fix constant pool loads
[oota-llvm.git] / lib / Target / Alpha / AlphaISelDAGToDAG.cpp
1 //===-- AlphaISelDAGToDAG.cpp - Alpha pattern matching inst selector ------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by Andrew Lenharth and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source 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/SSARegMap.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
23 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
26 #include "llvm/Constants.h"
27 #include "llvm/GlobalValue.h"
28 #include "llvm/Support/Debug.h"
29 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
30 #include <algorithm>
31 using namespace llvm;
32
33 namespace {
34
35   //===--------------------------------------------------------------------===//
36   /// AlphaDAGToDAGISel - Alpha specific code to select Alpha machine
37   /// instructions for SelectionDAG operations.
38   ///
39   class AlphaDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
40     AlphaTargetLowering AlphaLowering;
41
42     static const int IMM_LOW  = -32768;
43     static const int IMM_HIGH = 32767;
44     static const int IMM_MULT = 65536;
45     
46   public:
47     AlphaDAGToDAGISel(TargetMachine &TM)
48       : SelectionDAGISel(AlphaLowering), AlphaLowering(TM) {}
49
50     /// getI64Imm - Return a target constant with the specified value, of type
51     /// i64.
52     inline SDOperand getI64Imm(int64_t Imm) {
53       return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i64);
54     }
55
56     // Select - Convert the specified operand from a target-independent to a
57     // target-specific node if it hasn't already been changed.
58     SDOperand Select(SDOperand Op);
59     
60     /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
61     /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
62     virtual void InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG);
63     
64     virtual const char *getPassName() const {
65       return "Alpha DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
66     } 
67
68 // Include the pieces autogenerated from the target description.
69 #include "AlphaGenDAGISel.inc"
70     
71 private:
72     SDOperand getGlobalBaseReg();
73     SDOperand getRASaveReg();
74     SDOperand SelectCALL(SDOperand Op);
75
76   };
77 }
78
79 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
80 /// GOT address into a register.
81 ///
82 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
83   return CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(), 
84                                 AlphaLowering.getVRegGP(), 
85                                 MVT::i64);
86 }
87
88 /// getRASaveReg - Grab the return address
89 ///
90 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::getRASaveReg() {
91   return CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(),
92                                 AlphaLowering.getVRegRA(), 
93                                 MVT::i64);
94 }
95
96 /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
97 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
98 void AlphaDAGToDAGISel::InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG) {
99   DEBUG(BB->dump());
100   
101   // Select target instructions for the DAG.
102   DAG.setRoot(Select(DAG.getRoot()));
103   CodeGenMap.clear();
104   DAG.RemoveDeadNodes();
105   
106   // Emit machine code to BB. 
107   ScheduleAndEmitDAG(DAG);
108 }
109
110 // Select - Convert the specified operand from a target-independent to a
111 // target-specific node if it hasn't already been changed.
112 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::Select(SDOperand Op) {
113   SDNode *N = Op.Val;
114   if (N->getOpcode() >= ISD::BUILTIN_OP_END &&
115       N->getOpcode() < AlphaISD::FIRST_NUMBER)
116     return Op;   // Already selected.
117
118   // If this has already been converted, use it.
119   std::map<SDOperand, SDOperand>::iterator CGMI = CodeGenMap.find(Op);
120   if (CGMI != CodeGenMap.end()) return CGMI->second;
121   
122   switch (N->getOpcode()) {
123   default: break;
124   case ISD::TAILCALL:
125   case ISD::CALL: return SelectCALL(Op);
126
127   case ISD::DYNAMIC_STACKALLOC: {
128     if (!isa<ConstantSDNode>(N->getOperand(2)) ||
129         cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(2))->getValue() != 0) {
130       std::cerr << "Cannot allocate stack object with greater alignment than"
131                 << " the stack alignment yet!";
132       abort();
133     }
134
135     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
136     SDOperand Amt   = Select(N->getOperand(1));
137     SDOperand Reg = CurDAG->getRegister(Alpha::R30, MVT::i64);
138     SDOperand Val = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R30, MVT::i64);
139     Chain = Val.getValue(1);
140     
141     // Subtract the amount (guaranteed to be a multiple of the stack alignment)
142     // from the stack pointer, giving us the result pointer.
