lib/Target/SparcV8/SparcV8ISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- SparcV8ISelDAGToDAG.cpp - A dag to dag inst selector for SparcV8 --===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines an instruction selector for the V8 target
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SparcV8.h"
  15 #include "SparcV8TargetMachine.h"
  16 #include "llvm/Function.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  22 #include "llvm/Support/Debug.h"
  23 #include <iostream>
  24 using namespace llvm;
  25
  26 //===----------------------------------------------------------------------===//
  27 // TargetLowering Implementation
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29
  30 namespace V8ISD {
  31   enum {
  32     FIRST_NUMBER = ISD::BUILTIN_OP_END+V8::INSTRUCTION_LIST_END,
  33     CMPICC,   // Compare two GPR operands, set icc.
  34     CMPFCC,   // Compare two FP operands, set fcc.
  35     BRICC,    // Branch to dest on icc condition
  36     BRFCC,    // Branch to dest on fcc condition
  37
  38     Hi, Lo,   // Hi/Lo operations, typically on a global address.
  39   };
  40 }
  41
  42 namespace {
  43   class SparcV8TargetLowering : public TargetLowering {
  44   public:
  45     SparcV8TargetLowering(TargetMachine &TM);
  46     virtual SDOperand LowerOperation(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
  47     virtual std::vector<SDOperand>
  48       LowerArguments(Function &F, SelectionDAG &DAG);
  49     virtual std::pair<SDOperand, SDOperand>
  50       LowerCallTo(SDOperand Chain, const Type *RetTy, bool isVarArg,
  51                   unsigned CC,
  52                   bool isTailCall, SDOperand Callee, ArgListTy &Args,
  53                   SelectionDAG &DAG);
  54
  55     virtual SDOperand LowerReturnTo(SDOperand Chain, SDOperand Op,
  56                                     SelectionDAG &DAG);
  57     virtual SDOperand LowerVAStart(SDOperand Chain, SDOperand VAListP,
  58                                    Value *VAListV, SelectionDAG &DAG);
  59     virtual std::pair<SDOperand,SDOperand>
  60       LowerVAArg(SDOperand Chain, SDOperand VAListP, Value *VAListV,
  61                  const Type *ArgTy, SelectionDAG &DAG);
  62     virtual std::pair<SDOperand, SDOperand>
  63       LowerFrameReturnAddress(bool isFrameAddr, SDOperand Chain, unsigned Depth,
  64                               SelectionDAG &DAG);
  65   };
  66 }
  67
  68 SparcV8TargetLowering::SparcV8TargetLowering(TargetMachine &TM)
  69   : TargetLowering(TM) {
  70
  71   // Set up the register classes.
  72   addRegisterClass(MVT::i32, V8::IntRegsRegisterClass);
  73   addRegisterClass(MVT::f32, V8::FPRegsRegisterClass);
  74   addRegisterClass(MVT::f64, V8::DFPRegsRegisterClass);
  75
  76   // Custom legalize GlobalAddress nodes into LO/HI parts.
  77   setOperationAction(ISD::GlobalAddress, MVT::i32, Custom);
  78
  79   // Sparc doesn't have sext_inreg, replace them with shl/sra
  80   setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i16  , Expand);
  81   setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i8   , Expand);
  82   setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i1   , Expand);
  83
  84   // Sparc has no REM operation.
  85   setOperationAction(ISD::UREM, MVT::i32, Expand);
  86   setOperationAction(ISD::SREM, MVT::i32, Expand);
  87
  88   // Sparc has no select or setcc: expand to SELECT_CC.
  89   setOperationAction(ISD::SELECT, MVT::i32, Expand);
  90   setOperationAction(ISD::SELECT, MVT::f32, Expand);
  91   setOperationAction(ISD::SELECT, MVT::f64, Expand);
  92   setOperationAction(ISD::SETCC, MVT::i32, Expand);
  93   setOperationAction(ISD::SETCC, MVT::f32, Expand);
  94   setOperationAction(ISD::SETCC, MVT::f64, Expand);
  95
  96   // Sparc doesn't have BRCOND either, it has BR_CC.
