Teach tblgen's set theory "sequence" operator to support an optional stride operand.
[oota-llvm.git] / lib / Target / PTX / PTXISelLowering.cpp
index d38abf1a3c902c9127072581892dd7b640131329..4d5e9bf1a60c201d46e6cb8669a1f0d30780f0ee 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "PTXISelLowering.h"
+#include "PTX.h"
+#include "PTXMachineFunctionInfo.h"
 #include "PTXRegisterInfo.h"
+#include "PTXSubtarget.h"
+#include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
 #include "llvm/CodeGen/TargetLoweringObjectFileImpl.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 
 using namespace llvm;
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// TargetLowering Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 PTXTargetLowering::PTXTargetLowering(TargetMachine &TM)
   : TargetLowering(TM, new TargetLoweringObjectFileELF()) {
   // Set up the register classes.
-  addRegisterClass(MVT::i1, PTX::PredsRegisterClass);
+  addRegisterClass(MVT::i1,  &PTX::RegPredRegClass);
+  addRegisterClass(MVT::i16, &PTX::RegI16RegClass);
+  addRegisterClass(MVT::i32, &PTX::RegI32RegClass);
+  addRegisterClass(MVT::i64, &PTX::RegI64RegClass);
+  addRegisterClass(MVT::f32, &PTX::RegF32RegClass);
+  addRegisterClass(MVT::f64, &PTX::RegF64RegClass);
+
+  setBooleanContents(ZeroOrOneBooleanContent);
+  setBooleanVectorContents(ZeroOrOneBooleanContent); // FIXME: Is this correct?
+  setMinFunctionAlignment(2);
+
+  // Let LLVM use loads/stores for all mem* operations
+  maxStoresPerMemcpy  = 4096;
+  maxStoresPerMemmove = 4096;
+  maxStoresPerMemset  = 4096;
+
+  ////////////////////////////////////
+  /////////// Expansion //////////////
+  ////////////////////////////////////
+
+  // (any/zero/sign) extload => load + (any/zero/sign) extend
+
+  setLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, MVT::i16, Expand);
+  setLoadExtAction(ISD::ZEXTLOAD, MVT::i16, Expand);
+  setLoadExtAction(ISD::SEXTLOAD, MVT::i16, Expand);
+
+  // f32 extload => load + fextend
+
+  setLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, MVT::f32, Expand);
+
+  // f64 truncstore => trunc + store
+
+  setTruncStoreAction(MVT::f64, MVT::f32, Expand);
+
+  // sign_extend_inreg => sign_extend
+
+  setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i1, Expand);
+
+  // br_cc => brcond
+
+  setOperationAction(ISD::BR_CC, MVT::Other, Expand);
+
+  // select_cc => setcc
+
+  setOperationAction(ISD::SELECT_CC, MVT::Other, Expand);
+  setOperationAction(ISD::SELECT_CC, MVT::f32, Expand);
+  setOperationAction(ISD::SELECT_CC, MVT::f64, Expand);
+
+  ////////////////////////////////////
+  //////////// Legal /////////////////
+  ////////////////////////////////////
+
+  setOperationAction(ISD::ConstantFP, MVT::f32, Legal);
+  setOperationAction(ISD::ConstantFP, MVT::f64, Legal);
+
+  ////////////////////////////////////
+  //////////// Custom ////////////////
+  ////////////////////////////////////
+
+  // customise setcc to use bitwise logic if possible
+
+  //setOperationAction(ISD::SETCC, MVT::i1, Custom);
+  setOperationAction(ISD::SETCC, MVT::i1, Legal);
+
+  // customize translation of memory addresses
+
+  setOperationAction(ISD::GlobalAddress, MVT::i32, Custom);
+  setOperationAction(ISD::GlobalAddress, MVT::i64, Custom);
 
   // Compute derived properties from the register classes
   computeRegisterProperties();
 }
 
+EVT PTXTargetLowering::getSetCCResultType(EVT VT) const {
+  return MVT::i1;
+}
+
+SDValue PTXTargetLowering::LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
+  switch (Op.getOpcode()) {
+    default:
+      llvm_unreachable("Unimplemented operand");
+    case ISD::SETCC:
+      return LowerSETCC(Op, DAG);
+    case ISD::GlobalAddress:
+      return LowerGlobalAddress(Op, DAG);
+  }
+}
+
 const char *PTXTargetLowering::getTargetNodeName(unsigned Opcode) const {
