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/Compiler.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  37 using namespace llvm;
  38
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40 // Instruction Selector Implementation
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44 // MipsDAGToDAGISel - MIPS specific code to select MIPS machine
  45 // instructions for SelectionDAG operations.
  46 //===----------------------------------------------------------------------===//
  47 namespace {
  48
  49 class VISIBILITY_HIDDEN MipsDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  50
  51   /// TM - Keep a reference to MipsTargetMachine.
  52   MipsTargetMachine &TM;
  53
  54   /// Subtarget - Keep a pointer to the MipsSubtarget around so that we can
  55   /// make the right decision when generating code for different targets.
  56   const MipsSubtarget &Subtarget;
  57
  58 public:
  59   explicit MipsDAGToDAGISel(MipsTargetMachine &tm) :
  60   SelectionDAGISel(tm),
  61   TM(tm), Subtarget(tm.getSubtarget<MipsSubtarget>()) {}
  62
  63   virtual void InstructionSelect();
  64
  65   // Pass Name
  66   virtual const char *getPassName() const {
  67     return "MIPS DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
  68   }
  69
  70
  71 private:
  72   // Include the pieces autogenerated from the target description.
  73   #include "MipsGenDAGISel.inc"
  74
  75   /// getTargetMachine - Return a reference to the TargetMachine, casted
  76   /// to the target-specific type.
  77   const MipsTargetMachine &getTargetMachine() {
  78     return static_cast<const MipsTargetMachine &>(TM);
  79   }
  80
  81   /// getInstrInfo - Return a reference to the TargetInstrInfo, casted
  82   /// to the target-specific type.
  83   const MipsInstrInfo *getInstrInfo() {
  84     return getTargetMachine().getInstrInfo();
  85   }
  86
  87   SDNode *getGlobalBaseReg();
  88   SDNode *Select(SDValue N);
  89
  90   // Complex Pattern.
  91   bool SelectAddr(SDValue Op, SDValue N,
  92                   SDValue &Base, SDValue &Offset);
  93
  94
  95   // getI32Imm - Return a target constant with the specified
  96   // value, of type i32.
  97   inline SDValue getI32Imm(unsigned Imm) {
  98     return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i32);
  99   }
 100
 101
 102   #ifndef NDEBUG
 103   unsigned Indent;
 104   #endif
 105 };
 106
 107 }
 108
 109 /// InstructionSelect - This callback is invoked by
 110 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 111 void MipsDAGToDAGISel::
 112 InstructionSelect()
 113 {
 114   DEBUG(BB->dump());
 115   // Codegen the basic block.
 116   #ifndef NDEBUG
 117   DOUT << "===== Instruction selection begins:\n";
 118   Indent = 0;
 119   #endif
 120
 121   // Select target instructions for the DAG.
 122   SelectRoot(*CurDAG);
 123
 124   #ifndef NDEBUG
 125   DOUT << "===== Instruction selection ends:\n";
 126   #endif
 127
 128   CurDAG->RemoveDeadNodes();
 129 }
 130
 131 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 132 /// GOT address into a register.
 133 SDNode *MipsDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 134   MachineFunction *MF = BB->getParent();
 135   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 136   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 137 }
 138
 139 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 140 /// Used on Mips Load/Store instructions
 141 bool MipsDAGToDAGISel::
 142 SelectAddr(SDValue Op, SDValue Addr, SDValue &Offset, SDValue &Base)
 143 {
 144   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 145   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 146     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 147     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 148     return true;
 149   }
 150
 151   // on PIC code Load GA
 152   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 153     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress) ||
 154         (Addr.getOpcode() == ISD::TargetJumpTable)){
 155       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 156       Offset = Addr;
 157       return true;
 158     }
 159   } else {
 160     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 161         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 162       return false;
 163   }
 164
 165   // Operand is a result from an ADD.
 166   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 167     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1))) {
 168       if (Predicate_immSExt16(CN)) {
 169
 170         // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 171         if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 172                                     (Addr.getOperand(0))) {
 173           Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 174         } else {
 175           Base = Addr.getOperand(0);
 176         }
 177
 178         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), MVT::i32);
 179         return true;
 180       }
 181     }
 182   }
 183
 184   Base   = Addr;
 185   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 186   return true;
 187 }
 188
 189 /// Select instructions not customized! Used for
 190 /// expanded, promoted and normal instructions
 191 SDNode* MipsDAGToDAGISel::
 192 Select(SDValue N)
 193 {
 194   SDNode *Node = N.getNode();
 195   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 196   DebugLoc dl = Node->getDebugLoc();
 197
 198   // Dump information about the Node being selected
 199   #ifndef NDEBUG
 200   DOUT << std::string(Indent, ' ') << "Selecting: ";
 201   DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 202   DOUT << "\n";
 203   Indent += 2;
 204   #endif
 205
 206   // If we have a custom node, we already have selected!
 207   if (Node->isMachineOpcode()) {
 208     #ifndef NDEBUG
 209     DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "== ";
 210     DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 211     DOUT << "\n";
 212     Indent -= 2;
 213     #endif
 214     return NULL;
 215   }
 216
 217   ///
 218   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 219   // tablegen selection should be handled here.
