lib/Target/Blackfin/BlackfinRegisterInfo.cpp

   1 //===- BlackfinRegisterInfo.cpp - Blackfin 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 Blackfin implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "Blackfin.h"
  16 #include "BlackfinRegisterInfo.h"
  17 #include "BlackfinSubtarget.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  29 #include "llvm/Type.h"
  30 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  32 using namespace llvm;
  33
  34 BlackfinRegisterInfo::BlackfinRegisterInfo(BlackfinSubtarget &st,
  35                                            const TargetInstrInfo &tii)
  36   : BlackfinGenRegisterInfo(BF::ADJCALLSTACKDOWN, BF::ADJCALLSTACKUP),
  37     Subtarget(st),
  38     TII(tii) {}
  39
  40 const unsigned*
  41 BlackfinRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  42   using namespace BF;
  43   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
  44     FP,
  45     R4, R5, R6, R7,
  46     P3, P4, P5,
  47     0 };
  48   return  CalleeSavedRegs;
  49 }
  50
  51 BitVector
  52 BlackfinRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  53   using namespace BF;
  54   BitVector Reserved(getNumRegs());
  55   Reserved.set(AZ);
  56   Reserved.set(AN);
  57   Reserved.set(AQ);
  58   Reserved.set(AC0);
  59   Reserved.set(AC1);
  60   Reserved.set(AV0);
  61   Reserved.set(AV0S);
  62   Reserved.set(AV1);
  63   Reserved.set(AV1S);
  64   Reserved.set(V);
  65   Reserved.set(VS);
  66   Reserved.set(CYCLES).set(CYCLES2);
  67   Reserved.set(L0);
  68   Reserved.set(L1);
  69   Reserved.set(L2);
  70   Reserved.set(L3);
  71   Reserved.set(SP);
  72   Reserved.set(RETS);
  73   if (hasFP(MF))
  74     Reserved.set(FP);
  75   return Reserved;
  76 }
  77
  78 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
  79 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
  80 // if frame pointer elimination is disabled.
  81 bool BlackfinRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  82   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  83   return DisableFramePointerElim(MF) ||
  84     MFI->adjustsStack() || MFI->hasVarSizedObjects();
  85 }
  86
  87 bool BlackfinRegisterInfo::
  88 requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
  89   return true;
  90 }
  91
  92 // Emit instructions to add delta to D/P register. ScratchReg must be of the
  93 // same class as Reg (P).
  94 void BlackfinRegisterInfo::adjustRegister(MachineBasicBlock &MBB,
  95                                           MachineBasicBlock::iterator I,
  96                                           DebugLoc DL,
  97                                           unsigned Reg,
  98                                           unsigned ScratchReg,
  99                                           int delta) const {
 100   if (!delta)
 101     return;
 102   if (isInt<7>(delta)) {
 103     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::ADDpp_imm7), Reg)
 104       .addReg(Reg)              // No kill on two-addr operand
 105       .addImm(delta);
 106     return;
 107   }
 108
 109   // We must load delta into ScratchReg and add that.
