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 #include <queue>
  36 #include <set>
  37
  38 using namespace llvm;
  39
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41 // Instruction Selector Implementation
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43
  44 //===----------------------------------------------------------------------===//
  45 // MipsDAGToDAGISel - MIPS specific code to select MIPS machine
  46 // instructions for SelectionDAG operations.
  47 //===----------------------------------------------------------------------===//
  48 namespace {
  49
  50 class VISIBILITY_HIDDEN MipsDAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  51
  52   /// TM - Keep a reference to MipsTargetMachine.
  53   MipsTargetMachine &TM;
  54
  55   /// Subtarget - Keep a pointer to the MipsSubtarget around so that we can
  56   /// make the right decision when generating code for different targets.
  57   const MipsSubtarget &Subtarget;
  58
  59 public:
  60   explicit MipsDAGToDAGISel(MipsTargetMachine &tm) :
  61   SelectionDAGISel(*tm.getTargetLowering()),
  62   TM(tm), Subtarget(tm.getSubtarget<MipsSubtarget>()) {}
  63
  64   virtual void InstructionSelect();
  65
  66   // Pass Name
  67   virtual const char *getPassName() const {
  68     return "MIPS DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
  69   }
  70
  71
  72 private:
  73   // Include the pieces autogenerated from the target description.
  74   #include "MipsGenDAGISel.inc"
  75
  76   SDValue getGlobalBaseReg();
  77   SDNode *Select(SDValue N);
  78
  79   // Complex Pattern.
  80   bool SelectAddr(SDValue Op, SDValue N,
  81                   SDValue &Base, SDValue &Offset);
  82
  83
  84   // getI32Imm - Return a target constant with the specified
  85   // value, of type i32.
  86   inline SDValue getI32Imm(unsigned Imm) {
  87     return CurDAG->getTargetConstant(Imm, MVT::i32);
  88   }
  89
  90
  91   #ifndef NDEBUG
  92   unsigned Indent;
  93   #endif
  94 };
  95
  96 }
  97
  98 /// InstructionSelect - This callback is invoked by
  99 /// SelectionDAGISel when it has created a SelectionDAG for us to codegen.
 100 void MipsDAGToDAGISel::
 101 InstructionSelect()
 102 {
 103   DEBUG(BB->dump());
 104   // Codegen the basic block.
 105   #ifndef NDEBUG
 106   DOUT << "===== Instruction selection begins:\n";
 107   Indent = 0;
 108   #endif
 109
 110   // Select target instructions for the DAG.
 111   SelectRoot();
 112
 113   #ifndef NDEBUG
 114   DOUT << "===== Instruction selection ends:\n";
 115   #endif
 116
 117   CurDAG->RemoveDeadNodes();
 118 }
 119
 120 /// getGlobalBaseReg - Output the instructions required to put the
 121 /// GOT address into a register.
 122 SDValue MipsDAGToDAGISel::getGlobalBaseReg() {
 123   MachineFunction* MF = BB->getParent();
 124   unsigned GP = 0;
 125   for(MachineRegisterInfo::livein_iterator ii = MF->getRegInfo().livein_begin(),
 126         ee = MF->getRegInfo().livein_end(); ii != ee; ++ii)
 127     if (ii->first == Mips::GP) {
 128       GP = ii->second;
 129       break;
 130     }
 131   assert(GP && "GOT PTR not in liveins");
 132   return CurDAG->getCopyFromReg(CurDAG->getEntryNode(),
 133                                 GP, MVT::i32);
 134 }
 135
 136 /// ComplexPattern used on MipsInstrInfo
 137 /// Used on Mips Load/Store instructions
 138 bool MipsDAGToDAGISel::
 139 SelectAddr(SDValue Op, SDValue Addr, SDValue &Offset, SDValue &Base)
 140 {
 141   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 142   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 143     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 144     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 145     return true;
 146   }
 147
 148   // on PIC code Load GA
 149   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 150     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress) ||
 151         (Addr.getOpcode() == ISD::TargetJumpTable)){
 152       Base   = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 153       Offset = Addr;
 154       return true;
 155     }
 156   } else {
 157     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 158         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 159       return false;
 160   }
 161
 162   // Operand is a result from an ADD.
