Change RET node to include signness information of the return values. i.e.
[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/Intrinsics.h"
29 #include "llvm/Support/Debug.h"
30 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
31 #include <algorithm>
32 #include <iostream>
33 #include <set>
34 using namespace llvm;
35
36 namespace {
37
38   //===--------------------------------------------------------------------===//
39   /// AlphaDAGToDAGISel - Alpha specific code to select Alpha machine
40   /// instructions for SelectionDAG operations.
41   class AlphaDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
42     AlphaTargetLowering AlphaLowering;
43
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     static uint64_t get_zapImm(uint64_t x) {
62       unsigned int build = 0;
63       for(int i = 0; i < 8; ++i)
64         {
65           if ((x & 0x00FF) == 0x00FF)
66             build |= 1 << i;
67           else if ((x & 0x00FF) != 0)
68             { build = 0; break; }
69           x >>= 8;
70         }
71       return build;
72     }
73
74     static uint64_t getNearPower2(uint64_t x) {
75       if (!x) return 0;
76       unsigned at = CountLeadingZeros_64(x);
77       uint64_t complow = 1 << (63 - at);
78       uint64_t comphigh = 1 << (64 - at);
79       //std::cerr << x << ":" << complow << ":" << comphigh << "\n";
80       if (abs(complow - x) <= abs(comphigh - x))
81         return complow;
82       else
83         return comphigh;
84     }
85
86     static bool isFPZ(SDOperand N) {
87       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
88       return (CN && (CN->isExactlyValue(+0.0) || CN->isExactlyValue(-0.0)));
89     }
90     static bool isFPZn(SDOperand N) {
91       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
92       return (CN && CN->isExactlyValue(-0.0));
93     }
94     static bool isFPZp(SDOperand N) {
95       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(N);
96       return (CN && CN->isExactlyValue(+0.0));
97     }
98
99   public:
100     AlphaDAGToDAGISel(TargetMachine &TM)
101       : SelectionDAGISel(AlphaLowering), AlphaLowering(TM) 
102     {}
103
104     /// getI64Imm - Return a target constant with the specified value, of type
105     /// i64.
106     inline SDOperand getI64Imm(int64_t Imm) {
107       return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i64);
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     void Select(SDOperand &Result, SDOperand Op);
113     
114     /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
115     /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
116     virtual void InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG);
117     
118     virtual const char *getPassName() const {
119       return "Alpha DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
120     } 
121
122 // Include the pieces autogenerated from the target description.
123 #include "AlphaGenDAGISel.inc"
124     
125 private:
126     SDOperand getGlobalBaseReg();
127     SDOperand getRASaveReg();
128     SDOperand SelectCALL(SDOperand Op);
129
130   };
131 }
132
133 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
134 /// GOT address into a register.
135 ///
136 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
137   return CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(), 
138                                 AlphaLowering.getVRegGP(), 
139                                 MVT::i64);
140 }
141
142 /// getRASaveReg - Grab the return address
143 ///
144 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::getRASaveReg() {
145   return CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(),
146                                 AlphaLowering.getVRegRA(), 
147                                 MVT::i64);
148 }
149
150 /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
151 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
152 void AlphaDAGToDAGISel::InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG) {
153   DEBUG(BB->dump());
154   
155   // Select target instructions for the DAG.
156   DAG.setRoot(SelectRoot(DAG.getRoot()));
157   assert(InFlightSet.empty() && "ISel InFlightSet has not been emptied!");
158   CodeGenMap.clear();
159   HandleMap.clear();
160   ReplaceMap.clear();
161   DAG.RemoveDeadNodes();
162   
163   // Emit machine code to BB. 
164   ScheduleAndEmitDAG(DAG);
165 }
166
167 // Select - Convert the specified operand from a target-independent to a
168 // target-specific node if it hasn't already been changed.
169 void AlphaDAGToDAGISel::Select(SDOperand &Result, SDOperand Op) {
170   SDNode *N = Op.Val;
171   if (N->getOpcode() >= ISD::BUILTIN_OP_END &&
172       N->getOpcode() < AlphaISD::FIRST_NUMBER) {
173     Result = Op;
174     return;   // Already selected.
175   }
176
177   // If this has already been converted, use it.
