OK, this does wonders for broken stuff
[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::RET: {
251     SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));     // Token chain.
252     SDOperand InFlag;
253
254     if (N->getNumOperands() == 2) {
255       SDOperand Val = Select(N->getOperand(1));
256       if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::i64) {
257         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R0, Val, InFlag);
258         InFlag = Chain.getValue(1);
259       }
260     }
261     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R26, getRASaveReg(), InFlag);
262     InFlag = Chain.getValue(1);
263     
264     // Finally, select this to a ret instruction.
265     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::RETDAG, MVT::Other, Chain, InFlag);
266   }
267   case ISD::Constant: {
268     int64_t val = (int64_t)cast<ConstantSDNode>(N)->getValue();
269     if (val > (int64_t)IMM_HIGH +(int64_t)IMM_HIGH* (int64_t)IMM_MULT ||
270         val < (int64_t)IMM_LOW + (int64_t)IMM_LOW * (int64_t)IMM_MULT) {
271       MachineConstantPool *CP = BB->getParent()->getConstantPool();
272       ConstantUInt *C =
273         ConstantUInt::get(Type::getPrimitiveType(Type::ULongTyID) , val);
274       SDOperand Tmp, CPI = CurDAG->getTargetConstantPool(C, MVT::i64);
275       Tmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDAHr, MVT::i64, CPI, getGlobalBaseReg());
276       return CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQr, MVT::i64, CPI, Tmp);
277     }
278     break;
279   }
280   case ISD::ConstantFP:
281     if (ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N)) {
282       bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
283       MVT::ValueType T = isDouble ? MVT::f64 : MVT::f32;
284       if (CN->isExactlyValue(+0.0)) {
285         return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYST : Alpha::CPYSS,
286                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
287                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
288       } else if ( CN->isExactlyValue(-0.0)) {
289         return CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYSNT : Alpha::CPYSNS,
290                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
291                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
292       } else {
293         abort();
294       }
295       break;
296     }
297   case ISD::SDIV:
298   case ISD::UDIV:
299   case ISD::UREM:
300   case ISD::SREM:
301     if (MVT::isInteger(N->getValueType(0))) {
302       const char* opstr = 0;
303       switch(N->getOpcode()) {
304       case ISD::UREM: opstr = "__remqu"; break;
305       case ISD::SREM: opstr = "__remq";  break;
306       case ISD::UDIV: opstr = "__divqu"; break;
307       case ISD::SDIV: opstr = "__divq";  break;
308       }
309       SDOperand Tmp1 = Select(N->getOperand(0)),
310         Tmp2 = Select(N->getOperand(1)),
311         Addr = CurDAG->getExternalSymbol(opstr, AlphaLowering.getPointerTy());
312       SDOperand Tmp3 = Select(Addr);
313       SDOperand Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R24, 
314                                              Tmp1, SDOperand());
315       Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R25, 
316                                    Tmp2, Chain.getValue(1));
317       Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getRoot(), Alpha::R27, 
318                                    Tmp3, Chain.getValue(1));
319       Chain = CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSRs, MVT::i64, MVT::Flag,
320                                     CurDAG->getRegister(Alpha::R27, MVT::i64),
321                                     getI64Imm(0));
322       return CurDAG->getCopyFromReg(Chain.getValue(1), Alpha::R27, MVT::i64, 
323                                     Chain.getValue(1));
324     }
325     break;
326
327   case ISD::SETCC:
328     if (MVT::isFloatingPoint(N->getOperand(0).Val->getValueType(0))) {
329       unsigned Opc = Alpha::WTF;
330       ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(N->getOperand(2))->get();
331       bool rev = false;
332       bool isNE = false;
333       switch(CC) {
334       default: N->dump(); assert(0 && "Unknown FP comparison!");
335       case ISD::SETEQ: Opc = Alpha::CMPTEQ; break;
336       case ISD::SETLT: Opc = Alpha::CMPTLT; break;
337       case ISD::SETLE: Opc = Alpha::CMPTLE; break;
338       case ISD::SETGT: Opc = Alpha::CMPTLT; rev = true; break;
339       case ISD::SETGE: Opc = Alpha::CMPTLE; rev = true; break;
340       case ISD::SETNE: Opc = Alpha::CMPTEQ; isNE = true; break;
341       };
342       SDOperand tmp1 = Select(N->getOperand(0)),
343         tmp2 = Select(N->getOperand(1));
344       SDOperand cmp = CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::f64, 
345                                             rev?tmp2:tmp1,
346                                             rev?tmp1:tmp2);
347       if (isNE) 
348         cmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPTEQ, MVT::f64, cmp, 
349                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, MVT::f64));
350       
351       SDOperand LD;
352       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
353         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::FTOIT_, MVT::i64, cmp);
354       } else {
355         int FrameIdx =
356           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
357         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
358         SDOperand ST = CurDAG->getTargetNode(Alpha::STT, MVT::Other, 
359                                              cmp, FI, CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64));
360         LD = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDQ, MVT::i64, FI, 
