lib/Target/NVPTX/NVPTXInstrInfo.cpp

   1 //===- NVPTXInstrInfo.cpp - NVPTX Instruction Information -----------------===//
   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 NVPTX implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "NVPTX.h"
  15 #include "NVPTXInstrInfo.h"
  16 #include "NVPTXTargetMachine.h"
  17 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  21 #include "llvm/IR/Function.h"
  22
  23 using namespace llvm;
  24
  25 #define GET_INSTRINFO_CTOR_DTOR
  26 #include "NVPTXGenInstrInfo.inc"
  27
  28 // Pin the vtable to this file.
  29 void NVPTXInstrInfo::anchor() {}
  30
  31 NVPTXInstrInfo::NVPTXInstrInfo() : NVPTXGenInstrInfo(), RegInfo() {}
  32
  33 void NVPTXInstrInfo::copyPhysReg(
  34     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
  35     unsigned DestReg, unsigned SrcReg, bool KillSrc) const {
  36   const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
  37   const TargetRegisterClass *DestRC = MRI.getRegClass(DestReg);
  38   const TargetRegisterClass *SrcRC = MRI.getRegClass(SrcReg);
  39
  40   if (DestRC->getSize() != SrcRC->getSize())
  41     report_fatal_error("Copy one register into another with a different width");
  42
  43   unsigned Op;
  44   if (DestRC == &NVPTX::Int1RegsRegClass) {
  45     Op = NVPTX::IMOV1rr;
  46   } else if (DestRC == &NVPTX::Int16RegsRegClass) {
  47     Op = NVPTX::IMOV16rr;
  48   } else if (DestRC == &NVPTX::Int32RegsRegClass) {
  49     Op = (SrcRC == &NVPTX::Int32RegsRegClass ? NVPTX::IMOV32rr
  50                                              : NVPTX::BITCONVERT_32_F2I);
  51   } else if (DestRC == &NVPTX::Int64RegsRegClass) {
  52     Op = (SrcRC == &NVPTX::Int64RegsRegClass ? NVPTX::IMOV64rr
  53                                              : NVPTX::BITCONVERT_64_F2I);
  54   } else if (DestRC == &NVPTX::Float32RegsRegClass) {
  55     Op = (SrcRC == &NVPTX::Float32RegsRegClass ? NVPTX::FMOV32rr
  56                                                : NVPTX::BITCONVERT_32_I2F);
  57   } else if (DestRC == &NVPTX::Float64RegsRegClass) {
  58     Op = (SrcRC == &NVPTX::Float64RegsRegClass ? NVPTX::FMOV64rr
  59                                                : NVPTX::BITCONVERT_64_I2F);
  60   } else {
  61     llvm_unreachable("Bad register copy");
  62   }
  63   BuildMI(MBB, I, DL, get(Op), DestReg)
  64       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
  65 }
  66
  67 bool NVPTXInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr &MI, unsigned &SrcReg,
  68                                  unsigned &DestReg) const {
  69   // Look for the appropriate part of TSFlags
  70   bool isMove = false;
  71
  72   unsigned TSFlags =
  73       (MI.getDesc().TSFlags & NVPTX::SimpleMoveMask) >> NVPTX::SimpleMoveShift;
  74   isMove = (TSFlags == 1);
  75
  76   if (isMove) {
  77     MachineOperand dest = MI.getOperand(0);
  78     MachineOperand src = MI.getOperand(1);
  79     assert(dest.isReg() && "dest of a movrr is not a reg");
  80     assert(src.isReg() && "src of a movrr is not a reg");
  81
  82     SrcReg = src.getReg();
  83     DestReg = dest.getReg();
  84     return true;
  85   }
  86
  87   return false;
  88 }
  89
  90 bool NVPTXInstrInfo::isReadSpecialReg(MachineInstr &MI) const {
  91   switch (MI.getOpcode()) {
  92   default:
  93     return false;
  94   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NTID_X:
  95   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NTID_Y:
  96   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NTID_Z:
  97   case NVPTX::INT_PTX_SREG_TID_X:
  98   case NVPTX::INT_PTX_SREG_TID_Y:
  99   case NVPTX::INT_PTX_SREG_TID_Z:
 100   case NVPTX::INT_PTX_SREG_CTAID_X:
 101   case NVPTX::INT_PTX_SREG_CTAID_Y:
 102   case NVPTX::INT_PTX_SREG_CTAID_Z:
 103   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NCTAID_X:
 104   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NCTAID_Y:
 105   case NVPTX::INT_PTX_SREG_NCTAID_Z:
 106   case NVPTX::INT_PTX_SREG_WARPSIZE:
 107     return true;
 108   }
 109 }
 110
 111 bool NVPTXInstrInfo::isLoadInstr(const MachineInstr &MI,
 112                                  unsigned &AddrSpace) const {
 113   bool isLoad = false;
 114   unsigned TSFlags =
 115       (MI.getDesc().TSFlags & NVPTX::isLoadMask) >> NVPTX::isLoadShift;
 116   isLoad = (TSFlags == 1);
 117   if (isLoad)
 118     AddrSpace = getLdStCodeAddrSpace(MI);
 119   return isLoad;
 120 }
 121
 122 bool NVPTXInstrInfo::isStoreInstr(const MachineInstr &MI,
 123                                   unsigned &AddrSpace) const {
 124   bool isStore = false;
 125   unsigned TSFlags =
 126       (MI.getDesc().TSFlags & NVPTX::isStoreMask) >> NVPTX::isStoreShift;
 127   isStore = (TSFlags == 1);
 128   if (isStore)
 129     AddrSpace = getLdStCodeAddrSpace(MI);
 130   return isStore;
 131 }
 132
 133 bool NVPTXInstrInfo::CanTailMerge(const MachineInstr *MI) const {
 134   unsigned addrspace = 0;
 135   if (MI->getOpcode() == NVPTX::INT_CUDA_SYNCTHREADS)
 136     return false;
 137   if (isLoadInstr(*MI, addrspace))
 138     if (addrspace == NVPTX::PTXLdStInstCode::SHARED)
 139       return false;
 140   if (isStoreInstr(*MI, addrspace))
 141     if (addrspace == NVPTX::PTXLdStInstCode::SHARED)
 142       return false;
 143   return true;
 144 }
 145
 146 /// AnalyzeBranch - Analyze the branching code at the end of MBB, returning
 147 /// true if it cannot be understood (e.g. it's a switch dispatch or isn't
 148 /// implemented for a target).  Upon success, this returns false and returns
 149 /// with the following information in various cases:
 150 ///
 151 /// 1. If this block ends with no branches (it just falls through to its succ)
 152 ///    just return false, leaving TBB/FBB null.
