82d167ed33fd8fc0e02e6a97fc5b2e0ffb94a9f1
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMISelLowering.h
1 //===-- ARMISelLowering.h - ARM 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 // This file defines the interfaces that ARM uses to lower LLVM code into a
11 // selection DAG.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef ARMISELLOWERING_H
16 #define ARMISELLOWERING_H
17
18 #include "ARMSubtarget.h"
19 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
20 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
23 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
24 #include <vector>
25
26 namespace llvm {
27   class ARMConstantPoolValue;
28
29   namespace ARMISD {
30     // ARM Specific DAG Nodes
31     enum NodeType {
32       // Start the numbering where the builtin ops and target ops leave off.
33       FIRST_NUMBER = ISD::BUILTIN_OP_END,
34
35       Wrapper,      // Wrapper - A wrapper node for TargetConstantPool,
36                     // TargetExternalSymbol, and TargetGlobalAddress.
37       WrapperDYN,   // WrapperDYN - A wrapper node for TargetGlobalAddress in
38                     // DYN mode.
39       WrapperPIC,   // WrapperPIC - A wrapper node for TargetGlobalAddress in
40                     // PIC mode.
41       WrapperJT,    // WrapperJT - A wrapper node for TargetJumpTable
42
43       CALL,         // Function call.
44       CALL_PRED,    // Function call that's predicable.
45       CALL_NOLINK,  // Function call with branch not branch-and-link.
46       tCALL,        // Thumb function call.
