lib/Target/ARM/Thumb2RegisterInfo.cpp

   1 //===- Thumb2RegisterInfo.cpp - Thumb-2 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 Thumb-2 implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ARM.h"
  15 #include "ARMAddressingModes.h"
  16 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
  17 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
  18 #include "ARMSubtarget.h"
  19 #include "Thumb2InstrInfo.h"
  20 #include "Thumb2RegisterInfo.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/LLVMContext.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  33 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  34 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  35 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  37 using namespace llvm;
  38
  39 Thumb2RegisterInfo::Thumb2RegisterInfo(const ARMBaseInstrInfo &tii,
  40                                        const ARMSubtarget &sti)
  41   : ARMBaseRegisterInfo(tii, sti) {
  42 }
  43
  44 /// emitLoadConstPool - Emits a load from constpool to materialize the
  45 /// specified immediate.
  46 void Thumb2RegisterInfo::emitLoadConstPool(MachineBasicBlock &MBB,
  47                                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  48                                            DebugLoc dl,
  49                                            unsigned DestReg, unsigned SubIdx,
  50                                            int Val,
  51                                            ARMCC::CondCodes Pred,
  52                                            unsigned PredReg) const {
  53   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
  54   MachineConstantPool *ConstantPool = MF.getConstantPool();
  55   Constant *C = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Val);
  56   unsigned Idx = ConstantPool->getConstantPoolIndex(C, 4);
  57
  58   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::t2LDRpci))
  59     .addReg(DestReg, getDefRegState(true), SubIdx)
  60     .addConstantPoolIndex(Idx).addImm((int64_t)ARMCC::AL).addReg(0);
  61 }
  62
  63 static unsigned
  64 negativeOffsetOpcode(unsigned opcode)
  65 {
  66   switch (opcode) {
  67   case ARM::t2LDRi12:   return ARM::t2LDRi8;
  68   case ARM::t2LDRHi12:  return ARM::t2LDRHi8;
  69   case ARM::t2LDRBi12:  return ARM::t2LDRBi8;
  70   case ARM::t2LDRSHi12: return ARM::t2LDRSHi8;
  71   case ARM::t2LDRSBi12: return ARM::t2LDRSBi8;
  72   case ARM::t2STRi12:   return ARM::t2STRi8;
  73   case ARM::t2STRBi12:  return ARM::t2STRBi8;
  74   case ARM::t2STRHi12:  return ARM::t2STRHi8;
  75
  76   case ARM::t2LDRi8:
  77   case ARM::t2LDRHi8:
  78   case ARM::t2LDRBi8:
  79   case ARM::t2LDRSHi8:
  80   case ARM::t2LDRSBi8:
  81   case ARM::t2STRi8:
  82   case ARM::t2STRBi8:
  83   case ARM::t2STRHi8:
  84     return opcode;
  85
  86   default:
  87     break;
  88   }
  89
  90   return 0;
  91 }
  92
  93 static unsigned
  94 positiveOffsetOpcode(unsigned opcode)
  95 {
  96   switch (opcode) {
  97   case ARM::t2LDRi8:   return ARM::t2LDRi12;
  98   case ARM::t2LDRHi8:  return ARM::t2LDRHi12;
  99   case ARM::t2LDRBi8:  return ARM::t2LDRBi12;
 100   case ARM::t2LDRSHi8: return ARM::t2LDRSHi12;
 101   case ARM::t2LDRSBi8: return ARM::t2LDRSBi12;
 102   case ARM::t2STRi8:   return ARM::t2STRi12;
 103   case ARM::t2STRBi8:  return ARM::t2STRBi12;
 104   case ARM::t2STRHi8:  return ARM::t2STRHi12;
 105
 106   case ARM::t2LDRi12:
 107   case ARM::t2LDRHi12:
 108   case ARM::t2LDRBi12:
 109   case ARM::t2LDRSHi12:
 110   case ARM::t2LDRSBi12:
 111   case ARM::t2STRi12:
 112   case ARM::t2STRBi12:
 113   case ARM::t2STRHi12:
 114     return opcode;
 115
 116   default:
 117     break;
 118   }
 119
 120   return 0;
 121 }
 122
 123 static unsigned
 124 immediateOffsetOpcode(unsigned opcode)
 125 {
 126   switch (opcode) {
 127   case ARM::t2LDRs:   return ARM::t2LDRi12;
 128   case ARM::t2LDRHs:  return ARM::t2LDRHi12;
 129   case ARM::t2LDRBs:  return ARM::t2LDRBi12;
 130   case ARM::t2LDRSHs: return ARM::t2LDRSHi12;
 131   case ARM::t2LDRSBs: return ARM::t2LDRSBi12;
 132   case ARM::t2STRs:   return ARM::t2STRi12;
 133   case ARM::t2STRBs:  return ARM::t2STRBi12;
 134   case ARM::t2STRHs:  return ARM::t2STRHi12;
 135
 136   case ARM::t2LDRi12:
 137   case ARM::t2LDRHi12:
 138   case ARM::t2LDRBi12:
 139   case ARM::t2LDRSHi12:
 140   case ARM::t2LDRSBi12:
 141   case ARM::t2STRi12:
 142   case ARM::t2STRBi12:
 143   case ARM::t2STRHi12:
 144   case ARM::t2LDRi8:
 145   case ARM::t2LDRHi8:
 146   case ARM::t2LDRBi8:
 147   case ARM::t2LDRSHi8:
 148   case ARM::t2LDRSBi8:
 149   case ARM::t2STRi8:
 150   case ARM::t2STRBi8:
 151   case ARM::t2STRHi8:
 152     return opcode;
 153
 154   default:
 155     break;
 156   }
 157
 158   return 0;
 159 }
 160
 161 bool Thumb2RegisterInfo::
 162 requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
 163   return true;
 164 }
 165
 166 int Thumb2RegisterInfo::
 167 rewriteFrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
 168                   unsigned MOVOpc, unsigned ADDriOpc, unsigned SUBriOpc,
 169                   unsigned FrameReg, int Offset) const
 170 {
 171   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
 172   const TargetInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
 173   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
 174   bool isSub = false;
 175
 176   // Memory operands in inline assembly always use AddrModeT2_i12
 177   if (Opcode == ARM::INLINEASM)