 220   ///
 221   switch(Opcode) {
 222
 223     default: break;
 224
 225     case ISD::SUBE:
 226     case ISD::ADDE: {
 227       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 228       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); Opc=Opc;
 229       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 230               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 231              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 232
 233       unsigned MOp;
 234       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 235         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 236         MOp = Mips::ADDu;
 237       } else {
 238         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 239         MOp = Mips::SUBu;
 240       }
 241
 242       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 243
 244       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 245       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 246
 247       MVT VT = LHS.getValueType();
 248       SDNode *Carry = CurDAG->getTargetNode(Mips::SLTu, dl, VT, Ops, 2);
 249       SDNode *AddCarry = CurDAG->getTargetNode(Mips::ADDu, dl, VT,
 250                                                SDValue(Carry,0), RHS);
 251
 252       return CurDAG->SelectNodeTo(N.getNode(), MOp, VT, MVT::Flag,
 253                                   LHS, SDValue(AddCarry,0));
 254     }
 255
 256     /// Mul/Div with two results
 257     case ISD::SDIVREM:
 258     case ISD::UDIVREM:
 259     case ISD::SMUL_LOHI:
 260     case ISD::UMUL_LOHI: {
 261       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 262       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 263
 264       unsigned Op;
 265       if (Opcode == ISD::UMUL_LOHI || Opcode == ISD::SMUL_LOHI)
 266         Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 267       else
 268         Op = (Opcode == ISD::UDIVREM ? Mips::DIVu : Mips::DIV);
 269
 270       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 271
 272       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 273       SDNode *Lo = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32,
 274                                          MVT::Flag, InFlag);
 275       InFlag = SDValue(Lo,1);
 276       SDNode *Hi = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 277
 278       if (!N.getValue(0).use_empty())
 279         ReplaceUses(N.getValue(0), SDValue(Lo,0));
 280
 281       if (!N.getValue(1).use_empty())
 282         ReplaceUses(N.getValue(1), SDValue(Hi,0));
 283
 284       return NULL;
 285     }
 286
 287     /// Special Muls
 288     case ISD::MUL:
 289     case ISD::MULHS:
 290     case ISD::MULHU: {
 291       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 292       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 293
 294       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 295       SDNode *MulNode = CurDAG->getTargetNode(MulOp, dl,
 296                                               MVT::Flag, MulOp1, MulOp2);
 297
 298       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 299
 300       if (MulOp == ISD::MUL)
 301         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32, InFlag);
 302       else
 303         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 304     }
 305
 306     /// Div/Rem operations
 307     case ISD::SREM:
 308     case ISD::UREM:
 309     case ISD::SDIV:
 310     case ISD::UDIV: {
 311       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 312       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 313
 314       unsigned Op, MOp;
 315       if (Opcode == ISD::SDIV || Opcode == ISD::UDIV) {
 316         Op  = (Opcode == ISD::SDIV ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 317         MOp = Mips::MFLO;
 318       } else {
 319         Op  = (Opcode == ISD::SREM ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 320         MOp = Mips::MFHI;
 321       }
 322       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 323
 324       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 325       return CurDAG->getTargetNode(MOp, dl, MVT::i32, InFlag);
 326     }
 327
 328     // Get target GOT address.
 329     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 330       return getGlobalBaseReg();
 331
 332     /// Handle direct and indirect calls when using PIC. On PIC, when
 333     /// GOT is smaller than about 64k (small code) the GA target is
 334     /// loaded with only one instruction. Otherwise GA's target must
 335     /// be loaded with 3 instructions.
 336     case MipsISD::JmpLink: {
 337       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 338         //bool isCodeLarge = (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large);
 339         SDValue Chain  = Node->getOperand(0);
 340         SDValue Callee = Node->getOperand(1);
 341         SDValue T9Reg = CurDAG->getRegister(Mips::T9, MVT::i32);
 342         SDValue InFlag(0, 0);
 343
 344         if ( (isa<GlobalAddressSDNode>(Callee)) ||
 345              (isa<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) )
 346         {
 347           /// Direct call for global addresses and external symbols
 348           SDValue GPReg = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 349
 350           // Use load to get GOT target
 351           SDValue Ops[] = { Callee, GPReg, Chain };
 352           SDValue Load = SDValue(CurDAG->getTargetNode(Mips::LW, dl, MVT::i32,
 353                                      MVT::Other, Ops, 3), 0);
 354           Chain = Load.getValue(1);
 355
 356           // Call target must be on T9
 357           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Load, InFlag);
 358         } else
 359           /// Indirect call
 360           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Callee, InFlag);
 361
 362         // Emit Jump and Link Register
 363         SDNode *ResNode = CurDAG->getTargetNode(Mips::JALR, dl, MVT::Other,
 364                                   MVT::Flag, T9Reg, Chain);
 365         Chain  = SDValue(ResNode, 0);
 366         InFlag = SDValue(ResNode, 1);
 367         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), Chain);
 368         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), InFlag);
 369         return ResNode;
 370       }
 371     }
 372   }
 373
 374   // Select the default instruction
 375   SDNode *ResNode = SelectCode(N);
 376
 377   #ifndef NDEBUG
 378   DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "=> ";
 379   if (ResNode == NULL || ResNode == N.getNode())
 380     DEBUG(N.getNode()->dump(CurDAG));
 381   else
 382     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 383   DOUT << "\n";
 384   Indent -= 2;
 385   #endif
 386
 387   return ResNode;
 388 }
 389
 390 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 391 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 392 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 393   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 394 }