lib/Target/PowerPC/PPCRegisterInfo.cpp

   1 //===- PPCRegisterInfo.cpp - PowerPC 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 PowerPC implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "reginfo"
  16 #include "PPC.h"
  17 #include "PPCInstrBuilder.h"
  18 #include "PPCMachineFunctionInfo.h"
  19 #include "PPCRegisterInfo.h"
  20 #include "PPCFrameLowering.h"
  21 #include "PPCSubtarget.h"
  22 #include "llvm/CallingConv.h"
  23 #include "llvm/Constants.h"
  24 #include "llvm/Function.h"
  25 #include "llvm/Type.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  37 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  38 #include "llvm/Support/Debug.h"
  39 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  40 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  42 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  43 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  44 #include <cstdlib>
  45
  46 #define GET_REGINFO_TARGET_DESC
  47 #include "PPCGenRegisterInfo.inc"
  48
  49 namespace llvm {
  50 cl::opt<bool> DisablePPC32RS("disable-ppc32-regscavenger",
  51                                    cl::init(false),
  52                                    cl::desc("Disable PPC32 register scavenger"),
  53                                    cl::Hidden);
  54 cl::opt<bool> DisablePPC64RS("disable-ppc64-regscavenger",
  55                                    cl::init(false),
  56                                    cl::desc("Disable PPC64 register scavenger"),
  57                                    cl::Hidden);
  58 }
  59
  60 using namespace llvm;
  61
  62 // FIXME (64-bit): Should be inlined.
  63 bool
  64 PPCRegisterInfo::requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &) const {
  65   return ((!DisablePPC32RS && !Subtarget.isPPC64()) ||
  66           (!DisablePPC64RS && Subtarget.isPPC64()));
  67 }
  68
  69 PPCRegisterInfo::PPCRegisterInfo(const PPCSubtarget &ST,
  70                                  const TargetInstrInfo &tii)
  71   : PPCGenRegisterInfo(ST.isPPC64() ? PPC::LR8 : PPC::LR,
  72                        ST.isPPC64() ? 0 : 1,
  73                        ST.isPPC64() ? 0 : 1),
  74     Subtarget(ST), TII(tii) {
  75   ImmToIdxMap[PPC::LD]   = PPC::LDX;    ImmToIdxMap[PPC::STD]  = PPC::STDX;
  76   ImmToIdxMap[PPC::LBZ]  = PPC::LBZX;   ImmToIdxMap[PPC::STB]  = PPC::STBX;
  77   ImmToIdxMap[PPC::LHZ]  = PPC::LHZX;   ImmToIdxMap[PPC::LHA]  = PPC::LHAX;
  78   ImmToIdxMap[PPC::LWZ]  = PPC::LWZX;   ImmToIdxMap[PPC::LWA]  = PPC::LWAX;
  79   ImmToIdxMap[PPC::LFS]  = PPC::LFSX;   ImmToIdxMap[PPC::LFD]  = PPC::LFDX;
  80   ImmToIdxMap[PPC::STH]  = PPC::STHX;   ImmToIdxMap[PPC::STW]  = PPC::STWX;
  81   ImmToIdxMap[PPC::STFS] = PPC::STFSX;  ImmToIdxMap[PPC::STFD] = PPC::STFDX;
  82   ImmToIdxMap[PPC::ADDI] = PPC::ADD4;
  83
  84   // 64-bit
  85   ImmToIdxMap[PPC::LHA8] = PPC::LHAX8; ImmToIdxMap[PPC::LBZ8] = PPC::LBZX8;
  86   ImmToIdxMap[PPC::LHZ8] = PPC::LHZX8; ImmToIdxMap[PPC::LWZ8] = PPC::LWZX8;
  87   ImmToIdxMap[PPC::STB8] = PPC::STBX8; ImmToIdxMap[PPC::STH8] = PPC::STHX8;
  88   ImmToIdxMap[PPC::STW8] = PPC::STWX8; ImmToIdxMap[PPC::STDU] = PPC::STDUX;
  89   ImmToIdxMap[PPC::ADDI8] = PPC::ADD8; ImmToIdxMap[PPC::STD_32] = PPC::STDX_32;
  90 }
  91
  92 /// getPointerRegClass - Return the register class to use to hold pointers.
