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     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
  89     // adjcallstackup instruction into a 'sub R15, <amt>' and the
  90     // adjcallstackdown instruction into 'add R15, <amt>'
  91     MachineInstr *Old = I;
  92     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImm();
  93
  94     assert((Amount == 0) && "Not implemented yet!");
  95   }
  96
  97   MBB.erase(I);
  98 }
  99
 100 int SystemZRegisterInfo::getFrameIndexOffset(MachineFunction &MF, int FI) const {
 101   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 102   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 103   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 104     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 105   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) + MFI->getOffsetAdjustment();
 106   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 107
 108   // Fixed objects are really located in the "previous" frame.
 109   if (FI < 0)
 110     StackSize -= SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 111
 112   Offset += StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 113
 114   // Skip the register save area if we generated the stack frame.
 115   if (StackSize)
 116     Offset -= TFI.getOffsetOfLocalArea();
 117
 118   return Offset;
 119 }
 120
 121 void SystemZRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 122                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 123   assert(SPAdj == 0 && "Unxpected");
 124
 125   unsigned i = 0;
 126   MachineInstr &MI = *II;
 127   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 128   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 129     ++i;
 130     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 131   }
 132
 133   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 134
 135   unsigned BasePtr = (hasFP(MF) ? SystemZ::R11D : SystemZ::R15D);
 136
 137   // This must be part of a rri or ri operand memory reference.  Replace the
 138   // FrameIndex with base register with BasePtr.  Add an offset to the
 139   // displacement field.
 140   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 141
 142   // Offset is a 20-bit integer.
 143   // FIXME: handle "too long" displacements.
 144   int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) + MI.getOperand(i+1).getImm();
 145   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 146 }
 147
 148 void
 149 SystemZRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 150                                                        RegScavenger *RS) const {
 151   // Determine whether R15/R14 will ever be clobbered inside the function. And
 152   // if yes - mark it as 'callee' saved.
 153   MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 154
 155   if (FFI->hasCalls()
 156       /* FIXME: function is varargs */
 157       /* FIXME: function grabs RA */
 158       /* FIXME: function calls eh_return */)
 159     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R14D);
 160
 161   if (FFI->getObjectIndexEnd() != 0 || // Contains automatic variables
 162       FFI->hasVarSizedObjects() // Function calls dynamic alloca's
 163       /* FIXME: function is varargs */)
 164     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R15D);
 165 }
 166
 167 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 168 /// stack pointer by a constant value.
 169 static
 170 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 171                   int64_t NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
 172   // FIXME: Handle different stack sizes here.
 173   bool isSub = NumBytes < 0;
 174   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 175   unsigned Opc = SystemZ::ADD64ri16;
 176   uint64_t Chunk = (1LL << 15) - 1;
 177   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 178                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 179
 180   while (Offset) {
 181     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
 182     MachineInstr *MI =
 183       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), SystemZ::R15D)
 184       .addReg(SystemZ::R15D).addImm((isSub ? -(int64_t)ThisVal : ThisVal));
 185     // The PSW implicit def is dead.
 186     MI->getOperand(3).setIsDead();
 187     Offset -= ThisVal;
 188   }
 189 }
 190
 191 void SystemZRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 192   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 193   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 194   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 195   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 196     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 197   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 198   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 199                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 200
 201   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 202   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 203   // 'undo' the stack movement.
 204   uint64_t StackSize =
 205     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 206
 207   // Skip the callee-saved push instructions.
 208   while (MBBI != MBB.end() &&
 209          (MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mr ||
 210           MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mrm))
 211     ++MBBI;
 212
 213   if (MBBI != MBB.end())
 214     DL = MBBI->getDebugLoc();
 215
 216   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 217
 218   if (StackSize) // adjust stack pointer: R15 -= numbytes
 219     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, TII);
 220
 221   if (hasFP(MF)) {
 222     // Update R11 with the new base value...
 223     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(SystemZ::MOV64rr), SystemZ::R11D)
 224       .addReg(SystemZ::R15D);
 225
 226     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 227     for (MachineFunction::iterator I = next(MF.begin()), E = MF.end();
 228          I != E; ++I)
 229       I->addLiveIn(SystemZ::R11D);
 230
 231   }
 232 }
 233
 234 void SystemZRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 235                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 236   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 237   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 238   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 239   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 240     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 241   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 242   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 243
 244   switch (RetOpcode) {
 245   case SystemZ::RET: break;  // These are ok
 246   default:
 247     assert(0 && "Can only insert epilog into returning blocks");
 248   }
 249
 250   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 251   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 252   // 'undo' the stack movement.
 253   uint64_t StackSize =
 254     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 255   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 256
 257   // Skip the final terminator instruction.
 258   while (MBBI != MBB.begin()) {
 259     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 260     --MBBI;
 261     if (!PI->getDesc().isTerminator())
 262       break;
 263   }
 264
 265   // During callee-saved restores emission stack frame was not yet finialized
 266   // (and thus - the stack size was unknown). Tune the offset having full stack
 267   // size in hands.
 268   if (SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize()) {
 269     assert((MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rmm ||
 270             MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rm) &&
 271            "Expected to see callee-save register restore code");
 272
 273     unsigned i = 0;
 274     MachineInstr &MI = *MBBI;
 275     while (!MI.getOperand(i).isImm()) {
 276       ++i;
 277       assert(i < MI.getNumOperands() && "Unexpected restore code!");
 278     }
 279
 280     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(NumBytes + MI.getOperand(i).getImm());
 281   }
 282 }
 283
 284 unsigned SystemZRegisterInfo::getRARegister() const {
 285   assert(0 && "What is the return address register");
 286   return 0;
 287 }
 288
 289 unsigned SystemZRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 290   assert(0 && "What is the frame register");
 291   return 0;
 292 }
 293
 294 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 295   assert(0 && "What is the exception register");
 296   return 0;
 297 }
 298
 299 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 300   assert(0 && "What is the exception handler register");
 301   return 0;
 302 }
 303
 304 int SystemZRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 305   assert(0 && "What is the dwarf register number");
 306   return -1;
 307 }
 308
 309 #include "SystemZGenRegisterInfo.inc"