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 "SystemZInstrInfo.h"
  16 #include "SystemZMachineFunctionInfo.h"
  17 #include "SystemZRegisterInfo.h"
  18 #include "SystemZSubtarget.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  27 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  28 using namespace llvm;
  29
  30 SystemZRegisterInfo::SystemZRegisterInfo(SystemZTargetMachine &tm,
  31                                          const SystemZInstrInfo &tii)
  32   : SystemZGenRegisterInfo(SystemZ::ADJCALLSTACKUP, SystemZ::ADJCALLSTACKDOWN),
  33     TM(tm), TII(tii) {
  34 }
  35
  36 const unsigned*
  37 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  38   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
  39     SystemZ::R6D,  SystemZ::R7D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R9D,
  40     SystemZ::R10D, SystemZ::R11D, SystemZ::R12D, SystemZ::R13D,
  41     SystemZ::R14D, SystemZ::R15D,
  42     SystemZ::F1,  SystemZ::F3,  SystemZ::F5,  SystemZ::F7,
  43     0
  44   };
  45
  46   return CalleeSavedRegs;
  47 }
  48
  49 const TargetRegisterClass* const*
  50 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
  51   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
  52     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  53     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  54     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  55     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  56     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  57     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass,
  58     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass, 0
  59   };
  60   return CalleeSavedRegClasses;
  61 }
  62
  63 BitVector SystemZRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  64   BitVector Reserved(getNumRegs());
  65   if (hasFP(MF))
  66     Reserved.set(SystemZ::R11D);
  67   Reserved.set(SystemZ::R14D);
  68   Reserved.set(SystemZ::R15D);
  69   return Reserved;
  70 }
  71
  72 /// needsFP - Return true if the specified function should have a dedicated
  73 /// frame pointer register.  This is true if the function has variable sized
  74 /// allocas or if frame pointer elimination is disabled.
  75 bool SystemZRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  76   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  77   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
  78 }
  79
  80 void SystemZRegisterInfo::
  81 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
  82                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
  83   MBB.erase(I);
  84 }
  85
  86 int SystemZRegisterInfo::getFrameIndexOffset(MachineFunction &MF, int FI) const {
  87   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
  88   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  89   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
  90     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
  91   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) + MFI->getOffsetAdjustment();
  92   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
  93
  94   // Fixed objects are really located in the "previous" frame.
  95   if (FI < 0)
  96     StackSize -= SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
  97
  98   Offset += StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
  99
 100   // Skip the register save area if we generated the stack frame.
 101   if (StackSize)
 102     Offset -= TFI.getOffsetOfLocalArea();
 103
 104   return Offset;
 105 }
 106
 107 void SystemZRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 108                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 109   assert(SPAdj == 0 && "Unxpected");
 110
 111   unsigned i = 0;
 112   MachineInstr &MI = *II;
 113   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 114   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 115     ++i;
 116     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 117   }
 118
 119   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 120
 121   unsigned BasePtr = (hasFP(MF) ? SystemZ::R11D : SystemZ::R15D);
 122
 123   // This must be part of a rri or ri operand memory reference.  Replace the
 124   // FrameIndex with base register with BasePtr.  Add an offset to the
 125   // displacement field.
 126   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 127
 128   // Offset is a either 12-bit unsigned or 20-bit signed integer.
 129   // FIXME: handle "too long" displacements.
 130   int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) + MI.getOperand(i+1).getImm();
 131
 132   // Check whether displacement is too long to fit into 12 bit zext field.
 133   if (Offset < 0 || Offset >= 4096)
 134     MI.setDesc(TII.getLongDispOpc(MI.getOpcode()));
 135
 136   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 137 }
 138
 139 void
 140 SystemZRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 141                                                        RegScavenger *RS) const {
 142   // Determine whether R15/R14 will ever be clobbered inside the function. And
 143   // if yes - mark it as 'callee' saved.
