lib/Target/Mips/MipsISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- MipsISelDAGToDAG.cpp - A dag to dag inst selector for Mips --------===//
   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 an instruction selector for the MIPS target.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "mips-isel"
  15 #include "Mips.h"
  16 #include "MipsMachineFunction.h"
  17 #include "MipsRegisterInfo.h"
  18 #include "MipsSubtarget.h"
  19 #include "MipsTargetMachine.h"
  20 #include "llvm/GlobalValue.h"
  21 #include "llvm/Instructions.h"
  22 #include "llvm/Intrinsics.h"
  23 #include "llvm/Support/CFG.h"
  24 #include "llvm/Type.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  35 using namespace llvm;
  36
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38 // Instruction Selector Implementation
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 // MipsDAGToDAGISel - MIPS specific code to select MIPS machine
  43 // instructions for SelectionDAG operations.
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 namespace {
  46
  47 class MipsDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  48
  49   /// TM - Keep a reference to MipsTargetMachine.
  50   MipsTargetMachine &TM;
  51
  52   /// Subtarget - Keep a pointer to the MipsSubtarget around so that we can
  53   /// make the right decision when generating code for different targets.
  54   const MipsSubtarget &Subtarget;
  55
  56 public:
  57   explicit MipsDAGToDAGISel(MipsTargetMachine &tm) :
  58   SelectionDAGISel(tm),
  59   TM(tm), Subtarget(tm.getSubtarget<MipsSubtarget>()) {}
  60
  61   // Pass Name
  62   virtual const char *getPassName() const {
  63     return "MIPS DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
  64   }
  65
  66
  67 private:
  68   // Include the pieces autogenerated from the target description.
  69   #include "MipsGenDAGISel.inc"
  70
  71   /// getTargetMachine - Return a reference to the TargetMachine, casted
  72   /// to the target-specific type.
  73   const MipsTargetMachine &getTargetMachine() {
  74     return static_cast<const MipsTargetMachine &>(TM);
  75   }
  76
  77   /// getInstrInfo - Return a reference to the TargetInstrInfo, casted
  78   /// to the target-specific type.
  79   const MipsInstrInfo *getInstrInfo() {
  80     return getTargetMachine().getInstrInfo();
  81   }
  82
  83   SDNode *getGlobalBaseReg();
  84   SDNode *Select(SDNode *N);
  85
  86   // Complex Pattern.
  87   bool SelectAddr(SDValue N, SDValue &Base, SDValue &Offset);
  88
  89   // getI32Imm - Return a target constant with the specified
  90   // value, of type i32.
  91   inline SDValue getI32Imm(unsigned Imm) {
  92     return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i32);
  93   }
  94
  95   virtual bool SelectInlineAsmMemoryOperand(const SDValue &Op,
  96                                             char ConstraintCode,
  97                                             std::vector<SDValue> &OutOps);
  98 };
  99
 100 }
 101
 102
 103 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 104 /// GOT address into a register.
 105 SDNode *MipsDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 106   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 107   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 108 }
 109
 110 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 111 /// Used on Mips Load/Store instructions
 112 bool MipsDAGToDAGISel::
 113 SelectAddr(SDValue Addr, SDValue &Base, SDValue &Offset) {
 114   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 115   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 116     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 117     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 118     return true;
 119   }
 120
 121   // on PIC code Load GA
 122   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 123     if (Addr.getOpcode() == MipsISD::WrapperPIC) {
 124       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 125       Offset = Addr.getOperand(0);
 126       return true;
 127     }
 128   } else {
 129     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 130         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 131       return false;
 132     else if (Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalTLSAddress) {
 133       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 134       Offset = Addr;
 135       return true;
 136     }
 137   }
 138
 139   // Addresses of the form FI+const or FI|const
 140   if (CurDAG->isBaseWithConstantOffset(Addr)) {
 141     ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1));
 142     if (isInt<16>(CN->getSExtValue())) {
 143
 144       // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 145       if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 146                                   (Addr.getOperand(0)))
 147         Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 148       else
 149         Base = Addr.getOperand(0);
 150
 151       Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), MVT::i32);
 152       return true;
 153     }
 154   }
 155
 156   // Operand is a result from an ADD.
 157   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 158     // When loading from constant pools, load the lower address part in
 159     // the instruction itself. Example, instead of:
 160     //  lui $2, %hi($CPI1_0)
 161     //  addiu $2, $2, %lo($CPI1_0)
 162     //  lwc1 $f0, 0($2)
 163     // Generate:
 164     //  lui $2, %hi($CPI1_0)
 165     //  lwc1 $f0, %lo($CPI1_0)($2)
 166     if ((Addr.getOperand(0).getOpcode() == MipsISD::Hi ||
 167          Addr.getOperand(0).getOpcode() == ISD::LOAD) &&
 168         Addr.getOperand(1).getOpcode() == MipsISD::Lo) {
 169       SDValue LoVal = Addr.getOperand(1);
 170       if (isa<ConstantPoolSDNode>(LoVal.getOperand(0)) ||
 171           isa<GlobalAddressSDNode>(LoVal.getOperand(0))) {
 172         Base = Addr.getOperand(0);
 173         Offset = LoVal.getOperand(0);
 174         return true;
 175       }
 176     }
 177   }
 178
 179   Base   = Addr;
 180   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 181   return true;
 182 }
 183
 184 /// Select instructions not customized! Used for
 185 /// expanded, promoted and normal instructions
 186 SDNode* MipsDAGToDAGISel::Select(SDNode *Node) {
 187   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 188   DebugLoc dl = Node->getDebugLoc();
 189
 190   // Dump information about the Node being selected
 191   DEBUG(errs() << "Selecting: "; Node->dump(CurDAG); errs() << "\n");
 192
 193   // If we have a custom node, we already have selected!
