lib/Target/X86/X86ISelLowering.h

   1 //===-- X86ISelLowering.h - X86 DAG Lowering Interface ----------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the interfaces that X86 uses to lower LLVM code into a
  11 // selection DAG.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef X86ISELLOWERING_H
  16 #define X86ISELLOWERING_H
  17
  18 #include "X86Subtarget.h"
  19 #include "X86RegisterInfo.h"
  20 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25   namespace X86ISD {
  26     // X86 Specific DAG Nodes
  27     enum NodeType {
  28       // Start the numbering where the builtin ops leave off.
  29       FIRST_NUMBER = ISD::BUILTIN_OP_END+X86::INSTRUCTION_LIST_END,
  30
  31       /// SHLD, SHRD - Double shift instructions. These correspond to
  32       /// X86::SHLDxx and X86::SHRDxx instructions.
  33       SHLD,
  34       SHRD,
  35
  36       /// FAND - Bitwise logical AND of floating point values. This corresponds
  37       /// to X86::ANDPS or X86::ANDPD.
  38       FAND,
  39
  40       /// FOR - Bitwise logical OR of floating point values. This corresponds
  41       /// to X86::ORPS or X86::ORPD.
  42       FOR,
  43
  44       /// FXOR - Bitwise logical XOR of floating point values. This corresponds
  45       /// to X86::XORPS or X86::XORPD.
  46       FXOR,
  47
  48       /// FSRL - Bitwise logical right shift of floating point values. These
  49       /// corresponds to X86::PSRLDQ.
  50       FSRL,
  51
  52       /// FILD, FILD_FLAG - This instruction implements SINT_TO_FP with the
  53       /// integer source in memory and FP reg result.  This corresponds to the
  54       /// X86::FILD*m instructions. It has three inputs (token chain, address,
  55       /// and source type) and two outputs (FP value and token chain). FILD_FLAG
  56       /// also produces a flag).
  57       FILD,
  58       FILD_FLAG,
  59
  60       /// FP_TO_INT*_IN_MEM - This instruction implements FP_TO_SINT with the
  61       /// integer destination in memory and a FP reg source.  This corresponds
  62       /// to the X86::FIST*m instructions and the rounding mode change stuff. It
  63       /// has two inputs (token chain and address) and two outputs (int value
  64       /// and token chain).
  65       FP_TO_INT16_IN_MEM,
  66       FP_TO_INT32_IN_MEM,
  67       FP_TO_INT64_IN_MEM,
  68
  69       /// FLD - This instruction implements an extending load to FP stack slots.
  70       /// This corresponds to the X86::FLD32m / X86::FLD64m. It takes a chain
  71       /// operand, ptr to load from, and a ValueType node indicating the type
  72       /// to load to.
  73       FLD,
  74
  75       /// FST - This instruction implements a truncating store to FP stack
  76       /// slots. This corresponds to the X86::FST32m / X86::FST64m. It takes a
  77       /// chain operand, value to store, address, and a ValueType to store it
  78       /// as.
  79       FST,
  80
  81       /// FP_GET_RESULT - This corresponds to FpGETRESULT pseudo instruction
  82       /// which copies from ST(0) to the destination. It takes a chain and
  83       /// writes a RFP result and a chain.
  84       FP_GET_RESULT,
  85
  86       /// FP_SET_RESULT - This corresponds to FpSETRESULT pseudo instruction
  87       /// which copies the source operand to ST(0). It takes a chain+value and
  88       /// returns a chain and a flag.
  89       FP_SET_RESULT,
  90
  91       /// CALL/TAILCALL - These operations represent an abstract X86 call
  92       /// instruction, which includes a bunch of information.  In particular the
  93       /// operands of these node are:
  94       ///
  95       ///     #0 - The incoming token chain
  96       ///     #1 - The callee
  97       ///     #2 - The number of arg bytes the caller pushes on the stack.
  98       ///     #3 - The number of arg bytes the callee pops off the stack.
  99       ///     #4 - The value to pass in AL/AX/EAX (optional)
 100       ///     #5 - The value to pass in DL/DX/EDX (optional)
 101       ///
 102       /// The result values of these nodes are:
 103       ///
 104       ///     #0 - The outgoing token chain
 105       ///     #1 - The first register result value (optional)
 106       ///     #2 - The second register result value (optional)
 107       ///
 108       /// The CALL vs TAILCALL distinction boils down to whether the callee is
 109       /// known not to modify the caller's stack frame, as is standard with
 110       /// LLVM.
