Modified cast so that it converts the int to a long before casting to
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86RegisterInfo.cpp
index 4e5afce63126542e274d2353077e93cf940da634..0e8b889ad8d31e25b7acb13ad0dcaf651f81f29c 100644 (file)
@@ -1,6 +1,14 @@
 //===- X86RegisterInfo.cpp - X86 Register Information -----------*- C++ -*-===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file contains the X86 implementation of the MRegisterInfo class.
+// 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 contains the X86 implementation of the MRegisterInfo class.  This
+// file is responsible for the frame pointer elimination optimization on X86.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "X86InstrBuilder.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/Type.h"
+#include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
+#include "Support/CommandLine.h"
 
-// X86Regs - Turn the X86RegisterInfo.def file into a bunch of register
-// descriptors
-//
-static const MRegisterDesc X86Regs[] = {
-#define R(ENUM, NAME, FLAGS, TSFLAGS) { NAME, FLAGS, TSFLAGS },
-#include "X86RegisterInfo.def"
-};
+namespace llvm {
 
-X86RegisterInfo::X86RegisterInfo()
-  : MRegisterInfo(X86Regs, sizeof(X86Regs)/sizeof(X86Regs[0])) {
+namespace {
+  cl::opt<bool>
+  NoFPElim("disable-fp-elim",
+          cl::desc("Disable frame pointer elimination optimization"));
 }
 
-unsigned getIdx(unsigned dataSize) {
-  switch (dataSize) {
-  case 1: return 0;
-  case 2: return 1;
-  case 4: return 2;
-    // FIXME: longs handled as ints
-  case 8: return 2;
+X86RegisterInfo::X86RegisterInfo()
+  : X86GenRegisterInfo(X86::ADJCALLSTACKDOWN, X86::ADJCALLSTACKUP) {}
+
+static unsigned getIdx(const TargetRegisterClass *RC) {
+  switch (RC->getSize()) {
   default: assert(0 && "Invalid data size!");
+  case 1:  return 0;
+  case 2:  return 1;
+  case 4:  return 2;
+  case 10: return 3;
   }
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator
-X86RegisterInfo::storeReg2RegOffset(MachineBasicBlock *MBB,
-                                    MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                                    unsigned SrcReg, unsigned DestReg, 
-                                    unsigned ImmOffset, unsigned dataSize)
-  const
-{
-  static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
-  MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(Opcode[getIdx(dataSize)], 5),
-                                  DestReg, ImmOffset).addReg(SrcReg);
-  return ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+int X86RegisterInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
+                                         unsigned SrcReg, int FrameIdx,
+                                         const TargetRegisterClass *RC) const {
+  static const unsigned Opcode[] =
+    { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32, X86::FSTPr80 };
+  MachineInstr *MI = addFrameReference(BuildMI(Opcode[getIdx(RC)], 5),
+                                      FrameIdx).addReg(SrcReg);
+  MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
+  return 1;
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator
-X86RegisterInfo::loadRegOffset2Reg(MachineBasicBlock *MBB,
-                                   MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                                   unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                                   unsigned ImmOffset, unsigned dataSize)
-  const
-{
-  static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32 };
-  MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(Opcode[getIdx(dataSize)], 5)
-                                  .addReg(DestReg), SrcReg, ImmOffset);
-  return ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+int X86RegisterInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                          MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
+                                          unsigned DestReg, int FrameIdx,
+                                          const TargetRegisterClass *RC) const{
+  static const unsigned Opcode[] =
+    { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32, X86::FLDr80 };
+  MachineInstr *MI = addFrameReference(BuildMI(Opcode[getIdx(RC)], 4, DestReg),
+                                      FrameIdx);
+  MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
+  return 1;
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator
-X86RegisterInfo::moveReg2Reg(MachineBasicBlock *MBB,
-                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                             unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
-                             unsigned dataSize) const
-{
-  static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32 };
-  MachineInstr *MI = 
-    BuildMI(Opcode[getIdx(dataSize)], 2).addReg(DestReg).addReg(SrcReg);
-  return ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+int X86RegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                                  MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
+                                  unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                                  const TargetRegisterClass *RC) const {
+  static const unsigned Opcode[] =
+    { X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32, X86::FpMOV };
+  MachineInstr *MI = BuildMI(Opcode[getIdx(RC)],1,DestReg).addReg(SrcReg);
+  MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
+  return 1;
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator
-X86RegisterInfo::moveImm2Reg(MachineBasicBlock *MBB,
-                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                             unsigned DestReg, unsigned Imm, unsigned dataSize)
-  const
-{
-  static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32 };
-  MachineInstr *MI = 
-    BuildMI(Opcode[getIdx(dataSize)], 2).addReg(DestReg).addReg(Imm);
-  return ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Stack Frame Processing methods
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
+// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
+// if frame pointer elimination is disabled.
+//
+static bool hasFP(MachineFunction &MF) {
+  return NoFPElim || MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
 }
 
