lib/Target/WebAssembly/WebAssemblyISelLowering.cpp

   1 //=- WebAssemblyISelLowering.cpp - WebAssembly DAG Lowering Implementation -==//
   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 /// \file
  11 /// \brief This file implements the WebAssemblyTargetLowering class.
  12 ///
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "WebAssemblyISelLowering.h"
  16 #include "MCTargetDesc/WebAssemblyMCTargetDesc.h"
  17 #include "WebAssemblyMachineFunctionInfo.h"
  18 #include "WebAssemblySubtarget.h"
  19 #include "WebAssemblyTargetMachine.h"
  20 #include "WebAssemblyTargetObjectFile.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  25 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
  26 #include "llvm/IR/DiagnosticPrinter.h"
  27 #include "llvm/IR/Function.h"
  28 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  30 #include "llvm/Support/Debug.h"
  31 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  32 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  34
  35 using namespace llvm;
  36
  37 #define DEBUG_TYPE "wasm-lower"
  38
  39 namespace {
  40 // Diagnostic information for unimplemented or unsupported feature reporting.
  41 // FIXME copied from BPF and AMDGPU.
  42 class DiagnosticInfoUnsupported : public DiagnosticInfo {
  43 private:
  44   // Debug location where this diagnostic is triggered.
  45   DebugLoc DLoc;
  46   const Twine &Description;
  47   const Function &Fn;
  48   SDValue Value;
  49
  50   static int KindID;
  51
  52   static int getKindID() {
  53     if (KindID == 0)
  54       KindID = llvm::getNextAvailablePluginDiagnosticKind();
  55     return KindID;
  56   }
  57
  58 public:
  59   DiagnosticInfoUnsupported(SDLoc DLoc, const Function &Fn, const Twine &Desc,
  60                             SDValue Value)
  61       : DiagnosticInfo(getKindID(), DS_Error), DLoc(DLoc.getDebugLoc()),
  62         Description(Desc), Fn(Fn), Value(Value) {}
  63
  64   void print(DiagnosticPrinter &DP) const override {
  65     std::string Str;
  66     raw_string_ostream OS(Str);
  67
  68     if (DLoc) {
  69       auto DIL = DLoc.get();
  70       StringRef Filename = DIL->getFilename();
  71       unsigned Line = DIL->getLine();
  72       unsigned Column = DIL->getColumn();
  73       OS << Filename << ':' << Line << ':' << Column << ' ';
  74     }
  75
  76     OS << "in function " << Fn.getName() << ' ' << *Fn.getFunctionType() << '\n'
  77        << Description;
  78     if (Value)
  79       Value->print(OS);
  80     OS << '\n';
  81     OS.flush();
  82     DP << Str;
  83   }
  84
  85   static bool classof(const DiagnosticInfo *DI) {
  86     return DI->getKind() == getKindID();
  87   }
  88 };
  89
  90 int DiagnosticInfoUnsupported::KindID = 0;
  91 } // end anonymous namespace
  92
  93 WebAssemblyTargetLowering::WebAssemblyTargetLowering(
  94     const TargetMachine &TM, const WebAssemblySubtarget &STI)
  95     : TargetLowering(TM), Subtarget(&STI) {
  96   auto MVTPtr = Subtarget->hasAddr64() ? MVT::i64 : MVT::i32;
  97
  98   // Booleans always contain 0 or 1.
  99   setBooleanContents(ZeroOrOneBooleanContent);
 100   // WebAssembly does not produce floating-point exceptions on normal floating
 101   // point operations.
 102   setHasFloatingPointExceptions(false);
 103   // We don't know the microarchitecture here, so just reduce register pressure.
 104   setSchedulingPreference(Sched::RegPressure);
 105   // Tell ISel that we have a stack pointer.
 106   setStackPointerRegisterToSaveRestore(
 107       Subtarget->hasAddr64() ? WebAssembly::SP64 : WebAssembly::SP32);
 108   // Set up the register classes.
 109   addRegisterClass(MVT::i32, &WebAssembly::Int32RegClass);
 110   addRegisterClass(MVT::i64, &WebAssembly::Int64RegClass);
 111   addRegisterClass(MVT::f32, &WebAssembly::Float32RegClass);
 112   addRegisterClass(MVT::f64, &WebAssembly::Float64RegClass);
 113   // Compute derived properties from the register classes.
