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/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  30 #include "llvm/Support/Debug.h"
  31 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  33 #include <cstdlib>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 //These describe LDAx
  37 static const int IMM_LOW  = -32768;
  38 static const int IMM_HIGH = 32767;
  39 static const int IMM_MULT = 65536;
  40
  41 static long getUpper16(long l)
  42 {
  43   long y = l / IMM_MULT;
  44   if (l % IMM_MULT > IMM_HIGH)
  45     ++y;
  46   return y;
  47 }
  48
  49 static long getLower16(long l)
  50 {
  51   long h = getUpper16(l);
  52   return l - h * IMM_MULT;
  53 }
  54
  55 AlphaRegisterInfo::AlphaRegisterInfo(const TargetInstrInfo &tii)
  56   : AlphaGenRegisterInfo(Alpha::ADJUSTSTACKDOWN, Alpha::ADJUSTSTACKUP),
  57     TII(tii)
  58 {
  59 }
  60
  61 void
  62 AlphaRegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  63                                        MachineBasicBlock::iterator MI,
  64                                        unsigned SrcReg, int FrameIdx,
  65                                        const TargetRegisterClass *RC) const {
  66   //cerr << "Trying to store " << getPrettyName(SrcReg) << " to "
  67   //     << FrameIdx << "\n";
  68   //BuildMI(MBB, MI, Alpha::WTF, 0).addReg(SrcReg);
  69   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  70     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::STS))
  71       .addReg(SrcReg, false, false, true)
  72       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  73   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
  74     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::STT))
  75       .addReg(SrcReg, false, false, true)
  76       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  77   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
  78     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::STQ))
  79       .addReg(SrcReg, false, false, true)
  80       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  81   else
  82     abort();
  83 }
  84
  85 void
  86 AlphaRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  87                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
  88                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
  89                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
  90   //cerr << "Trying to load " << getPrettyName(DestReg) << " to "
  91   //     << FrameIdx << "\n";
  92   if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass)
  93     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::LDS), DestReg)
  94       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  95   else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass)
  96     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::LDT), DestReg)
  97       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  98   else if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass)
  99     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::LDQ), DestReg)
 100       .addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 101   else
 102     abort();
 103 }
 104
 105 MachineInstr *AlphaRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
 106                                                  unsigned OpNum,
 107                                                  int FrameIndex) const {
 108    // Make sure this is a reg-reg copy.
 109    unsigned Opc = MI->getOpcode();
 110
 111    MachineInstr *NewMI = NULL;
 112    switch(Opc) {
 113    default:
 114      break;
 115    case Alpha::BISr:
 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::BISr) ? Alpha::STQ :
 122            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::STS : Alpha::STT);
 123          NewMI = BuildMI(TII.get(Opc)).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 124            .addReg(Alpha::F31);
 125        } else {           // load -> move
 126          unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
 127          Opc = (Opc == Alpha::BISr) ? Alpha::LDQ :
 128            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::LDS : Alpha::LDT);
 129          NewMI = BuildMI(TII.get(Opc), OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
 130            .addReg(Alpha::F31);
 131        }
 132      }
 133      break;
 134    }
 135   if (NewMI)
 136     NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
 137   return 0;
 138 }
 139
 140
 141 void AlphaRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 142                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
 143                                      unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 144                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 145   //cerr << "copyRegToReg " << DestReg << " <- " << SrcReg << "\n";
 146   if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass) {
 147     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::BISr), DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 148   } else if (RC == Alpha::F4RCRegisterClass) {
 149     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::CPYSS), DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 150   } else if (RC == Alpha::F8RCRegisterClass) {
 151     BuildMI(MBB, MI, TII.get(Alpha::CPYST), DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 152   } else {
 153     cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 154     abort();
 155   }
 156 }
 157
 158 void AlphaRegisterInfo::reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
 159                                       MachineBasicBlock::iterator I,
 160                                       unsigned DestReg,
 161                                       const MachineInstr *Orig) const {
 162   MachineInstr *MI = Orig->clone();
 163   MI->getOperand(0).setReg(DestReg);
 164   MBB.insert(I, MI);
 165 }
 166
 167 const unsigned* AlphaRegisterInfo::getCalleeSavedRegs() const {
 168   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 169     Alpha::R9, Alpha::R10,
 170     Alpha::R11, Alpha::R12,
 171     Alpha::R13, Alpha::R14,
 172     Alpha::F2, Alpha::F3,
 173     Alpha::F4, Alpha::F5,
 174     Alpha::F6, Alpha::F7,
 175     Alpha::F8, Alpha::F9,  0
 176   };
 177   return CalleeSavedRegs;
 178 }
 179
 180 const TargetRegisterClass* const*
 181 AlphaRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses() const {
 182   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
 183     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 184     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 185     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 186     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 187     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 188     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 189     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,  0
 190   };
 191   return CalleeSavedRegClasses;
 192 }
 193
 194 BitVector AlphaRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 195   BitVector Reserved(getNumRegs());
 196   Reserved.set(Alpha::R15);
 197   Reserved.set(Alpha::R30);
 198   Reserved.set(Alpha::R31);
 199   return Reserved;
 200 }
 201
 202 //===----------------------------------------------------------------------===//
 203 // Stack Frame Processing methods
 204 //===----------------------------------------------------------------------===//
 205
 206 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 207 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 208 // if frame pointer elimination is disabled.
