lib/Target/MBlaze/MBlazeRegisterInfo.cpp

   1 //===- MBlazeRegisterInfo.cpp - MBlaze Register Information -== -*- C++ -*-===//
   2 //DJ
   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 MBlaze implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "mblaze-reg-info"
  16
  17 #include "MBlaze.h"
  18 #include "MBlazeSubtarget.h"
  19 #include "MBlazeRegisterInfo.h"
  20 #include "MBlazeMachineFunction.h"
  21 #include "llvm/Constants.h"
  22 #include "llvm/Type.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  33 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  38 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  39
  40 using namespace llvm;
  41
  42 MBlazeRegisterInfo::
  43 MBlazeRegisterInfo(const MBlazeSubtarget &ST, const TargetInstrInfo &tii)
  44   : MBlazeGenRegisterInfo(MBlaze::ADJCALLSTACKDOWN, MBlaze::ADJCALLSTACKUP),
  45     Subtarget(ST), TII(tii) {}
  46
  47 /// getRegisterNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  48 /// MBlaze::R0, return the number that it corresponds to (e.g. 0).
  49 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
  50   switch (RegEnum) {
  51     case MBlaze::R0  : return 0;
  52     case MBlaze::R1  : return 1;
  53     case MBlaze::R2  : return 2;
  54     case MBlaze::R3  : return 3;
  55     case MBlaze::R4  : return 4;
  56     case MBlaze::R5  : return 5;
  57     case MBlaze::R6  : return 6;
  58     case MBlaze::R7  : return 7;
  59     case MBlaze::R8  : return 8;
  60     case MBlaze::R9  : return 9;
  61     case MBlaze::R10 : return 10;
  62     case MBlaze::R11 : return 11;
  63     case MBlaze::R12 : return 12;
  64     case MBlaze::R13 : return 13;
  65     case MBlaze::R14 : return 14;
  66     case MBlaze::R15 : return 15;
  67     case MBlaze::R16 : return 16;
  68     case MBlaze::R17 : return 17;
  69     case MBlaze::R18 : return 18;
  70     case MBlaze::R19 : return 19;
  71     case MBlaze::R20 : return 20;
  72     case MBlaze::R21 : return 21;
  73     case MBlaze::R22 : return 22;
  74     case MBlaze::R23 : return 23;
  75     case MBlaze::R24 : return 24;
  76     case MBlaze::R25 : return 25;
  77     case MBlaze::R26 : return 26;
  78     case MBlaze::R27 : return 27;
  79     case MBlaze::R28 : return 28;
  80     case MBlaze::R29 : return 29;
  81     case MBlaze::R30 : return 30;
  82     case MBlaze::R31 : return 31;
  83     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
  84   }
  85   return 0; // Not reached
  86 }
  87
  88 /// getRegisterFromNumbering - Given the enum value for some register, e.g.
  89 /// MBlaze::R0, return the number that it corresponds to (e.g. 0).
  90 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRegisterFromNumbering(unsigned Reg) {
  91   switch (Reg) {
  92     case 0  : return MBlaze::R0;
  93     case 1  : return MBlaze::R1;
  94     case 2  : return MBlaze::R2;
  95     case 3  : return MBlaze::R3;
  96     case 4  : return MBlaze::R4;
  97     case 5  : return MBlaze::R5;
  98     case 6  : return MBlaze::R6;
  99     case 7  : return MBlaze::R7;
 100     case 8  : return MBlaze::R8;
 101     case 9  : return MBlaze::R9;
 102     case 10 : return MBlaze::R10;
 103     case 11 : return MBlaze::R11;
 104     case 12 : return MBlaze::R12;
 105     case 13 : return MBlaze::R13;
 106     case 14 : return MBlaze::R14;
 107     case 15 : return MBlaze::R15;
 108     case 16 : return MBlaze::R16;
 109     case 17 : return MBlaze::R17;
 110     case 18 : return MBlaze::R18;
 111     case 19 : return MBlaze::R19;
 112     case 20 : return MBlaze::R20;
 113     case 21 : return MBlaze::R21;
 114     case 22 : return MBlaze::R22;
 115     case 23 : return MBlaze::R23;
 116     case 24 : return MBlaze::R24;
 117     case 25 : return MBlaze::R25;
 118     case 26 : return MBlaze::R26;
 119     case 27 : return MBlaze::R27;
 120     case 28 : return MBlaze::R28;
 121     case 29 : return MBlaze::R29;
 122     case 30 : return MBlaze::R30;
 123     case 31 : return MBlaze::R31;
 124     default: llvm_unreachable("Unknown register number!");
 125   }
 126   return 0; // Not reached
 127 }
 128
 129 unsigned MBlazeRegisterInfo::getPICCallReg() {
 130   return MBlaze::R20;
 131 }
 132
 133 //===----------------------------------------------------------------------===//
 134 // Callee Saved Registers methods
 135 //===----------------------------------------------------------------------===//
 136
 137 /// MBlaze Callee Saved Registers
 138 const unsigned* MBlazeRegisterInfo::
 139 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 140   // MBlaze callee-save register range is R20 - R31
 141   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
 142     MBlaze::R20, MBlaze::R21, MBlaze::R22, MBlaze::R23,
 143     MBlaze::R24, MBlaze::R25, MBlaze::R26, MBlaze::R27,
 144     MBlaze::R28, MBlaze::R29, MBlaze::R30, MBlaze::R31,
 145     0
 146   };
 147
 148   return CalleeSavedRegs;
 149 }
 150
 151 BitVector MBlazeRegisterInfo::
