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 const unsigned* AlphaRegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
 149   static const unsigned CalleeSaveRegs[] = {
 150     Alpha::R9, Alpha::R10,
 151     Alpha::R11, Alpha::R12,
 152     Alpha::R13, Alpha::R14,
 153     Alpha::F2, Alpha::F3,
 154     Alpha::F4, Alpha::F5,
 155     Alpha::F6, Alpha::F7,
 156     Alpha::F8, Alpha::F9,  0
 157   };
 158   return CalleeSaveRegs;
 159 }
 160
 161 const TargetRegisterClass* const*
 162 AlphaRegisterInfo::getCalleeSaveRegClasses() const {
 163   static const TargetRegisterClass * const CalleeSaveRegClasses[] = {
 164     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 165     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 166     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 167     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 168     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 169     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 170     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,  0
 171   };
 172   return CalleeSaveRegClasses;
 173 }
 174
 175 //===----------------------------------------------------------------------===//
 176 // Stack Frame Processing methods
 177 //===----------------------------------------------------------------------===//
 178
 179 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 180 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 181 // if frame pointer elimination is disabled.
 182 //
 183 static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
 184   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 185   return MFI->hasVarSizedObjects();
 186 }
 187
 188 void AlphaRegisterInfo::
 189 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 190                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 191   if (hasFP(MF)) {
 192     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 193     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 194     // <amt>'
 195     MachineInstr *Old = I;
 196     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 197     if (Amount != 0) {
 198       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 199       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 200       // alignment boundary.
 201       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 202       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 203
 204       MachineInstr *New;
 205       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 206          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 207           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 208       } else {
 209          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 210          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 211           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 212       }
 213
 214       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 215       MBB.insert(I, New);
 216     }
 217   }
 218
 219   MBB.erase(I);
 220 }
 221
 222 //Alpha has a slightly funny stack:
 223 //Args
 224 //<- incoming SP
 225 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 226 //<- FP
 227 //variable locals
 228 //<- SP
 229
 230 void
 231 AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 232   unsigned i = 0;
 233   MachineInstr &MI = *II;
 234   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 235   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 236   bool FP = hasFP(MF);
 237
 238   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 239     ++i;
 240     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 241   }
 242
 243   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 244
 245   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 246   MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 247
 248   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 249   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 250
 251   DEBUG(std::cerr << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n");
 252
 253   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 254
 255   DEBUG(std::cerr << "Corrected Offset " << Offset <<
 256         " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n");
 257
 258   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 259     DEBUG(std::cerr << "Unconditionally using R28 for evil purposes Offset: " << Offset << "\n");
 260     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the original
 261     //inst off the SP/FP
 262     //fix up the old:
 263     MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(Alpha::R28);
 264     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(getLower16(Offset));
 265     //insert the new
 266     MachineInstr* nMI=BuildMI(Alpha::LDAH, 2, Alpha::R28)
 267       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 268     MBB.insert(II, nMI);
 269   } else {
 270     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(Offset);
 271   }
 272 }
 273
 274
 275 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 276   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 277   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 278   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 279   bool FP = hasFP(MF);
 280
 281   static int curgpdist = 0;
 282
 283   //handle GOP offset
 284   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAHg, 3, Alpha::R29)
 285     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 286     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 287   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAg, 3, Alpha::R29)
 288     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 289     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 290
 291   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 292   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::ALTENT, 1)
 293     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()));
 294
 295   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 296   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 297
 298   if (MFI->hasCalls() && !FP) {
 299     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 300     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 301     // brackets around call sites.
 302     //If there is a frame pointer, then we don't do this
 303     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 304     DEBUG(std::cerr << "Added " << MFI->getMaxCallFrameSize()
 305           << " to the stack due to calls\n");
 306   }
 307
 308   if (FP)
 309     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 310
 311   // Do we need to allocate space on the stack?
 312   if (NumBytes == 0) return;
 313
 314   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 315   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
 316
 317   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 318   MFI->setStackSize(NumBytes);
 319
 320   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 321   NumBytes = -NumBytes;
 322   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 323     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 324       .addReg(Alpha::R30);
 325   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 326     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 327       .addReg(Alpha::R30);
 328     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 329       .addReg(Alpha::R30);
 330   } else {
 331     std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 332     abort();
 333   }
 334
 335   //now if we need to, save the old FP and set the new
 336   if (FP)
 337   {
 338     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::STQ, 3).addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 339     //this must be the last instr in the prolog
 340     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R15).addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 341   }
 342
 343 }
 344
 345 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 346                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 347   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 348   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 349   assert(MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG || MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAGp
 350          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 351
 352   bool FP = hasFP(MF);
 353
 354   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 355   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 356
 357   //now if we need to, restore the old FP
 358   if (FP)
 359   {
 360     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 361     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 362       .addReg(Alpha::R15);
 363     //restore the FP
 364     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDQ, 2, Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 365   }
 366
 367    if (NumBytes != 0)
 368      {
 369        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 370          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 371            .addReg(Alpha::R30);
 372        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 373          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30)
 374            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 375          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 376            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 377        } else {
 378          std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 379          abort();
 380        }
 381      }
 382 }
 383
 384 unsigned AlphaRegisterInfo::getRARegister() const {
 385   assert(0 && "What is the return address register");
 386   return 0;
 387 }
 388
 389 unsigned AlphaRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 390   return hasFP(MF) ? Alpha::R15 : Alpha::R30;
 391 }
 392
 393 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 394
 395 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 396 {
 397   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 398   return s;
 399 }