 178     AddrMode = ARMII::AddrModeT2_i12; // FIXME. mode for thumb2?
 179
 180   if (Opcode == ADDriOpc) {
 181     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
 182     if (Offset == 0) {
 183       // Turn it into a move.
 184       MI.setDesc(TII.get(MOVOpc));
 185       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 186       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
 187       return 0;
 188     } else if (Offset < 0) {
 189       Offset = -Offset;
 190       isSub = true;
 191       MI.setDesc(TII.get(SUBriOpc));
 192     }
 193
 194     // Common case: small offset, fits into instruction.
 195     if (ARM_AM::getT2SOImmVal(Offset) != -1) {
 196       // Replace the FrameIndex with sp / fp
 197       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 198       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Offset);
 199       return 0;
 200     }
 201
 202     // Otherwise, extract 8 adjacent bits from the immediate into this
 203     // t2ADDri/t2SUBri.
 204     unsigned RotAmt = CountLeadingZeros_32(Offset);
 205     if (RotAmt > 24)
 206       RotAmt = 24;
 207     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xff000000U, RotAmt);
 208
 209     // We will handle these bits from offset, clear them.
 210     Offset &= ~ThisImmVal;
 211
 212     assert(ARM_AM::getT2SOImmVal(ThisImmVal) != -1 &&
 213            "Bit extraction didn't work?");
 214     MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(ThisImmVal);
 215   } else {
 216     // AddrModeT2_so cannot handle any offset. If there is no offset
 217     // register then we change to an immediate version.
 218     if (AddrMode == ARMII::AddrModeT2_so) {
 219       unsigned OffsetReg = MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getReg();
 220       if (OffsetReg != 0) {
 221         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 222         return Offset;
 223       }
 224
 225       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
 226       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(0);
 227       Opcode = immediateOffsetOpcode(Opcode);
 228       AddrMode = ARMII::AddrModeT2_i12;
 229     }
 230
 231     // Neon and FP address modes are handled by the base ARM version...
 232     if ((AddrMode != ARMII::AddrModeT2_i8) &&
 233         (AddrMode != ARMII::AddrModeT2_i12)) {
 234       return ARMBaseRegisterInfo::rewriteFrameIndex(MI, FrameRegIdx,
 235                      ARM::t2MOVr, ARM::t2ADDri, ARM::t2SUBri, FrameReg, Offset);
 236     }
 237
 238     unsigned NumBits = 0;
 239     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
 240
 241     // i8 supports only negative, and i12 supports only positive, so
 242     // based on Offset sign convert Opcode to the appropriate
 243     // instruction
 244     if (Offset < 0) {
 245       Opcode = negativeOffsetOpcode(Opcode);
 246       NumBits = 8;
 247       isSub = true;
 248       Offset = -Offset;
 249     }
 250     else {
 251       Opcode = positiveOffsetOpcode(Opcode);
 252       NumBits = 12;
 253     }
 254
 255     if (Opcode) {
 256       MI.setDesc(TII.get(Opcode));
 257       MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(FrameRegIdx+1);
 258
 259       // Attempt to fold address computation
 260       // Common case: small offset, fits into instruction.
 261       unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
 262       if ((unsigned)Offset <= Mask) {
 263         // Replace the FrameIndex with fp/sp
 264         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 265         ImmOp.ChangeToImmediate((isSub) ? -Offset : Offset);
 266         return 0;
 267       }
 268
 269       // Otherwise, offset doesn't fit. Pull in what we can to simplify
 270       unsigned ImmedOffset = Offset & Mask;
 271       ImmOp.ChangeToImmediate((isSub) ? -ImmedOffset : ImmedOffset);
 272       Offset &= ~Mask;
 273     }
 274   }
 275
 276   return (isSub) ? -Offset : Offset;
 277 }