 111       CALL,
 112       TAILCALL,
 113
 114       /// RDTSC_DAG - This operation implements the lowering for
 115       /// readcyclecounter
 116       RDTSC_DAG,
 117
 118       /// X86 compare and logical compare instructions.
 119       CMP, COMI, UCOMI,
 120       CMP_NEW, COMI_NEW, UCOMI_NEW,
 121
 122       /// X86 SetCC. Operand 1 is condition code, and operand 2 is the flag
 123       /// operand produced by a CMP instruction.
 124       SETCC,
 125       SETCC_NEW,
 126
 127       /// X86 conditional moves. Operand 1 and operand 2 are the two values
 128       /// to select from (operand 1 is a R/W operand). Operand 3 is the
 129       /// condition code, and operand 4 is the flag operand produced by a CMP
 130       /// or TEST instruction. It also writes a flag result.
 131       CMOV,
 132       CMOV_NEW,
 133
 134       /// X86 conditional branches. Operand 1 is the chain operand, operand 2
 135       /// is the block to branch if condition is true, operand 3 is the
 136       /// condition code, and operand 4 is the flag operand produced by a CMP
 137       /// or TEST instruction.
 138       BRCOND,
 139       BRCOND_NEW,
 140
 141       /// Return with a flag operand. Operand 1 is the chain operand, operand
 142       /// 2 is the number of bytes of stack to pop.
 143       RET_FLAG,
 144
 145       /// REP_STOS - Repeat fill, corresponds to X86::REP_STOSx.
 146       REP_STOS,
 147
 148       /// REP_MOVS - Repeat move, corresponds to X86::REP_MOVSx.
 149       REP_MOVS,
 150
 151       /// GlobalBaseReg - On Darwin, this node represents the result of the popl
 152       /// at function entry, used for PIC code.
 153       GlobalBaseReg,
 154
 155       /// Wrapper - A wrapper node for TargetConstantPool,
 156       /// TargetExternalSymbol, and TargetGlobalAddress.
 157       Wrapper,
 158
 159       /// WrapperRIP - Special wrapper used under X86-64 PIC mode for RIP
 160       /// relative displacements.
 161       WrapperRIP,
 162
 163       /// S2VEC - X86 version of SCALAR_TO_VECTOR. The destination base does not
 164       /// have to match the operand type.
 165       S2VEC,
 166
 167       /// PEXTRW - Extract a 16-bit value from a vector and zero extend it to
 168       /// i32, corresponds to X86::PEXTRW.
 169       PEXTRW,
 170
 171       /// PINSRW - Insert the lower 16-bits of a 32-bit value to a vector,
 172       /// corresponds to X86::PINSRW.
 173       PINSRW,
 174
 175       /// FMAX, FMIN - Floating point max and min.
 176       ///
 177       FMAX, FMIN,
 178
 179       /// FRSQRT, FRCP - Floating point reciprocal-sqrt and reciprocal
 180       /// approximation.  Note that these typically require refinement
 181       /// in order to obtain suitable precision.
 182       FRSQRT, FRCP,
 183
 184       /// DIV, IDIV - Unsigned and signed integer division and remainder.
 185       ///
 186       DIV, IDIV,
 187
 188       // Thread Local Storage
 189       TLSADDR, THREAD_POINTER,
 190
 191       // Exception Handling helpers
 192       EH_RETURN
 193     };
 194   }
 195
 196  /// Define some predicates that are used for node matching.
 197  namespace X86 {
 198    /// isPSHUFDMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 199    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to PSHUFD.
 200    bool isPSHUFDMask(SDNode *N);
 201
 202    /// isPSHUFHWMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 203    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to PSHUFD.
 204    bool isPSHUFHWMask(SDNode *N);
 205
 206    /// isPSHUFLWMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 207    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to PSHUFD.
 208    bool isPSHUFLWMask(SDNode *N);
 209
 210    /// isSHUFPMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 211    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to SHUFP*.
