lib/Target/Alpha/AlphaRegisterInfo.cpp

   1 //===- AlphaRegisterInfo.cpp - Alpha Register Information -------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // 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 MachineInstr *AlphaRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
  62                                                  SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
  63                                                  int FrameIndex) const {
  64    if (Ops.size() != 1) return NULL;
  65
  66    // Make sure this is a reg-reg copy.
  67    unsigned Opc = MI->getOpcode();
  68
  69    MachineInstr *NewMI = NULL;
  70    switch(Opc) {
  71    default:
  72      break;
  73    case Alpha::BISr:
  74    case Alpha::CPYSS:
  75    case Alpha::CPYST:
  76      if (MI->getOperand(1).getReg() == MI->getOperand(2).getReg()) {
  77        if (Ops[0] == 0) {  // move -> store
  78          unsigned InReg = MI->getOperand(1).getReg();
  79          Opc = (Opc == Alpha::BISr) ? Alpha::STQ :
  80            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::STS : Alpha::STT);
  81          NewMI = BuildMI(TII.get(Opc)).addReg(InReg).addFrameIndex(FrameIndex)
  82            .addReg(Alpha::F31);
  83        } else {           // load -> move
  84          unsigned OutReg = MI->getOperand(0).getReg();
  85          Opc = (Opc == Alpha::BISr) ? Alpha::LDQ :
  86            ((Opc == Alpha::CPYSS) ? Alpha::LDS : Alpha::LDT);
  87          NewMI = BuildMI(TII.get(Opc), OutReg).addFrameIndex(FrameIndex)
  88            .addReg(Alpha::F31);
  89        }
  90      }
  91      break;
  92    }
  93   if (NewMI)
  94     NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
  95   return 0;
  96 }
  97
  98 void AlphaRegisterInfo::reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
  99                                       MachineBasicBlock::iterator I,
 100                                       unsigned DestReg,
 101                                       const MachineInstr *Orig) const {
 102   MachineInstr *MI = Orig->clone();
 103   MI->getOperand(0).setReg(DestReg);
 104   MBB.insert(I, MI);
 105 }
 106
 107 const unsigned* AlphaRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF)
 108                                                                          const {
 109   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 110     Alpha::R9, Alpha::R10,
 111     Alpha::R11, Alpha::R12,
 112     Alpha::R13, Alpha::R14,
 113     Alpha::F2, Alpha::F3,
 114     Alpha::F4, Alpha::F5,
 115     Alpha::F6, Alpha::F7,
 116     Alpha::F8, Alpha::F9,  0
 117   };
 118   return CalleeSavedRegs;
 119 }
 120
 121 const TargetRegisterClass* const*
 122 AlphaRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
 123   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
 124     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 125     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 126     &Alpha::GPRCRegClass, &Alpha::GPRCRegClass,
 127     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 128     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 129     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,
 130     &Alpha::F8RCRegClass, &Alpha::F8RCRegClass,  0
 131   };
 132   return CalleeSavedRegClasses;
 133 }
 134
 135 BitVector AlphaRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 136   BitVector Reserved(getNumRegs());
 137   Reserved.set(Alpha::R15);
 138   Reserved.set(Alpha::R30);
 139   Reserved.set(Alpha::R31);
 140   return Reserved;
 141 }
 142
 143 //===----------------------------------------------------------------------===//
 144 // Stack Frame Processing methods
 145 //===----------------------------------------------------------------------===//
 146
 147 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 148 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 149 // if frame pointer elimination is disabled.
 150 //
 151 bool AlphaRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 152   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 153   return MFI->hasVarSizedObjects();
 154 }
 155
 156 void AlphaRegisterInfo::
 157 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 158                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 159   if (hasFP(MF)) {
 160     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 161     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 162     // <amt>'
 163     MachineInstr *Old = I;
 164     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImm();
 165     if (Amount != 0) {
 166       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 167       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 168       // alignment boundary.
