lib/Target/Alpha/AlphaRegisterInfo.cpp

   1 //===- AlphaRegisterInfo.cpp - Alpha Register Information -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the Alpha implementation of the MRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "reginfo"
  15 #include "Alpha.h"
  16 #include "AlphaRegisterInfo.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/Type.h"
  19 #include "llvm/Function.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  28 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  29 #include "llvm/Support/Debug.h"
  30 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  31 #include <cstdlib>
  32 #include <iostream>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 //These describe LDAx
  36 static const int IMM_LOW  = -32768;
  37 static const int IMM_HIGH = 32767;
  38 static const int IMM_MULT = 65536;
  39
  40 static long getUpper16(long l)
  41 {
  42   long y = l / IMM_MULT;
  43   if (l % IMM_MULT > IMM_HIGH)
  44     ++y;
  45   return y;
  46 }
  47
  48 static long getLower16(long l)
  49 {
  50   long h = getUpper16(l);
  51   return l - h * IMM_MULT;
  52 }
  53
  54 static int getUID()
  55 {
  56   static int id = 0;
  57   return ++id;
  58 }
  59
  60 AlphaRegisterInfo::AlphaRegisterInfo()
  61   : AlphaGenRegisterInfo(Alpha::ADJUSTSTACKDOWN, Alpha::ADJUSTSTACKUP)
  62 {
  63 }
  64
  65 void
  66 AlphaRegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  67                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
  68                                        unsigned SrcReg, int FrameIdx,
  69                                        const TargetRegisterClass *RC) const {
  70   //std::cerr << "Trying to store " << getPrettyName(SrcReg) << " to "
  71   //<< FrameIdx << "\n";
  72   //BuildMI(MBB, MI, Alpha::WTF, 0).addReg(SrcReg);
  73   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  74     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STS, 3)
  75       .addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  76   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
  77     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STT, 3)
  78       .addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  79   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
  80     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STQ, 3)
  81       .addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  82   else
  83     abort();
  84 }
  85
  86 void
  87 AlphaRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  88                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
  89                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
  90                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
  91   //std::cerr << "Trying to load " << getPrettyName(DestReg) << " to "
  92   //<< FrameIdx << "\n";
  93   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  94     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDS, 2, DestReg)
  95       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  96   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
  97     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDT, 2, DestReg)
  98       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  99   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
 100     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDQ, 2, DestReg)
 101       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 102   else
 103     abort();
 104 }
 105
 106 MachineInstr *AlphaRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 107                                                  unsigned OpNum,
 108                                                  int FrameIndex) const {
 109    // Make sure this is a reg-reg copy.
 110    unsigned Opc = MI->getOpcode();
 111
 112    switch(Opc) {
 113    default:
 114      break;
 115    case Alpha::BIS:
 116    case Alpha::CPYSS:
 117    case Alpha::CPYST:
 118      if (MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg()) {
 119        if (OpNum == 0) {  // move -> store
 120          unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 121          Opc = (Opc == Alpha::BIS) ? Alpha::STQ :
 122            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::STS : Alpha::STT);
 123          return BuildMI(Opc, 3).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 124            .addReg(Alpha::F31);
 125        } else {           // load -> move
 126          unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 127          Opc = (Opc == Alpha::BIS) ? Alpha::LDQ :
 128            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::LDS : Alpha::LDT);
 129          return BuildMI(Opc, 2, OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 130            .addReg(Alpha::F31);
 131        }
 132      }
 133      break;
 134    }
 135   return 0;
 136 }
 137
 138
 139 void AlphaRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 140                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
 141                                      unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 142                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 143   //  std::cerr << "copyRegToReg " << DestReg << " <- " << SrcReg << "\n";
 144   if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass) {
 145     BuildMI(MBB, MI, Alpha::BIS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 146   } else if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass) {
 147     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYSS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 148   } else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass) {
 149     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYST, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 150   } else {
 151     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 152      abort();
 153   }
 154 }
 155
 156 const unsigned* AlphaRegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
 157   static const unsigned CalleeSaveRegs[] = {
 158     Alpha::R9, Alpha::R10,
 159     Alpha::R11, Alpha::R12,
 160     Alpha::R13, Alpha::R14,
 161     Alpha::F2, Alpha::F3,
 162     Alpha::F4, Alpha::F5,
 163     Alpha::F6, Alpha::F7,
 164     Alpha::F8, Alpha::F9,  0
 165   };
 166   return CalleeSaveRegs;
 167 }
 168
 169 const TargetRegisterClass* const*
 170 AlphaRegisterInfo::getCalleeSaveRegClasses() const {
 171   static const TargetRegisterClass * const CalleeSaveRegClasses[] = {
 172     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 173     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 174     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 175     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 176     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 177     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 178     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,  0
 179   };
 180   return CalleeSaveRegClasses;
 181 }
 182
 183 //===----------------------------------------------------------------------===//
 184 // Stack Frame Processing methods
 185 //===----------------------------------------------------------------------===//
 186
 187 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 188 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 189 // if frame pointer elimination is disabled.
