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 "MipsISelLowering.h"
  17 #include "MipsMachineFunction.h"
  18 #include "MipsRegisterInfo.h"
  19 #include "MipsSubtarget.h"
  20 #include "MipsTargetMachine.h"
  21 #include "llvm/GlobalValue.h"
  22 #include "llvm/Instructions.h"
  23 #include "llvm/Intrinsics.h"
  24 #include "llvm/Support/CFG.h"
  25 #include "llvm/Type.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  35 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  36 using namespace llvm;
  37
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39 // Instruction Selector Implementation
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43 // MipsDAGToDAGISel - MIPS specific code to select MIPS machine
  44 // instructions for SelectionDAG operations.
  45 //===----------------------------------------------------------------------===//
  46 namespace {
  47
  48 class MipsDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  49
  50   /// TM - Keep a reference to MipsTargetMachine.
  51   MipsTargetMachine &TM;
  52
  53   /// Subtarget - Keep a pointer to the MipsSubtarget around so that we can
  54   /// make the right decision when generating code for different targets.
  55   const MipsSubtarget &Subtarget;
  56
  57 public:
  58   explicit MipsDAGToDAGISel(MipsTargetMachine &tm) :
  59   SelectionDAGISel(tm),
  60   TM(tm), Subtarget(tm.getSubtarget<MipsSubtarget>()) {}
  61
  62   virtual void InstructionSelect();
  63
  64   // Pass Name
  65   virtual const char *getPassName() const {
  66     return "MIPS DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
  67   }
  68
  69
  70 private:
  71   // Include the pieces autogenerated from the target description.
  72   #include "MipsGenDAGISel.inc"
  73
  74   /// getTargetMachine - Return a reference to the TargetMachine, casted
  75   /// to the target-specific type.
  76   const MipsTargetMachine &getTargetMachine() {
  77     return static_cast<const MipsTargetMachine &>(TM);
  78   }
  79
  80   /// getInstrInfo - Return a reference to the TargetInstrInfo, casted
  81   /// to the target-specific type.
  82   const MipsInstrInfo *getInstrInfo() {
  83     return getTargetMachine().getInstrInfo();
  84   }
  85
  86   SDNode *getGlobalBaseReg();
  87   SDNode *Select(SDValue N);
  88
  89   // Complex Pattern.
  90   bool SelectAddr(SDValue Op, SDValue N,
  91                   SDValue &Base, SDValue &Offset);
  92
  93
  94   // getI32Imm - Return a target constant with the specified
  95   // value, of type i32.
  96   inline SDValue getI32Imm(unsigned Imm) {
  97     return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i32);
  98   }
  99
 100
 101   #ifndef NDEBUG
 102   unsigned Indent;
 103   #endif
 104 };
 105
 106 }
 107
 108 /// InstructionSelect - This callback is invoked by
 109 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 110 void MipsDAGToDAGISel::InstructionSelect() {
 111   // Codegen the basic block.
 112   DEBUG(errs() << "===== Instruction selection begins:\n");
 113   DEBUG(Indent = 0);
 114
 115   // Select target instructions for the DAG.
 116   SelectRoot(*CurDAG);
 117
 118   DEBUG(errs() << "===== Instruction selection ends:\n");
 119
 120   CurDAG->RemoveDeadNodes();
 121 }
 122
 123 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 124 /// GOT address into a register.
 125 SDNode *MipsDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 126   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 127   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 128 }
 129
 130 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 131 /// Used on Mips Load/Store instructions
 132 bool MipsDAGToDAGISel::
 133 SelectAddr(SDValue Op, SDValue Addr, SDValue &Offset, SDValue &Base)
 134 {
 135   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 136   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 137     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 138     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 139     return true;
 140   }
 141
 142   // on PIC code Load GA
 143   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 144     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress) ||
 145         (Addr.getOpcode() == ISD::TargetJumpTable)){
 146       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 147       Offset = Addr;
 148       return true;
 149     }
 150   } else {
 151     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 152         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 153       return false;
 154   }
 155
 156   // Operand is a result from an ADD.
 157   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 158     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1))) {
 159       if (Predicate_immSExt16(CN)) {
 160
 161         // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 162         if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 163                                     (Addr.getOperand(0))) {
 164           Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 165         } else {
 166           Base = Addr.getOperand(0);
 167         }
 168
 169         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), MVT::i32);
 170         return true;
 171       }
 172     }
 173   }
 174
 175   Base   = Addr;
 176   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 177   return true;
 178 }
 179
 180 /// Select instructions not customized! Used for
 181 /// expanded, promoted and normal instructions
 182 SDNode* MipsDAGToDAGISel::Select(SDValue N) {
 183   SDNode *Node = N.getNode();
 184   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 185   DebugLoc dl = Node->getDebugLoc();
 186
 187   // Dump information about the Node being selected
 188   DEBUG(errs().indent(Indent) << "Selecting: ";
 189         Node->dump(CurDAG);
 190         errs() << "\n");
 191   DEBUG(Indent += 2);
 192
 193   // If we have a custom node, we already have selected!
 194   if (Node->isMachineOpcode()) {
 195     DEBUG(errs().indent(Indent-2) << "== ";
 196           Node->dump(CurDAG);
 197           errs() << "\n");
 198     DEBUG(Indent -= 2);
 199     return NULL;
 200   }
 201
 202   ///
 203   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 204   // tablegen selection should be handled here.
