lib/Target/Mips/MipsISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- MipsISelDAGToDAG.cpp - A dag to dag inst selector for Mips --------===//
   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 an instruction selector for the MIPS target.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "mips-isel"
  15 #include "Mips.h"
  16 #include "MipsISelLowering.h"
  17 #include "MipsMachineFunction.h"
  18 #include "MipsRegisterInfo.h"
  19 #include "MipsSubtarget.h"
  20 #include "MipsTargetMachine.h"
  21 #include "llvm/GlobalValue.h"
  22 #include "llvm/Instructions.h"
  23 #include "llvm/Intrinsics.h"
  24 #include "llvm/Support/CFG.h"
  25 #include "llvm/Type.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  33 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  34 #include "llvm/Support/Debug.h"
  35 using namespace llvm;
  36
  37 //===----------------------------------------------------------------------===//
  38 // Instruction Selector Implementation
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 // MipsDAGToDAGISel - MIPS specific code to select MIPS machine
  43 // instructions for SelectionDAG operations.
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 namespace {
  46
  47 class VISIBILITY_HIDDEN MipsDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  48
  49   /// TM - Keep a reference to MipsTargetMachine.
  50   MipsTargetMachine &TM;
  51
  52   /// Subtarget - Keep a pointer to the MipsSubtarget around so that we can
  53   /// make the right decision when generating code for different targets.
  54   const MipsSubtarget &Subtarget;
  55
  56 public:
  57   explicit MipsDAGToDAGISel(MipsTargetMachine &tm) :
  58   SelectionDAGISel(tm),
  59   TM(tm), Subtarget(tm.getSubtarget<MipsSubtarget>()) {}
  60
  61   virtual void InstructionSelect();
  62
  63   // Pass Name
  64   virtual const char *getPassName() const {
  65     return "MIPS DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
  66   }
  67
  68
  69 private:
  70   // Include the pieces autogenerated from the target description.
  71   #include "MipsGenDAGISel.inc"
  72
  73   /// getTargetMachine - Return a reference to the TargetMachine, casted
  74   /// to the target-specific type.
  75   const MipsTargetMachine &getTargetMachine() {
  76     return static_cast<const MipsTargetMachine &>(TM);
  77   }
  78
  79   /// getInstrInfo - Return a reference to the TargetInstrInfo, casted
  80   /// to the target-specific type.
  81   const MipsInstrInfo *getInstrInfo() {
  82     return getTargetMachine().getInstrInfo();
  83   }
  84
  85   SDNode *getGlobalBaseReg();
  86   SDNode *Select(SDValue N);
  87
  88   // Complex Pattern.
  89   bool SelectAddr(SDValue Op, SDValue N,
  90                   SDValue &Base, SDValue &Offset);
  91
  92
  93   // getI32Imm - Return a target constant with the specified
  94   // value, of type i32.
  95   inline SDValue getI32Imm(unsigned Imm) {
  96     return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i32);
  97   }
  98
  99
 100   #ifndef NDEBUG
 101   unsigned Indent;
 102   #endif
 103 };
 104
 105 }
 106
 107 /// InstructionSelect - This callback is invoked by
 108 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 109 void MipsDAGToDAGISel::
 110 InstructionSelect()
 111 {
 112   DEBUG(BB->dump());
 113   // Codegen the basic block.
 114   #ifndef NDEBUG
 115   DOUT << "===== Instruction selection begins:\n";
 116   Indent = 0;
 117   #endif
 118
 119   // Select target instructions for the DAG.
 120   SelectRoot(*CurDAG);
 121
 122   #ifndef NDEBUG
 123   DOUT << "===== Instruction selection ends:\n";
 124   #endif
 125
 126   CurDAG->RemoveDeadNodes();
 127 }
 128
 129 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 130 /// GOT address into a register.