178   std::map<SDOperand, SDOperand>::iterator CGMI = CodeGenMap.find(Op);
179   if (CGMI != CodeGenMap.end()) {
180     Result = CGMI->second;
181     return;
182   }
183
184   switch (N->getOpcode()) {
185   default: break;
186   case AlphaISD::CALL:
187     Result = SelectCALL(Op);
188     return;
189
190   case ISD::FrameIndex: {
191     int FI = cast<FrameIndexSDNode>(N)->getIndex();
192     Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDA, MVT::i64,
193                                   CurDAG->getTargetFrameIndex(FI, MVT::i32),
194                                   getI64Imm(0));
195     return;
196   }
197   case AlphaISD::GlobalBaseReg: 
198     Result = getGlobalBaseReg();
199     return;
200   
201   case AlphaISD::DivCall: {
202     SDOperand Chain = CurDAG->getEntryNode();
203     SDOperand N0, N1, N2;
204     Select(N0, Op.getOperand(0));
205     Select(N1, Op.getOperand(1));
206     Select(N2, Op.getOperand(2));
207     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R24, N1, 
208                                  SDOperand(0,0));
209     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R25, N2, 
210                                  Chain.getValue(1));
211     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R27, N0, 
212                                  Chain.getValue(1));
213     SDNode *CNode =
214       CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSRs, MVT::Other, MVT::Flag, 
215                             Chain, Chain.getValue(1));
216     Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R27, MVT::i64, 
217                                   SDOperand(CNode, 1));
218     Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::BIS, MVT::i64, Chain, Chain);
219     return;
220   }
221
222   case ISD::READCYCLECOUNTER: {
223     SDOperand Chain;
224     Select(Chain, N->getOperand(0)); //Select chain
225     Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::RPCC, MVT::i64, Chain);
226     return;
227   }
228
229   case ISD::RET: {
230     SDOperand Chain;
231     Select(Chain, N->getOperand(0));     // Token chain.
232     SDOperand InFlag(0,0);
233
234     if (N->getNumOperands() == 3) {
235       SDOperand Val;
236       Select(Val, N->getOperand(1));
237       if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::i64) {
238         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R0, Val, InFlag);
239         InFlag = Chain.getValue(1);
240       } else if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::f64 ||
241                  N->getOperand(1).getValueType() == MVT::f32) {
242         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::F0, Val, InFlag);
243         InFlag = Chain.getValue(1);
244       }
245     }
246     Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R26, getRASaveReg(), InFlag);
247     InFlag = Chain.getValue(1);
248     
249     // Finally, select this to a ret instruction.
250     Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::RETDAG, MVT::Other, Chain, InFlag);
251     return;
252   }
253   case ISD::Constant: {
254     uint64_t uval = cast<ConstantSDNode>(N)->getValue();
255     
256     if (uval == 0) {
257       Result = CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(), Alpha::R31,
258                                       MVT::i64);
259       return;
260     }
261
262     int64_t val = (int64_t)uval;
263     int32_t val32 = (int32_t)val;
264     if (val <= IMM_HIGH + IMM_HIGH * IMM_MULT &&
265         val >= IMM_LOW  + IMM_LOW  * IMM_MULT)
266       break; //(LDAH (LDA))
267     if ((uval >> 32) == 0 && //empty upper bits
268         val32 <= IMM_HIGH + IMM_HIGH * IMM_MULT)
269       //        val32 >= IMM_LOW  + IMM_LOW  * IMM_MULT) //always true
270       break; //(zext (LDAH (LDA)))
271     //Else use the constant pool
272     MachineConstantPool *CP = BB->getParent()->getConstantPool();
273     ConstantUInt *C =
274       ConstantUInt::get(Type::getPrimitiveType(Type::ULongTyID) , uval);
275     SDOperand CPI = CurDAG->getTargetConstantPool(C, MVT::i64);
276     SDNode *Tmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDAHr, MVT::i64, CPI,
277                                         getGlobalBaseReg());
278     Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, Alpha::LDQr, MVT::i64, MVT::Other, 
279                                   CPI, SDOperand(Tmp, 0), CurDAG->getEntryNode());
280     return;
281   }
282   case ISD::TargetConstantFP: {
283     ConstantFPSDNode *CN = cast<ConstantFPSDNode>(N);
284     bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
285     MVT::ValueType T = isDouble ? MVT::f64 : MVT::f32;
286     if (CN->isExactlyValue(+0.0)) {
287       Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYST : Alpha::CPYSS,
288                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
289                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
290       return;
291     } else if ( CN->isExactlyValue(-0.0)) {
292       Result = CurDAG->SelectNodeTo(N, isDouble ? Alpha::CPYSNT : Alpha::CPYSNS,
293                                     T, CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T),
294                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, T));
295       return;
296     } else {
297       abort();
298     }
299     break;
300   }
301
302   case ISD::SETCC:
303     if (MVT::isFloatingPoint(N->getOperand(0).Val->getValueType(0))) {
304       unsigned Opc = Alpha::WTF;
305       ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(N->getOperand(2))->get();
306       bool rev = false;
307       bool isNE = false;
