lib/Target/Alpha/AlphaISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- AlphaISelDAGToDAG.cpp - Alpha pattern matching inst selector ------===//
   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 defines a pattern matching instruction selector for Alpha,
  11 // converting from a legalized dag to a Alpha dag.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "Alpha.h"
  16 #include "AlphaTargetMachine.h"
  17 #include "AlphaISelLowering.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/CodeGen/SelectionDAG.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  25 #include "llvm/Constants.h"
  26 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  27 #include "llvm/GlobalValue.h"
  28 #include "llvm/Intrinsics.h"
  29 #include "llvm/LLVMContext.h"
  30 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  31 #include "llvm/Support/Debug.h"
  32 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  33 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 #include <algorithm>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 namespace {
  39
  40   //===--------------------------------------------------------------------===//
  41   /// AlphaDAGToDAGISel - Alpha specific code to select Alpha machine
  42   /// instructions for SelectionDAG operations.
  43   class AlphaDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  44     static const int64_t IMM_LOW  = -32768;
  45     static const int64_t IMM_HIGH = 32767;
  46     static const int64_t IMM_MULT = 65536;
  47     static const int64_t IMM_FULLHIGH = IMM_HIGH + IMM_HIGH * IMM_MULT;
  48     static const int64_t IMM_FULLLOW = IMM_LOW + IMM_LOW  * IMM_MULT;
  49
  50     static int64_t get_ldah16(int64_t x) {
  51       int64_t y = x / IMM_MULT;
  52       if (x % IMM_MULT > IMM_HIGH)
  53         ++y;
  54       return y;
  55     }
  56
  57     static int64_t get_lda16(int64_t x) {
  58       return x - get_ldah16(x) * IMM_MULT;
  59     }
  60
  61     /// get_zapImm - Return a zap mask if X is a valid immediate for a zapnot
  62     /// instruction (if not, return 0).  Note that this code accepts partial
  63     /// zap masks.  For example (and LHS, 1) is a valid zap, as long we know
  64     /// that the bits 1-7 of LHS are already zero.  If LHS is non-null, we are
  65     /// in checking mode.  If LHS is null, we assume that the mask has already
  66     /// been validated before.
  67     uint64_t get_zapImm(SDValue LHS, uint64_t Constant) const {
  68       uint64_t BitsToCheck = 0;
  69       unsigned Result = 0;
  70       for (unsigned i = 0; i != 8; ++i) {
  71         if (((Constant >> 8*i) & 0xFF) == 0) {
  72           // nothing to do.
  73         } else {
  74           Result |= 1 << i;
  75           if (((Constant >> 8*i) & 0xFF) == 0xFF) {
  76             // If the entire byte is set, zapnot the byte.
  77           } else if (LHS.getNode() == 0) {
  78             // Otherwise, if the mask was previously validated, we know its okay
  79             // to zapnot this entire byte even though all the bits aren't set.
  80           } else {
  81             // Otherwise we don't know that the it's okay to zapnot this entire
  82             // byte.  Only do this iff we can prove that the missing bits are
  83             // already null, so the bytezap doesn't need to really null them.
  84             BitsToCheck |= ~Constant & (0xFF << 8*i);
  85           }
  86         }
  87       }
  88
  89       // If there are missing bits in a byte (for example, X & 0xEF00), check to
  90       // see if the missing bits (0x1000) are already known zero if not, the zap
  91       // isn't okay to do, as it won't clear all the required bits.
  92       if (BitsToCheck &&
  93           !CurDAG->MaskedValueIsZero(LHS,
  94                                      APInt(LHS.getValueSizeInBits(),
  95                                            BitsToCheck)))
  96         return 0;
  97
  98       return Result;
  99     }
 100
 101     static uint64_t get_zapImm(uint64_t x) {
 102       unsigned build = 0;
 103       for(int i = 0; i != 8; ++i) {
 104         if ((x & 0x00FF) == 0x00FF)
 105           build |= 1 << i;
 106         else if ((x & 0x00FF) != 0)
 107           return 0;
 108         x >>= 8;
 109       }
 110       return build;
 111     }
 112
 113
 114     static uint64_t getNearPower2(uint64_t x) {
 115       if (!x) return 0;
 116       unsigned at = CountLeadingZeros_64(x);
 117       uint64_t complow = 1 << (63 - at);
 118       uint64_t comphigh = 1 << (64 - at);
 119       //cerr << x << ":" << complow << ":" << comphigh << "\n";
 120       if (abs64(complow - x) <= abs64(comphigh - x))
 121         return complow;
 122       else
 123         return comphigh;
 124     }
 125
 126     static bool chkRemNearPower2(uint64_t x, uint64_t r, bool swap) {
 127       uint64_t y = getNearPower2(x);
 128       if (swap)
 129         return (y - x) == r;
 130       else
 131         return (x - y) == r;
 132     }
 133
 134     static bool isFPZ(SDValue N) {
 135       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
 136       return (CN && (CN->getValueAPF().isZero()));
 137     }
 138     static bool isFPZn(SDValue N) {
 139       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
 140       return (CN && CN->getValueAPF().isNegZero());
 141     }
 142     static bool isFPZp(SDValue N) {
 143       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
 144       return (CN && CN->getValueAPF().isPosZero());
 145     }
 146
 147   public:
 148     explicit AlphaDAGToDAGISel(AlphaTargetMachine &TM)
 149       : SelectionDAGISel(TM)
 150     {}
 151
 152     /// getI64Imm - Return a target constant with the specified value, of type
 153     /// i64.
