lib/Target/Mips/Mips16ISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- Mips16ISelDAGToDAG.cpp - A Dag to Dag Inst Selector for Mips16 ----===//
   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 // Subclass of MipsDAGToDAGISel specialized for mips16.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "Mips16ISelDAGToDAG.h"
  15 #include "MCTargetDesc/MipsBaseInfo.h"
  16 #include "Mips.h"
  17 #include "MipsAnalyzeImmediate.h"
  18 #include "MipsMachineFunction.h"
  19 #include "MipsRegisterInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
  26 #include "llvm/IR/CFG.h"
  27 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  28 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  29 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  30 #include "llvm/IR/Type.h"
  31 #include "llvm/Support/Debug.h"
  32 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  33 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 using namespace llvm;
  36
  37 #define DEBUG_TYPE "mips-isel"
  38
  39 bool Mips16DAGToDAGISel::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
  40   Subtarget = &TM.getSubtarget<MipsSubtarget>();
  41   if (!Subtarget->inMips16Mode())
  42     return false;
  43   return MipsDAGToDAGISel::runOnMachineFunction(MF);
  44 }
  45 /// Select multiply instructions.
  46 std::pair<SDNode*, SDNode*>
  47 Mips16DAGToDAGISel::selectMULT(SDNode *N, unsigned Opc, SDLoc DL, EVT Ty,
  48                                bool HasLo, bool HasHi) {
  49   SDNode *Lo = nullptr, *Hi = nullptr;
  50   SDNode *Mul = CurDAG->getMachineNode(Opc, DL, MVT::Glue, N->getOperand(0),
  51                                        N->getOperand(1));
  52   SDValue InFlag = SDValue(Mul, 0);
  53
  54   if (HasLo) {
  55     unsigned Opcode = Mips::Mflo16;
  56     Lo = CurDAG->getMachineNode(Opcode, DL, Ty, MVT::Glue, InFlag);
  57     InFlag = SDValue(Lo, 1);
  58   }
  59   if (HasHi) {
  60     unsigned Opcode = Mips::Mfhi16;
  61     Hi = CurDAG->getMachineNode(Opcode, DL, Ty, InFlag);
  62   }
  63   return std::make_pair(Lo, Hi);
  64 }
  65
  66 void Mips16DAGToDAGISel::initGlobalBaseReg(MachineFunction &MF) {
  67   MipsFunctionInfo *MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
  68
  69   if (!MipsFI->globalBaseRegSet())
  70     return;
  71
  72   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
  73   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin();
  74   MachineRegisterInfo &RegInfo = MF.getRegInfo();
  75   const TargetInstrInfo &TII =
  76       *MF.getTarget().getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
  77   DebugLoc DL = I != MBB.end() ? I->getDebugLoc() : DebugLoc();
  78   unsigned V0, V1, V2, GlobalBaseReg = MipsFI->getGlobalBaseReg();
  79   const TargetRegisterClass *RC =
  80     (const TargetRegisterClass*)&Mips::CPU16RegsRegClass;
  81
  82   V0 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
  83   V1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
  84   V2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
  85
  86   BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(Mips::GotPrologue16), V0).
  87     addReg(V1, RegState::Define).
  88     addExternalSymbol("_gp_disp", MipsII::MO_ABS_HI).
  89     addExternalSymbol("_gp_disp", MipsII::MO_ABS_LO);
  90
  91   BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(Mips::SllX16), V2).addReg(V0).addImm(16);
  92   BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(Mips::AdduRxRyRz16), GlobalBaseReg)
  93     .addReg(V1).addReg(V2);
  94 }
  95
  96 // Insert instructions to initialize the Mips16 SP Alias register in the
  97 // first MBB of the function.
  98 //
  99 void Mips16DAGToDAGISel::initMips16SPAliasReg(MachineFunction &MF) {
 100   MipsFunctionInfo *MipsFI = MF.getInfo<MipsFunctionInfo>();
 101
 102   if (!MipsFI->mips16SPAliasRegSet())
 103     return;
 104
 105   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
 106   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin();
 107   const TargetInstrInfo &TII =
 108       *MF.getTarget().getSubtargetImpl()->getInstrInfo();
 109   DebugLoc DL = I != MBB.end() ? I->getDebugLoc() : DebugLoc();
 110   unsigned Mips16SPAliasReg = MipsFI->getMips16SPAliasReg();
 111
 112   BuildMI(MBB, I, DL, TII.get(Mips::MoveR3216), Mips16SPAliasReg)
 113     .addReg(Mips::SP);
 114 }
 115
 116 void Mips16DAGToDAGISel::processFunctionAfterISel(MachineFunction &MF) {
 117   initGlobalBaseReg(MF);
 118   initMips16SPAliasReg(MF);
 119 }
 120
 121 /// getMips16SPAliasReg - Output the instructions required to put the
 122 /// SP into a Mips16 accessible aliased register.
