[SPARC] Revamp AnalyzeBranch and add ReverseBranchCondition.
[oota-llvm.git] / lib / Target / Sparc / SparcRegisterInfo.cpp
index 188fbdcfd93d3504e49271a4832ae7a8999ab8d4..da31783ba248bdac74179a1286e7d91c9f9eb3af 100644 (file)
-//===- SparcRegisterInfo.cpp - SPARC Register Information -------*- C++ -*-===//
+//===-- SparcRegisterInfo.cpp - SPARC Register Information ----------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file contains the SPARC implementation of the MRegisterInfo class.
+// This file contains the SPARC implementation of the TargetRegisterInfo class.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "Sparc.h"
 #include "SparcRegisterInfo.h"
+#include "Sparc.h"
+#include "SparcMachineFunctionInfo.h"
 #include "SparcSubtarget.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/ADT/BitVector.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/IR/Type.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
-#include <iostream>
+
 using namespace llvm;
 
-SparcRegisterInfo::SparcRegisterInfo(SparcSubtarget &st,
-                                     const TargetInstrInfo &tii)
-  : SparcGenRegisterInfo(SP::ADJCALLSTACKDOWN, SP::ADJCALLSTACKUP),
-    Subtarget(st), TII(tii) {
-}
+#define GET_REGINFO_TARGET_DESC
+#include "SparcGenRegisterInfo.inc"
+
+static cl::opt<bool>
+ReserveAppRegisters("sparc-reserve-app-registers", cl::Hidden, cl::init(false),
+                    cl::desc("Reserve application registers (%g2-%g4)"));
 
-void SparcRegisterInfo::
-storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
-                    unsigned SrcReg, int FI,
-                    const TargetRegisterClass *RC) const {
-  // On the order of operands here: think "[FrameIdx + 0] = SrcReg".
-  if (RC == SP::IntRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::STri)).addFrameIndex(FI).addImm(0)
-      .addReg(SrcReg);
-  else if (RC == SP::FPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::STFri)).addFrameIndex(FI).addImm(0)
-      .addReg(SrcReg);
-  else if (RC == SP::DFPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::STDFri)).addFrameIndex(FI).addImm(0)
-      .addReg(SrcReg);
-  else
-    assert(0 && "Can't store this register to stack slot");
+SparcRegisterInfo::SparcRegisterInfo() : SparcGenRegisterInfo(SP::O7) {}
+
+const MCPhysReg*
+SparcRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
+  return CSR_SaveList;
 }
 
-void SparcRegisterInfo::
-loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
-                     unsigned DestReg, int FI,
-                     const TargetRegisterClass *RC) const {
-  if (RC == SP::IntRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::LDri), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
-  else if (RC == SP::FPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::LDFri), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
-  else if (RC == SP::DFPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::LDDFri), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
-  else
-    assert(0 && "Can't load this register from stack slot");
+const uint32_t *
+SparcRegisterInfo::getCallPreservedMask(const MachineFunction &MF,
+                                        CallingConv::ID CC) const {
+  return CSR_RegMask;
 }
 
-void SparcRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
-                                     MachineBasicBlock::iterator I,
-                                     unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                                     const TargetRegisterClass *RC) const {
-  if (RC == SP::IntRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::ORrr), DestReg).addReg(SP::G0).addReg(SrcReg);
-  else if (RC == SP::FPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::FMOVS), DestReg).addReg(SrcReg);
-  else if (RC == SP::DFPRegsRegisterClass)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(Subtarget.isV9() ? SP::FMOVD : SP::FpMOVD),DestReg)
-      .addReg(SrcReg);
-  else
-    assert (0 && "Can't copy this register");
+const uint32_t*
+SparcRegisterInfo::getRTCallPreservedMask(CallingConv::ID CC) const {
+  return RTCSR_RegMask;
 }
 