  97   setOperationAction(ISD::BRCOND, MVT::Other, Expand);
  98   setOperationAction(ISD::BRCONDTWOWAY, MVT::Other, Expand);
  99   setOperationAction(ISD::BRTWOWAY_CC, MVT::Other, Expand);
 100   setOperationAction(ISD::BR_CC, MVT::i32, Custom);
 101   setOperationAction(ISD::BR_CC, MVT::f32, Custom);
 102   setOperationAction(ISD::BR_CC, MVT::f64, Custom);
 103
 104   computeRegisterProperties();
 105 }
 106
 107 std::vector<SDOperand>
 108 SparcV8TargetLowering::LowerArguments(Function &F, SelectionDAG &DAG) {
 109   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 110   SSARegMap *RegMap = MF.getSSARegMap();
 111   std::vector<SDOperand> ArgValues;
 112
 113   static const unsigned GPR[] = {
 114     V8::I0, V8::I1, V8::I2, V8::I3, V8::I4, V8::I5
 115   };
 116   unsigned ArgNo = 0;
 117   for (Function::arg_iterator I = F.arg_begin(), E = F.arg_end(); I != E; ++I) {
 118     MVT::ValueType ObjectVT = getValueType(I->getType());
 119     assert(ArgNo < 6 && "Only args in regs for now");
 120
 121     switch (ObjectVT) {
 122     default: assert(0 && "Unhandled argument type!");
 123     // TODO: MVT::i64 & FP
 124     case MVT::i1:
 125     case MVT::i8:
 126     case MVT::i16:
 127     case MVT::i32: {
 128       unsigned VReg = RegMap->createVirtualRegister(&V8::IntRegsRegClass);
 129       MF.addLiveIn(GPR[ArgNo++], VReg);
 130       SDOperand Arg = DAG.getCopyFromReg(DAG.getRoot(), VReg, MVT::i32);
 131       DAG.setRoot(Arg.getValue(1));
 132       if (ObjectVT != MVT::i32) {
 133         unsigned AssertOp = I->getType()->isSigned() ? ISD::AssertSext
 134                                                      : ISD::AssertZext;
 135         Arg = DAG.getNode(AssertOp, MVT::i32, Arg,
 136                           DAG.getValueType(ObjectVT));
 137         Arg = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, ObjectVT, Arg);
 138       }
 139       ArgValues.push_back(Arg);
 140       break;
 141     }
 142     case MVT::i64: {
 143       unsigned VRegHi = RegMap->createVirtualRegister(&V8::IntRegsRegClass);
 144       MF.addLiveIn(GPR[ArgNo++], VRegHi);
 145       unsigned VRegLo = RegMap->createVirtualRegister(&V8::IntRegsRegClass);
 146       MF.addLiveIn(GPR[ArgNo++], VRegLo);
 147       SDOperand ArgLo = DAG.getCopyFromReg(DAG.getRoot(), VRegLo, MVT::i32);
 148       SDOperand ArgHi = DAG.getCopyFromReg(ArgLo.getValue(1), VRegHi, MVT::i32);
 149       DAG.setRoot(ArgHi.getValue(1));
 150       ArgValues.push_back(DAG.getNode(ISD::BUILD_PAIR, MVT::i64, ArgLo, ArgHi));
 151       break;
 152     }
 153     }
 154   }
 155
 156   assert(!F.isVarArg() && "Unimp");
 157
 158   // Finally, inform the code generator which regs we return values in.
