utils/TableGen/RegisterInfoEmitter.cpp

   1 //===- RegisterInfoEmitter.cpp - Generate a Register File Desc. -*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This tablegen backend is responsible for emitting a description of a target
  11 // register file for a code generator.  It uses instances of the Register,
  12 // RegisterAliases, and RegisterClass classes to gather this information.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "RegisterInfoEmitter.h"
  17 #include "CodeGenTarget.h"
  18 #include "CodeGenRegisters.h"
  19 #include "Record.h"
  20 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
  21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  22 #include <set>
  23 using namespace llvm;
  24
  25 // runEnums - Print out enum values for all of the registers.
  26 void RegisterInfoEmitter::runEnums(std::ostream &OS) {
  27   CodeGenTarget Target;
  28   const std::vector<CodeGenRegister> &Registers = Target.getRegisters();
  29
  30   std::string Namespace = Registers[0].TheDef->getValueAsString("Namespace");
  31
  32   EmitSourceFileHeader("Target Register Enum Values", OS);
  33   OS << "namespace llvm {\n\n";
  34
  35   if (!Namespace.empty())
  36     OS << "namespace " << Namespace << " {\n";
  37   OS << "  enum {\n    NoRegister,\n";
  38
  39   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i)
  40     OS << "    " << Registers[i].getName() << (i != (e-1) ? ", \t// " : "  \t// ") << i+1 << "\n";
  41
  42   OS << "  };\n";
  43   if (!Namespace.empty())
  44     OS << "}\n";
  45   OS << "} // End llvm namespace \n";
  46 }
  47
  48 void RegisterInfoEmitter::runHeader(std::ostream &OS) {
  49   EmitSourceFileHeader("Register Information Header Fragment", OS);
  50   CodeGenTarget Target;
  51   const std::string &TargetName = Target.getName();
  52   std::string ClassName = TargetName + "GenRegisterInfo";
  53
  54   OS << "#include \"llvm/Target/MRegisterInfo.h\"\n";
  55   OS << "#include <string>\n\n";
  56
  57   OS << "namespace llvm {\n\n";
  58
  59   OS << "struct " << ClassName << " : public MRegisterInfo {\n"
  60      << "  " << ClassName
  61      << "(int CallFrameSetupOpcode = -1, int CallFrameDestroyOpcode = -1);\n"
  62      << "  int getDwarfRegNum(unsigned RegNum) const;\n"
  63      << "};\n\n";
  64
  65   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RegisterClasses =
  66     Target.getRegisterClasses();
  67
  68   if (!RegisterClasses.empty()) {
  69     OS << "namespace " << RegisterClasses[0].Namespace
  70        << " { // Register classes\n";
  71     for (unsigned i = 0, e = RegisterClasses.size(); i != e; ++i) {
  72       const std::string &Name = RegisterClasses[i].getName();
  73
  74       // Output the register class definition.
  75       OS << "  struct " << Name << "Class : public TargetRegisterClass {\n"
  76          << "    " << Name << "Class();\n"
  77          << RegisterClasses[i].MethodProtos << "  };\n";
  78
  79       // Output the extern for the instance.
  80       OS << "  extern " << Name << "Class\t" << Name << "RegClass;\n";
  81       // Output the extern for the pointer to the instance (should remove).
  82       OS << "  static TargetRegisterClass * const "<< Name <<"RegisterClass = &"
  83          << Name << "RegClass;\n";
  84     }
  85     OS << "} // end of namespace " << TargetName << "\n\n";
  86   }
  87   OS << "} // End llvm namespace \n";
  88 }
  89
  90 bool isSubRegisterClass(const CodeGenRegisterClass &RC,
  91                         std::set<Record*> &RegSet) {
  92   for (unsigned i = 0, e = RC.Elements.size(); i != e; ++i) {
  93     Record *Reg = RC.Elements[i];
  94     if (!RegSet.count(Reg))
  95       return false;
  96   }
  97   return true;
  98 }
  99
 100 // RegisterInfoEmitter::run - Main register file description emitter.