 114   computeRegisterProperties(Subtarget->getRegisterInfo());
 115
 116   setOperationAction(ISD::GlobalAddress, MVTPtr, Custom);
 117
 118   for (auto T : {MVT::f32, MVT::f64}) {
 119     // Don't expand the floating-point types to constant pools.
 120     setOperationAction(ISD::ConstantFP, T, Legal);
 121     // Expand floating-point comparisons.
 122     for (auto CC : {ISD::SETO, ISD::SETUO, ISD::SETUEQ, ISD::SETONE,
 123                     ISD::SETULT, ISD::SETULE, ISD::SETUGT, ISD::SETUGE})
 124       setCondCodeAction(CC, T, Expand);
 125     // Expand floating-point library function operators.
 126     for (auto Op : {ISD::FSIN, ISD::FCOS, ISD::FSINCOS, ISD::FPOWI, ISD::FPOW})
 127       setOperationAction(Op, T, Expand);
 128     // Note supported floating-point library function operators that otherwise
 129     // default to expand.
 130     for (auto Op : {ISD::FCEIL, ISD::FFLOOR, ISD::FTRUNC, ISD::FNEARBYINT,
 131                     ISD::FRINT})
 132       setOperationAction(Op, T, Legal);
 133   }
 134
 135   for (auto T : {MVT::i32, MVT::i64}) {
 136     // Expand unavailable integer operations.
 137     for (auto Op : {ISD::BSWAP, ISD::ROTL, ISD::ROTR,
 138                     ISD::SMUL_LOHI, ISD::UMUL_LOHI,
 139                     ISD::MULHS, ISD::MULHU, ISD::SDIVREM, ISD::UDIVREM,
 140                     ISD::SHL_PARTS, ISD::SRA_PARTS, ISD::SRL_PARTS,
 141                     ISD::ADDC, ISD::ADDE, ISD::SUBC, ISD::SUBE}) {
 142       setOperationAction(Op, T, Expand);
 143     }
 144   }
 145
 146   // As a special case, these operators use the type to mean the type to
 147   // sign-extend from.
 148   for (auto T : {MVT::i1, MVT::i8, MVT::i16})
 149     setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, T, Expand);
 150
 151   // Dynamic stack allocation: use the default expansion.
 152   setOperationAction(ISD::STACKSAVE, MVT::Other, Expand);
 153   setOperationAction(ISD::STACKRESTORE, MVT::Other, Expand);
 154   setOperationAction(ISD::DYNAMIC_STACKALLOC, MVTPtr, Expand);
 155
 156   // WebAssembly doesn't have:
 157   //  - Floating-point extending loads.
 158   //  - Floating-point truncating stores.
 159   //  - i1 extending loads.
 160   setLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, MVT::f32, MVT::f64, Expand);
 161   setTruncStoreAction(MVT::f64, MVT::f32, Expand);
 162   for (auto T : MVT::integer_valuetypes())
 163     for (auto Ext : {ISD::EXTLOAD, ISD::ZEXTLOAD, ISD::SEXTLOAD})
 164       setLoadExtAction(Ext, T, MVT::i1, Promote);
 165 }
 166
 167 FastISel *WebAssemblyTargetLowering::createFastISel(
 168     FunctionLoweringInfo &FuncInfo, const TargetLibraryInfo *LibInfo) const {
 169   return WebAssembly::createFastISel(FuncInfo, LibInfo);
 170 }
 171
 172 bool WebAssemblyTargetLowering::isOffsetFoldingLegal(
 173     const GlobalAddressSDNode *GA) const {
 174   // The WebAssembly target doesn't support folding offsets into global
 175   // addresses.
 176   return false;
 177 }
 178
 179 MVT WebAssemblyTargetLowering::getScalarShiftAmountTy(const DataLayout &DL,
 180                                                       EVT VT) const {
 181   return VT.getSimpleVT();
 182 }
 183
 184 const char *
 185 WebAssemblyTargetLowering::getTargetNodeName(unsigned Opcode) const {
 186   switch (static_cast<WebAssemblyISD::NodeType>(Opcode)) {
 187   case WebAssemblyISD::FIRST_NUMBER:
 188     break;
 189 #define HANDLE_NODETYPE(NODE)                                                  \
 190   case WebAssemblyISD::NODE:                                                   \
 191     return "WebAssemblyISD::" #NODE;
 192 #include "WebAssemblyISD.def"
 193 #undef HANDLE_NODETYPE
 194   }
 195   return nullptr;
 196 }
 197
 198 //===----------------------------------------------------------------------===//
 199 // WebAssembly Lowering private implementation.
