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,
  79                                        const TargetRegisterClass *RC) const {
  80   //std::cerr << "Trying to store " << getPrettyName(SrcReg) << " to " << FrameIdx << "\n";
  81   //BuildMI(MBB, MI, Alpha::WTF, 0).addReg(SrcReg);
  82   if (EnableAlphaLSMark)
  83     BuildMI(MBB, MI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(1)
  84       .addImm(getUID());
  85   if (getClass(SrcReg) == Alpha::FPRCRegisterClass)
  86     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STT, 3).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  87   else if (getClass(SrcReg) == Alpha::GPRCRegisterClass)
  88     BuildMI(MBB, MI, Alpha::STQ, 3).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
  89   else
  90     abort();
  91 }
  92
  93 void
  94 AlphaRegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  95                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
  96                                         unsigned DestReg, int FrameIdx,
  97                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
  98   //std::cerr << "Trying to load " << getPrettyName(DestReg) << " to " << FrameIdx << "\n";
  99   if (EnableAlphaLSMark)
 100     BuildMI(MBB, MI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(2)
 101       .addImm(getUID());
 102   if (getClass(DestReg) == Alpha::FPRCRegisterClass)
 103     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDT, 2, DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 104   else if (getClass(DestReg) == Alpha::GPRCRegisterClass)
 105     BuildMI(MBB, MI, Alpha::LDQ, 2, DestReg).addFrameIndex(FrameIdx).addReg(Alpha::F31);
 106   else
 107     abort();
 108 }
 109
 110 unsigned
 111 AlphaRegisterInfo::isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const
 112 {
 113   switch (MI->getOpcode()) {
 114   case Alpha::LDL:
 115   case Alpha::LDQ:
 116   case Alpha::LDBU:
 117   case Alpha::LDWU:
 118   case Alpha::LDS:
 119   case Alpha::LDT:
 120     if (MI->getOperand(1).isFrameIndex()) {
 121       FrameIndex = MI->getOperand(1).getFrameIndex();
 122       return MI->getOperand(0).getReg();
 123     }
 124     break;
 125   }
 126   return 0;
 127 }
 128
 129 void AlphaRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 130                                      MachineBasicBlock::iterator MI,
 131                                      unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 132                                      const TargetRegisterClass *RC) const {
 133   //  std::cerr << "copyRegToReg " << DestReg << " <- " << SrcReg << "\n";
 134   if (RC == Alpha::GPRCRegisterClass) {
 135     BuildMI(MBB, MI, Alpha::BIS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 136   } else if (RC == Alpha::FPRCRegisterClass) {
 137     BuildMI(MBB, MI, Alpha::CPYS, 2, DestReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
 138   } else {
 139     std::cerr << "Attempt to copy register that is not GPR or FPR";
 140      abort();
 141   }
 142 }
 143
 144 //===----------------------------------------------------------------------===//
 145 // Stack Frame Processing methods
 146 //===----------------------------------------------------------------------===//
 147
 148 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 149 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 150 // if frame pointer elimination is disabled.
 151 //
 152 static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
 153   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 154   return MFI->hasVarSizedObjects();
 155 }
 156
 157 void AlphaRegisterInfo::
 158 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 159                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 160   if (hasFP(MF)) {
 161     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
 162     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
 163     // <amt>'
 164     MachineInstr *Old = I;
 165     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
 166     if (Amount != 0) {
 167       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 168       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 169       // alignment boundary.
 170       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
 171       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 172
 173       MachineInstr *New;
 174       if (Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKDOWN) {
 175          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 176           .addImm(-Amount).addReg(Alpha::R30);
 177       } else {
 178          assert(Old->getOpcode() == Alpha::ADJUSTSTACKUP);
 179          New=BuildMI(Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 180           .addImm(Amount).addReg(Alpha::R30);
 181       }
 182
 183       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 184       MBB.insert(I, New);
 185     }
 186   }
 187
 188   MBB.erase(I);
 189 }
 190
 191 //Alpha has a slightly funny stack:
 192 //Args
 193 //<- incoming SP
 194 //fixed locals (and spills, callee saved, etc)
 195 //<- FP
 196 //variable locals
 197 //<- SP
 198
 199 void
 200 AlphaRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
 201   unsigned i = 0;
 202   MachineInstr &MI = *II;
 203   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 204   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 205   bool FP = hasFP(MF);
 206
 207   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 208     ++i;
 209     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 210   }
 211
 212   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 213
 214   // Add the base register of R30 (SP) or R15 (FP).
 215   MI.SetMachineOperandReg(i + 1, FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 216
 217   // Now add the frame object offset to the offset from the virtual frame index.