 101 //
 102 void RegisterInfoEmitter::run(std::ostream &OS) {
 103   CodeGenTarget Target;
 104   EmitSourceFileHeader("Register Information Source Fragment", OS);
 105
 106   OS << "namespace llvm {\n\n";
 107
 108   // Start out by emitting each of the register classes... to do this, we build
 109   // a set of registers which belong to a register class, this is to ensure that
 110   // each register is only in a single register class.
 111   //
 112   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RegisterClasses =
 113     Target.getRegisterClasses();
 114
 115   // Loop over all of the register classes... emitting each one.
 116   OS << "namespace {     // Register classes...\n";
 117
 118   // RegClassesBelongedTo - Keep track of which register classes each reg
 119   // belongs to.
 120   std::multimap<Record*, const CodeGenRegisterClass*> RegClassesBelongedTo;
 121
 122   // Emit the register enum value arrays for each RegisterClass
 123   for (unsigned rc = 0, e = RegisterClasses.size(); rc != e; ++rc) {
 124     const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[rc];
 125
 126     // Give the register class a legal C name if it's anonymous.
 127     std::string Name = RC.TheDef->getName();
 128
 129     // Emit the register list now.
 130     OS << "  // " << Name << " Register Class...\n"
 131        << "  static const unsigned " << Name
 132        << "[] = {\n    ";
 133     for (unsigned i = 0, e = RC.Elements.size(); i != e; ++i) {
 134       Record *Reg = RC.Elements[i];
 135       OS << getQualifiedName(Reg) << ", ";
 136
 137       // Keep track of which regclasses this register is in.
 138       RegClassesBelongedTo.insert(std::make_pair(Reg, &RC));
 139     }
 140     OS << "\n  };\n\n";
 141   }
 142
 143   // Emit the ValueType arrays for each RegisterClass
 144   for (unsigned rc = 0, e = RegisterClasses.size(); rc != e; ++rc) {
 145     const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[rc];
 146
 147     // Give the register class a legal C name if it's anonymous.
 148     std::string Name = RC.TheDef->getName() + "VTs";
 149
 150     // Emit the register list now.
 151     OS << "  // " << Name
 152        << " Register Class Value Types...\n"
 153        << "  static const MVT::ValueType " << Name
 154        << "[] = {\n    ";
 155     for (unsigned i = 0, e = RC.VTs.size(); i != e; ++i)
 156       OS << RC.VTs[i] << ", ";
 157     OS << "MVT::Other\n  };\n\n";
 158   }
 159   OS << "}  // end anonymous namespace\n\n";
 160
 161   // Now that all of the structs have been emitted, emit the instances.
 162   if (!RegisterClasses.empty()) {
 163     OS << "namespace " << RegisterClasses[0].Namespace
 164        << " {   // Register class instances\n";
 165     for (unsigned i = 0, e = RegisterClasses.size(); i != e; ++i)
 166       OS << "  " << RegisterClasses[i].getName()  << "Class\t"
 167          << RegisterClasses[i].getName() << "RegClass;\n";
 168
 169     std::map<unsigned, std::set<unsigned> > SuperClassMap;
 170     OS << "\n";
 171     // Emit the sub-classes array for each RegisterClass
 172     for (unsigned rc = 0, e = RegisterClasses.size(); rc != e; ++rc) {
 173       const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[rc];
 174
 175       // Give the register class a legal C name if it's anonymous.