 123 SDValue Mips16DAGToDAGISel::getMips16SPAliasReg() {
 124   unsigned Mips16SPAliasReg =
 125     MF->getInfo<MipsFunctionInfo>()->getMips16SPAliasReg();
 126   return CurDAG->getRegister(Mips16SPAliasReg,
 127                              getTargetLowering()->getPointerTy());
 128 }
 129
 130 void Mips16DAGToDAGISel::getMips16SPRefReg(SDNode *Parent, SDValue &AliasReg) {
 131   SDValue AliasFPReg = CurDAG->getRegister(Mips::S0,
 132                                            getTargetLowering()->getPointerTy());
 133   if (Parent) {
 134     switch (Parent->getOpcode()) {
 135       case ISD::LOAD: {
 136         LoadSDNode *SD = dyn_cast<LoadSDNode>(Parent);
 137         switch (SD->getMemoryVT().getSizeInBits()) {
 138         case 8:
 139         case 16:
 140           AliasReg = TM.getSubtargetImpl()->getFrameLowering()->hasFP(*MF)
 141                          ? AliasFPReg
 142                          : getMips16SPAliasReg();
 143           return;
 144         }
 145         break;
 146       }
 147       case ISD::STORE: {
 148         StoreSDNode *SD = dyn_cast<StoreSDNode>(Parent);
 149         switch (SD->getMemoryVT().getSizeInBits()) {
 150         case 8:
 151         case 16:
 152           AliasReg = TM.getSubtargetImpl()->getFrameLowering()->hasFP(*MF)
 153                          ? AliasFPReg
 154                          : getMips16SPAliasReg();
 155           return;
 156         }
 157         break;
 158       }
 159     }
 160   }
 161   AliasReg = CurDAG->getRegister(Mips::SP, getTargetLowering()->getPointerTy());
 162   return;
 163
 164 }
 165
 166 bool Mips16DAGToDAGISel::selectAddr16(
 167   SDNode *Parent, SDValue Addr, SDValue &Base, SDValue &Offset,
 168   SDValue &Alias) {
 169   EVT ValTy = Addr.getValueType();
 170
 171   Alias = CurDAG->getTargetConstant(0, ValTy);
 172
 173   // if Address is FI, get the TargetFrameIndex.
 174   if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Addr)) {
 175     Base   = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), ValTy);
 176     Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, ValTy);
 177     getMips16SPRefReg(Parent, Alias);
 178     return true;
 179   }
 180   // on PIC code Load GA
 181   if (Addr.getOpcode() == MipsISD::Wrapper) {
 182     Base   = Addr.getOperand(0);
 183     Offset = Addr.getOperand(1);
 184     return true;
 185   }
 186   if (TM.getRelocationModel() != Reloc::PIC_) {
 187     if ((Addr.getOpcode() == ISD::TargetExternalSymbol ||
 188         Addr.getOpcode() == ISD::TargetGlobalAddress))
 189       return false;
 190   }
 191   // Addresses of the form FI+const or FI|const
 192   if (CurDAG->isBaseWithConstantOffset(Addr)) {
 193     ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Addr.getOperand(1));
 194     if (isInt<16>(CN->getSExtValue())) {
 195
 196       // If the first operand is a FI, get the TargetFI Node
 197       if (FrameIndexSDNode *FIN = dyn_cast<FrameIndexSDNode>
 198                                   (Addr.getOperand(0))) {
 199         Base = CurDAG->getTargetFrameIndex(FIN->getIndex(), ValTy);
 200         getMips16SPRefReg(Parent, Alias);
 201       }
 202       else
 203         Base = Addr.getOperand(0);
 204
 205       Offset = CurDAG->getTargetConstant(CN->getZExtValue(), ValTy);
 206       return true;
 207     }
 208   }
 209   // Operand is a result from an ADD.
 210   if (Addr.getOpcode() == ISD::ADD) {
 211     // When loading from constant pools, load the lower address part in
 212     // the instruction itself. Example, instead of:
 213     //  lui $2, %hi($CPI1_0)
 214     //  addiu $2, $2, %lo($CPI1_0)
 215     //  lwc1 $f0, 0($2)
 216     // Generate:
 217     //  lui $2, %hi($CPI1_0)
 218     //  lwc1 $f0, %lo($CPI1_0)($2)
 219     if (Addr.getOperand(1).getOpcode() == MipsISD::Lo ||
 220         Addr.getOperand(1).getOpcode() == MipsISD::GPRel) {
 221       SDValue Opnd0 = Addr.getOperand(1).getOperand(0);
 222       if (isa<ConstantPoolSDNode>(Opnd0) || isa<GlobalAddressSDNode>(Opnd0) ||
 223           isa<JumpTableSDNode>(Opnd0)) {
 224         Base = Addr.getOperand(0);
 225         Offset = Opnd0;
 226         return true;
 227       }
 228     }
 229
 230     // If an indexed floating point load/store can be emitted, return false.
