lib/Target/PowerPC/PPCFrameLowering.cpp

   1 //=====- PPCFrameLowering.cpp - PPC Frame 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 PPC implementation of TargetFrameLowering class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "PPCFrameLowering.h"
  15 #include "PPCInstrInfo.h"
  16 #include "PPCMachineFunctionInfo.h"
  17 #include "llvm/Function.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 // FIXME This disables some code that aligns the stack to a boundary bigger than
  29 // the default (16 bytes on Darwin) when there is a stack local of greater
  30 // alignment.  This does not currently work, because the delta between old and
  31 // new stack pointers is added to offsets that reference incoming parameters
  32 // after the prolog is generated, and the code that does that doesn't handle a
  33 // variable delta.  You don't want to do that anyway; a better approach is to
  34 // reserve another register that retains to the incoming stack pointer, and
  35 // reference parameters relative to that.
  36 #define ALIGN_STACK 0
  37
  38
  39 /// VRRegNo - Map from a numbered VR register to its enum value.
  40 ///
  41 static const unsigned short VRRegNo[] = {
  42  PPC::V0 , PPC::V1 , PPC::V2 , PPC::V3 , PPC::V4 , PPC::V5 , PPC::V6 , PPC::V7 ,
  43  PPC::V8 , PPC::V9 , PPC::V10, PPC::V11, PPC::V12, PPC::V13, PPC::V14, PPC::V15,
  44  PPC::V16, PPC::V17, PPC::V18, PPC::V19, PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
  45  PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27, PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31
  46 };
  47
  48 /// RemoveVRSaveCode - We have found that this function does not need any code
  49 /// to manipulate the VRSAVE register, even though it uses vector registers.
  50 /// This can happen when the only registers used are known to be live in or out
  51 /// of the function.  Remove all of the VRSAVE related code from the function.
  52 static void RemoveVRSaveCode(MachineInstr *MI) {
  53   MachineBasicBlock *Entry = MI->getParent();
  54   MachineFunction *MF = Entry->getParent();
  55
  56   // We know that the MTVRSAVE instruction immediately follows MI.  Remove it.
  57   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MI;
  58   ++MBBI;
  59   assert(MBBI != Entry->end() && MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE);
  60   MBBI->eraseFromParent();
  61
  62   bool RemovedAllMTVRSAVEs = true;
  63   // See if we can find and remove the MTVRSAVE instruction from all of the
  64   // epilog blocks.
  65   for (MachineFunction::iterator I = MF->begin(), E = MF->end(); I != E; ++I) {
  66     // If last instruction is a return instruction, add an epilogue
  67     if (!I->empty() && I->back().getDesc().isReturn()) {
  68       bool FoundIt = false;
  69       for (MBBI = I->end(); MBBI != I->begin(); ) {
  70         --MBBI;
  71         if (MBBI->getOpcode() == PPC::MTVRSAVE) {
  72           MBBI->eraseFromParent();  // remove it.
  73           FoundIt = true;
  74           break;
  75         }
  76       }
  77       RemovedAllMTVRSAVEs &= FoundIt;
  78     }
  79   }
  80
  81   // If we found and removed all MTVRSAVE instructions, remove the read of
  82   // VRSAVE as well.
  83   if (RemovedAllMTVRSAVEs) {
  84     MBBI = MI;
  85     assert(MBBI != Entry->begin() && "UPDATE_VRSAVE is first instr in block?");
  86     --MBBI;
  87     assert(MBBI->getOpcode() == PPC::MFVRSAVE && "VRSAVE instrs wandered?");
  88     MBBI->eraseFromParent();
  89   }
  90
  91   // Finally, nuke the UPDATE_VRSAVE.
  92   MI->eraseFromParent();
  93 }
  94
  95 // HandleVRSaveUpdate - MI is the UPDATE_VRSAVE instruction introduced by the
  96 // instruction selector.  Based on the vector registers that have been used,
  97 // transform this into the appropriate ORI instruction.
  98 static void HandleVRSaveUpdate(MachineInstr *MI, const TargetInstrInfo &TII) {
  99   MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 100   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 101
 102   unsigned UsedRegMask = 0;
 103   for (unsigned i = 0; i != 32; ++i)
 104     if (MF->getRegInfo().isPhysRegUsed(VRRegNo[i]))
 105       UsedRegMask |= 1 << (31-i);
 106
 107   // Live in and live out values already must be in the mask, so don't bother
 108   // marking them.
 109   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator
 110        I = MF->getRegInfo().livein_begin(),
 111        E = MF->getRegInfo().livein_end(); I != E; ++I) {
 112     unsigned RegNo = getPPCRegisterNumbering(I->first);
 113     if (VRRegNo[RegNo] == I->first)        // If this really is a vector reg.
 114       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 115   }
 116   for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator
 117        I = MF->getRegInfo().liveout_begin(),
 118        E = MF->getRegInfo().liveout_end(); I != E; ++I) {
 119     unsigned RegNo = getPPCRegisterNumbering(*I);
 120     if (VRRegNo[RegNo] == *I)              // If this really is a vector reg.