  93 /// This is used for addressing modes.
  94 const TargetRegisterClass *
  95 PPCRegisterInfo::getPointerRegClass(unsigned Kind) const {
  96   if (Subtarget.isPPC64())
  97     return &PPC::G8RCRegClass;
  98   return &PPC::GPRCRegClass;
  99 }
 100
 101 const unsigned*
 102 PPCRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 103   // 32-bit Darwin calling convention.
 104   static const unsigned Darwin32_CalleeSavedRegs[] = {
 105               PPC::R13, PPC::R14, PPC::R15,
 106     PPC::R16, PPC::R17, PPC::R18, PPC::R19,
 107     PPC::R20, PPC::R21, PPC::R22, PPC::R23,
 108     PPC::R24, PPC::R25, PPC::R26, PPC::R27,
 109     PPC::R28, PPC::R29, PPC::R30, PPC::R31,
 110
 111     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 112     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 113     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 114     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 115     PPC::F30, PPC::F31,
 116
 117     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 118     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 119     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 120     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 121
 122     PPC::LR,  0
 123   };
 124
 125   // 32-bit SVR4 calling convention.
 126   static const unsigned SVR4_CalleeSavedRegs[] = {
 127                         PPC::R14, PPC::R15,
 128     PPC::R16, PPC::R17, PPC::R18, PPC::R19,
 129     PPC::R20, PPC::R21, PPC::R22, PPC::R23,
 130     PPC::R24, PPC::R25, PPC::R26, PPC::R27,
 131     PPC::R28, PPC::R29, PPC::R30, PPC::R31,
 132
 133     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 134     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 135     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 136     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 137     PPC::F30, PPC::F31,
 138
 139     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 140
 141     PPC::VRSAVE,
 142
 143     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 144     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 145     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 146
 147     0
 148   };
 149   // 64-bit Darwin calling convention.
 150   static const unsigned Darwin64_CalleeSavedRegs[] = {
 151     PPC::X14, PPC::X15,
 152     PPC::X16, PPC::X17, PPC::X18, PPC::X19,
 153     PPC::X20, PPC::X21, PPC::X22, PPC::X23,
 154     PPC::X24, PPC::X25, PPC::X26, PPC::X27,
 155     PPC::X28, PPC::X29, PPC::X30, PPC::X31,
 156
 157     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 158     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 159     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 160     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 161     PPC::F30, PPC::F31,
 162
 163     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 164     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 165     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 166     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 167
 168     PPC::LR8,  0
 169   };
 170
 171   // 64-bit SVR4 calling convention.
 172   static const unsigned SVR4_64_CalleeSavedRegs[] = {
 173     PPC::X14, PPC::X15,
 174     PPC::X16, PPC::X17, PPC::X18, PPC::X19,
 175     PPC::X20, PPC::X21, PPC::X22, PPC::X23,
 176     PPC::X24, PPC::X25, PPC::X26, PPC::X27,
 177     PPC::X28, PPC::X29, PPC::X30, PPC::X31,
 178
 179     PPC::F14, PPC::F15, PPC::F16, PPC::F17,
 180     PPC::F18, PPC::F19, PPC::F20, PPC::F21,
 181     PPC::F22, PPC::F23, PPC::F24, PPC::F25,
 182     PPC::F26, PPC::F27, PPC::F28, PPC::F29,
 183     PPC::F30, PPC::F31,
 184
 185     PPC::CR2, PPC::CR3, PPC::CR4,
 186
 187     PPC::VRSAVE,
 188
 189     PPC::V20, PPC::V21, PPC::V22, PPC::V23,
 190     PPC::V24, PPC::V25, PPC::V26, PPC::V27,
 191     PPC::V28, PPC::V29, PPC::V30, PPC::V31,
 192
 193     0
 194   };
 195
 196   if (Subtarget.isDarwinABI())
 197     return Subtarget.isPPC64() ? Darwin64_CalleeSavedRegs :
 198                                  Darwin32_CalleeSavedRegs;
 199
 200   return Subtarget.isPPC64() ? SVR4_64_CalleeSavedRegs : SVR4_CalleeSavedRegs;
 201 }
 202
 203 BitVector PPCRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 204   BitVector Reserved(getNumRegs());
 205   const PPCFrameLowering *PPCFI =
 206     static_cast<const PPCFrameLowering*>(MF.getTarget().getFrameLowering());
 207
 208   Reserved.set(PPC::R0);
 209   Reserved.set(PPC::R1);
 210   Reserved.set(PPC::LR);
 211   Reserved.set(PPC::LR8);
 212   Reserved.set(PPC::RM);
 213
 214   // The SVR4 ABI reserves r2 and r13
 215   if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 216     Reserved.set(PPC::R2);  // System-reserved register
 217     Reserved.set(PPC::R13); // Small Data Area pointer register
 218   }
 219   // Reserve R2 on Darwin to hack around the problem of save/restore of CR
 220   // when the stack frame is too big to address directly; we need two regs.
