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