143     SDOperand Result = CurDAG->getTargetNode(Alpha::SUBQ, MVT::i64, Val, Amt);
144     
145     // Copy this result back into R30.
146     Chain = CurDAG->getNode(ISD::CopyToReg, MVT::Other, Chain, Reg, Result);
147     
148     // Copy this result back out of R30 to make sure we're not using the stack
149     // space without decrementing the stack pointer.
150     Result = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R30, MVT::i64);
151   
152     // Finally, replace the DYNAMIC_STACKALLOC with the copyfromreg.
153     CodeGenMap[Op.getValue(0)] = Result;
154     CodeGenMap[Op.getValue(1)] = Result.getValue(1);
155     return SDOperand(Result.Val, Op.ResNo);
156   }
157   case ISD::BRCOND: {
158     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
159     SDOperand CC = Select(N->getOperand(1));
160     MachineBasicBlock *Dest =
161       cast<BasicBlockSDNode>(N->getOperand(2))->getBasicBlock();
162     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::BNE, MVT::Other, CC, 
163                                 CurDAG->getBasicBlock(Dest), Chain);
164   }
165   case ISD::LOAD:
166   case ISD::EXTLOAD:
167   case ISD::ZEXTLOAD:
168   case ISD::SEXTLOAD: {
169     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
170     SDOperand Address = Select(N->getOperand(1));
171     unsigned opcode = N->getOpcode();
172     unsigned Opc = Alpha::WTF;
173     if (opcode == ISD::LOAD)
174       switch (N->getValueType(0)) {
175       default: N->dump(); assert(0 && "Bad load!");
176       case MVT::i64: Opc = Alpha::LDQ; break;
177       case MVT::f64: Opc = Alpha::LDT; break;
178       case MVT::f32: Opc = Alpha::LDS; break;
179       }
180     else
181       switch (cast<VTSDNode>(N->getOperand(3))->getVT()) {
182       default: N->dump(); assert(0 && "Bad sign extend!");
183       case MVT::i32: Opc = Alpha::LDL;
184         assert(opcode != ISD::ZEXTLOAD && "Not sext"); break;
185       case MVT::i16: Opc = Alpha::LDWU;
186         assert(opcode != ISD::SEXTLOAD && "Not zext"); break;
187       case MVT::i1: //FIXME: Treat i1 as i8 since there are problems otherwise
188       case MVT::i8: Opc = Alpha::LDBU;
189           assert(opcode != ISD::SEXTLOAD && "Not zext"); break;
190       }
191
192     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Opc, N->getValueType(0), MVT::Other,
193                                 getI64Imm(0), Address, 
194                                 Chain).getValue(Op.ResNo);
195   }
196   case ISD::STORE:
197   case ISD::TRUNCSTORE: {
198     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
199     SDOperand Value = Select(N->getOperand(1));
200     SDOperand Address = Select(N->getOperand(2));
201
202     unsigned Opc = Alpha::WTF;
203
204     if (N->getOpcode() == ISD::STORE) {
205       switch (N->getOperand(1).getValueType()) {
206       case MVT::i64: Opc = Alpha::STQ; break;
207       case MVT::f64: Opc = Alpha::STT; break;
208       case MVT::f32: Opc = Alpha::STS; break;
209       default: assert(0 && "Bad store!");
210       };
211     } else { //TRUNCSTORE
212       switch (cast<VTSDNode>(N->getOperand(4))->getVT()) {
213       case MVT::i32: Opc = Alpha::STL; break;
214       case MVT::i16: Opc = Alpha::STW; break;
215       case MVT::i8: Opc = Alpha::STB; break;
216       default: assert(0 && "Bad truncstore!");
217       };
218     }
219     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Opc, MVT::Other, Value, getI64Imm(0),
220                                 Address, Chain);
221   }
222
223   case ISD::BR:
224     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::BR_DAG, MVT::Other, N->getOperand(1),
225                                 Select(N->getOperand(0)));
226
227   case ISD::FrameIndex: {
228     int FI = cast<FrameIndexSDNode>(N)->getIndex();
229     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDA, MVT::i64,
230                                 CurDAG->getTargetFrameIndex(FI, MVT::i32),
231                                 getI64Imm(0));
232   }
233   case ISD::ConstantPool: {
234     Constant *C = cast<ConstantPoolSDNode>(N)->get();
235     SDOperand Tmp, CPI = CurDAG->getTargetConstantPool(C, MVT::i64);
236     Tmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDAHr, MVT::i64, CPI, getGlobalBaseReg());
237     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDAr, MVT::i64, CPI, Tmp);
238   }
