lib/Target/MSP430/MSP430RegisterInfo.cpp

   1 //===- MSP430RegisterInfo.cpp - MSP430 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 MSP430 implementation of the TargetRegisterInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "msp430-reg-info"
  15
  16 #include "MSP430.h"
  17 #include "MSP430MachineFunctionInfo.h"
  18 #include "MSP430RegisterInfo.h"
  19 #include "MSP430TargetMachine.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  25 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27
  28 using namespace llvm;
  29
  30 // FIXME: Provide proper call frame setup / destroy opcodes.
  31 MSP430RegisterInfo::MSP430RegisterInfo(MSP430TargetMachine &tm,
  32                                        const TargetInstrInfo &tii)
  33   : MSP430GenRegisterInfo(MSP430::ADJCALLSTACKDOWN, MSP430::ADJCALLSTACKUP),
  34     TM(tm), TII(tii) {
  35   StackAlign = TM.getFrameInfo()->getStackAlignment();
  36 }
  37
  38 const unsigned*
  39 MSP430RegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
  40   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
  41     MSP430::FPW, MSP430::R5W, MSP430::R6W, MSP430::R7W,
  42     MSP430::R8W, MSP430::R9W, MSP430::R10W, MSP430::R11W,
  43     0
  44   };
  45
  46   return CalleeSavedRegs;
  47 }
  48
  49 const TargetRegisterClass *const *
  50 MSP430RegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
  51   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
  52     &MSP430::GR16RegClass, &MSP430::GR16RegClass,
  53     &MSP430::GR16RegClass, &MSP430::GR16RegClass,
  54     &MSP430::GR16RegClass, &MSP430::GR16RegClass,
  55     &MSP430::GR16RegClass, &MSP430::GR16RegClass,
  56     0
  57   };
  58
  59   return CalleeSavedRegClasses;
  60 }
  61
  62 BitVector MSP430RegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
  63   BitVector Reserved(getNumRegs());
  64
  65   // Mark 4 special registers as reserved.
  66   Reserved.set(MSP430::PCW);
  67   Reserved.set(MSP430::SPW);
  68   Reserved.set(MSP430::SRW);
  69   Reserved.set(MSP430::CGW);
  70
  71   // Mark frame pointer as reserved if needed.
  72   if (hasFP(MF))
  73     Reserved.set(MSP430::FPW);
  74
  75   return Reserved;
  76 }
  77
  78 const TargetRegisterClass *
  79 MSP430RegisterInfo::getPointerRegClass(unsigned Kind) const {
  80   return &MSP430::GR16RegClass;
  81 }
  82
  83
  84 bool MSP430RegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  85   return NoFramePointerElim || MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
  86 }
  87
  88 bool MSP430RegisterInfo::hasReservedCallFrame(MachineFunction &MF) const {
  89   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
  90 }
  91
  92 void MSP430RegisterInfo::
  93 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
  94                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
  95   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
  96     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
  97     // adjcallstackup instruction into a 'sub SPW, <amt>' and the
  98     // adjcallstackdown instruction into 'add SPW, <amt>'
  99     // TODO: consider using push / pop instead of sub + store / add
 100     MachineInstr *Old = I;
 101     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImm();
 102     if (Amount != 0) {
 103       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 104       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 105       // alignment boundary.
 106       Amount = (Amount+StackAlign-1)/StackAlign*StackAlign;
 107
 108       MachineInstr *New = 0;
 109       if (Old->getOpcode() == getCallFrameSetupOpcode()) {
 110         New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(),
 111                       TII.get(MSP430::SUB16ri), MSP430::SPW)
 112           .addReg(MSP430::SPW).addImm(Amount);
 113       } else {
 114         assert(Old->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode());
 115         // factor out the amount the callee already popped.
 116         uint64_t CalleeAmt = Old->getOperand(1).getImm();
 117         Amount -= CalleeAmt;
 118         if (Amount)
 119           New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(),
 120                         TII.get(MSP430::ADD16ri), MSP430::SPW)
 121             .addReg(MSP430::SPW).addImm(Amount);
 122       }
 123
 124       if (New) {
 125         // The SRW implicit def is dead.
