R600/SI: Allow partial unrolling and increase thresholds.
[oota-llvm.git] / lib / Target / R600 / SIInstrInfo.cpp
index fdebb2ffb4d541dcba36582566ce1379e0ae40c5..8c3af77e0235244eb07b80092a9cbe22d4e27cba 100644 (file)
 #include "SIMachineFunctionInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
 
 using namespace llvm;
 
-SIInstrInfo::SIInstrInfo(AMDGPUTargetMachine &tm)
-  : AMDGPUInstrInfo(tm),
-    RI(tm) { }
+SIInstrInfo::SIInstrInfo(const AMDGPUSubtarget &st)
+  : AMDGPUInstrInfo(st),
+    RI(st) { }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // TargetInstrInfo callbacks
@@ -187,18 +188,25 @@ void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
                                       int FrameIndex,
                                       const TargetRegisterClass *RC,
                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
-  SIMachineFunctionInfo *MFI = MBB.getParent()->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
   unsigned KillFlag = isKill ? RegState::Kill : 0;
-  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
 
-  if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SGPR_32RegClass)) {
-    unsigned Lane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MBB.getParent());
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::storeRegToStackSlot - Can't spill VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), AMDGPU::VGPR0)
+            .addReg(SrcReg);
+  } else if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SGPR_32RegClass)) {
+    unsigned Lane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MF);
+    unsigned TgtReg = MFI->SpillTracker.LaneVGPR;
 
-    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_WRITELANE_B32), MFI->SpillTracker.LaneVGPR)
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_WRITELANE_B32), TgtReg)
             .addReg(SrcReg, KillFlag)
             .addImm(Lane);
-    MFI->SpillTracker.addSpilledReg(FrameIndex, MFI->SpillTracker.LaneVGPR, Lane);
+    MFI->SpillTracker.addSpilledReg(FrameIndex, TgtReg, Lane);
   } else if (RI.isSGPRClass(RC)) {
     // We are only allowed to create one new instruction when spilling
     // registers, so we need to use pseudo instruction for vector
@@ -207,8 +215,7 @@ void SIInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
     // Reserve a spot in the spill tracker for each sub-register of
     // the vector register.
     unsigned NumSubRegs = RC->getSize() / 4;
-    unsigned FirstLane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MBB.getParent(),
-                                                        NumSubRegs);
+    unsigned FirstLane = MFI->SpillTracker.reserveLanes(MRI, MF, NumSubRegs);
     MFI->SpillTracker.addSpilledReg(FrameIndex, MFI->SpillTracker.LaneVGPR,
                                     FirstLane);
 
@@ -234,19 +241,19 @@ void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
                                        unsigned DestReg, int FrameIndex,
                                        const TargetRegisterClass *RC,
                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
-  SIMachineFunctionInfo *MFI = MBB.getParent()->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
+  MachineFunction *MF = MBB.getParent();
+  SIMachineFunctionInfo *MFI = MF->getInfo<SIMachineFunctionInfo>();
   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
-  if (TRI->getCommonSubClass(RC, &AMDGPU::SReg_32RegClass)) {
-    SIMachineFunctionInfo::SpilledReg Spill =
-        MFI->SpillTracker.getSpilledReg(FrameIndex);
-    assert(Spill.VGPR);
-    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_READLANE_B32), DestReg)
-            .addReg(Spill.VGPR)
-            .addImm(Spill.Lane);
-    insertNOPs(MI, 3);
+
+  if (RI.hasVGPRs(RC)) {
+    LLVMContext &Ctx = MF->getFunction()->getContext();
+    Ctx.emitError("SIInstrInfo::loadRegToStackSlot - Can't retrieve spilled VGPR!");
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::V_MOV_B32_e32), DestReg)
+            .addImm(0);
   } else if (RI.isSGPRClass(RC)){
     unsigned Opcode;
     switch(RC->getSize() * 8) {
+    case 32:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE; break;
     case 64:  Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE;  break;
     case 128: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE; break;
     case 256: Opcode = AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE; break;
@@ -260,7 +267,6 @@ void SIInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
     BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode), DestReg)
             .addReg(Spill.VGPR)
             .addImm(FrameIndex);
-    insertNOPs(MI, 3);
   } else {
     llvm_unreachable("VGPR spilling not supported");
   }
@@ -281,6 +287,8 @@ static unsigned getNumSubRegsForSpillOp(unsigned Op) {
   case AMDGPU::SI_SPILL_S64_SAVE:
   case AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE:
     return 2;
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE:
+    return 1;
   default: llvm_unreachable("Invalid spill opcode");
   }
 }
@@ -334,7 +342,8 @@ bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
   case AMDGPU::SI_SPILL_S512_RESTORE:
   case AMDGPU::SI_SPILL_S256_RESTORE:
   case AMDGPU::SI_SPILL_S128_RESTORE:
-  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE: {
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S64_RESTORE:
+  case AMDGPU::SI_SPILL_S32_RESTORE: {
     unsigned NumSubRegs = getNumSubRegsForSpillOp(MI->getOpcode());
 
