lib/Target/ARM/ARMBaseInstrInfo.h

   1 //===-- ARMBaseInstrInfo.h - ARM Base Instruction Information ---*- 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 contains the Base ARM implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef ARMBASEINSTRUCTIONINFO_H
  15 #define ARMBASEINSTRUCTIONINFO_H
  16
  17 #include "ARM.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  21 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  22
  23 #define GET_INSTRINFO_HEADER
  24 #include "ARMGenInstrInfo.inc"
  25
  26 namespace llvm {
  27   class ARMSubtarget;
  28   class ARMBaseRegisterInfo;
  29
  30 class ARMBaseInstrInfo : public ARMGenInstrInfo {
  31   const ARMSubtarget &Subtarget;
  32
  33 protected:
  34   // Can be only subclassed.
  35   explicit ARMBaseInstrInfo(const ARMSubtarget &STI);
  36
  37 public:
  38   // Return the non-pre/post incrementing version of 'Opc'. Return 0
  39   // if there is not such an opcode.
  40   virtual unsigned getUnindexedOpcode(unsigned Opc) const =0;
  41
  42   virtual MachineInstr *convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
  43                                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  44                                               LiveVariables *LV) const;
  45
  46   virtual const ARMBaseRegisterInfo &getRegisterInfo() const =0;
  47   const ARMSubtarget &getSubtarget() const { return Subtarget; }
  48
  49   ScheduleHazardRecognizer *
  50   CreateTargetHazardRecognizer(const TargetMachine *TM,
  51                                const ScheduleDAG *DAG) const;
  52
  53   ScheduleHazardRecognizer *
  54   CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
  55                                      const ScheduleDAG *DAG) const;
  56
  57   // Branch analysis.
  58   virtual bool AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
  59                              MachineBasicBlock *&FBB,
  60                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
  61                              bool AllowModify = false) const;
  62   virtual unsigned RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const;
  63   virtual unsigned InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
  64                                 MachineBasicBlock *FBB,
  65                                 const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
  66                                 DebugLoc DL) const;
  67
  68   virtual
  69   bool ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const;
  70
  71   // Predication support.
  72   bool isPredicated(const MachineInstr *MI) const;
  73
  74   ARMCC::CondCodes getPredicate(const MachineInstr *MI) const {
  75     int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
  76     return PIdx != -1 ? (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(PIdx).getImm()
  77                       : ARMCC::AL;
  78   }
  79
  80   virtual
  81   bool PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
  82                             const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const;
  83
  84   virtual
  85   bool SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
  86                          const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const;
  87
  88   virtual bool DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
  89                                 std::vector<MachineOperand> &Pred) const;
  90
  91   virtual bool isPredicable(MachineInstr *MI) const;
  92
  93   /// GetInstSize - Returns the size of the specified MachineInstr.
  94   ///
  95   virtual unsigned GetInstSizeInBytes(const MachineInstr* MI) const;
  96
  97   virtual unsigned isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
  98                                        int &FrameIndex) const;
  99   virtual unsigned isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
 100                                       int &FrameIndex) const;
 101   virtual unsigned isLoadFromStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
 102                                              int &FrameIndex) const;
 103   virtual unsigned isStoreToStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
 104                                             int &FrameIndex) const;
 105
 106   virtual void copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 107                            MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
 108                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 109                            bool KillSrc) const;
 110
 111   virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 112                                    MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 113                                    unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
 114                                    const TargetRegisterClass *RC,
 115                                    const TargetRegisterInfo *TRI) const;
 116
 117   virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 118                                     MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 119                                     unsigned DestReg, int FrameIndex,
 120                                     const TargetRegisterClass *RC,
 121                                     const TargetRegisterInfo *TRI) const;
 122
 123   virtual bool expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const;
 124
 125   virtual MachineInstr *emitFrameIndexDebugValue(MachineFunction &MF,
 126                                                  int FrameIx,
 127                                                  uint64_t Offset,
 128                                                  const MDNode *MDPtr,
 129                                                  DebugLoc DL) const;
 130
 131   virtual void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
 132                              MachineBasicBlock::iterator MI,
 133                              unsigned DestReg, unsigned SubIdx,
 134                              const MachineInstr *Orig,
 135                              const TargetRegisterInfo &TRI) const;
 136
 137   MachineInstr *duplicate(MachineInstr *Orig, MachineFunction &MF) const;
 138
 139   virtual bool produceSameValue(const MachineInstr *MI0,
 140                                 const MachineInstr *MI1,
 141                                 const MachineRegisterInfo *MRI) const;
 142
 143   /// areLoadsFromSameBasePtr - This is used by the pre-regalloc scheduler to
 144   /// determine if two loads are loading from the same base address. It should
 145   /// only return true if the base pointers are the same and the only
 146   /// differences between the two addresses is the offset. It also returns the
 147   /// offsets by reference.