 221   // This is a hack.
 222   if (Subtarget.isDarwinABI()) {
 223     Reserved.set(PPC::R2);
 224   }
 225
 226   // On PPC64, r13 is the thread pointer. Never allocate this register.
 227   // Note that this is over conservative, as it also prevents allocation of R31
 228   // when the FP is not needed.
 229   if (Subtarget.isPPC64()) {
 230     Reserved.set(PPC::R13);
 231     Reserved.set(PPC::R31);
 232
 233     Reserved.set(PPC::X0);
 234     Reserved.set(PPC::X1);
 235     Reserved.set(PPC::X13);
 236     Reserved.set(PPC::X31);
 237
 238     // The 64-bit SVR4 ABI reserves r2 for the TOC pointer.
 239     if (Subtarget.isSVR4ABI()) {
 240       Reserved.set(PPC::X2);
 241     }
 242     // Reserve X2 on Darwin to hack around the problem of save/restore of CR
 243     // when the stack frame is too big to address directly; we need two regs.
 244     // This is a hack.
 245     if (Subtarget.isDarwinABI()) {
 246       Reserved.set(PPC::X2);
 247     }
 248   }
 249
 250   if (PPCFI->needsFP(MF))
 251     Reserved.set(PPC::R31);
 252
 253   return Reserved;
 254 }
 255
 256 unsigned
 257 PPCRegisterInfo::getRegPressureLimit(const TargetRegisterClass *RC,
 258                                          MachineFunction &MF) const {
 259   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 260   const unsigned DefaultSafety = 1;
 261
 262   switch (RC->getID()) {
 263   default:
 264     return 0;
 265   case PPC::G8RCRegClassID:
 266   case PPC::GPRCRegClassID: {
 267     unsigned FP = TFI->hasFP(MF) ? 1 : 0;
 268     return 32 - FP - DefaultSafety;
 269   }
 270   case PPC::F8RCRegClassID:
 271   case PPC::F4RCRegClassID:
 272   case PPC::VRRCRegClassID:
 273     return 32 - DefaultSafety;
 274   case PPC::CRRCRegClassID:
 275     return 8 - DefaultSafety;
 276   }
 277 }
 278
 279 //===----------------------------------------------------------------------===//
 280 // Stack Frame Processing methods
 281 //===----------------------------------------------------------------------===//
 282
 283 void PPCRegisterInfo::
 284 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 285                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 286   if (MF.getTarget().Options.GuaranteedTailCallOpt &&
 287       I->getOpcode() == PPC::ADJCALLSTACKUP) {
 288     // Add (actually subtract) back the amount the callee popped on return.
 289     if (int CalleeAmt =  I->getOperand(1).getImm()) {
 290       bool is64Bit = Subtarget.isPPC64();
 291       CalleeAmt *= -1;
 292       unsigned StackReg = is64Bit ? PPC::X1 : PPC::R1;
 293       unsigned TmpReg = is64Bit ? PPC::X0 : PPC::R0;
 294       unsigned ADDIInstr = is64Bit ? PPC::ADDI8 : PPC::ADDI;
 295       unsigned ADDInstr = is64Bit ? PPC::ADD8 : PPC::ADD4;
 296       unsigned LISInstr = is64Bit ? PPC::LIS8 : PPC::LIS;
 297       unsigned ORIInstr = is64Bit ? PPC::ORI8 : PPC::ORI;