 163   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 164     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1))) {
 165       if (Predicate_immSExt16(CN)) {
 166
 167         // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 168         if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 169                                     (Addr.getOperand(0))) {
 170           Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), MVT::i32);
 171         } else {
 172           Base = Addr.getOperand(0);
 173         }
 174
 175         Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), MVT::i32);
 176         return true;
 177       }
 178     }
 179   }
 180
 181   Base   = Addr;
 182   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, MVT::i32);
 183   return true;
 184 }
 185
 186 /// Select instructions not customized! Used for
 187 /// expanded, promoted and normal instructions
 188 SDNode* MipsDAGToDAGISel::
 189 Select(SDValue N)
 190 {
 191   SDNode *Node = N.getNode();
 192   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 193
 194   // Dump information about the Node being selected
 195   #ifndef NDEBUG
 196   DOUT << std::string(Indent, ' ') << "Selecting: ";
 197   DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 198   DOUT << "\n";
 199   Indent += 2;
 200   #endif
 201
 202   // If we have a custom node, we already have selected!
 203   if (Node->isMachineOpcode()) {
 204     #ifndef NDEBUG
 205     DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "== ";
 206     DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 207     DOUT << "\n";
 208     Indent -= 2;
 209     #endif
 210     return NULL;
 211   }
 212
 213   ///
 214   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 215   // tablegen selection should be handled here.
 216   ///
 217   switch(Opcode) {
 218
 219     default: break;
 220
 221     case ISD::SUBE:
 222     case ISD::ADDE: {
 223       SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 224       unsigned Opc = InFlag.getOpcode(), MOp;
 225
 226       assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 227               (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 228              "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 229
 230       if (Opcode == ISD::ADDE) {
 231         CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 232         MOp = Mips::ADDu;
 233       } else {
 234         CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 235         MOp = Mips::SUBu;
 236       }
 237
 238       SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 239
 240       SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 241       SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 242       AddToISelQueue(LHS);
 243       AddToISelQueue(RHS);
 244
 245       MVT VT = LHS.getValueType();
 246       SDNode *Carry = CurDAG->getTargetNode(Mips::SLTu, VT, Ops, 2);
 247       SDNode *AddCarry = CurDAG->getTargetNode(Mips::ADDu, 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       AddToISelQueue(Op1);
 262       AddToISelQueue(Op2);
 263
 264       unsigned Op;
 265       if (Opcode == ISD::UMUL_LOHI || Opcode == ISD::SMUL_LOHI)
 266         Op = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 267       else
 268         Op = (Opcode == ISD::UDIVREM ? Mips::DIVu : Mips::DIV);
 269
 270       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, MVT::Flag, Op1, Op2);
 271
 272       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 273       SDNode *Lo = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, MVT::i32,
 274                                          MVT::Flag, InFlag);
 275       InFlag = SDValue(Lo,1);
 276       SDNode *Hi = CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, MVT::i32, InFlag);
 277
 278       if (!N.getValue(0).use_empty())
 279         ReplaceUses(N.getValue(0), SDValue(Lo,0));
 280
 281       if (!N.getValue(1).use_empty())
 282         ReplaceUses(N.getValue(1), SDValue(Hi,0));
 283
 284       return NULL;
 285     }
 286
 287     /// Special Muls
 288     case ISD::MUL:
 289     case ISD::MULHS:
 290     case ISD::MULHU: {
 291       SDValue MulOp1 = Node->getOperand(0);
 292       SDValue MulOp2 = Node->getOperand(1);
 293       AddToISelQueue(MulOp1);
 294       AddToISelQueue(MulOp2);
 295
 296       unsigned MulOp  = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MULTu : Mips::MULT);
 297       SDNode *MulNode = CurDAG->getTargetNode(MulOp, MVT::Flag, MulOp1, MulOp2);
 298
 299       SDValue InFlag = SDValue(MulNode, 0);
 300
 301       if (MulOp == ISD::MUL)
 302         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFLO, MVT::i32, InFlag);
 303       else
 304         return CurDAG->getTargetNode(Mips::MFHI, MVT::i32, InFlag);
 305     }
 306
 307     /// Div/Rem operations
 308     case ISD::SREM:
 309     case ISD::UREM:
 310     case ISD::SDIV:
 311     case ISD::UDIV: {
 312       SDValue Op1 = Node->getOperand(0);
 313       SDValue Op2 = Node->getOperand(1);
 314       AddToISelQueue(Op1);
 315       AddToISelQueue(Op2);
 316
 317       unsigned Op, MOp;
 318       if (Opcode == ISD::SDIV || Opcode == ISD::UDIV) {
 319         Op  = (Opcode == ISD::SDIV ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 320         MOp = Mips::MFLO;
 321       } else {
 322         Op  = (Opcode == ISD::SREM ? Mips::DIV : Mips::DIVu);
 323         MOp = Mips::MFHI;
 324       }
 325       SDNode *Node = CurDAG->getTargetNode(Op, MVT::Flag, Op1, Op2);
 326
 327       SDValue InFlag = SDValue(Node, 0);
 328       return CurDAG->getTargetNode(MOp, MVT::i32, InFlag);
 329     }
 330
 331     // Get target GOT address.