   switch (Opcode) {
-    default:           llvm_unreachable("Unknown opcode");
-    case PTXISD::EXIT: return "PTXISD::EXIT";
-    case PTXISD::RET:  return "PTXISD::RET";
+    default:
+      llvm_unreachable("Unknown opcode");
+    case PTXISD::COPY_ADDRESS:
+      return "PTXISD::COPY_ADDRESS";
+    case PTXISD::LOAD_PARAM:
+      return "PTXISD::LOAD_PARAM";
+    case PTXISD::STORE_PARAM:
+      return "PTXISD::STORE_PARAM";
+    case PTXISD::READ_PARAM:
+      return "PTXISD::READ_PARAM";
+    case PTXISD::WRITE_PARAM:
+      return "PTXISD::WRITE_PARAM";
+    case PTXISD::EXIT:
+      return "PTXISD::EXIT";
+    case PTXISD::RET:
+      return "PTXISD::RET";
+    case PTXISD::CALL:
+      return "PTXISD::CALL";
   }
 }
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//                      Custom Lower Operation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+SDValue PTXTargetLowering::LowerSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
+  assert(Op.getValueType() == MVT::i1 && "SetCC type must be 1-bit integer");
+  SDValue Op0 = Op.getOperand(0);
+  SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
+  SDValue Op2 = Op.getOperand(2);
+  DebugLoc dl = Op.getDebugLoc();
+  //ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(Op.getOperand(2))->get();
+
+  // Look for X == 0, X == 1, X != 0, or X != 1
+  // We can simplify these to bitwise logic
+
+  //if (Op1.getOpcode() == ISD::Constant &&
+  //    (cast<ConstantSDNode>(Op1)->getZExtValue() == 1 ||
+  //     cast<ConstantSDNode>(Op1)->isNullValue()) &&
+  //    (CC == ISD::SETEQ || CC == ISD::SETNE)) {
+  //
+  //  return DAG.getNode(ISD::AND, dl, MVT::i1, Op0, Op1);
+  //}
+
+  //ConstantSDNode* COp1 = cast<ConstantSDNode>(Op1);
+  //if(COp1 && COp1->getZExtValue() == 1) {
+  //  if(CC == ISD::SETNE) {
+  //    return DAG.getNode(PTX::XORripreds, dl, MVT::i1, Op0);
+  //  }
+  //}
+
+  llvm_unreachable("setcc was not matched by a pattern!");
+
+  return DAG.getNode(ISD::SETCC, dl, MVT::i1, Op0, Op1, Op2);
+}
+
+SDValue PTXTargetLowering::
+LowerGlobalAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
+  EVT PtrVT = getPointerTy();
+  DebugLoc dl = Op.getDebugLoc();
+  const GlobalValue *GV = cast<GlobalAddressSDNode>(Op)->getGlobal();
+
+  assert(PtrVT.isSimple() && "Pointer must be to primitive type.");
+
+  SDValue targetGlobal = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, dl, PtrVT);
+  SDValue movInstr = DAG.getNode(PTXISD::COPY_ADDRESS,
+                                 dl,
+                                 PtrVT.getSimpleVT(),
+                                 targetGlobal);
+
+  return movInstr;
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                      Calling Convention Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -48,6 +211,78 @@ SDValue PTXTargetLowering::
                        DebugLoc dl,
                        SelectionDAG &DAG,
                        SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
+  if (isVarArg) llvm_unreachable("PTX does not support varargs");
+
+  MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
+  const PTXSubtarget& ST = getTargetMachine().getSubtarget<PTXSubtarget>();
+  PTXMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<PTXMachineFunctionInfo>();
+  PTXParamManager &PM = MFI->getParamManager();
+
+  switch (CallConv) {
+    default:
+      llvm_unreachable("Unsupported calling convention");
+    case CallingConv::PTX_Kernel:
+      MFI->setKernel(true);
+      break;
+    case CallingConv::PTX_Device:
+      MFI->setKernel(false);
+      break;
+  }
+
+  // We do one of two things here:
+  // IsKernel || SM >= 2.0  ->  Use param space for arguments
+  // SM < 2.0               ->  Use registers for arguments
+  if (MFI->isKernel() || ST.useParamSpaceForDeviceArgs()) {