 194   if (Node->isMachineOpcode()) {
 195     DEBUG(errs() << "== "; Node->dump(CurDAG); errs() << "\n");
 196     return NULL;
 197   }
 198
 199   ///
 200   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 201   // tablegen selection should be handled here.
 202   ///
 203   switch(Opcode) {
 204     default: break;
 205
 206     case ISD::SUBE:
 207     case ISD::ADDE: {
 208       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 209       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); (void)Opc;
 210       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 211               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 212              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 213
 214       unsigned MOp;
 215       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 216         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 217         MOp = Mips::ADDu;
 218       } else {
 219         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 220         MOp = Mips::SUBu;
 221       }
 222
 223       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 224
 225       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 226       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 227
 228       EVT VT = LHS.getValueType();
 229       SDNode *Carry = CurDAG->getMachineNode(Mips::SLTu, dl, VT, Ops, 2);
 230       SDNode *AddCarry = CurDAG->getMachineNode(Mips::ADDu, dl, VT,
 231                                                 SDValue(Carry,0), RHS);
 232
 233       return CurDAG->SelectNodeTo(Node, MOp, VT, MVT::Glue,
 234                                   LHS, SDValue(AddCarry,0));
 235     }
 236
 237     /// Mul with two results
 238     case ISD::SMUL_LOHI:
 239     case ISD::UMUL_LOHI: {
 240       assert(Node->getValueType(0) != MVT::i64 &&
 241              "64-bit multiplication with two results not handled.");
 242       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 243       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 244
 245       unsigned Op;
 246       Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 247
 248       SDNode *Mul = CurDAG->getMachineNode(Op, dl, MVT::Glue, Op1, Op2);
 249
 250       SDValue InFlag = SDValue(Mul, 0);
 251       SDNode *Lo = CurDAG->getMachineNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32,
 252                                           MVT::Glue, InFlag);
 253       InFlag = SDValue(Lo,1);
 254       SDNode *Hi = CurDAG->getMachineNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 255
 256       if (!SDValue(Node, 0).use_empty())
 257         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), SDValue(Lo,0));
 258
 259       if (!SDValue(Node, 1).use_empty())
 260         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), SDValue(Hi,0));
 261
 262       return NULL;
 263     }
 264
 265     /// Special Muls
 266     case ISD::MUL:
 267       // Mips32 has a 32-bit three operand mul instruction.
 268       if (Subtarget.hasMips32() && Node->getValueType(0) == MVT::i32)
 269         break;
 270     case ISD::MULHS:
 271     case ISD::MULHU: {
 272       assert((Opcode == ISD::MUL || Node->getValueType(0) != MVT::i64) &&
 273              "64-bit MULH* not handled.");
 274       EVT Ty = Node->getValueType(0);
 275       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 276       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 277
 278       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ?
 279                          Mips::MULTu :
 280                          (Ty == MVT::i32 ? Mips::MULT : Mips::DMULT));
 281       SDNode *MulNode = CurDAG->getMachineNode(MulOp, dl,
 282                                                MVT::Glue, MulOp1, MulOp2);
 283
 284       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 285
 286       if (Opcode == ISD::MUL) {
 287         unsigned Opc = (Ty == MVT::i32 ? Mips::MFLO : Mips::MFLO64);
 288         return CurDAG->getMachineNode(Opc, dl, Ty, InFlag);
 289       }
 290       else
 291         return CurDAG->getMachineNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 292     }
 293
 294     // Get target GOT address.
 295     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 296       return getGlobalBaseReg();
 297
 298     case ISD::ConstantFP: {
 299       ConstantFPSDNode *CN = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(Node);
 300       if (Node->getValueType(0) == MVT::f64 && CN->isExactlyValue(+0.0)) {
 301         SDValue Zero = CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(), dl,
 302                                         Mips::ZERO, MVT::i32);
 303         return CurDAG->getMachineNode(Mips::BuildPairF64, dl, MVT::f64, Zero,
 304                                       Zero);
 305       }
 306       break;
 307     }
 308
 309     case MipsISD::ThreadPointer: {
 310       unsigned SrcReg = Mips::HWR29;
 311       unsigned DestReg = Mips::V1;
 312       SDNode *Rdhwr = CurDAG->getMachineNode(Mips::RDHWR, Node->getDebugLoc(),
 313           Node->getValueType(0), CurDAG->getRegister(SrcReg, MVT::i32));
 314       SDValue Chain = CurDAG->getCopyToReg(CurDAG->getEntryNode(), dl, DestReg,
 315           SDValue(Rdhwr, 0));
 316       SDValue ResNode = CurDAG->getCopyFromReg(Chain, dl, DestReg, MVT::i32);
 317       ReplaceUses(SDValue(Node, 0), ResNode);
 318       return ResNode.getNode();
 319     }
 320   }
 321
 322   // Select the default instruction
 323   SDNode *ResNode = SelectCode(Node);
 324
 325   DEBUG(errs() << "=> ");
 326   if (ResNode == NULL || ResNode == Node)
 327     DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 328   else
 329     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 330   DEBUG(errs() << "\n");
 331   return ResNode;
 332 }
 333
 334 bool MipsDAGToDAGISel::
 335 SelectInlineAsmMemoryOperand(const SDValue &Op, char ConstraintCode,
 336                              std::vector<SDValue> &OutOps) {
 337   assert(ConstraintCode == 'm' && "unexpected asm memory constraint");
 338   OutOps.push_back(Op);
 339   return false;
 340 }
 341
 342 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 343 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 344 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 345   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 346 }