47       BRCOND,       // Conditional branch.
48       BR_JT,        // Jumptable branch.
49       BR2_JT,       // Jumptable branch (2 level - jumptable entry is a jump).
50       RET_FLAG,     // Return with a flag operand.
51
52       PIC_ADD,      // Add with a PC operand and a PIC label.
53
54       CMP,          // ARM compare instructions.
55       CMPZ,         // ARM compare that sets only Z flag.
56       CMPFP,        // ARM VFP compare instruction, sets FPSCR.
57       CMPFPw0,      // ARM VFP compare against zero instruction, sets FPSCR.
58       FMSTAT,       // ARM fmstat instruction.
59       CMOV,         // ARM conditional move instructions.
60
61       BCC_i64,
62
63       RBIT,         // ARM bitreverse instruction
64
65       FTOSI,        // FP to sint within a FP register.
66       FTOUI,        // FP to uint within a FP register.
67       SITOF,        // sint to FP within a FP register.
68       UITOF,        // uint to FP within a FP register.
69
70       SRL_FLAG,     // V,Flag = srl_flag X -> srl X, 1 + save carry out.
71       SRA_FLAG,     // V,Flag = sra_flag X -> sra X, 1 + save carry out.
72       RRX,          // V = RRX X, Flag     -> srl X, 1 + shift in carry flag.
73
74       VMOVRRD,      // double to two gprs.
75       VMOVDRR,      // Two gprs to double.
76
77       EH_SJLJ_SETJMP,         // SjLj exception handling setjmp.
78       EH_SJLJ_LONGJMP,        // SjLj exception handling longjmp.
79       EH_SJLJ_DISPATCHSETUP,  // SjLj exception handling dispatch setup.
80
81       TC_RETURN,    // Tail call return pseudo.
82
83       THREAD_POINTER,
84
85       DYN_ALLOC,    // Dynamic allocation on the stack.
86
87       MEMBARRIER,   // Memory barrier (DMB)
88       MEMBARRIER_MCR, // Memory barrier (MCR)
89
90       PRELOAD,      // Preload
91
92       VCEQ,         // Vector compare equal.
93       VCEQZ,        // Vector compare equal to zero.
94       VCGE,         // Vector compare greater than or equal.
95       VCGEZ,        // Vector compare greater than or equal to zero.
96       VCLEZ,        // Vector compare less than or equal to zero.
97       VCGEU,        // Vector compare unsigned greater than or equal.
98       VCGT,         // Vector compare greater than.
99       VCGTZ,        // Vector compare greater than zero.
100       VCLTZ,        // Vector compare less than zero.
101       VCGTU,        // Vector compare unsigned greater than.
102       VTST,         // Vector test bits.
103
104       // Vector shift by immediate:
105       VSHL,         // ...left
106       VSHRs,        // ...right (signed)
107       VSHRu,        // ...right (unsigned)
108       VSHLLs,       // ...left long (signed)
109       VSHLLu,       // ...left long (unsigned)
110       VSHLLi,       // ...left long (with maximum shift count)
111       VSHRN,        // ...right narrow
112
113       // Vector rounding shift by immediate:
114       VRSHRs,       // ...right (signed)
115       VRSHRu,       // ...right (unsigned)
116       VRSHRN,       // ...right narrow
117
118       // Vector saturating shift by immediate:
119       VQSHLs,       // ...left (signed)
120       VQSHLu,       // ...left (unsigned)
121       VQSHLsu,      // ...left (signed to unsigned)
122       VQSHRNs,      // ...right narrow (signed)
123       VQSHRNu,      // ...right narrow (unsigned)
124       VQSHRNsu,     // ...right narrow (signed to unsigned)
125
126       // Vector saturating rounding shift by immediate:
127       VQRSHRNs,     // ...right narrow (signed)
128       VQRSHRNu,     // ...right narrow (unsigned)
129       VQRSHRNsu,    // ...right narrow (signed to unsigned)
130
131       // Vector shift and insert:
132       VSLI,         // ...left
133       VSRI,         // ...right
134
135       // Vector get lane (VMOV scalar to ARM core register)
136       // (These are used for 8- and 16-bit element types only.)
137       VGETLANEu,    // zero-extend vector extract element
138       VGETLANEs,    // sign-extend vector extract element
139
140       // Vector move immediate and move negated immediate:
141       VMOVIMM,
142       VMVNIMM,
143
144       // Vector duplicate:
145       VDUP,
146       VDUPLANE,
147
148       // Vector shuffles:
149       VEXT,         // extract
150       VREV64,       // reverse elements within 64-bit doublewords
151       VREV32,       // reverse elements within 32-bit words
152       VREV16,       // reverse elements within 16-bit halfwords
153       VZIP,         // zip (interleave)
154       VUZP,         // unzip (deinterleave)
155       VTRN,         // transpose
156       VTBL1,        // 1-register shuffle with mask
157       VTBL2,        // 2-register shuffle with mask
158
159       // Vector multiply long:
160       VMULLs,       // ...signed
161       VMULLu,       // ...unsigned
162
163       // Operands of the standard BUILD_VECTOR node are not legalized, which
164       // is fine if BUILD_VECTORs are always lowered to shuffles or other
165       // operations, but for ARM some BUILD_VECTORs are legal as-is and their
166       // operands need to be legalized.  Define an ARM-specific version of
167       // BUILD_VECTOR for this purpose.
168       BUILD_VECTOR,
169
170       // Floating-point max and min:
171       FMAX,
172       FMIN,
173
174       // Bit-field insert
175       BFI,
176
177       // Vector OR with immediate
178       VORRIMM,
179       // Vector AND with NOT of immediate
180       VBICIMM,
181
182       // Vector bitwise select
183       VBSL,
184
185       // Vector load N-element structure to all lanes:
186       VLD2DUP = ISD::FIRST_TARGET_MEMORY_OPCODE,
187       VLD3DUP,
188       VLD4DUP,
189
190       // NEON loads with post-increment base updates:
191       VLD1_UPD,
192       VLD2_UPD,
193       VLD3_UPD,
194       VLD4_UPD,
195       VLD2LN_UPD,
196       VLD3LN_UPD,
197       VLD4LN_UPD,
198       VLD2DUP_UPD,
199       VLD3DUP_UPD,
200       VLD4DUP_UPD,
201
202       // NEON stores with post-increment base updates:
203       VST1_UPD,
204       VST2_UPD,
205       VST3_UPD,
206       VST4_UPD,
207       VST2LN_UPD,
208       VST3LN_UPD,
209       VST4LN_UPD
210     };
211   }
212
213   /// Define some predicates that are used for node matching.
214   namespace ARM {
215     /// getVFPf32Imm / getVFPf64Imm - If the given fp immediate can be
216     /// materialized with a VMOV.f32 / VMOV.f64 (i.e. fconsts / fconstd)
217     /// instruction, returns its 8-bit integer representation. Otherwise,
218     /// returns -1.