+    // We just need to emit the proper LOAD_PARAM ISDs
+    for (unsigned i = 0, e = Ins.size(); i != e; ++i) {
+      assert((!MFI->isKernel() || Ins[i].VT != MVT::i1) &&
+             "Kernels cannot take pred operands");
+
+      unsigned ParamSize = Ins[i].VT.getStoreSizeInBits();
+      unsigned Param = PM.addArgumentParam(ParamSize);
+      const std::string &ParamName = PM.getParamName(Param);
+      SDValue ParamValue = DAG.getTargetExternalSymbol(ParamName.c_str(),
+                                                       MVT::Other);
+      SDValue ArgValue = DAG.getNode(PTXISD::LOAD_PARAM, dl, Ins[i].VT, Chain,
+                                     ParamValue);
+      InVals.push_back(ArgValue);
+    }
+  }
+  else {
+    for (unsigned i = 0, e = Ins.size(); i != e; ++i) {
+      EVT                        RegVT = Ins[i].VT;
+      const TargetRegisterClass* TRC   = getRegClassFor(RegVT);
+      unsigned                   RegType;
+
+      // Determine which register class we need
+      if (RegVT == MVT::i1)
+        RegType = PTXRegisterType::Pred;
+      else if (RegVT == MVT::i16)
+        RegType = PTXRegisterType::B16;
+      else if (RegVT == MVT::i32)
+        RegType = PTXRegisterType::B32;
+      else if (RegVT == MVT::i64)
+        RegType = PTXRegisterType::B64;
+      else if (RegVT == MVT::f32)
+        RegType = PTXRegisterType::F32;
+      else if (RegVT == MVT::f64)
+        RegType = PTXRegisterType::F64;
+      else
+        llvm_unreachable("Unknown parameter type");
+
+      // Use a unique index in the instruction to prevent instruction folding.
+      // Yes, this is a hack.
+      SDValue Index = DAG.getTargetConstant(i, MVT::i32);
+      unsigned Reg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(TRC);
+      SDValue ArgValue = DAG.getNode(PTXISD::READ_PARAM, dl, RegVT, Chain,
+                                     Index);
+
+      InVals.push_back(ArgValue);
+
+      MFI->addRegister(Reg, RegType, PTXRegisterSpace::Argument);
+    }
+  }
+
   return Chain;
 }
 
@@ -59,7 +294,7 @@ SDValue PTXTargetLowering::
               const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
               DebugLoc dl,
               SelectionDAG &DAG) const {
-  assert(!isVarArg && "PTX does not support var args.");
+  if (isVarArg) llvm_unreachable("PTX does not support varargs");
 
   switch (CallConv) {
     default:
@@ -72,12 +307,210 @@ SDValue PTXTargetLowering::
       break;
   }
 
-  // PTX_Device
+  MachineFunction& MF = DAG.getMachineFunction();
+  PTXMachineFunctionInfo *MFI = MF.getInfo<PTXMachineFunctionInfo>();
+  PTXParamManager &PM = MFI->getParamManager();
+
+  SDValue Flag;
+  const PTXSubtarget& ST = getTargetMachine().getSubtarget<PTXSubtarget>();
+
+  if (ST.useParamSpaceForDeviceArgs()) {
+    assert(Outs.size() < 2 && "Device functions can return at most one value");
+
+    if (Outs.size() == 1) {
+      unsigned ParamSize = OutVals[0].getValueType().getSizeInBits();
+      unsigned Param = PM.addReturnParam(ParamSize);
+      const std::string &ParamName = PM.getParamName(Param);
+      SDValue ParamValue = DAG.getTargetExternalSymbol(ParamName.c_str(),
+                                                       MVT::Other);
+      Chain = DAG.getNode(PTXISD::STORE_PARAM, dl, MVT::Other, Chain,
+                          ParamValue, OutVals[0]);
+    }
+  } else {
+    for (unsigned i = 0, e = Outs.size(); i != e; ++i) {
+      EVT                        RegVT = Outs[i].VT;
+      const TargetRegisterClass* TRC;
+      unsigned                   RegType;
 
-  if (Outs.size() == 0)
+      // Determine which register class we need
+      if (RegVT == MVT::i1) {
+        TRC = &PTX::RegPredRegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::Pred;
+      } else if (RegVT == MVT::i16) {
