lib/Target/Mips/MipsSEISelLowering.cpp

   1 //===-- MipsSEISelLowering.cpp - MipsSE DAG Lowering Interface --*- C++ -*-===//
   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 // Subclass of MipsTargetLowering specialized for mips32/64.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13 #include "MipsSEISelLowering.h"
  14 #include "MipsRegisterInfo.h"
  15 #include "MipsTargetMachine.h"
  16 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  18 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  20
  21 using namespace llvm;
  22
  23 static cl::opt<bool>
  24 EnableMipsTailCalls("enable-mips-tail-calls", cl::Hidden,
  25                     cl::desc("MIPS: Enable tail calls."), cl::init(false));
  26
  27 MipsSETargetLowering::MipsSETargetLowering(MipsTargetMachine &TM)
  28   : MipsTargetLowering(TM) {
  29   // Set up the register classes
  30   addRegisterClass(MVT::i32, &Mips::CPURegsRegClass);
  31
  32   if (HasMips64)
  33     addRegisterClass(MVT::i64, &Mips::CPU64RegsRegClass);
  34
  35   if (Subtarget->hasDSP()) {
  36     MVT::SimpleValueType VecTys[2] = {MVT::v2i16, MVT::v4i8};
  37
  38     for (unsigned i = 0; i < array_lengthof(VecTys); ++i) {
  39       addRegisterClass(VecTys[i], &Mips::DSPRegsRegClass);
  40
  41       // Expand all builtin opcodes.
  42       for (unsigned Opc = 0; Opc < ISD::BUILTIN_OP_END; ++Opc)
  43         setOperationAction(Opc, VecTys[i], Expand);
  44
  45       setOperationAction(ISD::LOAD, VecTys[i], Legal);
  46       setOperationAction(ISD::STORE, VecTys[i], Legal);
  47       setOperationAction(ISD::BITCAST, VecTys[i], Legal);
  48     }
  49   }
  50
  51   if (!TM.Options.UseSoftFloat) {
  52     addRegisterClass(MVT::f32, &Mips::FGR32RegClass);
  53
  54     // When dealing with single precision only, use libcalls
  55     if (!Subtarget->isSingleFloat()) {
  56       if (HasMips64)
  57         addRegisterClass(MVT::f64, &Mips::FGR64RegClass);
  58       else
  59         addRegisterClass(MVT::f64, &Mips::AFGR64RegClass);
  60     }
  61   }
  62
  63   setOperationAction(ISD::SMUL_LOHI,          MVT::i32, Custom);
  64   setOperationAction(ISD::UMUL_LOHI,          MVT::i32, Custom);
  65   setOperationAction(ISD::MULHS,              MVT::i32, Custom);
  66   setOperationAction(ISD::MULHU,              MVT::i32, Custom);
  67
  68   if (HasMips64)
  69     setOperationAction(ISD::MUL,              MVT::i64, Custom);
  70
  71   setOperationAction(ISD::SDIVREM, MVT::i32, Custom);
  72   setOperationAction(ISD::UDIVREM, MVT::i32, Custom);
  73   setOperationAction(ISD::SDIVREM, MVT::i64, Custom);
  74   setOperationAction(ISD::UDIVREM, MVT::i64, Custom);
  75   setOperationAction(ISD::MEMBARRIER,         MVT::Other, Custom);
  76   setOperationAction(ISD::ATOMIC_FENCE,       MVT::Other, Custom);
  77   setOperationAction(ISD::LOAD,               MVT::i32, Custom);
  78   setOperationAction(ISD::STORE,              MVT::i32, Custom);
  79
  80   setTargetDAGCombine(ISD::ADDE);
  81   setTargetDAGCombine(ISD::SUBE);
  82
  83   computeRegisterProperties();
  84 }
  85
  86 const MipsTargetLowering *
  87 llvm::createMipsSETargetLowering(MipsTargetMachine &TM) {
  88   return new MipsSETargetLowering(TM);
