lib/Target/MBlaze/MBlazeRegisterInfo.cpp

   1 //===- MBlazeRegisterInfo.cpp - MBlaze 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 MBlaze implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "mblaze-reg-info"
  16
  17 #include "MBlaze.h"
  18 #include "MBlazeSubtarget.h"
  19 #include "MBlazeRegisterInfo.h"
  20 #include "MBlazeMachineFunction.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/Type.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  39
  40 using namespace llvm;
  41
  42 MBlazeRegisterInfo::
  43 MBlazeRegisterInfo(const MBlazeSubtarget &ST, const TargetInstrInfo &tii)
  44   : MBlazeGenRegisterInfo(MBlaze::ADJCALLSTACKDOWN, MBlaze::ADJCALLSTACKUP),
  45     Subtarget(ST), TII(tii) {}
  46
  47 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  48 /// MBlaze::R0, return the number that it corresponds to (e.g. 0).
  49 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
  50   switch (RegEnum) {
  51     case MBlaze::R0  : case MBlaze::F0  : return 0;
  52     case MBlaze::R1  : case MBlaze::F1  : return 1;
  53     case MBlaze::R2  : case MBlaze::F2  : return 2;
  54     case MBlaze::R3  : case MBlaze::F3  : return 3;
  55     case MBlaze::R4  : case MBlaze::F4  : return 4;
  56     case MBlaze::R5  : case MBlaze::F5  : return 5;
  57     case MBlaze::R6  : case MBlaze::F6  : return 6;
  58     case MBlaze::R7  : case MBlaze::F7  : return 7;
  59     case MBlaze::R8  : case MBlaze::F8  : return 8;
  60     case MBlaze::R9  : case MBlaze::F9  : return 9;
  61     case MBlaze::R10 : case MBlaze::F10 : return 10;
  62     case MBlaze::R11 : case MBlaze::F11 : return 11;
  63     case MBlaze::R12 : case MBlaze::F12 : return 12;
  64     case MBlaze::R13 : case MBlaze::F13 : return 13;
  65     case MBlaze::R14 : case MBlaze::F14 : return 14;
  66     case MBlaze::R15 : case MBlaze::F15 : return 15;
  67     case MBlaze::R16 : case MBlaze::F16 : return 16;
  68     case MBlaze::R17 : case MBlaze::F17 : return 17;
  69     case MBlaze::R18 : case MBlaze::F18 : return 18;
  70     case MBlaze::R19 : case MBlaze::F19 : return 19;
  71     case MBlaze::R20 : case MBlaze::F20 : return 20;
  72     case MBlaze::R21 : case MBlaze::F21 : return 21;
  73     case MBlaze::R22 : case MBlaze::F22 : return 22;
  74     case MBlaze::R23 : case MBlaze::F23 : return 23;
  75     case MBlaze::R24 : case MBlaze::F24 : return 24;
  76     case MBlaze::R25 : case MBlaze::F25 : return 25;
  77     case MBlaze::R26 : case MBlaze::F26 : return 26;
  78     case MBlaze::R27 : case MBlaze::F27 : return 27;
  79     case MBlaze::R28 : case MBlaze::F28 : return 28;
  80     case MBlaze::R29 : case MBlaze::F29 : return 29;
  81     case MBlaze::R30 : case MBlaze::F30 : return 30;
  82     case MBlaze::R31 : case MBlaze::F31 : return 31;
  83     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
  84   }
  85   return 0; // Not reached
  86 }
  87
  88 /// getRegisterFromNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  89 /// MBlaze::R0, return the number that it corresponds to (e.g. 0).