 121       UsedRegMask &= ~(1 << (31-RegNo));   // Doesn't need to be marked.
 122   }
 123
 124   // If no registers are used, turn this into a copy.
 125   if (UsedRegMask == 0) {
 126     // Remove all VRSAVE code.
 127     RemoveVRSaveCode(MI);
 128     return;
 129   }
 130
 131   unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
 132   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
 133
 134   if ((UsedRegMask & 0xFFFF) == UsedRegMask) {
 135     if (DstReg != SrcReg)
 136       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORI), DstReg)
 137         .addReg(SrcReg)
 138         .addImm(UsedRegMask);
 139     else
 140       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORI), DstReg)
 141         .addReg(SrcReg, RegState::Kill)
 142         .addImm(UsedRegMask);
 143   } else if ((UsedRegMask & 0xFFFF0000) == UsedRegMask) {
 144     if (DstReg != SrcReg)
 145       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORIS), DstReg)
 146         .addReg(SrcReg)
 147         .addImm(UsedRegMask >> 16);
 148     else
 149       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORIS), DstReg)
 150         .addReg(SrcReg, RegState::Kill)
 151         .addImm(UsedRegMask >> 16);
 152   } else {
 153     if (DstReg != SrcReg)
 154       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORIS), DstReg)
 155         .addReg(SrcReg)
 156         .addImm(UsedRegMask >> 16);
 157     else
 158       BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORIS), DstReg)
 159         .addReg(SrcReg, RegState::Kill)
 160         .addImm(UsedRegMask >> 16);
 161
 162     BuildMI(*MI->getParent(), MI, dl, TII.get(PPC::ORI), DstReg)
 163       .addReg(DstReg, RegState::Kill)
 164       .addImm(UsedRegMask & 0xFFFF);
 165   }
 166
 167   // Remove the old UPDATE_VRSAVE instruction.
 168   MI->eraseFromParent();
 169 }
 170
 171 /// determineFrameLayout - Determine the size of the frame and maximum call
 172 /// frame size.
 173 void PPCFrameLowering::determineFrameLayout(MachineFunction &MF) const {
 174   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 175
 176   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 177   unsigned FrameSize = MFI->getStackSize();
 178
 179   // Get the alignments provided by the target, and the maximum alignment
 180   // (if any) of the fixed frame objects.
 181   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 182   unsigned TargetAlign = getStackAlignment();
 183   unsigned AlignMask = TargetAlign - 1;  //
 184
 185   // If we are a leaf function, and use up to 224 bytes of stack space,
 186   // don't have a frame pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need
 187   // to adjust the stack pointer (we fit in the Red Zone).
 188   bool DisableRedZone = MF.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::NoRedZone);
 189   // FIXME SVR4 The 32-bit SVR4 ABI has no red zone.
 190   if (!DisableRedZone &&
 191       FrameSize <= 224 &&                          // Fits in red zone.
 192       !MFI->hasVarSizedObjects() &&                // No dynamic alloca.
 193       !MFI->adjustsStack() &&                      // No calls.
 194       (!ALIGN_STACK || MaxAlign <= TargetAlign)) { // No special alignment.
 195     // No need for frame
 196     MFI->setStackSize(0);
 197     return;
 198   }
 199
 200   // Get the maximum call frame size of all the calls.
 201   unsigned maxCallFrameSize = MFI->getMaxCallFrameSize();
 202
 203   // Maximum call frame needs to be at least big enough for linkage and 8 args.
 204   unsigned minCallFrameSize = getMinCallFrameSize(Subtarget.isPPC64(),
 205                                                   Subtarget.isDarwinABI());
 206   maxCallFrameSize = std::max(maxCallFrameSize, minCallFrameSize);
 207
 208   // If we have dynamic alloca then maxCallFrameSize needs to be aligned so
 209   // that allocations will be aligned.
 210   if (MFI->hasVarSizedObjects())
 211     maxCallFrameSize = (maxCallFrameSize + AlignMask) & ~AlignMask;
 212
 213   // Update maximum call frame size.
 214   MFI->setMaxCallFrameSize(maxCallFrameSize);
 215
 216   // Include call frame size in total.
 217   FrameSize += maxCallFrameSize;
 218
 219   // Make sure the frame is aligned.
 220   FrameSize = (FrameSize + AlignMask) & ~AlignMask;
 221
 222   // Update frame info.
 223   MFI->setStackSize(FrameSize);
 224 }
 225
 226 // hasFP - Return true if the specified function actually has a dedicated frame
 227 // pointer register.
 228 bool PPCFrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 229   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 230   // FIXME: This is pretty much broken by design: hasFP() might be called really
 231   // early, before the stack layout was calculated and thus hasFP() might return
 232   // true or false here depending on the time of call.
 233   return (MFI->getStackSize()) && needsFP(MF);
 234 }
 235
 236 // needsFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 237 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 238 // if frame pointer elimination is disabled.
