lib/Target/AArch64/AArch64ISelLowering.h

   1 //==-- AArch64ISelLowering.h - AArch64 DAG Lowering Interface ----*- C++ -*-==//
   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 the interfaces that AArch64 uses to lower LLVM code into a
  11 // selection DAG.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_AARCH64_AARCH64ISELLOWERING_H
  16 #define LLVM_LIB_TARGET_AARCH64_AARCH64ISELLOWERING_H
  17
  18 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  20 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  21 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  23
  24 namespace llvm {
  25
  26 namespace AArch64ISD {
  27
  28 enum NodeType : unsigned {
  29   FIRST_NUMBER = ISD::BUILTIN_OP_END,
  30   WrapperLarge, // 4-instruction MOVZ/MOVK sequence for 64-bit addresses.
  31   CALL,         // Function call.
  32
  33   // Produces the full sequence of instructions for getting the thread pointer
  34   // offset of a variable into X0, using the TLSDesc model.
  35   TLSDESC_CALLSEQ,
  36   ADRP,     // Page address of a TargetGlobalAddress operand.
  37   ADDlow,   // Add the low 12 bits of a TargetGlobalAddress operand.
  38   LOADgot,  // Load from automatically generated descriptor (e.g. Global
  39             // Offset Table, TLS record).
  40   RET_FLAG, // Return with a flag operand. Operand 0 is the chain operand.
  41   BRCOND,   // Conditional branch instruction; "b.cond".
  42   CSEL,
  43   FCSEL, // Conditional move instruction.
  44   CSINV, // Conditional select invert.
  45   CSNEG, // Conditional select negate.
  46   CSINC, // Conditional select increment.
  47
  48   // Pointer to the thread's local storage area. Materialised from TPIDR_EL0 on
  49   // ELF.
  50   THREAD_POINTER,
  51   ADC,
  52   SBC, // adc, sbc instructions
  53
  54   // Arithmetic instructions which write flags.
  55   ADDS,
  56   SUBS,
  57   ADCS,
  58   SBCS,
  59   ANDS,
  60
  61   // Conditional compares. Operands: left,right,falsecc,cc,flags
  62   CCMP,
  63   CCMN,
  64   FCCMP,
  65
  66   // Floating point comparison
  67   FCMP,
  68
  69   // Scalar extract
  70   EXTR,
  71
  72   // Scalar-to-vector duplication
  73   DUP,
  74   DUPLANE8,
  75   DUPLANE16,
  76   DUPLANE32,
  77   DUPLANE64,
  78
  79   // Vector immedate moves
  80   MOVI,
  81   MOVIshift,
  82   MOVIedit,
  83   MOVImsl,
  84   FMOV,
  85   MVNIshift,
  86   MVNImsl,
  87
  88   // Vector immediate ops
  89   BICi,
  90   ORRi,
  91
  92   // Vector bit select: similar to ISD::VSELECT but not all bits within an
  93   // element must be identical.
  94   BSL,
  95
  96   // Vector arithmetic negation
  97   NEG,
  98
  99   // Vector shuffles
 100   ZIP1,
 101   ZIP2,
 102   UZP1,
 103   UZP2,
 104   TRN1,
 105   TRN2,
 106   REV16,
 107   REV32,
 108   REV64,
 109   EXT,
 110
 111   // Vector shift by scalar
 112   VSHL,
 113   VLSHR,
 114   VASHR,
 115
 116   // Vector shift by scalar (again)
 117   SQSHL_I,
 118   UQSHL_I,
 119   SQSHLU_I,
 120   SRSHR_I,
 121   URSHR_I,
 122
 123   // Vector comparisons
 124   CMEQ,
 125   CMGE,
 126   CMGT,
 127   CMHI,
 128   CMHS,
 129   FCMEQ,
 130   FCMGE,
 131   FCMGT,
 132
 133   // Vector zero comparisons
 134   CMEQz,
 135   CMGEz,
 136   CMGTz,
 137   CMLEz,
 138   CMLTz,
 139   FCMEQz,
 140   FCMGEz,
 141   FCMGTz,
 142   FCMLEz,
 143   FCMLTz,
 144
 145   // Vector across-lanes addition
 146   // Only the lower result lane is defined.
 147   SADDV,
 148   UADDV,
 149
 150   // Vector across-lanes min/max
 151   // Only the lower result lane is defined.