239   case ISD::GlobalAddress: {
240     GlobalValue *GV = cast<GlobalAddressSDNode>(N)->getGlobal();
241     SDOperand GA = CurDAG->getTargetGlobalAddress(GV, MVT::i64);
242     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQl, MVT::i64, GA, 
243                                 getGlobalBaseReg());
244   }
245   case ISD::ExternalSymbol:
246     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQl, MVT::i64, 
247                                 CurDAG->getTargetExternalSymbol(cast<ExternalSymbolSDNode>(N)->getSymbol(), MVT::i64),
248                                 getGlobalBaseReg());
249
250   case ISD::CALLSEQ_START:
251   case ISD::CALLSEQ_END: {
252     unsigned Amt = cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))->getValue();
253     unsigned Opc = N->getOpcode() == ISD::CALLSEQ_START ?
254                        Alpha::ADJUSTSTACKDOWN : Alpha::ADJUSTSTACKUP;
255     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Opc, MVT::Other,
256                                 getI64Imm(Amt), Select(N->getOperand(0)));
257   }
258   case ISD::RET: {
259     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));     // Token chain.
260     SDOperand InFlag;
261
262     if (N->getNumOperands() == 2) {
263       SDOperand Val = Select(N->getOperand(1));
264       if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::i64) {
265         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R0, Val, InFlag);
266         InFlag = Chain.getValue(1);
267       }
268     }
269     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R26, getRASaveReg(), InFlag);
270     InFlag = Chain.getValue(1);
271     
272     // Finally, select this to a ret instruction.
273     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::RETDAG, MVT::Other, Chain, InFlag);
274   }
275   case ISD::Constant: {
276     int64_t val = (int64_t)cast<ConstantSDNode>(N)->getValue();
277     if (val > (int64_t)IMM_HIGH +(int64_t)IMM_HIGH* (int64_t)IMM_MULT ||
278         val < (int64_t)IMM_LOW + (int64_t)IMM_LOW * (int64_t)IMM_MULT) {
279       MachineConstantPool *CP = BB->getParent()->getConstantPool();
280       ConstantUInt *C =
281         ConstantUInt::get(Type::getPrimitiveType(Type::ULongTyID) , val);
282       SDOperand Tmp, CPI = CurDAG->getTargetConstantPool(C, MVT::i64);
283       Tmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDAHr, MVT::i64, CPI, getGlobalBaseReg());
284       return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQr, MVT::i64, CPI, Tmp);
285     }
286     break;
287   }
288   case ISD::ConstantFP:
289     if (ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N)) {
290       bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
291       MVT::ValueType T = isDouble ? MVT::f64 : MVT::f32;
292       if (CN->isExactlyValue(+0.0)) {
293         return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYST : Alpha::CPYSS,
294                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
295                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
296       } else if ( CN->isExactlyValue(-0.0)) {
297         return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYSNT : Alpha::CPYSNS,
298                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
299                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
300       } else {
301         abort();
302       }
303       break;
304     }
305   case ISD::SDIV:
306   case ISD::UDIV:
307   case ISD::UREM:
308   case ISD::SREM:
309     if (MVT::isInteger(N->getValueType(0))) {
310       const char* opstr = 0;
311       switch(N->getOpcode()) {
312       case ISD::UREM: opstr = "__remqu"; break;
313       case ISD::SREM: opstr = "__remq";  break;
314       case ISD::UDIV: opstr = "__divqu"; break;
315       case ISD::SDIV: opstr = "__divq";  break;
316       }
317       SDOperand Tmp1 = Select(N->getOperand(0)),
318         Tmp2 = Select(N->getOperand(1)),
319         Addr = CurDAG->getExternalSymbol(opstr, AlphaLowering.getPointerTy());
320       SDOperand Tmp3 = Select(Addr);
321       SDOperand Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R24, 
322                                              Tmp1, SDOperand());
323       Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R25, 
324                                    Tmp2, Chain.getValue(1));
325       Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R27, 