 239 bool PPCFrameLowering::needsFP(const MachineFunction &MF) const {
 240   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 241
 242   // Naked functions have no stack frame pushed, so we don't have a frame
 243   // pointer.
 244   if (MF.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::Naked))
 245     return false;
 246
 247   return DisableFramePointerElim(MF) || MFI->hasVarSizedObjects() ||
 248     (GuaranteedTailCallOpt && MF.getInfo<PPCFunctionInfo>()->hasFastCall());
 249 }
 250
 251
 252 void PPCFrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 253   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 254   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 255   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 256   const PPCInstrInfo &TII =
 257     *static_cast<const PPCInstrInfo*>(MF.getTarget().getInstrInfo());
 258
 259   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
 260   DebugLoc dl;
 261   bool needsFrameMoves = MMI.hasDebugInfo() ||
 262     MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
 263
 264   // Prepare for frame info.
 265   MCSymbol *FrameLabel = 0;
 266
 267   // Scan the prolog, looking for an UPDATE_VRSAVE instruction.  If we find it,
 268   // process it.
 269   for (unsigned i = 0; MBBI != MBB.end(); ++i, ++MBBI) {
 270     if (MBBI->getOpcode() == PPC::UPDATE_VRSAVE) {
 271       HandleVRSaveUpdate(MBBI, TII);
 272       break;
 273     }
 274   }
 275
 276   // Move MBBI back to the beginning of the function.
 277   MBBI = MBB.begin();
 278
 279   // Work out frame sizes.
 280   // FIXME: determineFrameLayout() may change the frame size. This should be
 281   // moved upper, to some hook.
 282   determineFrameLayout(MF);
 283   unsigned FrameSize = MFI->getStackSize();
 284
 285   int NegFrameSize = -FrameSize;
 286
 287   // Get processor type.
 288   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
 289   // Get operating system
 290   bool isDarwinABI = Subtarget.isDarwinABI();
 291   // Check if the link register (LR) must be saved.
 292   PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 293   bool MustSaveLR = FI->mustSaveLR();
 294   // Do we have a frame pointer for this function?
 295   bool HasFP = hasFP(MF);
 296
 297   int LROffset = PPCFrameLowering::getReturnSaveOffset(isPPC64, isDarwinABI);
 298
 299   int FPOffset = 0;
 300   if (HasFP) {
 301     if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 302       MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 303       int FPIndex = FI->getFramePointerSaveIndex();
 304       assert(FPIndex && "No Frame Pointer Save Slot!");
 305       FPOffset = FFI->getObjectOffset(FPIndex);
 306     } else {
 307       FPOffset = PPCFrameLowering::getFramePointerSaveOffset(isPPC64, isDarwinABI);
 308     }
 309   }
 310
 311   if (isPPC64) {
 312     if (MustSaveLR)
 313       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::MFLR8), PPC::X0);
 314
 315     if (HasFP)
 316       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STD))
 317         .addReg(PPC::X31)
 318         .addImm(FPOffset/4)
 319         .addReg(PPC::X1);
 320
 321     if (MustSaveLR)
 322       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STD))
 323         .addReg(PPC::X0)
 324         .addImm(LROffset / 4)
 325         .addReg(PPC::X1);
 326   } else {
 327     if (MustSaveLR)
 328       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::MFLR), PPC::R0);
 329
 330     if (HasFP)
 331       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STW))
 332         .addReg(PPC::R31)
 333         .addImm(FPOffset)
 334         .addReg(PPC::R1);
 335
 336     if (MustSaveLR)
 337       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STW))
 338         .addReg(PPC::R0)
 339         .addImm(LROffset)
 340         .addReg(PPC::R1);
 341   }
 342
 343   // Skip if a leaf routine.
 344   if (!FrameSize) return;
 345
 346   // Get stack alignments.
 347   unsigned TargetAlign = getStackAlignment();
 348   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 349
 350   // Adjust stack pointer: r1 += NegFrameSize.
 351   // If there is a preferred stack alignment, align R1 now
 352   if (!isPPC64) {
 353     // PPC32.
 354     if (ALIGN_STACK && MaxAlign > TargetAlign) {
 355       assert(isPowerOf2_32(MaxAlign) && isInt<16>(MaxAlign) &&
 356              "Invalid alignment!");
 357       assert(isInt<16>(NegFrameSize) && "Unhandled stack size and alignment!");
 358
 359       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::RLWINM), PPC::R0)
 360         .addReg(PPC::R1)
 361         .addImm(0)
 362         .addImm(32 - Log2_32(MaxAlign))
 363         .addImm(31);
 364       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::SUBFIC) ,PPC::R0)
 365         .addReg(PPC::R0, RegState::Kill)
 366         .addImm(NegFrameSize);
 367       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STWUX))
 368         .addReg(PPC::R1)
 369         .addReg(PPC::R1)
 370         .addReg(PPC::R0);
 371     } else if (isInt<16>(NegFrameSize)) {
 372       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STWU), PPC::R1)
 373         .addReg(PPC::R1)
 374         .addImm(NegFrameSize)
 375         .addReg(PPC::R1);
 376     } else {
 377       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LIS), PPC::R0)
 378         .addImm(NegFrameSize >> 16);
 379       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ORI), PPC::R0)
 380         .addReg(PPC::R0, RegState::Kill)
 381         .addImm(NegFrameSize & 0xFFFF);
 382       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STWUX))
 383         .addReg(PPC::R1)
 384         .addReg(PPC::R1)
 385         .addReg(PPC::R0);
 386     }
 387   } else {    // PPC64.