 298       MachineInstr *MI = I;
 299       DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 300
 301       if (isInt<16>(CalleeAmt)) {
 302         BuildMI(MBB, I, dl, TII.get(ADDIInstr), StackReg).addReg(StackReg).
 303           addImm(CalleeAmt);
 304       } else {
 305         MachineBasicBlock::iterator MBBI = I;
 306         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(LISInstr), TmpReg)
 307           .addImm(CalleeAmt >> 16);
 308         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ORIInstr), TmpReg)
 309           .addReg(TmpReg, RegState::Kill)
 310           .addImm(CalleeAmt & 0xFFFF);
 311         BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ADDInstr))
 312           .addReg(StackReg)
 313           .addReg(StackReg)
 314           .addReg(TmpReg);
 315       }
 316     }
 317   }
 318   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 319   MBB.erase(I);
 320 }
 321
 322 /// findScratchRegister - Find a 'free' PPC register. Try for a call-clobbered
 323 /// register first and then a spilled callee-saved register if that fails.
 324 static
 325 unsigned findScratchRegister(MachineBasicBlock::iterator II, RegScavenger *RS,
 326                              const TargetRegisterClass *RC, int SPAdj) {
 327   assert(RS && "Register scavenging must be on");
 328   unsigned Reg = RS->FindUnusedReg(RC);
 329   // FIXME: move ARM callee-saved reg scan to target independent code, then
 330   // search for already spilled CS register here.
 331   if (Reg == 0)
 332     Reg = RS->scavengeRegister(RC, II, SPAdj);
 333   return Reg;
 334 }
 335
 336 /// lowerDynamicAlloc - Generate the code for allocating an object in the
 337 /// current frame.  The sequence of code with be in the general form
 338 ///
 339 ///   addi   R0, SP, \#frameSize ; get the address of the previous frame
 340 ///   stwxu  R0, SP, Rnegsize   ; add and update the SP with the negated size
 341 ///   addi   Rnew, SP, \#maxCalFrameSize ; get the top of the allocation
 342 ///
 343 void PPCRegisterInfo::lowerDynamicAlloc(MachineBasicBlock::iterator II,
 344                                         int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 345   // Get the instruction.
 346   MachineInstr &MI = *II;
 347   // Get the instruction's basic block.
 348   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 349   // Get the basic block's function.
 350   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 351   // Get the frame info.
 352   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 353   // Determine whether 64-bit pointers are used.
 354   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 355   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 356
 357   // Get the maximum call stack size.
 358   unsigned maxCallFrameSize = MFI->getMaxCallFrameSize();
 359   // Get the total frame size.
 360   unsigned FrameSize = MFI->getStackSize();
 361
 362   // Get stack alignments.
 363   unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameLowering()->getStackAlignment();
 364   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 365   if (MaxAlign > TargetAlign)
 366     report_fatal_error("Dynamic alloca with large aligns not supported");
 367
 368   // Determine the previous frame's address.  If FrameSize can't be
 369   // represented as 16 bits or we need special alignment, then we load the
 370   // previous frame's address from 0(SP).  Why not do an addis of the hi?
 371   // Because R0 is our only safe tmp register and addi/addis treat R0 as zero.
 372   // Constructing the constant and adding would take 3 instructions.
 373   // Fortunately, a frame greater than 32K is rare.
 374   const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 375   const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 376   const TargetRegisterClass *RC = LP64 ? G8RC : GPRC;
 377
 378   // FIXME (64-bit): Use "findScratchRegister"
 379   unsigned Reg;
 380   if (requiresRegisterScavenging(MF))
 381     Reg = findScratchRegister(II, RS, RC, SPAdj);
 382   else
 383     Reg = PPC::R0;
 384
 385   if (MaxAlign < TargetAlign && isInt<16>(FrameSize)) {
 386     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), Reg)
 387       .addReg(PPC::R31)
 388       .addImm(FrameSize);
 389   } else if (LP64) {
 390     if (requiresRegisterScavenging(MF)) // FIXME (64-bit): Use "true" part.
 391       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LD), Reg)
 392         .addImm(0)
 393         .addReg(PPC::X1);
 394     else
 395       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LD), PPC::X0)
 396         .addImm(0)
 397         .addReg(PPC::X1);
 398   } else {
 399     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::LWZ), Reg)
 400       .addImm(0)
 401       .addReg(PPC::R1);
 402   }
 403
 404   // Grow the stack and update the stack pointer link, then determine the
 405   // address of new allocated space.
