For PR1086:
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrInfo.cpp
index f41d866114889cbaf56666a27f9f65cc37bfeb03..452eb1f2cff5ab92a4ee3e3035c1608954936c14 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- X86InstrInfo.cpp - X86 Instruction Information -----------*- C++ -*-===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file contains the X86 implementation of the TargetInstrInfo class.
 
 #include "X86InstrInfo.h"
 #include "X86.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "X86GenInstrInfo.inc"
+#include "X86InstrBuilder.h"
+#include "X86Subtarget.h"
+#include "X86TargetMachine.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
 using namespace llvm;
 
-X86InstrInfo::X86InstrInfo()
-  : TargetInstrInfo(X86Insts, sizeof(X86Insts)/sizeof(X86Insts[0])) {
+X86InstrInfo::X86InstrInfo(X86TargetMachine &tm)
+  : TargetInstrInfo(X86Insts, sizeof(X86Insts)/sizeof(X86Insts[0])),
+    TM(tm), RI(tm, *this) {
+}
+
+/// getDWARF_LABELOpcode - Return the opcode of the target's DWARF_LABEL
+/// instruction if it has one.  This is used by codegen passes that update
+/// DWARF line number info as they modify the code.
+unsigned X86InstrInfo::getDWARF_LABELOpcode() const {
+  return X86::DWARF_LABEL;
 }
 
 
@@ -26,8 +38,14 @@ bool X86InstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
                                unsigned& sourceReg,
                                unsigned& destReg) const {
   MachineOpCode oc = MI.getOpcode();
-  if (oc == X86::MOV8rr || oc == X86::MOV16rr || oc == X86::MOV32rr ||
-      oc == X86::FpMOV) {
+  if (oc == X86::MOV8rr || oc == X86::MOV16rr ||
+      oc == X86::MOV32rr || oc == X86::MOV64rr ||
+      oc == X86::MOV16to16_ || oc == X86::MOV32to32_ ||
+      oc == X86::FpMOV  || oc == X86::MOVSSrr || oc == X86::MOVSDrr ||
+      oc == X86::FsMOVAPSrr || oc == X86::FsMOVAPDrr ||
+      oc == X86::MOVAPSrr || oc == X86::MOVAPDrr ||
+      oc == X86::MOVSS2PSrr || oc == X86::MOVSD2PDrr ||
+      oc == X86::MOVPS2SSrr || oc == X86::MOVPD2SDrr) {
       assert(MI.getNumOperands() == 2 &&
              MI.getOperand(0).isRegister() &&
              MI.getOperand(1).isRegister() &&
@@ -39,33 +57,411 @@ bool X86InstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
   return false;
 }
 
-void X86InstrInfo::insertGoto(MachineBasicBlock& MBB,
-                              MachineBasicBlock& TMBB) const {
-  BuildMI(MBB, MBB.end(), X86::JMP, 1).addMBB(&TMBB);
-}
-
-MachineBasicBlock::iterator
-X86InstrInfo::reverseBranchCondition(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
-  unsigned Opcode = MI->getOpcode();
-  assert(isBranch(Opcode) && "MachineInstr must be a branch");
-  unsigned ROpcode;
-  switch (Opcode) {
-  case X86::JB:  ROpcode = X86::JAE; break;
-  case X86::JAE: ROpcode = X86::JB; break;
-  case X86::JE:  ROpcode = X86::JNE; break;
-  case X86::JNE: ROpcode = X86::JE; break;
-  case X86::JBE: ROpcode = X86::JA; break;
-  case X86::JA:  ROpcode = X86::JBE; break;
-  case X86::JS:  ROpcode = X86::JNS; break;
-  case X86::JNS: ROpcode = X86::JS; break;
-  case X86::JL:  ROpcode = X86::JGE; break;
-  case X86::JGE: ROpcode = X86::JL; break;
-  case X86::JLE: ROpcode = X86::JG; break;
-  case X86::JG:  ROpcode = X86::JLE; break;
+unsigned X86InstrInfo::isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI, 
+                                           int &FrameIndex) const {
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: break;
+  case X86::MOV8rm:
+  case X86::MOV16rm:
+  case X86::MOV16_rm:
+  case X86::MOV32rm:
+  case X86::MOV32_rm:
+  case X86::MOV64rm:
+  case X86::FpLD64m:
+  case X86::MOVSSrm:
+  case X86::MOVSDrm:
+  case X86::MOVAPSrm:
+  case X86::MOVAPDrm:
+    if (MI->getOperand(1).isFrameIndex() && MI->getOperand(2).isImmediate() &&
+        MI->getOperand(3).isRegister() && MI->getOperand(4).isImmediate() &&
+        MI->getOperand(2).getImmedValue() == 1 &&
+        MI->getOperand(3).getReg() == 0 &&
+        MI->getOperand(4).getImmedValue() == 0) {
+      FrameIndex = MI->getOperand(1).getFrameIndex();
+      return MI->getOperand(0).getReg();
+    }
+    break;
+  }
+  return 0;
+}
+
+unsigned X86InstrInfo::isStoreToStackSlot(MachineInstr *MI,
+                                          int &FrameIndex) const {
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: break;
+  case X86::MOV8mr:
+  case X86::MOV16mr:
+  case X86::MOV16_mr:
+  case X86::MOV32mr:
+  case X86::MOV32_mr:
+  case X86::MOV64mr:
+  case X86::FpSTP64m:
+  case X86::MOVSSmr:
+  case X86::MOVSDmr:
+  case X86::MOVAPSmr:
+  case X86::MOVAPDmr:
+    if (MI->getOperand(0).isFrameIndex() && MI->getOperand(1).isImmediate() &&
+        MI->getOperand(2).isRegister() && MI->getOperand(3).isImmediate() &&
+        MI->getOperand(1).getImmedValue() == 1 &&
+        MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
+        MI->getOperand(3).getImmedValue() == 0) {
+      FrameIndex = MI->getOperand(0).getFrameIndex();
+      return MI->getOperand(4).getReg();
+    }
+    break;
+  }
+  return 0;
+}
+
+
+/// convertToThreeAddress - This method must be implemented by targets that
+/// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
+/// may be able to convert a two-address instruction into a true
+/// three-address instruction on demand.  This allows the X86 target (for
+/// example) to convert ADD and SHL instructions into LEA instructions if they
+/// would require register copies due to two-addressness.
+///
+/// This method returns a null pointer if the transformation cannot be
+/// performed, otherwise it returns the new instruction.
+///
+MachineInstr *
+X86InstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
+                                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
+                                    LiveVariables &LV) const {
+  MachineInstr *MI = MBBI;
+  // All instructions input are two-addr instructions.  Get the known operands.
+  unsigned Dest = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned Src = MI->getOperand(1).getReg();
+
+  MachineInstr *NewMI = NULL;
+  // FIXME: 16-bit LEA's are really slow on Athlons, but not bad on P4's.  When
+  // we have subtarget support, enable the 16-bit LEA generation here.
+  bool DisableLEA16 = true;
+
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default: break;
+  case X86::SHUFPSrri: {
+    assert(MI->getNumOperands() == 4 && "Unknown shufps instruction!");
+    const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
+    unsigned A = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned B = MI->getOperand(1).getReg();
+    unsigned C = MI->getOperand(2).getReg();
+    unsigned M = MI->getOperand(3).getImmedValue();
+    if (!Subtarget->hasSSE2() || B != C) return 0;
+    NewMI = BuildMI(get(X86::PSHUFDri), A).addReg(B).addImm(M);
+    goto Done;
+  }
+  }
+
+  // FIXME: None of these instructions are promotable to LEAs without
+  // additional information.  In particular, LEA doesn't set the flags that
+  // add and inc do.  :(
+  return 0;
+
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  case X86::INC32r:
+  case X86::INC64_32r:
+    assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown inc instruction!");
+    NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA32r), Dest), Src, 1);
+    break;
+  case X86::INC16r:
+  case X86::INC64_16r:
+    if (DisableLEA16) return 0;