 152   SMINV,
 153   UMINV,
 154   SMAXV,
 155   UMAXV,
 156
 157   // Vector bitwise negation
 158   NOT,
 159
 160   // Vector bitwise selection
 161   BIT,
 162
 163   // Compare-and-branch
 164   CBZ,
 165   CBNZ,
 166   TBZ,
 167   TBNZ,
 168
 169   // Tail calls
 170   TC_RETURN,
 171
 172   // Custom prefetch handling
 173   PREFETCH,
 174
 175   // {s|u}int to FP within a FP register.
 176   SITOF,
 177   UITOF,
 178
 179   /// Natural vector cast. ISD::BITCAST is not natural in the big-endian
 180   /// world w.r.t vectors; which causes additional REV instructions to be
 181   /// generated to compensate for the byte-swapping. But sometimes we do
 182   /// need to re-interpret the data in SIMD vector registers in big-endian
 183   /// mode without emitting such REV instructions.
 184   NVCAST,
 185
 186   SMULL,
 187   UMULL,
 188
 189   // NEON Load/Store with post-increment base updates
 190   LD2post = ISD::FIRST_TARGET_MEMORY_OPCODE,
 191   LD3post,
 192   LD4post,
 193   ST2post,
 194   ST3post,
 195   ST4post,
 196   LD1x2post,
 197   LD1x3post,
 198   LD1x4post,
 199   ST1x2post,
 200   ST1x3post,
 201   ST1x4post,
 202   LD1DUPpost,
 203   LD2DUPpost,
 204   LD3DUPpost,
 205   LD4DUPpost,
 206   LD1LANEpost,
 207   LD2LANEpost,
 208   LD3LANEpost,
 209   LD4LANEpost,
 210   ST2LANEpost,
 211   ST3LANEpost,
 212   ST4LANEpost
 213 };
 214
 215 } // end namespace AArch64ISD
 216
 217 class AArch64Subtarget;
 218 class AArch64TargetMachine;
 219
 220 class AArch64TargetLowering : public TargetLowering {
 221 public:
 222   explicit AArch64TargetLowering(const TargetMachine &TM,
 223                                  const AArch64Subtarget &STI);
 224
 225   /// Selects the correct CCAssignFn for a given CallingConvention value.
 226   CCAssignFn *CCAssignFnForCall(CallingConv::ID CC, bool IsVarArg) const;
 227
 228   /// computeKnownBitsForTargetNode - Determine which of the bits specified in
 229   /// Mask are known to be either zero or one and return them in the
 230   /// KnownZero/KnownOne bitsets.
 231   void computeKnownBitsForTargetNode(const SDValue Op, APInt &KnownZero,
 232                                      APInt &KnownOne, const SelectionDAG &DAG,
 233                                      unsigned Depth = 0) const override;
 234
 235   MVT getScalarShiftAmountTy(const DataLayout &DL, EVT) const override;
 236
 237   /// allowsMisalignedMemoryAccesses - Returns true if the target allows
 238   /// unaligned memory accesses of the specified type.
 239   bool allowsMisalignedMemoryAccesses(EVT VT, unsigned AddrSpace = 0,
 240                                       unsigned Align = 1,
 241                                       bool *Fast = nullptr) const override;
 242
 243   /// LowerOperation - Provide custom lowering hooks for some operations.
 244   SDValue LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const override;
 245
 246   const char *getTargetNodeName(unsigned Opcode) const override;
 247
 248   SDValue PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI) const override;
 249
 250   /// getFunctionAlignment - Return the Log2 alignment of this function.
 251   unsigned getFunctionAlignment(const Function *F) const;
 252
 253   /// Returns true if a cast between SrcAS and DestAS is a noop.
 254   bool isNoopAddrSpaceCast(unsigned SrcAS, unsigned DestAS) const override {
 255     // Addrspacecasts are always noops.
 256     return true;
 257   }
 258
 259   /// createFastISel - This method returns a target specific FastISel object,
 260   /// or null if the target does not support "fast" ISel.
 261   FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
 262                            const TargetLibraryInfo *libInfo) const override;
 263
 264   bool isOffsetFoldingLegal(const GlobalAddressSDNode *GA) const override;
 265
 266   bool isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const override;
 267
 268   /// isShuffleMaskLegal - Return true if the given shuffle mask can be
 269   /// codegen'd directly, or if it should be stack expanded.