 110   loadConstant(MBB, I, DL, ScratchReg, delta);
 111   if (BF::PRegClass.contains(Reg)) {
 112     assert(BF::PRegClass.contains(ScratchReg) &&
 113            "ScratchReg must be a P register");
 114     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::ADDpp), Reg)
 115       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 116       .addReg(ScratchReg, RegState::Kill);
 117   } else {
 118     assert(BF::DRegClass.contains(Reg) && "Reg must be a D or P register");
 119     assert(BF::DRegClass.contains(ScratchReg) &&
 120            "ScratchReg must be a D register");
 121     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::ADD), Reg)
 122       .addReg(Reg, RegState::Kill)
 123       .addReg(ScratchReg, RegState::Kill);
 124   }
 125 }
 126
 127 // Emit instructions to load a constant into D/P register
 128 void BlackfinRegisterInfo::loadConstant(MachineBasicBlock &MBB,
 129                                         MachineBasicBlock::iterator I,
 130                                         DebugLoc DL,
 131                                         unsigned Reg,
 132                                         int value) const {
 133   if (isInt<7>(value)) {
 134     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::LOADimm7), Reg).addImm(value);
 135     return;
 136   }
 137
 138   if (isUInt<16>(value)) {
 139     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::LOADuimm16), Reg).addImm(value);
 140     return;
 141   }
 142
 143   if (isInt<16>(value)) {
 144     BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(BF::LOADimm16), Reg).addImm(value);
 145     return;
 146   }
 147
 148   // We must split into halves
 149   BuildMI(MBB, I, DL,
 150           TII.get(BF::LOAD16i), getSubReg(Reg, BF::hi16))
 151     .addImm((value >> 16) & 0xffff)
 152     .addReg(Reg, RegState::ImplicitDefine);
 153   BuildMI(MBB, I, DL,
 154           TII.get(BF::LOAD16i), getSubReg(Reg, BF::lo16))
 155     .addImm(value & 0xffff)
 156     .addReg(Reg, RegState::ImplicitKill)
 157     .addReg(Reg, RegState::ImplicitDefine);
 158 }
 159
 160 void BlackfinRegisterInfo::
 161 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF,
 162                               MachineBasicBlock &MBB,
 163                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 164   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
 165     int64_t Amount = I->getOperand(0).getImm();
 166     if (Amount != 0) {
 167       assert(Amount%4 == 0 && "Unaligned call frame size");
 168       if (I->getOpcode() == BF::ADJCALLSTACKDOWN) {
 169         adjustRegister(MBB, I, I->getDebugLoc(), BF::SP, BF::P1, -Amount);
 170       } else {
 171         assert(I->getOpcode() == BF::ADJCALLSTACKUP &&
 172                "Unknown call frame pseudo instruction");
 173         adjustRegister(MBB, I, I->getDebugLoc(), BF::SP, BF::P1, Amount);
 174       }
 175     }
 176   }
 177   MBB.erase(I);
 178 }
 179
 180 /// findScratchRegister - Find a 'free' register. Try for a call-clobbered
 181 /// register first and then a spilled callee-saved register if that fails.
 182 static unsigned findScratchRegister(MachineBasicBlock::iterator II,
 183                                     RegScavenger *RS,
 184                                     const TargetRegisterClass *RC,
 185                                     int SPAdj) {
 186   assert(RS && "Register scavenging must be on");
 187   unsigned Reg = RS->FindUnusedReg(RC);
 188   if (Reg == 0)
 189     Reg = RS->scavengeRegister(RC, II, SPAdj);
 190   return Reg;
 191 }
 192
 193 unsigned
 194 BlackfinRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 195                                           int SPAdj, FrameIndexValue *Value,
 196                                           RegScavenger *RS) const {
 197   MachineInstr &MI = *II;
 198   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 199   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 200   DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
 201
 202   unsigned FIPos;
 203   for (FIPos=0; !MI.getOperand(FIPos).isFI(); ++FIPos) {
 204     assert(FIPos < MI.getNumOperands() &&
 205            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 206   }
 207   int FrameIndex = MI.getOperand(FIPos).getIndex();
 208   assert(FIPos+1 < MI.getNumOperands() && MI.getOperand(FIPos+1).isImm());
 209   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex)
 210     + MI.getOperand(FIPos+1).getImm();
 211   unsigned BaseReg = BF::FP;
 212   if (hasFP(MF)) {
 213     assert(SPAdj==0 && "Unexpected SP adjust in function with frame pointer");
 214   } else {
 215     BaseReg = BF::SP;
 216     Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize() + SPAdj;
 217   }
 218
 219   bool isStore = false;
 220
 221   switch (MI.getOpcode()) {
 222   case BF::STORE32fi:
 223     isStore = true;
 224   case BF::LOAD32fi: {
 225     assert(Offset%4 == 0 && "Unaligned i32 stack access");
 226     assert(FIPos==1 && "Bad frame index operand");
 227     MI.getOperand(FIPos).ChangeToRegister(BaseReg, false);
 228     MI.getOperand(FIPos+1).setImm(Offset);
 229     if (isUInt<6>(Offset)) {
 230       MI.setDesc(TII.get(isStore
 231                          ? BF::STORE32p_uimm6m4
 232                          : BF::LOAD32p_uimm6m4));
 233       return 0;
 234     }
 235     if (BaseReg == BF::FP && isUInt<7>(-Offset)) {
 236       MI.setDesc(TII.get(isStore
 237                          ? BF::STORE32fp_nimm7m4
 238                          : BF::LOAD32fp_nimm7m4));
 239       MI.getOperand(FIPos+1).setImm(-Offset);
 240       return 0;
 241     }
 242     if (isInt<18>(Offset)) {
 243       MI.setDesc(TII.get(isStore
 244                          ? BF::STORE32p_imm18m4
 245                          : BF::LOAD32p_imm18m4));
 246       return 0;
 247     }
 248     // Use RegScavenger to calculate proper offset...