+    assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown inc instruction!");
+    NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA16r), Dest), Src, 1);
+    break;
+  case X86::DEC32r:
+  case X86::DEC64_32r:
+    assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown dec instruction!");
+    NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA32r), Dest), Src, -1);
+    break;
+  case X86::DEC16r:
+  case X86::DEC64_16r:
+    if (DisableLEA16) return 0;
+    assert(MI->getNumOperands() == 2 && "Unknown dec instruction!");
+    NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA16r), Dest), Src, -1);
+    break;
+  case X86::ADD32rr:
+    assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
+    NewMI = addRegReg(BuildMI(get(X86::LEA32r), Dest), Src,
+                     MI->getOperand(2).getReg());
+    break;
+  case X86::ADD16rr:
+    if (DisableLEA16) return 0;
+    assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
+    NewMI = addRegReg(BuildMI(get(X86::LEA16r), Dest), Src,
+                     MI->getOperand(2).getReg());
+    break;
+  case X86::ADD32ri:
+  case X86::ADD32ri8:
+    assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
+    if (MI->getOperand(2).isImmediate())
+      NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA32r), Dest), Src,
+                          MI->getOperand(2).getImmedValue());
+    break;
+  case X86::ADD16ri:
+  case X86::ADD16ri8:
+    if (DisableLEA16) return 0;
+    assert(MI->getNumOperands() == 3 && "Unknown add instruction!");
+    if (MI->getOperand(2).isImmediate())
+      NewMI = addRegOffset(BuildMI(get(X86::LEA16r), Dest), Src,
+                          MI->getOperand(2).getImmedValue());
+    break;
+  case X86::SHL16ri:
+    if (DisableLEA16) return 0;
+  case X86::SHL32ri:
+    assert(MI->getNumOperands() == 3 && MI->getOperand(2).isImmediate() &&
+           "Unknown shl instruction!");
+    unsigned ShAmt = MI->getOperand(2).getImmedValue();
+    if (ShAmt == 1 || ShAmt == 2 || ShAmt == 3) {
+      X86AddressMode AM;
+      AM.Scale = 1 << ShAmt;
+      AM.IndexReg = Src;
+      unsigned Opc = MI->getOpcode() == X86::SHL32ri ? X86::LEA32r :X86::LEA16r;
+      NewMI = addFullAddress(BuildMI(get(Opc), Dest), AM);
+    }
+    break;
+  }
+
+Done:
+  if (NewMI) {
+    NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
+    LV.instructionChanged(MI, NewMI);  // Update live variables
+    MFI->insert(MBBI, NewMI);          // Insert the new inst    
+  }
+  return NewMI;
+}
+
+/// commuteInstruction - We have a few instructions that must be hacked on to
+/// commute them.
+///
+MachineInstr *X86InstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI) const {
+  // FIXME: Can commute cmoves by changing the condition!
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  case X86::SHRD16rri8: // A = SHRD16rri8 B, C, I -> A = SHLD16rri8 C, B, (16-I)
+  case X86::SHLD16rri8: // A = SHLD16rri8 B, C, I -> A = SHRD16rri8 C, B, (16-I)
+  case X86::SHRD32rri8: // A = SHRD32rri8 B, C, I -> A = SHLD32rri8 C, B, (32-I)
+  case X86::SHLD32rri8:{// A = SHLD32rri8 B, C, I -> A = SHRD32rri8 C, B, (32-I)
+    unsigned Opc;
+    unsigned Size;
+    switch (MI->getOpcode()) {
+    default: assert(0 && "Unreachable!");
+    case X86::SHRD16rri8: Size = 16; Opc = X86::SHLD16rri8; break;
+    case X86::SHLD16rri8: Size = 16; Opc = X86::SHRD16rri8; break;
+    case X86::SHRD32rri8: Size = 32; Opc = X86::SHLD32rri8; break;
+    case X86::SHLD32rri8: Size = 32; Opc = X86::SHRD32rri8; break;
+    }
+    unsigned Amt = MI->getOperand(3).getImmedValue();
+    unsigned A = MI->getOperand(0).getReg();
+    unsigned B = MI->getOperand(1).getReg();
+    unsigned C = MI->getOperand(2).getReg();