219     int getVFPf32Imm(const APFloat &FPImm);
220     int getVFPf64Imm(const APFloat &FPImm);
221     bool isBitFieldInvertedMask(unsigned v);
222   }
223
224   //===--------------------------------------------------------------------===//
225   //  ARMTargetLowering - ARM Implementation of the TargetLowering interface
226
227   class ARMTargetLowering : public TargetLowering {
228   public:
229     explicit ARMTargetLowering(TargetMachine &TM);
230
231     virtual unsigned getJumpTableEncoding(void) const;
232
233     virtual SDValue LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
234
235     /// ReplaceNodeResults - Replace the results of node with an illegal result
236     /// type with new values built out of custom code.
237     ///
238     virtual void ReplaceNodeResults(SDNode *N, SmallVectorImpl<SDValue>&Results,
239                                     SelectionDAG &DAG) const;
240
241     virtual const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const;
242
243     virtual MachineBasicBlock *
244       EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
245                                   MachineBasicBlock *MBB) const;
246
247     virtual SDValue PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const;
248
249     bool isDesirableToTransformToIntegerOp(unsigned Opc, EVT VT) const;
250
251     /// allowsUnalignedMemoryAccesses - Returns true if the target allows
252     /// unaligned memory accesses. of the specified type.
253     /// FIXME: Add getOptimalMemOpType to implement memcpy with NEON?
254     virtual bool allowsUnalignedMemoryAccesses(EVT VT) const;
255
256     /// isLegalAddressingMode - Return true if the addressing mode represented
257     /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
258     virtual bool isLegalAddressingMode(const AddrMode &AM, const Type *Ty)const;
259     bool isLegalT2ScaledAddressingMode(const AddrMode &AM, EVT VT) const;
260
261     /// isLegalICmpImmediate - Return true if the specified immediate is legal
262     /// icmp immediate, that is the target has icmp instructions which can
263     /// compare a register against the immediate without having to materialize
264     /// the immediate into a register.
265     virtual bool isLegalICmpImmediate(int64_t Imm) const;
266
267     /// isLegalAddImmediate - Return true if the specified immediate is legal
268     /// add immediate, that is the target has add instructions which can
269     /// add a register and the immediate without having to materialize
270     /// the immediate into a register.
271     virtual bool isLegalAddImmediate(int64_t Imm) const;
272
273     /// getPreIndexedAddressParts - returns true by value, base pointer and
274     /// offset pointer and addressing mode by reference if the node's address
275     /// can be legally represented as pre-indexed load / store address.
276     virtual bool getPreIndexedAddressParts(SDNode *N, SDValue &Base,
277                                            SDValue &Offset,
278                                            ISD::MemIndexedMode &AM,
279                                            SelectionDAG &DAG) const;
280
281     /// getPostIndexedAddressParts - returns true by value, base pointer and
282     /// offset pointer and addressing mode by reference if this node can be
283     /// combined with a load / store to form a post-indexed load / store.
284     virtual bool getPostIndexedAddressParts(SDNode *N, SDNode *Op,
285                                             SDValue &Base, SDValue &Offset,
286                                             ISD::MemIndexedMode &AM,
287                                             SelectionDAG &DAG) const;
288
289     virtual void computeMaskedBitsForTargetNode(const SDValue Op,
290                                                 const APInt &Mask,
291                                                 APInt &KnownZero,
292                                                 APInt &KnownOne,
293                                                 const SelectionDAG &DAG,
294                                                 unsigned Depth) const;
295
296
297     virtual bool ExpandInlineAsm(CallInst *CI) const;
298
299     ConstraintType getConstraintType(const std::string &Constraint) const;
300
301     /// Examine constraint string and operand type and determine a weight value.
302     /// The operand object must already have been set up with the operand type.
303     ConstraintWeight getSingleConstraintMatchWeight(
304       AsmOperandInfo &info, const char *constraint) const;
305
306     std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass*>
307       getRegForInlineAsmConstraint(const std::string &Constraint,
308                                    EVT VT) const;
309     std::vector<unsigned>
310     getRegClassForInlineAsmConstraint(const std::string &Constraint,
311                                       EVT VT) const;
312
313     /// LowerAsmOperandForConstraint - Lower the specified operand into the Ops
314     /// vector.  If it is invalid, don't add anything to Ops. If hasMemory is
315     /// true it means one of the asm constraint of the inline asm instruction
316     /// being processed is 'm'.