+int X86RegisterInfo::eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
+                                                   MachineBasicBlock &MBB,
+                                        MachineBasicBlock::iterator &I) const {
+  MachineInstr *New = 0, *Old = *I;;
+  if (hasFP(MF)) {
+    // If we have a frame pointer, turn the adjcallstackup instruction into a
+    // 'sub ESP, <amt>' and the adjcallstackdown instruction into 'add ESP,
+    // <amt>'
+    unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
+    if (Amount != 0) {
+      // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
+      // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
+      // alignment boundary.
+      unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo().getStackAlignment();
+      Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
 
-unsigned X86RegisterInfo::getFramePointer() const {
-  return X86::EBP;
-}
+      if (Old->getOpcode() == X86::ADJCALLSTACKDOWN) {
+       New=BuildMI(X86::SUBri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(Amount);
+      } else {
+       assert(Old->getOpcode() == X86::ADJCALLSTACKUP);
+       New=BuildMI(X86::ADDri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(Amount);
+      }
+    }
+  }
 
-unsigned X86RegisterInfo::getStackPointer() const {
-  return X86::ESP;
+  if (New) {
+    *I = New;        // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
+    delete Old;
+    return 0;
+  } else {
+    I = MBB.erase(I);// Just delete the pseudo instruction...
+    delete Old;
+    return -1;
+  }
 }
 
-const unsigned* X86RegisterInfo::getCalleeSaveRegs() const {
-  static const unsigned CalleeSaveRegs[] = { X86::ESI, X86::EDI, X86::EBX,
-                                             MRegisterInfo::NoRegister };
-  return CalleeSaveRegs;
-}
+int X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineFunction &MF,
+                                        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();
+
+  // This must be part of a four operand memory reference.  Replace the
+  // FrameIndex with base register with EBP.  Add add an offset to the offset.
+  MI.SetMachineOperandReg(i, hasFP(MF) ? X86::EBP : X86::ESP);
+
+  // Now add the frame object offset to the offset from EBP.
+  int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) +
+               MI.getOperand(i+3).getImmedValue()+4;
 
+  if (!hasFP(MF))
+    Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 
-const unsigned* X86RegisterInfo::getCallerSaveRegs() const {
-  static const unsigned CallerSaveRegs[] = { X86::EAX, X86::ECX, X86::EDX,
-                                             MRegisterInfo::NoRegister };
-  return CallerSaveRegs;
+  MI.SetMachineOperandConst(i+3, MachineOperand::MO_SignExtendedImmed, Offset);
+  return 0;
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator 
-X86RegisterInfo::emitPrologue(MachineBasicBlock *MBB,
-                              MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                              unsigned numBytes) const
-{
+int X86RegisterInfo::processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF)
+  const {
+  if (hasFP(MF)) {
+    // Create a frame entry for the EBP register that must be saved.
+    int FrameIdx = MF.getFrameInfo()->CreateStackObject(4, 4);
+    assert(FrameIdx == MF.getFrameInfo()->getObjectIndexEnd()-1 &&
+          "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
+  }
+  return 0;
+}
+
+int X86RegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
+  MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
+  MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
   MachineInstr *MI;
 
-  // PUSH ebp
-  MI = BuildMI (X86::PUSHr32, 1).addReg(X86::EBP);
-  MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+  unsigned oldSize = MBB.size();
+  // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
+  unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
+  if (hasFP(MF)) {
+    // Get the offset of the stack slot for the EBP register... which is
+    // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
+    int EBPOffset = MFI->getObjectOffset(MFI->getObjectIndexEnd()-1)+4;
 
-  // MOV ebp, esp
-  MI = BuildMI (X86::MOVrr32, 2).addReg(X86::EBP).addReg(X86::ESP);
-  MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));  
+    if (NumBytes) {   // adjust stack pointer: ESP -= numbytes
+      MI= BuildMI(X86::SUBri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(NumBytes);
+      MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
+    }
 
-  // adjust stack pointer
-  MI  = BuildMI(X86::SUBri32, 2).addReg(X86::ESP).addZImm(numBytes);
-  MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+    // Save EBP into the appropriate stack slot...
+    MI = addRegOffset(BuildMI(X86::MOVrm32, 5),    // mov [ESP-<offset>], EBP
+                     X86::ESP, EBPOffset+NumBytes).addReg(X86::EBP);
+    MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
 