+    bool BisKill = MI->getOperand(1).isKill();
+    bool CisKill = MI->getOperand(2).isKill();
+    return BuildMI(get(Opc), A).addReg(C, false, false, CisKill)
+      .addReg(B, false, false, BisKill).addImm(Size-Amt);
+  }
   default:
-    assert(0 && "Cannot reverse unconditional branches!");
+    return TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI);
+  }
+}
+
+static X86::CondCode GetCondFromBranchOpc(unsigned BrOpc) {
+  switch (BrOpc) {
+  default: return X86::COND_INVALID;
+  case X86::JE:  return X86::COND_E;
+  case X86::JNE: return X86::COND_NE;
+  case X86::JL:  return X86::COND_L;
+  case X86::JLE: return X86::COND_LE;
+  case X86::JG:  return X86::COND_G;
+  case X86::JGE: return X86::COND_GE;
+  case X86::JB:  return X86::COND_B;
+  case X86::JBE: return X86::COND_BE;
+  case X86::JA:  return X86::COND_A;
+  case X86::JAE: return X86::COND_AE;
+  case X86::JS:  return X86::COND_S;
+  case X86::JNS: return X86::COND_NS;
+  case X86::JP:  return X86::COND_P;
+  case X86::JNP: return X86::COND_NP;
+  case X86::JO:  return X86::COND_O;
+  case X86::JNO: return X86::COND_NO;
+  }
+}
+
+unsigned X86::GetCondBranchFromCond(X86::CondCode CC) {
+  switch (CC) {
+  default: assert(0 && "Illegal condition code!");
+  case X86::COND_E:  return X86::JE;
+  case X86::COND_NE: return X86::JNE;
+  case X86::COND_L:  return X86::JL;
+  case X86::COND_LE: return X86::JLE;
+  case X86::COND_G:  return X86::JG;
+  case X86::COND_GE: return X86::JGE;
+  case X86::COND_B:  return X86::JB;
+  case X86::COND_BE: return X86::JBE;
+  case X86::COND_A:  return X86::JA;
+  case X86::COND_AE: return X86::JAE;
+  case X86::COND_S:  return X86::JS;
+  case X86::COND_NS: return X86::JNS;
+  case X86::COND_P:  return X86::JP;
+  case X86::COND_NP: return X86::JNP;
+  case X86::COND_O:  return X86::JO;
+  case X86::COND_NO: return X86::JNO;
+  }
+}
+
+/// GetOppositeBranchCondition - Return the inverse of the specified condition,
+/// e.g. turning COND_E to COND_NE.
+X86::CondCode X86::GetOppositeBranchCondition(X86::CondCode CC) {
+  switch (CC) {
+  default: assert(0 && "Illegal condition code!");
+  case X86::COND_E:  return X86::COND_NE;
+  case X86::COND_NE: return X86::COND_E;
+  case X86::COND_L:  return X86::COND_GE;
+  case X86::COND_LE: return X86::COND_G;
+  case X86::COND_G:  return X86::COND_LE;
+  case X86::COND_GE: return X86::COND_L;
+  case X86::COND_B:  return X86::COND_AE;
+  case X86::COND_BE: return X86::COND_A;
+  case X86::COND_A:  return X86::COND_BE;
+  case X86::COND_AE: return X86::COND_B;
+  case X86::COND_S:  return X86::COND_NS;
+  case X86::COND_NS: return X86::COND_S;
+  case X86::COND_P:  return X86::COND_NP;
+  case X86::COND_NP: return X86::COND_P;
+  case X86::COND_O:  return X86::COND_NO;
+  case X86::COND_NO: return X86::COND_O;
   }
-  MachineBasicBlock* MBB = MI->getParent();
-  MachineBasicBlock* TMBB = MI->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
-  return BuildMI(*MBB, MBB->erase(MI), ROpcode, 1).addMBB(TMBB);
+}
+
+
+bool X86InstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, 
+                                 MachineBasicBlock *&TBB,
+                                 MachineBasicBlock *&FBB,
+                                 std::vector<MachineOperand> &Cond) const {
+  // TODO: If FP_REG_KILL is around, ignore it.
+                                   
+  // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
+  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
+  if (I == MBB.begin() || !isTerminatorInstr((--I)->getOpcode()))
+    return false;
+
+  // Get the last instruction in the block.
+  MachineInstr *LastInst = I;
+  
+  // If there is only one terminator instruction, process it.