 126         New->getOperand(3).setIsDead();
 127
 128         // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
 129         MBB.insert(I, New);
 130       }
 131     }
 132   } else if (I->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode()) {
 133     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
 134     // something off the stack pointer, add it back.
 135     if (uint64_t CalleeAmt = I->getOperand(1).getImm()) {
 136       MachineInstr *Old = I;
 137       MachineInstr *New =
 138         BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(), TII.get(MSP430::SUB16ri),
 139                 MSP430::SPW).addReg(MSP430::SPW).addImm(CalleeAmt);
 140       // The SRW implicit def is dead.
 141       New->getOperand(3).setIsDead();
 142
 143       MBB.insert(I, New);
 144     }
 145   }
 146
 147   MBB.erase(I);
 148 }
 149
 150 unsigned
 151 MSP430RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 152                                         int SPAdj, int *Value,
 153                                         RegScavenger *RS) const {
 154   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 155
 156   unsigned i = 0;
 157   MachineInstr &MI = *II;
 158   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
 159   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 160   DebugLoc dl = MI.getDebugLoc();
 161   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 162     ++i;
 163     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 164   }
 165
 166   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 167
 168   unsigned BasePtr = (hasFP(MF) ? MSP430::FPW : MSP430::SPW);
 169   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex);
 170
 171   // Skip the saved PC
 172   Offset += 2;
 173
 174   if (!hasFP(MF))
 175     Offset += MF.getFrameInfo()->getStackSize();
 176   else
 177     Offset += 2; // Skip the saved FPW
 178
 179   // Fold imm into offset
 180   Offset += MI.getOperand(i+1).getImm();
 181
 182   if (MI.getOpcode() == MSP430::ADD16ri) {
 183     // This is actually "load effective address" of the stack slot
 184     // instruction. We have only two-address instructions, thus we need to
 185     // expand it into mov + add
 186
 187     MI.setDesc(TII.get(MSP430::MOV16rr));
 188     MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 189
 190     if (Offset == 0)
 191       return 0;
 192
 193     // We need to materialize the offset via add instruction.
 194     unsigned DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
 195     if (Offset < 0)
 196       BuildMI(MBB, next(II), dl, TII.get(MSP430::SUB16ri), DstReg)
 197         .addReg(DstReg).addImm(-Offset);
 198     else
 199       BuildMI(MBB, next(II), dl, TII.get(MSP430::ADD16ri), DstReg)
 200         .addReg(DstReg).addImm(Offset);
 201
 202     return 0;
 203   }
 204
 205   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 206   MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
 207   return 0;
 208 }
 209
 210 void
 211 MSP430RegisterInfo::processFunctionBeforeFrameFinalized(MachineFunction &MF)
 212                                                                          const {
 213   // Create a frame entry for the FPW register that must be saved.
 214   if (hasFP(MF)) {
 215     int FrameIdx = MF.getFrameInfo()->CreateFixedObject(2, -4, true, false);
 216     assert(FrameIdx == MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin() &&
 217            "Slot for FPW register must be last in order to be found!");
 218     FrameIdx = 0;
 219   }
 220 }
 221
 222
 223 void MSP430RegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 224   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();   // Prolog goes in entry BB
 225   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 226   MSP430MachineFunctionInfo *MSP430FI = MF.getInfo<MSP430MachineFunctionInfo>();
 227   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 228   DebugLoc DL = (MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() :
 229                  DebugLoc::getUnknownLoc());
 230
 231   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 232   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 233
 234   uint64_t NumBytes = 0;
 235   if (hasFP(MF)) {
 236     // Calculate required stack adjustment
 237     uint64_t FrameSize = StackSize - 2;
 238     NumBytes = FrameSize - MSP430FI->getCalleeSavedFrameSize();
 239
 240     // Get the offset of the stack slot for the EBP register... which is
 241     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
 242     // Update the frame offset adjustment.
 243     MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
 244
 245     // Save FPW into the appropriate stack slot...
 246     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MSP430::PUSH16r))
 247       .addReg(MSP430::FPW, RegState::Kill);
 248
 249     // Update FPW with the new base value...