 406   if (LP64) {
 407     if (requiresRegisterScavenging(MF)) // FIXME (64-bit): Use "true" part.
 408       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STDUX))
 409         .addReg(Reg, RegState::Kill)
 410         .addReg(PPC::X1)
 411         .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 412     else
 413       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STDUX))
 414         .addReg(PPC::X0, RegState::Kill)
 415         .addReg(PPC::X1)
 416         .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 417
 418     if (!MI.getOperand(1).isKill())
 419       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI8), MI.getOperand(0).getReg())
 420         .addReg(PPC::X1)
 421         .addImm(maxCallFrameSize);
 422     else
 423       // Implicitly kill the register.
 424       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI8), MI.getOperand(0).getReg())
 425         .addReg(PPC::X1)
 426         .addImm(maxCallFrameSize)
 427         .addReg(MI.getOperand(1).getReg(), RegState::ImplicitKill);
 428   } else {
 429     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::STWUX))
 430       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 431       .addReg(PPC::R1)
 432       .addReg(MI.getOperand(1).getReg());
 433
 434     if (!MI.getOperand(1).isKill())
 435       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), MI.getOperand(0).getReg())
 436         .addReg(PPC::R1)
 437         .addImm(maxCallFrameSize);
 438     else
 439       // Implicitly kill the register.
 440       BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::ADDI), MI.getOperand(0).getReg())
 441         .addReg(PPC::R1)
 442         .addImm(maxCallFrameSize)
 443         .addReg(MI.getOperand(1).getReg(), RegState::ImplicitKill);
 444   }
 445
 446   // Discard the DYNALLOC instruction.
 447   MBB.erase(II);
 448 }
 449
 450 /// lowerCRSpilling - Generate the code for spilling a CR register. Instead of
 451 /// reserving a whole register (R0), we scrounge for one here. This generates
 452 /// code like this:
 453 ///
 454 ///   mfcr rA                  ; Move the conditional register into GPR rA.
 455 ///   rlwinm rA, rA, SB, 0, 31 ; Shift the bits left so they are in CR0's slot.
 456 ///   stw rA, FI               ; Store rA to the frame.
 457 ///
 458 void PPCRegisterInfo::lowerCRSpilling(MachineBasicBlock::iterator II,
 459                                       unsigned FrameIndex, int SPAdj,
 460                                       RegScavenger *RS) const {
 461   // Get the instruction.
 462   MachineInstr &MI = *II;       // ; SPILL_CR <SrcReg>, <offset>
 463   // Get the instruction's basic block.
 464   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 465   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 466
 467   const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 468   const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 469   const TargetRegisterClass *RC = Subtarget.isPPC64() ? G8RC : GPRC;
 470   unsigned Reg = findScratchRegister(II, RS, RC, SPAdj);
 471   unsigned SrcReg = MI.getOperand(0).getReg();
 472   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 473
 474   // We need to store the CR in the low 4-bits of the saved value. First, issue
 475   // an MFCRpsued to save all of the CRBits and, if needed, kill the SrcReg.
 476   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::MFCRpseud), Reg)
 477           .addReg(SrcReg, getKillRegState(MI.getOperand(0).isKill()));
 478
 479   // If the saved register wasn't CR0, shift the bits left so that they are in
 480   // CR0's slot.
 481   if (SrcReg != PPC::CR0)
 482     // rlwinm rA, rA, ShiftBits, 0, 31.
 483     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::RLWINM), Reg)
 484       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 485       .addImm(getPPCRegisterNumbering(SrcReg) * 4)
 486       .addImm(0)
 487       .addImm(31);
 488
 489   addFrameReference(BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::STW8 : PPC::STW))
 490                     .addReg(Reg, getKillRegState(MI.getOperand(1).getImm())),
 491                     FrameIndex);
 492
 493   // Discard the pseudo instruction.
 494   MBB.erase(II);
 495 }
 496
 497 void PPCRegisterInfo::lowerCRRestore(MachineBasicBlock::iterator II,
 498                                       unsigned FrameIndex, int SPAdj,
 499                                       RegScavenger *RS) const {
 500   // Get the instruction.