317     virtual void LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op,
318                                               char ConstraintLetter,
319                                               std::vector<SDValue> &Ops,
320                                               SelectionDAG &DAG) const;
321
322     const ARMSubtarget* getSubtarget() const {
323       return Subtarget;
324     }
325
326     /// getRegClassFor - Return the register class that should be used for the
327     /// specified value type.
328     virtual TargetRegisterClass *getRegClassFor(EVT VT) const;
329
330     /// getFunctionAlignment - Return the Log2 alignment of this function.
331     virtual unsigned getFunctionAlignment(const Function *F) const;
332
333     /// getMaximalGlobalOffset - Returns the maximal possible offset which can
334     /// be used for loads / stores from the global.
335     virtual unsigned getMaximalGlobalOffset() const;
336
337     /// createFastISel - This method returns a target specific FastISel object,
338     /// or null if the target does not support "fast" ISel.
339     virtual FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo) const;
340
341     Sched::Preference getSchedulingPreference(SDNode *N) const;
342
343     bool isShuffleMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &M, EVT VT) const;
344     bool isOffsetFoldingLegal(const GlobalAddressSDNode *GA) const;
345
346     /// isFPImmLegal - Returns true if the target can instruction select the
347     /// specified FP immediate natively. If false, the legalizer will
348     /// materialize the FP immediate as a load from a constant pool.
349     virtual bool isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const;
350
351     virtual bool getTgtMemIntrinsic(IntrinsicInfo &Info,
352                                     const CallInst &I,
353                                     unsigned Intrinsic) const;
354   protected:
355     std::pair<const TargetRegisterClass*, uint8_t>
356     findRepresentativeClass(EVT VT) const;
357
358   private:
359     /// Subtarget - Keep a pointer to the ARMSubtarget around so that we can
360     /// make the right decision when generating code for different targets.
361     const ARMSubtarget *Subtarget;
362
363     const TargetRegisterInfo *RegInfo;
364
365     const InstrItineraryData *Itins;
366
367     /// ARMPCLabelIndex - Keep track of the number of ARM PC labels created.
368     ///
369     unsigned ARMPCLabelIndex;
370
371     void addTypeForNEON(EVT VT, EVT PromotedLdStVT, EVT PromotedBitwiseVT);
372     void addDRTypeForNEON(EVT VT);
373     void addQRTypeForNEON(EVT VT);
374
375     typedef SmallVector<std::pair<unsigned, SDValue>, 8> RegsToPassVector;
376     void PassF64ArgInRegs(DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
377                           SDValue Chain, SDValue &Arg,
378                           RegsToPassVector &RegsToPass,
379                           CCValAssign &VA, CCValAssign &NextVA,
380                           SDValue &StackPtr,
381                           SmallVector<SDValue, 8> &MemOpChains,
382                           ISD::ArgFlagsTy Flags) const;
383     SDValue GetF64FormalArgument(CCValAssign &VA, CCValAssign &NextVA,
384                                  SDValue &Root, SelectionDAG &DAG,
385                                  DebugLoc dl) const;
386
387     CCAssignFn *CCAssignFnForNode(CallingConv::ID CC, bool Return,
388                                   bool isVarArg) const;
389     SDValue LowerMemOpCallTo(SDValue Chain, SDValue StackPtr, SDValue Arg,
390                              DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
391                              const CCValAssign &VA,
392                              ISD::ArgFlagsTy Flags) const;
393     SDValue LowerEH_SJLJ_SETJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
394     SDValue LowerEH_SJLJ_LONGJMP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
395     SDValue LowerEH_SJLJ_DISPATCHSETUP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
396     SDValue LowerINTRINSIC_WO_CHAIN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
397                                     const ARMSubtarget *Subtarget) const;
398     SDValue LowerBlockAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
399     SDValue LowerGlobalAddressDarwin(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
400     SDValue LowerGlobalAddressELF(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
401     SDValue LowerGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
402     SDValue LowerToTLSGeneralDynamicModel(GlobalAddressSDNode *GA,
403                                             SelectionDAG &DAG) const;
404     SDValue LowerToTLSExecModels(GlobalAddressSDNode *GA,
405                                    SelectionDAG &DAG) const;
406     SDValue LowerGLOBAL_OFFSET_TABLE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
407     SDValue LowerBR_JT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
408     SDValue LowerSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
409     SDValue LowerSELECT_CC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
410     SDValue LowerBR_CC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
411     SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
412     SDValue LowerRETURNADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
413     SDValue LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