 388     if (ALIGN_STACK && MaxAlign > TargetAlign) {
 389       assert(isPowerOf2_32(MaxAlign) && isInt<16>(MaxAlign) &&
 390              "Invalid alignment!");
 391       assert(isInt<16>(NegFrameSize) && "Unhandled stack size and alignment!");
 392
 393       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::RLDICL), PPC::X0)
 394         .addReg(PPC::X1)
 395         .addImm(0)
 396         .addImm(64 - Log2_32(MaxAlign));
 397       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::SUBFIC8), PPC::X0)
 398         .addReg(PPC::X0)
 399         .addImm(NegFrameSize);
 400       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STDUX))
 401         .addReg(PPC::X1)
 402         .addReg(PPC::X1)
 403         .addReg(PPC::X0);
 404     } else if (isInt<16>(NegFrameSize)) {
 405       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STDU), PPC::X1)
 406         .addReg(PPC::X1)
 407         .addImm(NegFrameSize / 4)
 408         .addReg(PPC::X1);
 409     } else {
 410       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LIS8), PPC::X0)
 411         .addImm(NegFrameSize >> 16);
 412       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ORI8), PPC::X0)
 413         .addReg(PPC::X0, RegState::Kill)
 414         .addImm(NegFrameSize & 0xFFFF);
 415       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::STDUX))
 416         .addReg(PPC::X1)
 417         .addReg(PPC::X1)
 418         .addReg(PPC::X0);
 419     }
 420   }
 421
 422   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
 423
 424   // Add the "machine moves" for the instructions we generated above, but in
 425   // reverse order.
 426   if (needsFrameMoves) {
 427     // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
 428     FrameLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 429     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::PROLOG_LABEL)).addSym(FrameLabel);
 430
 431     // Show update of SP.
 432     if (NegFrameSize) {
 433       MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
 434       MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP, NegFrameSize);
 435       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SPDst, SPSrc));
 436     } else {
 437       MachineLocation SP(isPPC64 ? PPC::X31 : PPC::R31);
 438       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SP, SP));
 439     }
 440
 441     if (HasFP) {
 442       MachineLocation FPDst(MachineLocation::VirtualFP, FPOffset);
 443       MachineLocation FPSrc(isPPC64 ? PPC::X31 : PPC::R31);
 444       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, FPDst, FPSrc));
 445     }
 446
 447     if (MustSaveLR) {
 448       MachineLocation LRDst(MachineLocation::VirtualFP, LROffset);
 449       MachineLocation LRSrc(isPPC64 ? PPC::LR8 : PPC::LR);
 450       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, LRDst, LRSrc));
 451     }
 452   }
 453
 454   MCSymbol *ReadyLabel = 0;
 455
 456   // If there is a frame pointer, copy R1 into R31
 457   if (HasFP) {
 458     if (!isPPC64) {
 459       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::OR), PPC::R31)
 460         .addReg(PPC::R1)
 461         .addReg(PPC::R1);
 462     } else {
 463       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::OR8), PPC::X31)
 464         .addReg(PPC::X1)
 465         .addReg(PPC::X1);
 466     }
 467
 468     if (needsFrameMoves) {
 469       ReadyLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 470
 471       // Mark effective beginning of when frame pointer is ready.
 472       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::PROLOG_LABEL)).addSym(ReadyLabel);
 473
 474       MachineLocation FPDst(HasFP ? (isPPC64 ? PPC::X31 : PPC::R31) :
 475                                     (isPPC64 ? PPC::X1 : PPC::R1));
 476       MachineLocation FPSrc(MachineLocation::VirtualFP);
 477       Moves.push_back(MachineMove(ReadyLabel, FPDst, FPSrc));
 478     }
 479   }
 480
 481   if (needsFrameMoves) {
 482     MCSymbol *Label = HasFP ? ReadyLabel : FrameLabel;
 483
 484     // Add callee saved registers to move list.
 485     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 486     for (unsigned I = 0, E = CSI.size(); I != E; ++I) {
 487       int Offset = MFI->getObjectOffset(CSI[I].getFrameIdx());
 488       unsigned Reg = CSI[I].getReg();
 489       if (Reg == PPC::LR || Reg == PPC::LR8 || Reg == PPC::RM) continue;
 490
 491       // This is a bit of a hack: CR2LT, CR2GT, CR2EQ and CR2UN are just
 492       // subregisters of CR2. We just need to emit a move of CR2.