 159   switch (getValueType(F.getReturnType())) {
 160   default: assert(0 && "Unknown type!");
 161   case MVT::isVoid: break;
 162   case MVT::i1:
 163   case MVT::i8:
 164   case MVT::i16:
 165   case MVT::i32:
 166     MF.addLiveOut(V8::I0);
 167     break;
 168   case MVT::i64:
 169     MF.addLiveOut(V8::I0);
 170     MF.addLiveOut(V8::I1);
 171     break;
 172   case MVT::f32:
 173     MF.addLiveOut(V8::F0);
 174     break;
 175   case MVT::f64:
 176     MF.addLiveOut(V8::D0);
 177     break;
 178   }
 179
 180   return ArgValues;
 181 }
 182
 183 std::pair<SDOperand, SDOperand>
 184 SparcV8TargetLowering::LowerCallTo(SDOperand Chain, const Type *RetTy,
 185                                    bool isVarArg, unsigned CC,
 186                                    bool isTailCall, SDOperand Callee,
 187                                    ArgListTy &Args, SelectionDAG &DAG) {
 188   assert(0 && "Unimp");
 189   abort();
 190 }
 191
 192 SDOperand SparcV8TargetLowering::LowerReturnTo(SDOperand Chain, SDOperand Op,
 193                                                SelectionDAG &DAG) {
 194   if (Op.getValueType() == MVT::i64) {
 195     SDOperand Hi = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_ELEMENT, MVT::i32, Op,
 196                                DAG.getConstant(1, MVT::i32));
 197     SDOperand Lo = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_ELEMENT, MVT::i32, Op,
 198                                DAG.getConstant(0, MVT::i32));
 199     return DAG.getNode(ISD::RET, MVT::Other, Chain, Lo, Hi);
 200   } else {
 201     return DAG.getNode(ISD::RET, MVT::Other, Chain, Op);
 202   }
 203 }
 204
 205 SDOperand SparcV8TargetLowering::
 206 LowerVAStart(SDOperand Chain, SDOperand VAListP, Value *VAListV,
 207              SelectionDAG &DAG) {
 208
 209   assert(0 && "Unimp");
 210   abort();
 211 }
 212
 213 std::pair<SDOperand,SDOperand> SparcV8TargetLowering::
 214 LowerVAArg(SDOperand Chain, SDOperand VAListP, Value *VAListV,
 215            const Type *ArgTy, SelectionDAG &DAG) {
 216   assert(0 && "Unimp");
 217   abort();
 218 }
 219
 220 std::pair<SDOperand, SDOperand> SparcV8TargetLowering::
 221 LowerFrameReturnAddress(bool isFrameAddr, SDOperand Chain, unsigned Depth,
 222                         SelectionDAG &DAG) {
 223   assert(0 && "Unimp");
 224   abort();
 225 }
 226
 227 SDOperand SparcV8TargetLowering::
 228 LowerOperation(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG) {
 229   switch (Op.getOpcode()) {
 230   default: assert(0 && "Should not custom lower this!");
 231   case ISD::BR_CC: {
 232     SDOperand Chain = Op.getOperand(0);
 233     SDOperand CC = Op.getOperand(1);
 234     SDOperand LHS = Op.getOperand(2);
 235     SDOperand RHS = Op.getOperand(3);
 236     SDOperand Dest = Op.getOperand(4);
 237
 238     // Get the condition flag.
 239     if (LHS.getValueType() == MVT::i32) {
 240       SDOperand Cond = DAG.getNode(V8ISD::CMPICC, MVT::Flag, LHS, RHS);
 241       return DAG.getNode(V8ISD::BRICC, MVT::Other, Chain, Dest, CC, Cond);
 242     } else {
 243       SDOperand Cond = DAG.getNode(V8ISD::CMPFCC, MVT::Flag, LHS, RHS);
 244       return DAG.getNode(V8ISD::BRFCC, MVT::Other, Chain, Dest, CC, Cond);
 245     }
 246   }
 247   case ISD::GlobalAddress: {
 248     GlobalValue *GV = cast<GlobalAddressSDNode>(Op)->getGlobal();
 249     SDOperand GA = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, MVT::i32);
 250     SDOperand Hi = DAG.getNode(V8ISD::Hi, MVT::i32, GA);
 251     SDOperand Lo = DAG.getNode(V8ISD::Lo, MVT::i32, GA);
 252     return DAG.getNode(ISD::ADD, MVT::i32, Lo, Hi);
 253   }
 254   }
 255 }
 256
 257
 258 //===----------------------------------------------------------------------===//
 259 // Instruction Selector Implementation
 260 //===----------------------------------------------------------------------===//
 261
 262 //===--------------------------------------------------------------------===//
 263 /// SparcV8DAGToDAGISel - PPC specific code to select Sparc V8 machine
 264 /// instructions for SelectionDAG operations.
 265 ///
 266 namespace {
 267 class SparcV8DAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
 268   SparcV8TargetLowering V8Lowering;
 269 public:
 270   SparcV8DAGToDAGISel(TargetMachine &TM)
 271     : SelectionDAGISel(V8Lowering), V8Lowering(TM) {}
 272
 273   SDOperand Select(SDOperand Op);
 274
 275   // Complex Pattern Selectors.