+  if (I == MBB.begin() || !isTerminatorInstr((--I)->getOpcode())) {
+    if (!isBranch(LastInst->getOpcode()))
+      return true;
+    
+    // If the block ends with a branch there are 3 possibilities:
+    // it's an unconditional, conditional, or indirect branch.
+    
+    if (LastInst->getOpcode() == X86::JMP) {
+      TBB = LastInst->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
+      return false;
+    }
+    X86::CondCode BranchCode = GetCondFromBranchOpc(LastInst->getOpcode());
+    if (BranchCode == X86::COND_INVALID)
+      return true;  // Can't handle indirect branch.
+
+    // Otherwise, block ends with fall-through condbranch.
+    TBB = LastInst->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
+    Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(BranchCode));
+    return false;
+  }
+  
+  // Get the instruction before it if it's a terminator.
+  MachineInstr *SecondLastInst = I;
+  
+  // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
+  if (SecondLastInst && I != MBB.begin() &&
+      isTerminatorInstr((--I)->getOpcode()))
+    return true;
+
+  // If the block ends with X86::JMP and a conditional branch, handle it.
+  X86::CondCode BranchCode = GetCondFromBranchOpc(SecondLastInst->getOpcode());
+  if (BranchCode != X86::COND_INVALID && LastInst->getOpcode() == X86::JMP) {
+    TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
+    Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(BranchCode));
+    FBB = LastInst->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
+    return false;
+  }
+
+  // Otherwise, can't handle this.
+  return true;
+}
+
+void X86InstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
+  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
+  if (I == MBB.begin()) return;
+  --I;
+  if (I->getOpcode() != X86::JMP && 
+      GetCondFromBranchOpc(I->getOpcode()) == X86::COND_INVALID)
+    return;
+  
+  // Remove the branch.
+  I->eraseFromParent();
+  
+  I = MBB.end();
+  
+  if (I == MBB.begin()) return;
+  --I;
+  if (GetCondFromBranchOpc(I->getOpcode()) == X86::COND_INVALID)
+    return;
+  
+  // Remove the branch.
+  I->eraseFromParent();
+}
+
+void X86InstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
+                                MachineBasicBlock *FBB,
+                                const std::vector<MachineOperand> &Cond) const {
+  // Shouldn't be a fall through.
+  assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
+  assert((Cond.size() == 1 || Cond.size() == 0) &&
+         "X86 branch conditions have one component!");
+
+  if (FBB == 0) { // One way branch.
+    if (Cond.empty()) {
+      // Unconditional branch?
+      BuildMI(&MBB, get(X86::JMP)).addMBB(TBB);
+    } else {
+      // Conditional branch.
+      unsigned Opc = GetCondBranchFromCond((X86::CondCode)Cond[0].getImm());
+      BuildMI(&MBB, get(Opc)).addMBB(TBB);
+    }
+    return;
+  }
+  
+  // Two-way Conditional branch.
+  unsigned Opc = GetCondBranchFromCond((X86::CondCode)Cond[0].getImm());
+  BuildMI(&MBB, get(Opc)).addMBB(TBB);
+  BuildMI(&MBB, get(X86::JMP)).addMBB(FBB);
+}
+
+bool X86InstrInfo::BlockHasNoFallThrough(MachineBasicBlock &MBB) const {
+  if (MBB.empty()) return false;
+  
+  switch (MBB.back().getOpcode()) {
+  case X86::JMP:     // Uncond branch.
+  case X86::JMP32r:  // Indirect branch.
+  case X86::JMP32m:  // Indirect branch through mem.
+    return true;
+  default: return false;
+  }
+}
+
+bool X86InstrInfo::
+ReverseBranchCondition(std::vector<MachineOperand> &Cond) const {
+  assert(Cond.size() == 1 && "Invalid X86 branch condition!");
+  Cond[0].setImm(GetOppositeBranchCondition((X86::CondCode)Cond[0].getImm()));
+  return false;
+}
+
+const TargetRegisterClass *X86InstrInfo::getPointerRegClass() const {
+  const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
+  if (Subtarget->is64Bit())
+    return &X86::GR64RegClass;
+  else
+    return &X86::GR32RegClass;
 }