 270   bool isShuffleMaskLegal(const SmallVectorImpl<int> &M, EVT VT) const override;
 271
 272   /// getSetCCResultType - Return the ISD::SETCC ValueType
 273   EVT getSetCCResultType(const DataLayout &DL, LLVMContext &Context,
 274                          EVT VT) const override;
 275
 276   SDValue ReconstructShuffle(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 277
 278   MachineBasicBlock *EmitF128CSEL(MachineInstr *MI,
 279                                   MachineBasicBlock *BB) const;
 280
 281   MachineBasicBlock *
 282   EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI,
 283                               MachineBasicBlock *MBB) const override;
 284
 285   bool getTgtMemIntrinsic(IntrinsicInfo &Info, const CallInst &I,
 286                           unsigned Intrinsic) const override;
 287
 288   bool isTruncateFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
 289   bool isTruncateFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
 290
 291   bool isProfitableToHoist(Instruction *I) const override;
 292
 293   bool isZExtFree(Type *Ty1, Type *Ty2) const override;
 294   bool isZExtFree(EVT VT1, EVT VT2) const override;
 295   bool isZExtFree(SDValue Val, EVT VT2) const override;
 296
 297   bool hasPairedLoad(Type *LoadedType,
 298                      unsigned &RequiredAligment) const override;
 299   bool hasPairedLoad(EVT LoadedType, unsigned &RequiredAligment) const override;
 300
 301   unsigned getMaxSupportedInterleaveFactor() const override { return 4; }
 302
 303   bool lowerInterleavedLoad(LoadInst *LI,
 304                             ArrayRef<ShuffleVectorInst *> Shuffles,
 305                             ArrayRef<unsigned> Indices,
 306                             unsigned Factor) const override;
 307   bool lowerInterleavedStore(StoreInst *SI, ShuffleVectorInst *SVI,
 308                              unsigned Factor) const override;
 309
 310   bool isLegalAddImmediate(int64_t) const override;
 311   bool isLegalICmpImmediate(int64_t) const override;
 312
 313   EVT getOptimalMemOpType(uint64_t Size, unsigned DstAlign, unsigned SrcAlign,
 314                           bool IsMemset, bool ZeroMemset, bool MemcpyStrSrc,
 315                           MachineFunction &MF) const override;
 316
 317   /// isLegalAddressingMode - Return true if the addressing mode represented
 318   /// by AM is legal for this target, for a load/store of the specified type.
 319   bool isLegalAddressingMode(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM, Type *Ty,
 320                              unsigned AS) const override;
 321
 322   /// \brief Return the cost of the scaling factor used in the addressing
 323   /// mode represented by AM for this target, for a load/store
 324   /// of the specified type.
 325   /// If the AM is supported, the return value must be >= 0.
 326   /// If the AM is not supported, it returns a negative value.
 327   int getScalingFactorCost(const DataLayout &DL, const AddrMode &AM, Type *Ty,
 328                            unsigned AS) const override;
 329
 330   /// isFMAFasterThanFMulAndFAdd - Return true if an FMA operation is faster
 331   /// than a pair of fmul and fadd instructions. fmuladd intrinsics will be
 332   /// expanded to FMAs when this method returns true, otherwise fmuladd is
 333   /// expanded to fmul + fadd.
 334   bool isFMAFasterThanFMulAndFAdd(EVT VT) const override;
 335
 336   const MCPhysReg *getScratchRegisters(CallingConv::ID CC) const override;
 337
 338   /// \brief Returns false if N is a bit extraction pattern of (X >> C) & Mask.
 339   bool isDesirableToCommuteWithShift(const SDNode *N) const override;
 340
 341   /// \brief Returns true if it is beneficial to convert a load of a constant
 342   /// to just the constant itself.