 493       if (Reg == PPC::CR2LT || Reg == PPC::CR2GT || Reg == PPC::CR2EQ)
 494         continue;
 495       if (Reg == PPC::CR2UN)
 496         Reg = PPC::CR2;
 497
 498       MachineLocation CSDst(MachineLocation::VirtualFP, Offset);
 499       MachineLocation CSSrc(Reg);
 500       Moves.push_back(MachineMove(Label, CSDst, CSSrc));
 501     }
 502   }
 503 }
 504
 505 void PPCFrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 506                                 MachineBasicBlock &MBB) const {
 507   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 508   assert(MBBI != MBB.end() && "Returning block has no terminator");
 509   const PPCInstrInfo &TII =
 510     *static_cast<const PPCInstrInfo*>(MF.getTarget().getInstrInfo());
 511
 512   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 513   DebugLoc dl;
 514
 515   assert((RetOpcode == PPC::BLR ||
 516           RetOpcode == PPC::TCRETURNri ||
 517           RetOpcode == PPC::TCRETURNdi ||
 518           RetOpcode == PPC::TCRETURNai ||
 519           RetOpcode == PPC::TCRETURNri8 ||
 520           RetOpcode == PPC::TCRETURNdi8 ||
 521           RetOpcode == PPC::TCRETURNai8) &&
 522          "Can only insert epilog into returning blocks");
 523
 524   // Get alignment info so we know how to restore r1
 525   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 526   unsigned TargetAlign = getStackAlignment();
 527   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 528
 529   // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo.
 530   int FrameSize = MFI->getStackSize();
 531
 532   // Get processor type.
 533   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
 534   // Get operating system
 535   bool isDarwinABI = Subtarget.isDarwinABI();
 536   // Check if the link register (LR) has been saved.
 537   PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 538   bool MustSaveLR = FI->mustSaveLR();
 539   // Do we have a frame pointer for this function?
 540   bool HasFP = hasFP(MF);
 541
 542   int LROffset = PPCFrameLowering::getReturnSaveOffset(isPPC64, isDarwinABI);
 543
 544   int FPOffset = 0;
 545   if (HasFP) {
 546     if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 547       MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 548       int FPIndex = FI->getFramePointerSaveIndex();
 549       assert(FPIndex && "No Frame Pointer Save Slot!");
 550       FPOffset = FFI->getObjectOffset(FPIndex);
 551     } else {
 552       FPOffset = PPCFrameLowering::getFramePointerSaveOffset(isPPC64, isDarwinABI);
 553     }
 554   }
 555
 556   bool UsesTCRet =  RetOpcode == PPC::TCRETURNri ||
 557     RetOpcode == PPC::TCRETURNdi ||
 558     RetOpcode == PPC::TCRETURNai ||
 559     RetOpcode == PPC::TCRETURNri8 ||
 560     RetOpcode == PPC::TCRETURNdi8 ||
 561     RetOpcode == PPC::TCRETURNai8;
 562
 563   if (UsesTCRet) {
 564     int MaxTCRetDelta = FI->getTailCallSPDelta();
 565     MachineOperand &StackAdjust = MBBI->getOperand(1);
 566     assert(StackAdjust.isImm() && "Expecting immediate value.");
 567     // Adjust stack pointer.
 568     int StackAdj = StackAdjust.getImm();
 569     int Delta = StackAdj - MaxTCRetDelta;
 570     assert((Delta >= 0) && "Delta must be positive");
 571     if (MaxTCRetDelta>0)
 572       FrameSize += (StackAdj +Delta);
 573     else
 574       FrameSize += StackAdj;
 575   }
 576
 577   if (FrameSize) {
 578     // The loaded (or persistent) stack pointer value is offset by the 'stwu'
 579     // on entry to the function.  Add this offset back now.
 580     if (!isPPC64) {
 581       // If this function contained a fastcc call and GuaranteedTailCallOpt is
 582       // enabled (=> hasFastCall()==true) the fastcc call might contain a tail
 583       // call which invalidates the stack pointer value in SP(0). So we use the
 584       // value of R31 in this case.