 250     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MSP430::MOV16rr), MSP430::FPW)
 251       .addReg(MSP430::SPW);
 252
 253     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 254     for (MachineFunction::iterator I = next(MF.begin()), E = MF.end();
 255          I != E; ++I)
 256       I->addLiveIn(MSP430::FPW);
 257
 258   } else
 259     NumBytes = StackSize - MSP430FI->getCalleeSavedFrameSize();
 260
 261   // Skip the callee-saved push instructions.
 262   while (MBBI != MBB.end() && (MBBI->getOpcode() == MSP430::PUSH16r))
 263     ++MBBI;
 264
 265   if (MBBI != MBB.end())
 266     DL = MBBI->getDebugLoc();
 267
 268   if (NumBytes) { // adjust stack pointer: SPW -= numbytes
 269     // If there is an SUB16ri of SPW immediately before this instruction, merge
 270     // the two.
 271     //NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
 272     // If there is an ADD16ri or SUB16ri of SPW immediately after this
 273     // instruction, merge the two instructions.
 274     // mergeSPUpdatesDown(MBB, MBBI, &NumBytes);
 275
 276     if (NumBytes) {
 277       MachineInstr *MI =
 278         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MSP430::SUB16ri), MSP430::SPW)
 279         .addReg(MSP430::SPW).addImm(NumBytes);
 280       // The SRW implicit def is dead.
 281       MI->getOperand(3).setIsDead();
 282     }
 283   }
 284 }
 285
 286 void MSP430RegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 287                                       MachineBasicBlock &MBB) const {
 288   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 289   MSP430MachineFunctionInfo *MSP430FI = MF.getInfo<MSP430MachineFunctionInfo>();
 290   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
 291   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 292   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 293
 294   switch (RetOpcode) {
 295   case MSP430::RET: break;  // These are ok
 296   default:
 297     llvm_unreachable("Can only insert epilog into returning blocks");
 298   }
 299
 300   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo
 301   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 302   unsigned CSSize = MSP430FI->getCalleeSavedFrameSize();
 303   uint64_t NumBytes = 0;
 304
 305   if (hasFP(MF)) {
 306     // Calculate required stack adjustment
 307     uint64_t FrameSize = StackSize - 2;
 308     NumBytes = FrameSize - CSSize;
 309
 310     // pop FPW.
 311     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MSP430::POP16r), MSP430::FPW);
 312   } else
 313     NumBytes = StackSize - CSSize;
 314
 315   // Skip the callee-saved pop instructions.
 316   while (MBBI != MBB.begin()) {
 317     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 318     unsigned Opc = PI->getOpcode();
 319     if (Opc != MSP430::POP16r && !PI->getDesc().isTerminator())
 320       break;
 321     --MBBI;
 322   }
 323
 324   DL = MBBI->getDebugLoc();
 325
 326   // If there is an ADD16ri or SUB16ri of SPW immediately before this
 327   // instruction, merge the two instructions.
 328   //if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
 329   //  mergeSPUpdatesUp(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
 330
 331   if (MFI->hasVarSizedObjects()) {
 332     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 333             TII.get(MSP430::MOV16rr), MSP430::SPW).addReg(MSP430::FPW);
 334     if (CSSize) {
 335       MachineInstr *MI =
 336         BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 337                 TII.get(MSP430::SUB16ri), MSP430::SPW)
 338         .addReg(MSP430::SPW).addImm(CSSize);
 339       // The SRW implicit def is dead.
 340       MI->getOperand(3).setIsDead();
 341     }
 342   } else {
 343     // adjust stack pointer back: SPW += numbytes
 344     if (NumBytes) {
 345       MachineInstr *MI =
 346         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MSP430::ADD16ri), MSP430::SPW)
 347         .addReg(MSP430::SPW).addImm(NumBytes);
 348       // The SRW implicit def is dead.
 349       MI->getOperand(3).setIsDead();
 350     }
 351   }
 352 }
 353
 354 unsigned MSP430RegisterInfo::getRARegister() const {
 355   return MSP430::PCW;
 356 }
 357
 358 unsigned MSP430RegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 359   return hasFP(MF) ? MSP430::FPW : MSP430::SPW;
 360 }
 361
 362 int MSP430RegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNum, bool isEH) const {
 363   llvm_unreachable("Not implemented yet!");
 364   return 0;
 365 }
 366
 367 #include "MSP430GenRegisterInfo.inc"