 209 //
 210 bool AlphaRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 211   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 212   return MFI->hasVarSizedObjects();
 213 }
 214
 215 void AlphaRegisterInfo::
 216 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 217                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 218   if (hasFP(MF)) {
 219     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 220     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 221     // <amt>'
 222     MachineInstr *Old = I;
 223     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 224     if (Amount != 0) {
 225       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 226       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 227       // alignment boundary.
 228       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 229       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 230
 231       MachineInstr *New;
 232       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 233         New=BuildMI(TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 234           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 235       } else {
 236          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 237          New=BuildMI(TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 238           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 239       }
 240
 241       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 242       MBB.insert(I, New);
 243     }
 244   }
 245
 246   MBB.erase(I);
 247 }
 248
 249 //Alpha has a slightly funny stack:
 250 //Args
 251 //<- incoming SP
 252 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 253 //<- FP
 254 //variable locals
 255 //<- SP
 256
 257 void AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 258                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 259   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 260
 261   unsigned i = 0;
 262   MachineInstr &MI = *II;
 263   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 264   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 265   bool FP = hasFP(MF);
 266
 267   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 268     ++i;
 269     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 270   }
 271
 272   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 273
 274   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 275   MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30, false);
 276
 277   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 278   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 279
 280   DOUT << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n";
 281
 282   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 283
 284   DOUT << "Corrected Offset " << Offset
 285        << " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n";
 286
 287   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 288     DOUT << "Unconditionally using R28 for evil purposes Offset: "
 289          << Offset << "\n";
 290     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the
 291     //original inst off the SP/FP
 292     //fix up the old:
 293     MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(Alpha::R28, false);
 294     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(getLower16(Offset));
 295     //insert the new
 296     MachineInstr* nMI=BuildMI(TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R28)
 297       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 298     MBB.insert(II, nMI);
 299   } else {
 300     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(Offset);
 301   }
 302 }
 303
 304
 305 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 306   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 307   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 308   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 309   bool FP = hasFP(MF);
 310
 311   static int curgpdist = 0;
 312
 313   //handle GOP offset
 314   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAHg), Alpha::R29)
 315     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 316     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 317   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAg), Alpha::R29)
 318     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 319     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 320
 321   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 322   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::ALTENT))
 323     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()));
 324
 325   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 326   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 327
 328   if (FP)
 329     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 330
 331   // Do we need to allocate space on the stack?
 332   if (NumBytes == 0) return;
 333
 334   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 335   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
 336
 337   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 338   MFI->setStackSize(NumBytes);
 339
 340   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 341   NumBytes = -NumBytes;
 342   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 343     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 344       .addReg(Alpha::R30);
 345   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 346     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 347       .addReg(Alpha::R30);
 348     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 349       .addReg(Alpha::R30);
 350   } else {
 351     cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 352     abort();
 353   }
 354
 355   //now if we need to, save the old FP and set the new
 356   if (FP)
 357   {
 358     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::STQ))
 359       .addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 360     //this must be the last instr in the prolog
 361     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::BISr), Alpha::R15)
 362       .addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 363   }
 364
 365 }
 366
 367 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 368                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 369   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 370   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 371   assert(MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG ||
 372          MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAGp
 373          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 374
 375   bool FP = hasFP(MF);
 376
 377   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 378   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 379
 380   //now if we need to, restore the old FP
 381   if (FP)
 382   {
 383     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 384     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::BISr), Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 385       .addReg(Alpha::R15);
 386     //restore the FP
 387     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDQ), Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 388   }
 389
 390    if (NumBytes != 0)
 391      {
 392        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 393          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 394            .addReg(Alpha::R30);
 395        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 396          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R30)
 397            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 398          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 399            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 400        } else {
 401          cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 402          abort();
 403        }
 404      }
 405 }
 406
 407 unsigned AlphaRegisterInfo::getRARegister() const {
 408   assert(0 && "What is the return address register");
 409   return 0;
 410 }
 411
 412 unsigned AlphaRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 413   return hasFP(MF) ? Alpha::R15 : Alpha::R30;
 414 }
 415
 416 unsigned AlphaRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 417   assert(0 && "What is the exception register");
 418   return 0;
 419 }
 420
 421 unsigned AlphaRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 422   assert(0 && "What is the exception handler register");
 423   return 0;
 424 }
 425
 426 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 427
 428 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 429 {
 430   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 431   return s;
 432 }