lib/Target/ARM/Thumb1RegisterInfo.cpp

   1 //===-- Thumb1RegisterInfo.cpp - Thumb-1 Register Information -------------===//
   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 Thumb-1 implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "Thumb1RegisterInfo.h"
  16 #include "ARM.h"
  17 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
  18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
  19 #include "ARMSubtarget.h"
  20 #include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  27 #include "llvm/IR/Constants.h"
  28 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  29 #include "llvm/IR/Function.h"
  30 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  31 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  32 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  33 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  36
  37 namespace llvm {
  38 extern cl::opt<bool> ReuseFrameIndexVals;
  39 }
  40
  41 using namespace llvm;
  42
  43 Thumb1RegisterInfo::Thumb1RegisterInfo(const ARMSubtarget &sti)
  44   : ARMBaseRegisterInfo(sti) {
  45 }
  46
  47 const TargetRegisterClass*
  48 Thumb1RegisterInfo::getLargestLegalSuperClass(const TargetRegisterClass *RC)
  49                                                                          const {
  50   if (ARM::tGPRRegClass.hasSubClassEq(RC))
  51     return &ARM::tGPRRegClass;
  52   return ARMBaseRegisterInfo::getLargestLegalSuperClass(RC);
  53 }
  54
  55 const TargetRegisterClass *
  56 Thumb1RegisterInfo::getPointerRegClass(const MachineFunction &MF, unsigned Kind)
  57                                                                          const {
  58   return &ARM::tGPRRegClass;
  59 }
  60
  61 /// emitLoadConstPool - Emits a load from constpool to materialize the
  62 /// specified immediate.
  63 void
  64 Thumb1RegisterInfo::emitLoadConstPool(MachineBasicBlock &MBB,
  65                                       MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  66                                       DebugLoc dl,
  67                                       unsigned DestReg, unsigned SubIdx,
  68                                       int Val,
  69                                       ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
  70                                       unsigned MIFlags) const {
  71   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
  72   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
  73   MachineConstantPool *ConstantPool = MF.getConstantPool();
  74   const Constant *C = ConstantInt::get(
  75           Type::getInt32Ty(MBB.getParent()->getFunction()->getContext()), Val);
  76   unsigned Idx = ConstantPool->getConstantPoolIndex(C, 4);
  77
  78   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tLDRpci))
  79     .addReg(DestReg, getDefRegState(true), SubIdx)
  80     .addConstantPoolIndex(Idx).addImm(Pred).addReg(PredReg)
  81     .setMIFlags(MIFlags);
  82 }
  83
  84
  85 /// emitThumbRegPlusImmInReg - Emits a series of instructions to materialize
  86 /// a destreg = basereg + immediate in Thumb code. Materialize the immediate
  87 /// in a register using mov / mvn sequences or load the immediate from a
  88 /// constpool entry.
  89 static
  90 void emitThumbRegPlusImmInReg(MachineBasicBlock &MBB,
  91                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  92                               DebugLoc dl,
  93                               unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
  94                               int NumBytes, bool CanChangeCC,
  95                               const TargetInstrInfo &TII,
  96                               const ARMBaseRegisterInfo& MRI,
  97                               unsigned MIFlags = MachineInstr::NoFlags) {
  98     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
  99     bool isHigh = !isARMLowRegister(DestReg) ||
 100                   (BaseReg != 0 && !isARMLowRegister(BaseReg));
 101     bool isSub = false;
 102     // Subtract doesn't have high register version. Load the negative value
 103     // if either base or dest register is a high register. Also, if do not
 104     // issue sub as part of the sequence if condition register is to be
 105     // preserved.