 212    bool isSHUFPMask(SDNode *N);
 213
 214    /// isMOVHLPSMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 215    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVHLPS.
 216    bool isMOVHLPSMask(SDNode *N);
 217
 218    /// isMOVHLPS_v_undef_Mask - Special case of isMOVHLPSMask for canonical form
 219    /// of vector_shuffle v, v, <2, 3, 2, 3>, i.e. vector_shuffle v, undef,
 220    /// <2, 3, 2, 3>
 221    bool isMOVHLPS_v_undef_Mask(SDNode *N);
 222
 223    /// isMOVLPMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 224    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVLP{S|D}.
 225    bool isMOVLPMask(SDNode *N);
 226
 227    /// isMOVHPMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 228    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVHP{S|D}
 229    /// as well as MOVLHPS.
 230    bool isMOVHPMask(SDNode *N);
 231
 232    /// isUNPCKLMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 233    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to UNPCKL.
 234    bool isUNPCKLMask(SDNode *N, bool V2IsSplat = false);
 235
 236    /// isUNPCKHMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 237    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to UNPCKH.
 238    bool isUNPCKHMask(SDNode *N, bool V2IsSplat = false);
 239
 240    /// isUNPCKL_v_undef_Mask - Special case of isUNPCKLMask for canonical form
 241    /// of vector_shuffle v, v, <0, 4, 1, 5>, i.e. vector_shuffle v, undef,
 242    /// <0, 0, 1, 1>
 243    bool isUNPCKL_v_undef_Mask(SDNode *N);
 244
 245    /// isUNPCKH_v_undef_Mask - Special case of isUNPCKHMask for canonical form
 246    /// of vector_shuffle v, v, <2, 6, 3, 7>, i.e. vector_shuffle v, undef,
 247    /// <2, 2, 3, 3>
 248    bool isUNPCKH_v_undef_Mask(SDNode *N);
 249
 250    /// isMOVLMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 251    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVSS,
 252    /// MOVSD, and MOVD, i.e. setting the lowest element.
 253    bool isMOVLMask(SDNode *N);
 254
 255    /// isMOVSHDUPMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 256    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVSHDUP.
 257    bool isMOVSHDUPMask(SDNode *N);
 258
 259    /// isMOVSLDUPMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 260    /// specifies a shuffle of elements that is suitable for input to MOVSLDUP.
 261    bool isMOVSLDUPMask(SDNode *N);
 262
 263    /// isSplatMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 264    /// specifies a splat of a single element.
 265    bool isSplatMask(SDNode *N);
 266
 267    /// isSplatLoMask - Return true if the specified VECTOR_SHUFFLE operand
 268    /// specifies a splat of zero element.
 269    bool isSplatLoMask(SDNode *N);
 270
 271    /// getShuffleSHUFImmediate - Return the appropriate immediate to shuffle
 272    /// the specified isShuffleMask VECTOR_SHUFFLE mask with PSHUF* and SHUFP*
 273    /// instructions.
 274    unsigned getShuffleSHUFImmediate(SDNode *N);
 275
 276    /// getShufflePSHUFHWImmediate - Return the appropriate immediate to shuffle
 277    /// the specified isShuffleMask VECTOR_SHUFFLE mask with PSHUFHW
 278    /// instructions.
 279    unsigned getShufflePSHUFHWImmediate(SDNode *N);
 280
 281    /// getShufflePSHUFKWImmediate - Return the appropriate immediate to shuffle
 282    /// the specified isShuffleMask VECTOR_SHUFFLE mask with PSHUFLW
 283    /// instructions.
 284    unsigned getShufflePSHUFLWImmediate(SDNode *N);
 285  }
 286
 287   //===--------------------------------------------------------------------===//
 288   //  X86TargetLowering - X86 Implementation of the TargetLowering interface
 289   class X86TargetLowering : public TargetLowering {
 290     int VarArgsFrameIndex;            // FrameIndex for start of varargs area.
 291     int RegSaveFrameIndex;            // X86-64 vararg func register save area.
 292     unsigned VarArgsGPOffset;         // X86-64 vararg func int reg offset.
 293     unsigned VarArgsFPOffset;         // X86-64 vararg func fp reg offset.
 294     int BytesToPopOnReturn;           // Number of arg bytes ret should pop.