 200 //===----------------------------------------------------------------------===//
 201
 202 //===----------------------------------------------------------------------===//
 203 // Lowering Code
 204 //===----------------------------------------------------------------------===//
 205
 206 static void fail(SDLoc DL, SelectionDAG &DAG, const char *msg) {
 207   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 208   DAG.getContext()->diagnose(
 209       DiagnosticInfoUnsupported(DL, *MF.getFunction(), msg, SDValue()));
 210 }
 211
 212 SDValue
 213 WebAssemblyTargetLowering::LowerCall(CallLoweringInfo &CLI,
 214                                      SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
 215   SelectionDAG &DAG = CLI.DAG;
 216   SDLoc DL = CLI.DL;
 217   SDValue Chain = CLI.Chain;
 218   SDValue Callee = CLI.Callee;
 219   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 220
 221   CallingConv::ID CallConv = CLI.CallConv;
 222   if (CallConv != CallingConv::C)
 223     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support non-C calling conventions");
 224   if (CLI.IsTailCall || MF.getTarget().Options.GuaranteedTailCallOpt)
 225     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support tail call yet");
 226   if (CLI.IsPatchPoint)
 227     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support patch point yet");
 228
 229   SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs = CLI.Outs;
 230   SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals = CLI.OutVals;
 231   bool IsStructRet = (Outs.empty()) ? false : Outs[0].Flags.isSRet();
 232   if (IsStructRet)
 233     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support struct return yet");
 234   if (Outs.size() > 1)
 235     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support more than 1 returned value yet");
 236
 237   SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins = CLI.Ins;
 238   bool IsVarArg = CLI.IsVarArg;
 239   if (IsVarArg)
 240     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support varargs yet");
 241   // Analyze operands of the call, assigning locations to each operand.
 242   SmallVector<CCValAssign, 16> ArgLocs;
 243   CCState CCInfo(CallConv, IsVarArg, MF, ArgLocs, *DAG.getContext());
 244   unsigned NumBytes = CCInfo.getNextStackOffset();
 245
 246   auto PtrVT = getPointerTy(MF.getDataLayout());
 247   auto Zero = DAG.getConstant(0, DL, PtrVT, true);
 248   auto NB = DAG.getConstant(NumBytes, DL, PtrVT, true);
 249   Chain = DAG.getCALLSEQ_START(Chain, NB, DL);
 250
 251   SmallVector<SDValue, 16> Ops;
 252   Ops.push_back(Chain);
 253   Ops.push_back(Callee);
 254   Ops.append(OutVals.begin(), OutVals.end());
 255
 256   SmallVector<EVT, 8> Tys;
 257   for (const auto &In : Ins)
 258     Tys.push_back(In.VT);
 259   Tys.push_back(MVT::Other);
 260   SDVTList TyList = DAG.getVTList(Tys);
 261   SDValue Res = DAG.getNode(WebAssemblyISD::CALL, DL, TyList, Ops);
 262   if (Ins.empty()) {
 263     Chain = Res;
 264   } else {
 265     InVals.push_back(Res);
 266     Chain = Res.getValue(1);
 267   }
 268
 269   // FIXME: handle CLI.RetSExt and CLI.RetZExt?
 270
 271   Chain = DAG.getCALLSEQ_END(Chain, NB, Zero, SDValue(), DL);
 272
 273   return Chain;
 274 }
 275
 276 bool WebAssemblyTargetLowering::CanLowerReturn(
 277     CallingConv::ID CallConv, MachineFunction &MF, bool IsVarArg,
 278     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs, LLVMContext &Context) const {
 279   // WebAssembly can't currently handle returning tuples.