 131 SDNode *MipsDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 132   MachineFunction *MF = BB->getParent();
 133   unsigned GlobalBaseReg = getInstrInfo()->getGlobalBaseReg(MF);
 134   return CurDAG->getRegister(GlobalBaseReg, TLI.getPointerTy()).getNode();
 135 }
 136
 137 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 138 /// Used on Mips Load/Store instructions
 139 bool MipsDAGToDAGISel::
 140 SelectAddr(SDValue Op, SDValue Addr, SDValue &Offset, SDValue &Base)
 141 {
 142   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 143   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 144     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 145     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 146     return true;
 147   }
 148
 149   // on PIC code Load GA
 150   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 151     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress) ||
 152         (Addr.getOpcode() == ISD::TargetJumpTable)){
 153       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 154       Offset = Addr;
 155       return true;
 156     }
 157   } else {
 158     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 159         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 160       return false;
 161   }
 162
 163   // Operand is a result from an ADD.
 164   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 165     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1))) {
 166       if (Predicate_immSExt16(CN)) {
 167
 168         // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 169         if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 170                                     (Addr.getOperand(0))) {
 171           Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 172         } else {
 173           Base = Addr.getOperand(0);
 174         }
 175
 176         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), MVT::i32);
 177         return true;
 178       }
 179     }
 180   }
 181
 182   Base   = Addr;
 183   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 184   return true;
 185 }
 186
 187 /// Select instructions not customized! Used for
 188 /// expanded, promoted and normal instructions
 189 SDNode* MipsDAGToDAGISel::
 190 Select(SDValue N)
 191 {
 192   SDNode *Node = N.getNode();
 193   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 194   DebugLoc dl = Node->getDebugLoc();
 195
 196   // Dump information about the Node being selected
 197   #ifndef NDEBUG
 198   DOUT << std::string(Indent, ' ') << "Selecting: ";
 199   DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 200   DOUT << "\n";
 201   Indent += 2;
 202   #endif
 203
 204   // If we have a custom node, we already have selected!
 205   if (Node->isMachineOpcode()) {
 206     #ifndef NDEBUG
 207     DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "== ";
 208     DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 209     DOUT << "\n";
 210     Indent -= 2;
 211     #endif
 212     return NULL;
 213   }
 214
 215   ///
 216   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 217   // tablegen selection should be handled here.
 218   ///
 219   switch(Opcode) {
 220
 221     default: break;
 222
 223     case ISD::SUBE:
 224     case ISD::ADDE: {
 225       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 226       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); Opc=Opc;
 227       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 228               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 229              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 230
 231       unsigned MOp;
 232       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 233         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 234         MOp = Mips::ADDu;
 235       } else {
 236         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 237         MOp = Mips::SUBu;
 238       }
 239
 240       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 241
 242       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 243       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 244
 245       MVT VT = LHS.getValueType();
 246       SDNode *Carry = CurDAG->getTargetNode(Mips::SLTu, dl, VT, Ops, 2);
 247       SDNode *AddCarry = CurDAG->getTargetNode(Mips::ADDu, dl, VT,
 248                                                SDValue(Carry,0), RHS);
 249
 250       return CurDAG->SelectNodeTo(N.getNode(), MOp, VT, MVT::Flag,
 251                                   LHS, SDValue(AddCarry,0));
 252     }
 253
 254     /// Mul/Div with two results
 255     case ISD::SDIVREM:
 256     case ISD::UDIVREM:
 257     case ISD::SMUL_LOHI:
 258     case ISD::UMUL_LOHI: {
 259       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 260       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 261
 262       unsigned Op;
 263       if (Opcode == ISD::UMUL_LOHI || Opcode == ISD::SMUL_LOHI)
 264         Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 265       else
 266         Op = (Opcode == ISD::UDIVREM ? Mips::DIVu : Mips::DIV);
 267