 585       if (FI->hasFastCall() && isInt<16>(FrameSize)) {
 586         assert(hasFP(MF) && "Expecting a valid the frame pointer.");
 587         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADDI), PPC::R1)
 588           .addReg(PPC::R31).addImm(FrameSize);
 589       } else if(FI->hasFastCall()) {
 590         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LIS), PPC::R0)
 591           .addImm(FrameSize >> 16);
 592         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ORI), PPC::R0)
 593           .addReg(PPC::R0, RegState::Kill)
 594           .addImm(FrameSize & 0xFFFF);
 595         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADD4))
 596           .addReg(PPC::R1)
 597           .addReg(PPC::R31)
 598           .addReg(PPC::R0);
 599       } else if (isInt<16>(FrameSize) &&
 600                  (!ALIGN_STACK || TargetAlign >= MaxAlign) &&
 601                  !MFI->hasVarSizedObjects()) {
 602         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADDI), PPC::R1)
 603           .addReg(PPC::R1).addImm(FrameSize);
 604       } else {
 605         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LWZ),PPC::R1)
 606           .addImm(0).addReg(PPC::R1);
 607       }
 608     } else {
 609       if (FI->hasFastCall() && isInt<16>(FrameSize)) {
 610         assert(hasFP(MF) && "Expecting a valid the frame pointer.");
 611         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADDI8), PPC::X1)
 612           .addReg(PPC::X31).addImm(FrameSize);
 613       } else if(FI->hasFastCall()) {
 614         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LIS8), PPC::X0)
 615           .addImm(FrameSize >> 16);
 616         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ORI8), PPC::X0)
 617           .addReg(PPC::X0, RegState::Kill)
 618           .addImm(FrameSize & 0xFFFF);
 619         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADD8))
 620           .addReg(PPC::X1)
 621           .addReg(PPC::X31)
 622           .addReg(PPC::X0);
 623       } else if (isInt<16>(FrameSize) && TargetAlign >= MaxAlign &&
 624             !MFI->hasVarSizedObjects()) {
 625         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::ADDI8), PPC::X1)
 626            .addReg(PPC::X1).addImm(FrameSize);
 627       } else {
 628         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LD), PPC::X1)
 629            .addImm(0).addReg(PPC::X1);
 630       }
 631     }
 632   }
 633
 634   if (isPPC64) {
 635     if (MustSaveLR)
 636       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LD), PPC::X0)
 637         .addImm(LROffset/4).addReg(PPC::X1);
 638
 639     if (HasFP)
 640       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LD), PPC::X31)
 641         .addImm(FPOffset/4).addReg(PPC::X1);
 642
 643     if (MustSaveLR)
 644       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::MTLR8)).addReg(PPC::X0);
 645   } else {
 646     if (MustSaveLR)
 647       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LWZ), PPC::R0)
 648           .addImm(LROffset).addReg(PPC::R1);
 649
 650     if (HasFP)
 651       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::LWZ), PPC::R31)
 652           .addImm(FPOffset).addReg(PPC::R1);
 653
 654     if (MustSaveLR)
 655       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::MTLR)).addReg(PPC::R0);
 656   }
 657
 658   // Callee pop calling convention. Pop parameter/linkage area. Used for tail
 659   // call optimization
 660   if (GuaranteedTailCallOpt && RetOpcode == PPC::BLR &&
 661       MF.getFunction()->getCallingConv() == CallingConv::Fast) {
 662      PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 663      unsigned CallerAllocatedAmt = FI->getMinReservedArea();
 664      unsigned StackReg = isPPC64 ? PPC::X1 : PPC::R1;
 665      unsigned FPReg = isPPC64 ? PPC::X31 : PPC::R31;
 666      unsigned TmpReg = isPPC64 ? PPC::X0 : PPC::R0;
 667      unsigned ADDIInstr = isPPC64 ? PPC::ADDI8 : PPC::ADDI;
 668      unsigned ADDInstr = isPPC64 ? PPC::ADD8 : PPC::ADD4;
 669      unsigned LISInstr = isPPC64 ? PPC::LIS8 : PPC::LIS;
 670      unsigned ORIInstr = isPPC64 ? PPC::ORI8 : PPC::ORI;
 671
 672      if (CallerAllocatedAmt && isInt<16>(CallerAllocatedAmt)) {
 673        BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ADDIInstr), StackReg)
 674          .addReg(StackReg).addImm(CallerAllocatedAmt);
 675      } else {
 676        BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(LISInstr), TmpReg)
 677           .addImm(CallerAllocatedAmt >> 16);
 678        BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ORIInstr), TmpReg)
 679           .addReg(TmpReg, RegState::Kill)
 680           .addImm(CallerAllocatedAmt & 0xFFFF);
 681        BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ADDInstr))
 682           .addReg(StackReg)
 683           .addReg(FPReg)
 684           .addReg(TmpReg);
 685      }
 686   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNdi) {
 687     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 688     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
 689     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILB)).
 690       addGlobalAddress(JumpTarget.getGlobal(), JumpTarget.getOffset());
 691   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNri) {
 692     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 693     assert(MBBI->getOperand(0).isReg() && "Expecting register operand.");
 694     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILBCTR));
 695   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNai) {
 696     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 697     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
 698     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILBA)).addImm(JumpTarget.getImm());
 699   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNdi8) {
 700     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 701     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
 702     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILB8)).
 703       addGlobalAddress(JumpTarget.getGlobal(), JumpTarget.getOffset());
 704   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNri8) {
 705     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 706     assert(MBBI->getOperand(0).isReg() && "Expecting register operand.");
 707     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILBCTR8));
 708   } else if (RetOpcode == PPC::TCRETURNai8) {
 709     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 710     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
 711     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(PPC::TAILBA8)).addImm(JumpTarget.getImm());
 712   }
 713 }
 714
 715 static bool spillsCR(const MachineFunction &MF) {
 716   const PPCFunctionInfo *FuncInfo = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 717   return FuncInfo->isCRSpilled();
 718 }
 719
 720 /// MustSaveLR - Return true if this function requires that we save the LR
 721 /// register onto the stack in the prolog and restore it in the epilog of the
 722 /// function.