  89 }
  90
  91
  92 bool
  93 MipsSETargetLowering::allowsUnalignedMemoryAccesses(EVT VT, bool *Fast) const {
  94   MVT::SimpleValueType SVT = VT.getSimpleVT().SimpleTy;
  95
  96   switch (SVT) {
  97   case MVT::i64:
  98   case MVT::i32:
  99     if (Fast)
 100       *Fast = true;
 101     return true;
 102   default:
 103     return false;
 104   }
 105 }
 106
 107 SDValue MipsSETargetLowering::LowerOperation(SDValue Op,
 108                                              SelectionDAG &DAG) const {
 109   switch(Op.getOpcode()) {
 110   case ISD::SMUL_LOHI: return lowerMulDiv(Op, MipsISD::Mult, true, true, DAG);
 111   case ISD::UMUL_LOHI: return lowerMulDiv(Op, MipsISD::Multu, true, true, DAG);
 112   case ISD::MULHS:     return lowerMulDiv(Op, MipsISD::Mult, false, true, DAG);
 113   case ISD::MULHU:     return lowerMulDiv(Op, MipsISD::Multu, false, true, DAG);
 114   case ISD::MUL:       return lowerMulDiv(Op, MipsISD::Mult, true, false, DAG);
 115   case ISD::SDIVREM:   return lowerMulDiv(Op, MipsISD::DivRem, true, true, DAG);
 116   case ISD::UDIVREM:   return lowerMulDiv(Op, MipsISD::DivRemU, true, true, DAG);
 117   }
 118
 119   return MipsTargetLowering::LowerOperation(Op, DAG);
 120 }
 121
 122 // selectMADD -
 123 // Transforms a subgraph in CurDAG if the following pattern is found:
 124 //  (addc multLo, Lo0), (adde multHi, Hi0),
 125 // where,
 126 //  multHi/Lo: product of multiplication
 127 //  Lo0: initial value of Lo register
 128 //  Hi0: initial value of Hi register
 129 // Return true if pattern matching was successful.
 130 static bool selectMADD(SDNode *ADDENode, SelectionDAG *CurDAG) {
 131   // ADDENode's second operand must be a flag output of an ADDC node in order
 132   // for the matching to be successful.
 133   SDNode *ADDCNode = ADDENode->getOperand(2).getNode();
 134
 135   if (ADDCNode->getOpcode() != ISD::ADDC)
 136     return false;
 137
 138   SDValue MultHi = ADDENode->getOperand(0);
 139   SDValue MultLo = ADDCNode->getOperand(0);
 140   SDNode *MultNode = MultHi.getNode();
 141   unsigned MultOpc = MultHi.getOpcode();
 142
 143   // MultHi and MultLo must be generated by the same node,
 144   if (MultLo.getNode() != MultNode)
 145     return false;
 146
 147   // and it must be a multiplication.
 148   if (MultOpc != ISD::SMUL_LOHI && MultOpc != ISD::UMUL_LOHI)
 149     return false;
 150
 151   // MultLo amd MultHi must be the first and second output of MultNode
 152   // respectively.
 153   if (MultHi.getResNo() != 1 || MultLo.getResNo() != 0)
 154     return false;
 155
 156   // Transform this to a MADD only if ADDENode and ADDCNode are the only users
 157   // of the values of MultNode, in which case MultNode will be removed in later
 158   // phases.
 159   // If there exist users other than ADDENode or ADDCNode, this function returns
 160   // here, which will result in MultNode being mapped to a single MULT
 161   // instruction node rather than a pair of MULT and MADD instructions being
 162   // produced.
 163   if (!MultHi.hasOneUse() || !MultLo.hasOneUse())
 164     return false;
 165
 166   SDValue Chain = CurDAG->getEntryNode();
 167   DebugLoc DL = ADDENode->getDebugLoc();
 168
 169   // Initialize accumulator.