 231     const LSBaseSDNode *LS = dyn_cast<LSBaseSDNode>(Parent);
 232
 233     if (LS) {
 234       if (LS->getMemoryVT() == MVT::f32 && Subtarget->hasMips4_32r2())
 235         return false;
 236       if (LS->getMemoryVT() == MVT::f64 && Subtarget->hasMips4_32r2())
 237         return false;
 238     }
 239   }
 240   Base   = Addr;
 241   Offset = CurDAG->getTargetConstant(0, ValTy);
 242   return true;
 243 }
 244
 245 /// Select instructions not customized! Used for
 246 /// expanded, promoted and normal instructions
 247 std::pair<bool, SDNode*> Mips16DAGToDAGISel::selectNode(SDNode *Node) {
 248   unsigned Opcode = Node->getOpcode();
 249   SDLoc DL(Node);
 250
 251   ///
 252   // Instruction Selection not handled by the auto-generated
 253   // tablegen selection should be handled here.
 254   ///
 255   EVT NodeTy = Node->getValueType(0);
 256   unsigned MultOpc;
 257
 258   switch(Opcode) {
 259   default: break;
 260
 261   case ISD::SUBE:
 262   case ISD::ADDE: {
 263     SDValue InFlag = Node->getOperand(2), CmpLHS;
 264     unsigned Opc = InFlag.getOpcode(); (void)Opc;
 265     assert(((Opc == ISD::ADDC || Opc == ISD::ADDE) ||
 266             (Opc == ISD::SUBC || Opc == ISD::SUBE)) &&
 267            "(ADD|SUB)E flag operand must come from (ADD|SUB)C/E insn");
 268
 269     unsigned MOp;
 270     if (Opcode == ISD::ADDE) {
 271       CmpLHS = InFlag.getValue(0);
 272       MOp = Mips::AdduRxRyRz16;
 273     } else {
 274       CmpLHS = InFlag.getOperand(0);
 275       MOp = Mips::SubuRxRyRz16;
 276     }
 277
 278     SDValue Ops[] = { CmpLHS, InFlag.getOperand(1) };
 279
 280     SDValue LHS = Node->getOperand(0);
 281     SDValue RHS = Node->getOperand(1);
 282
 283     EVT VT = LHS.getValueType();
 284
 285     unsigned Sltu_op = Mips::SltuRxRyRz16;
 286     SDNode *Carry = CurDAG->getMachineNode(Sltu_op, DL, VT, Ops);
 287     unsigned Addu_op = Mips::AdduRxRyRz16;
 288     SDNode *AddCarry = CurDAG->getMachineNode(Addu_op, DL, VT,
 289                                               SDValue(Carry,0), RHS);
 290
 291     SDNode *Result = CurDAG->SelectNodeTo(Node, MOp, VT, MVT::Glue, LHS,
 292                                           SDValue(AddCarry,0));
 293     return std::make_pair(true, Result);
 294   }
 295
 296   /// Mul with two results
 297   case ISD::SMUL_LOHI:
 298   case ISD::UMUL_LOHI: {
 299     MultOpc = (Opcode == ISD::UMUL_LOHI ? Mips::MultuRxRy16 : Mips::MultRxRy16);
 300     std::pair<SDNode*, SDNode*> LoHi = selectMULT(Node, MultOpc, DL, NodeTy,
 301                                                   true, true);
 302     if (!SDValue(Node, 0).use_empty())
 303       ReplaceUses(SDValue(Node, 0), SDValue(LoHi.first, 0));
 304
 305     if (!SDValue(Node, 1).use_empty())
 306       ReplaceUses(SDValue(Node, 1), SDValue(LoHi.second, 0));
 307
 308     return std::make_pair(true, nullptr);
 309   }
 310
 311   case ISD::MULHS:
 312   case ISD::MULHU: {
 313     MultOpc = (Opcode == ISD::MULHU ? Mips::MultuRxRy16 : Mips::MultRxRy16);
 314     SDNode *Result = selectMULT(Node, MultOpc, DL, NodeTy, false, true).second;
 315     return std::make_pair(true, Result);
 316   }
 317   }
 318
 319   return std::make_pair(false, nullptr);
 320 }
 321
 322 FunctionPass *llvm::createMips16ISelDag(MipsTargetMachine &TM) {
 323   return new Mips16DAGToDAGISel(TM);
 324 }