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, EVT::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   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 135   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 136 }
 137
 138 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 139 /// Used on Mips Load/Store instructions
 140 bool MipsDAGToDAGISel::
 141 SelectAddr(SDValue Op, SDValue Addr, SDValue &Offset, SDValue &Base)
 142 {
 143   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 144   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 145     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), EVT::i32);
 146     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, EVT::i32);
 147     return true;
 148   }
 149
 150   // on PIC code Load GA
 151   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 152     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress) ||
 153         (Addr.getOpcode() == ISD::TargetJumpTable)){
 154       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, EVT::i32);
 155       Offset = Addr;
 156       return true;
 157     }
 158   } else {
 159     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 160         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 161       return false;
 162   }
 163
 164   // Operand is a result from an ADD.
 165   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 166     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1))) {
 167       if (Predicate_immSExt16(CN)) {
 168
 169         // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 170         if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 171                                     (Addr.getOperand(0))) {
 172           Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), EVT::i32);
 173         } else {
 174           Base = Addr.getOperand(0);
 175         }
 176
 177         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), EVT::i32);
 178         return true;
 179       }
 180     }
 181   }
 182
 183   Base   = Addr;
 184   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, EVT::i32);
 185   return true;
 186 }
 187
 188 /// Select instructions not customized! Used for
 189 /// expanded, promoted and normal instructions
 190 SDNode* MipsDAGToDAGISel::
 191 Select(SDValue N)
 192 {
 193   SDNode *Node = N.getNode();
 194   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 195   DebugLoc dl = Node->getDebugLoc();
 196
 197   // Dump information about the Node being selected
 198   #ifndef NDEBUG
 199   DOUT << std::string(Indent, ' ') << "Selecting: ";
 200   DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 201   DOUT << "\n";
 202   Indent += 2;
 203   #endif
 204
 205   // If we have a custom node, we already have selected!
 206   if (Node->isMachineOpcode()) {
 207     #ifndef NDEBUG
 208     DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "== ";
 209     DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 210     DOUT << "\n";
 211     Indent -= 2;
 212     #endif
 213     return NULL;
 214   }
 215
 216   ///
 217   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 218   // tablegen selection should be handled here.
 219   ///
 220   switch(Opcode) {
 221
 222     default: break;
 223
 224     case ISD::SUBE:
 225     case ISD::ADDE: {
 226       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 227       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); Opc=Opc;
 228       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 229               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 230              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 231
 232       unsigned MOp;
 233       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 234         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 235         MOp = Mips::ADDu;
 236       } else {
 237         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 238         MOp = Mips::SUBu;
 239       }
 240
 241       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 242
 243       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 244       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 245
 246       EVT VT = LHS.getValueType();
 247       SDNode *Carry = CurDAG->getTargetNode(Mips::SLTu, dl, VT, Ops, 2);
 248       SDNode *AddCarry = CurDAG->getTargetNode(Mips::ADDu, dl, VT,
 249                                                SDValue(Carry,0), RHS);
 250
 251       return CurDAG->SelectNodeTo(N.getNode(), MOp, VT, EVT::Flag,
 252                                   LHS, SDValue(AddCarry,0));
 253     }
 254
 255     /// Mul/Div with two results
 256     case ISD::SDIVREM:
 257     case ISD::UDIVREM:
 258     case ISD::SMUL_LOHI:
 259     case ISD::UMUL_LOHI: {
 260       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 261       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 262
 263       unsigned Op;
 264       if (Opcode == ISD::UMUL_LOHI || Opcode == ISD::SMUL_LOHI)
 265         Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 266       else
 267         Op = (Opcode == ISD::UDIVREM ? Mips::DIVu : Mips::DIV);
 268