 170   SDValue ACCIn = CurDAG->getNode(MipsISD::InsertLOHI, DL, MVT::Untyped,
 171                                   ADDCNode->getOperand(1),
 172                                   ADDENode->getOperand(1));
 173
 174   // create MipsMAdd(u) node
 175   MultOpc = MultOpc == ISD::UMUL_LOHI ? MipsISD::MAddu : MipsISD::MAdd;
 176
 177   SDValue MAdd = CurDAG->getNode(MultOpc, DL, MVT::Untyped,
 178                                  MultNode->getOperand(0),// Factor 0
 179                                  MultNode->getOperand(1),// Factor 1
 180                                  ACCIn);
 181
 182   // replace uses of adde and addc here
 183   if (!SDValue(ADDCNode, 0).use_empty()) {
 184     SDValue LoIdx = CurDAG->getConstant(Mips::sub_lo, MVT::i32);
 185     SDValue LoOut = CurDAG->getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, MVT::i32, MAdd,
 186                                     LoIdx);
 187     CurDAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(ADDCNode, 0), LoOut);
 188   }
 189   if (!SDValue(ADDENode, 0).use_empty()) {
 190     SDValue HiIdx = CurDAG->getConstant(Mips::sub_hi, MVT::i32);
 191     SDValue HiOut = CurDAG->getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, MVT::i32, MAdd,
 192                                     HiIdx);
 193     CurDAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(ADDENode, 0), HiOut);
 194   }
 195
 196   return true;
 197 }
 198
 199 // selectMSUB -
 200 // Transforms a subgraph in CurDAG if the following pattern is found:
 201 //  (addc Lo0, multLo), (sube Hi0, multHi),
 202 // where,
 203 //  multHi/Lo: product of multiplication
 204 //  Lo0: initial value of Lo register
 205 //  Hi0: initial value of Hi register
 206 // Return true if pattern matching was successful.
 207 static bool selectMSUB(SDNode *SUBENode, SelectionDAG *CurDAG) {
 208   // SUBENode's second operand must be a flag output of an SUBC node in order
 209   // for the matching to be successful.
 210   SDNode *SUBCNode = SUBENode->getOperand(2).getNode();
 211
 212   if (SUBCNode->getOpcode() != ISD::SUBC)
 213     return false;
 214
 215   SDValue MultHi = SUBENode->getOperand(1);
 216   SDValue MultLo = SUBCNode->getOperand(1);
 217   SDNode *MultNode = MultHi.getNode();
 218   unsigned MultOpc = MultHi.getOpcode();
 219
 220   // MultHi and MultLo must be generated by the same node,
 221   if (MultLo.getNode() != MultNode)
 222     return false;
 223
 224   // and it must be a multiplication.
 225   if (MultOpc != ISD::SMUL_LOHI && MultOpc != ISD::UMUL_LOHI)
 226     return false;
 227
 228   // MultLo amd MultHi must be the first and second output of MultNode
 229   // respectively.
 230   if (MultHi.getResNo() != 1 || MultLo.getResNo() != 0)
 231     return false;
 232
 233   // Transform this to a MSUB only if SUBENode and SUBCNode are the only users
 234   // of the values of MultNode, in which case MultNode will be removed in later
 235   // phases.
 236   // If there exist users other than SUBENode or SUBCNode, this function returns
 237   // here, which will result in MultNode being mapped to a single MULT
 238   // instruction node rather than a pair of MULT and MSUB instructions being
 239   // produced.
 240   if (!MultHi.hasOneUse() || !MultLo.hasOneUse())
 241     return false;
 242
 243   SDValue Chain = CurDAG->getEntryNode();
 244   DebugLoc DL = SUBENode->getDebugLoc();
 245
 246   // Initialize accumulator.