 176       std::string Name = RC.TheDef->getName();
 177
 178       std::set<Record*> RegSet;
 179       for (unsigned i = 0, e = RC.Elements.size(); i != e; ++i) {
 180         Record *Reg = RC.Elements[i];
 181         RegSet.insert(Reg);
 182       }
 183
 184       OS << "  // " << Name
 185          << " Register Class sub-classes...\n"
 186          << "  static const TargetRegisterClass* const "
 187          << Name << "Subclasses [] = {\n    ";
 188
 189       bool Empty = true;
 190       for (unsigned rc2 = 0, e2 = RegisterClasses.size(); rc2 != e2; ++rc2) {
 191         const CodeGenRegisterClass &RC2 = RegisterClasses[rc2];
 192         if (rc == rc2 || RC2.Elements.size() > RC.Elements.size() ||
 193             RC.SpillSize != RC2.SpillSize || !isSubRegisterClass(RC2, RegSet))
 194           continue;
 195
 196         if (!Empty) OS << ", ";
 197         OS << "&" << getQualifiedName(RC2.TheDef) << "RegClass";
 198         Empty = false;
 199
 200         std::map<unsigned, std::set<unsigned> >::iterator SCMI =
 201           SuperClassMap.find(rc2);
 202         if (SCMI == SuperClassMap.end()) {
 203           SuperClassMap.insert(std::make_pair(rc2, std::set<unsigned>()));
 204           SCMI = SuperClassMap.find(rc2);
 205         }
 206         SCMI->second.insert(rc);
 207       }
 208
 209       OS << (!Empty ? ", " : "") << "NULL";
 210       OS << "\n  };\n\n";
 211     }
 212
 213     for (unsigned rc = 0, e = RegisterClasses.size(); rc != e; ++rc) {
 214       const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[rc];
 215
 216       // Give the register class a legal C name if it's anonymous.
 217       std::string Name = RC.TheDef->getName();
 218
 219       OS << "  // " << Name
 220          << " Register Class super-classes...\n"
 221          << "  static const TargetRegisterClass* const "
 222          << Name << "Superclasses [] = {\n    ";
 223
 224       bool Empty = true;
 225       std::map<unsigned, std::set<unsigned> >::iterator I =
 226         SuperClassMap.find(rc);
 227       if (I != SuperClassMap.end()) {
 228         for (std::set<unsigned>::iterator II = I->second.begin(),
 229                EE = I->second.end(); II != EE; ++II) {
 230           const CodeGenRegisterClass &RC2 = RegisterClasses[*II];
 231           if (!Empty) OS << ", ";
 232           OS << "&" << getQualifiedName(RC2.TheDef) << "RegClass";
 233           Empty = false;
 234         }
 235       }
 236
 237       OS << (!Empty ? ", " : "") << "NULL";
 238       OS << "\n  };\n\n";
 239     }
 240
 241
 242     for (unsigned i = 0, e = RegisterClasses.size(); i != e; ++i) {
 243       const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[i];
 244       OS << RC.MethodBodies << "\n";
 245       OS << RC.getName() << "Class::" << RC.getName()
 246          << "Class()  : TargetRegisterClass("
 247          << RC.getName() + "VTs" << ", "
 248          << RC.getName() + "Subclasses" << ", "
 249          << RC.getName() + "Superclasses" << ", "
 250          << RC.SpillSize/8 << ", "
 251          << RC.SpillAlignment/8 << ", " << RC.getName() << ", "
 252          << RC.getName() << " + " << RC.Elements.size() << ") {}\n";
 253     }
 254
 255     OS << "}\n";
 256   }
 257
 258   OS << "\nnamespace {\n";
 259   OS << "  const TargetRegisterClass* const RegisterClasses[] = {\n";
 260   for (unsigned i = 0, e = RegisterClasses.size(); i != e; ++i)
 261     OS << "    &" << getQualifiedName(RegisterClasses[i].TheDef)
 262        << "RegClass,\n";
 263   OS << "  };\n";
 264
 265   // Emit register class aliases...
 266   std::map<Record*, std::set<Record*> > RegisterAliases;
 267   const std::vector<CodeGenRegister> &Regs = Target.getRegisters();
 268
 269   for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i != e; ++i) {
 270     Record *R = Regs[i].TheDef;
 271     std::vector<Record*> LI = Regs[i].TheDef->getValueAsListOfDefs("Aliases");
 272     // Add information that R aliases all of the elements in the list... and
 273     // that everything in the list aliases R.