 269       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, EVT::Flag, Op1, Op2);
 270
 271       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 272       SDNode *Lo = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, EVT::i32,
 273                                          EVT::Flag, InFlag);
 274       InFlag = SDValue(Lo,1);
 275       SDNode *Hi = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, EVT::i32, InFlag);
 276
 277       if (!N.getValue(0).use_empty())
 278         ReplaceUses(N.getValue(0), SDValue(Lo,0));
 279
 280       if (!N.getValue(1).use_empty())
 281         ReplaceUses(N.getValue(1), SDValue(Hi,0));
 282
 283       return NULL;
 284     }
 285
 286     /// Special Muls
 287     case ISD::MUL:
 288     case ISD::MULHS:
 289     case ISD::MULHU: {
 290       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 291       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 292
 293       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 294       SDNode *MulNode = CurDAG->getTargetNode(MulOp, dl,
 295                                               EVT::Flag, MulOp1, MulOp2);
 296
 297       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 298
 299       if (MulOp == ISD::MUL)
 300         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, EVT::i32, InFlag);
 301       else
 302         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, EVT::i32, InFlag);
 303     }
 304
 305     /// Div/Rem operations
 306     case ISD::SREM:
 307     case ISD::UREM:
 308     case ISD::SDIV:
 309     case ISD::UDIV: {
 310       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 311       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 312
 313       unsigned Op, MOp;
 314       if (Opcode == ISD::SDIV || Opcode == ISD::UDIV) {
 315         Op  = (Opcode == ISD::SDIV ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 316         MOp = Mips::MFLO;
 317       } else {
 318         Op  = (Opcode == ISD::SREM ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 319         MOp = Mips::MFHI;
 320       }
 321       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, EVT::Flag, Op1, Op2);
 322
 323       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 324       return CurDAG->getTargetNode(MOp, dl, EVT::i32, InFlag);
 325     }
 326
 327     // Get target GOT address.
 328     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 329       return getGlobalBaseReg();
 330
 331     /// Handle direct and indirect calls when using PIC. On PIC, when
 332     /// GOT is smaller than about 64k (small code) the GA target is
 333     /// loaded with only one instruction. Otherwise GA's target must
 334     /// be loaded with 3 instructions.
 335     case MipsISD::JmpLink: {
 336       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 337         //bool isCodeLarge = (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large);
 338         SDValue Chain  = Node->getOperand(0);
 339         SDValue Callee = Node->getOperand(1);
 340         SDValue T9Reg = CurDAG->getRegister(Mips::T9, EVT::i32);
 341         SDValue InFlag(0, 0);
 342
 343         if ( (isa<GlobalAddressSDNode>(Callee)) ||
 344              (isa<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) )
 345         {
 346           /// Direct call for global addresses and external symbols
 347           SDValue GPReg = CurDAG->getRegister(Mips::GP, EVT::i32);
 348
 349           // Use load to get GOT target
 350           SDValue Ops[] = { Callee, GPReg, Chain };
 351           SDValue Load = SDValue(CurDAG->getTargetNode(Mips::LW, dl, EVT::i32,
 352                                      EVT::Other, Ops, 3), 0);
 353           Chain = Load.getValue(1);
 354
 355           // Call target must be on T9
 356           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Load, InFlag);
 357         } else
 358           /// Indirect call
 359           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Callee, InFlag);
 360
 361         // Emit Jump and Link Register
 362         SDNode *ResNode = CurDAG->getTargetNode(Mips::JALR, dl, EVT::Other,
 363                                   EVT::Flag, T9Reg, Chain);
 364         Chain  = SDValue(ResNode, 0);
 365         InFlag = SDValue(ResNode, 1);
 366         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), Chain);
 367         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), InFlag);
 368         return ResNode;
 369       }
 370     }
 371   }
 372
 373   // Select the default instruction
 374   SDNode *ResNode = SelectCode(N);
 375
 376   #ifndef NDEBUG
 377   DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "=> ";
 378   if (ResNode == NULL || ResNode == N.getNode())
 379     DEBUG(N.getNode()->dump(CurDAG));
 380   else
 381     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 382   DOUT << "\n";
 383   Indent -= 2;
 384   #endif
 385
 386   return ResNode;
 387 }
 388
 389 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 390 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 391 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 392   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 393 }