 501   MachineInstr &MI = *II;       // ; <DestReg> = RESTORE_CR <offset>
 502   // Get the instruction's basic block.
 503   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 504   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 505
 506   const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 507   const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 508   const TargetRegisterClass *RC = Subtarget.isPPC64() ? G8RC : GPRC;
 509   unsigned Reg = findScratchRegister(II, RS, RC, SPAdj);
 510   unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
 511   assert(MI.definesRegister(DestReg) &&
 512     "RESTORE_CR does not define its destination");
 513   bool LP64 = Subtarget.isPPC64();
 514
 515   addFrameReference(BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(LP64 ? PPC::LWZ8 : PPC::LWZ),
 516                               Reg), FrameIndex);
 517
 518   // If the reloaded register isn't CR0, shift the bits right so that they are
 519   // in the right CR's slot.
 520   if (DestReg != PPC::CR0) {
 521     unsigned ShiftBits = getPPCRegisterNumbering(DestReg)*4;
 522     // rlwinm r11, r11, 32-ShiftBits, 0, 31.
 523     BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::RLWINM), Reg)
 524              .addReg(Reg).addImm(32-ShiftBits).addImm(0)
 525              .addImm(31);
 526   }
 527
 528   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(PPC::MTCRF), DestReg)
 529              .addReg(Reg);
 530
 531   // Discard the pseudo instruction.
 532   MBB.erase(II);
 533 }
 534
 535 void
 536 PPCRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 537                                      int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 538   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 539
 540   // Get the instruction.
 541   MachineInstr &MI = *II;
 542   // Get the instruction's basic block.
 543   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 544   // Get the basic block's function.
 545   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 546   // Get the frame info.
 547   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 548   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 549   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 550
 551   // Find out which operand is the frame index.
 552   unsigned FIOperandNo = 0;
 553   while (!MI.getOperand(FIOperandNo).isFI()) {
 554     ++FIOperandNo;
 555     assert(FIOperandNo != MI.getNumOperands() &&
 556            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 557   }
 558   // Take into account whether it's an add or mem instruction
 559   unsigned OffsetOperandNo = (FIOperandNo == 2) ? 1 : 2;
 560   if (MI.isInlineAsm())
 561     OffsetOperandNo = FIOperandNo-1;
 562
 563   // Get the frame index.
 564   int FrameIndex = MI.getOperand(FIOperandNo).getIndex();
 565
 566   // Get the frame pointer save index.  Users of this index are primarily
 567   // DYNALLOC instructions.
 568   PPCFunctionInfo *FI = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
 569   int FPSI = FI->getFramePointerSaveIndex();
 570   // Get the instruction opcode.
 571   unsigned OpC = MI.getOpcode();
 572
 573   // Special case for dynamic alloca.
 574   if (FPSI && FrameIndex == FPSI &&
 575       (OpC == PPC::DYNALLOC || OpC == PPC::DYNALLOC8)) {
 576     lowerDynamicAlloc(II, SPAdj, RS);
 577     return;
 578   }
 579
 580   // Special case for pseudo-ops SPILL_CR and RESTORE_CR.
 581   if (requiresRegisterScavenging(MF)) {
 582     if (OpC == PPC::SPILL_CR) {
 583       lowerCRSpilling(II, FrameIndex, SPAdj, RS);
 584       return;
 585     } else if (OpC == PPC::RESTORE_CR) {
 586       lowerCRRestore(II, FrameIndex, SPAdj, RS);
 587       return;
 588     }
 589   }
 590
 591   // Replace the FrameIndex with base register with GPR1 (SP) or GPR31 (FP).
 592
 593   bool is64Bit = Subtarget.isPPC64();
 594   MI.getOperand(FIOperandNo).ChangeToRegister(TFI->hasFP(MF) ?
 595                                               (is64Bit ? PPC::X31 : PPC::R31) :
 596                                                 (is64Bit ? PPC::X1 : PPC::R1),
 597                                               false);
 598
 599   // Figure out if the offset in the instruction is shifted right two bits. This
 600   // is true for instructions like "STD", which the machine implicitly adds two
 601   // low zeros to.