+        TRC = &PTX::RegI16RegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::B16;
+      } else if (RegVT == MVT::i32) {
+        TRC = &PTX::RegI32RegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::B32;
+      } else if (RegVT == MVT::i64) {
+        TRC = &PTX::RegI64RegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::B64;
+      } else if (RegVT == MVT::f32) {
+        TRC = &PTX::RegF32RegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::F32;
+      } else if (RegVT == MVT::f64) {
+        TRC = &PTX::RegF64RegClass;
+        RegType = PTXRegisterType::F64;
+      } else {
+        llvm_unreachable("Unknown parameter type");
+      }
+
+      unsigned Reg = MF.getRegInfo().createVirtualRegister(TRC);
+
+      SDValue Copy = DAG.getCopyToReg(Chain, dl, Reg, OutVals[i]/*, Flag*/);
+      SDValue OutReg = DAG.getRegister(Reg, RegVT);
+
+      Chain = DAG.getNode(PTXISD::WRITE_PARAM, dl, MVT::Other, Copy, OutReg);
+
+      MFI->addRegister(Reg, RegType, PTXRegisterSpace::Return);
+    }
+  }
+
+  if (Flag.getNode() == 0) {
     return DAG.getNode(PTXISD::RET, dl, MVT::Other, Chain);
+  }
+  else {
+    return DAG.getNode(PTXISD::RET, dl, MVT::Other, Chain, Flag);
+  }
+}
 
-  // TODO: allocate return register
-  SDValue Flag;
-  return DAG.getNode(PTXISD::RET, dl, MVT::Other, Chain, Flag);
+SDValue
+PTXTargetLowering::LowerCall(SDValue Chain, SDValue Callee,
+                             CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
+                             bool doesNotRet, bool &isTailCall,
+                             const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
+                             const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
+                             const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
+                             DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
+                             SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
+
+  MachineFunction& MF = DAG.getMachineFunction();
+  PTXMachineFunctionInfo *PTXMFI = MF.getInfo<PTXMachineFunctionInfo>();
+  PTXParamManager &PM = PTXMFI->getParamManager();
+  MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
+
+  assert(getTargetMachine().getSubtarget<PTXSubtarget>().callsAreHandled() &&
+         "Calls are not handled for the target device");
+
+  // Identify the callee function
+  const GlobalValue *GV = cast<GlobalAddressSDNode>(Callee)->getGlobal();
+  const Function *function = cast<Function>(GV);
+
+  // allow non-device calls only for printf
+  bool isPrintf = function->getName() == "printf" || function->getName() == "puts";
+
+  assert((isPrintf || function->getCallingConv() == CallingConv::PTX_Device) &&
+                        "PTX function calls must be to PTX device functions");
+
+  unsigned outSize = isPrintf ? 2 : Outs.size();
+
+  std::vector<SDValue> Ops;
+  // The layout of the ops will be [Chain, #Ins, Ins, Callee, #Outs, Outs]
+  Ops.resize(outSize + Ins.size() + 4);
+
+  Ops[0] = Chain;
+
+  // Identify the callee function
+  Callee = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, dl, getPointerTy());
+  Ops[Ins.size()+2] = Callee;
+
+  // #Outs
+  Ops[Ins.size()+3] = DAG.getTargetConstant(outSize, MVT::i32);
+
+  if (isPrintf) {
+    // first argument is the address of the global string variable in memory
+    unsigned Param0 = PM.addLocalParam(getPointerTy().getSizeInBits());
+    SDValue ParamValue0 = DAG.getTargetExternalSymbol(PM.getParamName(Param0).c_str(),
+                                                      MVT::Other);
+    Chain = DAG.getNode(PTXISD::STORE_PARAM, dl, MVT::Other, Chain,
+                        ParamValue0, OutVals[0]);
+    Ops[Ins.size()+4] = ParamValue0;
+
+    // alignment is the maximum size of all the arguments
+    unsigned alignment = 0;