 148   virtual bool areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
 149                                        int64_t &Offset1, int64_t &Offset2)const;
 150
 151   /// shouldScheduleLoadsNear - This is a used by the pre-regalloc scheduler to
 152   /// determine (in conjunction with areLoadsFromSameBasePtr) if two loads
 153   /// should be scheduled togther. On some targets if two loads are loading from
 154   /// addresses in the same cache line, it's better if they are scheduled
 155   /// together. This function takes two integers that represent the load offsets
 156   /// from the common base address. It returns true if it decides it's desirable
 157   /// to schedule the two loads together. "NumLoads" is the number of loads that
 158   /// have already been scheduled after Load1.
 159   virtual bool shouldScheduleLoadsNear(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
 160                                        int64_t Offset1, int64_t Offset2,
 161                                        unsigned NumLoads) const;
 162
 163   virtual bool isSchedulingBoundary(const MachineInstr *MI,
 164                                     const MachineBasicBlock *MBB,
 165                                     const MachineFunction &MF) const;
 166
 167   virtual bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB,
 168                                    unsigned NumCycles, unsigned ExtraPredCycles,
 169                                    const BranchProbability &Probability) const;
 170
 171   virtual bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
 172                                    unsigned NumT, unsigned ExtraT,
 173                                    MachineBasicBlock &FMBB,
 174                                    unsigned NumF, unsigned ExtraF,
 175                                    const BranchProbability &Probability) const;
 176
 177   virtual bool isProfitableToDupForIfCvt(MachineBasicBlock &MBB,
 178                                          unsigned NumCycles,
 179                                          const BranchProbability
 180                                            &Probability) const {
 181     return NumCycles == 1;
 182   }
 183
 184   /// AnalyzeCompare - For a comparison instruction, return the source register
 185   /// in SrcReg and the value it compares against in CmpValue. Return true if
 186   /// the comparison instruction can be analyzed.
 187   virtual bool AnalyzeCompare(const MachineInstr *MI, unsigned &SrcReg,
 188                               int &CmpMask, int &CmpValue) const;
 189
 190   /// OptimizeCompareInstr - Convert the instruction to set the zero flag so
 191   /// that we can remove a "comparison with zero".
 192   virtual bool OptimizeCompareInstr(MachineInstr *CmpInstr, unsigned SrcReg,
 193                                     int CmpMask, int CmpValue,
 194                                     const MachineRegisterInfo *MRI) const;
 195
 196   /// FoldImmediate - 'Reg' is known to be defined by a move immediate
 197   /// instruction, try to fold the immediate into the use instruction.
 198   virtual bool FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
 199                              unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const;
 200
 201   virtual unsigned getNumMicroOps(const InstrItineraryData *ItinData,
 202                                   const MachineInstr *MI) const;
 203
 204   virtual
 205   int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 206                         const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
 207                         const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx) const;
 208   virtual
 209   int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 210                         SDNode *DefNode, unsigned DefIdx,
 211                         SDNode *UseNode, unsigned UseIdx) const;
 212
 213   virtual unsigned getOutputLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 214                                     const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
 215                                     const MachineInstr *DepMI) const;
 216
 217   /// VFP/NEON execution domains.