 218   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 219
 220   DEBUG(std::cerr << "FI: " << FrameIndex << " Offset: " << Offset << "\n");
 221
 222   Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 223
 224   DEBUG(std::cerr << "Corrected Offset " << Offset <<
 225         " for stack size: " << MF.getFrameInfo()->getStackSize() << "\n");
 226
 227   if (Offset > IMM_HIGH || Offset < IMM_LOW) {
 228     //so in this case, we need to use a temporary register, and move the original
 229     //inst off the SP/FP
 230     //fix up the old:
 231     MI.SetMachineOperandReg(i + 1, Alpha::R28);
 232     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed,
 233                               getLower16(Offset));
 234     //insert the new
 235     MachineInstr* nMI=BuildMI(Alpha::LDAH, 2, Alpha::R28)
 236       .addImm(getUpper16(Offset)).addReg(FP ? Alpha::R15 : Alpha::R30);
 237     MBB.insert(II, nMI);
 238   } else {
 239     MI.SetMachineOperandConst(i, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed, Offset);
 240   }
 241 }
 242
 243
 244 void AlphaRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 245   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 246   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 247   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 248   bool FP = hasFP(MF);
 249
 250   static int curgpdist = 0;
 251
 252   //handle GOP offset
 253   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAHg, 3, Alpha::R29)
 254     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 255     .addReg(Alpha::R27).addImm(++curgpdist);
 256   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAg, 3, Alpha::R29)
 257     .addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()))
 258     .addReg(Alpha::R29).addImm(curgpdist);
 259
 260   //evil const_cast until MO stuff setup to handle const
 261   BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::ALTENT, 1).addGlobalAddress(const_cast<Function*>(MF.getFunction()), true);
 262
 263   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 264   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 265
 266   if (MFI->hasCalls() && !FP) {
 267     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
 268     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
 269     // brackets around call sites.
 270     //If there is a frame pointer, then we don't do this
 271     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 272     DEBUG(std::cerr << "Added " << MFI->getMaxCallFrameSize()
 273           << " to the stack due to calls\n");
 274   }
 275
 276   if (FP)
 277     NumBytes += 8; //reserve space for the old FP
 278
 279   // Do we need to allocate space on the stack?
 280   if (NumBytes == 0) return;
 281
 282   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 283   MFI->setStackSize(NumBytes);
 284
 285   // adjust stack pointer: r30 -= numbytes
 286   NumBytes = -NumBytes;
 287   if (NumBytes >= IMM_LOW) {
 288     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 289       .addReg(Alpha::R30);
 290   } else if (getUpper16(NumBytes) >= IMM_LOW) {
 291     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30).addImm(getUpper16(NumBytes))
 292       .addReg(Alpha::R30);
 293     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(getLower16(NumBytes))
 294       .addReg(Alpha::R30);
 295   } else {
 296     std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 297     abort();
 298   }
 299
 300   //now if we need to, save the old FP and set the new
 301   if (FP)
 302   {
 303     if (EnableAlphaLSMark)
 304       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(1)
 305         .addImm(getUID());
 306     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::STQ, 3).addReg(Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R30);
 307     //this must be the last instr in the prolog
 308     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R15).addReg(Alpha::R30).addReg(Alpha::R30);
 309   }
 310
 311 }
 312
 313 void AlphaRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 314                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 315   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 316   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 317   assert((MBBI->getOpcode() == Alpha::RET)
 318          && "Can only insert epilog into returning blocks");
 319
 320   bool FP = hasFP(MF);
 321
 322   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 323   long NumBytes = MFI->getStackSize();
 324
 325   //now if we need to, restore the old FP
 326   if (FP)
 327   {
 328     //copy the FP into the SP (discards allocas)
 329     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::BIS, 2, Alpha::R30).addReg(Alpha::R15)
 330       .addReg(Alpha::R15);
 331     //restore the FP
 332     if (EnableAlphaLSMark)
 333       BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::MEMLABEL, 4).addImm(4).addImm(0).addImm(2)
 334         .addImm(getUID());
 335     BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDQ, 2, Alpha::R15).addImm(0).addReg(Alpha::R15);
 336   }
 337
 338    if (NumBytes != 0)
 339      {
 340        if (NumBytes <= IMM_HIGH) {
 341          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30).addImm(NumBytes)
 342            .addReg(Alpha::R30);
 343        } else if (getUpper16(NumBytes) <= IMM_HIGH) {
 344          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDAH, 2, Alpha::R30)
 345            .addImm(getUpper16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 346          BuildMI(MBB, MBBI, Alpha::LDA, 2, Alpha::R30)
 347            .addImm(getLower16(NumBytes)).addReg(Alpha::R30);
 348        } else {
 349          std::cerr << "Too big a stack frame at " << NumBytes << "\n";
 350          abort();
 351        }
 352      }
 353 }
 354
 355 #include "AlphaGenRegisterInfo.inc"
 356
 357 std::string AlphaRegisterInfo::getPrettyName(unsigned reg)
 358 {
 359   std::string s(RegisterDescriptors[reg].Name);
 360   return s;
 361 }