lib/Target/Mips/MipsRegisterInfo.cpp

   1 //===-- MipsRegisterInfo.cpp - MIPS Register Information -== --------------===//
   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 MIPS implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "mips-reg-info"
  15
  16 #include "MipsRegisterInfo.h"
  17 #include "Mips.h"
  18 #include "MipsAnalyzeImmediate.h"
  19 #include "MipsSubtarget.h"
  20 #include "MipsMachineFunction.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/Target/TargetFrameLowering.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  32 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  35 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  36 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  37 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  38 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  39
  40 #define GET_REGINFO_TARGET_DESC
  41 #include "MipsGenRegisterInfo.inc"
  42
  43 using namespace llvm;
  44
  45 MipsRegisterInfo::MipsRegisterInfo(const MipsSubtarget &ST,
  46                                    const TargetInstrInfo &tii)
  47   : MipsGenRegisterInfo(Mips::RA), Subtarget(ST), TII(tii) {}
  48
  49 unsigned MipsRegisterInfo::getPICCallReg() { return Mips::T9; }
  50
  51 //===----------------------------------------------------------------------===//
  52 // Callee Saved Registers methods
  53 //===----------------------------------------------------------------------===//
  54
  55 /// Mips Callee Saved Registers
  56 const uint16_t* MipsRegisterInfo::
  57 getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const
  58 {
  59   if (Subtarget.isSingleFloat())
  60     return CSR_SingleFloatOnly_SaveList;
  61   else if (!Subtarget.hasMips64())
  62     return CSR_O32_SaveList;
  63   else if (Subtarget.isABI_N32())
  64     return CSR_N32_SaveList;
  65
  66   assert(Subtarget.isABI_N64());
  67   return CSR_N64_SaveList;
  68 }
  69
  70 const uint32_t*
  71 MipsRegisterInfo::getCallPreservedMask(CallingConv::ID) const
  72 {
  73   if (Subtarget.isSingleFloat())
  74     return CSR_SingleFloatOnly_RegMask;
  75   else if (!Subtarget.hasMips64())
  76     return CSR_O32_RegMask;
  77   else if (Subtarget.isABI_N32())
  78     return CSR_N32_RegMask;
  79
  80   assert(Subtarget.isABI_N64());
  81   return CSR_N64_RegMask;
  82 }
  83
  84 BitVector MipsRegisterInfo::
  85 getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  86   static const uint16_t ReservedCPURegs[] = {
  87     Mips::ZERO, Mips::AT, Mips::K0, Mips::K1,
  88     Mips::SP, Mips::FP, Mips::RA
  89   };
  90
  91   static const uint16_t ReservedCPU64Regs[] = {
  92     Mips::ZERO_64, Mips::AT_64, Mips::K0_64, Mips::K1_64,
  93     Mips::SP_64, Mips::FP_64, Mips::RA_64
  94   };
  95
  96   BitVector Reserved(getNumRegs());
  97   typedef TargetRegisterClass::const_iterator RegIter;
  98
  99   for (unsigned I = 0; I < array_lengthof(ReservedCPURegs); ++I)
 100     Reserved.set(ReservedCPURegs[I]);
 101
 102   if (Subtarget.hasMips64()) {
 103     for (unsigned I = 0; I < array_lengthof(ReservedCPU64Regs); ++I)
 104       Reserved.set(ReservedCPU64Regs[I]);
 105
 106     // Reserve all registers in AFGR64.
 107     for (RegIter Reg = Mips::AFGR64RegClass.begin(),
 108          EReg = Mips::AFGR64RegClass.end(); Reg != EReg; ++Reg)
 109       Reserved.set(*Reg);
 110   } else {
 111     // Reserve all registers in CPU64Regs & FGR64.
 112     for (RegIter Reg = Mips::CPU64RegsRegClass.begin(),
 113          EReg = Mips::CPU64RegsRegClass.end(); Reg != EReg; ++Reg)
 114       Reserved.set(*Reg);
 115
 116     for (RegIter Reg = Mips::FGR64RegClass.begin(),
 117          EReg = Mips::FGR64RegClass.end(); Reg != EReg; ++Reg)
 118       Reserved.set(*Reg);
 119   }
 120
 121   // If GP is dedicated as a global base register, reserve it.
 122   if (MF.getInfo<MipsFunctionInfo>()->globalBaseRegFixed()) {
 123     Reserved.set(Mips::GP);
 124     Reserved.set(Mips::GP_64);
 125   }
 126
 127   // Reserve hardware registers.
 128   Reserved.set(Mips::HWR29);
 129   Reserved.set(Mips::HWR29_64);
 130
 131   return Reserved;
 132 }
 133
 134 bool
 135 MipsRegisterInfo::requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
 136   return true;
 137 }
 138
 139 bool
 140 MipsRegisterInfo::trackLivenessAfterRegAlloc(const MachineFunction &MF) const {
 141   return true;
 142 }
 143
 144 // This function eliminate ADJCALLSTACKDOWN,
 145 // ADJCALLSTACKUP pseudo instructions
 146 void MipsRegisterInfo::
 147 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 148                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 149   // Simply discard ADJCALLSTACKDOWN, ADJCALLSTACKUP instructions.
 150   MBB.erase(I);
 151 }
 152
 153 // FrameIndex represent objects inside a abstract stack.
 154 // We must replace FrameIndex with an stack/frame pointer
 155 // direct reference.
