lib/Target/ARM/ARMBaseRegisterInfo.cpp

   1 //===- ARMBaseRegisterInfo.cpp - ARM 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 base ARM implementation of TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ARM.h"
  15 #include "ARMAddressingModes.h"
  16 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
  17 #include "ARMBaseRegisterInfo.h"
  18 #include "ARMInstrInfo.h"
  19 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
  20 #include "ARMSubtarget.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/LLVMContext.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  38 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  39 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  40 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  41 using namespace llvm;
  42
  43 static cl::opt<bool>
  44 ReuseFrameIndexVals("arm-reuse-frame-index-vals", cl::Hidden, cl::init(true),
  45           cl::desc("Reuse repeated frame index values"));
  46
  47 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum,
  48                                                    bool *isSPVFP) {
  49   if (isSPVFP)
  50     *isSPVFP = false;
  51
  52   using namespace ARM;
  53   switch (RegEnum) {
  54   default:
  55     llvm_unreachable("Unknown ARM register!");
  56   case R0:  case D0:  case Q0:  return 0;
  57   case R1:  case D1:  case Q1:  return 1;
  58   case R2:  case D2:  case Q2:  return 2;
  59   case R3:  case D3:  case Q3:  return 3;
  60   case R4:  case D4:  case Q4:  return 4;
  61   case R5:  case D5:  case Q5:  return 5;
  62   case R6:  case D6:  case Q6:  return 6;
  63   case R7:  case D7:  case Q7:  return 7;
  64   case R8:  case D8:  case Q8:  return 8;
  65   case R9:  case D9:  case Q9:  return 9;
  66   case R10: case D10: case Q10: return 10;
  67   case R11: case D11: case Q11: return 11;
  68   case R12: case D12: case Q12: return 12;
  69   case SP:  case D13: case Q13: return 13;
  70   case LR:  case D14: case Q14: return 14;
  71   case PC:  case D15: case Q15: return 15;
  72
  73   case D16: return 16;
  74   case D17: return 17;
  75   case D18: return 18;
  76   case D19: return 19;
  77   case D20: return 20;
  78   case D21: return 21;
  79   case D22: return 22;
  80   case D23: return 23;
  81   case D24: return 24;
  82   case D25: return 25;
  83   case D26: return 27;
  84   case D27: return 27;
  85   case D28: return 28;
  86   case D29: return 29;
  87   case D30: return 30;
  88   case D31: return 31;
  89
  90   case S0: case S1: case S2: case S3:
  91   case S4: case S5: case S6: case S7:
  92   case S8: case S9: case S10: case S11:
  93   case S12: case S13: case S14: case S15:
  94   case S16: case S17: case S18: case S19:
  95   case S20: case S21: case S22: case S23:
  96   case S24: case S25: case S26: case S27:
  97   case S28: case S29: case S30: case S31: {
  98     if (isSPVFP)
  99       *isSPVFP = true;
 100     switch (RegEnum) {
 101     default: return 0; // Avoid compile time warning.
 102     case S0: return 0;
 103     case S1: return 1;
 104     case S2: return 2;
 105     case S3: return 3;
 106     case S4: return 4;
 107     case S5: return 5;
 108     case S6: return 6;
 109     case S7: return 7;
 110     case S8: return 8;
 111     case S9: return 9;
 112     case S10: return 10;
 113     case S11: return 11;
 114     case S12: return 12;
 115     case S13: return 13;
 116     case S14: return 14;
 117     case S15: return 15;
 118     case S16: return 16;
 119     case S17: return 17;
 120     case S18: return 18;
 121     case S19: return 19;
 122     case S20: return 20;
 123     case S21: return 21;
 124     case S22: return 22;
 125     case S23: return 23;
 126     case S24: return 24;
 127     case S25: return 25;
 128     case S26: return 26;
 129     case S27: return 27;
 130     case S28: return 28;
 131     case S29: return 29;
 132     case S30: return 30;
 133     case S31: return 31;
 134     }
 135   }
 136   }
 137 }
 138
 139 ARMBaseRegisterInfo::ARMBaseRegisterInfo(const ARMBaseInstrInfo &tii,
 140                                          const ARMSubtarget &sti)
 141   : ARMGenRegisterInfo(ARM::ADJCALLSTACKDOWN, ARM::ADJCALLSTACKUP),
 142     TII(tii), STI(sti),
 143     FramePtr((STI.isTargetDarwin() || STI.isThumb()) ? ARM::R7 : ARM::R11) {
 144 }
 145
 146 const unsigned*
 147 ARMBaseRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 148   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 149     ARM::LR, ARM::R11, ARM::R10, ARM::R9, ARM::R8,
 150     ARM::R7, ARM::R6,  ARM::R5,  ARM::R4,
 151
 152     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
 153     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
 154     0
 155   };
 156
 157   static const unsigned DarwinCalleeSavedRegs[] = {
 158     // Darwin ABI deviates from ARM standard ABI. R9 is not a callee-saved
 159     // register.
 160     ARM::LR,  ARM::R7,  ARM::R6, ARM::R5, ARM::R4,
 161     ARM::R11, ARM::R10, ARM::R8,
 162
 163     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
 164     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
 165     0
 166   };
 167   return STI.isTargetDarwin() ? DarwinCalleeSavedRegs : CalleeSavedRegs;
 168 }
 169
 170 const TargetRegisterClass* const *
 171 ARMBaseRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
 172   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
 173     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 174     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 175     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 176
 177     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 178     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 179     0
 180   };
 181
 182   static const TargetRegisterClass * const ThumbCalleeSavedRegClasses[] = {
 183     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 184     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::tGPRRegClass,
 185     &ARM::tGPRRegClass,&ARM::tGPRRegClass,&ARM::tGPRRegClass,
 186
 187     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 188     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 189     0
 190   };
 191
 192   static const TargetRegisterClass * const DarwinCalleeSavedRegClasses[] = {
 193     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 194     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 195     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 196
 197     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 198     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 199     0
 200   };
 201
 202   static const TargetRegisterClass * const DarwinThumbCalleeSavedRegClasses[] ={
 203     &ARM::GPRRegClass,  &ARM::tGPRRegClass, &ARM::tGPRRegClass,
 204     &ARM::tGPRRegClass, &ARM::tGPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
 205     &ARM::GPRRegClass,  &ARM::GPRRegClass,
 206
 207     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 208     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
 209     0
 210   };
 211
 212   if (STI.isThumb1Only()) {
 213     return STI.isTargetDarwin()
 214       ? DarwinThumbCalleeSavedRegClasses : ThumbCalleeSavedRegClasses;
 215   }
 216   return STI.isTargetDarwin()
 217     ? DarwinCalleeSavedRegClasses : CalleeSavedRegClasses;
 218 }
 219
 220 BitVector ARMBaseRegisterInfo::
 221 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 222   // FIXME: avoid re-calculating this everytime.
 223   BitVector Reserved(getNumRegs());
 224   Reserved.set(ARM::SP);
 225   Reserved.set(ARM::PC);
 226   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF))
 227     Reserved.set(FramePtr);
 228   // Some targets reserve R9.
