lib/Target/X86/X86InstrInfo.cpp

   1 //===- X86InstrInfo.cpp - X86 Instruction Information -----------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the X86 implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86InstrInfo.h"
  15 #include "X86.h"
  16 #include "X86InstrBuilder.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  18 #include "X86GenInstrInfo.inc"
  19 using namespace llvm;
  20
  21 X86InstrInfo::X86InstrInfo()
  22   : TargetInstrInfo(X86Insts, sizeof(X86Insts)/sizeof(X86Insts[0])) {
  23 }
  24
  25
  26 bool X86InstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
  27                                unsigned& sourceReg,
  28                                unsigned& destReg) const {
  29   MachineOpCode oc = MI.getOpcode();
  30   if (oc == X86::MOV8rr || oc == X86::MOV16rr || oc == X86::MOV32rr ||
  31       oc == X86::FpMOV  || oc == X86::MOVSSrr || oc == X86::MOVSDrr ||
  32       oc == X86::FsMOVAPSrr || oc == X86::FsMOVAPDrr ||
  33       oc == X86::MOVAPSrr || oc == X86::MOVAPDrr ||
  34       oc == X86::MOVSS2PSrr || oc == X86::MOVSD2PDrr ||
  35       oc == X86::MOVPS2SSrr || oc == X86::MOVPD2SDrr ||
  36       oc == X86::MOVDI2PDIrr || oc == X86::MOVQI2PQIrr ||
  37       oc == X86::MOVPDI2DIrr) {
  38       assert(MI.getNumOperands() == 2 &&
  39              MI.getOperand(0).isRegister() &&
  40              MI.getOperand(1).isRegister() &&
  41              "invalid register-register move instruction");
  42       sourceReg = MI.getOperand(1).getReg();
  43       destReg = MI.getOperand(0).getReg();
  44       return true;
  45   }
  46   return false;
  47 }
  48
  49 unsigned X86InstrInfo::isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI,
  50                                            int &FrameIndex) const {
  51   switch (MI->getOpcode()) {
  52   default: break;
  53   case X86::MOV8rm:
  54   case X86::MOV16rm:
  55   case X86::MOV32rm:
  56   case X86::FpLD64m:
  57   case X86::MOVSSrm:
  58   case X86::MOVSDrm:
  59     if (MI->getOperand(1).isFrameIndex() && MI->getOperand(2).isImmediate() &&
  60         MI->getOperand(3).isRegister() && MI->getOperand(4).isImmediate() &&
  61         MI->getOperand(2).getImmedValue() == 1 &&
  62         MI->getOperand(3).getReg() == 0 &&
  63         MI->getOperand(4).getImmedValue() == 0) {
  64       FrameIndex = MI->getOperand(1).getFrameIndex();
  65       return MI->getOperand(0).getReg();
  66     }
  67     break;
  68   }
  69   return 0;
  70 }
  71
  72 unsigned X86InstrInfo::isStoreToStackSlot(MachineInstr *MI,
  73                                           int &FrameIndex) const {
  74   switch (MI->getOpcode()) {
  75   default: break;
  76   case X86::MOV8mr:
  77   case X86::MOV16mr:
  78   case X86::MOV32mr:
  79   case X86::FpSTP64m:
  80   case X86::MOVSSmr:
  81   case X86::MOVSDmr:
  82     if (MI->getOperand(0).isFrameIndex() && MI->getOperand(1).isImmediate() &&
  83         MI->getOperand(2).isRegister() && MI->getOperand(3).isImmediate() &&
  84         MI->getOperand(1).getImmedValue() == 1 &&
  85         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
  86         MI->getOperand(3).getImmedValue() == 0) {
  87       FrameIndex = MI->getOperand(0).getFrameIndex();
  88       return MI->getOperand(4).getReg();
  89     }
  90     break;
  91   }
  92   return 0;
  93 }
  94
  95
  96
  97 /// convertToThreeAddress - This method must be implemented by targets that
  98 /// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
  99 /// may be able to convert a two-address instruction into a true
 100 /// three-address instruction on demand.  This allows the X86 target (for
 101 /// example) to convert ADD and SHL instructions into LEA instructions if they
 102 /// would require register copies due to two-addressness.
 103 ///
 104 /// This method returns a null pointer if the transformation cannot be
 105 /// performed, otherwise it returns the new instruction.
 106 ///
 107 MachineInstr *X86InstrInfo::convertToThreeAddress(MachineInstr *MI) const {
 108   // All instructions input are two-addr instructions.  Get the known operands.
 109   unsigned Dest = MI->getOperand(0).getReg();
 110   unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
 111
 112   // FIXME: None of these instructions are promotable to LEAs without
 113   // additional information.  In particular, LEA doesn't set the flags that
 114   // add and inc do.  :(
 115   return 0;
 116
 117   // FIXME: 16-bit LEA's are really slow on Athlons, but not bad on P4's.  When
 118   // we have subtarget support, enable the 16-bit LEA generation here.
