lib/Target/SystemZ/SystemZRegisterInfo.cpp

   1 //===- SystemZRegisterInfo.cpp - SystemZ Register Information -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the SystemZ implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZ.h"
  15 #include "SystemZMachineFunctionInfo.h"
  16 #include "SystemZRegisterInfo.h"
  17 #include "SystemZSubtarget.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  26 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 SystemZRegisterInfo::SystemZRegisterInfo(SystemZTargetMachine &tm,
  30                                          const TargetInstrInfo &tii)
  31   : SystemZGenRegisterInfo(SystemZ::ADJCALLSTACKUP, SystemZ::ADJCALLSTACKDOWN),
  32     TM(tm), TII(tii) {
  33 }
  34
  35 const unsigned*
  36 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  37   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
  38     SystemZ::R6D,  SystemZ::R7D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R9D,
  39     SystemZ::R10D, SystemZ::R11D, SystemZ::R12D, SystemZ::R13D,
  40     SystemZ::R14D, SystemZ::R15D,
  41     SystemZ::F1,  SystemZ::F3,  SystemZ::F5,  SystemZ::F7,
  42     0
  43   };
  44
  45   return CalleeSavedRegs;
  46 }
  47
  48 const TargetRegisterClass* const*
  49 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
  50   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
  51     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  52     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  53     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  54     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  55     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  56     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass,
  57     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass, 0
  58   };
  59   return CalleeSavedRegClasses;
  60 }
  61
  62 BitVector SystemZRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  63   BitVector Reserved(getNumRegs());
  64   if (hasFP(MF))
  65     Reserved.set(SystemZ::R11D);
  66   Reserved.set(SystemZ::R14D);
  67   Reserved.set(SystemZ::R15D);
  68   return Reserved;
  69 }
  70
  71 /// needsFP - Return true if the specified function should have a dedicated
  72 /// frame pointer register.  This is true if the function has variable sized
  73 /// allocas or if frame pointer elimination is disabled.
  74 bool SystemZRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  75   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  76   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
  77 }
  78
  79 bool SystemZRegisterInfo::hasReservedCallFrame(MachineFunction &MF) const {
  80   // FIXME: Should we always have reserved call frame?
  81   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
  82 }
  83
  84 void SystemZRegisterInfo::
  85 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
  86                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
  87   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
  88     assert(0 && "Not implemented yet!");
  89   }
  90
  91   MBB.erase(I);
  92 }
  93
  94 int SystemZRegisterInfo::getFrameIndexOffset(MachineFunction &MF, int FI) const {
  95   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
  96   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  97   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
  98     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
  99   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) + MFI->getOffsetAdjustment();
 100   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 101
 102   // Fixed objects are really located in the "previous" frame.
 103   if (FI < 0)
 104     StackSize -= SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 105
 106   Offset += StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 107
 108   // Skip the register save area if we generated the stack frame.
 109   if (StackSize)
 110     Offset -= TFI.getOffsetOfLocalArea();
 111
 112   return Offset;
 113 }
 114
 115 void SystemZRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 116                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 117   assert(SPAdj == 0 && "Unxpected");
 118
 119   unsigned i = 0;
 120   MachineInstr &MI = *II;
 121   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 122   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 123     ++i;
 124     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 125   }
 126
 127   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 128
 129   unsigned BasePtr = (hasFP(MF) ? SystemZ::R11D : SystemZ::R15D);
 130
 131   // This must be part of a rri or ri operand memory reference.  Replace the
 132   // FrameIndex with base register with BasePtr.  Add an offset to the
 133   // displacement field.
 134   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 135
 136   // Offset is a 20-bit integer.
 137   // FIXME: handle "too long" displacements.
 138   int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) + MI.getOperand(i+1).getImm();
 139   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 140 }
 141
 142 void
 143 SystemZRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 144                                                        RegScavenger *RS) const {
 145   // Determine whether R15/R14 will ever be clobbered inside the function. And
 146   // if yes - mark it as 'callee' saved.