 106     if (NumBytes < 0 && !isHigh && CanChangeCC) {
 107       isSub = true;
 108       NumBytes = -NumBytes;
 109     }
 110     unsigned LdReg = DestReg;
 111     if (DestReg == ARM::SP) {
 112       assert(BaseReg == ARM::SP && "Unexpected!");
 113       LdReg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(&ARM::tGPRRegClass);
 114     }
 115
 116     if (NumBytes <= 255 && NumBytes >= 0)
 117       AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVi8), LdReg))
 118         .addImm(NumBytes).setMIFlags(MIFlags);
 119     else if (NumBytes < 0 && NumBytes >= -255) {
 120       AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVi8), LdReg))
 121         .addImm(NumBytes).setMIFlags(MIFlags);
 122       AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tRSB), LdReg))
 123         .addReg(LdReg, RegState::Kill).setMIFlags(MIFlags);
 124     } else
 125       MRI.emitLoadConstPool(MBB, MBBI, dl, LdReg, 0, NumBytes,
 126                             ARMCC::AL, 0, MIFlags);
 127
 128     // Emit add / sub.
 129     int Opc = (isSub) ? ARM::tSUBrr : (isHigh ? ARM::tADDhirr : ARM::tADDrr);
 130     MachineInstrBuilder MIB =
 131       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg);
 132     if (Opc != ARM::tADDhirr)
 133       MIB = AddDefaultT1CC(MIB);
 134     if (DestReg == ARM::SP || isSub)
 135       MIB.addReg(BaseReg).addReg(LdReg, RegState::Kill);
 136     else
 137       MIB.addReg(LdReg).addReg(BaseReg, RegState::Kill);
 138     AddDefaultPred(MIB);
 139 }
 140
 141 /// calcNumMI - Returns the number of instructions required to materialize
 142 /// the specific add / sub r, c instruction.
 143 static unsigned calcNumMI(int Opc, int ExtraOpc, unsigned Bytes,
 144                           unsigned NumBits, unsigned Scale) {
 145   unsigned NumMIs = 0;
 146   unsigned Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
 147
 148   if (Opc == ARM::tADDrSPi) {
 149     unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
 150     Bytes -= ThisVal;
 151     NumMIs++;
 152     NumBits = 8;
 153     Scale = 1;  // Followed by a number of tADDi8.
 154     Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
 155   }
 156
 157   NumMIs += Bytes / Chunk;
 158   if ((Bytes % Chunk) != 0)
 159     NumMIs++;
 160   if (ExtraOpc)
 161     NumMIs++;
 162   return NumMIs;
 163 }
 164
 165 /// emitThumbRegPlusImmediate - Emits a series of instructions to materialize
 166 /// a destreg = basereg + immediate in Thumb code.
 167 void llvm::emitThumbRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 168                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 169                                      DebugLoc dl,
 170                                      unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
 171                                      int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII,
 172                                      const ARMBaseRegisterInfo& MRI,
 173                                      unsigned MIFlags) {
 174   bool isSub = NumBytes < 0;
 175   unsigned Bytes = (unsigned)NumBytes;
 176   if (isSub) Bytes = -NumBytes;
 177   bool isMul4 = (Bytes & 3) == 0;
 178   bool isTwoAddr = false;
 179   bool DstNotEqBase = false;
 180   unsigned NumBits = 1;
 181   unsigned Scale = 1;
 182   int Opc = 0;
 183   int ExtraOpc = 0;
 184   bool NeedCC = false;
 185
 186   if (DestReg == BaseReg && BaseReg == ARM::SP) {
 187     assert(isMul4 && "Thumb sp inc / dec size must be multiple of 4!");
 188     NumBits = 7;
 189     Scale = 4;
 190     Opc = isSub ? ARM::tSUBspi : ARM::tADDspi;
 191     isTwoAddr = true;
 192   } else if (!isSub && BaseReg == ARM::SP) {
 193     // r1 = add sp, 403
 194     // =>
 195     // r1 = add sp, 100 * 4
 196     // r1 = add r1, 3
 197     if (!isMul4) {
 198       Bytes &= ~3;
 199       ExtraOpc = ARM::tADDi3;
 200     }
 201     NumBits = 8;
 202     Scale = 4;
 203     Opc = ARM::tADDrSPi;
 204   } else {
 205     // sp = sub sp, c
 206     // r1 = sub sp, c
 207     // r8 = sub sp, c
 208     if (DestReg != BaseReg)
 209       DstNotEqBase = true;
 210     NumBits = 8;
 211     if (DestReg == ARM::SP) {
 212       Opc = isSub ? ARM::tSUBspi : ARM::tADDspi;
 213       assert(isMul4 && "Thumb sp inc / dec size must be multiple of 4!");
 214       NumBits = 7;
 215       Scale = 4;
 216     } else {
 217       Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
 218       NumBits = 8;
 219       NeedCC = true;
 220     }
 221     isTwoAddr = true;
 222   }
 223
 224   unsigned NumMIs = calcNumMI(Opc, ExtraOpc, Bytes, NumBits, Scale);
 225   unsigned Threshold = (DestReg == ARM::SP) ? 3 : 2;
 226   if (NumMIs > Threshold) {
 227     // This will expand into too many instructions. Load the immediate from a
 228     // constpool entry.