 152 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 153   BitVector Reserved(getNumRegs());
 154   Reserved.set(MBlaze::R0);
 155   Reserved.set(MBlaze::R1);
 156   Reserved.set(MBlaze::R2);
 157   Reserved.set(MBlaze::R13);
 158   Reserved.set(MBlaze::R14);
 159   Reserved.set(MBlaze::R15);
 160   Reserved.set(MBlaze::R16);
 161   Reserved.set(MBlaze::R17);
 162   Reserved.set(MBlaze::R18);
 163   Reserved.set(MBlaze::R19);
 164   return Reserved;
 165 }
 166
 167 //===----------------------------------------------------------------------===//
 168 //
 169 // Stack Frame Processing methods
 170 // +----------------------------+
 171 //
 172 // The stack is allocated decrementing the stack pointer on
 173 // the first instruction of a function prologue. Once decremented,
 174 // all stack references are are done through a positive offset
 175 // from the stack/frame pointer, so the stack is considered
 176 // to grow up.
 177 //
 178 //===----------------------------------------------------------------------===//
 179
 180 void MBlazeRegisterInfo::adjustMBlazeStackFrame(MachineFunction &MF) const {
 181   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 182   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 183
 184   // See the description at MicroBlazeMachineFunction.h
 185   int TopCPUSavedRegOff = -1;
 186
 187   // Adjust CPU Callee Saved Registers Area. Registers RA and FP must
 188   // be saved in this CPU Area there is the need. This whole Area must
 189   // be aligned to the default Stack Alignment requirements.
 190   unsigned StackOffset = MFI->getStackSize();
 191   unsigned RegSize = 4;
 192
 193   // Replace the dummy '0' SPOffset by the negative offsets, as explained on
 194   // LowerFORMAL_ARGUMENTS. Leaving '0' for while is necessary to avoid
 195   // the approach done by calculateFrameObjectOffsets to the stack frame.
 196   MBlazeFI->adjustLoadArgsFI(MFI);
 197   MBlazeFI->adjustStoreVarArgsFI(MFI);
 198
 199   if (hasFP(MF)) {
 200     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 201                          StackOffset);
 202     MBlazeFI->setFPStackOffset(StackOffset);
 203     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 204     StackOffset += RegSize;
 205   }
 206
 207   if (MFI->adjustsStack()) {
 208     MBlazeFI->setRAStackOffset(0);
 209     MFI->setObjectOffset(MFI->CreateStackObject(RegSize, RegSize, true),
 210                          StackOffset);
 211     TopCPUSavedRegOff = StackOffset;
 212     StackOffset += RegSize;
 213   }
 214
 215   // Update frame info
 216   MFI->setStackSize(StackOffset);
 217
 218   // Recalculate the final tops offset. The final values must be '0'
 219   // if there isn't a callee saved register for CPU or FPU, otherwise
 220   // a negative offset is needed.
 221   if (TopCPUSavedRegOff >= 0)
 222     MBlazeFI->setCPUTopSavedRegOff(TopCPUSavedRegOff-StackOffset);
 223 }
 224
 225 // hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
 226 // pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas or
 227 // if frame pointer elimination is disabled.
 228 bool MBlazeRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 229   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 230   return DisableFramePointerElim(MF) || MFI->hasVarSizedObjects();
 231 }
 232
 233 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 234 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 235 void MBlazeRegisterInfo::
 236 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 237                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 238   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 239   MBB.erase(I);
 240 }
 241
 242 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 243 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 244 // direct reference.
 245 void MBlazeRegisterInfo::
 246 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 247                     RegScavenger *RS) const {
 248   MachineInstr &MI = *II;
 249   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 250
 251   unsigned i = 0;
 252   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 253     ++i;
 254     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 255            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 256   }
 257
 258   unsigned oi = i == 2 ? 1 : 2;
 259
 260   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 261         errs() << "<--------->\n" << MI);
 262
 263   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 264   int stackSize  = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 265   int spOffset   = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 266
 267   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 268                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 269                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 270
 271   // as explained on LowerFormalArguments, detect negative offsets
 272   // and adjust SPOffsets considering the final stack size.
