lib/Target/SystemZ/SystemZInstrInfo.cpp

   1 //===- SystemZInstrInfo.cpp - SystemZ Instruction 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 SystemZ implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZ.h"
  15 #include "SystemZInstrBuilder.h"
  16 #include "SystemZInstrInfo.h"
  17 #include "SystemZMachineFunctionInfo.h"
  18 #include "SystemZTargetMachine.h"
  19 #include "SystemZGenInstrInfo.inc"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
  25
  26 using namespace llvm;
  27
  28 SystemZInstrInfo::SystemZInstrInfo(SystemZTargetMachine &tm)
  29   : TargetInstrInfoImpl(SystemZInsts, array_lengthof(SystemZInsts)),
  30     RI(tm, *this), TM(tm) {
  31   // Fill the spill offsets map
  32   static const unsigned SpillOffsTab[][2] = {
  33     { SystemZ::R2D,  0x10 },
  34     { SystemZ::R3D,  0x18 },
  35     { SystemZ::R4D,  0x20 },
  36     { SystemZ::R5D,  0x28 },
  37     { SystemZ::R6D,  0x30 },
  38     { SystemZ::R7D,  0x38 },
  39     { SystemZ::R8D,  0x40 },
  40     { SystemZ::R9D,  0x48 },
  41     { SystemZ::R10D, 0x50 },
  42     { SystemZ::R11D, 0x58 },
  43     { SystemZ::R12D, 0x60 },
  44     { SystemZ::R13D, 0x68 },
  45     { SystemZ::R14D, 0x70 },
  46     { SystemZ::R15D, 0x78 }
  47   };
  48
  49   RegSpillOffsets.grow(SystemZ::NUM_TARGET_REGS);
  50
  51   for (unsigned i = 0, e = array_lengthof(SpillOffsTab); i != e; ++i)
  52     RegSpillOffsets[SpillOffsTab[i][0]] = SpillOffsTab[i][1];
  53 }
  54
  55 void SystemZInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  56                                           MachineBasicBlock::iterator MI,
  57                                     unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIdx,
  58                                     const TargetRegisterClass *RC) const {
  59   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
  60   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
  61
  62   unsigned Opc = 0;
  63   if (RC == &SystemZ::GR32RegClass ||
  64       RC == &SystemZ::ADDR32RegClass)
  65     Opc = SystemZ::MOV32mr;
  66   else if (RC == &SystemZ::GR64RegClass ||
  67            RC == &SystemZ::ADDR64RegClass) {
  68     Opc = SystemZ::MOV64mr;
  69   } else
  70     assert(0 && "Unsupported regclass to store");
  71
  72   addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opc)), FrameIdx)
  73     .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill));
  74 }
  75
  76 void SystemZInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
  77                                            MachineBasicBlock::iterator MI,
  78                                            unsigned DestReg, int FrameIdx,
  79                                            const TargetRegisterClass *RC) const{
  80   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
  81   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
  82
  83   unsigned Opc = 0;
  84   if (RC == &SystemZ::GR32RegClass ||
  85       RC == &SystemZ::ADDR32RegClass)
  86     Opc = SystemZ::MOV32rm;
  87   else if (RC == &SystemZ::GR64RegClass ||
  88            RC == &SystemZ::ADDR64RegClass) {
  89     Opc = SystemZ::MOV64rm;
  90   } else
  91     assert(0 && "Unsupported regclass to store");
  92
  93   addFrameReference(BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opc), DestReg), FrameIdx);
  94 }
  95
  96 bool SystemZInstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
  97                                     MachineBasicBlock::iterator I,
  98                                     unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
  99                                     const TargetRegisterClass *DestRC,
 100                                     const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
 101   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
 102   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
 103
 104   // Determine if DstRC and SrcRC have a common superclass.
