 305     &PPC::GPRCRegClass, 0
 306   };
 307
 308   return Subtarget.isPPC64() ? Darwin64_CalleeSaveRegClasses :
 309                                Darwin32_CalleeSaveRegClasses;
 310 }
 311
 312 /// foldMemoryOperand - PowerPC (like most RISC's) can only fold spills into
 313 /// copy instructions, turning them into load/store instructions.
 314 MachineInstr *PPCRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 315                                                  unsigned OpNum,
 316                                                  int FrameIndex) const {
 317   // Make sure this is a reg-reg copy.  Note that we can't handle MCRF, because
 318   // it takes more than one instruction to store it.
 319   unsigned Opc = MI->getOpcode();
 320
 321   if ((Opc == PPC::OR &&
 322        MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 323     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 324       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 325       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STW,
 326                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 327     } else {           // move -> load
 328       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 329       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LWZ, 2, OutReg), FrameIndex);
 330     }
 331   } else if ((Opc == PPC::OR8 &&
 332               MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg())) {
 333     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 334       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 335       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STD,
 336                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 337     } else {           // move -> load
 338       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 339       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LD, 2, OutReg), FrameIndex);
 340     }
 341   } else if (Opc == PPC::FMRD) {
 342     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 343       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 344       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STFD,
 345                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 346     } else {           // move -> load
 347       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 348       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LFD, 2, OutReg), FrameIndex);
 349     }
 350   } else if (Opc == PPC::FMRS) {
 351     if (OpNum == 0) {  // move -> store
 352       unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 353       return addFrameReference(BuildMI(PPC::STFS,
 354                                        3).addReg(InReg), FrameIndex);
 355     } else {           // move -> load
 356       unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 357       return addFrameReference(BuildMI(PPC::LFS, 2, OutReg), FrameIndex);
 358     }
 359   }
 360   return 0;
 361 }
 362
 363 //===----------------------------------------------------------------------===//
 364 // Stack Frame Processing methods
 365 //===----------------------------------------------------------------------===//
 366
 367 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 368 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 369 // if frame pointer elimination is disabled.
 370 //
 371 static bool hasFP(const MachineFunction &MF) {
 372   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 373   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 374
 375   // If frame pointers are forced, or if there are variable sized stack objects,
 376   // use a frame pointer.
 377   //
 378   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
 379 }
 380
 381 void PPCRegisterInfo::
 382 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 383                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 384   if (hasFP(MF)) {
 385     // If we have a frame pointer, convert as follows:
 386     // ADJCALLSTACKDOWN -> addi, r1, r1, -amount
 387     // ADJCALLSTACKUP   -> addi, r1, r1, amount
 388     MachineInstr *Old = I;
 389     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 390     if (Amount != 0) {
 391       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 392       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 393       // alignment boundary.
 394       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 395       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 396
 397       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 398       if (Old->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKDOWN) {
 399         BuildMI(MBB, I, PPC::ADDI, 2, PPC::R1).addReg(PPC::R1).addImm(-Amount);
 400       } else {
 401         assert(Old->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKUP);
 402         BuildMI(MBB, I, PPC::ADDI, 2, PPC::R1).addReg(PPC::R1).addImm(Amount);
 403       }
 404     }
 405   }
 406   MBB.erase(I);
 407 }
 408
 409 void
 410 PPCRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 411   unsigned i = 0;
 412   MachineInstr &MI = *II;
 413   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 414   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 415
 416   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 417     ++i;
 418     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 419   }
 420
 421   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 422
 423   // Replace the FrameIndex with base register with GPR1 (SP) or GPR31 (FP).
 424   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1);
 425
 426   // Take into account whether it's an add or mem instruction
 427   unsigned OffIdx = (i == 2) ? 1 : 2;
 428
 429   // Figure out if the offset in the instruction is shifted right two bits. This
 430   // is true for instructions like "STD", which the machine implicitly adds two
 431   // low zeros to.
 432   bool isIXAddr = false;
 433   switch (MI.getOpcode()) {
 434   case PPC::LWA:
 435   case PPC::LD:
 436   case PPC::STD:
 437   case PPC::STD_32:
 438     isIXAddr = true;
 439     break;
 440   }
 441
 442
 443   // Now add the frame object offset to the offset from r1.
 444   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 445
 446   if (!isIXAddr)
 447     Offset += MI.getOperand(OffIdx).getImmedValue();
 448   else
 449     Offset += MI.getOperand(OffIdx).getImmedValue() << 2;
 450
 451   // If we're not using a Frame Pointer that has been set to the value of the
 452   // SP before having the stack size subtracted from it, then add the stack size
 453   // to Offset to get the correct offset.