 169       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 170       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 171
 172       MachineInstr *New;
 173       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 174         New=BuildMI(TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 175           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 176       } else {
 177          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 178          New=BuildMI(TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 179           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 180       }
 181
 182       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 183       MBB.insert(I, New);
 184     }
 185   }
 186
 187   MBB.erase(I);
 188 }
 189
 190 //Alpha has a slightly funny stack:
 191 //Args
 192 //<- incoming SP
 193 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 194 //<- FP
 195 //variable locals
 196 //<- SP
 197
 198 void AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 199                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 200   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 201
 202   unsigned i = 0;
 203   MachineInstr &MI = *II;
 204   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 205   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 206   bool FP = hasFP(MF);
 207
 208   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 209     ++i;
 210     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 211   }
 212
 213   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 214
 215   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 216   MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30, false);
 217
 218   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 219   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 220
 221   DOUT << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n";
 222
 223   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 224
 225   DOUT << "Corrected Offset " << Offset
 226        << " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n";
 227
 228   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 229     DOUT << "Unconditionally using R28 for evil purposes Offset: "
 230          << Offset << "\n";
 231     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the
 232     //original inst off the SP/FP
 233     //fix up the old:
 234     MI.getOperand(i + 1).ChangeToRegister(Alpha::R28, false);
 235     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(getLower16(Offset));
 236     //insert the new
 237     MachineInstr* nMI=BuildMI(TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R28)
 238       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 239     MBB.insert(II, nMI);
 240   } else {
 241     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(Offset);
 242   }
 243 }
 244
 245
 246 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 247   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 248   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 249   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 250   bool FP = hasFP(MF);
 251
 252   static int curgpdist = 0;
 253
 254   //handle GOP offset
 255   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAHg), Alpha::R29)
 256     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 257     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 258   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAg), Alpha::R29)
 259     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 260     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 261
 262   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 263   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::ALTENT))
 264     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()));
 265
 266   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 267   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 268
 269   if (FP)
 270     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 271
 272   // Do we need to allocate space on the stack?
 273   if (NumBytes == 0) return;
 274
 275   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 276   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
 277
 278   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 279   MFI->setStackSize(NumBytes);
 280
 281   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 282   NumBytes = -NumBytes;
 283   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 284     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 285       .addReg(Alpha::R30);
 286   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 287     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 288       .addReg(Alpha::R30);
 289     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 290       .addReg(Alpha::R30);
 291   } else {
 292     cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 293     abort();
 294   }
 295
 296   //now if we need to, save the old FP and set the new
 297   if (FP)
 298   {
 299     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::STQ))
 300       .addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 301     //this must be the last instr in the prolog
 302     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::BISr), Alpha::R15)
 303       .addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 304   }
 305
 306 }
 307
 308 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 309                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 310   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 311   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 312   assert(MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAG ||
 313          MBBI->getOpcode() == Alpha::RETDAGp
 314          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 315
 316   bool FP = hasFP(MF);
 317
 318   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 319   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 320
 321   //now if we need to, restore the old FP
 322   if (FP)
 323   {
 324     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 325     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::BISr), Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 326       .addReg(Alpha::R15);
 327     //restore the FP
 328     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDQ), Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 329   }
 330
 331    if (NumBytes != 0)
 332      {
 333        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 334          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 335            .addReg(Alpha::R30);
 336        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 337          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDAH), Alpha::R30)
 338            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 339          BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Alpha::LDA), Alpha::R30)
 340            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 341        } else {
 342          cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 343          abort();
 344        }
 345      }
 346 }
 347
 348 unsigned AlphaRegisterInfo::getRARegister() const {
 349   assert(0 && "What is the return address register");
 350   return 0;
 351 }
 352
 353 unsigned AlphaRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 354   return hasFP(MF) ? Alpha::R15 : Alpha::R30;
 355 }
 356
 357 unsigned AlphaRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 358   assert(0 && "What is the exception register");
 359   return 0;
 360 }
 361
 362 unsigned AlphaRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 363   assert(0 && "What is the exception handler register");
 364   return 0;
 365 }
 366
 367 int AlphaRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 368   assert(0 && "What is the dwarf register number");
 369   return -1;
 370 }
 371
 372 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 373
 374 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 375 {
 376   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 377   return s;
 378 }