 229     emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, MBBI, dl,
 230                              DestReg, BaseReg, NumBytes, true,
 231                              TII, MRI, MIFlags);
 232     return;
 233   }
 234
 235   if (DstNotEqBase) {
 236     if (isARMLowRegister(DestReg) && isARMLowRegister(BaseReg)) {
 237       // If both are low registers, emit DestReg = add BaseReg, max(Imm, 7)
 238       unsigned Chunk = (1 << 3) - 1;
 239       unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
 240       Bytes -= ThisVal;
 241       const MCInstrDesc &MCID = TII.get(isSub ? ARM::tSUBi3 : ARM::tADDi3);
 242       const MachineInstrBuilder MIB =
 243         AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, MCID, DestReg)
 244                          .setMIFlags(MIFlags));
 245       AddDefaultPred(MIB.addReg(BaseReg, RegState::Kill).addImm(ThisVal));
 246     } else {
 247       AddDefaultPred(BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), DestReg)
 248         .addReg(BaseReg, RegState::Kill))
 249         .setMIFlags(MIFlags);
 250     }
 251     BaseReg = DestReg;
 252   }
 253
 254   unsigned Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
 255   while (Bytes) {
 256     unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
 257     Bytes -= ThisVal;
 258     ThisVal /= Scale;
 259     // Build the new tADD / tSUB.
 260     if (isTwoAddr) {
 261       MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg);
 262       if (NeedCC)
 263         MIB = AddDefaultT1CC(MIB);
 264       MIB.addReg(DestReg).addImm(ThisVal);
 265       MIB = AddDefaultPred(MIB);
 266       MIB.setMIFlags(MIFlags);
 267     } else {
 268       bool isKill = BaseReg != ARM::SP;
 269       MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg);
 270       if (NeedCC)
 271         MIB = AddDefaultT1CC(MIB);
 272       MIB.addReg(BaseReg, getKillRegState(isKill)).addImm(ThisVal);
 273       MIB = AddDefaultPred(MIB);
 274       MIB.setMIFlags(MIFlags);
 275
 276       BaseReg = DestReg;
 277       if (Opc == ARM::tADDrSPi) {
 278         // r4 = add sp, imm
 279         // r4 = add r4, imm
 280         // ...
 281         NumBits = 8;
 282         Scale = 1;
 283         Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
 284         Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
 285         NeedCC = isTwoAddr = true;
 286       }
 287     }
 288   }
 289
 290   if (ExtraOpc) {
 291     const MCInstrDesc &MCID = TII.get(ExtraOpc);
 292     AddDefaultPred(AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, MCID, DestReg))
 293                    .addReg(DestReg, RegState::Kill)
 294                    .addImm(((unsigned)NumBytes) & 3)
 295                    .setMIFlags(MIFlags));
 296   }
 297 }
 298
 299 /// emitThumbConstant - Emit a series of instructions to materialize a
 300 /// constant.