 218   std::pair<uint16_t, uint16_t>
 219   getExecutionDomain(const MachineInstr *MI) const;
 220   void setExecutionDomain(MachineInstr *MI, unsigned Domain) const;
 221
 222 private:
 223   unsigned getInstBundleLength(const MachineInstr *MI) const;
 224
 225   int getVLDMDefCycle(const InstrItineraryData *ItinData,
 226                       const MCInstrDesc &DefMCID,
 227                       unsigned DefClass,
 228                       unsigned DefIdx, unsigned DefAlign) const;
 229   int getLDMDefCycle(const InstrItineraryData *ItinData,
 230                      const MCInstrDesc &DefMCID,
 231                      unsigned DefClass,
 232                      unsigned DefIdx, unsigned DefAlign) const;
 233   int getVSTMUseCycle(const InstrItineraryData *ItinData,
 234                       const MCInstrDesc &UseMCID,
 235                       unsigned UseClass,
 236                       unsigned UseIdx, unsigned UseAlign) const;
 237   int getSTMUseCycle(const InstrItineraryData *ItinData,
 238                      const MCInstrDesc &UseMCID,
 239                      unsigned UseClass,
 240                      unsigned UseIdx, unsigned UseAlign) const;
 241   int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 242                         const MCInstrDesc &DefMCID,
 243                         unsigned DefIdx, unsigned DefAlign,
 244                         const MCInstrDesc &UseMCID,
 245                         unsigned UseIdx, unsigned UseAlign) const;
 246
 247   int getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 248                       const MachineInstr *MI, unsigned *PredCost = 0) const;
 249
 250   int getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 251                       SDNode *Node) const;
 252
 253   bool hasHighOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 254                              const MachineRegisterInfo *MRI,
 255                              const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
 256                              const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx) const;
 257   bool hasLowDefLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
 258                         const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx) const;
 259
 260   /// verifyInstruction - Perform target specific instruction verification.
 261   bool verifyInstruction(const MachineInstr *MI, StringRef &ErrInfo) const;
 262
 263 private:
 264   /// Modeling special VFP / NEON fp MLA / MLS hazards.
 265
 266   /// MLxEntryMap - Map fp MLA / MLS to the corresponding entry in the internal
 267   /// MLx table.
 268   DenseMap<unsigned, unsigned> MLxEntryMap;
 269
 270   /// MLxHazardOpcodes - Set of add / sub and multiply opcodes that would cause
 271   /// stalls when scheduled together with fp MLA / MLS opcodes.
 272   SmallSet<unsigned, 16> MLxHazardOpcodes;
 273
 274 public:
 275   /// isFpMLxInstruction - Return true if the specified opcode is a fp MLA / MLS
 276   /// instruction.
 277   bool isFpMLxInstruction(unsigned Opcode) const {
 278     return MLxEntryMap.count(Opcode);
 279   }
 280
 281   /// isFpMLxInstruction - This version also returns the multiply opcode and the
 282   /// addition / subtraction opcode to expand to. Return true for 'HasLane' for
 283   /// the MLX instructions with an extra lane operand.
 284   bool isFpMLxInstruction(unsigned Opcode, unsigned &MulOpc,
 285                           unsigned &AddSubOpc, bool &NegAcc,
 286                           bool &HasLane) const;
 287
 288   /// canCauseFpMLxStall - Return true if an instruction of the specified opcode
 289   /// will cause stalls when scheduled after (within 4-cycle window) a fp
 290   /// MLA / MLS instruction.
