lib/Target/PowerPC/PPCCallingConv.td

   1 //===- PPCCallingConv.td - Calling Conventions for PowerPC -*- tablegen -*-===//
   2 //
   3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
   4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
   5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
   6 //
   7 //===----------------------------------------------------------------------===//
   8 //
   9 // This describes the calling conventions for the PowerPC 32- and 64-bit
  10 // architectures.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 /// CCIfSubtarget - Match if the current subtarget has a feature F.
  15 class CCIfSubtarget<string F, CCAction A>
  16     : CCIf<!strconcat("static_cast<const PPCSubtarget&>"
  17                        "(State.getMachineFunction().getSubtarget()).",
  18                      F),
  19           A>;
  20 class CCIfNotSubtarget<string F, CCAction A>
  21     : CCIf<!strconcat("!static_cast<const PPCSubtarget&>"
  22                        "(State.getMachineFunction().getSubtarget()).",
  23                      F),
  24           A>;
  25 class CCIfOrigArgWasNotPPCF128<CCAction A>
  26     : CCIf<"!static_cast<PPCCCState *>(&State)->WasOriginalArgPPCF128(ValNo)",
  27            A>;
  28 class CCIfOrigArgWasPPCF128<CCAction A>
  29     : CCIf<"static_cast<PPCCCState *>(&State)->WasOriginalArgPPCF128(ValNo)",
  30            A>;
  31
  32 //===----------------------------------------------------------------------===//
  33 // Return Value Calling Convention
  34 //===----------------------------------------------------------------------===//
  35
  36 // PPC64 AnyReg return-value convention. No explicit register is specified for
  37 // the return-value. The register allocator is allowed and expected to choose
  38 // any free register.
  39 //
  40 // This calling convention is currently only supported by the stackmap and
  41 // patchpoint intrinsics. All other uses will result in an assert on Debug
  42 // builds. On Release builds we fallback to the PPC C calling convention.
  43 def RetCC_PPC64_AnyReg : CallingConv<[
  44   CCCustom<"CC_PPC_AnyReg_Error">
  45 ]>;
  46
  47 // Return-value convention for PowerPC coldcc.
  48 let Entry = 1 in
  49 def RetCC_PPC_Cold : CallingConv<[
  50   // Use the same return registers as RetCC_PPC, but limited to only
  51   // one return value. The remaining return values will be saved to
  52   // the stack.
  53   CCIfType<[i32, i1], CCIfSubtarget<"isPPC64()", CCPromoteToType<i64>>>,
  54   CCIfType<[i1], CCIfNotSubtarget<"isPPC64()", CCPromoteToType<i32>>>,
  55
  56   CCIfType<[i32], CCAssignToReg<[R3]>>,
  57   CCIfType<[i64], CCAssignToReg<[X3]>>,
  58   CCIfType<[i128], CCAssignToReg<[X3]>>,
  59
  60   CCIfType<[f32], CCAssignToReg<[F1]>>,
  61   CCIfType<[f64], CCAssignToReg<[F1]>>,
  62   CCIfType<[f128], CCIfSubtarget<"hasP9Vector()", CCAssignToReg<[V2]>>>,
  63
  64   CCIfType<[v4f64, v4f32, v4i1],
  65            CCIfSubtarget<"hasQPX()", CCAssignToReg<[QF1]>>>,
  66
  67   CCIfType<[v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v1i128, v4f32, v2f64],
  68            CCIfSubtarget<"hasAltivec()",
  69            CCAssignToReg<[V2]>>>
  70 ]>;
  71
  72 // Return-value convention for PowerPC
  73 let Entry = 1 in
  74 def RetCC_PPC : CallingConv<[
  75   CCIfCC<"CallingConv::AnyReg", CCDelegateTo<RetCC_PPC64_AnyReg>>,
  76
  77   // On PPC64, integer return values are always promoted to i64
  78   CCIfType<[i32, i1], CCIfSubtarget<"isPPC64()", CCPromoteToType<i64>>>,
  79   CCIfType<[i1], CCIfNotSubtarget<"isPPC64()", CCPromoteToType<i32>>>,
  80
  81   CCIfType<[i32], CCAssignToReg<[R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10]>>,
  82   CCIfType<[i64], CCAssignToReg<[X3, X4, X5, X6]>>,
  83   CCIfType<[i128], CCAssignToReg<[X3, X4, X5, X6]>>,
  84
  85   // Floating point types returned as "direct" go into F1 .. F8; note that
  86   // only the ELFv2 ABI fully utilizes all these registers.