 229   if (STI.isR9Reserved())
 230     Reserved.set(ARM::R9);
 231   return Reserved;
 232 }
 233
 234 bool ARMBaseRegisterInfo::isReservedReg(const MachineFunction &MF,
 235                                         unsigned Reg) const {
 236   switch (Reg) {
 237   default: break;
 238   case ARM::SP:
 239   case ARM::PC:
 240     return true;
 241   case ARM::R7:
 242   case ARM::R11:
 243     if (FramePtr == Reg && (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)))
 244       return true;
 245     break;
 246   case ARM::R9:
 247     return STI.isR9Reserved();
 248   }
 249
 250   return false;
 251 }
 252
 253 const TargetRegisterClass *
 254 ARMBaseRegisterInfo::getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
 255                                               const TargetRegisterClass *B,
 256                                               unsigned SubIdx) const {
 257   switch (SubIdx) {
 258   default: return 0;
 259   case 1:
 260   case 2:
 261   case 3:
 262   case 4:
 263     // S sub-registers.
 264     if (A->getSize() == 8) {
 265       if (B == &ARM::SPR_8RegClass)
 266         return &ARM::DPR_8RegClass;
 267       assert(B == &ARM::SPRRegClass && "Expecting SPR register class!");
 268       if (A == &ARM::DPR_8RegClass)
 269         return A;
 270       return &ARM::DPR_VFP2RegClass;
 271     }
 272
 273     assert(A->getSize() == 16 && "Expecting a Q register class!");
 274     if (B == &ARM::SPR_8RegClass)
 275       return &ARM::QPR_8RegClass;
 276     return &ARM::QPR_VFP2RegClass;
 277   case 5:
 278   case 6:
 279     // D sub-registers.
 280     if (B == &ARM::DPR_VFP2RegClass)
 281       return &ARM::QPR_VFP2RegClass;
 282     if (B == &ARM::DPR_8RegClass)
 283       return &ARM::QPR_8RegClass;
 284     return A;
 285   }
 286   return 0;
 287 }
 288
 289 const TargetRegisterClass *
 290 ARMBaseRegisterInfo::getPointerRegClass(unsigned Kind) const {
 291   return ARM::GPRRegisterClass;
 292 }
 293
 294 /// getAllocationOrder - Returns the register allocation order for a specified
 295 /// register class in the form of a pair of TargetRegisterClass iterators.
 296 std::pair<TargetRegisterClass::iterator,TargetRegisterClass::iterator>
 297 ARMBaseRegisterInfo::getAllocationOrder(const TargetRegisterClass *RC,
 298                                         unsigned HintType, unsigned HintReg,
 299                                         const MachineFunction &MF) const {
 300   // Alternative register allocation orders when favoring even / odd registers
 301   // of register pairs.
 302
 303   // No FP, R9 is available.
 304   static const unsigned GPREven1[] = {
 305     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4, ARM::R6, ARM::R8, ARM::R10,
 306     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R7,
 307     ARM::R9, ARM::R11
 308   };
 309   static const unsigned GPROdd1[] = {
 310     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5, ARM::R7, ARM::R9, ARM::R11,
 311     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R6,
 312     ARM::R8, ARM::R10
 313   };
 314
 315   // FP is R7, R9 is available.
 316   static const unsigned GPREven2[] = {
 317     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4,          ARM::R8, ARM::R10,
 318     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R6,
 319     ARM::R9, ARM::R11
 320   };
 321   static const unsigned GPROdd2[] = {
 322     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5,          ARM::R9, ARM::R11,
 323     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R6,
 324     ARM::R8, ARM::R10
 325   };
 326
 327   // FP is R11, R9 is available.
 328   static const unsigned GPREven3[] = {
 329     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4, ARM::R6, ARM::R8,
 330     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R10,ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R7,
 331     ARM::R9
 332   };
 333   static const unsigned GPROdd3[] = {
 334     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R9,
 335     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R10,ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R7,
 336     ARM::R8
 337   };
 338
 339   // No FP, R9 is not available.
 340   static const unsigned GPREven4[] = {
 341     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4, ARM::R6,          ARM::R10,
 342     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R7, ARM::R8,
 343     ARM::R11
 344   };
 345   static const unsigned GPROdd4[] = {
 346     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5, ARM::R7,          ARM::R11,
 347     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R6, ARM::R8,
 348     ARM::R10
 349   };
 350
 351   // FP is R7, R9 is not available.
 352   static const unsigned GPREven5[] = {
 353     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4,                   ARM::R10,
 354     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R8,
 355     ARM::R11
 356   };
 357   static const unsigned GPROdd5[] = {
 358     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5,                   ARM::R11,
 359     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R6, ARM::R8,
 360     ARM::R10
 361   };
 362
 363   // FP is R11, R9 is not available.
 364   static const unsigned GPREven6[] = {
 365     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R4, ARM::R6,
 366     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R10,ARM::R12,ARM::LR, ARM::R5, ARM::R7, ARM::R8
 367   };
 368   static const unsigned GPROdd6[] = {
 369     ARM::R1, ARM::R3, ARM::R5, ARM::R7,
 370     ARM::R0, ARM::R2, ARM::R10,ARM::R12,ARM::LR, ARM::R4, ARM::R6, ARM::R8
 371   };
 372
 373
 374   if (HintType == ARMRI::RegPairEven) {
 375     if (isPhysicalRegister(HintReg) && getRegisterPairEven(HintReg, MF) == 0)
 376       // It's no longer possible to fulfill this hint. Return the default
 377       // allocation order.
 378       return std::make_pair(RC->allocation_order_begin(MF),
 379                             RC->allocation_order_end(MF));
 380
 381     if (!STI.isTargetDarwin() && !hasFP(MF)) {
 382       if (!STI.isR9Reserved())
 383         return std::make_pair(GPREven1,
 384                               GPREven1 + (sizeof(GPREven1)/sizeof(unsigned)));
 385       else
 386         return std::make_pair(GPREven4,
 387                               GPREven4 + (sizeof(GPREven4)/sizeof(unsigned)));
 388     } else if (FramePtr == ARM::R7) {
 389       if (!STI.isR9Reserved())
 390         return std::make_pair(GPREven2,
 391                               GPREven2 + (sizeof(GPREven2)/sizeof(unsigned)));
 392       else
 393         return std::make_pair(GPREven5,
 394                               GPREven5 + (sizeof(GPREven5)/sizeof(unsigned)));
 395     } else { // FramePtr == ARM::R11
 396       if (!STI.isR9Reserved())
 397         return std::make_pair(GPREven3,
 398                               GPREven3 + (sizeof(GPREven3)/sizeof(unsigned)));
 399       else
 400         return std::make_pair(GPREven6,
 401                               GPREven6 + (sizeof(GPREven6)/sizeof(unsigned)));
 402     }
 403   } else if (HintType == ARMRI::RegPairOdd) {
 404     if (isPhysicalRegister(HintReg) && getRegisterPairOdd(HintReg, MF) == 0)
 405       // It's no longer possible to fulfill this hint. Return the default
 406       // allocation order.