  90 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRegisterFromNumbering(unsigned Reg) {
  91   switch (Reg) {
  92     case 0  : return MBlaze::R0;
  93     case 1  : return MBlaze::R1;
  94     case 2  : return MBlaze::R2;
  95     case 3  : return MBlaze::R3;
  96     case 4  : return MBlaze::R4;
  97     case 5  : return MBlaze::R5;
  98     case 6  : return MBlaze::R6;
  99     case 7  : return MBlaze::R7;
 100     case 8  : return MBlaze::R8;
 101     case 9  : return MBlaze::R9;
 102     case 10 : return MBlaze::R10;
 103     case 11 : return MBlaze::R11;
 104     case 12 : return MBlaze::R12;
 105     case 13 : return MBlaze::R13;
 106     case 14 : return MBlaze::R14;
 107     case 15 : return MBlaze::R15;
 108     case 16 : return MBlaze::R16;
 109     case 17 : return MBlaze::R17;
 110     case 18 : return MBlaze::R18;
 111     case 19 : return MBlaze::R19;
 112     case 20 : return MBlaze::R20;
 113     case 21 : return MBlaze::R21;
 114     case 22 : return MBlaze::R22;
 115     case 23 : return MBlaze::R23;
 116     case 24 : return MBlaze::R24;
 117     case 25 : return MBlaze::R25;
 118     case 26 : return MBlaze::R26;
 119     case 27 : return MBlaze::R27;
 120     case 28 : return MBlaze::R28;
 121     case 29 : return MBlaze::R29;
 122     case 30 : return MBlaze::R30;
 123     case 31 : return MBlaze::R31;
 124     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
 125   }
 126   return 0; // Not reached
 127 }
 128
 129 unsigned MBlazeRegisterInfo::getPICCallReg() {
 130   return MBlaze::R20;
 131 }
 132
 133 //===----------------------------------------------------------------------===//
 134 // Callee Saved Registers methods
 135 //===----------------------------------------------------------------------===//
 136
 137 /// MBlaze Callee Saved Registers
 138 const unsigned* MBlazeRegisterInfo::
 139 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 140   // MBlaze callee-save register range is R20 - R31
 141   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 142     MBlaze::R20, MBlaze::R21, MBlaze::R22, MBlaze::R23,
 143     MBlaze::R24, MBlaze::R25, MBlaze::R26, MBlaze::R27,
 144     MBlaze::R28, MBlaze::R29, MBlaze::R30, MBlaze::R31,
 145     0
 146   };
 147
 148   return CalleeSavedRegs;
 149 }
 150
 151 /// MBlaze Callee Saved Register Classes
 152 const TargetRegisterClass* const* MBlazeRegisterInfo::
 153 getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
 154   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRC[] = {
 155     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 156     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 157     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 158     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 159     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 160     &MBlaze::CPURegsRegClass, &MBlaze::CPURegsRegClass,
 161     0
 162   };
 163
 164   return CalleeSavedRC;
 165 }
 166
 167 BitVector MBlazeRegisterInfo::
 168 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 169   BitVector Reserved(getNumRegs());
 170   Reserved.set(MBlaze::R0);
 171   Reserved.set(MBlaze::R1);
 172   Reserved.set(MBlaze::R2);
 173   Reserved.set(MBlaze::R13);
 174   Reserved.set(MBlaze::R14);
 175   Reserved.set(MBlaze::R15);
 176   Reserved.set(MBlaze::R16);
 177   Reserved.set(MBlaze::R17);
 178   Reserved.set(MBlaze::R18);
 179   Reserved.set(MBlaze::R19);
 180   return Reserved;
 181 }
 182
 183 //===----------------------------------------------------------------------===//
 184 //
 185 // Stack Frame Processing methods
 186 // +----------------------------+
 187 //
 188 // The stack is allocated decrementing the stack pointer on
 189 // the first instruction of a function prologue. Once decremented,
 190 // all stack references are are done through a positive offset
 191 // from the stack/frame pointer, so the stack is considered
 192 // to grow up.
 193 //
 194 //===----------------------------------------------------------------------===//
 195
 196 void MBlazeRegisterInfo::adjustMBlazeStackFrame(MachineFunction &MF) const {
 197   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 198   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 199
 200   // See the description at MicroBlazeMachineFunction.h
 201   int TopCPUSavedRegOff = -1;
 202
 203   // Adjust CPU Callee Saved Registers Area. Registers RA and FP must
 204   // be saved in this CPU Area there is the need. This whole Area must
 205   // be aligned to the default Stack Alignment requirements.
 206   unsigned StackOffset = MFI->getStackSize();
 207   unsigned RegSize = 4;
 208
 209   // Replace the dummy '0' SPOffset by the negative offsets, as explained on
 210   // LowerFORMAL_ARGUMENTS. Leaving '0' for while is necessary to avoid
 211   // the approach done by calculateFrameObjectOffsets to the stack frame.
 212   MBlazeFI->adjustLoadArgsFI(MFI);
 213   MBlazeFI->adjustStoreVarArgsFI(MFI);
 214
 215   if (hasFP(MF)) {
 216     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 217                          StackOffset);
 218     MBlazeFI->setFPStackOffset(StackOffset);
 219     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 220     StackOffset += RegSize;
 221   }
 222
 223   if (MFI->hasCalls()) {
 224     MBlazeFI->setRAStackOffset(0);
 225     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 226                          StackOffset);
 227     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 228     StackOffset += RegSize;
 229   }
 230
 231   // Update frame info
 232   MFI->setStackSize(StackOffset);
 233
 234   // Recalculate the final tops offset. The final values must be '0'
 235   // if there isn't a callee saved register for CPU or FPU, otherwise
 236   // a negative offset is needed.
 237   if (TopCPUSavedRegOff >= 0)
 238     MBlazeFI->setCPUTopSavedRegOff(TopCPUSavedRegOff-StackOffset);
 239 }
 240
 241 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 242 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 243 // if frame pointer elimination is disabled.
 244 bool MBlazeRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 245   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 246   return DisableFramePointerElim(MF) || MFI->hasVarSizedObjects();
 247 }
 248
 249 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 250 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 251 void MBlazeRegisterInfo::
 252 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 253                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 254   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 255   MBB.erase(I);
 256 }
 257
 258 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 259 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 260 // direct reference.
