contrib/llvm/lib/Target/MSP430/MSP430ISelDAGToDAG.cpp

   1 //===-- MSP430ISelDAGToDAG.cpp - A dag to dag inst selector for MSP430 ----===//
   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 an instruction selector for the MSP430 target.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "MSP430.h"
  15 #include "MSP430TargetMachine.h"
  16 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  22 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  23 #include "llvm/IR/Constants.h"
  24 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  25 #include "llvm/IR/Function.h"
  26 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
  27 #include "llvm/Support/Debug.h"
  28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  31 using namespace llvm;
  32
  33 #define DEBUG_TYPE "msp430-isel"
  34
  35 namespace {
  36   struct MSP430ISelAddressMode {
  37     enum {
  38       RegBase,
  39       FrameIndexBase
  40     } BaseType;
  41
  42     struct {            // This is really a union, discriminated by BaseType!
  43       SDValue Reg;
  44       int FrameIndex;
  45     } Base;
  46
  47     int16_t Disp;
  48     const GlobalValue *GV;
  49     const Constant *CP;
  50     const BlockAddress *BlockAddr;
  51     const char *ES;
  52     int JT;
  53     unsigned Align;    // CP alignment.
  54
  55     MSP430ISelAddressMode()
  56       : BaseType(RegBase), Disp(0), GV(nullptr), CP(nullptr),
  57         BlockAddr(nullptr), ES(nullptr), JT(-1), Align(0) {
  58     }
  59
  60     bool hasSymbolicDisplacement() const {
  61       return GV != nullptr || CP != nullptr || ES != nullptr || JT != -1;
  62     }
  63
  64 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
  65     LLVM_DUMP_METHOD void dump() {
  66       errs() << "MSP430ISelAddressMode " << this << '\n';
  67       if (BaseType == RegBase && Base.Reg.getNode() != nullptr) {
  68         errs() << "Base.Reg ";
  69         Base.Reg.getNode()->dump();
  70       } else if (BaseType == FrameIndexBase) {
  71         errs() << " Base.FrameIndex " << Base.FrameIndex << '\n';
  72       }
  73       errs() << " Disp " << Disp << '\n';
  74       if (GV) {
  75         errs() << "GV ";
  76         GV->dump();
  77       } else if (CP) {
  78         errs() << " CP ";
  79         CP->dump();
  80         errs() << " Align" << Align << '\n';
  81       } else if (ES) {
  82         errs() << "ES ";
  83         errs() << ES << '\n';
  84       } else if (JT != -1)
  85         errs() << " JT" << JT << " Align" << Align << '\n';
  86     }
  87 #endif
  88   };
  89 }
  90
  91 /// MSP430DAGToDAGISel - MSP430 specific code to select MSP430 machine
  92 /// instructions for SelectionDAG operations.
  93 ///
  94 namespace {
  95   class MSP430DAGToDAGISel : public SelectionDAGISel {
  96   public:
  97     MSP430DAGToDAGISel(MSP430TargetMachine &TM, CodeGenOpt::Level OptLevel)
  98         : SelectionDAGISel(TM, OptLevel) {}
  99
 100     StringRef getPassName() const override {
 101       return "MSP430 DAG->DAG Pattern Instruction Selection";
 102     }
 103
 104     bool MatchAddress(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM);
 105     bool MatchWrapper(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM);
 106     bool MatchAddressBase(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM);
 107
 108     bool SelectInlineAsmMemoryOperand(const SDValue &Op, unsigned ConstraintID,
 109                                       std::vector<SDValue> &OutOps) override;
 110
 111     // Include the pieces autogenerated from the target description.
 112   #include "MSP430GenDAGISel.inc"
 113
 114   private:
 115     void Select(SDNode *N) override;
 116     bool tryIndexedLoad(SDNode *Op);
 117     bool tryIndexedBinOp(SDNode *Op, SDValue N1, SDValue N2, unsigned Opc8,
 118                          unsigned Opc16);
 119
 120     bool SelectAddr(SDValue Addr, SDValue &Base, SDValue &Disp);
 121   };
 122 }  // end anonymous namespace
 123
 124 /// createMSP430ISelDag - This pass converts a legalized DAG into a
 125 /// MSP430-specific DAG, ready for instruction scheduling.
 126 ///
 127 FunctionPass *llvm::createMSP430ISelDag(MSP430TargetMachine &TM,
 128                                         CodeGenOpt::Level OptLevel) {
 129   return new MSP430DAGToDAGISel(TM, OptLevel);
 130 }
 131
 132
 133 /// MatchWrapper - Try to match MSP430ISD::Wrapper node into an addressing mode.
 134 /// These wrap things that will resolve down into a symbol reference.  If no
 135 /// match is possible, this returns true, otherwise it returns false.
 136 bool MSP430DAGToDAGISel::MatchWrapper(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM) {
 137   // If the addressing mode already has a symbol as the displacement, we can
 138   // never match another symbol.
 139   if (AM.hasSymbolicDisplacement())
 140     return true;
 141
 142   SDValue N0 = N.getOperand(0);
 143
 144   if (GlobalAddressSDNode *G = dyn_cast<GlobalAddressSDNode>(N0)) {
 145     AM.GV = G->getGlobal();
 146     AM.Disp += G->getOffset();
 147     //AM.SymbolFlags = G->getTargetFlags();
 148   } else if (ConstantPoolSDNode *CP = dyn_cast<ConstantPoolSDNode>(N0)) {
 149     AM.CP = CP->getConstVal();
 150     AM.Align = CP->getAlignment();
 151     AM.Disp += CP->getOffset();
 152     //AM.SymbolFlags = CP->getTargetFlags();
 153   } else if (ExternalSymbolSDNode *S = dyn_cast<ExternalSymbolSDNode>(N0)) {
 154     AM.ES = S->getSymbol();
 155     //AM.SymbolFlags = S->getTargetFlags();
 156   } else if (JumpTableSDNode *J = dyn_cast<JumpTableSDNode>(N0)) {
 157     AM.JT = J->getIndex();
 158     //AM.SymbolFlags = J->getTargetFlags();
 159   } else {
 160     AM.BlockAddr = cast<BlockAddressSDNode>(N0)->getBlockAddress();
 161     //AM.SymbolFlags = cast<BlockAddressSDNode>(N0)->getTargetFlags();
 162   }
 163   return false;
 164 }
 165
 166 /// MatchAddressBase - Helper for MatchAddress. Add the specified node to the
 167 /// specified addressing mode without any further recursion.