 407       return std::make_pair(RC->allocation_order_begin(MF),
 408                             RC->allocation_order_end(MF));
 409
 410     if (!STI.isTargetDarwin() && !hasFP(MF)) {
 411       if (!STI.isR9Reserved())
 412         return std::make_pair(GPROdd1,
 413                               GPROdd1 + (sizeof(GPROdd1)/sizeof(unsigned)));
 414       else
 415         return std::make_pair(GPROdd4,
 416                               GPROdd4 + (sizeof(GPROdd4)/sizeof(unsigned)));
 417     } else if (FramePtr == ARM::R7) {
 418       if (!STI.isR9Reserved())
 419         return std::make_pair(GPROdd2,
 420                               GPROdd2 + (sizeof(GPROdd2)/sizeof(unsigned)));
 421       else
 422         return std::make_pair(GPROdd5,
 423                               GPROdd5 + (sizeof(GPROdd5)/sizeof(unsigned)));
 424     } else { // FramePtr == ARM::R11
 425       if (!STI.isR9Reserved())
 426         return std::make_pair(GPROdd3,
 427                               GPROdd3 + (sizeof(GPROdd3)/sizeof(unsigned)));
 428       else
 429         return std::make_pair(GPROdd6,
 430                               GPROdd6 + (sizeof(GPROdd6)/sizeof(unsigned)));
 431     }
 432   }
 433   return std::make_pair(RC->allocation_order_begin(MF),
 434                         RC->allocation_order_end(MF));
 435 }
 436
 437 /// ResolveRegAllocHint - Resolves the specified register allocation hint
 438 /// to a physical register. Returns the physical register if it is successful.
 439 unsigned
 440 ARMBaseRegisterInfo::ResolveRegAllocHint(unsigned Type, unsigned Reg,
 441                                          const MachineFunction &MF) const {
 442   if (Reg == 0 || !isPhysicalRegister(Reg))
 443     return 0;
 444   if (Type == 0)
 445     return Reg;
 446   else if (Type == (unsigned)ARMRI::RegPairOdd)
 447     // Odd register.
 448     return getRegisterPairOdd(Reg, MF);
 449   else if (Type == (unsigned)ARMRI::RegPairEven)
 450     // Even register.
 451     return getRegisterPairEven(Reg, MF);
 452   return 0;
 453 }
 454
 455 void
 456 ARMBaseRegisterInfo::UpdateRegAllocHint(unsigned Reg, unsigned NewReg,
 457                                         MachineFunction &MF) const {
 458   MachineRegisterInfo *MRI = &MF.getRegInfo();
 459   std::pair<unsigned, unsigned> Hint = MRI->getRegAllocationHint(Reg);
 460   if ((Hint.first == (unsigned)ARMRI::RegPairOdd ||
 461        Hint.first == (unsigned)ARMRI::RegPairEven) &&
 462       Hint.second && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Hint.second)) {
 463     // If 'Reg' is one of the even / odd register pair and it's now changed
 464     // (e.g. coalesced) into a different register. The other register of the
 465     // pair allocation hint must be updated to reflect the relationship
 466     // change.
 467     unsigned OtherReg = Hint.second;
 468     Hint = MRI->getRegAllocationHint(OtherReg);
 469     if (Hint.second == Reg)
 470       // Make sure the pair has not already divorced.
 471       MRI->setRegAllocationHint(OtherReg, Hint.first, NewReg);
 472   }
 473 }
 474
 475 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 476 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
 477 /// or if frame pointer elimination is disabled.
 478 ///
 479 bool ARMBaseRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 480   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 481   return ((NoFramePointerElim && MFI->hasCalls())||
 482           needsStackRealignment(MF) ||
 483           MFI->hasVarSizedObjects() ||
 484           MFI->isFrameAddressTaken());
 485 }
 486
 487 bool ARMBaseRegisterInfo::canRealignStack(const MachineFunction &MF) const {
 488   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 489   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
 490   return (RealignStack &&
 491           !AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
 492           !MFI->hasVarSizedObjects());
 493 }
 494
 495 bool ARMBaseRegisterInfo::
 496 needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
 497   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 498   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
 499   unsigned StackAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 500   return (RealignStack &&
 501           !AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
 502           (MFI->getMaxAlignment() > StackAlign) &&
 503           !MFI->hasVarSizedObjects());
 504 }
 505
 506 bool ARMBaseRegisterInfo::
 507 cannotEliminateFrame(const MachineFunction &MF) const {
 508   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 509   if (NoFramePointerElim && MFI->hasCalls())
 510     return true;
 511   return MFI->hasVarSizedObjects() || MFI->isFrameAddressTaken()
 512     || needsStackRealignment(MF);
 513 }
 514
 515 /// estimateStackSize - Estimate and return the size of the frame.
 516 static unsigned estimateStackSize(MachineFunction &MF, MachineFrameInfo *MFI) {
 517   const MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 518   int Offset = 0;
 519   for (int i = FFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
 520     int FixedOff = -FFI->getObjectOffset(i);
 521     if (FixedOff > Offset) Offset = FixedOff;
 522   }
 523   for (unsigned i = 0, e = FFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
 524     if (FFI->isDeadObjectIndex(i))
 525       continue;
 526     Offset += FFI->getObjectSize(i);
 527     unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
 528     // Adjust to alignment boundary
 529     Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 530   }
 531   return (unsigned)Offset;
 532 }
 533
 534 /// estimateRSStackSizeLimit - Look at each instruction that references stack
 535 /// frames and return the stack size limit beyond which some of these
 536 /// instructions will require a scratch register during their expansion later.
 537 unsigned
 538 ARMBaseRegisterInfo::estimateRSStackSizeLimit(MachineFunction &MF) const {
 539   unsigned Limit = (1 << 12) - 1;
 540   for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(),E = MF.end(); BB != E; ++BB) {
 541     for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end();
 542          I != E; ++I) {
 543       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 544         if (!I->getOperand(i).isFI()) continue;
 545
 546         const TargetInstrDesc &Desc = TII.get(I->getOpcode());
 547         unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
 548         if (AddrMode == ARMII::AddrMode3 ||
 549             AddrMode == ARMII::AddrModeT2_i8)
 550           return (1 << 8) - 1;
 551
 552         if (AddrMode == ARMII::AddrMode5 ||
 553             AddrMode == ARMII::AddrModeT2_i8s4)
 554           Limit = std::min(Limit, ((1U << 8) - 1) * 4);
 555
 556         if (AddrMode == ARMII::AddrModeT2_i12 && hasFP(MF))
 557           // When the stack offset is negative, we will end up using
 558           // the i8 instructions instead.