 154     inline SDValue getI64Imm(int64_t Imm) {
 155       return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i64);
 156     }
 157
 158     // Select - Convert the specified operand from a target-independent to a
 159     // target-specific node if it hasn't already been changed.
 160     SDNode *Select(SDNode *N);
 161
 162     virtual const char *getPassName() const {
 163       return "Alpha DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
 164     }
 165
 166     /// SelectInlineAsmMemoryOperand - Implement addressing mode selection for
 167     /// inline asm expressions.
 168     virtual bool SelectInlineAsmMemoryOperand(const SDValue &Op,
 169                                               char ConstraintCode,
 170                                               std::vector<SDValue> &OutOps) {
 171       SDValue Op0;
 172       switch (ConstraintCode) {
 173       default: return true;
 174       case 'm':   // memory
 175         Op0 = Op;
 176         break;
 177       }
 178
 179       OutOps.push_back(Op0);
 180       return false;
 181     }
 182
 183 // Include the pieces autogenerated from the target description.
 184 #include "AlphaGenDAGISel.inc"
 185
 186 private:
 187     /// getTargetMachine - Return a reference to the TargetMachine, casted
 188     /// to the target-specific type.
 189     const AlphaTargetMachine &getTargetMachine() {
 190       return static_cast<const AlphaTargetMachine &>(TM);
 191     }
 192
 193     /// getInstrInfo - Return a reference to the TargetInstrInfo, casted
 194     /// to the target-specific type.
 195     const AlphaInstrInfo *getInstrInfo() {
 196       return getTargetMachine().getInstrInfo();
 197     }
 198
 199     SDNode *getGlobalBaseReg();
 200     SDNode *getGlobalRetAddr();
 201     void SelectCALL(SDNode *Op);
 202
 203   };
 204 }
 205
 206 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 207 /// GOT address into a register.
 208 ///
 209 SDNode *AlphaDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 210   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 211   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 212 }
 213
 214 /// getGlobalRetAddr - Grab the return address.
 215 ///
 216 SDNode *AlphaDAGToDAGISel::getGlobalRetAddr() {
 217   unsigned GlobalRetAddr = getInstrInfo()->getGlobalRetAddr(MF);
 218   return CurDAG->getRegister(GlobalRetAddr, TLI.getPointerTy()).getNode();
 219 }
 220
 221 // Select - Convert the specified operand from a target-independent to a
 222 // target-specific node if it hasn't already been changed.
 223 SDNode *AlphaDAGToDAGISel::Select(SDNode *N) {
 224   if (N->isMachineOpcode())
 225     return NULL;   // Already selected.