 144   MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 145
 146   if (FFI->hasCalls()
 147       /* FIXME: function is varargs */
 148       /* FIXME: function grabs RA */
 149       /* FIXME: function calls eh_return */)
 150     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R14D);
 151
 152   if (FFI->hasCalls() ||
 153       FFI->getObjectIndexEnd() != 0 || // Contains automatic variables
 154       FFI->hasVarSizedObjects() // Function calls dynamic alloca's
 155       /* FIXME: function is varargs */)
 156     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R15D);
 157 }
 158
 159 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 160 /// stack pointer by a constant value.
 161 static
 162 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 163                   int64_t NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
 164   // FIXME: Handle different stack sizes here.
 165   bool isSub = NumBytes < 0;
 166   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 167   unsigned Opc = SystemZ::ADD64ri16;
 168   uint64_t Chunk = (1LL << 15) - 1;
 169   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 170                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 171
 172   while (Offset) {
 173     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
 174     MachineInstr *MI =
 175       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), SystemZ::R15D)
 176       .addReg(SystemZ::R15D).addImm((isSub ? -(int64_t)ThisVal : ThisVal));
 177     // The PSW implicit def is dead.
 178     MI->getOperand(3).setIsDead();
 179     Offset -= ThisVal;
 180   }
 181 }
 182
 183 void SystemZRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 184   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 185   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 186   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 187   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 188     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 189   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 190   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 191                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 192
 193   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 194   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 195   // 'undo' the stack movement.
 196   uint64_t StackSize =
 197     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 198
 199   // Skip the callee-saved push instructions.
 200   while (MBBI != MBB.end() &&
 201          (MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mr ||
 202           MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mrm))
 203     ++MBBI;
 204
 205   if (MBBI != MBB.end())
 206     DL = MBBI->getDebugLoc();
 207
 208   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 209
 210   if (NumBytes) // adjust stack pointer: R15 -= numbytes
 211     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, TII);
 212
 213   if (hasFP(MF)) {
 214     // Update R11 with the new base value...
 215     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(SystemZ::MOV64rr), SystemZ::R11D)
 216       .addReg(SystemZ::R15D);
 217
 218     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 219     for (MachineFunction::iterator I = next(MF.begin()), E = MF.end();
 220          I != E; ++I)
 221       I->addLiveIn(SystemZ::R11D);
 222
 223   }
 224 }
 225
 226 void SystemZRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 227                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 228   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 229   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 230   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 231   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 232     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 233   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 234   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 235
 236   switch (RetOpcode) {
 237   case SystemZ::RET: break;  // These are ok
 238   default:
 239     assert(0 && "Can only insert epilog into returning blocks");
 240   }
 241
 242   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 243   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 244   // 'undo' the stack movement.
 245   uint64_t StackSize =
 246     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 247   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 248
 249   // Skip the final terminator instruction.
 250   while (MBBI != MBB.begin()) {
 251     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 252     --MBBI;
 253     if (!PI->getDesc().isTerminator())
 254       break;
 255   }
 256
 257   // During callee-saved restores emission stack frame was not yet finialized
 258   // (and thus - the stack size was unknown). Tune the offset having full stack
 259   // size in hands.
 260   if (SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize()) {
 261     assert((MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rmm ||
 262             MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rm) &&
 263            "Expected to see callee-save register restore code");
 264
 265     unsigned i = 0;
 266     MachineInstr &MI = *MBBI;
 267     while (!MI.getOperand(i).isImm()) {
 268       ++i;
 269       assert(i < MI.getNumOperands() && "Unexpected restore code!");
 270     }
 271
 272     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(NumBytes + MI.getOperand(i).getImm());
 273   }
 274 }
 275
 276 unsigned SystemZRegisterInfo::getRARegister() const {
 277   assert(0 && "What is the return address register");
 278   return 0;
 279 }
 280
 281 unsigned SystemZRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 282   assert(0 && "What is the frame register");
 283   return 0;
 284 }
 285
 286 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 287   assert(0 && "What is the exception register");
 288   return 0;
 289 }
 290
 291 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 292   assert(0 && "What is the exception handler register");
 293   return 0;
 294 }
 295
 296 int SystemZRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 297   assert(0 && "What is the dwarf register number");
 298   return -1;
 299 }
 300
 301 #include "SystemZGenRegisterInfo.inc"