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