 280   return Outs.size() <= 1;
 281 }
 282
 283 SDValue WebAssemblyTargetLowering::LowerReturn(
 284     SDValue Chain, CallingConv::ID CallConv, bool IsVarArg,
 285     const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
 286     const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals, SDLoc DL,
 287     SelectionDAG &DAG) const {
 288
 289   assert(Outs.size() <= 1 && "WebAssembly can only return up to one value");
 290   if (CallConv != CallingConv::C)
 291     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support non-C calling conventions");
 292   if (IsVarArg)
 293     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support varargs yet");
 294
 295   SmallVector<SDValue, 4> RetOps(1, Chain);
 296   RetOps.append(OutVals.begin(), OutVals.end());
 297   Chain = DAG.getNode(WebAssemblyISD::RETURN, DL, MVT::Other, RetOps);
 298
 299   return Chain;
 300 }
 301
 302 SDValue WebAssemblyTargetLowering::LowerFormalArguments(
 303     SDValue Chain, CallingConv::ID CallConv, bool IsVarArg,
 304     const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins, SDLoc DL, SelectionDAG &DAG,
 305     SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
 306   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 307
 308   if (CallConv != CallingConv::C)
 309     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support non-C calling conventions");
 310   if (IsVarArg)
 311     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support varargs yet");
 312   if (MF.getFunction()->hasStructRetAttr())
 313     fail(DL, DAG, "WebAssembly doesn't support struct return yet");
 314
 315   unsigned ArgNo = 0;
 316   for (const ISD::InputArg &In : Ins) {
 317     if (In.Flags.isZExt())
 318       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented zext arguments");
 319     if (In.Flags.isSExt())
 320       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented sext arguments");
 321     if (In.Flags.isInReg())
 322       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented inreg arguments");
 323     if (In.Flags.isSRet())
 324       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented sret arguments");
 325     if (In.Flags.isByVal())
 326       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented byval arguments");
 327     if (In.Flags.isInAlloca())
 328       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented inalloca arguments");
 329     if (In.Flags.isNest())
 330       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented nest arguments");
 331     if (In.Flags.isReturned())
 332       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented returned arguments");
 333     if (In.Flags.isInConsecutiveRegs())
 334       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented cons regs arguments");
 335     if (In.Flags.isInConsecutiveRegsLast())
 336       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented cons regs last arguments");
 337     if (In.Flags.isSplit())
 338       fail(DL, DAG, "WebAssembly hasn't implemented split arguments");
 339     // FIXME Do something with In.getOrigAlign()?
 340     InVals.push_back(
 341         In.Used
 342             ? DAG.getNode(WebAssemblyISD::ARGUMENT, DL, In.VT,
 343                           DAG.getTargetConstant(ArgNo, DL, MVT::i32))
 344             : DAG.getNode(ISD::UNDEF, DL, In.VT));
 345     ++ArgNo;
 346   }
 347
 348   return Chain;
 349 }
 350
 351 //===----------------------------------------------------------------------===//
 352 //  Custom lowering hooks.
 353 //===----------------------------------------------------------------------===//
 354
 355 SDValue WebAssemblyTargetLowering::LowerOperation(SDValue Op,
 356                                                   SelectionDAG &DAG) const {
 357   switch (Op.getOpcode()) {
 358   default:
 359     llvm_unreachable("unimplemented operation lowering");
 360     return SDValue();
 361   case ISD::GlobalAddress:
 362     return LowerGlobalAddress(Op, DAG);
 363   }
 364 }
 365
 366 SDValue WebAssemblyTargetLowering::LowerGlobalAddress(SDValue Op,
 367                                                       SelectionDAG &DAG) const {
 368   SDLoc DL(Op);
 369   const auto *GA = cast<GlobalAddressSDNode>(Op);
 370   EVT VT = Op.getValueType();
 371   assert(GA->getOffset() == 0 &&
 372          "offsets on global addresses are forbidden by isOffsetFoldingLegal");
 373   assert(GA->getTargetFlags() == 0 && "WebAssembly doesn't set target flags");
 374   if (GA->getAddressSpace() != 0)
 375     fail(DL, DAG, "WebAssembly only expects the 0 address space");
 376   return DAG.getNode(WebAssemblyISD::Wrapper, DL, VT,
 377                      DAG.getTargetGlobalAddress(GA->getGlobal(), DL, VT));
 378 }
 379
 380 //===----------------------------------------------------------------------===//
 381 //                          WebAssembly Optimization Hooks
 382 //===----------------------------------------------------------------------===//
 383
 384 MCSection *WebAssemblyTargetObjectFile::SelectSectionForGlobal(
 385     const GlobalValue *GV, SectionKind Kind, Mangler &Mang,
 386     const TargetMachine &TM) const {
 387   return getDataSection();
 388 }