+    for (unsigned i = 1; i < OutVals.size(); ++i) {
+      alignment = std::max(alignment,
+                              OutVals[i].getValueType().getSizeInBits());
+    }
+
+    // size is the alignment multiplied by the number of arguments
+    unsigned size = alignment * (OutVals.size() - 1);
+
+    // second argument is the address of the stack object (unless no arguments)
+    unsigned Param1 = PM.addLocalParam(getPointerTy().getSizeInBits());
+    SDValue ParamValue1 = DAG.getTargetExternalSymbol(PM.getParamName(Param1).c_str(),
+                                                      MVT::Other);
+    Ops[Ins.size()+5] = ParamValue1;
+
+    if (size > 0)
+    {
+      // create a local stack object to store the arguments
+      unsigned StackObject = MFI->CreateStackObject(size / 8, alignment / 8, false);
+      SDValue FrameIndex = DAG.getFrameIndex(StackObject, getPointerTy());
+
+      // store each of the arguments to the stack in turn
+      for (unsigned int i = 1; i != OutVals.size(); i++) {
+        SDValue FrameAddr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, getPointerTy(), FrameIndex, DAG.getTargetConstant((i - 1) * 8, getPointerTy()));
+        Chain = DAG.getStore(Chain, dl, OutVals[i], FrameAddr,
+                             MachinePointerInfo(),
+                             false, false, 0);
+      }
+
+      // copy the address of the local frame index to get the address in non-local space
+      SDValue genericAddr = DAG.getNode(PTXISD::COPY_ADDRESS, dl, getPointerTy(), FrameIndex);
+
+      // store this address in the second argument
+      Chain = DAG.getNode(PTXISD::STORE_PARAM, dl, MVT::Other, Chain, ParamValue1, genericAddr);
+    }
+  }
+  else
+  {
+         // Generate STORE_PARAM nodes for each function argument.  In PTX, function
+         // arguments are explicitly stored into .param variables and passed as
+         // arguments. There is no register/stack-based calling convention in PTX.
+         for (unsigned i = 0; i != OutVals.size(); ++i) {
+               unsigned Size = OutVals[i].getValueType().getSizeInBits();
+               unsigned Param = PM.addLocalParam(Size);
+               const std::string &ParamName = PM.getParamName(Param);
+               SDValue ParamValue = DAG.getTargetExternalSymbol(ParamName.c_str(),
+                                                                                                                MVT::Other);
+               Chain = DAG.getNode(PTXISD::STORE_PARAM, dl, MVT::Other, Chain,
+                                                       ParamValue, OutVals[i]);
+               Ops[i+Ins.size()+4] = ParamValue;
+         }
+  }
+
+  std::vector<SDValue> InParams;
+
+  // Generate list of .param variables to hold the return value(s).
+  Ops[1] = DAG.getTargetConstant(Ins.size(), MVT::i32);
+  for (unsigned i = 0; i < Ins.size(); ++i) {
+    unsigned Size = Ins[i].VT.getStoreSizeInBits();
+    unsigned Param = PM.addLocalParam(Size);
+    const std::string &ParamName = PM.getParamName(Param);
+    SDValue ParamValue = DAG.getTargetExternalSymbol(ParamName.c_str(),
+                                                     MVT::Other);
+    Ops[i+2] = ParamValue;
+    InParams.push_back(ParamValue);
+  }
+
+  Ops[0] = Chain;
+
+  // Create the CALL node.
+  Chain = DAG.getNode(PTXISD::CALL, dl, MVT::Other, &Ops[0], Ops.size());
+
+  // Create the LOAD_PARAM nodes that retrieve the function return value(s).
+  for (unsigned i = 0; i < Ins.size(); ++i) {
+    SDValue Load = DAG.getNode(PTXISD::LOAD_PARAM, dl, Ins[i].VT, Chain,
+                               InParams[i]);
+    InVals.push_back(Load);
+  }
+
+  return Chain;
 }
+
+unsigned PTXTargetLowering::getNumRegisters(LLVMContext &Context, EVT VT) {
+  // All arguments consist of one "register," regardless of the type.
+  return 1;
+}
+