 105   const TargetRegisterClass *CommonRC = DestRC;
 106   if (DestRC == SrcRC)
 107     /* Same regclass for source and dest */;
 108   else if (CommonRC->hasSuperClass(SrcRC))
 109     CommonRC = SrcRC;
 110   else if (!CommonRC->hasSubClass(SrcRC))
 111     CommonRC = 0;
 112
 113   if (CommonRC) {
 114     if (CommonRC == &SystemZ::GR64RegClass ||
 115         CommonRC == &SystemZ::ADDR64RegClass) {
 116       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV64rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 117     } else if (CommonRC == &SystemZ::GR32RegClass ||
 118                CommonRC == &SystemZ::ADDR32RegClass) {
 119       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV32rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 120     } else if (CommonRC == &SystemZ::GR64PRegClass) {
 121       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV64rrP), DestReg).addReg(SrcReg);
 122     } else if (CommonRC == &SystemZ::GR128RegClass) {
 123       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV128rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 124     } else if (CommonRC == &SystemZ::FP32RegClass) {
 125       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::FMOV32rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 126     } else if (CommonRC == &SystemZ::FP64RegClass) {
 127       BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::FMOV64rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 128     } else {
 129       return false;
 130     }
 131
 132     return true;
 133   }
 134
 135   if ((SrcRC == &SystemZ::GR64RegClass &&
 136        DestRC == &SystemZ::ADDR64RegClass) ||
 137       (DestRC == &SystemZ::GR64RegClass &&
 138        SrcRC == &SystemZ::ADDR64RegClass)) {
 139     BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV64rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 140     return true;
 141   } else if ((SrcRC == &SystemZ::GR32RegClass &&
 142               DestRC == &SystemZ::ADDR32RegClass) ||
 143              (DestRC == &SystemZ::GR32RegClass &&
 144               SrcRC == &SystemZ::ADDR32RegClass)) {
 145     BuildMI(MBB, I, DL, get(SystemZ::MOV32rr), DestReg).addReg(SrcReg);
 146     return true;
 147   }
 148
 149   return false;
 150 }
 151
 152 bool
 153 SystemZInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
 154                               unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
 155                               unsigned &SrcSubIdx, unsigned &DstSubIdx) const {
 156   switch (MI.getOpcode()) {
 157   default:
 158     return false;
 159   case SystemZ::MOV32rr:
 160   case SystemZ::MOV64rr:
 161   case SystemZ::MOV64rrP:
 162   case SystemZ::MOV128rr:
 163   case SystemZ::FMOV32rr:
 164   case SystemZ::FMOV64rr:
 165     assert(MI.getNumOperands() >= 2 &&
 166            MI.getOperand(0).isReg() &&
 167            MI.getOperand(1).isReg() &&
 168            "invalid register-register move instruction");
 169     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
 170     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
 171     SrcSubIdx = MI.getOperand(1).getSubReg();
 172     DstSubIdx = MI.getOperand(0).getSubReg();
 173     return true;
 174   }
 175 }
 176
 177 bool
 178 SystemZInstrInfo::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 179                                            MachineBasicBlock::iterator MI,
 180                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
 181   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
 182   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
 183
 184   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 185   SystemZMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 186   MFI->setCalleeSavedFrameSize(CSI.size() * 8);
 187
 188   // Scan the callee-saved and find the bounds of register spill area.
 189   unsigned LowReg = 0, HighReg = 0, StartOffset = -1U, EndOffset = 0;
 190   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 191     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 192     unsigned Offset = RegSpillOffsets[Reg];
 193     if (StartOffset > Offset) {
 194       LowReg = Reg; StartOffset = Offset;
 195     }
 196     if (EndOffset < Offset) {
 197       HighReg = Reg; EndOffset = RegSpillOffsets[Reg];
 198     }
 199   }
 200
 201   // Save information for epilogue inserter.
 202   MFI->setLowReg(LowReg); MFI->setHighReg(HighReg);
 203
 204   // Build a store instruction. Use STORE MULTIPLE instruction if there are many
 205   // registers to store, otherwise - just STORE.
 206   MachineInstrBuilder MIB =
 207     BuildMI(MBB, MI, DL, get((LowReg == HighReg ?
 208                               SystemZ::MOV64mr : SystemZ::MOV64mrm)));
 209
 210   // Add store operands.
 211   MIB.addReg(SystemZ::R15D).addImm(StartOffset);
 212   if (LowReg == HighReg)
 213     MIB.addReg(0);
 214   MIB.addReg(LowReg, RegState::Kill);
 215   if (LowReg != HighReg)
 216     MIB.addReg(HighReg, RegState::Kill);
 217
 218   // Do a second scan adding regs as being killed by instruction
 219   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 220     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 221     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
 222     MBB.addLiveIn(Reg);
 223     if (Reg != LowReg && Reg != HighReg)
 224       MIB.addReg(Reg, RegState::ImplicitKill);
 225   }
 226
 227   return true;
 228 }
 229
 230 bool
 231 SystemZInstrInfo::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 232                                              MachineBasicBlock::iterator MI,
 233                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
 234   if (CSI.empty())
 235     return false;
 236
 237   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
 238   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
 239
 240   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 241   const TargetRegisterInfo *RegInfo= MF.getTarget().getRegisterInfo();
 242   SystemZMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 243
 244   unsigned LowReg = MFI->getLowReg(), HighReg = MFI->getHighReg();
 245   unsigned StartOffset = RegSpillOffsets[LowReg];
 246
 247   // Build a load instruction. Use LOAD MULTIPLE instruction if there are many
 248   // registers to load, otherwise - just LOAD.