     for (unsigned i = 0, e = NumSubRegs; i < e; ++i) {
@@ -348,6 +357,27 @@ bool SIInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
               .addReg(MI->getOperand(1).getReg())
               .addImm(Spill.Lane + i);
     }
+    insertNOPs(MI, 3);
+    MI->eraseFromParent();
+    break;
+  }
+  case AMDGPU::SI_CONSTDATA_PTR: {
+    unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned RegLo = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub0);
+    unsigned RegHi = RI.getSubReg(Reg, AMDGPU::sub1);
+
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_GETPC_B64), Reg);
+
+    // Add 32-bit offset from this instruction to the start of the constant data.
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADD_I32), RegLo)
+            .addReg(RegLo)
+            .addTargetIndex(AMDGPU::TI_CONSTDATA_START)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit);
+    BuildMI(MBB, MI, DL, get(AMDGPU::S_ADDC_U32), RegHi)
+            .addReg(RegHi)
+            .addImm(0)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Define | RegState::Implicit)
+            .addReg(AMDGPU::SCC, RegState::Implicit);
     MI->eraseFromParent();
     break;
   }
@@ -514,6 +544,38 @@ bool SIInstrInfo::isLiteralConstant(const MachineOperand &MO) const {
   return (MO.isImm() || MO.isFPImm()) && !isInlineConstant(MO);
 }
 
+static bool compareMachineOp(const MachineOperand &Op0,
+                             const MachineOperand &Op1) {
+  if (Op0.getType() != Op1.getType())
+    return false;
+
+  switch (Op0.getType()) {
+  case MachineOperand::MO_Register:
+    return Op0.getReg() == Op1.getReg();
+  case MachineOperand::MO_Immediate:
+    return Op0.getImm() == Op1.getImm();
+  case MachineOperand::MO_FPImmediate:
+    return Op0.getFPImm() == Op1.getFPImm();
+  default:
+    llvm_unreachable("Didn't expect to be comparing these operand types");
+  }
+}
+
+bool SIInstrInfo::isImmOperandLegal(const MachineInstr *MI, unsigned OpNo,
+                                 const MachineOperand &MO) const {
+  const MCOperandInfo &OpInfo = get(MI->getOpcode()).OpInfo[OpNo];
+
+  assert(MO.isImm() || MO.isFPImm());
+
+  if (OpInfo.OperandType == MCOI::OPERAND_IMMEDIATE)
+    return true;
+
+  if (OpInfo.RegClass < 0)
+    return false;
+
+  return RI.regClassCanUseImmediate(OpInfo.RegClass);
+}
+
 bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
                                     StringRef &ErrInfo) const {
   uint16_t Opcode = MI->getOpcode();
@@ -532,10 +594,21 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
   // Make sure the register classes are correct
   for (unsigned i = 0, e = Desc.getNumOperands(); i != e; ++i) {
     switch (Desc.OpInfo[i].OperandType) {
-    case MCOI::OPERAND_REGISTER:
+    case MCOI::OPERAND_REGISTER: {
+      int RegClass = Desc.OpInfo[i].RegClass;
+      if (!RI.regClassCanUseImmediate(RegClass) &&
+          (MI->getOperand(i).isImm() || MI->getOperand(i).isFPImm())) {
+        ErrInfo = "Expected register, but got immediate";
+        return false;
+      }
+    }
       break;
     case MCOI::OPERAND_IMMEDIATE:
-      if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFPImm()) {
+      // Check if this operand is an immediate.
+      // FrameIndex operands will be replaced by immediates, so they are
+      // allowed.
+      if (!MI->getOperand(i).isImm() && !MI->getOperand(i).isFPImm() &&
+          !MI->getOperand(i).isFI()) {
         ErrInfo = "Expected immediate, but got non-immediate";
         return false;
       }
@@ -620,6 +693,24 @@ bool SIInstrInfo::verifyInstruction(const MachineInstr *MI,
       return false;
     }
   }
+
+  // Verify misc. restrictions on specific instructions.
+  if (Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F32 ||
+      Desc.getOpcode() == AMDGPU::V_DIV_SCALE_F64) {
+    MI->dump();
+
+    const MachineOperand &Src0 = MI->getOperand(2);
+    const MachineOperand &Src1 = MI->getOperand(3);
+    const MachineOperand &Src2 = MI->getOperand(4);
+    if (Src0.isReg() && Src1.isReg() && Src2.isReg()) {
+      if (!compareMachineOp(Src0, Src1) &&
+          !compareMachineOp(Src0, Src2)) {
+        ErrInfo = "v_div_scale_{f32|f64} require src0 = src1 or src2";
+        return false;
+      }
+    }
+  }
+
   return true;
 }
 