 226   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
 227
 228   switch (N->getOpcode()) {
 229   default: break;
 230   case AlphaISD::CALL:
 231     SelectCALL(N);
 232     return NULL;
 233
 234   case ISD::FrameIndex: {
 235     int FI = cast<FrameIndexSDNode>(N)->getIndex();
 236     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDA, MVT::i64,
 237                                 CurDAG->getTargetFrameIndex(FI, MVT::i32),
 238                                 getI64Imm(0));
 239   }
 240   case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 241     return getGlobalBaseReg();
 242   case AlphaISD::GlobalRetAddr:
 243     return getGlobalRetAddr();
 244
 245   case AlphaISD::DivCall: {
 246     SDValue Chain = CurDAG->getEntryNode();
 247     SDValue N0 = N->getOperand(0);
 248     SDValue N1 = N->getOperand(1);
 249     SDValue N2 = N->getOperand(2);
 250     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, Alpha::R24, N1,
 251                                  SDValue(0,0));
 252     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, Alpha::R25, N2,
 253                                  Chain.getValue(1));
 254     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, Alpha::R27, N0,
 255                                  Chain.getValue(1));
 256     SDNode *CNode =
 257       CurDAG->getMachineNode(Alpha::JSRs, dl, MVT::Other, MVT::Flag,
 258                              Chain, Chain.getValue(1));
 259     Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, dl, Alpha::R27, MVT::i64,
 260                                    SDValue(CNode, 1));
 261     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::BISr, MVT::i64, Chain, Chain);
 262   }
 263
 264   case ISD::READCYCLECOUNTER: {
 265     SDValue Chain = N->getOperand(0);
 266     return CurDAG->getMachineNode(Alpha::RPCC, dl, MVT::i64, MVT::Other,
 267                                   Chain);
 268   }
 269
 270   case ISD::Constant: {
 271     uint64_t uval = cast<ConstantSDNode>(N)->getZExtValue();
 272
 273     if (uval == 0) {
 274       SDValue Result = CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(), dl,
 275                                                 Alpha::R31, MVT::i64);
 276       ReplaceUses(SDValue(N, 0), Result);
 277       return NULL;
 278     }
 279
 280     int64_t val = (int64_t)uval;
 281     int32_t val32 = (int32_t)val;
 282     if (val <= IMM_HIGH + IMM_HIGH * IMM_MULT &&
 283         val >= IMM_LOW  + IMM_LOW  * IMM_MULT)
 284       break; //(LDAH (LDA))
 285     if ((uval >> 32) == 0 && //empty upper bits
 286         val32 <= IMM_HIGH + IMM_HIGH * IMM_MULT)
 287       // val32 >= IMM_LOW  + IMM_LOW  * IMM_MULT) //always true
 288       break; //(zext (LDAH (LDA)))
 289     //Else use the constant pool
 290     ConstantInt *C = ConstantInt::get(
 291                                 Type::getInt64Ty(*CurDAG->getContext()), uval);
 292     SDValue CPI = CurDAG->getTargetConstantPool(C, MVT::i64);
 293     SDNode *Tmp = CurDAG->getMachineNode(Alpha::LDAHr, dl, MVT::i64, CPI,
 294                                          SDValue(getGlobalBaseReg(), 0));
 295     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQr, MVT::i64, MVT::Other,
 296                                 CPI, SDValue(Tmp, 0), CurDAG->getEntryNode());
 297   }
 298   case ISD::TargetConstantFP:
 299   case ISD::ConstantFP: {
 300     ConstantFPSDNode *CN = cast<ConstantFPSDNode>(N);
 301     bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
 302     EVT T = isDouble ? MVT::f64 : MVT::f32;
 303     if (CN->getValueAPF().isPosZero()) {
 304       return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYST : Alpha::CPYSS,
 305                                   T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
 306                                   CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
 307     } else if (CN->getValueAPF().isNegZero()) {
 308       return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYSNT : Alpha::CPYSNS,
 309                                   T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
 310                                   CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
 311     } else {
 312       llvm_report_error("Unhandled FP constant type");
 313     }
 314     break;
 315   }
 316
 317   case ISD::SETCC:
 318     if (N->getOperand(0).getNode()->getValueType(0).isFloatingPoint()) {
 319       ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(N->getOperand(2))->get();
 320
 321       unsigned Opc = Alpha::WTF;
 322       bool rev = false;
 323       bool inv = false;
 324       switch(CC) {
 325       default: DEBUG(N->dump(CurDAG)); llvm_unreachable("Unknown FP comparison!");
 326       case ISD::SETEQ: case ISD::SETOEQ: case ISD::SETUEQ:
 327         Opc = Alpha::CMPTEQ; break;
 328       case ISD::SETLT: case ISD::SETOLT: case ISD::SETULT:
 329         Opc = Alpha::CMPTLT; break;
