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 unsigned
 108 AlphaRegisterInfo::isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const
 109 {
 110   switch (MI->getOpcode()) {
 111   case Alpha::LDL:
 112   case Alpha::LDQ:
 113   case Alpha::LDBU:
 114   case Alpha::LDWU:
 115   case Alpha::LDS:
 116   case Alpha::LDT:
 117     if (MI->getOperand(1).isFrameIndex()) {
 118       FrameIndex = MI->getOperand(1).getFrameIndex();
 119       return MI->getOperand(0).getReg();
 120     }
 121     break;
 122   }
 123   return 0;
 124 }
 125
 126 MachineInstr *AlphaRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 127                                                  unsigned OpNum,
 128                                                  int FrameIndex) const {
 129    // Make sure this is a reg-reg copy.
 130    unsigned Opc = MI->getOpcode();
 131
 132    switch(Opc) {
 133    default:
 134      break;
 135    case Alpha::BIS:
 136    case Alpha::CPYSS:
 137    case Alpha::CPYST:
 138      if (MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg()) {
 139        if (OpNum == 0) {  // move -> store
 140          unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
 141          Opc = (Opc == Alpha::BIS) ? Alpha::STQ :
 142            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::STS : Alpha::STT);
 143          return BuildMI(Opc, 3).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 144            .addReg(Alpha::F31);
 145        } else {           // load -> move
 146          unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 147          Opc = (Opc == Alpha::BIS) ? Alpha::LDQ :
 148            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::LDS : Alpha::LDT);
 149          return BuildMI(Opc, 2, OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 150            .addReg(Alpha::F31);
 151        }
 152      }
 153      break;
 154    }
 155   return 0;
 156 }
 157
 158
 159 void AlphaRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 160                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
 161                                      unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 162                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 163   //  std::cerr << "copyRegToReg " << DestReg << " <- " << SrcReg << "\n";
 164   if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass) {
 165     BuildMI(MBB, MI, Alpha::BIS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 166   } else if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass) {
 167     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYSS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 168   } else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass) {
 169     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYST, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 170   } else {
 171     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 172      abort();
 173   }
 174 }
 175
 176 //===----------------------------------------------------------------------===//
 177 // Stack Frame Processing methods
 178 //===----------------------------------------------------------------------===//
 179
 180 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 181 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 182 // if frame pointer elimination is disabled.
 183 //
 184 static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
 185   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 186   return MFI->hasVarSizedObjects();
 187 }
 188
 189 void AlphaRegisterInfo::
 190 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 191                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 192   if (hasFP(MF)) {
 193     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 194     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 195     // <amt>'
 196     MachineInstr *Old = I;
 197     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 198     if (Amount != 0) {
 199       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 200       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 201       // alignment boundary.
 202       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 203       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 204
 205       MachineInstr *New;
 206       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 207          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 208           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 209       } else {
 210          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 211          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 212           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 213       }
 214
 215       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 216       MBB.insert(I, New);
 217     }
 218   }
 219
 220   MBB.erase(I);
 221 }
 222
 223 //Alpha has a slightly funny stack:
 224 //Args
 225 //<- incoming SP
 226 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 227 //<- FP
 228 //variable locals
 229 //<- SP
 230
 231 void
 232 AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 233   unsigned i = 0;
 234   MachineInstr &MI = *II;
 235   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 236   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 237   bool FP = hasFP(MF);
 238
 239   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 240     ++i;
 241     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 242   }
 243
 244   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 245
 246   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 247   MI.SetMachineOperandReg(i + 1, FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 248
 249   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 250   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 251
 252   DEBUG(std::cerr << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n");
 253
 254   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 255
 256   DEBUG(std::cerr << "Corrected Offset " << Offset <<
 257         " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n");
 258
 259   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 260     DEBUG(std::cerr << "Unconditionally using R28 for evil purposes Offset: " << Offset << "\n");
 261     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the original
 262     //inst off the SP/FP
 263     //fix up the old:
 264     MI.SetMachineOperandReg(i + 1, Alpha::R28);
 265     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed,
 266                               getLower16(Offset));
 267     //insert the new
 268     MachineInstr* nMI=BuildMI(Alpha::LDAH, 2, Alpha::R28)
 269       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 270     MBB.insert(II, nMI);
 271   } else {
 272     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed, Offset);
 273   }
 274 }
 275
 276
 277 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 278   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 279   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 280   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 281   bool FP = hasFP(MF);
 282
 283   static int curgpdist = 0;
 284
 285   //handle GOP offset
 286   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAHg, 3, Alpha::R29)
 287     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 288     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 289   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAg, 3, Alpha::R29)
 290     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 291     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 292
 293   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 294   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::ALTENT, 1).addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()), true);
 295
 296   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 297   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 298
 299   if (MFI->hasCalls() && !FP) {
 300     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 301     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 302     // brackets around call sites.
 303     //If there is a frame pointer, then we don't do this
 304     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 305     DEBUG(std::cerr << "Added " << MFI->getMaxCallFrameSize()
 306           << " to the stack due to calls\n");
 307   }
 308
 309   if (FP)
 310     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 311
 312   // Do we need to allocate space on the stack?
 313   if (NumBytes == 0) return;
 314
 315   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 316   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
 317
 318   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 319   MFI->setStackSize(NumBytes);
 320
 321   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 322   NumBytes = -NumBytes;
 323   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 324     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 325       .addReg(Alpha::R30);
 326   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 327     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 328       .addReg(Alpha::R30);
 329     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 330       .addReg(Alpha::R30);
 331   } else {
 332     std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 333     abort();
 334   }
 335
 336   //now if we need to, save the old FP and set the new
 337   if (FP)
 338   {
 339     if (EnableAlphaLSMark)
 340       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(1)
 341         .addImm(getUID());
 342     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::STQ, 3).addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 343     //this must be the last instr in the prolog
 344     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R15).addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 345   }
 346
 347 }
 348
 349 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 350                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 351   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 352   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 353   assert(MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG
 354          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 355
 356   bool FP = hasFP(MF);
 357
 358   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 359   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 360
 361   //now if we need to, restore the old FP
 362   if (FP)
 363   {
 364     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 365     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 366       .addReg(Alpha::R15);
 367     //restore the FP
 368     if (EnableAlphaLSMark)
 369       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(2)
 370         .addImm(getUID());
 371     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDQ, 2, Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 372   }
 373
 374    if (NumBytes != 0)
 375      {
 376        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 377          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 378            .addReg(Alpha::R30);
 379        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 380          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30)
 381            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 382          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 383            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 384        } else {
 385          std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 386          abort();
 387        }
 388      }
 389 }
 390
 391 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 392
 393 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 394 {
 395   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 396   return s;
 397 }