 249     MI.dump();
 250     llvm_unreachable("Stack frame offset too big");
 251     break;
 252   }
 253   case BF::ADDpp: {
 254     assert(MI.getOperand(0).isReg() && "ADD instruction needs a register");
 255     unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
 256     // We need to produce a stack offset in a P register. We emit:
 257     // P0 = offset;
 258     // P0 = BR + P0;
 259     assert(FIPos==1 && "Bad frame index operand");
 260     loadConstant(MBB, II, DL, DestReg, Offset);
 261     MI.getOperand(1).ChangeToRegister(DestReg, false, false, true);
 262     MI.getOperand(2).ChangeToRegister(BaseReg, false);
 263     break;
 264   }
 265   case BF::STORE16fi:
 266     isStore = true;
 267   case BF::LOAD16fi: {
 268     assert(Offset%2 == 0 && "Unaligned i16 stack access");
 269     assert(FIPos==1 && "Bad frame index operand");
 270     // We need a P register to use as an address
 271     unsigned ScratchReg = findScratchRegister(II, RS, &BF::PRegClass, SPAdj);
 272     assert(ScratchReg && "Could not scavenge register");
 273     loadConstant(MBB, II, DL, ScratchReg, Offset);
 274     BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::ADDpp), ScratchReg)
 275       .addReg(ScratchReg, RegState::Kill)
 276       .addReg(BaseReg);
 277     MI.setDesc(TII.get(isStore ? BF::STORE16pi : BF::LOAD16pi));
 278     MI.getOperand(1).ChangeToRegister(ScratchReg, false, false, true);
 279     MI.RemoveOperand(2);
 280     break;
 281   }
 282   case BF::STORE8fi: {
 283     // This is an AnyCC spill, we need a scratch register.
 284     assert(FIPos==1 && "Bad frame index operand");
 285     MachineOperand SpillReg = MI.getOperand(0);
 286     unsigned ScratchReg = findScratchRegister(II, RS, &BF::DRegClass, SPAdj);
 287     assert(ScratchReg && "Could not scavenge register");
 288     if (SpillReg.getReg()==BF::NCC) {
 289       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::MOVENCC_z), ScratchReg)
 290         .addOperand(SpillReg);
 291       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::BITTGL), ScratchReg)
 292         .addReg(ScratchReg).addImm(0);
 293     } else {
 294       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::MOVECC_zext), ScratchReg)
 295         .addOperand(SpillReg);
 296     }
 297     // STORE D
 298     MI.setDesc(TII.get(BF::STORE8p_imm16));
 299     MI.getOperand(0).ChangeToRegister(ScratchReg, false, false, true);
 300     MI.getOperand(FIPos).ChangeToRegister(BaseReg, false);
 301     MI.getOperand(FIPos+1).setImm(Offset);
 302     break;
 303   }
 304   case BF::LOAD8fi: {
 305     // This is an restore, we need a scratch register.