 454   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 455
 456   if (Offset > 32767 || Offset < -32768) {
 457     // Insert a set of r0 with the full offset value before the ld, st, or add
 458     MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
 459     BuildMI(*MBB, II, PPC::LIS, 1, PPC::R0).addImm(Offset >> 16);
 460     BuildMI(*MBB, II, PPC::ORI, 2, PPC::R0).addReg(PPC::R0).addImm(Offset);
 461
 462     // convert into indexed form of the instruction
 463     // sth 0:rA, 1:imm 2:(rB) ==> sthx 0:rA, 2:rB, 1:r0
 464     // addi 0:rA 1:rB, 2, imm ==> add 0:rA, 1:rB, 2:r0
 465     assert(ImmToIdxMap.count(MI.getOpcode()) &&
 466            "No indexed form of load or store available!");
 467     unsigned NewOpcode = ImmToIdxMap.find(MI.getOpcode())->second;
 468     MI.setOpcode(NewOpcode);
 469     MI.getOperand(1).ChangeToRegister(MI.getOperand(i).getReg());
 470     MI.getOperand(2).ChangeToRegister(PPC::R0);
 471   } else {
 472     if (isIXAddr) {
 473       assert((Offset & 3) == 0 && "Invalid frame offset!");
 474       Offset >>= 2;    // The actual encoded value has the low two bits zero.
 475     }
 476     MI.getOperand(OffIdx).ChangeToImmediate(Offset);
 477   }
 478 }
 479
 480 /// VRRegNo - Map from a numbered VR register to its enum value.
 481 ///
 482 static const unsigned short VRRegNo[] = {
 483  PPC::V0 , PPC::V1 , PPC::V2 , PPC::V3 , PPC::V4 , PPC::V5 , PPC::V6 , PPC::V7 ,
 484  PPC::V8 , PPC::V9 , PPC::V10, PPC::V11, PPC::V12, PPC::V13, PPC::V14, PPC::V15,
 485  PPC::V16, PPC::V17, PPC::V18, PPC::V19, PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 486  PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27, PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31
 487 };
 488
 489 /// RemoveVRSaveCode - We have found that this function does not need any code
 490 /// to manipulate the VRSAVE register, even though it uses vector registers.
 491 /// This can happen when the only registers used are known to be live in or out
 492 /// of the function.  Remove all of the VRSAVE related code from the function.
 493 static void RemoveVRSaveCode(MachineInstr *MI) {
 494   MachineBasicBlock *Entry = MI->getParent();
 495   MachineFunction *MF = Entry->getParent();
 496
 497   // We know that the MTVRSAVE instruction immediately follows MI.  Remove it.
 498   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MI;
 499   ++MBBI;
 500   assert(MBBI != Entry->end() && MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE);
 501   MBBI->eraseFromParent();
 502
 503   bool RemovedAllMTVRSAVEs = true;
 504   // See if we can find and remove the MTVRSAVE instruction from all of the
 505   // epilog blocks.
 506   const TargetInstrInfo &TII = *MF->getTarget().getInstrInfo();
 507   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end(); I != E; ++I) {
 508     // If last instruction is a return instruction, add an epilogue
 509     if (!I->empty() && TII.isReturn(I->back().getOpcode())) {
 510       bool FoundIt = false;
 511       for (MBBI = I->end(); MBBI != I->begin(); ) {
 512         --MBBI;
 513         if (MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE) {
 514           MBBI->eraseFromParent();  // remove it.
 515           FoundIt = true;
 516           break;
 517         }
 518       }
 519       RemovedAllMTVRSAVEs &= FoundIt;
 520     }
 521   }
 522
 523   // If we found and removed all MTVRSAVE instructions, remove the read of
 524   // VRSAVE as well.
 525   if (RemovedAllMTVRSAVEs) {
 526     MBBI = MI;
 527     assert(MBBI != Entry->begin() && "UPDATE_VRSAVE is first instr in block?");
 528     --MBBI;
 529     assert(MBBI->getOpcode() == PPC::MFVRSAVE && "VRSAVE instrs wandered?");
 530     MBBI->eraseFromParent();
 531   }
 532
 533   // Finally, nuke the UPDATE_VRSAVE.