 343   bool shouldConvertConstantLoadToIntImm(const APInt &Imm,
 344                                          Type *Ty) const override;
 345
 346   bool hasLoadLinkedStoreConditional() const override;
 347   Value *emitLoadLinked(IRBuilder<> &Builder, Value *Addr,
 348                         AtomicOrdering Ord) const override;
 349   Value *emitStoreConditional(IRBuilder<> &Builder, Value *Val,
 350                               Value *Addr, AtomicOrdering Ord) const override;
 351
 352   bool shouldExpandAtomicLoadInIR(LoadInst *LI) const override;
 353   bool shouldExpandAtomicStoreInIR(StoreInst *SI) const override;
 354   TargetLoweringBase::AtomicRMWExpansionKind
 355   shouldExpandAtomicRMWInIR(AtomicRMWInst *AI) const override;
 356
 357   bool useLoadStackGuardNode() const override;
 358   TargetLoweringBase::LegalizeTypeAction
 359   getPreferredVectorAction(EVT VT) const override;
 360
 361 private:
 362   bool isExtFreeImpl(const Instruction *Ext) const override;
 363
 364   /// Subtarget - Keep a pointer to the AArch64Subtarget around so that we can
 365   /// make the right decision when generating code for different targets.
 366   const AArch64Subtarget *Subtarget;
 367
 368   void addTypeForNEON(EVT VT, EVT PromotedBitwiseVT);
 369   void addDRTypeForNEON(MVT VT);
 370   void addQRTypeForNEON(MVT VT);
 371
 372   SDValue
 373   LowerFormalArguments(SDValue Chain, CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
 374                        const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins, SDLoc DL,
 375                        SelectionDAG &DAG,
 376                        SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
 377
 378   SDValue LowerCall(CallLoweringInfo & /*CLI*/,
 379                     SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const override;
 380
 381   SDValue LowerCallResult(SDValue Chain, SDValue InFlag,
 382                           CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
 383                           const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins, SDLoc DL,
 384                           SelectionDAG &DAG, SmallVectorImpl<SDValue> &InVals,
 385                           bool isThisReturn, SDValue ThisVal) const;
 386
 387   SDValue LowerINTRINSIC_WO_CHAIN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 388
 389   bool isEligibleForTailCallOptimization(
 390       SDValue Callee, CallingConv::ID CalleeCC, bool isVarArg,
 391       bool isCalleeStructRet, bool isCallerStructRet,
 392       const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
 393       const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
 394       const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins, SelectionDAG &DAG) const;
 395
 396   /// Finds the incoming stack arguments which overlap the given fixed stack
 397   /// object and incorporates their load into the current chain. This prevents
 398   /// an upcoming store from clobbering the stack argument before it's used.
 399   SDValue addTokenForArgument(SDValue Chain, SelectionDAG &DAG,
 400                               MachineFrameInfo *MFI, int ClobberedFI) const;
 401
 402   bool DoesCalleeRestoreStack(CallingConv::ID CallCC, bool TailCallOpt) const;
 403
 404   bool IsTailCallConvention(CallingConv::ID CallCC) const;
 405
 406   void saveVarArgRegisters(CCState &CCInfo, SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
 407                            SDValue &Chain) const;
 408
 409   bool CanLowerReturn(CallingConv::ID CallConv, MachineFunction &MF,
 410                       bool isVarArg,
 411                       const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
 412                       LLVMContext &Context) const override;
 413
 414   SDValue LowerReturn(SDValue Chain, CallingConv::ID CallConv, bool isVarArg,
 415                       const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
 416                       const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals, SDLoc DL,
 417                       SelectionDAG &DAG) const override;
 418
 419   SDValue LowerGlobalAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 420   SDValue LowerGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 421   SDValue LowerDarwinGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 422   SDValue LowerELFGlobalTLSAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 423   SDValue LowerELFTLSDescCallSeq(SDValue SymAddr, SDLoc DL,
 424                                  SelectionDAG &DAG) const;
 425   SDValue LowerSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 426   SDValue LowerBR_CC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 427   SDValue LowerSELECT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 428   SDValue LowerSELECT_CC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 429   SDValue LowerSELECT_CC(ISD::CondCode CC, SDValue LHS, SDValue RHS,
 430                          SDValue TVal, SDValue FVal, SDLoc dl,
 431                          SelectionDAG &DAG) const;