 301 static void emitThumbConstant(MachineBasicBlock &MBB,
 302                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 303                               unsigned DestReg, int Imm,
 304                               const TargetInstrInfo &TII,
 305                               const Thumb1RegisterInfo& MRI,
 306                               DebugLoc dl) {
 307   bool isSub = Imm < 0;
 308   if (isSub) Imm = -Imm;
 309
 310   int Chunk = (1 << 8) - 1;
 311   int ThisVal = (Imm > Chunk) ? Chunk : Imm;
 312   Imm -= ThisVal;
 313   AddDefaultPred(AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVi8),
 314                                         DestReg))
 315                  .addImm(ThisVal));
 316   if (Imm > 0)
 317     emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, DestReg, DestReg, Imm, TII, MRI);
 318   if (isSub) {
 319     const MCInstrDesc &MCID = TII.get(ARM::tRSB);
 320     AddDefaultPred(AddDefaultT1CC(BuildMI(MBB, MBBI, dl, MCID, DestReg))
 321                    .addReg(DestReg, RegState::Kill));
 322   }
 323 }
 324
 325 static void removeOperands(MachineInstr &MI, unsigned i) {
 326   unsigned Op = i;
 327   for (unsigned e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i)
 328     MI.RemoveOperand(Op);
 329 }
 330
 331 /// convertToNonSPOpcode - Change the opcode to the non-SP version, because
 332 /// we're replacing the frame index with a non-SP register.
 333 static unsigned convertToNonSPOpcode(unsigned Opcode) {
 334   switch (Opcode) {
 335   case ARM::tLDRspi:
 336     return ARM::tLDRi;
 337
 338   case ARM::tSTRspi:
 339     return ARM::tSTRi;
 340   }
 341
 342   return Opcode;
 343 }
 344
 345 bool Thumb1RegisterInfo::
 346 rewriteFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, unsigned FrameRegIdx,
 347                   unsigned FrameReg, int &Offset,
 348                   const ARMBaseInstrInfo &TII) const {
 349   MachineInstr &MI = *II;
 350   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 351   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 352   MachineInstrBuilder MIB(*MBB.getParent(), &MI);
 353   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 354   const MCInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
 355   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
 356
 357   if (Opcode == ARM::tADDrSPi) {
 358     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
 359
 360     // Can't use tADDrSPi if it's based off the frame pointer.
 361     unsigned NumBits = 0;
 362     unsigned Scale = 1;
 363     if (FrameReg != ARM::SP) {
 364       Opcode = ARM::tADDi3;
 365       NumBits = 3;
 366     } else {
 367       NumBits = 8;
 368       Scale = 4;
 369       assert((Offset & 3) == 0 &&
 370              "Thumb add/sub sp, #imm immediate must be multiple of 4!");
 371     }
 372
 373     unsigned PredReg;
 374     if (Offset == 0 && getInstrPredicate(&MI, PredReg) == ARMCC::AL) {
 375       // Turn it into a move.
 376       MI.setDesc(TII.get(ARM::tMOVr));
 377       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 378       // Remove offset
 379       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
 380       return true;
 381     }
 382
 383     // Common case: small offset, fits into instruction.
 384     unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
 385     if (((Offset / Scale) & ~Mask) == 0) {
 386       // Replace the FrameIndex with sp / fp
 387       if (Opcode == ARM::tADDi3) {
 388         MI.setDesc(TII.get(Opcode));
 389         removeOperands(MI, FrameRegIdx);
 390         AddDefaultPred(AddDefaultT1CC(MIB).addReg(FrameReg)
 391                        .addImm(Offset / Scale));
 392       } else {
 393         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 394         MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Offset / Scale);
 395       }
 396       return true;
 397     }
 398
 399     unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
 400     unsigned Bytes = (Offset > 0) ? Offset : -Offset;
 401     unsigned NumMIs = calcNumMI(Opcode, 0, Bytes, NumBits, Scale);
 402     // MI would expand into a large number of instructions. Don't try to
 403     // simplify the immediate.