 268       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 269
 270       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 271       SDNode *Lo = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32,
 272                                          MVT::Flag, InFlag);
 273       InFlag = SDValue(Lo,1);
 274       SDNode *Hi = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 275
 276       if (!N.getValue(0).use_empty())
 277         ReplaceUses(N.getValue(0), SDValue(Lo,0));
 278
 279       if (!N.getValue(1).use_empty())
 280         ReplaceUses(N.getValue(1), SDValue(Hi,0));
 281
 282       return NULL;
 283     }
 284
 285     /// Special Muls
 286     case ISD::MUL:
 287     case ISD::MULHS:
 288     case ISD::MULHU: {
 289       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 290       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 291
 292       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 293       SDNode *MulNode = CurDAG->getTargetNode(MulOp, dl,
 294                                               MVT::Flag, MulOp1, MulOp2);
 295
 296       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 297
 298       if (MulOp == ISD::MUL)
 299         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, dl, MVT::i32, InFlag);
 300       else
 301         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, dl, MVT::i32, InFlag);
 302     }
 303
 304     /// Div/Rem operations
 305     case ISD::SREM:
 306     case ISD::UREM:
 307     case ISD::SDIV:
 308     case ISD::UDIV: {
 309       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 310       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 311
 312       unsigned Op, MOp;
 313       if (Opcode == ISD::SDIV || Opcode == ISD::UDIV) {
 314         Op  = (Opcode == ISD::SDIV ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 315         MOp = Mips::MFLO;
 316       } else {
 317         Op  = (Opcode == ISD::SREM ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 318         MOp = Mips::MFHI;
 319       }
 320       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, dl, MVT::Flag, Op1, Op2);
 321
 322       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 323       return CurDAG->getTargetNode(MOp, dl, MVT::i32, InFlag);
 324     }
 325
 326     // Get target GOT address.
 327     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE:
 328       return getGlobalBaseReg();
 329
 330     /// Handle direct and indirect calls when using PIC. On PIC, when
 331     /// GOT is smaller than about 64k (small code) the GA target is
 332     /// loaded with only one instruction. Otherwise GA's target must
 333     /// be loaded with 3 instructions.
 334     case MipsISD::JmpLink: {
 335       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 336         //bool isCodeLarge = (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large);
 337         SDValue Chain  = Node->getOperand(0);
 338         SDValue Callee = Node->getOperand(1);
 339         SDValue T9Reg = CurDAG->getRegister(Mips::T9, MVT::i32);
 340         SDValue InFlag(0, 0);
 341
 342         if ( (isa<GlobalAddressSDNode>(Callee)) ||
 343              (isa<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) )
 344         {
 345           /// Direct call for global addresses and external symbols
 346           SDValue GPReg = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 347
 348           // Use load to get GOT target
 349           SDValue Ops[] = { Callee, GPReg, Chain };
 350           SDValue Load = SDValue(CurDAG->getTargetNode(Mips::LW, dl, MVT::i32,
 351                                      MVT::Other, Ops, 3), 0);
 352           Chain = Load.getValue(1);
 353
 354           // Call target must be on T9
 355           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Load, InFlag);
 356         } else
 357           /// Indirect call
 358           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, dl, T9Reg, Callee, InFlag);
 359
 360         // Emit Jump and Link Register
 361         SDNode *ResNode = CurDAG->getTargetNode(Mips::JALR, dl, MVT::Other,
 362                                   MVT::Flag, T9Reg, Chain);
 363         Chain  = SDValue(ResNode, 0);
 364         InFlag = SDValue(ResNode, 1);
 365         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), Chain);
 366         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), InFlag);
 367         return ResNode;
 368       }
 369     }
 370   }
 371
 372   // Select the default instruction
 373   SDNode *ResNode = SelectCode(N);
 374
 375   #ifndef NDEBUG
 376   DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "=> ";
 377   if (ResNode == NULL || ResNode == N.getNode())
 378     DEBUG(N.getNode()->dump(CurDAG));
 379   else
 380     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 381   DOUT << "\n";
 382   Indent -= 2;
 383   #endif
 384
 385   return ResNode;
 386 }
 387
 388 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 389 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 390 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 391   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 392 }