lib/Target/SystemZ/SystemZSelectionDAGInfo.cpp

   1 //===-- SystemZSelectionDAGInfo.cpp - SystemZ SelectionDAG Info -----------===//
   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 implements the SystemZSelectionDAGInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZTargetMachine.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  16
  17 using namespace llvm;
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "systemz-selectiondag-info"
  20
  21 SystemZSelectionDAGInfo::
  22 SystemZSelectionDAGInfo(const SystemZTargetMachine &TM)
  23   : TargetSelectionDAGInfo(TM.getDataLayout()) {
  24 }
  25
  26 SystemZSelectionDAGInfo::~SystemZSelectionDAGInfo() {
  27 }
  28
  29 // Decide whether it is best to use a loop or straight-line code for
  30 // a block operation of Size bytes with source address Src and destination
  31 // address Dest.  Sequence is the opcode to use for straight-line code
  32 // (such as MVC) and Loop is the opcode to use for loops (such as MVC_LOOP).
  33 // Return the chain for the completed operation.
  34 static SDValue emitMemMem(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, unsigned Sequence,
  35                           unsigned Loop, SDValue Chain, SDValue Dst,
  36                           SDValue Src, uint64_t Size) {
  37   EVT PtrVT = Src.getValueType();
  38   // The heuristic we use is to prefer loops for anything that would
  39   // require 7 or more MVCs.  With these kinds of sizes there isn't
  40   // much to choose between straight-line code and looping code,
  41   // since the time will be dominated by the MVCs themselves.
  42   // However, the loop has 4 or 5 instructions (depending on whether
  43   // the base addresses can be proved equal), so there doesn't seem
  44   // much point using a loop for 5 * 256 bytes or fewer.  Anything in
  45   // the range (5 * 256, 6 * 256) will need another instruction after
  46   // the loop, so it doesn't seem worth using a loop then either.
  47   // The next value up, 6 * 256, can be implemented in the same
  48   // number of straight-line MVCs as 6 * 256 - 1.
  49   if (Size > 6 * 256)
  50     return DAG.getNode(Loop, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  51                        DAG.getConstant(Size, PtrVT),
  52                        DAG.getConstant(Size / 256, PtrVT));
  53   return DAG.getNode(Sequence, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  54                      DAG.getConstant(Size, PtrVT));
  55 }
  56
  57 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::
  58 EmitTargetCodeForMemcpy(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  59                         SDValue Dst, SDValue Src, SDValue Size, unsigned Align,
  60                         bool IsVolatile, bool AlwaysInline,
  61                         MachinePointerInfo DstPtrInfo,
  62                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
  63   if (IsVolatile)
  64     return SDValue();
  65
  66   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size))
  67     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
  68                       Chain, Dst, Src, CSize->getZExtValue());
  69   return SDValue();
  70 }
  71
  72 // Handle a memset of 1, 2, 4 or 8 bytes with the operands given by
  73 // Chain, Dst, ByteVal and Size.  These cases are expected to use
  74 // MVI, MVHHI, MVHI and MVGHI respectively.
  75 static SDValue memsetStore(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  76                            SDValue Dst, uint64_t ByteVal, uint64_t Size,
  77                            unsigned Align,
  78                            MachinePointerInfo DstPtrInfo) {
  79   uint64_t StoreVal = ByteVal;
  80   for (unsigned I = 1; I < Size; ++I)
  81     StoreVal |= ByteVal << (I * 8);
  82   return DAG.getStore(Chain, DL,
  83                       DAG.getConstant(StoreVal, MVT::getIntegerVT(Size * 8)),
  84                       Dst, DstPtrInfo, false, false, Align);
  85 }
  86
  87 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::
  88 EmitTargetCodeForMemset(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
  89                         SDValue Dst, SDValue Byte, SDValue Size,
  90                         unsigned Align, bool IsVolatile,
  91                         MachinePointerInfo DstPtrInfo) const {
  92   EVT PtrVT = Dst.getValueType();
  93
  94   if (IsVolatile)
  95     return SDValue();
  96
  97   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
  98     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
  99     if (Bytes == 0)
 100       return SDValue();
 101     if (auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte)) {
 102       // Handle cases that can be done using at most two of
 103       // MVI, MVHI, MVHHI and MVGHI.  The latter two can only be
 104       // used if ByteVal is all zeros or all ones; in other casees,
 105       // we can move at most 2 halfwords.