 156 void MipsRegisterInfo::
 157 eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II, int SPAdj,
 158                     RegScavenger *RS) const {
 159   MachineInstr &MI = *II;
 160   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 161   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 162   MipsFunctionInfo *MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
 163
 164   unsigned i = 0;
 165   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 166     ++i;
 167     assert(i < MI.getNumOperands() &&
 168            "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 169   }
 170
 171   DEBUG(errs() << "\nFunction : " << MF.getFunction()->getName() << "\n";
 172         errs() << "<--------->\n" << MI);
 173
 174   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 175   uint64_t stackSize = MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 176   int64_t spOffset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 177
 178   DEBUG(errs() << "FrameIndex : " << FrameIndex << "\n"
 179                << "spOffset   : " << spOffset << "\n"
 180                << "stackSize  : " << stackSize << "\n");
 181
 182   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 183   int MinCSFI = 0;
 184   int MaxCSFI = -1;
 185
 186   if (CSI.size()) {
 187     MinCSFI = CSI[0].getFrameIdx();
 188     MaxCSFI = CSI[CSI.size() - 1].getFrameIdx();
 189   }
 190
 191   // The following stack frame objects are always referenced relative to $sp:
 192   //  1. Outgoing arguments.
 193   //  2. Pointer to dynamically allocated stack space.
 194   //  3. Locations for callee-saved registers.
 195   // Everything else is referenced relative to whatever register
 196   // getFrameRegister() returns.
 197   unsigned FrameReg;
 198
 199   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex) ||
 200       (FrameIndex >= MinCSFI && FrameIndex <= MaxCSFI))
 201     FrameReg = Subtarget.isABI_N64() ? Mips::SP_64 : Mips::SP;
 202   else
 203     FrameReg = getFrameRegister(MF);
 204
 205   // Calculate final offset.
 206   // - There is no need to change the offset if the frame object is one of the
 207   //   following: an outgoing argument, pointer to a dynamically allocated
 208   //   stack space or a $gp restore location,
 209   // - If the frame object is any of the following, its offset must be adjusted
 210   //   by adding the size of the stack:
 211   //   incoming argument, callee-saved register location or local variable.
 212   int64_t Offset;
 213
 214   if (MipsFI->isOutArgFI(FrameIndex) || MipsFI->isGPFI(FrameIndex) ||
 215       MipsFI->isDynAllocFI(FrameIndex))
 216     Offset = spOffset;
 217   else
 218     Offset = spOffset + (int64_t)stackSize;
 219
 220   Offset    += MI.getOperand(i+1).getImm();
 221
 222   DEBUG(errs() << "Offset     : " << Offset << "\n" << "<--------->\n");
 223
 224   // If MI is not a debug value, make sure Offset fits in the 16-bit immediate
 225   // field.
 226   if (!MI.isDebugValue() && !isInt<16>(Offset)) {
 227     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 228     DebugLoc DL = II->getDebugLoc();
 229     MipsAnalyzeImmediate AnalyzeImm;
 230     unsigned Size = Subtarget.isABI_N64() ? 64 : 32;
 231     unsigned LUi = Subtarget.isABI_N64() ? Mips::LUi64 : Mips::LUi;
 232     unsigned ADDu = Subtarget.isABI_N64() ? Mips::DADDu : Mips::ADDu;
 233     unsigned ZEROReg = Subtarget.isABI_N64() ? Mips::ZERO_64 : Mips::ZERO;
 234     unsigned ATReg = Subtarget.isABI_N64() ? Mips::AT_64 : Mips::AT;
 235     const MipsAnalyzeImmediate::InstSeq &Seq =
 236       AnalyzeImm.Analyze(Offset, Size, true /* LastInstrIsADDiu */);
 237     MipsAnalyzeImmediate::InstSeq::const_iterator Inst = Seq.begin();
 238
 239     MipsFI->setEmitNOAT();
 240
 241     // The first instruction can be a LUi, which is different from other
 242     // instructions (ADDiu, ORI and SLL) in that it does not have a register
 243     // operand.
 244     if (Inst->Opc == LUi)
 245       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(LUi), ATReg)
 246         .addImm(SignExtend64<16>(Inst->ImmOpnd));
 247     else
 248       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(Inst->Opc), ATReg).addReg(ZEROReg)
 249         .addImm(SignExtend64<16>(Inst->ImmOpnd));
 250
 251     // Build the remaining instructions in Seq except for the last one.
 252     for (++Inst; Inst != Seq.end() - 1; ++Inst)
 253       BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(Inst->Opc), ATReg).addReg(ATReg)
 254         .addImm(SignExtend64<16>(Inst->ImmOpnd));
 255
 256     BuildMI(MBB, II, DL, TII.get(ADDu), ATReg).addReg(FrameReg).addReg(ATReg);
 257
 258     FrameReg = ATReg;
 259     Offset = SignExtend64<16>(Inst->ImmOpnd);
 260   }
 261
 262   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
 263   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 264 }
 265
 266 unsigned MipsRegisterInfo::
 267 getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 268   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 269   bool IsN64 = Subtarget.isABI_N64();
 270
 271   return TFI->hasFP(MF) ? (IsN64 ? Mips::FP_64 : Mips::FP) :
 272                           (IsN64 ? Mips::SP_64 : Mips::SP);
 273 }
 274
 275 unsigned MipsRegisterInfo::
 276 getEHExceptionRegister() const {
 277   llvm_unreachable("What is the exception register");
 278 }
 279
 280 unsigned MipsRegisterInfo::
 281 getEHHandlerRegister() const {
 282   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 283 }