 190 //
 191 static bool hasFP(const MachineFunction &MF) {
 192   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 193   return MFI->hasVarSizedObjects();
 194 }
 195
 196 void AlphaRegisterInfo::
 197 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 198                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 199   if (hasFP(MF)) {
 200     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 201     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 202     // <amt>'
 203     MachineInstr *Old = I;
 204     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 205     if (Amount != 0) {
 206       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 207       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 208       // alignment boundary.
 209       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 210       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 211
 212       MachineInstr *New;
 213       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 214          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 215           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 216       } else {
 217          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 218          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 219           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 220       }
 221
 222       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 223       MBB.insert(I, New);
 224     }
 225   }
 226
 227   MBB.erase(I);
 228 }
 229
 230 //Alpha has a slightly funny stack:
 231 //Args
 232 //<- incoming SP
 233 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 234 //<- FP
 235 //variable locals
 236 //<- SP
 237
 238 void
 239 AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 240   unsigned i = 0;
 241   MachineInstr &MI = *II;
 242   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 243   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 244   bool FP = hasFP(MF);
 245
 246   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 247     ++i;
 248     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 249   }
 250
 251   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 252
 253   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 254   MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30, false);
 255
 256   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 257   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 258
 259   DEBUG(std::cerr << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n");
 260
 261   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 262
 263   DEBUG(std::cerr << "Corrected Offset " << Offset <<
 264         " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n");
 265
 266   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 267     DEBUG(std::cerr << "Unconditionally using R28 for evil purposes Offset: "
 268           << Offset << "\n");
 269     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the
 270     //original inst off the SP/FP
 271     //fix up the old:
 272     MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(Alpha::R28, false);
 273     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(getLower16(Offset));
 274     //insert the new
 275     MachineInstr* nMI=BuildMI(Alpha::LDAH, 2, Alpha::R28)
 276       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 277     MBB.insert(II, nMI);
 278   } else {
 279     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(Offset);
 280   }
 281 }
 282
 283
 284 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 285   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 286   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 287   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 288   bool FP = hasFP(MF);
 289
 290   static int curgpdist = 0;
 291
 292   //handle GOP offset
 293   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAHg, 3, Alpha::R29)
 294     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 295     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 296   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAg, 3, Alpha::R29)
 297     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 298     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 299
 300   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 301   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::ALTENT, 1)
 302     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()));
 303
 304   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 305   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 306
 307   if (MFI->hasCalls() && !FP) {
 308     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 309     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 310     // brackets around call sites.
 311     //If there is a frame pointer, then we don't do this
 312     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 313     DEBUG(std::cerr << "Added " << MFI->getMaxCallFrameSize()
 314           << " to the stack due to calls\n");
 315   }
 316
 317   if (FP)
 318     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 319
 320   // Do we need to allocate space on the stack?
 321   if (NumBytes == 0) return;
 322
 323   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 324   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
 325
 326   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 327   MFI->setStackSize(NumBytes);
 328
 329   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 330   NumBytes = -NumBytes;
 331   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 332     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 333       .addReg(Alpha::R30);
 334   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 335     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 336       .addReg(Alpha::R30);
 337     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 338       .addReg(Alpha::R30);
 339   } else {
 340     std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 341     abort();
 342   }
 343
 344   //now if we need to, save the old FP and set the new
 345   if (FP)
 346   {
 347     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::STQ, 3)
 348       .addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 349     //this must be the last instr in the prolog
 350     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R15)
 351       .addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 352   }
 353
 354 }
 355
 356 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 357                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 358   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 359   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 360   assert(MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG ||
 361          MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAGp
 362          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 363
 364   bool FP = hasFP(MF);
 365
 366   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 367   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 368
 369   //now if we need to, restore the old FP
 370   if (FP)
 371   {
 372     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 373     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 374       .addReg(Alpha::R15);
 375     //restore the FP
 376     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDQ, 2, Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 377   }
 378
 379    if (NumBytes != 0)
 380      {
 381        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 382          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 383            .addReg(Alpha::R30);
 384        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 385          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30)
 386            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 387          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 388            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 389        } else {
 390          std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 391          abort();
 392        }
 393      }
 394 }
 395
 396 unsigned AlphaRegisterInfo::getRARegister() const {
 397   assert(0 && "What is the return address register");
 398   return 0;
 399 }
 400
 401 unsigned AlphaRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 402   return hasFP(MF) ? Alpha::R15 : Alpha::R30;
 403 }
 404
 405 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 406
 407 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 408 {
 409   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 410   return s;
 411 }