 247   SDValue ACCIn = CurDAG->getNode(MipsISD::InsertLOHI, DL, MVT::Untyped,
 248                                   SUBCNode->getOperand(0),
 249                                   SUBENode->getOperand(0));
 250
 251   // create MipsSub(u) node
 252   MultOpc = MultOpc == ISD::UMUL_LOHI ? MipsISD::MSubu : MipsISD::MSub;
 253
 254   SDValue MSub = CurDAG->getNode(MultOpc, DL, MVT::Glue,
 255                                  MultNode->getOperand(0),// Factor 0
 256                                  MultNode->getOperand(1),// Factor 1
 257                                  ACCIn);
 258
 259   // replace uses of sube and subc here
 260   if (!SDValue(SUBCNode, 0).use_empty()) {
 261     SDValue LoIdx = CurDAG->getConstant(Mips::sub_lo, MVT::i32);
 262     SDValue LoOut = CurDAG->getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, MVT::i32, MSub,
 263                                     LoIdx);
 264     CurDAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SUBCNode, 0), LoOut);
 265   }
 266   if (!SDValue(SUBENode, 0).use_empty()) {
 267     SDValue HiIdx = CurDAG->getConstant(Mips::sub_hi, MVT::i32);
 268     SDValue HiOut = CurDAG->getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, MVT::i32, MSub,
 269                                     HiIdx);
 270     CurDAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SUBENode, 0), HiOut);
 271   }
 272
 273   return true;
 274 }
 275
 276 static SDValue performADDECombine(SDNode *N, SelectionDAG &DAG,
 277                                   TargetLowering::DAGCombinerInfo &DCI,
 278                                   const MipsSubtarget *Subtarget) {
 279   if (DCI.isBeforeLegalize())
 280     return SDValue();
 281
 282   if (Subtarget->hasMips32() && N->getValueType(0) == MVT::i32 &&
 283       selectMADD(N, &DAG))
 284     return SDValue(N, 0);
 285
 286   return SDValue();
 287 }
 288
 289 static SDValue performSUBECombine(SDNode *N, SelectionDAG &DAG,
 290                                   TargetLowering::DAGCombinerInfo &DCI,
 291                                   const MipsSubtarget *Subtarget) {
 292   if (DCI.isBeforeLegalize())
 293     return SDValue();
 294
 295   if (Subtarget->hasMips32() && N->getValueType(0) == MVT::i32 &&
 296       selectMSUB(N, &DAG))
 297     return SDValue(N, 0);
 298
 299   return SDValue();
 300 }
 301
 302 SDValue
 303 MipsSETargetLowering::PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const {
 304   SelectionDAG &DAG = DCI.DAG;
 305
 306   switch (N->getOpcode()) {
 307   case ISD::ADDE:
 308     return performADDECombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
 309   case ISD::SUBE:
 310     return performSUBECombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
 311   default:
 312     return MipsTargetLowering::PerformDAGCombine(N, DCI);
 313   }
 314 }
 315
 316 MachineBasicBlock *
 317 MipsSETargetLowering::EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
 318                                                   MachineBasicBlock *BB) const {
 319   switch (MI->getOpcode()) {
 320   default:
 321     return MipsTargetLowering::EmitInstrWithCustomInserter(MI, BB);
 322   case Mips::BPOSGE32_PSEUDO:
 323     return emitBPOSGE32(MI, BB);
 324   }
 325 }
 326
 327 bool MipsSETargetLowering::
 328 isEligibleForTailCallOptimization(const MipsCC &MipsCCInfo,
 329                                   unsigned NextStackOffset,
 330                                   const MipsFunctionInfo& FI) const {
 331   if (!EnableMipsTailCalls)
 332     return false;
 333
 334   // Return false if either the callee or caller has a byval argument.
 335   if (MipsCCInfo.hasByValArg() || FI.hasByvalArg())
 336     return false;
 337
 338   // Return true if the callee's argument area is no larger than the
 339   // caller's.
 340   return NextStackOffset <= FI.getIncomingArgSize();
 341 }
 342
 343 void MipsSETargetLowering::
 344 getOpndList(SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
 345             std::deque< std::pair<unsigned, SDValue> > &RegsToPass,
 346             bool IsPICCall, bool GlobalOrExternal, bool InternalLinkage,
 347             CallLoweringInfo &CLI, SDValue Callee, SDValue Chain) const {
 348   // T9 should contain the address of the callee function if
 349   // -reloction-model=pic or it is an indirect call.
