lib/Target/X86/X86RegisterInfo.cpp

   1 //===- X86RegisterInfo.cpp - X86 Register Information -----------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 // This file contains the X86 implementation of the MRegisterInfo class.  This
   4 // file is responsible for the frame pointer elimination optimization on X86.
   5 //
   6 //===----------------------------------------------------------------------===//
   7
   8 #include "X86.h"
   9 #include "X86RegisterInfo.h"
  10 #include "X86InstrBuilder.h"
  11 #include "llvm/Constants.h"
  12 #include "llvm/Type.h"
  13 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  14 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  16 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  17 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  18 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  19 #include "Support/CommandLine.h"
  20
  21 namespace {
  22   cl::opt<bool>
  23   NoFPElim("disable-fp-elim",
  24            cl::desc("Disable frame pointer elimination optimization"));
  25 }
  26
  27 X86RegisterInfo::X86RegisterInfo()
  28   : X86GenRegisterInfo(X86::ADJCALLSTACKDOWN, X86::ADJCALLSTACKUP) {}
  29
  30 static unsigned getIdx(const TargetRegisterClass *RC) {
  31   switch (RC->getSize()) {
  32   default: assert(0 && "Invalid data size!");
  33   case 1:  return 0;
  34   case 2:  return 1;
  35   case 4:  return 2;
  36   case 10: return 3;
  37   }
  38 }
  39
  40 void X86RegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  41                                           MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  42                                           unsigned SrcReg, int FrameIdx,
  43                                           const TargetRegisterClass *RC) const {
  44   static const unsigned Opcode[] =
  45     { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32, X86::FSTPr80 };
  46   MachineInstr *MI = addFrameReference(BuildMI(Opcode[getIdx(RC)], 5),
  47                                        FrameIdx).addReg(SrcReg);
  48   MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
  49 }
  50
  51 void X86RegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  52                                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  53                                            unsigned DestReg, int FrameIdx,
  54                                            const TargetRegisterClass *RC) const{
  55   static const unsigned Opcode[] =
  56     { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32, X86::FLDr80 };
  57   MachineInstr *MI = addFrameReference(BuildMI(Opcode[getIdx(RC)], 4, DestReg),
  58                                        FrameIdx);
  59   MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
  60 }
  61
  62 void X86RegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
  63                                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  64                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
  65                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
  66   static const unsigned Opcode[] =
  67     { X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32, X86::FpMOV };
  68   MachineInstr *MI = BuildMI(Opcode[getIdx(RC)],1,DestReg).addReg(SrcReg);
  69   MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
  70 }
  71
  72 //===----------------------------------------------------------------------===//
  73 // Stack Frame Processing methods
  74 //===----------------------------------------------------------------------===//
  75
  76 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
  77 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
  78 // if frame pointer elimination is disabled.
  79 //
  80 static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
  81   return NoFPElim || MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
  82 }
  83
  84 void X86RegisterInfo::eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
  85                                                     MachineBasicBlock &MBB,
  86                                          MachineBasicBlock::iterator &I) const {
  87   MachineInstr *New = 0, *Old = *I;;
  88   if (hasFP(MF)) {
  89     // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
  90     // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
  91     // <amt>'
  92     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
  93     if (Amount != 0) {
  94       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
  95       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
  96       // alignment boundary.
  97       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo().getStackAlignment();
  98       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
  99
 100       if (Old->getOpcode() == X86::ADJCALLSTACKDOWN) {
 101         New=BuildMI(X86::SUBri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(Amount);
 102       } else {
 103         assert(Old->getOpcode() == X86::ADJCALLSTACKUP);
 104         New=BuildMI(X86::ADDri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(Amount);
 105       }
 106     }
 107   }
 108
 109   if (New)
 110     *I = New;        // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 111   else
 112     I = MBB.erase(I);// Just delete the pseudo instruction...
 113   delete Old;
 114 }
 115
 116 void X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineFunction &MF,
 117                                         MachineBasicBlock::iterator &II) const {
 118   unsigned i = 0;
 119   MachineInstr &MI = **II;
 120   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
 121     ++i;
 122     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 123   }
 124
 125   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
 126
 127   // This must be part of a four operand memory reference.  Replace the
 128   // FrameIndex with base register with EBP.  Add add an offset to the offset.