 291   bool canCauseFpMLxStall(unsigned Opcode) const {
 292     return MLxHazardOpcodes.count(Opcode);
 293   }
 294 };
 295
 296 static inline
 297 const MachineInstrBuilder &AddDefaultPred(const MachineInstrBuilder &MIB) {
 298   return MIB.addImm((int64_t)ARMCC::AL).addReg(0);
 299 }
 300
 301 static inline
 302 const MachineInstrBuilder &AddDefaultCC(const MachineInstrBuilder &MIB) {
 303   return MIB.addReg(0);
 304 }
 305
 306 static inline
 307 const MachineInstrBuilder &AddDefaultT1CC(const MachineInstrBuilder &MIB,
 308                                           bool isDead = false) {
 309   return MIB.addReg(ARM::CPSR, getDefRegState(true) | getDeadRegState(isDead));
 310 }
 311
 312 static inline
 313 const MachineInstrBuilder &AddNoT1CC(const MachineInstrBuilder &MIB) {
 314   return MIB.addReg(0);
 315 }
 316
 317 static inline
 318 bool isUncondBranchOpcode(int Opc) {
 319   return Opc == ARM::B || Opc == ARM::tB || Opc == ARM::t2B;
 320 }
 321
 322 static inline
 323 bool isCondBranchOpcode(int Opc) {
 324   return Opc == ARM::Bcc || Opc == ARM::tBcc || Opc == ARM::t2Bcc;
 325 }
 326
 327 static inline
 328 bool isJumpTableBranchOpcode(int Opc) {
 329   return Opc == ARM::BR_JTr || Opc == ARM::BR_JTm || Opc == ARM::BR_JTadd ||
 330     Opc == ARM::tBR_JTr || Opc == ARM::t2BR_JT;
 331 }
 332
 333 static inline
 334 bool isIndirectBranchOpcode(int Opc) {
 335   return Opc == ARM::BX || Opc == ARM::MOVPCRX || Opc == ARM::tBRIND;
 336 }
 337
 338 /// getInstrPredicate - If instruction is predicated, returns its predicate
 339 /// condition, otherwise returns AL. It also returns the condition code
 340 /// register by reference.
 341 ARMCC::CondCodes getInstrPredicate(const MachineInstr *MI, unsigned &PredReg);
 342
 343 int getMatchingCondBranchOpcode(int Opc);
 344
 345
 346 /// Map pseudo instructions that imply an 'S' bit onto real opcodes. Whether
 347 /// the instruction is encoded with an 'S' bit is determined by the optional
 348 /// CPSR def operand.
 349 unsigned convertAddSubFlagsOpcode(unsigned OldOpc);
 350
 351 /// emitARMRegPlusImmediate / emitT2RegPlusImmediate - Emits a series of
 352 /// instructions to materializea destreg = basereg + immediate in ARM / Thumb2
 353 /// code.
 354 void emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 355                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
 356                              unsigned DestReg, unsigned BaseReg, int NumBytes,
 357                              ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
 358                              const ARMBaseInstrInfo &TII, unsigned MIFlags = 0);
 359
 360 void emitT2RegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 361                             MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
 362                             unsigned DestReg, unsigned BaseReg, int NumBytes,
 363                             ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
 364                             const ARMBaseInstrInfo &TII, unsigned MIFlags = 0);
 365 void emitThumbRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 366                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
 367                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
 368                                int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII,
 369                                const ARMBaseRegisterInfo& MRI,
 370                                unsigned MIFlags = 0);
 371
 372
 373 /// rewriteARMFrameIndex / rewriteT2FrameIndex -
 374 /// Rewrite MI to access 'Offset' bytes from the FP. Return false if the
 375 /// offset could not be handled directly in MI, and return the left-over
 376 /// portion by reference.
 377 bool rewriteARMFrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
 378                           unsigned FrameReg, int &Offset,
 379                           const ARMBaseInstrInfo &TII);
 380
 381 bool rewriteT2FrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
 382                          unsigned FrameReg, int &Offset,
 383                          const ARMBaseInstrInfo &TII);
 384
 385 } // End llvm namespace
 386
 387 #endif