 205   ///
 206   switch(Opcode) {
 207
 208     default: break;
 209
 210     case ISD::SUBE:
 211     case ISD::ADDE: {
 212       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 213       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); Opc=Opc;
 214       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 215               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 216              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 217
 218       unsigned MOp;
 219       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 220         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 221         MOp = Mips::ADDu;
 222       } else {
 223         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 224         MOp = Mips::SUBu;
 225       }
 226
 227       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 228
 229       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 230       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 231
 232       EVT VT = LHS.getValueType();
 233       SDNode *Carry = CurDAG->getMachineNode(Mips::SLTu, dl, VT, Ops, 2);
 234       SDNode *AddCarry = CurDAG->getMachineNode(Mips::ADDu, dl, VT,
 235                                                 SDValue(Carry,0), RHS);
 236
 237       return CurDAG->SelectNodeTo(N.getNode(), MOp, VT, MVT::Flag,
 238                                   LHS, SDValue(AddCarry,0));
 239     }
 240
 241     /// Mul/Div with two results
 242     case ISD::SDIVREM:
 243     case ISD::UDIVREM:
 244     case ISD::SMUL_LOHI:
 245     case ISD::UMUL_LOHI: {
 246       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 247       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 248
 249       unsigned Op;
 250       if (Opcode == ISD::UMUL_LOHI || Opcode == ISD::SMUL_LOHI)
 251         Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 252       else
 253         Op = (Opcode == ISD::UDIVREM ? Mips::DIVu : Mips::DIV);
 254
 255       SDNode *Node = CurDAG->getMachineNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 256
 257       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 258       SDNode *Lo = CurDAG->getMachineNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32,
 259                                           MVT::Flag, InFlag);
 260       InFlag = SDValue(Lo,1);
 261       SDNode *Hi = CurDAG->getMachineNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 262
 263       if (!N.getValue(0).use_empty())
 264         ReplaceUses(N.getValue(0), SDValue(Lo,0));
 265
 266       if (!N.getValue(1).use_empty())
 267         ReplaceUses(N.getValue(1), SDValue(Hi,0));
 268
 269       return NULL;
 270     }
 271
 272     /// Special Muls
 273     case ISD::MUL:
 274     case ISD::MULHS:
 275     case ISD::MULHU: {
 276       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 277       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 278
 279       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 280       SDNode *MulNode = CurDAG->getMachineNode(MulOp, dl,
 281                                                MVT::Flag, MulOp1, MulOp2);
 282
 283       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 284
 285       if (MulOp == ISD::MUL)
 286         return CurDAG->getMachineNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32, InFlag);
 287       else
 288         return CurDAG->getMachineNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 289     }
 290
 291     /// Div/Rem operations
 292     case ISD::SREM:
 293     case ISD::UREM:
 294     case ISD::SDIV:
 295     case ISD::UDIV: {
 296       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 297       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 298
 299       unsigned Op, MOp;
 300       if (Opcode == ISD::SDIV || Opcode == ISD::UDIV) {
 301         Op  = (Opcode == ISD::SDIV ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 302         MOp = Mips::MFLO;
 303       } else {
 304         Op  = (Opcode == ISD::SREM ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 305         MOp = Mips::MFHI;
 306       }
 307       SDNode *Node = CurDAG->getMachineNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 308
 309       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 310       return CurDAG->getMachineNode(MOp, dl, MVT::i32, InFlag);
 311     }
 312
 313     // Get target GOT address.
 314     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 315       return getGlobalBaseReg();
 316
 317     /// Handle direct and indirect calls when using PIC. On PIC, when
 318     /// GOT is smaller than about 64k (small code) the GA target is
 319     /// loaded with only one instruction. Otherwise GA's target must
 320     /// be loaded with 3 instructions.
 321     case MipsISD::JmpLink: {
 322       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 323         SDValue Chain  = Node->getOperand(0);
 324         SDValue Callee = Node->getOperand(1);
 325         SDValue T9Reg = CurDAG->getRegister(Mips::T9, MVT::i32);
 326         SDValue InFlag(0, 0);
 327
 328         if ( (isa<GlobalAddressSDNode>(Callee)) ||
 329              (isa<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) )
 330         {
 331           /// Direct call for global addresses and external symbols
 332           SDValue GPReg = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 333
 334           // Use load to get GOT target
 335           SDValue Ops[] = { Callee, GPReg, Chain };
 336           SDValue Load = SDValue(CurDAG->getMachineNode(Mips::LW, dl, MVT::i32,
 337                                      MVT::Other, Ops, 3), 0);
 338           Chain = Load.getValue(1);
 339
 340           // Call target must be on T9
 341           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Load, InFlag);
 342         } else
 343           /// Indirect call
 344           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Callee, InFlag);
 345
 346         // Emit Jump and Link Register
 347         SDNode *ResNode = CurDAG->getMachineNode(Mips::JALR, dl, MVT::Other,
 348                                   MVT::Flag, T9Reg, Chain);
 349         Chain  = SDValue(ResNode, 0);
 350         InFlag = SDValue(ResNode, 1);
 351         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), Chain);
 352         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), InFlag);
 353         return ResNode;
 354       }
 355     }
 356   }
 357
 358   // Select the default instruction
 359   SDNode *ResNode = SelectCode(N);
 360
 361   DEBUG(errs().indent(Indent-2) << "=> ");
 362   if (ResNode == NULL || ResNode == N.getNode())
 363     DEBUG(N.getNode()->dump(CurDAG));
 364   else
 365     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 366   DEBUG(errs() << "\n");
 367   DEBUG(Indent -= 2);
 368
 369   return ResNode;
 370 }
 371
 372 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 373 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 374 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 375   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 376 }