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