 153 /// 2. If this block ends with only an unconditional branch, it sets TBB to be
 154 ///    the destination block.
 155 /// 3. If this block ends with an conditional branch and it falls through to
 156 ///    an successor block, it sets TBB to be the branch destination block and a
 157 ///    list of operands that evaluate the condition. These
 158 ///    operands can be passed to other TargetInstrInfo methods to create new
 159 ///    branches.
 160 /// 4. If this block ends with an conditional branch and an unconditional
 161 ///    block, it returns the 'true' destination in TBB, the 'false' destination
 162 ///    in FBB, and a list of operands that evaluate the condition. These
 163 ///    operands can be passed to other TargetInstrInfo methods to create new
 164 ///    branches.
 165 ///
 166 /// Note that RemoveBranch and InsertBranch must be implemented to support
 167 /// cases where this method returns success.
 168 ///
 169 bool NVPTXInstrInfo::AnalyzeBranch(
 170     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB, MachineBasicBlock *&FBB,
 171     SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond, bool AllowModify) const {
 172   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
 173   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 174   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I))
 175     return false;
 176
 177   // Get the last instruction in the block.
 178   MachineInstr *LastInst = I;
 179
 180   // If there is only one terminator instruction, process it.
 181   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
 182     if (LastInst->getOpcode() == NVPTX::GOTO) {
 183       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
 184       return false;
 185     } else if (LastInst->getOpcode() == NVPTX::CBranch) {
 186       // Block ends with fall-through condbranch.
 187       TBB = LastInst->getOperand(1).getMBB();
 188       Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
 189       return false;
 190     }
 191     // Otherwise, don't know what this is.
 192     return true;
 193   }
 194
 195   // Get the instruction before it if it's a terminator.
 196   MachineInstr *SecondLastInst = I;
 197
 198   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
 199   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() && isUnpredicatedTerminator(--I))
 200     return true;
 201
 202   // If the block ends with NVPTX::GOTO and NVPTX:CBranch, handle it.
 203   if (SecondLastInst->getOpcode() == NVPTX::CBranch &&
 204       LastInst->getOpcode() == NVPTX::GOTO) {
 205     TBB = SecondLastInst->getOperand(1).getMBB();
 206     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(0));
 207     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
 208     return false;
 209   }
 210
 211   // If the block ends with two NVPTX:GOTOs, handle it.  The second one is not
 212   // executed, so remove it.
 213   if (SecondLastInst->getOpcode() == NVPTX::GOTO &&
 214       LastInst->getOpcode() == NVPTX::GOTO) {
 215     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
 216     I = LastInst;
 217     if (AllowModify)
 218       I->eraseFromParent();
 219     return false;
 220   }
 221
 222   // Otherwise, can't handle this.
 223   return true;
 224 }
 225
 226 unsigned NVPTXInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
 227   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 228   if (I == MBB.begin())
 229     return 0;
 230   --I;
 231   if (I->getOpcode() != NVPTX::GOTO && I->getOpcode() != NVPTX::CBranch)
 232     return 0;
 233
 234   // Remove the branch.
 235   I->eraseFromParent();
 236
 237   I = MBB.end();
 238
 239   if (I == MBB.begin())
 240     return 1;
 241   --I;
 242   if (I->getOpcode() != NVPTX::CBranch)
 243     return 1;
 244
 245   // Remove the branch.
 246   I->eraseFromParent();
 247   return 2;
 248 }
 249
 250 unsigned NVPTXInstrInfo::InsertBranch(
 251     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB, MachineBasicBlock *FBB,
 252     ArrayRef<MachineOperand> Cond, DebugLoc DL) const {
 253   // Shouldn't be a fall through.
 254   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
 255   assert((Cond.size() == 1 || Cond.size() == 0) &&
 256          "NVPTX branch conditions have two components!");
 257
 258   // One-way branch.
 259   if (!FBB) {
 260     if (Cond.empty()) // Unconditional branch
 261       BuildMI(&MBB, DL, get(NVPTX::GOTO)).addMBB(TBB);
 262     else // Conditional branch
 263       BuildMI(&MBB, DL, get(NVPTX::CBranch)).addReg(Cond[0].getReg())
 264           .addMBB(TBB);
 265     return 1;
 266   }
 267
 268   // Two-way Conditional Branch.
 269   BuildMI(&MBB, DL, get(NVPTX::CBranch)).addReg(Cond[0].getReg()).addMBB(TBB);
 270   BuildMI(&MBB, DL, get(NVPTX::GOTO)).addMBB(FBB);
 271   return 2;
 272 }