 276   bool SelectADDRrr(SDOperand N, SDOperand &R1, SDOperand &R2);
 277   bool SelectADDRri(SDOperand N, SDOperand &Base, SDOperand &Offset);
 278
 279   /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
 280   /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 281   virtual void InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG);
 282
 283   virtual const char *getPassName() const {
 284     return "PowerPC DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
 285   }
 286
 287   // Include the pieces autogenerated from the target description.
 288 #include "SparcV8GenDAGISel.inc"
 289 };
 290 }  // end anonymous namespace
 291
 292 /// InstructionSelectBasicBlock - This callback is invoked by
 293 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 294 void SparcV8DAGToDAGISel::InstructionSelectBasicBlock(SelectionDAG &DAG) {
 295   DEBUG(BB->dump());
 296
 297   // Select target instructions for the DAG.
 298   DAG.setRoot(Select(DAG.getRoot()));
 299   CodeGenMap.clear();
 300   DAG.RemoveDeadNodes();
 301
 302   // Emit machine code to BB.
 303   ScheduleAndEmitDAG(DAG);
 304 }
 305
 306 bool SparcV8DAGToDAGISel::SelectADDRrr(SDOperand Addr, SDOperand &R1,
 307                                        SDOperand &R2) {
 308   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 309     if (isa<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1)) &&
 310         Predicate_simm13(Addr.getOperand(1).Val))
 311       return false;  // Let the reg+imm pattern catch this!
 312     R1 = Select(Addr.getOperand(0));
 313     R2 = Select(Addr.getOperand(1));
 314     return true;
 315   }
 316
 317   R1 = Select(Addr);
 318   R2 = CurDAG->getRegister(V8::G0, MVT::i32);
 319   return true;
 320 }
 321
 322 bool SparcV8DAGToDAGISel::SelectADDRri(SDOperand Addr, SDOperand &Base,
 323                                        SDOperand &Offset) {
 324   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 325     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1)))
 326       if (Predicate_simm13(CN)) {
 327         Base = Select(Addr.getOperand(0));
 328         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getValue(), MVT::i32);
 329         return true;
 330       }
 331   }
 332   Base = Select(Addr);
 333   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 334   return true;
 335 }
 336
 337
 338 SDOperand SparcV8DAGToDAGISel::Select(SDOperand Op) {
 339   SDNode *N = Op.Val;
 340   if (N->getOpcode() >= ISD::BUILTIN_OP_END &&
 341       N->getOpcode() < V8ISD::FIRST_NUMBER)
 342     return Op;   // Already selected.
 343                  // If this has already been converted, use it.
 344   std::map<SDOperand, SDOperand>::iterator CGMI = CodeGenMap.find(Op);
 345   if (CGMI != CodeGenMap.end()) return CGMI->second;
 346
 347   switch (N->getOpcode()) {
 348   default: break;
 349   case ISD::BasicBlock:         return CodeGenMap[Op] = Op;
 350   case V8ISD::CMPICC: {
 351     // FIXME: Handle compare with immediate.
 352     SDOperand LHS = Select(N->getOperand(0));
 353     SDOperand RHS = Select(N->getOperand(1));
 354     SDOperand Result = CurDAG->getTargetNode(V8::SUBCCrr, MVT::i32, MVT::Flag,
 355                                              LHS, RHS);
 356     return CodeGenMap[Op] = Result.getValue(1);
 357   }
 358   case ISD::ADD_PARTS: {
 359     SDOperand LHSL = Select(N->getOperand(0));
 360     SDOperand LHSH = Select(N->getOperand(1));
 361     SDOperand RHSL = Select(N->getOperand(2));
 362     SDOperand RHSH = Select(N->getOperand(3));
 363     // FIXME, handle immediate RHS.
 364     SDOperand Low = CurDAG->getTargetNode(V8::ADDCCrr, MVT::i32, MVT::Flag,
 365                                           LHSL, RHSL);
 366     SDOperand Hi  = CurDAG->getTargetNode(V8::ADDXrr, MVT::i32, LHSH, RHSH,
 367                                           Low.getValue(1));
 368     CodeGenMap[SDOperand(N, 0)] = Low;
 369     CodeGenMap[SDOperand(N, 1)] = Hi;
 370     return Op.ResNo ? Hi : Low;
 371   }
 372   case ISD::SUB_PARTS: {
 373     SDOperand LHSL = Select(N->getOperand(0));
 374     SDOperand LHSH = Select(N->getOperand(1));
 375     SDOperand RHSL = Select(N->getOperand(2));
 376     SDOperand RHSH = Select(N->getOperand(3));
 377     // FIXME, handle immediate RHS.
