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