326                                    Tmp3, Chain.getValue(1));
327       Chain = CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSRs, MVT::i64, MVT::Flag,
328                                     CurDAG->getRegister(Alpha::R27, MVT::i64),
329                                     getI64Imm(0));
330       return CurDAG->getCopyFromReg(Chain.getValue(1), Alpha::R27, MVT::i64, 
331                                     Chain.getValue(1));
332     }
333     break;
334
335   case ISD::SETCC:
336     if (MVT::isFloatingPoint(N->getOperand(0).Val->getValueType(0))) {
337       unsigned Opc = Alpha::WTF;
338       ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(N->getOperand(2))->get();
339       bool rev = false;
340       bool isNE = false;
341       switch(CC) {
342       default: N->dump(); assert(0 && "Unknown FP comparison!");
343       case ISD::SETEQ: Opc = Alpha::CMPTEQ; break;
344       case ISD::SETLT: Opc = Alpha::CMPTLT; break;
345       case ISD::SETLE: Opc = Alpha::CMPTLE; break;
346       case ISD::SETGT: Opc = Alpha::CMPTLT; rev = true; break;
347       case ISD::SETGE: Opc = Alpha::CMPTLE; rev = true; break;
348       case ISD::SETNE: Opc = Alpha::CMPTEQ; isNE = true; break;
349       };
350       SDOperand tmp1 = Select(N->getOperand(0)),
351         tmp2 = Select(N->getOperand(1));
352       SDOperand cmp = CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::f64, 
353                                             rev?tmp2:tmp1,
354                                             rev?tmp1:tmp2);
355       if (isNE) 
356         cmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPTEQ, MVT::f64, cmp, 
357                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, MVT::f64));
358       
359       SDOperand LD;
360       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
361         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::FTOIT_, MVT::i64, cmp);
362       } else {
363         int FrameIdx =
364           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
365         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
366         SDOperand ST = CurDAG->getTargetNode(Alpha::STT, MVT::Other, 
367                                              cmp, FI, CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64));
368         LD = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDQ, MVT::i64, FI, 
369                                    CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
370                                    ST);
371       }
372       SDOperand FP = CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPULT, MVT::i64, 
373                                            CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
374                                            LD);
375       return FP;
376     }
377     break;
378
379   case ISD::SELECT:
380     if (MVT::isFloatingPoint(N->getValueType(0))) {
381       //move int to fp
382       bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
383       SDOperand LD,
384         cond = Select(N->getOperand(0)),
385         TV = Select(N->getOperand(1)),
386         FV = Select(N->getOperand(2));
387       
388       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
389         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::ITOFT_, MVT::f64, cond);
390       } else {
391         int FrameIdx =
392           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
393         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
394         SDOperand ST = CurDAG->getTargetNode(Alpha::STQ, MVT::Other, 
395                                              cond, FI, CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64));
396         LD = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDT, MVT::f64, FI, 
397                                    CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
398                                    ST);
399       }
400       SDOperand FP = CurDAG->getTargetNode(isDouble?Alpha::FCMOVEQT:Alpha::FCMOVEQS,
401                                            MVT::f64, TV, FV, LD);
402       return FP;
403     }
404     break;
405
406   }
407
408   return SelectCode(Op);
409 }
410
411 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::SelectCALL(SDOperand Op) {
412   //TODO: add flag stuff to prevent nondeturministic breakage!
