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