-MachineInstr *SparcRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr* MI,
-                                                   unsigned OpNum,
-                                                   int FI) const {
-  bool isFloat = false;
-  MachineInstr *NewMI = NULL;
-  switch (MI->getOpcode()) {
-  case SP::ORrr:
-    if (MI->getOperand(1).isRegister() && MI->getOperand(1).getReg() == SP::G0&&
-        MI->getOperand(0).isRegister() && MI->getOperand(2).isRegister()) {
-      if (OpNum == 0)    // COPY -> STORE
-        NewMI = BuildMI(TII.get(SP::STri)).addFrameIndex(FI).addImm(0)
-                                   .addReg(MI->getOperand(2).getReg());
-      else               // COPY -> LOAD
-        NewMI = BuildMI(TII.get(SP::LDri), MI->getOperand(0).getReg())
-                      .addFrameIndex(FI).addImm(0);
+BitVector SparcRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
+  BitVector Reserved(getNumRegs());
+  const SparcSubtarget &Subtarget = MF.getSubtarget<SparcSubtarget>();
+  // FIXME: G1 reserved for now for large imm generation by frame code.
+  Reserved.set(SP::G1);
+
+  // G1-G4 can be used in applications.
+  if (ReserveAppRegisters) {
+    Reserved.set(SP::G2);
+    Reserved.set(SP::G3);
+    Reserved.set(SP::G4);
+  }
+  // G5 is not reserved in 64 bit mode.
+  if (!Subtarget.is64Bit())
+    Reserved.set(SP::G5);
+
+  Reserved.set(SP::O6);
+  Reserved.set(SP::I6);
+  Reserved.set(SP::I7);
+  Reserved.set(SP::G0);
+  Reserved.set(SP::G6);
+  Reserved.set(SP::G7);
+
+  // Also reserve the register pair aliases covering the above
+  // registers, with the same conditions.
+  Reserved.set(SP::G0_G1);
+  if (ReserveAppRegisters)
+    Reserved.set(SP::G2_G3);
+  if (ReserveAppRegisters || !Subtarget.is64Bit())
+    Reserved.set(SP::G4_G5);
+
+  Reserved.set(SP::O6_O7);
+  Reserved.set(SP::I6_I7);
+  Reserved.set(SP::G6_G7);
+
+  // Unaliased double registers are not available in non-V9 targets.
+  if (!Subtarget.isV9()) {
+    for (unsigned n = 0; n != 16; ++n) {
+      for (MCRegAliasIterator AI(SP::D16 + n, this, true); AI.isValid(); ++AI)
+        Reserved.set(*AI);
     }
-    break;
-  case SP::FMOVS:
-    isFloat = true;
-    // FALLTHROUGH
-  case SP::FMOVD:
-    if (OpNum == 0)  // COPY -> STORE
-      NewMI = BuildMI(TII.get(isFloat ? SP::STFri : SP::STDFri))
-               .addFrameIndex(FI).addImm(0).addReg(MI->getOperand(1).getReg());
-    else             // COPY -> LOAD
-      NewMI = BuildMI(TII.get(isFloat ? SP::LDFri : SP::LDDFri),
-                     MI->getOperand(0).getReg()).addFrameIndex(FI).addImm(0);
-    break;
   }
 
-  if (NewMI)
-    NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
-  return NewMI;
-}
-
-const unsigned* SparcRegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
-  static const unsigned CalleeSaveRegs[] = { 0 };
-  return CalleeSaveRegs;
+  return Reserved;
 }
 
-const TargetRegisterClass* const*
-SparcRegisterInfo::getCalleeSaveRegClasses() const {
-  static const TargetRegisterClass * const CalleeSaveRegClasses[] = { 0 };
-  return CalleeSaveRegClasses;
+const TargetRegisterClass*
+SparcRegisterInfo::getPointerRegClass(const MachineFunction &MF,
+                                      unsigned Kind) const {
+  const SparcSubtarget &Subtarget = MF.getSubtarget<SparcSubtarget>();
+  return Subtarget.is64Bit() ? &SP::I64RegsRegClass : &SP::IntRegsRegClass;
 }
 