 723 static bool MustSaveLR(const MachineFunction &MF, unsigned LR) {
 724   const PPCFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 725
 726   // We need a save/restore of LR if there is any def of LR (which is
 727   // defined by calls, including the PIC setup sequence), or if there is
 728   // some use of the LR stack slot (e.g. for builtin_return_address).
 729   // (LR comes in 32 and 64 bit versions.)
 730   MachineRegisterInfo::def_iterator RI = MF.getRegInfo().def_begin(LR);
 731   return RI !=MF.getRegInfo().def_end() || MFI->isLRStoreRequired();
 732 }
 733
 734 void
 735 PPCFrameLowering::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 736                                                    RegScavenger *RS) const {
 737   const TargetRegisterInfo *RegInfo = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 738
 739   //  Save and clear the LR state.
 740   PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 741   unsigned LR = RegInfo->getRARegister();
 742   FI->setMustSaveLR(MustSaveLR(MF, LR));
 743   MF.getRegInfo().setPhysRegUnused(LR);
 744
 745   //  Save R31 if necessary
 746   int FPSI = FI->getFramePointerSaveIndex();
 747   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
 748   bool isDarwinABI  = Subtarget.isDarwinABI();
 749   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 750
 751   // If the frame pointer save index hasn't been defined yet.
 752   if (!FPSI && needsFP(MF)) {
 753     // Find out what the fix offset of the frame pointer save area.
 754     int FPOffset = getFramePointerSaveOffset(isPPC64, isDarwinABI);
 755     // Allocate the frame index for frame pointer save area.
 756     FPSI = MFI->CreateFixedObject(isPPC64? 8 : 4, FPOffset, true);
 757     // Save the result.
 758     FI->setFramePointerSaveIndex(FPSI);
 759   }
 760
 761   // Reserve stack space to move the linkage area to in case of a tail call.
 762   int TCSPDelta = 0;
 763   if (GuaranteedTailCallOpt && (TCSPDelta = FI->getTailCallSPDelta()) < 0) {
 764     MFI->CreateFixedObject(-1 * TCSPDelta, TCSPDelta, true);
 765   }
 766
 767   // Reserve a slot closest to SP or frame pointer if we have a dynalloc or
 768   // a large stack, which will require scavenging a register to materialize a
 769   // large offset.
 770   // FIXME: this doesn't actually check stack size, so is a bit pessimistic
 771   // FIXME: doesn't detect whether or not we need to spill vXX, which requires
 772   //        r0 for now.
 773
 774   if (RegInfo->requiresRegisterScavenging(MF)) // FIXME (64-bit): Enable.
 775     if (needsFP(MF) || spillsCR(MF)) {
 776       const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 777       const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 778       const TargetRegisterClass *RC = isPPC64 ? G8RC : GPRC;
 779       RS->setScavengingFrameIndex(MFI->CreateStackObject(RC->getSize(),
 780                                                          RC->getAlignment(),
 781                                                          false));
 782     }
 783 }
 784
 785 void PPCFrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF)
 786                                                                         const {
 787   // Early exit if not using the SVR4 ABI.
 788   if (!Subtarget.isSVR4ABI())
 789     return;
 790
 791   // Get callee saved register information.
 792   MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 793   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = FFI->getCalleeSavedInfo();
 794
 795   // Early exit if no callee saved registers are modified!
 796   if (CSI.empty() && !needsFP(MF)) {
 797     return;
 798   }
 799
 800   unsigned MinGPR = PPC::R31;
 801   unsigned MinG8R = PPC::X31;
 802   unsigned MinFPR = PPC::F31;
 803   unsigned MinVR = PPC::V31;
 804
 805   bool HasGPSaveArea = false;
 806   bool HasG8SaveArea = false;
 807   bool HasFPSaveArea = false;
 808   bool HasCRSaveArea = false;
 809   bool HasVRSAVESaveArea = false;
 810   bool HasVRSaveArea = false;
 811
 812   SmallVector<CalleeSavedInfo, 18> GPRegs;
 813   SmallVector<CalleeSavedInfo, 18> G8Regs;
 814   SmallVector<CalleeSavedInfo, 18> FPRegs;
 815   SmallVector<CalleeSavedInfo, 18> VRegs;
 816
 817   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 818     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 819     if (PPC::GPRCRegisterClass->contains(Reg)) {
 820       HasGPSaveArea = true;
 821
 822       GPRegs.push_back(CSI[i]);
 823
 824       if (Reg < MinGPR) {
 825         MinGPR = Reg;
 826       }
 827     } else if (PPC::G8RCRegisterClass->contains(Reg)) {
 828       HasG8SaveArea = true;
 829
 830       G8Regs.push_back(CSI[i]);
 831
 832       if (Reg < MinG8R) {
 833         MinG8R = Reg;
 834       }
 835     } else if (PPC::F8RCRegisterClass->contains(Reg)) {
 836       HasFPSaveArea = true;
 837
 838       FPRegs.push_back(CSI[i]);
 839
 840       if (Reg < MinFPR) {
 841         MinFPR = Reg;
 842       }
 843 // FIXME SVR4: Disable CR save area for now.
