contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonRegisterInfo.cpp

   1 //===-- HexagonRegisterInfo.cpp - Hexagon 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 Hexagon implementation of the TargetRegisterInfo
  11 // class.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "HexagonRegisterInfo.h"
  16 #include "Hexagon.h"
  17 #include "HexagonMachineFunctionInfo.h"
  18 #include "HexagonSubtarget.h"
  19 #include "HexagonTargetMachine.h"
  20 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervals.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
  31 #include "llvm/IR/Function.h"
  32 #include "llvm/IR/Type.h"
  33 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  39
  40 #define GET_REGINFO_TARGET_DESC
  41 #include "HexagonGenRegisterInfo.inc"
  42
  43 using namespace llvm;
  44
  45 HexagonRegisterInfo::HexagonRegisterInfo(unsigned HwMode)
  46     : HexagonGenRegisterInfo(Hexagon::R31, 0/*DwarfFlavor*/, 0/*EHFlavor*/,
  47                              0/*PC*/, HwMode) {}
  48
  49
  50 bool HexagonRegisterInfo::isEHReturnCalleeSaveReg(unsigned R) const {
  51   return R == Hexagon::R0 || R == Hexagon::R1 || R == Hexagon::R2 ||
  52          R == Hexagon::R3 || R == Hexagon::D0 || R == Hexagon::D1;
  53 }
  54
  55 const MCPhysReg *
  56 HexagonRegisterInfo::getCallerSavedRegs(const MachineFunction *MF,
  57       const TargetRegisterClass *RC) const {
  58   using namespace Hexagon;
  59
  60   static const MCPhysReg Int32[] = {
  61     R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10, R11, R12, R13, R14, R15, 0
  62   };
  63   static const MCPhysReg Int64[] = {
  64     D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, 0
  65   };
  66   static const MCPhysReg Pred[] = {
  67     P0, P1, P2, P3, 0
  68   };
  69   static const MCPhysReg VecSgl[] = {
  70      V0,  V1,  V2,  V3,  V4,  V5,  V6,  V7,  V8,  V9, V10, V11, V12, V13,
  71     V14, V15, V16, V17, V18, V19, V20, V21, V22, V23, V24, V25, V26, V27,
  72     V28, V29, V30, V31,   0
  73   };
  74   static const MCPhysReg VecDbl[] = {
  75     W0, W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8, W9, W10, W11, W12, W13, W14, W15, 0
  76   };
  77
  78   switch (RC->getID()) {
  79     case IntRegsRegClassID:
  80       return Int32;
  81     case DoubleRegsRegClassID:
  82       return Int64;
  83     case PredRegsRegClassID:
  84       return Pred;
  85     case HvxVRRegClassID:
  86       return VecSgl;
  87     case HvxWRRegClassID:
  88       return VecDbl;
  89     default:
  90       break;
  91   }
  92
  93   static const MCPhysReg Empty[] = { 0 };
  94 #ifndef NDEBUG
  95   dbgs() << "Register class: " << getRegClassName(RC) << "\n";
  96 #endif
  97   llvm_unreachable("Unexpected register class");
  98   return Empty;
  99 }
 100
 101
 102 const MCPhysReg *
 103 HexagonRegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 104   static const MCPhysReg CalleeSavedRegsV3[] = {
 105     Hexagon::R16,   Hexagon::R17,   Hexagon::R18,   Hexagon::R19,
 106     Hexagon::R20,   Hexagon::R21,   Hexagon::R22,   Hexagon::R23,
 107     Hexagon::R24,   Hexagon::R25,   Hexagon::R26,   Hexagon::R27, 0
 108   };
 109
 110   // Functions that contain a call to __builtin_eh_return also save the first 4
 111   // parameter registers.
 112   static const MCPhysReg CalleeSavedRegsV3EHReturn[] = {
 113     Hexagon::R0,    Hexagon::R1,    Hexagon::R2,    Hexagon::R3,
 114     Hexagon::R16,   Hexagon::R17,   Hexagon::R18,   Hexagon::R19,
 115     Hexagon::R20,   Hexagon::R21,   Hexagon::R22,   Hexagon::R23,
 116     Hexagon::R24,   Hexagon::R25,   Hexagon::R26,   Hexagon::R27, 0
 117   };
 118
 119   bool HasEHReturn = MF->getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn();
 120
 121   return HasEHReturn ? CalleeSavedRegsV3EHReturn : CalleeSavedRegsV3;
 122 }
 123
 124
 125 const uint32_t *HexagonRegisterInfo::getCallPreservedMask(
 126       const MachineFunction &MF, CallingConv::ID) const {
 127   return HexagonCSR_RegMask;
 128 }
 129
 130
 131 BitVector HexagonRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF)
 132   const {
 133   BitVector Reserved(getNumRegs());
 134   Reserved.set(Hexagon::R29);
 135   Reserved.set(Hexagon::R30);
 136   Reserved.set(Hexagon::R31);
 137   Reserved.set(Hexagon::VTMP);
 138
 139   // Guest registers.