 332     case ISD::GLOBAL_OFFSET_TABLE: {
 333       SDValue Result = getGlobalBaseReg();
 334       ReplaceUses(N, Result);
 335       return NULL;
 336     }
 337
 338     /// Handle direct and indirect calls when using PIC. On PIC, when
 339     /// GOT is smaller than about 64k (small code) the GA target is
 340     /// loaded with only one instruction. Otherwise GA's target must
 341     /// be loaded with 3 instructions.
 342     case MipsISD::JmpLink: {
 343       if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {
 344         //bool isCodeLarge = (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large);
 345         SDValue Chain  = Node->getOperand(0);
 346         SDValue Callee = Node->getOperand(1);
 347         AddToISelQueue(Chain);
 348         SDValue T9Reg = CurDAG->getRegister(Mips::T9, MVT::i32);
 349         SDValue InFlag(0, 0);
 350
 351         if ( (isa<GlobalAddressSDNode>(Callee)) ||
 352              (isa<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) )
 353         {
 354           /// Direct call for global addresses and external symbols
 355           SDValue GPReg = CurDAG->getRegister(Mips::GP, MVT::i32);
 356
 357           // Use load to get GOT target
 358           SDValue Ops[] = { Callee, GPReg, Chain };
 359           SDValue Load = SDValue(CurDAG->getTargetNode(Mips::LW, MVT::i32,
 360                                      MVT::Other, Ops, 3), 0);
 361           Chain = Load.getValue(1);
 362           AddToISelQueue(Chain);
 363
 364           // Call target must be on T9
 365           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, T9Reg, Load, InFlag);
 366         } else
 367           /// Indirect call
 368           Chain = CurDAG->getCopyToReg(Chain, T9Reg, Callee, InFlag);
 369
 370         AddToISelQueue(Chain);
 371
 372         // Emit Jump and Link Register
 373         SDNode *ResNode = CurDAG->getTargetNode(Mips::JALR, MVT::Other,
 374                                   MVT::Flag, T9Reg, Chain);
 375         Chain  = SDValue(ResNode, 0);
 376         InFlag = SDValue(ResNode, 1);
 377         ReplaceUses(SDValue(Node, 0), Chain);
 378         ReplaceUses(SDValue(Node, 1), InFlag);
 379         return ResNode;
 380       }
 381     }
 382   }
 383
 384   // Select the default instruction
 385   SDNode *ResNode = SelectCode(N);
 386
 387   #ifndef NDEBUG
 388   DOUT << std::string(Indent-2, ' ') << "=> ";
 389   if (ResNode == NULL || ResNode == N.getNode())
 390     DEBUG(N.getNode()->dump(CurDAG));
 391   else
 392     DEBUG(ResNode->dump(CurDAG));
 393   DOUT << "\n";
 394   Indent -= 2;
 395   #endif
 396
 397   return ResNode;
 398 }
 399
 400 /// createMipsISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 401 /// MIPS-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 402 FunctionPass *llvm::createMipsISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 403   return new MipsDAGToDAGISel(TM);
 404 }