 404     if (NumMIs > 2) {
 405       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, dl, DestReg, FrameReg, Offset, TII,
 406                                 *this);
 407       MBB.erase(II);
 408       return true;
 409     }
 410
 411     if (Offset > 0) {
 412       // Translate r0 = add sp, imm to
 413       // r0 = add sp, 255*4
 414       // r0 = add r0, (imm - 255*4)
 415       if (Opcode == ARM::tADDi3) {
 416         MI.setDesc(TII.get(Opcode));
 417         removeOperands(MI, FrameRegIdx);
 418         AddDefaultPred(AddDefaultT1CC(MIB).addReg(FrameReg).addImm(Mask));
 419       } else {
 420         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 421         MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Mask);
 422       }
 423       Offset = (Offset - Mask * Scale);
 424       MachineBasicBlock::iterator NII = std::next(II);
 425       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, NII, dl, DestReg, DestReg, Offset, TII,
 426                                 *this);
 427     } else {
 428       // Translate r0 = add sp, -imm to
 429       // r0 = -imm (this is then translated into a series of instructions)
 430       // r0 = add r0, sp
 431       emitThumbConstant(MBB, II, DestReg, Offset, TII, *this, dl);
 432
 433       MI.setDesc(TII.get(ARM::tADDhirr));
 434       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(DestReg, false, false, true);
 435       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 436     }
 437     return true;
 438   } else {
 439     if (AddrMode != ARMII::AddrModeT1_s)
 440       llvm_unreachable("Unsupported addressing mode!");
 441
 442     unsigned ImmIdx = FrameRegIdx + 1;
 443     int InstrOffs = MI.getOperand(ImmIdx).getImm();
 444     unsigned NumBits = (FrameReg == ARM::SP) ? 8 : 5;
 445     unsigned Scale = 4;
 446
 447     Offset += InstrOffs * Scale;
 448     assert((Offset & (Scale - 1)) == 0 && "Can't encode this offset!");
 449
 450     // Common case: small offset, fits into instruction.
 451     MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
 452     int ImmedOffset = Offset / Scale;
 453     unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
 454
 455     if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
 456       // Replace the FrameIndex with the frame register (e.g., sp).
 457       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 458       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
 459
 460       // If we're using a register where sp was stored, convert the instruction
 461       // to the non-SP version.
 462       unsigned NewOpc = convertToNonSPOpcode(Opcode);
 463       if (NewOpc != Opcode && FrameReg != ARM::SP)
 464         MI.setDesc(TII.get(NewOpc));
 465
 466       return true;
 467     }
 468
 469     NumBits = 5;
 470     Mask = (1 << NumBits) - 1;
 471
 472     // If this is a thumb spill / restore, we will be using a constpool load to
 473     // materialize the offset.
 474     if (Opcode == ARM::tLDRspi || Opcode == ARM::tSTRspi) {
 475       ImmOp.ChangeToImmediate(0);
 476     } else {
 477       // Otherwise, it didn't fit. Pull in what we can to simplify the immed.
 478       ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
 479       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
 480       Offset &= ~(Mask * Scale);
 481     }
 482   }
 483
 484   return Offset == 0;
 485 }
 486
 487 void
 488 Thumb1RegisterInfo::resolveFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator I,
 489                                       unsigned BaseReg, int64_t Offset) const {
 490   MachineInstr &MI = *I;
 491   const ARMBaseInstrInfo &TII =
 492     *static_cast<const ARMBaseInstrInfo*>(
 493       MI.getParent()->getParent()->getTarget().getInstrInfo());
 494   int Off = Offset; // ARM doesn't need the general 64-bit offsets
 495   unsigned i = 0;
 496
 497   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 498     ++i;
 499     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 500   }
 501   bool Done = rewriteFrameIndex(MI, i, BaseReg, Off, TII);
 502   assert (Done && "Unable to resolve frame index!");
 503   (void)Done;
 504 }
 505
 506 /// saveScavengerRegister - Spill the register so it can be used by the
 507 /// register scavenger. Return true.