 559           return (1 << 8) - 1;
 560
 561         if (AddrMode == ARMII::AddrMode6)
 562           return 0;
 563         break; // At most one FI per instruction
 564       }
 565     }
 566   }
 567
 568   return Limit;
 569 }
 570
 571 void
 572 ARMBaseRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 573                                                        RegScavenger *RS) const {
 574   // This tells PEI to spill the FP as if it is any other callee-save register
 575   // to take advantage the eliminateFrameIndex machinery. This also ensures it
 576   // is spilled in the order specified by getCalleeSavedRegs() to make it easier
 577   // to combine multiple loads / stores.
 578   bool CanEliminateFrame = true;
 579   bool CS1Spilled = false;
 580   bool LRSpilled = false;
 581   unsigned NumGPRSpills = 0;
 582   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS1GPRs;
 583   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS2GPRs;
 584   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
 585
 586   // Spill R4 if Thumb2 function requires stack realignment - it will be used as
 587   // scratch register.
 588   // FIXME: It will be better just to find spare register here.
 589   if (needsStackRealignment(MF) &&
 590       AFI->isThumb2Function())
 591     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(ARM::R4);
 592
 593   // Don't spill FP if the frame can be eliminated. This is determined
 594   // by scanning the callee-save registers to see if any is used.
 595   const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
 596   const TargetRegisterClass* const *CSRegClasses = getCalleeSavedRegClasses();
 597   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
 598     unsigned Reg = CSRegs[i];
 599     bool Spilled = false;
 600     if (MF.getRegInfo().isPhysRegUsed(Reg)) {
 601       AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
 602       Spilled = true;
 603       CanEliminateFrame = false;
 604     } else {
 605       // Check alias registers too.
 606       for (const unsigned *Aliases = getAliasSet(Reg); *Aliases; ++Aliases) {
 607         if (MF.getRegInfo().isPhysRegUsed(*Aliases)) {
 608           Spilled = true;
 609           CanEliminateFrame = false;
 610         }
 611       }
 612     }
 613
 614     if (CSRegClasses[i] == ARM::GPRRegisterClass ||
 615         CSRegClasses[i] == ARM::tGPRRegisterClass) {
 616       if (Spilled) {
 617         NumGPRSpills++;
 618
 619         if (!STI.isTargetDarwin()) {
 620           if (Reg == ARM::LR)
 621             LRSpilled = true;
 622           CS1Spilled = true;
 623           continue;
 624         }
 625
 626         // Keep track if LR and any of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
 627         switch (Reg) {
 628         case ARM::LR:
 629           LRSpilled = true;
 630           // Fallthrough
 631         case ARM::R4:
 632         case ARM::R5:
 633         case ARM::R6:
 634         case ARM::R7:
 635           CS1Spilled = true;
 636           break;
 637         default:
 638           break;
 639         }
 640       } else {
 641         if (!STI.isTargetDarwin()) {
 642           UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
 643           continue;
 644         }
 645
 646         switch (Reg) {
 647         case ARM::R4:
 648         case ARM::R5:
 649         case ARM::R6:
 650         case ARM::R7:
 651         case ARM::LR:
 652           UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
 653           break;
 654         default:
 655           UnspilledCS2GPRs.push_back(Reg);
 656           break;
 657         }
 658       }
 659     }
 660   }
 661
 662   bool ForceLRSpill = false;
 663   if (!LRSpilled && AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
 664     unsigned FnSize = TII.GetFunctionSizeInBytes(MF);
 665     // Force LR to be spilled if the Thumb function size is > 2048. This enables
 666     // use of BL to implement far jump. If it turns out that it's not needed
 667     // then the branch fix up path will undo it.
 668     if (FnSize >= (1 << 11)) {
 669       CanEliminateFrame = false;
 670       ForceLRSpill = true;
 671     }
 672   }
 673
 674   bool ExtraCSSpill = false;
 675   if (!CanEliminateFrame || cannotEliminateFrame(MF)) {
 676     AFI->setHasStackFrame(true);
 677
 678     // If LR is not spilled, but at least one of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
 679     // Spill LR as well so we can fold BX_RET to the registers restore (LDM).
 680     if (!LRSpilled && CS1Spilled) {
 681       MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(ARM::LR);
 682       AFI->setCSRegisterIsSpilled(ARM::LR);
 683       NumGPRSpills++;
 684       UnspilledCS1GPRs.erase(std::find(UnspilledCS1GPRs.begin(),
 685                                     UnspilledCS1GPRs.end(), (unsigned)ARM::LR));
 686       ForceLRSpill = false;
 687       ExtraCSSpill = true;
 688     }
 689
 690     // Darwin ABI requires FP to point to the stack slot that contains the
 691     // previous FP.
 692     if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)) {
 693       MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(FramePtr);
 694       NumGPRSpills++;
 695     }
 696
 697     // If stack and double are 8-byte aligned and we are spilling an odd number
 698     // of GPRs. Spill one extra callee save GPR so we won't have to pad between
 699     // the integer and double callee save areas.
 700     unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 701     if (TargetAlign == 8 && (NumGPRSpills & 1)) {
 702       if (CS1Spilled && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
 703         for (unsigned i = 0, e = UnspilledCS1GPRs.size(); i != e; ++i) {
 704           unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs[i];
 705           // Don't spill high register if the function is thumb1
 706           if (!AFI->isThumb1OnlyFunction() ||
 707               isARMLowRegister(Reg) || Reg == ARM::LR) {
 708             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 709             AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
 710             if (!isReservedReg(MF, Reg))
 711               ExtraCSSpill = true;
 712             break;
 713           }
 714         }
 715       } else if (!UnspilledCS2GPRs.empty() &&
 716                  !AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
 717         unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.front();
 718         MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg);
 719         AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
 720         if (!isReservedReg(MF, Reg))
 721           ExtraCSSpill = true;
 722       }
 723     }
 724
 725     // Estimate if we might need to scavenge a register at some point in order
 726     // to materialize a stack offset. If so, either spill one additional
 727     // callee-saved register or reserve a special spill slot to facilitate
 728     // register scavenging. Thumb1 needs a spill slot for stack pointer
 729     // adjustments also, even when the frame itself is small.
 730     if (RS && !ExtraCSSpill) {
 731       MachineFrameInfo  *MFI = MF.getFrameInfo();
 732       // If any of the stack slot references may be out of range of an
 733       // immediate offset, make sure a register (or a spill slot) is
 734       // available for the register scavenger. Note that if we're indexing
 735       // off the frame pointer, the effective stack size is 4 bytes larger
 736       // since the FP points to the stack slot of the previous FP.
 737       if (estimateStackSize(MF, MFI) + (hasFP(MF) ? 4 : 0)
 738           >= estimateRSStackSizeLimit(MF)) {
 739         // If any non-reserved CS register isn't spilled, just spill one or two
 740         // extra. That should take care of it!
