lib/Target/SystemZ/SystemZRegisterInfo.cpp

   1 //===- SystemZRegisterInfo.cpp - SystemZ 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 SystemZ implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZ.h"
  15 #include "SystemZMachineFunctionInfo.h"
  16 #include "SystemZRegisterInfo.h"
  17 #include "SystemZSubtarget.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  26 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 SystemZRegisterInfo::SystemZRegisterInfo(SystemZTargetMachine &tm,
  30                                          const TargetInstrInfo &tii)
  31   : SystemZGenRegisterInfo(SystemZ::ADJCALLSTACKUP, SystemZ::ADJCALLSTACKDOWN),
  32     TM(tm), TII(tii) {
  33 }
  34
  35 const unsigned*
  36 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  37   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
  38     SystemZ::R6D,  SystemZ::R7D,  SystemZ::R8D,  SystemZ::R9D,
  39     SystemZ::R10D, SystemZ::R11D, SystemZ::R12D, SystemZ::R13D,
  40     SystemZ::R14D, SystemZ::R15D,
  41     SystemZ::F1,  SystemZ::F3,  SystemZ::F5,  SystemZ::F7,
  42     0
  43   };
  44
  45   return CalleeSavedRegs;
  46 }
  47
  48 const TargetRegisterClass* const*
  49 SystemZRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
  50   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
  51     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  52     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  53     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  54     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  55     &SystemZ::GR64RegClass, &SystemZ::GR64RegClass,
  56     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass,
  57     &SystemZ::FP64RegClass, &SystemZ::FP64RegClass, 0
  58   };
  59   return CalleeSavedRegClasses;
  60 }
  61
  62 BitVector SystemZRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  63   BitVector Reserved(getNumRegs());
  64   if (hasFP(MF))
  65     Reserved.set(SystemZ::R11D);
  66   Reserved.set(SystemZ::R14D);
  67   Reserved.set(SystemZ::R15D);
  68   return Reserved;
  69 }
  70
  71 /// needsFP - Return true if the specified function should have a dedicated
  72 /// frame pointer register.  This is true if the function has variable sized
  73 /// allocas or if frame pointer elimination is disabled.
  74 bool SystemZRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  75   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  76   return NoFramePointerElim || MFI->hasVarSizedObjects();
  77 }
  78
  79 void SystemZRegisterInfo::
  80 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
  81                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
  82   MBB.erase(I);
  83 }
  84
  85 int SystemZRegisterInfo::getFrameIndexOffset(MachineFunction &MF, int FI) const {
  86   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
  87   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  88   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
  89     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
  90   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) + MFI->getOffsetAdjustment();
  91   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
  92
  93   // Fixed objects are really located in the "previous" frame.
  94   if (FI < 0)
  95     StackSize -= SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
  96
  97   Offset += StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
  98
  99   // Skip the register save area if we generated the stack frame.
 100   if (StackSize)
 101     Offset -= TFI.getOffsetOfLocalArea();
 102
 103   return Offset;
 104 }
 105
 106 void SystemZRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 107                                             int SPAdj, RegScavenger *RS) const {
 108   assert(SPAdj == 0 && "Unxpected");
 109
 110   unsigned i = 0;
 111   MachineInstr &MI = *II;
 112   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 113   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 114     ++i;
 115     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 116   }
 117
 118   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 119
 120   unsigned BasePtr = (hasFP(MF) ? SystemZ::R11D : SystemZ::R15D);
 121
 122   // This must be part of a rri or ri operand memory reference.  Replace the
 123   // FrameIndex with base register with BasePtr.  Add an offset to the
 124   // displacement field.
 125   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 126
 127   // Offset is a 20-bit integer.
 128   // FIXME: handle "too long" displacements.
 129   int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) + MI.getOperand(i+1).getImm();
 130   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 131 }
 132
 133 void
 134 SystemZRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 135                                                        RegScavenger *RS) const {
 136   // Determine whether R15/R14 will ever be clobbered inside the function. And
 137   // if yes - mark it as 'callee' saved.
 138   MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
 139
 140   if (FFI->hasCalls()
 141       /* FIXME: function is varargs */
 142       /* FIXME: function grabs RA */
 143       /* FIXME: function calls eh_return */)
 144     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R14D);
 145
 146   if (FFI->getObjectIndexEnd() != 0 || // Contains automatic variables
 147       FFI->hasVarSizedObjects() // Function calls dynamic alloca's
 148       /* FIXME: function is varargs */)
 149     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(SystemZ::R15D);
 150 }
 151
 152 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 153 /// stack pointer by a constant value.