 140   Reserved.set(Hexagon::GELR);        // G0
 141   Reserved.set(Hexagon::GSR);         // G1
 142   Reserved.set(Hexagon::GOSP);        // G2
 143   Reserved.set(Hexagon::G3);          // G3
 144
 145   // Control registers.
 146   Reserved.set(Hexagon::SA0);         // C0
 147   Reserved.set(Hexagon::LC0);         // C1
 148   Reserved.set(Hexagon::SA1);         // C2
 149   Reserved.set(Hexagon::LC1);         // C3
 150   Reserved.set(Hexagon::P3_0);        // C4
 151   Reserved.set(Hexagon::USR);         // C8
 152   Reserved.set(Hexagon::PC);          // C9
 153   Reserved.set(Hexagon::UGP);         // C10
 154   Reserved.set(Hexagon::GP);          // C11
 155   Reserved.set(Hexagon::CS0);         // C12
 156   Reserved.set(Hexagon::CS1);         // C13
 157   Reserved.set(Hexagon::UPCYCLELO);   // C14
 158   Reserved.set(Hexagon::UPCYCLEHI);   // C15
 159   Reserved.set(Hexagon::FRAMELIMIT);  // C16
 160   Reserved.set(Hexagon::FRAMEKEY);    // C17
 161   Reserved.set(Hexagon::PKTCOUNTLO);  // C18
 162   Reserved.set(Hexagon::PKTCOUNTHI);  // C19
 163   Reserved.set(Hexagon::UTIMERLO);    // C30
 164   Reserved.set(Hexagon::UTIMERHI);    // C31
 165   // Out of the control registers, only C8 is explicitly defined in
 166   // HexagonRegisterInfo.td. If others are defined, make sure to add
 167   // them here as well.
 168   Reserved.set(Hexagon::C8);
 169   Reserved.set(Hexagon::USR_OVF);
 170
 171   if (MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().hasReservedR19())
 172     Reserved.set(Hexagon::R19);
 173
 174   for (int x = Reserved.find_first(); x >= 0; x = Reserved.find_next(x))
 175     markSuperRegs(Reserved, x);
 176
 177   return Reserved;
 178 }
 179
 180
 181 void HexagonRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 182                                               int SPAdj, unsigned FIOp,
 183                                               RegScavenger *RS) const {
 184   //
 185   // Hexagon_TODO: Do we need to enforce this for Hexagon?
 186   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 187
 188   MachineInstr &MI = *II;
 189   MachineBasicBlock &MB = *MI.getParent();
 190   MachineFunction &MF = *MB.getParent();
 191   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
 192   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
 193   auto &HFI = *HST.getFrameLowering();
 194
 195   unsigned BP = 0;
 196   int FI = MI.getOperand(FIOp).getIndex();
 197   // Select the base pointer (BP) and calculate the actual offset from BP
 198   // to the beginning of the object at index FI.
 199   int Offset = HFI.getFrameIndexReference(MF, FI, BP);
 200   // Add the offset from the instruction.
 201   int RealOffset = Offset + MI.getOperand(FIOp+1).getImm();
 202   bool IsKill = false;
 203
 204   unsigned Opc = MI.getOpcode();
 205   switch (Opc) {
 206     case Hexagon::PS_fia:
 207       MI.setDesc(HII.get(Hexagon::A2_addi));
 208       MI.getOperand(FIOp).ChangeToImmediate(RealOffset);
 209       MI.RemoveOperand(FIOp+1);
 210       return;
 211     case Hexagon::PS_fi:
 212       // Set up the instruction for updating below.
 213       MI.setDesc(HII.get(Hexagon::A2_addi));
 214       break;
 215   }
 216
 217   if (!HII.isValidOffset(Opc, RealOffset, this)) {
 218     // If the offset is not valid, calculate the address in a temporary
 219     // register and use it with offset 0.
 220     auto &MRI = MF.getRegInfo();
 221     unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
 222     const DebugLoc &DL = MI.getDebugLoc();
 223     BuildMI(MB, II, DL, HII.get(Hexagon::A2_addi), TmpR)
 224       .addReg(BP)
 225       .addImm(RealOffset);
 226     BP = TmpR;
 227     RealOffset = 0;
 228     IsKill = true;
 229   }
 230
 231   MI.getOperand(FIOp).ChangeToRegister(BP, false, false, IsKill);
 232   MI.getOperand(FIOp+1).ChangeToImmediate(RealOffset);
 233 }
 234
 235
 236 bool HexagonRegisterInfo::shouldCoalesce(MachineInstr *MI,
 237       const TargetRegisterClass *SrcRC, unsigned SubReg,
 238       const TargetRegisterClass *DstRC, unsigned DstSubReg,
 239       const TargetRegisterClass *NewRC, LiveIntervals &LIS) const {
 240   // Coalescing will extend the live interval of the destination register.