308       switch(CC) {
309       default: N->dump(); assert(0 && "Unknown FP comparison!");
310       case ISD::SETEQ: Opc = Alpha::CMPTEQ; break;
311       case ISD::SETLT: Opc = Alpha::CMPTLT; break;
312       case ISD::SETLE: Opc = Alpha::CMPTLE; break;
313       case ISD::SETGT: Opc = Alpha::CMPTLT; rev = true; break;
314       case ISD::SETGE: Opc = Alpha::CMPTLE; rev = true; break;
315       case ISD::SETNE: Opc = Alpha::CMPTEQ; isNE = true; break;
316       };
317       SDOperand tmp1, tmp2;
318       Select(tmp1, N->getOperand(0));
319       Select(tmp2, N->getOperand(1));
320       SDNode *cmp = CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::f64, 
321                                           rev?tmp2:tmp1,
322                                           rev?tmp1:tmp2);
323       if (isNE) 
324         cmp = CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPTEQ, MVT::f64, SDOperand(cmp, 0), 
325                                     CurDAG->getRegister(Alpha::F31, MVT::f64));
326       
327       SDOperand LD;
328       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
329         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::FTOIT_, MVT::i64, SDOperand(cmp, 0));
330       } else {
331         int FrameIdx =
332           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
333         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
334         SDOperand ST =
335           SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::STT, MVT::Other, 
336                                           SDOperand(cmp, 0), FI,
337                                           CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64)), 0);
338         LD = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDQ, MVT::i64, FI, 
339                                              CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
340                                              ST), 0);
341       }
342       Result = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::CMPULT, MVT::i64, 
343                                                CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
344                                                LD), 0);
345       return;
346     }
347     break;
348
349   case ISD::SELECT:
350     if (MVT::isFloatingPoint(N->getValueType(0)) &&
351         (N->getOperand(0).getOpcode() != ISD::SETCC ||
352          !MVT::isFloatingPoint(N->getOperand(0).getOperand(1).getValueType()))) {
353       //This should be the condition not covered by the Patterns
354       //FIXME: Don't have SelectCode die, but rather return something testable
355       // so that things like this can be caught in fall though code
356       //move int to fp
357       bool isDouble = N->getValueType(0) == MVT::f64;
358       SDOperand LD, cond, TV, FV;
359       Select(cond, N->getOperand(0));
360       Select(TV, N->getOperand(1));
361       Select(FV, N->getOperand(2));
362       
363       if (AlphaLowering.hasITOF()) {
364         LD = CurDAG->getNode(AlphaISD::ITOFT_, MVT::f64, cond);
365       } else {
366         int FrameIdx =
367           CurDAG->getMachineFunction().getFrameInfo()->CreateStackObject(8, 8);
368         SDOperand FI = CurDAG->getFrameIndex(FrameIdx, MVT::i64);
369         SDOperand ST =
370           SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::STQ, MVT::Other,
371                                           cond, FI, CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64)), 0);
372         LD = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::LDT, MVT::f64, FI,
373                                              CurDAG->getRegister(Alpha::R31, MVT::i64),
374                                              ST), 0);
375       }
376       Result = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(isDouble?Alpha::FCMOVNET:Alpha::FCMOVNES,
377                                                MVT::f64, FV, TV, LD), 0);
378       return;
379     }
380     break;
381
382   case ISD::AND: {
383     ConstantSDNode* SC = NULL;
384     ConstantSDNode* MC = NULL;
385     if (N->getOperand(0).getOpcode() == ISD::SRL &&
386         (MC = dyn_cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))) &&
387         (SC = dyn_cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(0).getOperand(1))))
388       {
389         uint64_t sval = SC->getValue();
390         uint64_t mval = MC->getValue();
391         if (get_zapImm(mval)) //the result is a zap, let the autogened stuff deal
392           break;
393         // given mask X, and shift S, we want to see if there is any zap in the mask
394         // if we play around with the botton S bits
395         uint64_t dontcare = (~0ULL) >> (64 - sval);
396         uint64_t mask = mval << sval;
397
398         if (get_zapImm(mask | dontcare))
399           mask = mask | dontcare;
400
401         if (get_zapImm(mask)) {
402           SDOperand Src;
403           Select(Src, N->getOperand(0).getOperand(0));
404           SDOperand Z = 
405             SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::ZAPNOTi, MVT::i64, Src, 
406                                             getI64Imm(get_zapImm(mask))), 0);
407           Result = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::SRL, MVT::i64, Z, 
408                                                    getI64Imm(sval)), 0);
409           return;
410         }
411       }
412     break;
413   }
414
415   }
416
417   SelectCode(Result, Op);
418 }
419
420 SDOperand AlphaDAGToDAGISel::SelectCALL(SDOperand Op) {
421   //TODO: add flag stuff to prevent nondeturministic breakage!