 508 bool
 509 Thumb1RegisterInfo::saveScavengerRegister(MachineBasicBlock &MBB,
 510                                           MachineBasicBlock::iterator I,
 511                                           MachineBasicBlock::iterator &UseMI,
 512                                           const TargetRegisterClass *RC,
 513                                           unsigned Reg) const {
 514   // Thumb1 can't use the emergency spill slot on the stack because
 515   // ldr/str immediate offsets must be positive, and if we're referencing
 516   // off the frame pointer (if, for example, there are alloca() calls in
 517   // the function, the offset will be negative. Use R12 instead since that's
 518   // a call clobbered register that we know won't be used in Thumb1 mode.
 519   const TargetInstrInfo &TII = *MBB.getParent()->getTarget().getInstrInfo();
 520   DebugLoc DL;
 521   AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(ARM::tMOVr))
 522     .addReg(ARM::R12, RegState::Define)
 523     .addReg(Reg, RegState::Kill));
 524
 525   // The UseMI is where we would like to restore the register. If there's
 526   // interference with R12 before then, however, we'll need to restore it
 527   // before that instead and adjust the UseMI.
 528   bool done = false;
 529   for (MachineBasicBlock::iterator II = I; !done && II != UseMI ; ++II) {
 530     if (II->isDebugValue())
 531       continue;
 532     // If this instruction affects R12, adjust our restore point.
 533     for (unsigned i = 0, e = II->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 534       const MachineOperand &MO = II->getOperand(i);
 535       if (MO.isRegMask() && MO.clobbersPhysReg(ARM::R12)) {
 536         UseMI = II;
 537         done = true;
 538         break;
 539       }
 540       if (!MO.isReg() || MO.isUndef() || !MO.getReg() ||
 541           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
 542         continue;
 543       if (MO.getReg() == ARM::R12) {
 544         UseMI = II;
 545         done = true;
 546         break;
 547       }
 548     }
 549   }
 550   // Restore the register from R12
 551   AddDefaultPred(BuildMI(MBB, UseMI, DL, TII.get(ARM::tMOVr)).
 552     addReg(Reg, RegState::Define).addReg(ARM::R12, RegState::Kill));
 553
 554   return true;
 555 }
 556
 557 void
 558 Thumb1RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 559                                         int SPAdj, unsigned FIOperandNum,
 560                                         RegScavenger *RS) const {
 561   unsigned VReg = 0;
 562   MachineInstr &MI = *II;
 563   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 564   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 565   const ARMBaseInstrInfo &TII =
 566     *static_cast<const ARMBaseInstrInfo*>(MF.getTarget().getInstrInfo());
 567   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
 568   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 569   MachineInstrBuilder MIB(*MBB.getParent(), &MI);
 570
 571   unsigned FrameReg = ARM::SP;
 572   int FrameIndex = MI.getOperand(FIOperandNum).getIndex();
 573   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) +
 574                MF.getFrameInfo()->getStackSize() + SPAdj;
 575
 576   if (MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects()) {
 577     assert(SPAdj == 0 && MF.getTarget().getFrameLowering()->hasFP(MF) &&
 578            "Unexpected");
 579     // There are alloca()'s in this function, must reference off the frame
 580     // pointer or base pointer instead.
 581     if (!hasBasePointer(MF)) {
 582       FrameReg = getFrameRegister(MF);
 583       Offset -= AFI->getFramePtrSpillOffset();
 584     } else
 585       FrameReg = BasePtr;
 586   }
 587
 588   // PEI::scavengeFrameVirtualRegs() cannot accurately track SPAdj because the
 589   // call frame setup/destroy instructions have already been eliminated.  That
 590   // means the stack pointer cannot be used to access the emergency spill slot
 591   // when !hasReservedCallFrame().