 534   MI->eraseFromParent();
 535 }
 536
 537 // HandleVRSaveUpdate - MI is the UPDATE_VRSAVE instruction introduced by the
 538 // instruction selector.  Based on the vector registers that have been used,
 539 // transform this into the appropriate ORI instruction.
 540 static void HandleVRSaveUpdate(MachineInstr *MI, const bool *UsedRegs) {
 541   unsigned UsedRegMask = 0;
 542   for (unsigned i = 0; i != 32; ++i)
 543     if (UsedRegs[VRRegNo[i]])
 544       UsedRegMask |= 1 << (31-i);
 545
 546   // Live in and live out values already must be in the mask, so don't bother
 547   // marking them.
 548   MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 549   for (MachineFunction::livein_iterator I =
 550        MF->livein_begin(), E = MF->livein_end(); I != E; ++I) {
 551     unsigned RegNo = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(I->first);
 552     if (VRRegNo[RegNo] == I->first)        // If this really is a vector reg.
 553       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 554   }
 555   for (MachineFunction::liveout_iterator I =
 556        MF->liveout_begin(), E = MF->liveout_end(); I != E; ++I) {
 557     unsigned RegNo = PPCRegisterInfo::getRegisterNumbering(*I);
 558     if (VRRegNo[RegNo] == *I)              // If this really is a vector reg.
 559       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 560   }
 561
 562   unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
 563   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
 564   // If no registers are used, turn this into a copy.
 565   if (UsedRegMask == 0) {
 566     // Remove all VRSAVE code.
 567     RemoveVRSaveCode(MI);
 568     return;
 569   } else if ((UsedRegMask & 0xFFFF) == UsedRegMask) {
 570     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORI, 2, DstReg)
 571         .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask);
 572   } else if ((UsedRegMask & 0xFFFF0000) == UsedRegMask) {
 573     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORIS, 2, DstReg)
 574         .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask >> 16);
 575   } else {
 576     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORIS, 2, DstReg)
 577        .addReg(SrcReg).addImm(UsedRegMask >> 16);
 578     BuildMI(*MI->getParent(), MI, PPC::ORI, 2, DstReg)
 579       .addReg(DstReg).addImm(UsedRegMask & 0xFFFF);
 580   }
 581
 582   // Remove the old UPDATE_VRSAVE instruction.
 583   MI->eraseFromParent();
 584 }
 585
 586
 587 void PPCRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 588   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 589   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 590   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 591   MachineDebugInfo *DebugInfo = MFI->getMachineDebugInfo();
 592
 593   // Do we have a frame pointer for this function?
 594   bool HasFP = hasFP(MF);
 595
 596   // Scan the prolog, looking for an UPDATE_VRSAVE instruction.  If we find it,
 597   // process it.
 598   for (unsigned i = 0; MBBI != MBB.end(); ++i, ++MBBI) {
 599     if (MBBI->getOpcode() == PPC::UPDATE_VRSAVE) {
 600       HandleVRSaveUpdate(MBBI, MF.getUsedPhysregs());
 601       break;
 602     }
 603   }
 604
 605   // Move MBBI back to the beginning of the function.
 606   MBBI = MBB.begin();
 607
 608   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 609   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 610
 611   // Get the alignments provided by the target, and the maximum alignment
 612   // (if any) of the fixed frame objects.
 613   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 614   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 615
 616   // If we have calls, we cannot use the red zone to store callee save registers
 617   // and we must set up a stack frame, so calculate the necessary size here.
 618   if (MFI->hasCalls()) {
 619     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 620     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 621     // brackets around call sites.
 622     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 623   }
 624
 625   // If we are a leaf function, and use up to 224 bytes of stack space,
 626   // and don't have a frame pointer, then we do not need to adjust the stack
 627   // pointer (we fit in the Red Zone).
 628   if ((NumBytes == 0) || (NumBytes <= 224 && !HasFP && !MFI->hasCalls() &&
 629                           MaxAlign <= TargetAlign)) {
 630     MFI->setStackSize(0);
 631     return;
 632   }
 633
 634   // Add the size of R1 to  NumBytes size for the store of R1 to the bottom
 635   // of the stack and round the size to a multiple of the alignment.
 636   unsigned Align = std::max(TargetAlign, MaxAlign);
 637   unsigned GPRSize = 4;
 638   unsigned Size = HasFP ? GPRSize + GPRSize : GPRSize;
 639   NumBytes = (NumBytes+Size+Align-1)/Align*Align;
 640
 641   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 642   MFI->setStackSize(NumBytes);
 643   int NegNumbytes = -NumBytes;
 644
 645   // Adjust stack pointer: r1 -= numbytes.