 129   MI.SetMachineOperandReg(i, hasFP(MF) ? X86::EBP : X86::ESP);
 130
 131   // Now add the frame object offset to the offset from EBP.
 132   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) +
 133                MI.getOperand(i+3).getImmedValue()+4;
 134
 135   if (!hasFP(MF))
 136     Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 137
 138   MI.SetMachineOperandConst(i+3, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed, Offset);
 139 }
 140
 141 void X86RegisterInfo::processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF)
 142   const {
 143   if (hasFP(MF)) {
 144     // Create a frame entry for the EBP register that must be saved.
 145     int FrameIdx = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(4, 4);
 146     assert(FrameIdx == MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd()-1 &&
 147            "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
 148   }
 149 }
 150
 151 void X86RegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 152   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 153   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 154   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 155   MachineInstr *MI;
 156
 157   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 158   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 159   if (hasFP(MF)) {
 160     // Get the offset of the stack slot for the EBP register... which is
 161     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
 162     int EBPOffset = MFI->getObjectOffset(MFI->getObjectIndexEnd()-1)+4;
 163
 164     MI = addRegOffset(BuildMI(X86::MOVrm32, 5),    // mov [ESP-<offset>], EBP
 165                       X86::ESP, EBPOffset).addReg(X86::EBP);
 166     MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
 167
 168     MI = BuildMI(X86::MOVrr32, 2, X86::EBP).addReg(X86::ESP);
 169     MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
 170   } else {
 171     // When we have no frame pointer, we reserve argument space for call sites
 172     // in the function immediately on entry to the current function.  This
 173     // eliminates the need for add/sub ESP brackets around call sites.
 174     //
 175     NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
 176
 177     // Round the size to a multiple of the alignment (don't forget the 4 byte
 178     // offset though).
 179     unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo().getStackAlignment();
 180     NumBytes = ((NumBytes+4)+Align-1)/Align*Align - 4;
 181
 182     // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
 183     MFI->setStackSize(NumBytes);
 184   }
 185
 186   if (NumBytes) {
 187     // adjust stack pointer: ESP -= numbytes
 188     MI  = BuildMI(X86::SUBri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(NumBytes);
 189     MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
 190   }
 191 }
 192
 193 void X86RegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 194                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
 195   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 196   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.end()-1;
 197   MachineInstr *MI;
 198   assert((*MBBI)->getOpcode() == X86::RET &&
 199          "Can only insert epilog into returning blocks");
 200
 201   if (hasFP(MF)) {
 202     // Get the offset of the stack slot for the EBP register... which is
 203     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
 204     int EBPOffset = MFI->getObjectOffset(MFI->getObjectIndexEnd()-1)+4;
 205
 206     // mov ESP, EBP
 207     MI = BuildMI(X86::MOVrr32, 1,X86::ESP).addReg(X86::EBP);
 208     MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
 209
 210     // mov EBP, [ESP-<offset>]
 211     MI = addRegOffset(BuildMI(X86::MOVmr32, 5, X86::EBP), X86::ESP, EBPOffset);
 212     MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
 213   } else {
 214     // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
 215     unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
 216
 217     if (NumBytes) {    // adjust stack pointer back: ESP += numbytes
 218       MI =BuildMI(X86::ADDri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(NumBytes);
 219       MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
 220     }
 221   }
 222 }
 223
 224 #include "X86GenRegisterInfo.inc"
 225
 226 const TargetRegisterClass*
 227 X86RegisterInfo::getRegClassForType(const Type* Ty) const {
 228   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 229   case Type::LongTyID:
 230   case Type::ULongTyID: assert(0 && "Long values can't fit in registers!");
 231   default:              assert(0 && "Invalid type to getClass!");
 232   case Type::BoolTyID:
 233   case Type::SByteTyID:
 234   case Type::UByteTyID:   return &R8Instance;
 235   case Type::ShortTyID:
 236   case Type::UShortTyID:  return &R16Instance;
 237   case Type::IntTyID:
 238   case Type::UIntTyID:
 239   case Type::PointerTyID: return &R32Instance;
 240
 241   case Type::FloatTyID:
 242   case Type::DoubleTyID: return &RFPInstance;
 243   }
 244 }