 844     } else if (PPC::CRBITRCRegisterClass->contains(Reg)
 845                || PPC::CRRCRegisterClass->contains(Reg)) {
 846 //      HasCRSaveArea = true;
 847     } else if (PPC::VRSAVERCRegisterClass->contains(Reg)) {
 848       HasVRSAVESaveArea = true;
 849     } else if (PPC::VRRCRegisterClass->contains(Reg)) {
 850       HasVRSaveArea = true;
 851
 852       VRegs.push_back(CSI[i]);
 853
 854       if (Reg < MinVR) {
 855         MinVR = Reg;
 856       }
 857     } else {
 858       llvm_unreachable("Unknown RegisterClass!");
 859     }
 860   }
 861
 862   PPCFunctionInfo *PFI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 863
 864   int64_t LowerBound = 0;
 865
 866   // Take into account stack space reserved for tail calls.
 867   int TCSPDelta = 0;
 868   if (GuaranteedTailCallOpt && (TCSPDelta = PFI->getTailCallSPDelta()) < 0) {
 869     LowerBound = TCSPDelta;
 870   }
 871
 872   // The Floating-point register save area is right below the back chain word
 873   // of the previous stack frame.
 874   if (HasFPSaveArea) {
 875     for (unsigned i = 0, e = FPRegs.size(); i != e; ++i) {
 876       int FI = FPRegs[i].getFrameIdx();
 877
 878       FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 879     }
 880
 881     LowerBound -= (31 - getPPCRegisterNumbering(MinFPR) + 1) * 8;
 882   }
 883
 884   // Check whether the frame pointer register is allocated. If so, make sure it
 885   // is spilled to the correct offset.
 886   if (needsFP(MF)) {
 887     HasGPSaveArea = true;
 888
 889     int FI = PFI->getFramePointerSaveIndex();
 890     assert(FI && "No Frame Pointer Save Slot!");
 891
 892     FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 893   }
 894
 895   // General register save area starts right below the Floating-point
 896   // register save area.
 897   if (HasGPSaveArea || HasG8SaveArea) {
 898     // Move general register save area spill slots down, taking into account
 899     // the size of the Floating-point register save area.
 900     for (unsigned i = 0, e = GPRegs.size(); i != e; ++i) {
 901       int FI = GPRegs[i].getFrameIdx();
 902
 903       FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 904     }
 905
 906     // Move general register save area spill slots down, taking into account
 907     // the size of the Floating-point register save area.
 908     for (unsigned i = 0, e = G8Regs.size(); i != e; ++i) {
 909       int FI = G8Regs[i].getFrameIdx();
 910
 911       FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 912     }
 913
 914     unsigned MinReg =
 915       std::min<unsigned>(getPPCRegisterNumbering(MinGPR),
 916                          getPPCRegisterNumbering(MinG8R));
 917
 918     if (Subtarget.isPPC64()) {
 919       LowerBound -= (31 - MinReg + 1) * 8;
 920     } else {
 921       LowerBound -= (31 - MinReg + 1) * 4;
 922     }
 923   }
 924
 925   // The CR save area is below the general register save area.
 926   if (HasCRSaveArea) {
 927     // FIXME SVR4: Is it actually possible to have multiple elements in CSI
 928     //             which have the CR/CRBIT register class?
 929     // Adjust the frame index of the CR spill slot.
 930     for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 931       unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 932
 933       if (PPC::CRBITRCRegisterClass->contains(Reg) ||
 934           PPC::CRRCRegisterClass->contains(Reg)) {
 935         int FI = CSI[i].getFrameIdx();
 936
 937         FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 938       }
 939     }
 940
 941     LowerBound -= 4; // The CR save area is always 4 bytes long.
 942   }
 943
 944   if (HasVRSAVESaveArea) {
 945     // FIXME SVR4: Is it actually possible to have multiple elements in CSI
 946     //             which have the VRSAVE register class?
 947     // Adjust the frame index of the VRSAVE spill slot.
 948     for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 949       unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 950
 951       if (PPC::VRSAVERCRegisterClass->contains(Reg)) {
 952         int FI = CSI[i].getFrameIdx();
 953
 954         FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 955       }
 956     }
 957
 958     LowerBound -= 4; // The VRSAVE save area is always 4 bytes long.
 959   }
 960
 961   if (HasVRSaveArea) {
 962     // Insert alignment padding, we need 16-byte alignment.
 963     LowerBound = (LowerBound - 15) & ~(15);
 964
 965     for (unsigned i = 0, e = VRegs.size(); i != e; ++i) {
 966       int FI = VRegs[i].getFrameIdx();
 967
 968       FFI->setObjectOffset(FI, LowerBound + FFI->getObjectOffset(FI));
 969     }
 970   }
 971 }