 249   MachineInstrBuilder MIB =
 250     BuildMI(MBB, MI, DL, get((LowReg == HighReg ?
 251                               SystemZ::MOV64rm : SystemZ::MOV64rmm)));
 252   // Add store operands.
 253   MIB.addReg(LowReg, RegState::Define);
 254   if (LowReg != HighReg)
 255     MIB.addReg(HighReg, RegState::Define);
 256
 257   MIB.addReg((RegInfo->hasFP(MF) ? SystemZ::R11D : SystemZ::R15D));
 258   MIB.addImm(StartOffset);
 259   if (LowReg == HighReg)
 260     MIB.addReg(0);
 261
 262   // Do a second scan adding regs as being defined by instruction
 263   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
 264     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 265     if (Reg != LowReg && Reg != HighReg)
 266       MIB.addReg(Reg, RegState::ImplicitDefine);
 267   }
 268
 269   return true;
 270 }
 271
 272 unsigned
 273 SystemZInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
 274                                MachineBasicBlock *FBB,
 275                             const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
 276   // FIXME: this should probably have a DebugLoc operand
 277   DebugLoc dl = DebugLoc::getUnknownLoc();
 278   // Shouldn't be a fall through.
 279   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
 280   assert((Cond.size() == 1 || Cond.size() == 0) &&
 281          "SystemZ branch conditions have one component!");
 282
 283   if (Cond.empty()) {
 284     // Unconditional branch?
 285     assert(!FBB && "Unconditional branch with multiple successors!");
 286     BuildMI(&MBB, dl, get(SystemZ::JMP)).addMBB(TBB);
 287     return 1;
 288   }
 289
 290   // Conditional branch.
 291   unsigned Count = 0;
 292   SystemZCC::CondCodes CC = (SystemZCC::CondCodes)Cond[0].getImm();
 293   BuildMI(&MBB, dl, getBrCond(CC)).addMBB(TBB);
 294   ++Count;
 295
 296   if (FBB) {
 297     // Two-way Conditional branch. Insert the second branch.
 298     BuildMI(&MBB, dl, get(SystemZ::JMP)).addMBB(FBB);
 299     ++Count;
 300   }
 301   return Count;
 302 }
 303
 304 const TargetInstrDesc&
 305 SystemZInstrInfo::getBrCond(SystemZCC::CondCodes CC) const {
 306   unsigned Opc;
 307   switch (CC) {
 308   default:
 309     assert(0 && "Unknown condition code!");
 310   case SystemZCC::E:
 311     Opc = SystemZ::JE;
 312     break;
 313   case SystemZCC::NE:
 314     Opc = SystemZ::JNE;
 315     break;
 316   case SystemZCC::H:
 317     Opc = SystemZ::JH;
 318     break;
 319   case SystemZCC::L:
 320     Opc = SystemZ::JL;
 321     break;
 322   case SystemZCC::HE:
 323     Opc = SystemZ::JHE;
 324     break;
 325   case SystemZCC::LE:
 326     Opc = SystemZ::JLE;
 327     break;
 328   }
 329
 330   return get(Opc);
 331 }
 332
 333 const TargetInstrDesc&
 334 SystemZInstrInfo::getLongDispOpc(unsigned Opc) const {
 335   switch (Opc) {
 336   case SystemZ::MOV32mr:
 337     Opc = SystemZ::MOV32mry;
 338     break;
 339   case SystemZ::MOV32rm:
 340     Opc = SystemZ::MOV32rmy;
 341     break;
 342   case SystemZ::MOVSX32rm16:
 343     Opc = SystemZ::MOVSX32rm16y;
 344     break;
 345   case SystemZ::MOV32m8r:
 346     Opc = SystemZ::MOV32m8ry;
 347     break;
 348   case SystemZ::MOV32m16r:
 349     Opc = SystemZ::MOV32m16ry;
 350     break;
 351   case SystemZ::MOV64m8r:
 352     Opc = SystemZ::MOV64m8ry;
 353     break;
 354   case SystemZ::MOV64m16r:
 355     Opc = SystemZ::MOV64m16ry;
 356     break;
 357   case SystemZ::MOV64m32r:
 358     Opc = SystemZ::MOV64m32ry;
 359     break;
 360   case SystemZ::MOV8mi:
 361     Opc = SystemZ::MOV8miy;
 362     break;
 363   case SystemZ::MUL32rm:
 364     Opc = SystemZ::MUL32rmy;
 365     break;
 366   case SystemZ::CMP32rm:
 367     Opc = SystemZ::CMP32rmy;
 368     break;
 369   case SystemZ::UCMP32rm:
 370     Opc = SystemZ::UCMP32rmy;
 371     break;
 372   default:
 373     break;
 374   }
 375
 376   return get(Opc);
 377 }
 378