 741         unsigned NumExtras = TargetAlign / 4;
 742         SmallVector<unsigned, 2> Extras;
 743         while (NumExtras && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
 744           unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs.back();
 745           UnspilledCS1GPRs.pop_back();
 746           if (!isReservedReg(MF, Reg)) {
 747             Extras.push_back(Reg);
 748             NumExtras--;
 749           }
 750         }
 751         // For non-Thumb1 functions, also check for hi-reg CS registers
 752         if (!AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
 753           while (NumExtras && !UnspilledCS2GPRs.empty()) {
 754             unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.back();
 755             UnspilledCS2GPRs.pop_back();
 756             if (!isReservedReg(MF, Reg)) {
 757               Extras.push_back(Reg);
 758               NumExtras--;
 759             }
 760           }
 761         }
 762         if (Extras.size() && NumExtras == 0) {
 763           for (unsigned i = 0, e = Extras.size(); i != e; ++i) {
 764             MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Extras[i]);
 765             AFI->setCSRegisterIsSpilled(Extras[i]);
 766           }
 767         } else if (!AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
 768           // note: Thumb1 functions spill to R12, not the stack.
 769           // Reserve a slot closest to SP or frame pointer.
 770           const TargetRegisterClass *RC = ARM::GPRRegisterClass;
 771           RS->setScavengingFrameIndex(MFI->CreateStackObject(RC->getSize(),
 772                                                              RC->getAlignment(),
 773                                                              false));
 774         }
 775       }
 776     }
 777   }
 778
 779   if (ForceLRSpill) {
 780     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(ARM::LR);
 781     AFI->setCSRegisterIsSpilled(ARM::LR);
 782     AFI->setLRIsSpilledForFarJump(true);
 783   }
 784 }
 785
 786 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getRARegister() const {
 787   return ARM::LR;
 788 }
 789
 790 unsigned
 791 ARMBaseRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 792   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF))
 793     return FramePtr;
 794   return ARM::SP;
 795 }
 796
 797 int
 798 ARMBaseRegisterInfo::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
 799                                             unsigned &FrameReg) const {
 800   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 801   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
 802   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) + MFI->getStackSize();
 803   bool isFixed = MFI->isFixedObjectIndex(FI);
 804
 805   FrameReg = ARM::SP;
 806   if (AFI->isGPRCalleeSavedArea1Frame(FI))
 807     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea1Offset();
 808   else if (AFI->isGPRCalleeSavedArea2Frame(FI))
 809     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea2Offset();
 810   else if (AFI->isDPRCalleeSavedAreaFrame(FI))
 811     Offset -= AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset();
 812   else if (needsStackRealignment(MF)) {
 813     // When dynamically realigning the stack, use the frame pointer for
 814     // parameters, and the stack pointer for locals.
 815     assert (hasFP(MF) && "dynamic stack realignment without a FP!");
 816     if (isFixed) {
 817       FrameReg = getFrameRegister(MF);
 818       Offset -= AFI->getFramePtrSpillOffset();
 819     }
 820   } else if (hasFP(MF) && AFI->hasStackFrame()) {
 821     if (isFixed || MFI->hasVarSizedObjects()) {
 822       // Use frame pointer to reference fixed objects unless this is a
 823       // frameless function.
 824       FrameReg = getFrameRegister(MF);
 825       Offset -= AFI->getFramePtrSpillOffset();
 826     } else if (AFI->isThumb2Function()) {
 827       // In Thumb2 mode, the negative offset is very limited.
 828       int FPOffset = Offset - AFI->getFramePtrSpillOffset();
 829       if (FPOffset >= -255 && FPOffset < 0) {
 830         FrameReg = getFrameRegister(MF);
 831         Offset = FPOffset;
 832       }
 833     }
 834   }
 835   return Offset;
 836 }
 837
 838
 839 int
 840 ARMBaseRegisterInfo::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF,
 841                                          int FI) const {
 842   unsigned FrameReg;
 843   return getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
 844 }
 845
 846 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 847   llvm_unreachable("What is the exception register");
 848   return 0;
 849 }
 850
 851 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 852   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 853   return 0;
 854 }
 855
 856 int ARMBaseRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 857   return ARMGenRegisterInfo::getDwarfRegNumFull(RegNum, 0);
 858 }
 859
 860 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getRegisterPairEven(unsigned Reg,
 861                                               const MachineFunction &MF) const {
 862   switch (Reg) {
 863   default: break;
 864   // Return 0 if either register of the pair is a special register.
 865   // So no R12, etc.
 866   case ARM::R1:
 867     return ARM::R0;
 868   case ARM::R3:
 869     return ARM::R2;
 870   case ARM::R5:
 871     return ARM::R4;
 872   case ARM::R7:
 873     return isReservedReg(MF, ARM::R7)  ? 0 : ARM::R6;
 874   case ARM::R9:
 875     return isReservedReg(MF, ARM::R9)  ? 0 :ARM::R8;
 876   case ARM::R11:
 877     return isReservedReg(MF, ARM::R11) ? 0 : ARM::R10;
 878
 879   case ARM::S1:
 880     return ARM::S0;
 881   case ARM::S3:
 882     return ARM::S2;
 883   case ARM::S5:
 884     return ARM::S4;
 885   case ARM::S7:
 886     return ARM::S6;
 887   case ARM::S9:
 888     return ARM::S8;
 889   case ARM::S11:
 890     return ARM::S10;
 891   case ARM::S13:
 892     return ARM::S12;
 893   case ARM::S15:
 894     return ARM::S14;
 895   case ARM::S17:
 896     return ARM::S16;
 897   case ARM::S19:
 898     return ARM::S18;
 899   case ARM::S21:
 900     return ARM::S20;
 901   case ARM::S23:
 902     return ARM::S22;
 903   case ARM::S25:
 904     return ARM::S24;
 905   case ARM::S27:
 906     return ARM::S26;
 907   case ARM::S29:
 908     return ARM::S28;
 909   case ARM::S31:
 910     return ARM::S30;
 911
 912   case ARM::D1:
 913     return ARM::D0;
 914   case ARM::D3:
 915     return ARM::D2;
 916   case ARM::D5:
 917     return ARM::D4;
 918   case ARM::D7:
 919     return ARM::D6;
 920   case ARM::D9:
 921     return ARM::D8;
 922   case ARM::D11:
 923     return ARM::D10;
 924   case ARM::D13:
 925     return ARM::D12;
 926   case ARM::D15:
 927     return ARM::D14;
 928   case ARM::D17:
 929     return ARM::D16;
 930   case ARM::D19:
 931     return ARM::D18;
 932   case ARM::D21:
 933     return ARM::D20;
 934   case ARM::D23:
 935     return ARM::D22;
 936   case ARM::D25:
 937     return ARM::D24;
 938   case ARM::D27:
 939     return ARM::D26;
 940   case ARM::D29:
 941     return ARM::D28;
 942   case ARM::D31:
 943     return ARM::D30;
 944   }
 945
 946   return 0;
 947 }
 948
 949 unsigned ARMBaseRegisterInfo::getRegisterPairOdd(unsigned Reg,
 950                                              const MachineFunction &MF) const {
 951   switch (Reg) {
 952   default: break;
 953   // Return 0 if either register of the pair is a special register.
 954   // So no R12, etc.