 646   // If there is a preferred stack alignment, align R1 now
 647   if (MaxAlign > TargetAlign) {
 648     assert(isPowerOf2_32(MaxAlign) && MaxAlign < 32767 && "Invalid alignment!");
 649     assert(isInt16(0-NumBytes) && "Unhandled stack size and alignment!");
 650     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::RLWINM, 4, PPC::R0)
 651       .addReg(PPC::R1).addImm(0).addImm(32-Log2_32(MaxAlign)).addImm(31);
 652     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::SUBFIC,2,PPC::R0).addReg(PPC::R0)
 653       .addImm(0-NumBytes);
 654     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWUX, 3)
 655       .addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R0);
 656   } else if (NumBytes <= 32768) {
 657     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWU, 3).addReg(PPC::R1).addImm(NegNumbytes)
 658       .addReg(PPC::R1);
 659   } else {
 660     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LIS, 1, PPC::R0).addImm(NegNumbytes >> 16);
 661     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::ORI, 2, PPC::R0).addReg(PPC::R0)
 662       .addImm(NegNumbytes & 0xFFFF);
 663     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STWUX, 3).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1)
 664       .addReg(PPC::R0);
 665   }
 666
 667   if (DebugInfo && DebugInfo->hasInfo()) {
 668     std::vector<MachineMove *> &Moves = DebugInfo->getFrameMoves();
 669     unsigned LabelID = DebugInfo->NextLabelID();
 670
 671     // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
 672     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::DWARF_LABEL, 1).addImm(LabelID);
 673
 674     // Show update of SP.
 675     MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
 676     MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP, NegNumbytes);
 677     Moves.push_back(new MachineMove(LabelID, SPDst, SPSrc));
 678
 679     // Add callee saved registers to move list.
 680     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 681     for (unsigned I = 0, E = CSI.size(); I != E; ++I) {
 682       MachineLocation CSDst(MachineLocation::VirtualFP,
 683                             MFI->getObjectOffset(CSI[I].getFrameIdx()));
 684       MachineLocation CSSrc(CSI[I].getReg());
 685       Moves.push_back(new MachineMove(LabelID, CSDst, CSSrc));
 686     }
 687   }
 688
 689   // If there is a frame pointer, copy R1 (SP) into R31 (FP)
 690   if (HasFP) {
 691     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::STW, 3)
 692       .addReg(PPC::R31).addImm(GPRSize).addReg(PPC::R1);
 693     BuildMI(MBB, MBBI, PPC::OR, 2, PPC::R31).addReg(PPC::R1).addReg(PPC::R1);
 694   }
 695 }
 696
 697 void PPCRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 698                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
 699   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 700   assert(MBBI->getOpcode() == PPC::BLR &&
 701          "Can only insert epilog into returning blocks");
 702
 703   // Get alignment info so we know how to restore r1
 704   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 705   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 706
 707   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo.
 708   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 709   unsigned GPRSize = 4;
 710
 711   if (NumBytes != 0) {
 712     // If this function has a frame pointer, load the saved stack pointer from
 713     // its stack slot.
 714     if (hasFP(MF)) {
 715       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LWZ, 2, PPC::R31)
 716           .addImm(GPRSize).addReg(PPC::R31);
 717     }
 718
 719     // The loaded (or persistent) stack pointer value is offseted by the 'stwu'
 720     // on entry to the function.  Add this offset back now.
 721     if (NumBytes < 32768 && TargetAlign >= MFI->getMaxAlignment()) {
 722       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::ADDI, 2, PPC::R1)
 723           .addReg(PPC::R1).addImm(NumBytes);
 724     } else {
 725       BuildMI(MBB, MBBI, PPC::LWZ, 2, PPC::R1).addImm(0).addReg(PPC::R1);
 726     }
 727   }
 728 }
 729
 730 unsigned PPCRegisterInfo::getRARegister() const {
 731   return PPC::LR;
 732 }
 733
 734 unsigned PPCRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 735   return hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1;
 736 }
 737
 738 void PPCRegisterInfo::getInitialFrameState(std::vector<MachineMove *> &Moves)
 739                                                                          const {
 740   // Initial state of the frame pointer is R1.
 741   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 742   MachineLocation Src(PPC::R1, 0);
 743   Moves.push_back(new MachineMove(0, Dst, Src));
 744 }
 745
 746 #include "PPCGenRegisterInfo.inc"
 747