 241   // If the destination register is a vector pair, avoid introducing function
 242   // calls into the interval, since it could result in a spilling of a pair
 243   // instead of a single vector.
 244   MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
 245   const HexagonSubtarget &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
 246   if (!HST.useHVXOps() || NewRC->getID() != Hexagon::HvxWRRegClass.getID())
 247     return true;
 248   bool SmallSrc = SrcRC->getID() == Hexagon::HvxVRRegClass.getID();
 249   bool SmallDst = DstRC->getID() == Hexagon::HvxVRRegClass.getID();
 250   if (!SmallSrc && !SmallDst)
 251     return true;
 252
 253   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
 254   unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
 255   const SlotIndexes &Indexes = *LIS.getSlotIndexes();
 256   auto HasCall = [&Indexes] (const LiveInterval::Segment &S) {
 257     for (SlotIndex I = S.start.getBaseIndex(), E = S.end.getBaseIndex();
 258          I != E; I = I.getNextIndex()) {
 259       if (const MachineInstr *MI = Indexes.getInstructionFromIndex(I))
 260         if (MI->isCall())
 261           return true;
 262     }
 263     return false;
 264   };
 265
 266   if (SmallSrc == SmallDst) {
 267     // Both must be true, because the case for both being false was
 268     // checked earlier. Both registers will be coalesced into a register
 269     // of a wider class (HvxWR), and we don't want its live range to
 270     // span over calls.
 271     return !any_of(LIS.getInterval(DstReg), HasCall) &&
 272            !any_of(LIS.getInterval(SrcReg), HasCall);
 273   }
 274
 275   // If one register is large (HvxWR) and the other is small (HvxVR), then
 276   // coalescing is ok if the large is already live across a function call,
 277   // or if the small one is not.
 278   unsigned SmallReg = SmallSrc ? SrcReg : DstReg;
 279   unsigned LargeReg = SmallSrc ? DstReg : SrcReg;
 280   return  any_of(LIS.getInterval(LargeReg), HasCall) ||
 281          !any_of(LIS.getInterval(SmallReg), HasCall);
 282 }
 283
 284
 285 unsigned HexagonRegisterInfo::getRARegister() const {
 286   return Hexagon::R31;
 287 }
 288
 289
 290 unsigned HexagonRegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction
 291                                                &MF) const {
 292   const HexagonFrameLowering *TFI = getFrameLowering(MF);
 293   if (TFI->hasFP(MF))
 294     return getFrameRegister();
 295   return getStackRegister();
 296 }
 297
 298
 299 unsigned HexagonRegisterInfo::getFrameRegister() const {
 300   return Hexagon::R30;
 301 }
 302
 303
 304 unsigned HexagonRegisterInfo::getStackRegister() const {
 305   return Hexagon::R29;
 306 }
 307
 308
 309 unsigned HexagonRegisterInfo::getHexagonSubRegIndex(
 310       const TargetRegisterClass &RC, unsigned GenIdx) const {
 311   assert(GenIdx == Hexagon::ps_sub_lo || GenIdx == Hexagon::ps_sub_hi);
 312
 313   static const unsigned ISub[] = { Hexagon::isub_lo, Hexagon::isub_hi };
 314   static const unsigned VSub[] = { Hexagon::vsub_lo, Hexagon::vsub_hi };
 315   static const unsigned WSub[] = { Hexagon::wsub_lo, Hexagon::wsub_hi };
 316
 317   switch (RC.getID()) {
 318     case Hexagon::CtrRegs64RegClassID:
 319     case Hexagon::DoubleRegsRegClassID:
 320       return ISub[GenIdx];
 321     case Hexagon::HvxWRRegClassID:
 322       return VSub[GenIdx];
 323     case Hexagon::HvxVQRRegClassID:
 324       return WSub[GenIdx];
 325   }
 326
 327   if (const TargetRegisterClass *SuperRC = *RC.getSuperClasses())
 328     return getHexagonSubRegIndex(*SuperRC, GenIdx);
 329
 330   llvm_unreachable("Invalid register class");
 331 }
 332
 333 bool HexagonRegisterInfo::useFPForScavengingIndex(const MachineFunction &MF)
 334       const {
 335   return MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getFrameLowering()->hasFP(MF);
 336 }
 337
 338 const TargetRegisterClass *
 339 HexagonRegisterInfo::getPointerRegClass(const MachineFunction &MF,
 340                                         unsigned Kind) const {
 341   return &Hexagon::IntRegsRegClass;
 342 }
 343
 344 unsigned HexagonRegisterInfo::getFirstCallerSavedNonParamReg() const {
 345   return Hexagon::R6;
 346 }
 347