 154 static
 155 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 156                   int64_t NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
 157   // FIXME: Handle different stack sizes here.
 158   bool isSub = NumBytes < 0;
 159   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 160   unsigned Opc = SystemZ::ADD64ri16;
 161   uint64_t Chunk = (1LL << 15) - 1;
 162   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 163                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 164
 165   while (Offset) {
 166     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
 167     MachineInstr *MI =
 168       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), SystemZ::R15D)
 169       .addReg(SystemZ::R15D).addImm((isSub ? -(int64_t)ThisVal : ThisVal));
 170     // The PSW implicit def is dead.
 171     MI->getOperand(3).setIsDead();
 172     Offset -= ThisVal;
 173   }
 174 }
 175
 176 void SystemZRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 177   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 178   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 179   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 180   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 181     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 182   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 183   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 184                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 185
 186   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 187   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 188   // 'undo' the stack movement.
 189   uint64_t StackSize =
 190     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 191
 192   // Skip the callee-saved push instructions.
 193   while (MBBI != MBB.end() &&
 194          (MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mr ||
 195           MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64mrm))
 196     ++MBBI;
 197
 198   if (MBBI != MBB.end())
 199     DL = MBBI->getDebugLoc();
 200
 201   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 202
 203   if (StackSize) // adjust stack pointer: R15 -= numbytes
 204     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, TII);
 205
 206   if (hasFP(MF)) {
 207     // Update R11 with the new base value...
 208     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(SystemZ::MOV64rr), SystemZ::R11D)
 209       .addReg(SystemZ::R15D);
 210
 211     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 212     for (MachineFunction::iterator I = next(MF.begin()), E = MF.end();
 213          I != E; ++I)
 214       I->addLiveIn(SystemZ::R11D);
 215
 216   }
 217 }
 218
 219 void SystemZRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 220                                      MachineBasicBlock &MBB) const {
 221   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 222   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 223   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 224   SystemZMachineFunctionInfo *SystemZMFI =
 225     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 226   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 227   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 228
 229   switch (RetOpcode) {
 230   case SystemZ::RET: break;  // These are ok
 231   default:
 232     assert(0 && "Can only insert epilog into returning blocks");
 233   }
 234
 235   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 236   // Note that area for callee-saved stuff is already allocated, thus we need to
 237   // 'undo' the stack movement.
 238   uint64_t StackSize =
 239     MFI->getStackSize() - SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize();
 240   uint64_t NumBytes = StackSize - TFI.getOffsetOfLocalArea();
 241
 242   // Skip the final terminator instruction.
 243   while (MBBI != MBB.begin()) {
 244     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 245     --MBBI;
 246     if (!PI->getDesc().isTerminator())
 247       break;
 248   }
 249
 250   // During callee-saved restores emission stack frame was not yet finialized
 251   // (and thus - the stack size was unknown). Tune the offset having full stack
 252   // size in hands.
 253   if (SystemZMFI->getCalleeSavedFrameSize()) {
 254     assert((MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rmm ||
 255             MBBI->getOpcode() == SystemZ::MOV64rm) &&
 256            "Expected to see callee-save register restore code");
 257
 258     unsigned i = 0;
 259     MachineInstr &MI = *MBBI;
 260     while (!MI.getOperand(i).isImm()) {
 261       ++i;
 262       assert(i < MI.getNumOperands() && "Unexpected restore code!");
 263     }
 264
 265     MI.getOperand(i).ChangeToImmediate(NumBytes + MI.getOperand(i).getImm());
 266   }
 267 }
 268
 269 unsigned SystemZRegisterInfo::getRARegister() const {
 270   assert(0 && "What is the return address register");
 271   return 0;
 272 }
 273
 274 unsigned SystemZRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
 275   assert(0 && "What is the frame register");
 276   return 0;
 277 }
 278
 279 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 280   assert(0 && "What is the exception register");
 281   return 0;
 282 }
 283
 284 unsigned SystemZRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 285   assert(0 && "What is the exception handler register");
 286   return 0;
 287 }
 288
 289 int SystemZRegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 290   assert(0 && "What is the dwarf register number");
 291   return -1;
 292 }
 293
 294 #include "SystemZGenRegisterInfo.inc"