 106       uint64_t ByteVal = CByte->getZExtValue();
 107       if (ByteVal == 0 || ByteVal == 255 ?
 108           Bytes <= 16 && CountPopulation_64(Bytes) <= 2 :
 109           Bytes <= 4) {
 110         unsigned Size1 = Bytes == 16 ? 8 : 1 << findLastSet(Bytes);
 111         unsigned Size2 = Bytes - Size1;
 112         SDValue Chain1 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size1,
 113                                      Align, DstPtrInfo);
 114         if (Size2 == 0)
 115           return Chain1;
 116         Dst = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 117                           DAG.getConstant(Size1, PtrVT));
 118         DstPtrInfo = DstPtrInfo.getWithOffset(Size1);
 119         SDValue Chain2 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size2,
 120                                      std::min(Align, Size1), DstPtrInfo);
 121         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 122       }
 123     } else {
 124       // Handle one and two bytes using STC.
 125       if (Bytes <= 2) {
 126         SDValue Chain1 = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo,
 127                                       false, false, Align);
 128         if (Bytes == 1)
 129           return Chain1;
 130         SDValue Dst2 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 131                                    DAG.getConstant(1, PtrVT));
 132         SDValue Chain2 = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst2,
 133                                       DstPtrInfo.getWithOffset(1),
 134                                       false, false, 1);
 135         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 136       }
 137     }
 138     assert(Bytes >= 2 && "Should have dealt with 0- and 1-byte cases already");
 139
 140     // Handle the special case of a memset of 0, which can use XC.
 141     auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte);
 142     if (CByte && CByte->getZExtValue() == 0)
 143       return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::XC, SystemZISD::XC_LOOP,
 144                         Chain, Dst, Dst, Bytes);
 145
 146     // Copy the byte to the first location and then use MVC to copy
 147     // it to the rest.
 148     Chain = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo,
 149                          false, false, Align);
 150     SDValue DstPlus1 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 151                                    DAG.getConstant(1, PtrVT));
 152     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
 153                       Chain, DstPlus1, Dst, Bytes - 1);
 154   }
 155   return SDValue();
 156 }
 157
 158 // Use CLC to compare [Src1, Src1 + Size) with [Src2, Src2 + Size),
 159 // deciding whether to use a loop or straight-line code.
 160 static SDValue emitCLC(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 161                        SDValue Src1, SDValue Src2, uint64_t Size) {
 162   SDVTList VTs = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
 163   EVT PtrVT = Src1.getValueType();
 164   // A two-CLC sequence is a clear win over a loop, not least because it
 165   // needs only one branch.  A three-CLC sequence needs the same number
 166   // of branches as a loop (i.e. 2), but is shorter.  That brings us to
 167   // lengths greater than 768 bytes.  It seems relatively likely that
 168   // a difference will be found within the first 768 bytes, so we just
 169   // optimize for the smallest number of branch instructions, in order
 170   // to avoid polluting the prediction buffer too much.  A loop only ever
 171   // needs 2 branches, whereas a straight-line sequence would need 3 or more.
 172   if (Size > 3 * 256)
 173     return DAG.getNode(SystemZISD::CLC_LOOP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 174                        DAG.getConstant(Size, PtrVT),
 175                        DAG.getConstant(Size / 256, PtrVT));
 176   return DAG.getNode(SystemZISD::CLC, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 177                      DAG.getConstant(Size, PtrVT));
 178 }
 179
 180 // Convert the current CC value into an integer that is 0 if CC == 0,
 181 // less than zero if CC == 1 and greater than zero if CC >= 2.
 182 // The sequence starts with IPM, which puts CC into bits 29 and 28
 183 // of an integer and clears bits 30 and 31.