 261 unsigned MBlazeRegisterInfo::
 262 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 263                     FrameIndexValue *Value, RegScavenger *RS) const {
 264   MachineInstr &MI = *II;
 265   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 266
 267   unsigned i = 0;
 268   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 269     ++i;
 270     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 271            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 272   }
 273
 274   unsigned oi = i == 2 ? 1 : 2;
 275
 276   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 277         errs() << "<--------->\n" << MI);
 278
 279   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 280   int stackSize  = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 281   int spOffset   = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 282
 283   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 284                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 285                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 286
 287   // as explained on LowerFormalArguments, detect negative offsets
 288   // and adjust SPOffsets considering the final stack size.
 289   int Offset = (spOffset < 0) ? (stackSize - spOffset) : (spOffset + 4);
 290   Offset    += MI.getOperand(oi).getImm();
 291
 292   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 293
 294   MI.getOperand(oi).ChangeToImmediate(Offset);
 295   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(getFrameRegister(MF), false);
 296   return 0;
 297 }
 298
 299 void MBlazeRegisterInfo::
 300 emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 301   MachineBasicBlock &MBB   = MF.front();
 302   MachineFrameInfo *MFI    = MF.getFrameInfo();
 303   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 304   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 305   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 306
 307   // Get the right frame order for MBlaze.
 308   adjustMBlazeStackFrame(MF);
 309
 310   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 311   unsigned StackSize = MFI->getStackSize();
 312
 313   // No need to allocate space on the stack.
 314   if (StackSize == 0 && !MFI->hasCalls()) return;
 315   if (StackSize < 28 && MFI->hasCalls()) StackSize = 28;
 316
 317   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 318   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 319
 320   // Adjust stack : addi R1, R1, -imm
 321   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 322       .addReg(MBlaze::R1).addImm(-StackSize);
 323
 324   // Save the return address only if the function isnt a leaf one.
 325   // swi  R15, R1, stack_loc
 326   if (MFI->hasCalls()) {
 327     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::SWI))
 328         .addReg(MBlaze::R15).addImm(RAOffset).addReg(MBlaze::R1);
 329   }
 330
 331   // if framepointer enabled, save it and set it
 332   // to point to the stack pointer
 333   if (hasFP(MF)) {
 334     // swi  R19, R1, stack_loc
 335     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::SWI))
 336       .addReg(MBlaze::R19).addImm(FPOffset).addReg(MBlaze::R1);
 337
 338     // add R19, R1, R0
 339     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R19)
 340       .addReg(MBlaze::R1).addReg(MBlaze::R0);
 341   }
 342 }
 343
 344 void MBlazeRegisterInfo::
 345 emitEpilogue(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB) const {
 346   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 347   MachineFrameInfo *MFI            = MF.getFrameInfo();
 348   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI         = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 349   DebugLoc dl = MBBI->getDebugLoc();
 350
 351   // Get the FI's where RA and FP are saved.
 352   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 353   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 354
 355   // if framepointer enabled, restore it and restore the
 356   // stack pointer
 357   if (hasFP(MF)) {
 358     // add R1, R19, R0
 359     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R1)
 360       .addReg(MBlaze::R19).addReg(MBlaze::R0);
 361
 362     // lwi  R19, R1, stack_loc
 363     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R19)
 364       .addImm(FPOffset).addReg(MBlaze::R1);
 365   }
 366
 367   // Restore the return address only if the function isnt a leaf one.
 368   // lwi R15, R1, stack_loc
 369   if (MFI->hasCalls()) {
 370     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R15)
 371       .addImm(RAOffset).addReg(MBlaze::R1);
 372   }
 373
 374   // Get the number of bytes from FrameInfo
 375   int StackSize = (int) MFI->getStackSize();
 376   if (StackSize < 28 && MFI->hasCalls()) StackSize = 28;
 377
 378   // adjust stack.
 379   // addi R1, R1, imm
 380   if (StackSize) {
 381     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 382       .addReg(MBlaze::R1).addImm(StackSize);
 383   }
 384 }
 385
 386
 387 void MBlazeRegisterInfo::
 388 processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {
 389   // Set the stack offset where GP must be saved/loaded from.
 390   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 391   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 392   if (MBlazeFI->needGPSaveRestore())
 393     MFI->setObjectOffset(MBlazeFI->getGPFI(), MBlazeFI->getGPStackOffset());
 394 }
 395
 396 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRARegister() const {
 397   return MBlaze::R15;
 398 }
 399
 400 unsigned MBlazeRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 401   return hasFP(MF) ? MBlaze::R19 : MBlaze::R1;
 402 }
 403
 404 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 405   llvm_unreachable("What is the exception register");
 406   return 0;
 407 }
 408
 409 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 410   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 411   return 0;
 412 }
 413
 414 int MBlazeRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 415   llvm_unreachable("What is the dwarf register number");
 416   return -1;
 417 }
 418
 419 #include "MBlazeGenRegisterInfo.inc"
 420