 295     int BytesCallerReserves;          // Number of arg bytes caller makes.
 296   public:
 297     explicit X86TargetLowering(TargetMachine &TM);
 298
 299     // Return the number of bytes that a function should pop when it returns (in
 300     // addition to the space used by the return address).
 301     //
 302     unsigned getBytesToPopOnReturn() const { return BytesToPopOnReturn; }
 303
 304     // Return the number of bytes that the caller reserves for arguments passed
 305     // to this function.
 306     unsigned getBytesCallerReserves() const { return BytesCallerReserves; }
 307
 308     /// getStackPtrReg - Return the stack pointer register we are using: either
 309     /// ESP or RSP.
 310     unsigned getStackPtrReg() const { return X86StackPtr; }
 311
 312     /// LowerOperation - Provide custom lowering hooks for some operations.
 313     ///
 314     virtual SDOperand LowerOperation(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 315
 316     virtual SDOperand PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const;
 317
 318     virtual MachineBasicBlock *InsertAtEndOfBasicBlock(MachineInstr *MI,
 319                                                        MachineBasicBlock *MBB);
 320
 321     /// getTargetNodeName - This method returns the name of a target specific
 322     /// DAG node.
 323     virtual const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const;
 324
 325     /// computeMaskedBitsForTargetNode - Determine which of the bits specified
 326     /// in Mask are known to be either zero or one and return them in the
 327     /// KnownZero/KnownOne bitsets.
 328     virtual void computeMaskedBitsForTargetNode(const SDOperand Op,
 329                                                 uint64_t Mask,
 330                                                 uint64_t &KnownZero,
 331                                                 uint64_t &KnownOne,
 332                                                 const SelectionDAG &DAG,
 333                                                 unsigned Depth = 0) const;
 334
 335     SDOperand getReturnAddressFrameIndex(SelectionDAG &DAG);
 336
 337     ConstraintType getConstraintType(const std::string &Constraint) const;
 338
 339     std::vector<unsigned>
 340       getRegClassForInlineAsmConstraint(const std::string &Constraint,
 341                                         MVT::ValueType VT) const;
 342
 343     /// LowerAsmOperandForConstraint - Lower the specified operand into the Ops
 344     /// vector.  If it is invalid, don't add anything to Ops.
 345     virtual void LowerAsmOperandForConstraint(SDOperand Op,
 346                                               char ConstraintLetter,
 347                                               std::vector<SDOperand> &Ops,
 348                                               SelectionDAG &DAG);
 349
 350     /// getRegForInlineAsmConstraint - Given a physical register constraint
 351     /// (e.g. {edx}), return the register number and the register class for the
 352     /// register.  This should only be used for C_Register constraints.  On
 353     /// error, this returns a register number of 0.
 354     std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass*>
 355       getRegForInlineAsmConstraint(const std::string &Constraint,
 356                                    MVT::ValueType VT) const;
 357
 358     /// isLegalAddressingMode - Return true if the addressing mode represented
 359     /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
 360     virtual bool isLegalAddressingMode(const AddrMode &AM, const Type *Ty)const;
 361
 362     /// isShuffleMaskLegal - Targets can use this to indicate that they only
 363     /// support *some* VECTOR_SHUFFLE operations, those with specific masks.
 364     /// By default, if a target supports the VECTOR_SHUFFLE node, all mask
 365     /// values are assumed to be legal.
 366     virtual bool isShuffleMaskLegal(SDOperand Mask, MVT::ValueType VT) const;
 367
 368     /// isVectorClearMaskLegal - Similar to isShuffleMaskLegal. This is
 369     /// used by Targets can use this to indicate if there is a suitable
 370     /// VECTOR_SHUFFLE that can be used to replace a VAND with a constant
 371     /// pool entry.
 372     virtual bool isVectorClearMaskLegal(std::vector<SDOperand> &BVOps,
 373                                         MVT::ValueType EVT,
 374                                         SelectionDAG &DAG) const;
 375   private:
 376     /// Subtarget - Keep a pointer to the X86Subtarget around so that we can
 377     /// make the right decision when generating code for different targets.
 378     const X86Subtarget *Subtarget;
 379     const MRegisterInfo *RegInfo;
 380
 381     /// X86StackPtr - X86 physical register used as stack ptr.