413
414   SDNode *N = Op.Val;
415   SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
416   SDOperand Addr = Select(N->getOperand(1));
417   SDOperand InFlag;  // Null incoming flag value.
418
419    std::vector<SDOperand> CallOperands;
420    std::vector<MVT::ValueType> TypeOperands;
421   
422    //grab the arguments
423    for(int i = 2, e = N->getNumOperands(); i < e; ++i) {
424      TypeOperands.push_back(N->getOperand(i).getValueType());
425      CallOperands.push_back(Select(N->getOperand(i)));
426    }
427    int count = N->getNumOperands() - 2;
428
429    static const unsigned args_int[] = {Alpha::R16, Alpha::R17, Alpha::R18,
430                                        Alpha::R19, Alpha::R20, Alpha::R21};
431    static const unsigned args_float[] = {Alpha::F16, Alpha::F17, Alpha::F18,
432                                          Alpha::F19, Alpha::F20, Alpha::F21};
433    
434    for (int i = 6; i < count; ++i) {
435      unsigned Opc = Alpha::WTF;
436      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
437        Opc = Alpha::STQ;
438      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32) {
439        Opc = Alpha::STS;
440      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f64) {
441        Opc = Alpha::STT;
442      } else
443        assert(0 && "Unknown operand"); 
444      Chain = CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::Other, CallOperands[i], 
445                                    getI64Imm((i - 6) * 8), 
446                                    CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R30, MVT::i64),
447                                    Chain);
448    }
449    for (int i = 0; i < std::min(6, count); ++i) {
450      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
451        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_int[i], CallOperands[i], InFlag);
452        InFlag = Chain.getValue(1);
453      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32 || TypeOperands[i] == MVT::f64) {
454        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_float[i], CallOperands[i], InFlag);
455        InFlag = Chain.getValue(1);
456      } else
457        assert(0 && "Unknown operand"); 
458    }
459
460
461    Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R27, Addr, InFlag);
462    InFlag = Chain.getValue(1);
463    // Finally, once everything is in registers to pass to the call, emit the
464    // call itself.
465    Chain = CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSRDAG, MVT::Other, MVT::Flag, 
466                                  Chain, InFlag );
467    InFlag = Chain.getValue(1);
468
469    std::vector<SDOperand> CallResults;
470   
471    switch (N->getValueType(0)) {
472    default: assert(0 && "Unexpected ret value!");
473      case MVT::Other: break;
474    case MVT::i64:
475      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R0, MVT::i64, InFlag).getValue(1);
476      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
477      break;
478    case MVT::f32:
479      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f32, InFlag).getValue(1);
480      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
481      break;
482    case MVT::f64:
483      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f64, InFlag).getValue(1);
484      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
485      break;
486    }
487
488    CallResults.push_back(Chain);
489    for (unsigned i = 0, e = CallResults.size(); i != e; ++i)
490      CodeGenMap[Op.getValue(i)] = CallResults[i];
491    return CallResults[Op.ResNo];
492 }
493
494
495 /// createAlphaISelDag - This pass converts a legalized DAG into a 
496 /// Alpha-specific DAG, ready for instruction scheduling.
497 ///
498 FunctionPass *llvm::createAlphaISelDag(TargetMachine &TM) {
499   return new AlphaDAGToDAGISel(TM);
500 }