 184 static SDValue addIPMSequence(SDLoc DL, SDValue Glue, SelectionDAG &DAG) {
 185   SDValue IPM = DAG.getNode(SystemZISD::IPM, DL, MVT::i32, Glue);
 186   SDValue SRL = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i32, IPM,
 187                             DAG.getConstant(SystemZ::IPM_CC, MVT::i32));
 188   SDValue ROTL = DAG.getNode(ISD::ROTL, DL, MVT::i32, SRL,
 189                              DAG.getConstant(31, MVT::i32));
 190   return ROTL;
 191 }
 192
 193 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 194 EmitTargetCodeForMemcmp(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 195                         SDValue Src1, SDValue Src2, SDValue Size,
 196                         MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 197                         MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 198   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
 199     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
 200     assert(Bytes > 0 && "Caller should have handled 0-size case");
 201     Chain = emitCLC(DAG, DL, Chain, Src1, Src2, Bytes);
 202     SDValue Glue = Chain.getValue(1);
 203     return std::make_pair(addIPMSequence(DL, Glue, DAG), Chain);
 204   }
 205   return std::make_pair(SDValue(), SDValue());
 206 }
 207
 208 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 209 EmitTargetCodeForMemchr(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 210                         SDValue Src, SDValue Char, SDValue Length,
 211                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 212   // Use SRST to find the character.  End is its address on success.
 213   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 214   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Other, MVT::Glue);
 215   Length = DAG.getZExtOrTrunc(Length, DL, PtrVT);
 216   Char = DAG.getZExtOrTrunc(Char, DL, MVT::i32);
 217   Char = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MVT::i32, Char,
 218                      DAG.getConstant(255, MVT::i32));
 219   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, Length);
 220   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 221                             Limit, Src, Char);
 222   Chain = End.getValue(1);
 223   SDValue Glue = End.getValue(2);
 224
 225   // Now select between End and null, depending on whether the character
 226   // was found.
 227   SmallVector<SDValue, 5> Ops;
 228   Ops.push_back(End);
 229   Ops.push_back(DAG.getConstant(0, PtrVT));
 230   Ops.push_back(DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST, MVT::i32));
 231   Ops.push_back(DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST_FOUND, MVT::i32));
 232   Ops.push_back(Glue);
 233   VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Glue);
 234   End = DAG.getNode(SystemZISD::SELECT_CCMASK, DL, VTs, Ops);
 235   return std::make_pair(End, Chain);
 236 }
 237
 238 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 239 EmitTargetCodeForStrcpy(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 240                         SDValue Dest, SDValue Src,
 241                         MachinePointerInfo DestPtrInfo,
 242                         MachinePointerInfo SrcPtrInfo, bool isStpcpy) const {
 243   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Dest.getValueType(), MVT::Other);
 244   SDValue EndDest = DAG.getNode(SystemZISD::STPCPY, DL, VTs, Chain, Dest, Src,
 245                                 DAG.getConstant(0, MVT::i32));
 246   return std::make_pair(isStpcpy ? EndDest : Dest, EndDest.getValue(1));
 247 }
 248
 249 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 250 EmitTargetCodeForStrcmp(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 251                         SDValue Src1, SDValue Src2,
 252                         MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 253                         MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 254   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Src1.getValueType(), MVT::Other, MVT::Glue);
 255   SDValue Unused = DAG.getNode(SystemZISD::STRCMP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 256                                DAG.getConstant(0, MVT::i32));
 257   Chain = Unused.getValue(1);
 258   SDValue Glue = Chain.getValue(2);
 259   return std::make_pair(addIPMSequence(DL, Glue, DAG), Chain);
 260 }
 261
 262 // Search from Src for a null character, stopping once Src reaches Limit.
 263 // Return a pair of values, the first being the number of nonnull characters
 264 // and the second being the out chain.
 265 //
 266 // This can be used for strlen by setting Limit to 0.
 267 static std::pair<SDValue, SDValue> getBoundedStrlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
 268                                                     SDValue Chain, SDValue Src,
 269                                                     SDValue Limit) {
 270   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 271   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::Other, MVT::Glue);
 272   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 273                             Limit, Src, DAG.getConstant(0, MVT::i32));
 274   Chain = End.getValue(1);
 275   SDValue Len = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, PtrVT, End, Src);
 276   return std::make_pair(Len, Chain);
 277 }
 278
 279 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 280 EmitTargetCodeForStrlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 281                         SDValue Src, MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 282   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 283   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, DAG.getConstant(0, PtrVT));
 284 }
 285
 286 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::
 287 EmitTargetCodeForStrnlen(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Chain,
 288                          SDValue Src, SDValue MaxLength,
 289                          MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 290   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 291   MaxLength = DAG.getZExtOrTrunc(MaxLength, DL, PtrVT);
 292   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, MaxLength);
 293   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, Limit);
 294 }