 955   case ARM::R0:
 956     return ARM::R1;
 957   case ARM::R2:
 958     return ARM::R3;
 959   case ARM::R4:
 960     return ARM::R5;
 961   case ARM::R6:
 962     return isReservedReg(MF, ARM::R7)  ? 0 : ARM::R7;
 963   case ARM::R8:
 964     return isReservedReg(MF, ARM::R9)  ? 0 :ARM::R9;
 965   case ARM::R10:
 966     return isReservedReg(MF, ARM::R11) ? 0 : ARM::R11;
 967
 968   case ARM::S0:
 969     return ARM::S1;
 970   case ARM::S2:
 971     return ARM::S3;
 972   case ARM::S4:
 973     return ARM::S5;
 974   case ARM::S6:
 975     return ARM::S7;
 976   case ARM::S8:
 977     return ARM::S9;
 978   case ARM::S10:
 979     return ARM::S11;
 980   case ARM::S12:
 981     return ARM::S13;
 982   case ARM::S14:
 983     return ARM::S15;
 984   case ARM::S16:
 985     return ARM::S17;
 986   case ARM::S18:
 987     return ARM::S19;
 988   case ARM::S20:
 989     return ARM::S21;
 990   case ARM::S22:
 991     return ARM::S23;
 992   case ARM::S24:
 993     return ARM::S25;
 994   case ARM::S26:
 995     return ARM::S27;
 996   case ARM::S28:
 997     return ARM::S29;
 998   case ARM::S30:
 999     return ARM::S31;
1000
1001   case ARM::D0:
1002     return ARM::D1;
1003   case ARM::D2:
1004     return ARM::D3;
1005   case ARM::D4:
1006     return ARM::D5;
1007   case ARM::D6:
1008     return ARM::D7;
1009   case ARM::D8:
1010     return ARM::D9;
1011   case ARM::D10:
1012     return ARM::D11;
1013   case ARM::D12:
1014     return ARM::D13;
1015   case ARM::D14:
1016     return ARM::D15;
1017   case ARM::D16:
1018     return ARM::D17;
1019   case ARM::D18:
1020     return ARM::D19;
1021   case ARM::D20:
1022     return ARM::D21;
1023   case ARM::D22:
1024     return ARM::D23;
1025   case ARM::D24:
1026     return ARM::D25;
1027   case ARM::D26:
1028     return ARM::D27;
1029   case ARM::D28:
1030     return ARM::D29;
1031   case ARM::D30:
1032     return ARM::D31;
1033   }
1034
1035   return 0;
1036 }
1037
1038 /// emitLoadConstPool - Emits a load from constpool to materialize the
1039 /// specified immediate.
1040 void ARMBaseRegisterInfo::
1041 emitLoadConstPool(MachineBasicBlock &MBB,
1042                   MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1043                   DebugLoc dl,
1044                   unsigned DestReg, unsigned SubIdx, int Val,
1045                   ARMCC::CondCodes Pred,
1046                   unsigned PredReg) const {
1047   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1048   MachineConstantPool *ConstantPool = MF.getConstantPool();
1049   Constant *C =
1050         ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(MF.getFunction()->getContext()), Val);
1051   unsigned Idx = ConstantPool->getConstantPoolIndex(C, 4);
1052
1053   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::LDRcp))
1054     .addReg(DestReg, getDefRegState(true), SubIdx)
1055     .addConstantPoolIndex(Idx)
1056     .addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
1057 }
1058
1059 bool ARMBaseRegisterInfo::
1060 requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
1061   return true;
1062 }
1063
1064 bool ARMBaseRegisterInfo::
1065 requiresFrameIndexScavenging(const MachineFunction &MF) const {
1066   return true;
1067 }
1068
1069 // hasReservedCallFrame - Under normal circumstances, when a frame pointer is
1070 // not required, we reserve argument space for call sites in the function
1071 // immediately on entry to the current function. This eliminates the need for
1072 // add/sub sp brackets around call sites. Returns true if the call frame is
1073 // included as part of the stack frame.
1074 bool ARMBaseRegisterInfo::
1075 hasReservedCallFrame(MachineFunction &MF) const {
1076   const MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
1077   unsigned CFSize = FFI->getMaxCallFrameSize();
1078   // It's not always a good idea to include the call frame as part of the
1079   // stack frame. ARM (especially Thumb) has small immediate offset to
1080   // address the stack frame. So a large call frame can cause poor codegen
1081   // and may even makes it impossible to scavenge a register.
1082   if (CFSize >= ((1 << 12) - 1) / 2)  // Half of imm12
1083     return false;
1084
1085   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
1086 }
1087
1088 static void
1089 emitSPUpdate(bool isARM,
1090              MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1091              DebugLoc dl, const ARMBaseInstrInfo &TII,
1092              int NumBytes,
1093              ARMCC::CondCodes Pred = ARMCC::AL, unsigned PredReg = 0) {
1094   if (isARM)
1095     emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes,
1096                             Pred, PredReg, TII);
1097   else
1098     emitT2RegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes,
1099                            Pred, PredReg, TII);
1100 }
1101
1102
1103 void ARMBaseRegisterInfo::
1104 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1105                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
1106   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
1107     // If we have alloca, convert as follows:
1108     // ADJCALLSTACKDOWN -> sub, sp, sp, amount
1109     // ADJCALLSTACKUP   -> add, sp, sp, amount
1110     MachineInstr *Old = I;
1111     DebugLoc dl = Old->getDebugLoc();
1112     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImm();
1113     if (Amount != 0) {
1114       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
1115       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
1116       // alignment boundary.
1117       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
1118       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
1119
1120       ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1121       assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
1122              "This eliminateCallFramePseudoInstr does not suppor Thumb1!");
1123       bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
1124
1125       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
1126       unsigned Opc = Old->getOpcode();
1127       ARMCC::CondCodes Pred = (ARMCC::CondCodes)Old->getOperand(1).getImm();
1128       // FIXME: Thumb2 version of ADJCALLSTACKUP and ADJCALLSTACKDOWN?
1129       if (Opc == ARM::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == ARM::tADJCALLSTACKDOWN) {
1130         // Note: PredReg is operand 2 for ADJCALLSTACKDOWN.
1131         unsigned PredReg = Old->getOperand(2).getReg();
1132         emitSPUpdate(isARM, MBB, I, dl, TII, -Amount, Pred, PredReg);
1133       } else {
1134         // Note: PredReg is operand 3 for ADJCALLSTACKUP.