 592 #ifndef NDEBUG
 593   if (RS && FrameReg == ARM::SP && RS->isScavengingFrameIndex(FrameIndex)){
 594     assert(MF.getTarget().getFrameLowering()->hasReservedCallFrame(MF) &&
 595            "Cannot use SP to access the emergency spill slot in "
 596            "functions without a reserved call frame");
 597     assert(!MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects() &&
 598            "Cannot use SP to access the emergency spill slot in "
 599            "functions with variable sized frame objects");
 600   }
 601 #endif // NDEBUG
 602
 603   // Special handling of dbg_value instructions.
 604   if (MI.isDebugValue()) {
 605     MI.getOperand(FIOperandNum).  ChangeToRegister(FrameReg, false /*isDef*/);
 606     MI.getOperand(FIOperandNum+1).ChangeToImmediate(Offset);
 607     return;
 608   }
 609
 610   // Modify MI as necessary to handle as much of 'Offset' as possible
 611   assert(AFI->isThumbFunction() &&
 612          "This eliminateFrameIndex only supports Thumb1!");
 613   if (rewriteFrameIndex(MI, FIOperandNum, FrameReg, Offset, TII))
 614     return;
 615
 616   // If we get here, the immediate doesn't fit into the instruction.  We folded
 617   // as much as possible above, handle the rest, providing a register that is
 618   // SP+LargeImm.
 619   assert(Offset && "This code isn't needed if offset already handled!");
 620
 621   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 622
 623   // Remove predicate first.
 624   int PIdx = MI.findFirstPredOperandIdx();
 625   if (PIdx != -1)
 626     removeOperands(MI, PIdx);
 627
 628   if (MI.mayLoad()) {
 629     // Use the destination register to materialize sp + offset.
 630     unsigned TmpReg = MI.getOperand(0).getReg();
 631     bool UseRR = false;
 632     if (Opcode == ARM::tLDRspi) {
 633       if (FrameReg == ARM::SP)
 634         emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, II, dl, TmpReg, FrameReg,
 635                                  Offset, false, TII, *this);
 636       else {
 637         emitLoadConstPool(MBB, II, dl, TmpReg, 0, Offset);
 638         UseRR = true;
 639       }
 640     } else {
 641       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, dl, TmpReg, FrameReg, Offset, TII,
 642                                 *this);
 643     }
 644
 645     MI.setDesc(TII.get(UseRR ? ARM::tLDRr : ARM::tLDRi));
 646     MI.getOperand(FIOperandNum).ChangeToRegister(TmpReg, false, false, true);
 647     if (UseRR)
 648       // Use [reg, reg] addrmode. Replace the immediate operand w/ the frame
 649       // register. The offset is already handled in the vreg value.
 650       MI.getOperand(FIOperandNum+1).ChangeToRegister(FrameReg, false, false,
 651                                                      false);
 652   } else if (MI.mayStore()) {
 653       VReg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(&ARM::tGPRRegClass);
 654       bool UseRR = false;
 655
 656       if (Opcode == ARM::tSTRspi) {
 657         if (FrameReg == ARM::SP)
 658           emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, II, dl, VReg, FrameReg,
 659                                    Offset, false, TII, *this);
 660         else {
 661           emitLoadConstPool(MBB, II, dl, VReg, 0, Offset);
 662           UseRR = true;
 663         }
 664       } else
 665         emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, dl, VReg, FrameReg, Offset, TII,
 666                                   *this);
 667       MI.setDesc(TII.get(UseRR ? ARM::tSTRr : ARM::tSTRi));
 668       MI.getOperand(FIOperandNum).ChangeToRegister(VReg, false, false, true);
 669       if (UseRR)
 670         // Use [reg, reg] addrmode. Replace the immediate operand w/ the frame
 671         // register. The offset is already handled in the vreg value.
 672         MI.getOperand(FIOperandNum+1).ChangeToRegister(FrameReg, false, false,
 673                                                        false);
 674   } else {
 675     llvm_unreachable("Unexpected opcode!");
 676   }
 677
 678   // Add predicate back if it's needed.
 679   if (MI.isPredicable())
 680     AddDefaultPred(MIB);
 681 }