  87   CCIfNotSubtarget<"hasSPE()",
  88        CCIfType<[f32], CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>>,
  89   CCIfNotSubtarget<"hasSPE()",
  90        CCIfType<[f64], CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>>,
  91   CCIfSubtarget<"hasSPE()",
  92        CCIfType<[f32], CCAssignToReg<[R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10]>>>,
  93   CCIfSubtarget<"hasSPE()",
  94        CCIfType<[f64], CCCustom<"CC_PPC32_SPE_RetF64">>>,
  95
  96   // For P9, f128 are passed in vector registers.
  97   CCIfType<[f128],
  98            CCIfSubtarget<"hasP9Vector()",
  99            CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9]>>>,
 100
 101   // QPX vectors are returned in QF1 and QF2.
 102   CCIfType<[v4f64, v4f32, v4i1],
 103            CCIfSubtarget<"hasQPX()", CCAssignToReg<[QF1, QF2]>>>,
 104
 105   // Vector types returned as "direct" go into V2 .. V9; note that only the
 106   // ELFv2 ABI fully utilizes all these registers.
 107   CCIfType<[v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v1i128, v4f32, v2f64],
 108            CCIfSubtarget<"hasAltivec()",
 109            CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9]>>>
 110 ]>;
 111
 112 // No explicit register is specified for the AnyReg calling convention. The
 113 // register allocator may assign the arguments to any free register.
 114 //
 115 // This calling convention is currently only supported by the stackmap and
 116 // patchpoint intrinsics. All other uses will result in an assert on Debug
 117 // builds. On Release builds we fallback to the PPC C calling convention.
 118 def CC_PPC64_AnyReg : CallingConv<[
 119   CCCustom<"CC_PPC_AnyReg_Error">
 120 ]>;
 121
 122 // Note that we don't currently have calling conventions for 64-bit
 123 // PowerPC, but handle all the complexities of the ABI in the lowering
 124 // logic.  FIXME: See if the logic can be simplified with use of CCs.
 125 // This may require some extensions to current table generation.
 126
 127 // Simple calling convention for 64-bit ELF PowerPC fast isel.
 128 // Only handle ints and floats.  All ints are promoted to i64.
 129 // Vector types and quadword ints are not handled.
 130 let Entry = 1 in
 131 def CC_PPC64_ELF_FIS : CallingConv<[
 132   CCIfCC<"CallingConv::AnyReg", CCDelegateTo<CC_PPC64_AnyReg>>,
 133
 134   CCIfType<[i1],  CCPromoteToType<i64>>,
 135   CCIfType<[i8],  CCPromoteToType<i64>>,
 136   CCIfType<[i16], CCPromoteToType<i64>>,
 137   CCIfType<[i32], CCPromoteToType<i64>>,
 138   CCIfType<[i64], CCAssignToReg<[X3, X4, X5, X6, X7, X8, X9, X10]>>,
 139   CCIfType<[f32, f64], CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>
 140 ]>;
 141
 142 // Simple return-value convention for 64-bit ELF PowerPC fast isel.
 143 // All small ints are promoted to i64.  Vector types, quadword ints,
 144 // and multiple register returns are "supported" to avoid compile
 145 // errors, but none are handled by the fast selector.
 146 let Entry = 1 in
 147 def RetCC_PPC64_ELF_FIS : CallingConv<[
 148   CCIfCC<"CallingConv::AnyReg", CCDelegateTo<RetCC_PPC64_AnyReg>>,
 149
 150   CCIfType<[i1],   CCPromoteToType<i64>>,
 151   CCIfType<[i8],   CCPromoteToType<i64>>,
 152   CCIfType<[i16],  CCPromoteToType<i64>>,
 153   CCIfType<[i32],  CCPromoteToType<i64>>,
 154   CCIfType<[i64],  CCAssignToReg<[X3, X4, X5, X6]>>,
 155   CCIfType<[i128], CCAssignToReg<[X3, X4, X5, X6]>>,
 156   CCIfType<[f32],  CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>,
 157   CCIfType<[f64],  CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>,
 158   CCIfType<[f128],
 159            CCIfSubtarget<"hasP9Vector()",
 160            CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9]>>>,
 161   CCIfType<[v4f64, v4f32, v4i1],
 162            CCIfSubtarget<"hasQPX()", CCAssignToReg<[QF1, QF2]>>>,
 163   CCIfType<[v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v1i128, v4f32, v2f64],
 164            CCIfSubtarget<"hasAltivec()",
 165            CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7, V8, V9]>>>
 166 ]>;
 167
 168 //===----------------------------------------------------------------------===//
 169 // PowerPC System V Release 4 32-bit ABI
 170 //===----------------------------------------------------------------------===//
 171
 172 def CC_PPC32_SVR4_Common : CallingConv<[
 173   CCIfType<[i1], CCPromoteToType<i32>>,
 174
 175   // The ABI requires i64 to be passed in two adjacent registers with the first
 176   // register having an odd register number.
