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