 378     SDOperand Low = CurDAG->getTargetNode(V8::SUBCCrr, MVT::i32, MVT::Flag,
 379                                           LHSL, RHSL);
 380     SDOperand Hi  = CurDAG->getTargetNode(V8::SUBXrr, MVT::i32, LHSH, RHSH,
 381                                           Low.getValue(1));
 382     CodeGenMap[SDOperand(N, 0)] = Low;
 383     CodeGenMap[SDOperand(N, 1)] = Hi;
 384     return Op.ResNo ? Hi : Low;
 385   }
 386   case ISD::SDIV:
 387   case ISD::UDIV: {
 388     // FIXME: should use a custom expander to expose the SRA to the dag.
 389     SDOperand DivLHS = Select(N->getOperand(0));
 390     SDOperand DivRHS = Select(N->getOperand(1));
 391
 392     // Set the Y register to the high-part.
 393     SDOperand TopPart;
 394     if (N->getOpcode() == ISD::SDIV) {
 395       TopPart = CurDAG->getTargetNode(V8::SRAri, MVT::i32, DivLHS,
 396                                       CurDAG->getTargetConstant(31, MVT::i32));
 397     } else {
 398       TopPart = CurDAG->getRegister(V8::G0, MVT::i32);
 399     }
 400     TopPart = CurDAG->getTargetNode(V8::WRYrr, MVT::Flag, TopPart,
 401                                     CurDAG->getRegister(V8::G0, MVT::i32));
 402
 403     // FIXME: Handle div by immediate.
 404     unsigned Opcode = N->getOpcode() == ISD::SDIV ? V8::SDIVrr : V8::UDIVrr;
 405     return CurDAG->SelectNodeTo(N, Opcode, MVT::i32, DivLHS, DivRHS, TopPart);
 406   }
 407   case ISD::MULHU:
 408   case ISD::MULHS: {
 409     // FIXME: Handle mul by immediate.
 410     SDOperand MulLHS = Select(N->getOperand(0));
 411     SDOperand MulRHS = Select(N->getOperand(1));
 412     unsigned Opcode = N->getOpcode() == ISD::MULHU ? V8::UMULrr : V8::SMULrr;
 413     SDOperand Mul = CurDAG->getTargetNode(Opcode, MVT::i32, MVT::Flag,
 414                                           MulLHS, MulRHS);
 415     // The high part is in the Y register.
 416     return CurDAG->SelectNodeTo(N, V8::RDY, MVT::i32, Mul.getValue(1));
 417   }
 418
 419   case ISD::RET: {
 420     if (N->getNumOperands() == 2) {
 421       SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));     // Token chain.
 422       SDOperand Val = Select(N->getOperand(1));
 423       if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::i32) {
 424         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, V8::I0, Val);
 425       } else if (N->getOperand(1).getValueType() == MVT::f32) {
 426         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, V8::F0, Val);
 427       } else {
 428         assert(N->getOperand(1).getValueType() == MVT::f64);
 429         Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, V8::D0, Val);
 430       }
 431       return CurDAG->SelectNodeTo(N, V8::RETL, MVT::Other, Chain);
 432     } else if (N->getNumOperands() > 1) {
 433       SDOperand Chain = Select(N->getOperand(0));     // Token chain.
 434       assert(N->getOperand(1).getValueType() == MVT::i32 &&
 435              N->getOperand(2).getValueType() == MVT::i32 &&
 436              N->getNumOperands() == 3 && "Unknown two-register ret value!");
 437       Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, V8::I1, Select(N->getOperand(1)));
 438       Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, V8::I0, Select(N->getOperand(2)));
 439       return CurDAG->SelectNodeTo(N, V8::RETL, MVT::Other, Chain);
 440     }
 441     break;  // Generated code handles the void case.
 442   }
 443   }
 444
 445   return SelectCode(Op);
 446 }
 447
 448
 449 /// createPPCISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 450 /// PowerPC-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 451 ///
 452 FunctionPass *llvm::createSparcV8ISelDag(TargetMachine &TM) {
 453   return new SparcV8DAGToDAGISel(TM);
 454 }