 177   CCIfType<[i32],
 178   CCIfSplit<CCIfSubtarget<"useSoftFloat()",
 179             CCIfOrigArgWasNotPPCF128<
 180             CCCustom<"CC_PPC32_SVR4_Custom_AlignArgRegs">>>>>,
 181
 182   CCIfType<[i32],
 183   CCIfSplit<CCIfNotSubtarget<"useSoftFloat()",
 184                             CCCustom<"CC_PPC32_SVR4_Custom_AlignArgRegs">>>>,
 185   CCIfType<[f64],
 186   CCIfSubtarget<"hasSPE()",
 187                 CCCustom<"CC_PPC32_SVR4_Custom_AlignArgRegs">>>,
 188   CCIfSplit<CCIfSubtarget<"useSoftFloat()",
 189                           CCIfOrigArgWasPPCF128<CCCustom<
 190                           "CC_PPC32_SVR4_Custom_SkipLastArgRegsPPCF128">>>>,
 191
 192   // The 'nest' parameter, if any, is passed in R11.
 193   CCIfNest<CCAssignToReg<[R11]>>,
 194
 195   // The first 8 integer arguments are passed in integer registers.
 196   CCIfType<[i32], CCAssignToReg<[R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10]>>,
 197
 198   // Make sure the i64 words from a long double are either both passed in
 199   // registers or both passed on the stack.
 200   CCIfType<[f64], CCIfSplit<CCCustom<"CC_PPC32_SVR4_Custom_AlignFPArgRegs">>>,
 201
 202   // FP values are passed in F1 - F8.
 203   CCIfType<[f32, f64],
 204            CCIfNotSubtarget<"hasSPE()",
 205                             CCAssignToReg<[F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8]>>>,
 206   CCIfType<[f64],
 207            CCIfSubtarget<"hasSPE()",
 208                          CCCustom<"CC_PPC32_SPE_CustomSplitFP64">>>,
 209   CCIfType<[f32],
 210            CCIfSubtarget<"hasSPE()",
 211                          CCAssignToReg<[R3, R4, R5, R6, R7, R8, R9, R10]>>>,
 212
 213   // Split arguments have an alignment of 8 bytes on the stack.
 214   CCIfType<[i32], CCIfSplit<CCAssignToStack<4, 8>>>,
 215
 216   CCIfType<[i32], CCAssignToStack<4, 4>>,
 217
 218   // Floats are stored in double precision format, thus they have the same
 219   // alignment and size as doubles.
 220   // With SPE floats are stored as single precision, so have alignment and
 221   // size of int.
 222   CCIfType<[f32,f64], CCIfNotSubtarget<"hasSPE()", CCAssignToStack<8, 8>>>,
 223   CCIfType<[f32], CCIfSubtarget<"hasSPE()", CCAssignToStack<4, 4>>>,
 224   CCIfType<[f64], CCIfSubtarget<"hasSPE()", CCAssignToStack<8, 8>>>,
 225
 226   // QPX vectors that are stored in double precision need 32-byte alignment.
 227   CCIfType<[v4f64, v4i1], CCAssignToStack<32, 32>>,
 228
 229   // Vectors and float128 get 16-byte stack slots that are 16-byte aligned.
 230   CCIfType<[v16i8, v8i16, v4i32, v4f32, v2f64, v2i64], CCAssignToStack<16, 16>>,
 231   CCIfType<[f128], CCIfSubtarget<"hasP9Vector()", CCAssignToStack<16, 16>>>
 232 ]>;
 233
 234 // This calling convention puts vector arguments always on the stack. It is used
 235 // to assign vector arguments which belong to the variable portion of the
 236 // parameter list of a variable argument function.
 237 let Entry = 1 in
 238 def CC_PPC32_SVR4_VarArg : CallingConv<[
 239   CCDelegateTo<CC_PPC32_SVR4_Common>
 240 ]>;
 241
 242 // In contrast to CC_PPC32_SVR4_VarArg, this calling convention first tries to
 243 // put vector arguments in vector registers before putting them on the stack.