 119   bool DisableLEA16 = true;
 120
 121   switch (MI->getOpcode()) {
 122   case X86::INC32r:
 123     assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown inc instruction!");
 124     return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA32r, 5, Dest), Src, 1);
 125   case X86::INC16r:
 126     if (DisableLEA16) return 0;
 127     assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown inc instruction!");
 128     return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA16r, 5, Dest), Src, 1);
 129   case X86::DEC32r:
 130     assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown dec instruction!");
 131     return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA32r, 5, Dest), Src, -1);
 132   case X86::DEC16r:
 133     if (DisableLEA16) return 0;
 134     assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown dec instruction!");
 135     return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA16r, 5, Dest), Src, -1);
 136   case X86::ADD32rr:
 137     assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
 138     return addRegReg(BuildMI(X86::LEA32r, 5, Dest), Src,
 139                      MI->getOperand(2).getReg());
 140   case X86::ADD16rr:
 141     if (DisableLEA16) return 0;
 142     assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
 143     return addRegReg(BuildMI(X86::LEA16r, 5, Dest), Src,
 144                      MI->getOperand(2).getReg());
 145   case X86::ADD32ri:
 146     assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
 147     if (MI->getOperand(2).isImmediate())
 148       return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA32r, 5, Dest), Src,
 149                           MI->getOperand(2).getImmedValue());
 150     return 0;
 151   case X86::ADD16ri:
 152     if (DisableLEA16) return 0;
 153     assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
 154     if (MI->getOperand(2).isImmediate())
 155       return addRegOffset(BuildMI(X86::LEA16r, 5, Dest), Src,
 156                           MI->getOperand(2).getImmedValue());
 157     break;
 158
 159   case X86::SHL16ri:
 160     if (DisableLEA16) return 0;
 161   case X86::SHL32ri:
 162     assert(MI->getNumOperands() == 3 && MI->getOperand(2).isImmediate() &&
 163            "Unknown shl instruction!");
 164     unsigned ShAmt = MI->getOperand(2).getImmedValue();
 165     if (ShAmt == 1 || ShAmt == 2 || ShAmt == 3) {
 166       X86AddressMode AM;
 167       AM.Scale = 1 << ShAmt;
 168       AM.IndexReg = Src;
 169       unsigned Opc = MI->getOpcode() == X86::SHL32ri ? X86::LEA32r :X86::LEA16r;
 170       return addFullAddress(BuildMI(Opc, 5, Dest), AM);
 171     }
 172     break;
 173   }
 174
 175   return 0;
 176 }
 177
 178 /// commuteInstruction - We have a few instructions that must be hacked on to
 179 /// commute them.
 180 ///
 181 MachineInstr *X86InstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI) const {
 182   switch (MI->getOpcode()) {
 183   case X86::SHRD16rri8: // A = SHRD16rri8 B, C, I -> A = SHLD16rri8 C, B, (16-I)
 184   case X86::SHLD16rri8: // A = SHLD16rri8 B, C, I -> A = SHRD16rri8 C, B, (16-I)
 185   case X86::SHRD32rri8: // A = SHRD32rri8 B, C, I -> A = SHLD32rri8 C, B, (32-I)
 186   case X86::SHLD32rri8:{// A = SHLD32rri8 B, C, I -> A = SHRD32rri8 C, B, (32-I)
 187     unsigned Opc;
 188     unsigned Size;
 189     switch (MI->getOpcode()) {
 190     default: assert(0 && "Unreachable!");
 191     case X86::SHRD16rri8: Size = 16; Opc = X86::SHLD16rri8; break;
 192     case X86::SHLD16rri8: Size = 16; Opc = X86::SHRD16rri8; break;
 193     case X86::SHRD32rri8: Size = 32; Opc = X86::SHLD32rri8; break;
 194     case X86::SHLD32rri8: Size = 32; Opc = X86::SHRD32rri8; break;
 195     }
 196     unsigned Amt = MI->getOperand(3).getImmedValue();
 197     unsigned A = MI->getOperand(0).getReg();
 198     unsigned B = MI->getOperand(1).getReg();
 199     unsigned C = MI->getOperand(2).getReg();
 200     return BuildMI(Opc, 3, A).addReg(C).addReg(B).addImm(Size-Amt);
 201   }
 202   default:
 203     return TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI);
 204   }
 205 }
 206
 207
 208 void X86InstrInfo::insertGoto(MachineBasicBlock& MBB,
 209                               MachineBasicBlock& TMBB) const {
 210   BuildMI(MBB, MBB.end(), X86::JMP, 1).addMBB(&TMBB);
 211 }
 212
 213 MachineBasicBlock::iterator
 214 X86InstrInfo::reverseBranchCondition(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 215   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
 216   assert(isBranch(Opcode) && "MachineInstr must be a branch");
 217   unsigned ROpcode;
 218   switch (Opcode) {
 219   default: assert(0 && "Cannot reverse unconditional branches!");
 220   case X86::JB:  ROpcode = X86::JAE; break;
 221   case X86::JAE: ROpcode = X86::JB;  break;
 222   case X86::JE:  ROpcode = X86::JNE; break;
 223   case X86::JNE: ROpcode = X86::JE;  break;
 224   case X86::JBE: ROpcode = X86::JA;  break;
 225   case X86::JA:  ROpcode = X86::JBE; break;
 226   case X86::JS:  ROpcode = X86::JNS; break;
 227   case X86::JNS: ROpcode = X86::JS;  break;
 228   case X86::JP:  ROpcode = X86::JNP; break;
 229   case X86::JNP: ROpcode = X86::JP;  break;
 230   case X86::JL:  ROpcode = X86::JGE; break;
 231   case X86::JGE: ROpcode = X86::JL;  break;
 232   case X86::JLE: ROpcode = X86::JG;  break;
 233   case X86::JG:  ROpcode = X86::JLE; break;
 234   }
 235   MachineBasicBlock* MBB = MI->getParent();
 236   MachineBasicBlock* TMBB = MI->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
 237   return BuildMI(*MBB, MBB->erase(MI), ROpcode, 1).addMBB(TMBB);
 238 }
 239