1135         unsigned PredReg = Old->getOperand(3).getReg();
1136         assert(Opc == ARM::ADJCALLSTACKUP || Opc == ARM::tADJCALLSTACKUP);
1137         emitSPUpdate(isARM, MBB, I, dl, TII, Amount, Pred, PredReg);
1138       }
1139     }
1140   }
1141   MBB.erase(I);
1142 }
1143
1144 unsigned
1145 ARMBaseRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
1146                                          int SPAdj, int *Value,
1147                                          RegScavenger *RS) const {
1148   unsigned i = 0;
1149   MachineInstr &MI = *II;
1150   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
1151   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1152   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1153   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1154   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
1155          "This eliminateFrameIndex does not support Thumb1!");
1156
1157   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
1158     ++i;
1159     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
1160   }
1161
1162   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
1163   int Offset = MFI->getObjectOffset(FrameIndex) + MFI->getStackSize() + SPAdj;
1164   unsigned FrameReg;
1165
1166   Offset = getFrameIndexReference(MF, FrameIndex, FrameReg);
1167   if (FrameReg != ARM::SP)
1168     SPAdj = 0;
1169
1170   // Modify MI as necessary to handle as much of 'Offset' as possible
1171   bool Done = false;
1172   if (!AFI->isThumbFunction())
1173     Done = rewriteARMFrameIndex(MI, i, FrameReg, Offset, TII);
1174   else {
1175     assert(AFI->isThumb2Function());
1176     Done = rewriteT2FrameIndex(MI, i, FrameReg, Offset, TII);
1177   }
1178   if (Done)
1179     return 0;
1180
1181   // If we get here, the immediate doesn't fit into the instruction.  We folded
1182   // as much as possible above, handle the rest, providing a register that is
1183   // SP+LargeImm.
1184   assert((Offset ||
1185           (MI.getDesc().TSFlags & ARMII::AddrModeMask) == ARMII::AddrMode4 ||
1186           (MI.getDesc().TSFlags & ARMII::AddrModeMask) == ARMII::AddrMode6) &&
1187          "This code isn't needed if offset already handled!");
1188
1189   unsigned ScratchReg = 0;
1190   int PIdx = MI.findFirstPredOperandIdx();
1191   ARMCC::CondCodes Pred = (PIdx == -1)
1192     ? ARMCC::AL : (ARMCC::CondCodes)MI.getOperand(PIdx).getImm();
1193   unsigned PredReg = (PIdx == -1) ? 0 : MI.getOperand(PIdx+1).getReg();
1194   if (Offset == 0)
1195     // Must be addrmode4/6.
1196     MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false, false, false);
1197   else {
1198     ScratchReg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(ARM::GPRRegisterClass);
1199     if (Value) *Value = Offset;
1200     if (!AFI->isThumbFunction())
1201       emitARMRegPlusImmediate(MBB, II, MI.getDebugLoc(), ScratchReg, FrameReg,
1202                               Offset, Pred, PredReg, TII);
1203     else {
1204       assert(AFI->isThumb2Function());
1205       emitT2RegPlusImmediate(MBB, II, MI.getDebugLoc(), ScratchReg, FrameReg,
1206                              Offset, Pred, PredReg, TII);
1207     }
1208     MI.getOperand(i).ChangeToRegister(ScratchReg, false, false, true);
1209     if (!ReuseFrameIndexVals)
1210       ScratchReg = 0;
1211   }
1212   return ScratchReg;
1213 }
1214
1215 /// Move iterator past the next bunch of callee save load / store ops for
1216 /// the particular spill area (1: integer area 1, 2: integer area 2,
1217 /// 3: fp area, 0: don't care).
1218 static void movePastCSLoadStoreOps(MachineBasicBlock &MBB,
1219                                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1220                                    int Opc1, int Opc2, unsigned Area,
1221                                    const ARMSubtarget &STI) {
1222   while (MBBI != MBB.end() &&
1223          ((MBBI->getOpcode() == Opc1) || (MBBI->getOpcode() == Opc2)) &&
1224          MBBI->getOperand(1).isFI()) {
1225     if (Area != 0) {
1226       bool Done = false;
1227       unsigned Category = 0;
1228       switch (MBBI->getOperand(0).getReg()) {
1229       case ARM::R4:  case ARM::R5:  case ARM::R6: case ARM::R7:
1230       case ARM::LR:
1231         Category = 1;
1232         break;
1233       case ARM::R8:  case ARM::R9:  case ARM::R10: case ARM::R11:
1234         Category = STI.isTargetDarwin() ? 2 : 1;
1235         break;
1236       case ARM::D8:  case ARM::D9:  case ARM::D10: case ARM::D11:
1237       case ARM::D12: case ARM::D13: case ARM::D14: case ARM::D15:
1238         Category = 3;
1239         break;
1240       default:
1241         Done = true;
1242         break;
1243       }
1244       if (Done || Category != Area)
1245         break;
1246     }
1247
1248     ++MBBI;
1249   }
1250 }
1251
1252 void ARMBaseRegisterInfo::
1253 emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
1254   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
1255   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
1256   MachineFrameInfo  *MFI = MF.getFrameInfo();
1257   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1258   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
1259          "This emitPrologue does not suppor Thumb1!");
1260   bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
1261   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
1262   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
1263   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
1264   DebugLoc dl = (MBBI != MBB.end() ?
1265                  MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc::getUnknownLoc());
1266
1267   // Determine the sizes of each callee-save spill areas and record which frame
1268   // belongs to which callee-save spill areas.
1269   unsigned GPRCS1Size = 0, GPRCS2Size = 0, DPRCSSize = 0;
1270   int FramePtrSpillFI = 0;
1271
1272   // Allocate the vararg register save area. This is not counted in NumBytes.
1273   if (VARegSaveSize)
1274     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -VARegSaveSize);
1275
1276   if (!AFI->hasStackFrame()) {
1277     if (NumBytes != 0)
1278       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -NumBytes);
1279     return;
1280   }
1281
1282   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1283     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1284     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1285     switch (Reg) {
1286     case ARM::R4:
1287     case ARM::R5:
1288     case ARM::R6:
1289     case ARM::R7:
1290     case ARM::LR:
1291       if (Reg == FramePtr)
1292         FramePtrSpillFI = FI;
1293       AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
1294       GPRCS1Size += 4;
1295       break;
1296     case ARM::R8:
1297     case ARM::R9:
1298     case ARM::R10:
1299     case ARM::R11:
1300       if (Reg == FramePtr)
1301         FramePtrSpillFI = FI;
1302       if (STI.isTargetDarwin()) {
1303         AFI->addGPRCalleeSavedArea2Frame(FI);
1304         GPRCS2Size += 4;
1305       } else {
1306         AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
1307         GPRCS1Size += 4;
1308       }
1309       break;
1310     default:
1311       AFI->addDPRCalleeSavedAreaFrame(FI);
1312       DPRCSSize += 8;
1313     }
1314   }
1315
1316   // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 1.
1317   emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -GPRCS1Size);
1318   movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, ARM::t2STRi12, 1, STI);
1319
1320   // Set FP to point to the stack slot that contains the previous FP.
1321   // For Darwin, FP is R7, which has now been stored in spill area 1.
1322   // Otherwise, if this is not Darwin, all the callee-saved registers go
1323   // into spill area 1, including the FP in R11.  In either case, it is
1324   // now safe to emit this assignment.