422
423   SDNode *N = Op.Val;
424   SDOperand Chain;
425   SDOperand Addr = N->getOperand(1);
426   SDOperand InFlag(0,0);  // Null incoming flag value.
427   Select(Chain, N->getOperand(0));
428
429    std::vector<SDOperand> CallOperands;
430    std::vector<MVT::ValueType> TypeOperands;
431   
432    //grab the arguments
433    for(int i = 2, e = N->getNumOperands(); i < e; ++i) {
434      SDOperand Tmp;
435      TypeOperands.push_back(N->getOperand(i).getValueType());
436      Select(Tmp, N->getOperand(i));
437      CallOperands.push_back(Tmp);
438    }
439    int count = N->getNumOperands() - 2;
440
441    static const unsigned args_int[] = {Alpha::R16, Alpha::R17, Alpha::R18,
442                                        Alpha::R19, Alpha::R20, Alpha::R21};
443    static const unsigned args_float[] = {Alpha::F16, Alpha::F17, Alpha::F18,
444                                          Alpha::F19, Alpha::F20, Alpha::F21};
445    
446    for (int i = 6; i < count; ++i) {
447      unsigned Opc = Alpha::WTF;
448      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
449        Opc = Alpha::STQ;
450      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32) {
451        Opc = Alpha::STS;
452      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f64) {
453        Opc = Alpha::STT;
454      } else
455        assert(0 && "Unknown operand"); 
456      Chain = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Opc, MVT::Other, CallOperands[i], 
457                                              getI64Imm((i - 6) * 8), 
458                                              CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R30, MVT::i64),
459                                              Chain), 0);
460    }
461    for (int i = 0; i < std::min(6, count); ++i) {
462      if (MVT::isInteger(TypeOperands[i])) {
463        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_int[i], CallOperands[i], InFlag);
464        InFlag = Chain.getValue(1);
465      } else if (TypeOperands[i] == MVT::f32 || TypeOperands[i] == MVT::f64) {
466        Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, args_float[i], CallOperands[i], InFlag);
467        InFlag = Chain.getValue(1);
468      } else
469        assert(0 && "Unknown operand"); 
470    }
471
472
473    // Finally, once everything is in registers to pass to the call, emit the
474    // call itself.
475    if (Addr.getOpcode() == AlphaISD::GPRelLo) {
476      SDOperand GOT = getGlobalBaseReg();
477      Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R29, GOT, InFlag);
478      InFlag = Chain.getValue(1);
479      Chain = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::BSR, MVT::Other, MVT::Flag, 
480                                              Addr.getOperand(0), Chain, InFlag), 0);
481    } else {
482      Select(Addr, Addr);
483      Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, Alpha::R27, Addr, InFlag);
484      InFlag = Chain.getValue(1);
485      Chain = SDOperand(CurDAG->getTargetNode(Alpha::JSR, MVT::Other, MVT::Flag, 
486                                              Chain, InFlag), 0);
487    }
488    InFlag = Chain.getValue(1);
489
490    std::vector<SDOperand> CallResults;
491   
492    switch (N->getValueType(0)) {
493    default: assert(0 && "Unexpected ret value!");
494      case MVT::Other: break;
495    case MVT::i64:
496      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::R0, MVT::i64, InFlag).getValue(1);
497      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
498      break;
499    case MVT::f32:
500      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f32, InFlag).getValue(1);
501      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
502      break;
503    case MVT::f64:
504      Chain = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, Alpha::F0, MVT::f64, InFlag).getValue(1);
505      CallResults.push_back(Chain.getValue(0));
506      break;
507    }
508
509    CallResults.push_back(Chain);
510    for (unsigned i = 0, e = CallResults.size(); i != e; ++i)
511      CodeGenMap[Op.getValue(i)] = CallResults[i];
512    return CallResults[Op.ResNo];
513 }
514
515
516 /// createAlphaISelDag - This pass converts a legalized DAG into a 
517 /// Alpha-specific DAG, ready for instruction scheduling.
518 ///
519 FunctionPass *llvm::createAlphaISelDag(TargetMachine &TM) {
520   return new AlphaDAGToDAGISel(TM);
521 }