 274     for (unsigned j = 0, e = LI.size(); j != e; ++j) {
 275       Record *Reg = LI[j];
 276       if (RegisterAliases[R].count(Reg))
 277         std::cerr << "Warning: register alias between " << getQualifiedName(R)
 278                   << " and " << getQualifiedName(Reg)
 279                   << " specified multiple times!\n";
 280       RegisterAliases[R].insert(Reg);
 281
 282       if (RegisterAliases[Reg].count(R))
 283         std::cerr << "Warning: register alias between " << getQualifiedName(R)
 284                   << " and " << getQualifiedName(Reg)
 285                   << " specified multiple times!\n";
 286       RegisterAliases[Reg].insert(R);
 287     }
 288   }
 289
 290   if (!RegisterAliases.empty())
 291     OS << "\n\n  // Register Alias Sets...\n";
 292
 293   // Emit the empty alias list
 294   OS << "  const unsigned Empty_AliasSet[] = { 0 };\n";
 295   // Loop over all of the registers which have aliases, emitting the alias list
 296   // to memory.
 297   for (std::map<Record*, std::set<Record*> >::iterator
 298          I = RegisterAliases.begin(), E = RegisterAliases.end(); I != E; ++I) {
 299     OS << "  const unsigned " << I->first->getName() << "_AliasSet[] = { ";
 300     for (std::set<Record*>::iterator ASI = I->second.begin(),
 301            E = I->second.end(); ASI != E; ++ASI)
 302       OS << getQualifiedName(*ASI) << ", ";
 303     OS << "0 };\n";
 304   }
 305
 306   OS<<"\n  const TargetRegisterDesc RegisterDescriptors[] = { // Descriptors\n";
 307   OS << "    { \"NOREG\",\t0 },\n";
 308
 309
 310   // Now that register alias sets have been emitted, emit the register
 311   // descriptors now.
 312   const std::vector<CodeGenRegister> &Registers = Target.getRegisters();
 313   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
 314     const CodeGenRegister &Reg = Registers[i];
 315     OS << "    { \"";
 316     if (!Reg.TheDef->getValueAsString("Name").empty())
 317       OS << Reg.TheDef->getValueAsString("Name");
 318     else
 319       OS << Reg.getName();
 320     OS << "\",\t";
 321     if (RegisterAliases.count(Reg.TheDef))
 322       OS << Reg.getName() << "_AliasSet },\n";
 323     else
 324       OS << "Empty_AliasSet },\n";
 325   }
 326   OS << "  };\n";      // End of register descriptors...
 327   OS << "}\n\n";       // End of anonymous namespace...
 328
 329   std::string ClassName = Target.getName() + "GenRegisterInfo";
 330
 331   // Emit the constructor of the class...
 332   OS << ClassName << "::" << ClassName
 333      << "(int CallFrameSetupOpcode, int CallFrameDestroyOpcode)\n"
 334      << "  : MRegisterInfo(RegisterDescriptors, " << Registers.size()+1
 335      << ", RegisterClasses, RegisterClasses+" << RegisterClasses.size() <<",\n "
 336      << "                 CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode) {}\n\n";
 337
 338   // Emit information about the dwarf register numbers.
 339   OS << "int " << ClassName << "::getDwarfRegNum(unsigned RegNum) const {\n";
 340   OS << "  static const int DwarfRegNums[] = { -1, // NoRegister";
 341   for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
 342     if (!(i % 16)) OS << "\n    ";
 343     const CodeGenRegister &Reg = Registers[i];
 344     int DwarfRegNum = Reg.TheDef->getValueAsInt("DwarfNumber");
 345     OS << DwarfRegNum;
 346     if ((i + 1) != e)  OS << ", ";
 347   }
 348   OS << "\n  };\n";
 349   OS << "  assert(RegNum < (sizeof(DwarfRegNums)/sizeof(int)) &&\n";
 350   OS << "         \"RegNum exceeds number of registers\");\n";
 351   OS << "  return DwarfRegNums[RegNum];\n";
 352   OS << "}\n\n";
 353
 354   OS << "} // End llvm namespace \n";
 355 }