 306     assert(FIPos==1 && "Bad frame index operand");
 307     MachineOperand SpillReg = MI.getOperand(0);
 308     unsigned ScratchReg = findScratchRegister(II, RS, &BF::DRegClass, SPAdj);
 309     assert(ScratchReg && "Could not scavenge register");
 310     MI.setDesc(TII.get(BF::LOAD32p_imm16_8z));
 311     MI.getOperand(0).ChangeToRegister(ScratchReg, true);
 312     MI.getOperand(FIPos).ChangeToRegister(BaseReg, false);
 313     MI.getOperand(FIPos+1).setImm(Offset);
 314     ++II;
 315     if (SpillReg.getReg()==BF::CC) {
 316       // CC = D
 317       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::MOVECC_nz), BF::CC)
 318         .addReg(ScratchReg, RegState::Kill);
 319     } else {
 320       // Restore NCC (CC = D==0)
 321       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(BF::SETEQri_not), BF::NCC)
 322         .addReg(ScratchReg, RegState::Kill)
 323         .addImm(0);
 324     }
 325     break;
 326   }
 327   default:
 328     llvm_unreachable("Cannot eliminate frame index");
 329     break;
 330   }
 331   return 0;
 332 }
 333
 334 void BlackfinRegisterInfo::
 335 processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 336                                      RegScavenger *RS) const {
 337   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 338   const TargetRegisterClass *RC = BF::DPRegisterClass;
 339   if (requiresRegisterScavenging(MF)) {
 340     // Reserve a slot close to SP or frame pointer.
 341     RS->setScavengingFrameIndex(MFI->CreateStackObject(RC->getSize(),
 342                                                        RC->getAlignment(),
 343                                                        false));
 344   }
 345 }
 346
 347 // Emit a prologue that sets up a stack frame.
 348 // On function entry, R0-R2 and P0 may hold arguments.
 349 // R3, P1, and P2 may be used as scratch registers
 350 void BlackfinRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 351   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 352   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 353   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 354   DebugLoc dl = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 355
 356   int FrameSize = MFI->getStackSize();
 357   if (FrameSize%4) {
 358     FrameSize = (FrameSize+3) & ~3;
 359     MFI->setStackSize(FrameSize);
 360   }
 361
 362   if (!hasFP(MF)) {
 363     assert(!MFI->adjustsStack() &&
 364            "FP elimination on a non-leaf function is not supported");
 365     adjustRegister(MBB, MBBI, dl, BF::SP, BF::P1, -FrameSize);
 366     return;
 367   }
 368
 369   // emit a LINK instruction
 370   if (FrameSize <= 0x3ffff) {
 371     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::LINK)).addImm(FrameSize);
 372     return;
 373   }
 374
 375   // Frame is too big, do a manual LINK:
 376   // [--SP] = RETS;
 377   // [--SP] = FP;
 378   // FP = SP;
 379   // P1 = -FrameSize;
 380   // SP = SP + P1;
 381   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::PUSH))
 382     .addReg(BF::RETS, RegState::Kill);
 383   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::PUSH))
 384     .addReg(BF::FP, RegState::Kill);
 385   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::MOVE), BF::FP)
 386     .addReg(BF::SP);
 387   loadConstant(MBB, MBBI, dl, BF::P1, -FrameSize);
 388   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::ADDpp), BF::SP)
 389     .addReg(BF::SP, RegState::Kill)
 390     .addReg(BF::P1, RegState::Kill);
 391
 392 }
 393
 394 void BlackfinRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 395                                         MachineBasicBlock &MBB) const {
 396   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 397   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 398   DebugLoc dl = MBBI->getDebugLoc();
 399
 400   int FrameSize = MFI->getStackSize();
 401   assert(FrameSize%4 == 0 && "Misaligned frame size");
 402
 403   if (!hasFP(MF)) {
 404     assert(!MFI->adjustsStack() &&
 405            "FP elimination on a non-leaf function is not supported");
 406     adjustRegister(MBB, MBBI, dl, BF::SP, BF::P1, FrameSize);
 407     return;
 408   }
 409
 410   // emit an UNLINK instruction
 411   BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(BF::UNLINK));
 412 }
 413
 414 unsigned BlackfinRegisterInfo::getRARegister() const {
 415   return BF::RETS;
 416 }
 417
 418 unsigned
 419 BlackfinRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 420   return hasFP(MF) ? BF::FP : BF::SP;
 421 }
 422
 423 unsigned BlackfinRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 424   llvm_unreachable("What is the exception register");
 425   return 0;
 426 }
 427
 428 unsigned BlackfinRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 429   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 430   return 0;
 431 }
 432
 433 int BlackfinRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 434   llvm_unreachable("What is the dwarf register number");
 435   return -1;
 436 }
 437
 438 #include "BlackfinGenRegisterInfo.inc"
 439