@@ -654,6 +745,7 @@ unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
   case AMDGPU::S_SEXT_I32_I16: return AMDGPU::V_BFE_I32;
   case AMDGPU::S_BFE_U32: return AMDGPU::V_BFE_U32;
   case AMDGPU::S_BFE_I32: return AMDGPU::V_BFE_I32;
+  case AMDGPU::S_BREV_B32: return AMDGPU::V_BFREV_B32_e32;
   case AMDGPU::S_NOT_B32: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
   case AMDGPU::S_NOT_B64: return AMDGPU::V_NOT_B32_e32;
   case AMDGPU::S_CMP_EQ_I32: return AMDGPU::V_CMP_EQ_I32_e32;
@@ -669,6 +761,8 @@ unsigned SIInstrInfo::getVALUOp(const MachineInstr &MI) {
   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_IMM:
   case AMDGPU::S_LOAD_DWORDX4_SGPR: return AMDGPU::BUFFER_LOAD_DWORDX4_ADDR64;
   case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B32: return AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FF1_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBL_B32_e32;
+  case AMDGPU::S_FLBIT_I32_B32: return AMDGPU::V_FFBH_U32_e32;
   }
 }
 
@@ -1178,6 +1272,11 @@ void SIInstrInfo::moveToVALU(MachineInstr &TopInst) const {
       Inst->eraseFromParent();
       continue;
 
+    case AMDGPU::S_BCNT1_I32_B64:
+      splitScalar64BitBCNT(Worklist, Inst);
+      Inst->eraseFromParent();
+      continue;
+
     case AMDGPU::S_BFE_U64:
     case AMDGPU::S_BFE_I64:
     case AMDGPU::S_BFM_B64:
@@ -1419,6 +1518,46 @@ void SIInstrInfo::splitScalar64BitBinaryOp(
   Worklist.push_back(HiHalf);
 }
 
+void SIInstrInfo::splitScalar64BitBCNT(SmallVectorImpl<MachineInstr *> &Worklist,
+                                       MachineInstr *Inst) const {
+  MachineBasicBlock &MBB = *Inst->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
+
+  MachineBasicBlock::iterator MII = Inst;
+  DebugLoc DL = Inst->getDebugLoc();
+
+  MachineOperand &Dest = Inst->getOperand(0);
+  MachineOperand &Src = Inst->getOperand(1);
+
+  const MCInstrDesc &InstDesc = get(AMDGPU::V_BCNT_U32_B32_e32);
+  const TargetRegisterClass *SrcRC = Src.isReg() ?
+    MRI.getRegClass(Src.getReg()) :
+    &AMDGPU::SGPR_32RegClass;
+
+  unsigned MidReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+  unsigned ResultReg = MRI.createVirtualRegister(&AMDGPU::VGPR_32RegClass);
+
+  const TargetRegisterClass *SrcSubRC = RI.getSubRegClass(SrcRC, AMDGPU::sub0);
+
+  MachineOperand SrcRegSub0 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub0, SrcSubRC);
+  MachineOperand SrcRegSub1 = buildExtractSubRegOrImm(MII, MRI, Src, SrcRC,
+                                                      AMDGPU::sub1, SrcSubRC);
+
+  MachineInstr *First = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, MidReg)
+    .addOperand(SrcRegSub0)
+    .addImm(0);
+
+  MachineInstr *Second = BuildMI(MBB, MII, DL, InstDesc, ResultReg)
+    .addOperand(SrcRegSub1)
+    .addReg(MidReg);
+
+  MRI.replaceRegWith(Dest.getReg(), ResultReg);
+
+  Worklist.push_back(First);
+  Worklist.push_back(Second);
+}
+
 void SIInstrInfo::addDescImplicitUseDef(const MCInstrDesc &NewDesc,
                                         MachineInstr *Inst) const {
   // Add the implict and explicit register definitions.
@@ -1500,3 +1639,12 @@ void SIInstrInfo::reserveIndirectRegisters(BitVector &Reserved,
   for (int Index = std::max(0, Begin - 15); Index <= End; ++Index)
     Reserved.set(AMDGPU::VReg_512RegClass.getRegister(Index));
 }
+
+const MachineOperand *SIInstrInfo::getNamedOperand(const MachineInstr& MI,
+                                                   unsigned OperandName) const {
+  int Idx = AMDGPU::getNamedOperandIdx(MI.getOpcode(), OperandName);
+  if (Idx == -1)
+    return nullptr;
+
+  return &MI.getOperand(Idx);
+}