 147   MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 148
 149   if (FFI->hasCalls()
 150       /* FIXME: function is varargs */
 151       /* FIXME: function grabs RA */
 152       /* FIXME: function calls eh_return */)
 153     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R14D);
 154
 155   if (FFI->getObjectIndexEnd() != 0 || // Contains automatic variables
 156       FFI->hasVarSizedObjects() // Function calls dynamic alloca's
 157       /* FIXME: function is varargs */)
 158     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R15D);
 159 }
 160
 161 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 162 /// stack pointer by a constant value.
 163 static
 164 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 165                   int64_t NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
 166   // FIXME: Handle different stack sizes here.
 167   bool isSub = NumBytes < 0;
 168   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 169   unsigned Opc = SystemZ::ADD64ri16;
 170   uint64_t Chunk = (1LL << 15) - 1;
 171   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 172                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 173
 174   while (Offset) {
 175     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
 176     MachineInstr *MI =
 177       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), SystemZ::R15D)
 178       .addReg(SystemZ::R15D).addImm((isSub ? -(int64_t)ThisVal : ThisVal));
 179     // The PSW implicit def is dead.
 180     MI->getOperand(3).setIsDead();
 181     Offset -= ThisVal;
 182   }
 183 }
 184
 185 void SystemZRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 186   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 187   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 188   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 189   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 190     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 191   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 192   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 193                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 194
 195   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 196   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 197   // 'undo' the stack movement.
 198   uint64_t StackSize =
 199     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 200
 201   // Skip the callee-saved push instructions.
 202   while (MBBI != MBB.end() &&
 203          (MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mr ||
 204           MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mrm))
 205     ++MBBI;
 206
 207   if (MBBI != MBB.end())
 208     DL = MBBI->getDebugLoc();
 209
 210   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 211
 212   if (StackSize) // adjust stack pointer: R15 -= numbytes
 213     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, TII);
 214
 215   if (hasFP(MF)) {
 216     // Update R11 with the new base value...
 217     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(SystemZ::MOV64rr), SystemZ::R11D)
 218       .addReg(SystemZ::R15D);
 219
 220     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 221     for (MachineFunction::iterator I = next(MF.begin()), E = MF.end();
 222          I != E; ++I)
 223       I->addLiveIn(SystemZ::R11D);
 224
 225   }
 226 }
 227
 228 void SystemZRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 229                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 230   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 231   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 232   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 233   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 234     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 235   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 236   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 237
 238   switch (RetOpcode) {
 239   case SystemZ::RET: break;  // These are ok
 240   default:
 241     assert(0 && "Can only insert epilog into returning blocks");
 242   }
 243
 244   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 245   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 246   // 'undo' the stack movement.
 247   uint64_t StackSize =
 248     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 249   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 250
 251   // Skip the final terminator instruction.
 252   while (MBBI != MBB.begin()) {
 253     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 254     --MBBI;
 255     if (!PI->getDesc().isTerminator())
 256       break;
 257   }
 258
 259   // During callee-saved restores emission stack frame was not yet finialized
 260   // (and thus - the stack size was unknown). Tune the offset having full stack
 261   // size in hands.
 262   if (SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize()) {
 263     assert((MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rmm ||
 264             MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rm) &&
 265            "Expected to see callee-save register restore code");
 266
 267     unsigned i = 0;
 268     MachineInstr &MI = *MBBI;
 269     while (!MI.getOperand(i).isImm()) {
 270       ++i;
 271       assert(i < MI.getNumOperands() && "Unexpected restore code!");
 272     }
 273
 274     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(NumBytes + MI.getOperand(i).getImm());
 275   }
 276 }
 277
 278 unsigned SystemZRegisterInfo::getRARegister() const {
 279   assert(0 && "What is the return address register");
 280   return 0;
 281 }
 282
 283 unsigned SystemZRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 284   assert(0 && "What is the frame register");
 285   return 0;
 286 }
 287
 288 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 289   assert(0 && "What is the exception register");
 290   return 0;
 291 }
 292
 293 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 294   assert(0 && "What is the exception handler register");
 295   return 0;
 296 }
 297
 298 int SystemZRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 299   assert(0 && "What is the dwarf register number");
 300   return -1;
 301 }
 302
 303 #include "SystemZGenRegisterInfo.inc"