 330       case ISD::SETLE: case ISD::SETOLE: case ISD::SETULE:
 331         Opc = Alpha::CMPTLE; break;
 332       case ISD::SETGT: case ISD::SETOGT: case ISD::SETUGT:
 333         Opc = Alpha::CMPTLT; rev = true; break;
 334       case ISD::SETGE: case ISD::SETOGE: case ISD::SETUGE:
 335         Opc = Alpha::CMPTLE; rev = true; break;
 336       case ISD::SETNE: case ISD::SETONE: case ISD::SETUNE:
 337         Opc = Alpha::CMPTEQ; inv = true; break;
 338       case ISD::SETO:
 339         Opc = Alpha::CMPTUN; inv = true; break;
 340       case ISD::SETUO:
 341         Opc = Alpha::CMPTUN; break;
 342       };
 343       SDValue tmp1 = N->getOperand(rev?1:0);
 344       SDValue tmp2 = N->getOperand(rev?0:1);
 345       SDNode *cmp = CurDAG->getMachineNode(Opc, dl, MVT::f64, tmp1, tmp2);
 346       if (inv)
 347         cmp = CurDAG->getMachineNode(Alpha::CMPTEQ, dl,
 348                                      MVT::f64, SDValue(cmp, 0),
 349                                      CurDAG->getRegister(Alpha::F31, MVT::f64));
 350       switch(CC) {
 351       case ISD::SETUEQ: case ISD::SETULT: case ISD::SETULE:
 352       case ISD::SETUNE: case ISD::SETUGT: case ISD::SETUGE:
 353        {
 354          SDNode* cmp2 = CurDAG->getMachineNode(Alpha::CMPTUN, dl, MVT::f64,
 355                                                tmp1, tmp2);
 356          cmp = CurDAG->getMachineNode(Alpha::ADDT, dl, MVT::f64,
 357                                       SDValue(cmp2, 0), SDValue(cmp, 0));
 358          break;
 359        }
 360       default: break;
 361       }
 362
 363       SDNode* LD = CurDAG->getMachineNode(Alpha::FTOIT, dl,
 364                                           MVT::i64, SDValue(cmp, 0));
 365       return CurDAG->getMachineNode(Alpha::CMPULT, dl, MVT::i64,
 366                                     CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
 367                                     SDValue(LD,0));
 368     }
 369     break;
 370
 371   case ISD::AND: {
 372     ConstantSDNode* SC = NULL;
 373     ConstantSDNode* MC = NULL;
 374     if (N->getOperand(0).getOpcode() == ISD::SRL &&
 375         (MC = dyn_cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))) &&
 376         (SC = dyn_cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(0).getOperand(1)))) {
 377       uint64_t sval = SC->getZExtValue();
 378       uint64_t mval = MC->getZExtValue();
 379       // If the result is a zap, let the autogened stuff handle it.
 380       if (get_zapImm(N->getOperand(0), mval))
 381         break;
 382       // given mask X, and shift S, we want to see if there is any zap in the
 383       // mask if we play around with the botton S bits
 384       uint64_t dontcare = (~0ULL) >> (64 - sval);
 385       uint64_t mask = mval << sval;
 386
 387       if (get_zapImm(mask | dontcare))
 388         mask = mask | dontcare;
 389
 390       if (get_zapImm(mask)) {
 391         SDValue Z =
 392           SDValue(CurDAG->getMachineNode(Alpha::ZAPNOTi, dl, MVT::i64,
 393                                          N->getOperand(0).getOperand(0),
 394                                          getI64Imm(get_zapImm(mask))), 0);
 395         return CurDAG->getMachineNode(Alpha::SRLr, dl, MVT::i64, Z,
 396                                       getI64Imm(sval));
 397       }
 398     }
 399     break;
 400   }
 401
 402   }
 403
 404   return SelectCode(N);
 405 }
 406
 407 void AlphaDAGToDAGISel::SelectCALL(SDNode *N) {
 408   //TODO: add flag stuff to prevent nondeturministic breakage!
 409
 410   SDValue Chain = N->getOperand(0);
 411   SDValue Addr = N->getOperand(1);
 412   SDValue InFlag = N->getOperand(N->getNumOperands() - 1);
 413   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
 414
 415    if (Addr.getOpcode() == AlphaISD::GPRelLo) {
 416      SDValue GOT = SDValue(getGlobalBaseReg(), 0);
 417      Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, Alpha::R29, GOT, InFlag);
 418      InFlag = Chain.getValue(1);
 419      Chain = SDValue(CurDAG->getMachineNode(Alpha::BSR, dl, MVT::Other,
 420                                             MVT::Flag, Addr.getOperand(0),
 421                                             Chain, InFlag), 0);
 422    } else {
 423      Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, Alpha::R27, Addr, InFlag);
 424      InFlag = Chain.getValue(1);
 425      Chain = SDValue(CurDAG->getMachineNode(Alpha::JSR, dl, MVT::Other,
 426                                             MVT::Flag, Chain, InFlag), 0);
 427    }
 428    InFlag = Chain.getValue(1);
 429
 430   ReplaceUses(SDValue(N, 0), Chain);
 431   ReplaceUses(SDValue(N, 1), InFlag);
 432 }
 433
 434
 435 /// createAlphaISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 436 /// Alpha-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 437 ///
 438 FunctionPass *llvm::createAlphaISelDag(AlphaTargetMachine &TM) {
 439   return new AlphaDAGToDAGISel(TM);
 440 }