-
-void SparcRegisterInfo::
-eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
-                              MachineBasicBlock::iterator I) const {
-  MachineInstr &MI = *I;
-  int Size = MI.getOperand(0).getImmedValue();
-  if (MI.getOpcode() == SP::ADJCALLSTACKDOWN)
-    Size = -Size;
-  if (Size)
-    BuildMI(MBB, I, TII.get(SP::ADDri), SP::O6).addReg(SP::O6).addImm(Size);
-  MBB.erase(I);
-}
-
-void
-SparcRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const {
-  unsigned i = 0;
-  MachineInstr &MI = *II;
-  while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
-    ++i;
-    assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
-  }
-
-  int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
-
-  // Addressable stack objects are accessed using neg. offsets from %fp
-  MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
-  int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) +
-               MI.getOperand(i+1).getImmedValue();
-
+static void replaceFI(MachineFunction &MF,
+                      MachineBasicBlock::iterator II,
+                      MachineInstr &MI,
+                      DebugLoc dl,
+                      unsigned FIOperandNum, int Offset,
+                      unsigned FramePtr)
+{
   // Replace frame index with a frame pointer reference.
   if (Offset >= -4096 && Offset <= 4095) {
     // If the offset is small enough to fit in the immediate field, directly
     // encode it.
-    MI.getOperand(i).ChangeToRegister(SP::I6, false);
-    MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
-  } else {
-    // Otherwise, emit a G1 = SETHI %hi(offset).  FIXME: it would be better to 
-    // scavenge a register here instead of reserving G1 all of the time.
-    unsigned OffHi = (unsigned)Offset >> 10U;
-    BuildMI(*MI.getParent(), II, TII.get(SP::SETHIi), SP::G1).addImm(OffHi);
+    MI.getOperand(FIOperandNum).ChangeToRegister(FramePtr, false);
+    MI.getOperand(FIOperandNum + 1).ChangeToImmediate(Offset);
+    return;
+  }
+
+  const TargetInstrInfo &TII = *MF.getSubtarget().getInstrInfo();
+
+  // FIXME: it would be better to scavenge a register here instead of
+  // reserving G1 all of the time.
+  if (Offset >= 0) {
+    // Emit nonnegaive immediates with sethi + or.
+    // sethi %hi(Offset), %g1
+    // add %g1, %fp, %g1
+    // Insert G1+%lo(offset) into the user.
+    BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::SETHIi), SP::G1)
+      .addImm(HI22(Offset));
+
+
     // Emit G1 = G1 + I6
-    BuildMI(*MI.getParent(), II, TII.get(SP::ADDrr), SP::G1).addReg(SP::G1)
-      .addReg(SP::I6);
+    BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::ADDrr), SP::G1).addReg(SP::G1)
+      .addReg(FramePtr);
     // Insert: G1+%lo(offset) into the user.
-    MI.getOperand(i).ChangeToRegister(SP::G1, false);
-    MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset & ((1 << 10)-1));
+    MI.getOperand(FIOperandNum).ChangeToRegister(SP::G1, false);
+    MI.getOperand(FIOperandNum + 1).ChangeToImmediate(LO10(Offset));
+    return;
   }
+
+  // Emit Negative numbers with sethi + xor
+  // sethi %hix(Offset), %g1
+  // xor  %g1, %lox(offset), %g1
+  // add %g1, %fp, %g1
+  // Insert: G1 + 0 into the user.
+  BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::SETHIi), SP::G1)
+    .addImm(HIX22(Offset));
+  BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::XORri), SP::G1)
+    .addReg(SP::G1).addImm(LOX10(Offset));
+
+  BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::ADDrr), SP::G1).addReg(SP::G1)
+    .addReg(FramePtr);
+  // Insert: G1+%lo(offset) into the user.
+  MI.getOperand(FIOperandNum).ChangeToRegister(SP::G1, false);
+  MI.getOperand(FIOperandNum + 1).ChangeToImmediate(0);
 }
 