 382     unsigned X86StackPtr;
 383
 384     /// X86ScalarSSEf32, X86ScalarSSEf64 - Select between SSE or x87
 385     /// floating point ops.
 386     /// When SSE is available, use it for f32 operations.
 387     /// When SSE2 is available, use it for f64 operations.
 388     bool X86ScalarSSEf32;
 389     bool X86ScalarSSEf64;
 390
 391     SDNode *LowerCallResult(SDOperand Chain, SDOperand InFlag, SDNode*TheCall,
 392                             unsigned CallingConv, SelectionDAG &DAG);
 393
 394
 395     SDOperand LowerMemArgument(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG,
 396                                const CCValAssign &VA,  MachineFrameInfo *MFI,
 397                                SDOperand Root, unsigned i);
 398
 399     SDOperand LowerMemOpCallTo(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG,
 400                                const SDOperand &StackPtr,
 401                                const CCValAssign &VA, SDOperand Chain,
 402                                SDOperand Arg);
 403
 404     // C and StdCall Calling Convention implementation.
 405     SDOperand LowerCCCArguments(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG,
 406                                 bool isStdCall = false);
 407     SDOperand LowerCCCCallTo(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG, unsigned CC);
 408
 409     // X86-64 C Calling Convention implementation.
 410     SDOperand LowerX86_64CCCArguments(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 411     SDOperand LowerX86_64CCCCallTo(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG,unsigned CC);
 412
 413     // Fast and FastCall Calling Convention implementation.
 414     SDOperand LowerFastCCArguments(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 415     SDOperand LowerFastCCCallTo(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG, unsigned CC);
 416
 417     SDOperand LowerBUILD_VECTOR(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 418     SDOperand LowerVECTOR_SHUFFLE(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 419     SDOperand LowerEXTRACT_VECTOR_ELT(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 420     SDOperand LowerINSERT_VECTOR_ELT(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 421     SDOperand LowerSCALAR_TO_VECTOR(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 422     SDOperand LowerConstantPool(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 423     SDOperand LowerGlobalAddress(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 424     SDOperand LowerGlobalTLSAddress(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 425     SDOperand LowerExternalSymbol(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 426     SDOperand LowerShift(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 427     SDOperand LowerIntegerDivOrRem(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 428     SDOperand LowerSINT_TO_FP(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 429     SDOperand LowerFP_TO_SINT(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 430     SDOperand LowerFABS(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 431     SDOperand LowerFNEG(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 432     SDOperand LowerFCOPYSIGN(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 433     SDOperand LowerSETCC(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG, SDOperand Chain);
 434     SDOperand LowerSETCC_New(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 435     SDOperand LowerSELECT(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 436     SDOperand LowerSELECT_New(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 437     SDOperand LowerBRCOND(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 438     SDOperand LowerBRCOND_New(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 439     SDOperand LowerMEMSET(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 440     SDOperand LowerMEMCPYInline(SDOperand Dest, SDOperand Source,
 441                                 SDOperand Chain, unsigned Size, unsigned Align,
 442                                 SelectionDAG &DAG);
 443     SDOperand LowerMEMCPYCall(SDOperand ChainOp, SDOperand DestOp,
 444                               SDOperand SourceOp, SDOperand CountOp,
 445                               SelectionDAG &DAG);
 446     SDOperand LowerMEMCPY(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 447     SDOperand LowerJumpTable(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 448     SDOperand LowerCALL(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 449     SDOperand LowerRET(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 450     SDOperand LowerDYNAMIC_STACKALLOC(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 451     SDOperand LowerFORMAL_ARGUMENTS(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 452     SDOperand LowerREADCYCLCECOUNTER(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 453     SDOperand LowerVASTART(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 454     SDOperand LowerVACOPY(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 455     SDOperand LowerINTRINSIC_WO_CHAIN(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 456     SDOperand LowerRETURNADDR(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 457     SDOperand LowerFRAMEADDR(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 458     SDOperand LowerFRAME_TO_ARGS_OFFSET(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 459     SDOperand LowerEH_RETURN(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 460     SDOperand LowerTRAMPOLINE(SDOperand Op, SelectionDAG &DAG);
 461   };
 462 }
 463
 464 #endif    // X86ISELLOWERING_H