1325   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)) {
1326     unsigned ADDriOpc = !AFI->isThumbFunction() ? ARM::ADDri : ARM::t2ADDri;
1327     MachineInstrBuilder MIB =
1328       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ADDriOpc), FramePtr)
1329       .addFrameIndex(FramePtrSpillFI).addImm(0);
1330     AddDefaultCC(AddDefaultPred(MIB));
1331   }
1332
1333   // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 2.
1334   emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -GPRCS2Size);
1335
1336   // Build the new SUBri to adjust SP for FP callee-save spill area.
1337   movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, ARM::t2STRi12, 2, STI);
1338   emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -DPRCSSize);
1339
1340   // Determine starting offsets of spill areas.
1341   unsigned DPRCSOffset  = NumBytes - (GPRCS1Size + GPRCS2Size + DPRCSSize);
1342   unsigned GPRCS2Offset = DPRCSOffset + DPRCSSize;
1343   unsigned GPRCS1Offset = GPRCS2Offset + GPRCS2Size;
1344   AFI->setFramePtrSpillOffset(MFI->getObjectOffset(FramePtrSpillFI) + NumBytes);
1345   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Offset(GPRCS1Offset);
1346   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Offset(GPRCS2Offset);
1347   AFI->setDPRCalleeSavedAreaOffset(DPRCSOffset);
1348
1349   movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::VSTRD, 0, 3, STI);
1350   NumBytes = DPRCSOffset;
1351   if (NumBytes) {
1352     // Adjust SP after all the callee-save spills.
1353     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -NumBytes);
1354   }
1355
1356   if (STI.isTargetELF() && hasFP(MF)) {
1357     MFI->setOffsetAdjustment(MFI->getOffsetAdjustment() -
1358                              AFI->getFramePtrSpillOffset());
1359   }
1360
1361   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Size(GPRCS1Size);
1362   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Size(GPRCS2Size);
1363   AFI->setDPRCalleeSavedAreaSize(DPRCSSize);
1364
1365   // If we need dynamic stack realignment, do it here.
1366   if (needsStackRealignment(MF)) {
1367     unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
1368     assert (!AFI->isThumb1OnlyFunction());
1369     if (!AFI->isThumbFunction()) {
1370       // Emit bic sp, sp, MaxAlign
1371       AddDefaultCC(AddDefaultPred(BuildMI(MBB, MBBI, dl,
1372                                           TII.get(ARM::BICri), ARM::SP)
1373                                   .addReg(ARM::SP, RegState::Kill)
1374                                   .addImm(MaxAlign-1)));
1375     } else {
1376       // We cannot use sp as source/dest register here, thus we're emitting the
1377       // following sequence:
1378       // mov r4, sp
1379       // bic r4, r4, MaxAlign
1380       // mov sp, r4
1381       // FIXME: It will be better just to find spare register here.
1382       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVgpr2tgpr), ARM::R4)
1383         .addReg(ARM::SP, RegState::Kill);
1384       AddDefaultCC(AddDefaultPred(BuildMI(MBB, MBBI, dl,
1385                                           TII.get(ARM::t2BICri), ARM::R4)
1386                                   .addReg(ARM::R4, RegState::Kill)
1387                                   .addImm(MaxAlign-1)));
1388       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVtgpr2gpr), ARM::SP)
1389         .addReg(ARM::R4, RegState::Kill);
1390     }
1391   }
1392 }
1393
1394 static bool isCalleeSavedRegister(unsigned Reg, const unsigned *CSRegs) {
1395   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i)
1396     if (Reg == CSRegs[i])
1397       return true;
1398   return false;
1399 }
1400
1401 static bool isCSRestore(MachineInstr *MI,
1402                         const ARMBaseInstrInfo &TII,
1403                         const unsigned *CSRegs) {
1404   return ((MI->getOpcode() == (int)ARM::VLDRD ||
1405            MI->getOpcode() == (int)ARM::LDR ||
1406            MI->getOpcode() == (int)ARM::t2LDRi12) &&
1407           MI->getOperand(1).isFI() &&
1408           isCalleeSavedRegister(MI->getOperand(0).getReg(), CSRegs));
1409 }
1410
1411 void ARMBaseRegisterInfo::
1412 emitEpilogue(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB) const {
1413   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
1414   assert(MBBI->getDesc().isReturn() &&
1415          "Can only insert epilog into returning blocks");
1416   DebugLoc dl = MBBI->getDebugLoc();
1417   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1418   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1419   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
1420          "This emitEpilogue does not suppor Thumb1!");
1421   bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
1422
1423   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
1424   int NumBytes = (int)MFI->getStackSize();
1425
1426   if (!AFI->hasStackFrame()) {
1427     if (NumBytes != 0)
1428       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, NumBytes);
1429   } else {
1430     // Unwind MBBI to point to first LDR / VLDRD.
1431     const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
1432     if (MBBI != MBB.begin()) {
1433       do
1434         --MBBI;
1435       while (MBBI != MBB.begin() && isCSRestore(MBBI, TII, CSRegs));
1436       if (!isCSRestore(MBBI, TII, CSRegs))
1437         ++MBBI;
1438     }
1439
1440     // Move SP to start of FP callee save spill area.
1441     NumBytes -= (AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size() +
1442                  AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() +
1443                  AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize());
1444
1445     // Darwin ABI requires FP to point to the stack slot that contains the
1446     // previous FP.
1447     bool HasFP = hasFP(MF);
1448     if ((STI.isTargetDarwin() && NumBytes) || HasFP) {
1449       NumBytes = AFI->getFramePtrSpillOffset() - NumBytes;
1450       // Reset SP based on frame pointer only if the stack frame extends beyond
1451       // frame pointer stack slot or target is ELF and the function has FP.
1452       if (HasFP ||
1453           AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() ||
1454           AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize()  ||
1455           AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset()) {
1456         if (NumBytes) {
1457           if (isARM)
1458             emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::SP, FramePtr, -NumBytes,
1459                                     ARMCC::AL, 0, TII);
1460           else
1461             emitT2RegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::SP, FramePtr, -NumBytes,
1462                                     ARMCC::AL, 0, TII);
1463         } else {
1464           // Thumb2 or ARM.
1465           if (isARM)
1466             BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::MOVr), ARM::SP)
1467               .addReg(FramePtr)
1468               .addImm((unsigned)ARMCC::AL).addReg(0).addReg(0);
1469           else
1470             BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVgpr2gpr), ARM::SP)
1471               .addReg(FramePtr);
1472         }
1473       }
1474     } else if (NumBytes)
1475       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, NumBytes);
1476
1477     // Move SP to start of integer callee save spill area 2.
1478     movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::VLDRD, 0, 3, STI);
1479     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize());
1480
1481     // Move SP to start of integer callee save spill area 1.
1482     movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, ARM::t2LDRi12, 2, STI);
1483     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size());
1484
1485     // Move SP to SP upon entry to the function.
1486     movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, ARM::t2LDRi12, 1, STI);
1487     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size());
1488   }
1489
1490   if (VARegSaveSize)
1491     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, VARegSaveSize);
1492 }
1493
1494 #include "ARMGenRegisterInfo.inc"