 602   bool isIXAddr = false;
 603   switch (OpC) {
 604   case PPC::LWA:
 605   case PPC::LD:
 606   case PPC::STD:
 607   case PPC::STD_32:
 608     isIXAddr = true;
 609     break;
 610   }
 611
 612   // Now add the frame object offset to the offset from r1.
 613   int Offset = MFI->getObjectOffset(FrameIndex);
 614   if (!isIXAddr)
 615     Offset += MI.getOperand(OffsetOperandNo).getImm();
 616   else
 617     Offset += MI.getOperand(OffsetOperandNo).getImm() << 2;
 618
 619   // If we're not using a Frame Pointer that has been set to the value of the
 620   // SP before having the stack size subtracted from it, then add the stack size
 621   // to Offset to get the correct offset.
 622   // Naked functions have stack size 0, although getStackSize may not reflect that
 623   // because we didn't call all the pieces that compute it for naked functions.
 624   if (!MF.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::Naked))
 625     Offset += MFI->getStackSize();
 626
 627   // If we can, encode the offset directly into the instruction.  If this is a
 628   // normal PPC "ri" instruction, any 16-bit value can be safely encoded.  If
 629   // this is a PPC64 "ix" instruction, only a 16-bit value with the low two bits
 630   // clear can be encoded.  This is extremely uncommon, because normally you
 631   // only "std" to a stack slot that is at least 4-byte aligned, but it can
 632   // happen in invalid code.
 633   if (isInt<16>(Offset) && (!isIXAddr || (Offset & 3) == 0)) {
 634     if (isIXAddr)
 635       Offset >>= 2;    // The actual encoded value has the low two bits zero.
 636     MI.getOperand(OffsetOperandNo).ChangeToImmediate(Offset);
 637     return;
 638   }
 639
 640   // The offset doesn't fit into a single register, scavenge one to build the
 641   // offset in.
 642
 643   unsigned SReg;
 644   if (requiresRegisterScavenging(MF)) {
 645     const TargetRegisterClass *G8RC = &PPC::G8RCRegClass;
 646     const TargetRegisterClass *GPRC = &PPC::GPRCRegClass;
 647     SReg = findScratchRegister(II, RS, is64Bit ? G8RC : GPRC, SPAdj);
 648   } else
 649     SReg = is64Bit ? PPC::X0 : PPC::R0;
 650
 651   // Insert a set of rA with the full offset value before the ld, st, or add
 652   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(is64Bit ? PPC::LIS8 : PPC::LIS), SReg)
 653     .addImm(Offset >> 16);
 654   BuildMI(MBB, II, dl, TII.get(is64Bit ? PPC::ORI8 : PPC::ORI), SReg)
 655     .addReg(SReg, RegState::Kill)
 656     .addImm(Offset);
 657
 658   // Convert into indexed form of the instruction:
 659   //
 660   //   sth 0:rA, 1:imm 2:(rB) ==> sthx 0:rA, 2:rB, 1:r0
 661   //   addi 0:rA 1:rB, 2, imm ==> add 0:rA, 1:rB, 2:r0
 662   unsigned OperandBase;
 663
 664   if (OpC != TargetOpcode::INLINEASM) {
 665     assert(ImmToIdxMap.count(OpC) &&
 666            "No indexed form of load or store available!");
 667     unsigned NewOpcode = ImmToIdxMap.find(OpC)->second;
 668     MI.setDesc(TII.get(NewOpcode));
 669     OperandBase = 1;
 670   } else {
 671     OperandBase = OffsetOperandNo;
 672   }
 673
 674   unsigned StackReg = MI.getOperand(FIOperandNo).getReg();
 675   MI.getOperand(OperandBase).ChangeToRegister(StackReg, false);
 676   MI.getOperand(OperandBase + 1).ChangeToRegister(SReg, false);
 677 }
 678
 679 unsigned PPCRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 680   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 681
 682   if (!Subtarget.isPPC64())
 683     return TFI->hasFP(MF) ? PPC::R31 : PPC::R1;
 684   else
 685     return TFI->hasFP(MF) ? PPC::X31 : PPC::X1;
 686 }
 687
 688 unsigned PPCRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 689   return !Subtarget.isPPC64() ? PPC::R3 : PPC::X3;
 690 }
 691
 692 unsigned PPCRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 693   return !Subtarget.isPPC64() ? PPC::R4 : PPC::X4;
 694 }