-  // PUSH all callee-save registers
-  const unsigned* regs = getCalleeSaveRegs();
-  while (*regs) {
-    MI = BuildMI(X86::PUSHr32, 1).addReg(*regs);
-    MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));
-    ++regs;
-  }
+    // Update EBP with the new base value...
+    if (NumBytes == 0)    // mov EBP, ESP
+      MI = BuildMI(X86::MOVrr32, 2, X86::EBP).addReg(X86::ESP);
+    else                  // lea EBP, [ESP+StackSize]
+      MI = addRegOffset(BuildMI(X86::LEAr32, 5, X86::EBP), X86::ESP, NumBytes);
+
+    MBBI = MBB.insert(MBBI, MI)+1;
 
-  return MBBI;
+  } else {
+    // When we have no frame pointer, we reserve argument space for call sites
+    // in the function immediately on entry to the current function.  This
+    // eliminates the need for add/sub ESP brackets around call sites.
+    //
+    NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
+
+    // Round the size to a multiple of the alignment (don't forget the 4 byte
+    // offset though).
+    unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo().getStackAlignment();
+    NumBytes = ((NumBytes+4)+Align-1)/Align*Align - 4;
+
+    // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
+    MFI->setStackSize(NumBytes);
+
+    if (NumBytes) {
+      // adjust stack pointer: ESP -= numbytes
+      MI= BuildMI(X86::SUBri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(NumBytes);
+      MBB.insert(MBBI, MI);
+    }
+  }
+  return MBB.size() - oldSize;
 }
 
-MachineBasicBlock::iterator
-X86RegisterInfo::emitEpilogue(MachineBasicBlock *MBB,
-                              MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                              unsigned numBytes) const
-{
+int X86RegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
+                                  MachineBasicBlock &MBB) const {
+  unsigned oldSize = MBB.size();
+  const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
+  MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.end()-1;
   MachineInstr *MI;
+  assert((*MBBI)->getOpcode() == X86::RET &&
+         "Can only insert epilog into returning blocks");
 
-  // POP all callee-save registers in REVERSE ORDER
-  static const unsigned regs[] = { X86::EBX, X86::EDI, X86::ESI,
-                                   MRegisterInfo::NoRegister };
-  unsigned idx = 0;
-  while (regs[idx]) {
-    MI = BuildMI(X86::POPr32, 1).addReg(regs[idx++]);
-    MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));
+  if (hasFP(MF)) {
+    // Get the offset of the stack slot for the EBP register... which is
+    // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
+    int EBPOffset = MFI->getObjectOffset(MFI->getObjectIndexEnd()-1)+4;
+    
+    // mov ESP, EBP
+    MI = BuildMI(X86::MOVrr32, 1,X86::ESP).addReg(X86::EBP);
+    MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
+
+    // mov EBP, [ESP-<offset>]
+    MI = addRegOffset(BuildMI(X86::MOVmr32, 5, X86::EBP), X86::ESP, EBPOffset);
+    MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
+  } else {
+    // Get the number of bytes allocated from the FrameInfo...
+    unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
+
+    if (NumBytes) {    // adjust stack pointer back: ESP += numbytes
+      MI =BuildMI(X86::ADDri32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addZImm(NumBytes);
+      MBBI = 1+MBB.insert(MBBI, MI);
+    }
   }
-  
-  // insert LEAVE
-  MI = BuildMI(X86::LEAVE, 0);
-  MBBI = ++(MBB->insert(MBBI, MI));
-  
-  return MBBI;
+  return MBB.size() - oldSize;
 }
+
+} // End llvm namespace
+
+#include "X86GenRegisterInfo.inc"
+
+namespace llvm {
+
+const TargetRegisterClass*
+X86RegisterInfo::getRegClassForType(const Type* Ty) const {
+  switch (Ty->getPrimitiveID()) {
+  case Type::LongTyID:
+  case Type::ULongTyID: assert(0 && "Long values can't fit in registers!");
+  default:              assert(0 && "Invalid type to getClass!");
+  case Type::BoolTyID:
+  case Type::SByteTyID:
+  case Type::UByteTyID:   return &R8Instance;
+  case Type::ShortTyID:
+  case Type::UShortTyID:  return &R16Instance;
+  case Type::IntTyID:
+  case Type::UIntTyID:
+  case Type::PointerTyID: return &R32Instance;
+    
+  case Type::FloatTyID:
+  case Type::DoubleTyID: return &RFPInstance;
+  }
+}
+
+} // End llvm namespace