 350   if (IsPICCall || !GlobalOrExternal) {
 351     unsigned T9Reg = IsN64 ? Mips::T9_64 : Mips::T9;
 352     RegsToPass.push_front(std::make_pair(T9Reg, Callee));
 353   } else
 354     Ops.push_back(Callee);
 355
 356   MipsTargetLowering::getOpndList(Ops, RegsToPass, IsPICCall, GlobalOrExternal,
 357                                   InternalLinkage, CLI, Callee, Chain);
 358 }
 359
 360 SDValue MipsSETargetLowering::lowerMulDiv(SDValue Op, unsigned NewOpc,
 361                                           bool HasLo, bool HasHi,
 362                                           SelectionDAG &DAG) const {
 363   EVT Ty = Op.getOperand(0).getValueType();
 364   DebugLoc DL = Op.getDebugLoc();
 365   SDValue Mult = DAG.getNode(NewOpc, DL, MVT::Untyped,
 366                              Op.getOperand(0), Op.getOperand(1));
 367   SDValue Lo, Hi;
 368
 369   if (HasLo)
 370     Lo = DAG.getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, Ty, Mult,
 371                      DAG.getConstant(Mips::sub_lo, MVT::i32));
 372   if (HasHi)
 373     Hi = DAG.getNode(MipsISD::ExtractLOHI, DL, Ty, Mult,
 374                      DAG.getConstant(Mips::sub_hi, MVT::i32));
 375
 376   if (!HasLo || !HasHi)
 377     return HasLo ? Lo : Hi;
 378
 379   SDValue Vals[] = { Lo, Hi };
 380   return DAG.getMergeValues(Vals, 2, DL);
 381 }
 382
 383 MachineBasicBlock * MipsSETargetLowering::
 384 emitBPOSGE32(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *BB) const{
 385   // $bb:
 386   //  bposge32_pseudo $vr0
 387   //  =>
 388   // $bb:
 389   //  bposge32 $tbb
 390   // $fbb:
 391   //  li $vr2, 0
 392   //  b $sink
 393   // $tbb:
 394   //  li $vr1, 1
 395   // $sink:
 396   //  $vr0 = phi($vr2, $fbb, $vr1, $tbb)
 397
 398   MachineRegisterInfo &RegInfo = BB->getParent()->getRegInfo();
 399   const TargetInstrInfo *TII = getTargetMachine().getInstrInfo();
 400   const TargetRegisterClass *RC = &Mips::CPURegsRegClass;
 401   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
 402   const BasicBlock *LLVM_BB = BB->getBasicBlock();
 403   MachineFunction::iterator It = llvm::next(MachineFunction::iterator(BB));
 404   MachineFunction *F = BB->getParent();
 405   MachineBasicBlock *FBB = F->CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
 406   MachineBasicBlock *TBB = F->CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
 407   MachineBasicBlock *Sink  = F->CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
 408   F->insert(It, FBB);
 409   F->insert(It, TBB);
 410   F->insert(It, Sink);
 411
 412   // Transfer the remainder of BB and its successor edges to Sink.
 413   Sink->splice(Sink->begin(), BB, llvm::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)),
 414                BB->end());
 415   Sink->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(BB);
 416
 417   // Add successors.
 418   BB->addSuccessor(FBB);
 419   BB->addSuccessor(TBB);
 420   FBB->addSuccessor(Sink);
 421   TBB->addSuccessor(Sink);
 422
 423   // Insert the real bposge32 instruction to $BB.
 424   BuildMI(BB, DL, TII->get(Mips::BPOSGE32)).addMBB(TBB);
 425
 426   // Fill $FBB.
 427   unsigned VR2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 428   BuildMI(*FBB, FBB->end(), DL, TII->get(Mips::ADDiu), VR2)
 429     .addReg(Mips::ZERO).addImm(0);
 430   BuildMI(*FBB, FBB->end(), DL, TII->get(Mips::B)).addMBB(Sink);
 431
 432   // Fill $TBB.
 433   unsigned VR1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 434   BuildMI(*TBB, TBB->end(), DL, TII->get(Mips::ADDiu), VR1)
 435     .addReg(Mips::ZERO).addImm(1);
 436
 437   // Insert phi function to $Sink.
 438   BuildMI(*Sink, Sink->begin(), DL, TII->get(Mips::PHI),
 439           MI->getOperand(0).getReg())
 440     .addReg(VR2).addMBB(FBB).addReg(VR1).addMBB(TBB);
 441
 442   MI->eraseFromParent();   // The pseudo instruction is gone now.
 443   return Sink;
 444 }