 244 let Entry = 1 in
 245 def CC_PPC32_SVR4 : CallingConv<[
 246   // QPX vectors mirror the scalar FP convention.
 247   CCIfType<[v4f64, v4f32, v4i1], CCIfSubtarget<"hasQPX()",
 248     CCAssignToReg<[QF1, QF2, QF3, QF4, QF5, QF6, QF7, QF8]>>>,
 249
 250   // The first 12 Vector arguments are passed in AltiVec registers.
 251   CCIfType<[v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v1i128, v4f32, v2f64],
 252            CCIfSubtarget<"hasAltivec()", CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7,
 253                           V8, V9, V10, V11, V12, V13]>>>,
 254
 255   // Float128 types treated as vector arguments.
 256   CCIfType<[f128],
 257            CCIfSubtarget<"hasP9Vector()", CCAssignToReg<[V2, V3, V4, V5, V6, V7,
 258                           V8, V9, V10, V11, V12, V13]>>>,
 259
 260   CCDelegateTo<CC_PPC32_SVR4_Common>
 261 ]>;
 262
 263 // Helper "calling convention" to handle aggregate by value arguments.
 264 // Aggregate by value arguments are always placed in the local variable space
 265 // of the caller. This calling convention is only used to assign those stack
 266 // offsets in the callers stack frame.
 267 //
 268 // Still, the address of the aggregate copy in the callers stack frame is passed
 269 // in a GPR (or in the parameter list area if all GPRs are allocated) from the
 270 // caller to the callee. The location for the address argument is assigned by
 271 // the CC_PPC32_SVR4 calling convention.
 272 //
 273 // The only purpose of CC_PPC32_SVR4_Custom_Dummy is to skip arguments which are
 274 // not passed by value.
 275
 276 let Entry = 1 in
 277 def CC_PPC32_SVR4_ByVal : CallingConv<[
 278   CCIfByVal<CCPassByVal<4, 4>>,
 279
 280   CCCustom<"CC_PPC32_SVR4_Custom_Dummy">
 281 ]>;
 282
 283 def CSR_Altivec : CalleeSavedRegs<(add V20, V21, V22, V23, V24, V25, V26, V27,
 284                                        V28, V29, V30, V31)>;
 285
 286 def CSR_Darwin32 : CalleeSavedRegs<(add R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20,
 287                                         R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28,
 288                                         R29, R30, R31, F14, F15, F16, F17, F18,
 289                                         F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 290                                         F27, F28, F29, F30, F31, CR2, CR3, CR4
 291                                    )>;
 292
 293 def CSR_Darwin32_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_Darwin32, CSR_Altivec)>;
 294
 295 // SPE does not use FPRs, so break out the common register set as base.
 296 def CSR_SVR432_COMM : CalleeSavedRegs<(add R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20,
 297                                           R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27,
 298                                           R28, R29, R30, R31, CR2, CR3, CR4
 299                                       )>;
 300 def CSR_SVR432 :  CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR432_COMM, F14, F15, F16, F17, F18,
 301                                         F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 302                                         F27, F28, F29, F30, F31
 303                                    )>;
 304 def CSR_SPE : CalleeSavedRegs<(add S14, S15, S16, S17, S18, S19, S20, S21, S22,
 305                                    S23, S24, S25, S26, S27, S28, S29, S30, S31
 306                               )>;
 307
 308 def CSR_SVR432_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR432, CSR_Altivec)>;
 309
 310 def CSR_SVR432_SPE : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR432_COMM, CSR_SPE)>;
 311
 312 def CSR_AIX32 : CalleeSavedRegs<(add R13, R14, R15, R16, R17, R18, R19, R20,
 313                                      R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28,
 314                                      R29, R30, R31, F14, F15, F16, F17, F18,
 315                                      F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 316                                      F27, F28, F29, F30, F31, CR2, CR3, CR4
 317                                 )>;
 318
 319 def CSR_Darwin64 : CalleeSavedRegs<(add X13, X14, X15, X16, X17, X18, X19, X20,
 320                                         X21, X22, X23, X24, X25, X26, X27, X28,
 321                                         X29, X30, X31, F14, F15, F16, F17, F18,
 322                                         F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 323                                         F27, F28, F29, F30, F31, CR2, CR3, CR4
 324                                    )>;
 325
 326 def CSR_Darwin64_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_Darwin64, CSR_Altivec)>;
 327
 328 def CSR_SVR464   : CalleeSavedRegs<(add X14, X15, X16, X17, X18, X19, X20,
 329                                         X21, X22, X23, X24, X25, X26, X27, X28,
 330                                         X29, X30, X31, F14, F15, F16, F17, F18,
 331                                         F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 332                                         F27, F28, F29, F30, F31, CR2, CR3, CR4
 333                                    )>;
 334
 335 def CSR_AIX64 : CalleeSavedRegs<(add X14, X15, X16, X17, X18, X19, X20,
 336                                      X21, X22, X23, X24, X25, X26, X27, X28,
 337                                      X29, X30, X31, F14, F15, F16, F17, F18,
 338                                      F19, F20, F21, F22, F23, F24, F25, F26,
 339                                      F27, F28, F29, F30, F31, CR2, CR3, CR4
 340                                 )>;
 341
 342 // CSRs that are handled by prologue, epilogue.