414     SDValue LowerShiftRightParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
415     SDValue LowerShiftLeftParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
416     SDValue LowerFLT_ROUNDS_(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
417     SDValue LowerBUILD_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
418                               const ARMSubtarget *ST) const;
419
420     SDValue ReconstructShuffle(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
421
422     SDValue LowerCallResult(SDValue Chain, SDValue InFlag,
423                             CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
424                             const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
425                             DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
426                             SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
427
428     virtual SDValue
429       LowerFormalArguments(SDValue Chain,
430                            CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
431                            const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
432                            DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
433                            SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
434
435     void VarArgStyleRegisters(CCState &CCInfo, SelectionDAG &DAG,
436                               DebugLoc dl, SDValue &Chain, unsigned ArgOffset)
437       const;
438
439     void computeRegArea(CCState &CCInfo, MachineFunction &MF,
440                         unsigned &VARegSize, unsigned &VARegSaveSize) const;
441
442     virtual SDValue
443       LowerCall(SDValue Chain, SDValue Callee,
444                 CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
445                 bool &isTailCall,
446                 const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
447                 const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
448                 const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
449                 DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG,
450                 SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const;
451
452     /// HandleByVal - Target-specific cleanup for ByVal support.
453     virtual void HandleByVal(CCState *, unsigned &) const;
454
455     /// IsEligibleForTailCallOptimization - Check whether the call is eligible
456     /// for tail call optimization. Targets which want to do tail call
457     /// optimization should implement this function.
458     bool IsEligibleForTailCallOptimization(SDValue Callee,
459                                            CallingConv::ID CalleeCC,
460                                            bool isVarArg,
461                                            bool isCalleeStructRet,
462                                            bool isCallerStructRet,
463                                     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
464                                     const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
465                                     const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
466                                            SelectionDAG& DAG) const;
467     virtual SDValue
468       LowerReturn(SDValue Chain,
469                   CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
470                   const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
471                   const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
472                   DebugLoc dl, SelectionDAG &DAG) const;
473
474     virtual bool isUsedByReturnOnly(SDNode *N) const;
475
476     virtual bool mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const;
477
478     SDValue getARMCmp(SDValue LHS, SDValue RHS, ISD::CondCode CC,
479                       SDValue &ARMcc, SelectionDAG &DAG, DebugLoc dl) const;
480     SDValue getVFPCmp(SDValue LHS, SDValue RHS,
481                       SelectionDAG &DAG, DebugLoc dl) const;
482     SDValue duplicateCmp(SDValue Cmp, SelectionDAG &DAG) const;
483
484     SDValue OptimizeVFPBrcond(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
485
486     MachineBasicBlock *EmitAtomicCmpSwap(MachineInstr *MI,
487                                          MachineBasicBlock *BB,
488                                          unsigned Size) const;
489     MachineBasicBlock *EmitAtomicBinary(MachineInstr *MI,
490                                         MachineBasicBlock *BB,
491                                         unsigned Size,
492                                         unsigned BinOpcode) const;
493     MachineBasicBlock * EmitAtomicBinaryMinMax(MachineInstr *MI,
494                                                MachineBasicBlock *BB,
495                                                unsigned Size,
496                                                bool signExtend,
497                                                ARMCC::CondCodes Cond) const;
498
499     bool RemapAddSubWithFlags(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *BB) const;
500   };
501
502   enum NEONModImmType {
503     VMOVModImm,
504     VMVNModImm,
505     OtherModImm
506   };
507
508
509   namespace ARM {
510     FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo);
511   }
512 }
513
514 #endif  // ARMISELLOWERING_H