361                                    CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
362                                    ST);
363       }
364       SDOperand FP = CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPULT, MVT::i64, 
365                                            CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
366                                            LD);
367       return FP;
368     }
369     break;
370
371   case ISD::SELECT:
372     if (MVT::isFloatingPoint(N->getValueType(0))) {
373       //move int to fp
374       bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
375       SDOperand LD,
376         cond = Select(N->getOperand(0)),
377         TV = Select(N->getOperand(1)),
378         FV = Select(N->getOperand(2));
379       
380       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
381         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::ITOFT_, MVT::f64, cond);
382       } else {
383         int FrameIdx =
384           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
385         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
386         SDOperand ST = CurDAG->getTargetNode(Alpha::STQ, MVT::Other, 
387                                              cond, FI, CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64));
388         LD = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDT, MVT::f64, FI, 
389                                    CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
390                                    ST);
391       }
392       SDOperand FP = CurDAG->getTargetNode(isDouble?Alpha::FCMOVEQT:Alpha::FCMOVEQS,
393                                            MVT::f64, TV, FV, LD);
394       return FP;
395     }
396     break;
397
398   }
399
400   return SelectCode(Op);
401 }
402
403 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::SelectCALL(SDOperand Op) {
404   //TODO: add flag stuff to prevent nondeturministic breakage!
405
406   SDNode *N = Op.Val;
407   SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));
408   SDOperand Addr = Select(N->getOperand(1));
409   SDOperand InFlag;  // Null incoming flag value.
410
411    std::vector<SDOperand> CallOperands;
412    std::vector<MVT::ValueType> TypeOperands;
413   
414    //grab the arguments
415    for(int i = 2, e = N->getNumOperands(); i < e; ++i) {
416      TypeOperands.push_back(N->getOperand(i).getValueType());
417      CallOperands.push_back(Select(N->getOperand(i)));
418    }
419    int count = N->getNumOperands() - 2;
420
421    static const unsigned args_int[] = {Alpha::R16, Alpha::R17, Alpha::R18,
422                                        Alpha::R19, Alpha::R20, Alpha::R21};
423    static const unsigned args_float[] = {Alpha::F16, Alpha::F17, Alpha::F18,
424                                          Alpha::F19, Alpha::F20, Alpha::F21};
425    
426    for (int i = 6; i < count; ++i) {
427      unsigned Opc = Alpha::WTF;
428      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
429        Opc = Alpha::STQ;
430      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32) {
431        Opc = Alpha::STS;
432      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f64) {
433        Opc = Alpha::STT;
434      } else
435        assert(0 && "Unknown operand"); 
436      Chain = CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::Other, CallOperands[i], 
437                                    getI64Imm((i - 6) * 8), 
438                                    CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R30, MVT::i64),
439                                    Chain);
440    }
441    for (int i = 0; i < std::min(6, count); ++i) {
442      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
443        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_int[i], CallOperands[i], InFlag);
444        InFlag = Chain.getValue(1);
445      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32 || TypeOperands[i] == MVT::f64) {
446        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_float[i], CallOperands[i], InFlag);
447        InFlag = Chain.getValue(1);
448      } else
449        assert(0 && "Unknown operand"); 
450    }
451
452
453    Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R27, Addr, InFlag);
454    InFlag = Chain.getValue(1);
455    // Finally, once everything is in registers to pass to the call, emit the
456    // call itself.
457    Chain = CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSRDAG, MVT::Other, MVT::Flag, 
458                                  Chain, InFlag );
459    InFlag = Chain.getValue(1);
460
461    std::vector<SDOperand> CallResults;
462   
463    switch (N->getValueType(0)) {
464    default: assert(0 && "Unexpected ret value!");
465      case MVT::Other: break;
466    case MVT::i64:
467      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R0, MVT::i64, InFlag).getValue(1);
468      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
469      break;
470    case MVT::f32:
471      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f32, InFlag).getValue(1);
472      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
473      break;
474    case MVT::f64:
475      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f64, InFlag).getValue(1);
476      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
477      break;
478    }
479
480    CallResults.push_back(Chain);
481    for (unsigned i = 0, e = CallResults.size(); i != e; ++i)
482      CodeGenMap[Op.getValue(i)] = CallResults[i];
483    return CallResults[Op.ResNo];
484 }
485
486
487 /// createAlphaISelDag - This pass converts a legalized DAG into a 
488 /// Alpha-specific DAG, ready for instruction scheduling.
489 ///
490 FunctionPass *llvm::createAlphaISelDag(TargetMachine &TM) {
491   return new AlphaDAGToDAGISel(TM);
492 }