 343 def CSR_SRV464_TLS_PE : CalleeSavedRegs<(add)>;
 344
 345 def CSR_SVR464_ViaCopy : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464)>;
 346
 347 def CSR_SVR464_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464, CSR_Altivec)>;
 348
 349 def CSR_SVR464_Altivec_ViaCopy : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464_Altivec)>;
 350
 351 def CSR_SVR464_R2 : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464, X2)>;
 352
 353 def CSR_SVR464_R2_ViaCopy : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464_R2)>;
 354
 355 def CSR_SVR464_R2_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464_Altivec, X2)>;
 356
 357 def CSR_SVR464_R2_Altivec_ViaCopy : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR464_R2_Altivec)>;
 358
 359 def CSR_NoRegs : CalleeSavedRegs<(add)>;
 360
 361 // coldcc calling convection marks most registers as non-volatile.
 362 // Do not include r1 since the stack pointer is never considered a CSR.
 363 // Do not include r2, since it is the TOC register and is added depending
 364 // on whether or not the function uses the TOC and is a non-leaf.
 365 // Do not include r0,r11,r13 as they are optional in functional linkage
 366 // and value may be altered by inter-library calls.
 367 // Do not include r12 as it is used as a scratch register.
 368 // Do not include return registers r3, f1, v2.
 369 def CSR_SVR32_ColdCC_Common : CalleeSavedRegs<(add (sequence "R%u", 4, 10),
 370                                                 (sequence "R%u", 14, 31),
 371                                                 (sequence "CR%u", 0, 7))>;
 372
 373 def CSR_SVR32_ColdCC : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR32_ColdCC_Common,
 374                                           F0, (sequence "F%u", 2, 31))>;
 375
 376
 377 def CSR_SVR32_ColdCC_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR32_ColdCC,
 378                                             (sequence "V%u", 0, 1),
 379                                             (sequence "V%u", 3, 31))>;
 380
 381 def CSR_SVR32_ColdCC_SPE : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR32_ColdCC_Common,
 382                                             (sequence "S%u", 4, 10),
 383                                             (sequence "S%u", 14, 31))>;
 384
 385 def CSR_SVR64_ColdCC : CalleeSavedRegs<(add  (sequence "X%u", 4, 10),
 386                                              (sequence "X%u", 14, 31),
 387                                              F0, (sequence "F%u", 2, 31),
 388                                              (sequence "CR%u", 0, 7))>;
 389
 390 def CSR_SVR64_ColdCC_R2: CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR64_ColdCC, X2)>;
 391
 392 def CSR_SVR64_ColdCC_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR64_ColdCC,
 393                                              (sequence "V%u", 0, 1),
 394                                              (sequence "V%u", 3, 31))>;
 395
 396 def CSR_SVR64_ColdCC_R2_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_SVR64_ColdCC_Altivec, X2)>;
 397
 398 def CSR_64_AllRegs: CalleeSavedRegs<(add X0, (sequence "X%u", 3, 10),
 399                                              (sequence "X%u", 14, 31),
 400                                              (sequence "F%u", 0, 31),
 401                                              (sequence "CR%u", 0, 7))>;
 402
 403 def CSR_64_AllRegs_Altivec : CalleeSavedRegs<(add CSR_64_AllRegs,
 404                                              (sequence "V%u", 0, 31))>;
 405
 406 def CSR_64_AllRegs_VSX : CalleeSavedRegs<(add CSR_64_AllRegs_Altivec,
 407                                          (sequence "VSL%u", 0, 31))>;
 408