 273   int Offset = (spOffset < 0) ? (stackSize - spOffset) : (spOffset + 4);
 274   Offset    += MI.getOperand(oi).getImm();
 275
 276   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 277
 278   MI.getOperand(oi).ChangeToImmediate(Offset);
 279   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(getFrameRegister(MF), false);
 280 }
 281
 282 void MBlazeRegisterInfo::
 283 emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 284   MachineBasicBlock &MBB   = MF.front();
 285   MachineFrameInfo *MFI    = MF.getFrameInfo();
 286   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 287   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 288   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 289
 290   // Get the right frame order for MBlaze.
 291   adjustMBlazeStackFrame(MF);
 292
 293   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 294   unsigned StackSize = MFI->getStackSize();
 295
 296   // No need to allocate space on the stack.
 297   if (StackSize == 0 && !MFI->adjustsStack()) return;
 298   if (StackSize < 28 && MFI->adjustsStack()) StackSize = 28;
 299
 300   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 301   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 302
 303   // Adjust stack : addi R1, R1, -imm
 304   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 305       .addReg(MBlaze::R1).addImm(-StackSize);
 306
 307   // Save the return address only if the function isnt a leaf one.
 308   // swi  R15, R1, stack_loc
 309   if (MFI->adjustsStack()) {
 310     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::SWI))
 311         .addReg(MBlaze::R15).addReg(MBlaze::R1).addImm(RAOffset);
 312   }
 313
 314   // if framepointer enabled, save it and set it
 315   // to point to the stack pointer
 316   if (hasFP(MF)) {
 317     // swi  R19, R1, stack_loc
 318     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::SWI))
 319       .addReg(MBlaze::R19).addReg(MBlaze::R1).addImm(FPOffset);
 320
 321     // add R19, R1, R0
 322     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R19)
 323       .addReg(MBlaze::R1).addReg(MBlaze::R0);
 324   }
 325 }
 326
 327 void MBlazeRegisterInfo::
 328 emitEpilogue(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB) const {
 329   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 330   MachineFrameInfo *MFI            = MF.getFrameInfo();
 331   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI         = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 332   DebugLoc dl = MBBI->getDebugLoc();
 333
 334   // Get the FI's where RA and FP are saved.
 335   int FPOffset = MBlazeFI->getFPStackOffset();
 336   int RAOffset = MBlazeFI->getRAStackOffset();
 337
 338   // if framepointer enabled, restore it and restore the
 339   // stack pointer
 340   if (hasFP(MF)) {
 341     // add R1, R19, R0
 342     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADD), MBlaze::R1)
 343       .addReg(MBlaze::R19).addReg(MBlaze::R0);
 344
 345     // lwi  R19, R1, stack_loc
 346     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R19)
 347       .addReg(MBlaze::R1).addImm(FPOffset);
 348   }
 349
 350   // Restore the return address only if the function isnt a leaf one.
 351   // lwi R15, R1, stack_loc
 352   if (MFI->adjustsStack()) {
 353     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::LWI), MBlaze::R15)
 354       .addReg(MBlaze::R1).addImm(RAOffset);
 355   }
 356
 357   // Get the number of bytes from FrameInfo
 358   int StackSize = (int) MFI->getStackSize();
 359   if (StackSize < 28 && MFI->adjustsStack()) StackSize = 28;
 360
 361   // adjust stack.
 362   // addi R1, R1, imm
 363   if (StackSize) {
 364     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(MBlaze::ADDI), MBlaze::R1)
 365       .addReg(MBlaze::R1).addImm(StackSize);
 366   }
 367 }
 368
 369
 370 void MBlazeRegisterInfo::
 371 processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF) const {
 372   // Set the stack offset where GP must be saved/loaded from.
 373   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 374   MBlazeFunctionInfo *MBlazeFI = MF.getInfo<MBlazeFunctionInfo>();
 375   if (MBlazeFI->needGPSaveRestore())
 376     MFI->setObjectOffset(MBlazeFI->getGPFI(), MBlazeFI->getGPStackOffset());
 377 }
 378
 379 unsigned MBlazeRegisterInfo::getRARegister() const {
 380   return MBlaze::R15;
 381 }
 382
 383 unsigned MBlazeRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 384   return hasFP(MF) ? MBlaze::R19 : MBlaze::R1;
 385 }
 386
 387 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 388   llvm_unreachable("What is the exception register");
 389   return 0;
 390 }
 391
 392 unsigned MBlazeRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 393   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 394   return 0;
 395 }
 396
 397 int MBlazeRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 398   llvm_unreachable("What is the dwarf register number");
 399   return -1;
 400 }
 401
 402 #include "MBlazeGenRegisterInfo.inc"
 403