 432   SDValue LowerJumpTable(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 433   SDValue LowerConstantPool(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 434   SDValue LowerBlockAddress(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 435   SDValue LowerAAPCS_VASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 436   SDValue LowerDarwin_VASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 437   SDValue LowerVASTART(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 438   SDValue LowerVACOPY(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 439   SDValue LowerVAARG(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 440   SDValue LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 441   SDValue LowerRETURNADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 442   SDValue LowerINSERT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 443   SDValue LowerEXTRACT_VECTOR_ELT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 444   SDValue LowerSCALAR_TO_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 445   SDValue LowerBUILD_VECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 446   SDValue LowerVECTOR_SHUFFLE(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 447   SDValue LowerEXTRACT_SUBVECTOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 448   SDValue LowerVectorSRA_SRL_SHL(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 449   SDValue LowerShiftLeftParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 450   SDValue LowerShiftRightParts(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 451   SDValue LowerVSETCC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 452   SDValue LowerCTPOP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 453   SDValue LowerF128Call(SDValue Op, SelectionDAG &DAG,
 454                         RTLIB::Libcall Call) const;
 455   SDValue LowerFCOPYSIGN(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 456   SDValue LowerFP_EXTEND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 457   SDValue LowerFP_ROUND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 458   SDValue LowerFP_TO_INT(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 459   SDValue LowerINT_TO_FP(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 460   SDValue LowerVectorAND(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 461   SDValue LowerVectorOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 462   SDValue LowerCONCAT_VECTORS(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 463   SDValue LowerFSINCOS(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const;
 464
 465   SDValue BuildSDIVPow2(SDNode *N, const APInt &Divisor, SelectionDAG &DAG,
 466                         std::vector<SDNode *> *Created) const override;
 467   unsigned combineRepeatedFPDivisors() const override;
 468
 469   ConstraintType getConstraintType(StringRef Constraint) const override;
 470   unsigned getRegisterByName(const char* RegName, EVT VT,
 471                              SelectionDAG &DAG) const override;
 472
 473   /// Examine constraint string and operand type and determine a weight value.
 474   /// The operand object must already have been set up with the operand type.
 475   ConstraintWeight
 476   getSingleConstraintMatchWeight(AsmOperandInfo &info,
 477                                  const char *constraint) const override;
 478
 479   std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *>
 480   getRegForInlineAsmConstraint(const TargetRegisterInfo *TRI,
 481                                StringRef Constraint, MVT VT) const override;
 482   void LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op, std::string &Constraint,
 483                                     std::vector<SDValue> &Ops,
 484                                     SelectionDAG &DAG) const override;
 485
 486   unsigned getInlineAsmMemConstraint(StringRef ConstraintCode) const override {
 487     if (ConstraintCode == "Q")
 488       return InlineAsm::Constraint_Q;
 489     // FIXME: clang has code for 'Ump', 'Utf', 'Usa', and 'Ush' but these are
 490     //        followed by llvm_unreachable so we'll leave them unimplemented in
 491     //        the backend for now.
 492     return TargetLowering::getInlineAsmMemConstraint(ConstraintCode);
 493   }
 494
 495   bool isUsedByReturnOnly(SDNode *N, SDValue &Chain) const override;
 496   bool mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const override;
 497   bool getIndexedAddressParts(SDNode *Op, SDValue &Base, SDValue &Offset,
 498                               ISD::MemIndexedMode &AM, bool &IsInc,
 499                               SelectionDAG &DAG) const;
 500   bool getPreIndexedAddressParts(SDNode *N, SDValue &Base, SDValue &Offset,
 501                                  ISD::MemIndexedMode &AM,
 502                                  SelectionDAG &DAG) const override;
 503   bool getPostIndexedAddressParts(SDNode *N, SDNode *Op, SDValue &Base,
 504                                   SDValue &Offset, ISD::MemIndexedMode &AM,
 505                                   SelectionDAG &DAG) const override;
 506
 507   void ReplaceNodeResults(SDNode *N, SmallVectorImpl<SDValue> &Results,
 508                           SelectionDAG &DAG) const override;
 509
 510   bool functionArgumentNeedsConsecutiveRegisters(Type *Ty,
 511                                                  CallingConv::ID CallConv,
 512                                                  bool isVarArg) const override;
 513
 514   bool shouldNormalizeToSelectSequence(LLVMContext &, EVT) const override;
 515 };
 516
 517 namespace AArch64 {
 518 FastISel *createFastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
 519                          const TargetLibraryInfo *libInfo);
 520 } // end namespace AArch64
 521
 522 } // end namespace llvm
 523
 524 #endif