-void SparcRegisterInfo::
-processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {}
-
-void SparcRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
-  MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
-  MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
-
-  // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
-  int NumBytes = (int) MFI->getStackSize();
-
-  // Emit the correct save instruction based on the number of bytes in
-  // the frame. Minimum stack frame size according to V8 ABI is:
-  //   16 words for register window spill
-  //    1 word for address of returned aggregate-value
-  // +  6 words for passing parameters on the stack
-  // ----------
-  //   23 words * 4 bytes per word = 92 bytes
-  NumBytes += 92;
-  // Round up to next doubleword boundary -- a double-word boundary
-  // is required by the ABI.
-  NumBytes = (NumBytes + 7) & ~7;
-  NumBytes = -NumBytes;
-  
-  if (NumBytes >= -4096) {
-    BuildMI(MBB, MBB.begin(), TII.get(SP::SAVEri),
-            SP::O6).addImm(NumBytes).addReg(SP::O6);
-  } else {
-    MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.begin();
-    // Emit this the hard way.  This clobbers G1 which we always know is 
-    // available here.
-    unsigned OffHi = (unsigned)NumBytes >> 10U;
-    BuildMI(MBB, InsertPt, TII.get(SP::SETHIi), SP::G1).addImm(OffHi);
-    // Emit G1 = G1 + I6
-    BuildMI(MBB, InsertPt, TII.get(SP::ORri), SP::G1)
-      .addReg(SP::G1).addImm(NumBytes & ((1 << 10)-1));
-    BuildMI(MBB, InsertPt, TII.get(SP::SAVErr), SP::O6)
-      .addReg(SP::O6).addReg(SP::G1);
+
+void
+SparcRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
+                                       int SPAdj, unsigned FIOperandNum,
+                                       RegScavenger *RS) const {
+  assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
+
+  MachineInstr &MI = *II;
+  DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
+  int FrameIndex = MI.getOperand(FIOperandNum).getIndex();
+  MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
+  const SparcSubtarget &Subtarget = MF.getSubtarget<SparcSubtarget>();
+  const SparcFrameLowering *TFI = getFrameLowering(MF);
+
+  unsigned FrameReg;
+  int Offset;
+  Offset = TFI->getFrameIndexReference(MF, FrameIndex, FrameReg);
+
+  Offset += MI.getOperand(FIOperandNum + 1).getImm();
+
+  if (!Subtarget.isV9() || !Subtarget.hasHardQuad()) {
+    if (MI.getOpcode() == SP::STQFri) {
+      const TargetInstrInfo &TII = *Subtarget.getInstrInfo();
+      unsigned SrcReg = MI.getOperand(2).getReg();
+      unsigned SrcEvenReg = getSubReg(SrcReg, SP::sub_even64);
+      unsigned SrcOddReg  = getSubReg(SrcReg, SP::sub_odd64);
+      MachineInstr *StMI =
+        BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::STDFri))
+        .addReg(FrameReg).addImm(0).addReg(SrcEvenReg);
+      replaceFI(MF, II, *StMI, dl, 0, Offset, FrameReg);
+      MI.setDesc(TII.get(SP::STDFri));
+      MI.getOperand(2).setReg(SrcOddReg);
+      Offset += 8;
+    } else if (MI.getOpcode() == SP::LDQFri) {
+      const TargetInstrInfo &TII = *Subtarget.getInstrInfo();
+      unsigned DestReg     = MI.getOperand(0).getReg();
+      unsigned DestEvenReg = getSubReg(DestReg, SP::sub_even64);
+      unsigned DestOddReg  = getSubReg(DestReg, SP::sub_odd64);
+      MachineInstr *StMI =
+        BuildMI(*MI.getParent(), II, dl, TII.get(SP::LDDFri), DestEvenReg)
+        .addReg(FrameReg).addImm(0);
+      replaceFI(MF, II, *StMI, dl, 1, Offset, FrameReg);
+
+      MI.setDesc(TII.get(SP::LDDFri));
+      MI.getOperand(0).setReg(DestOddReg);
+      Offset += 8;
+    }
   }
-}
 
-void SparcRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
-                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
-  MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
-  assert(MBBI->getOpcode() == SP::RETL &&
-         "Can only put epilog before 'retl' instruction!");
-  BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(SP::RESTORErr), SP::G0).addReg(SP::G0)
-    .addReg(SP::G0);
-}
+  replaceFI(MF, II, MI, dl, FIOperandNum, Offset, FrameReg);
 
-unsigned SparcRegisterInfo::getRARegister() const {
-  assert(0 && "What is the return address register");
-  return 0;
 }
 
-unsigned SparcRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
-  assert(0 && "What is the frame register");
-  return SP::G1;
+unsigned SparcRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
+  return SP::I6;
 }
 
-#include "SparcGenRegisterInfo.inc"
+// Sparc has no architectural need for stack realignment support,
+// except that LLVM unfortunately currently implements overaligned
+// stack objects by depending upon stack realignment support.
+// If that ever changes, this can probably be deleted.
+bool SparcRegisterInfo::canRealignStack(const MachineFunction &MF) const {
+  if (!TargetRegisterInfo::canRealignStack(MF))
+    return false;
+
+  // Sparc always has a fixed frame pointer register, so don't need to
+  // worry about needing to reserve it. [even if we don't have a frame
+  // pointer for our frame, it still cannot be used for other things,
+  // or register window traps will be SADNESS.]
+
+  // If there's a reserved call frame, we can use SP to access locals.
+  if (getFrameLowering(MF)->hasReservedCallFrame(MF))
+    return true;
 
+  // Otherwise, we'd need a base pointer, but those aren't implemented
+  // for SPARC at the moment.
+
+  return false;
+}