 168 bool MSP430DAGToDAGISel::MatchAddressBase(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM) {
 169   // Is the base register already occupied?
 170   if (AM.BaseType != MSP430ISelAddressMode::RegBase || AM.Base.Reg.getNode()) {
 171     // If so, we cannot select it.
 172     return true;
 173   }
 174
 175   // Default, generate it as a register.
 176   AM.BaseType = MSP430ISelAddressMode::RegBase;
 177   AM.Base.Reg = N;
 178   return false;
 179 }
 180
 181 bool MSP430DAGToDAGISel::MatchAddress(SDValue N, MSP430ISelAddressMode &AM) {
 182   DEBUG(errs() << "MatchAddress: "; AM.dump());
 183
 184   switch (N.getOpcode()) {
 185   default: break;
 186   case ISD::Constant: {
 187     uint64_t Val = cast<ConstantSDNode>(N)->getSExtValue();
 188     AM.Disp += Val;
 189     return false;
 190   }
 191
 192   case MSP430ISD::Wrapper:
 193     if (!MatchWrapper(N, AM))
 194       return false;
 195     break;
 196
 197   case ISD::FrameIndex:
 198     if (AM.BaseType == MSP430ISelAddressMode::RegBase
 199         && AM.Base.Reg.getNode() == nullptr) {
 200       AM.BaseType = MSP430ISelAddressMode::FrameIndexBase;
 201       AM.Base.FrameIndex = cast<FrameIndexSDNode>(N)->getIndex();
 202       return false;
 203     }
 204     break;
 205
 206   case ISD::ADD: {
 207     MSP430ISelAddressMode Backup = AM;
 208     if (!MatchAddress(N.getNode()->getOperand(0), AM) &&
 209         !MatchAddress(N.getNode()->getOperand(1), AM))
 210       return false;
 211     AM = Backup;
 212     if (!MatchAddress(N.getNode()->getOperand(1), AM) &&
 213         !MatchAddress(N.getNode()->getOperand(0), AM))
 214       return false;
 215     AM = Backup;
 216
 217     break;
 218   }
 219
 220   case ISD::OR:
 221     // Handle "X | C" as "X + C" iff X is known to have C bits clear.
 222     if (ConstantSDNode *CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(N.getOperand(1))) {
 223       MSP430ISelAddressMode Backup = AM;
 224       uint64_t Offset = CN->getSExtValue();
 225       // Start with the LHS as an addr mode.
 226       if (!MatchAddress(N.getOperand(0), AM) &&
 227           // Address could not have picked a GV address for the displacement.
 228           AM.GV == nullptr &&
 229           // Check to see if the LHS & C is zero.
 230           CurDAG->MaskedValueIsZero(N.getOperand(0), CN->getAPIntValue())) {
 231         AM.Disp += Offset;
 232         return false;
 233       }
 234       AM = Backup;
 235     }
 236     break;
 237   }
 238
 239   return MatchAddressBase(N, AM);
 240 }
 241
 242 /// SelectAddr - returns true if it is able pattern match an addressing mode.
 243 /// It returns the operands which make up the maximal addressing mode it can
 244 /// match by reference.
 245 bool MSP430DAGToDAGISel::SelectAddr(SDValue N,
 246                                     SDValue &Base, SDValue &Disp) {
 247   MSP430ISelAddressMode AM;
 248
 249   if (MatchAddress(N, AM))
 250     return false;
 251
 252   EVT VT = N.getValueType();
 253   if (AM.BaseType == MSP430ISelAddressMode::RegBase) {
 254     if (!AM.Base.Reg.getNode())
 255       AM.Base.Reg = CurDAG->getRegister(0, VT);
 256   }
 257
 258   Base = (AM.BaseType == MSP430ISelAddressMode::FrameIndexBase)
 259              ? CurDAG->getTargetFrameIndex(
 260                    AM.Base.FrameIndex,
 261                    getTargetLowering()->getPointerTy(CurDAG->getDataLayout()))
 262              : AM.Base.Reg;
 263
 264   if (AM.GV)
 265     Disp = CurDAG->getTargetGlobalAddress(AM.GV, SDLoc(N),
 266                                           MVT::i16, AM.Disp,
 267                                           0/*AM.SymbolFlags*/);
 268   else if (AM.CP)
 269     Disp = CurDAG->getTargetConstantPool(AM.CP, MVT::i16,
 270                                          AM.Align, AM.Disp, 0/*AM.SymbolFlags*/);
 271   else if (AM.ES)
 272     Disp = CurDAG->getTargetExternalSymbol(AM.ES, MVT::i16, 0/*AM.SymbolFlags*/);
 273   else if (AM.JT != -1)
 274     Disp = CurDAG->getTargetJumpTable(AM.JT, MVT::i16, 0/*AM.SymbolFlags*/);
 275   else if (AM.BlockAddr)
 276     Disp = CurDAG->getTargetBlockAddress(AM.BlockAddr, MVT::i32, 0,
 277                                          0/*AM.SymbolFlags*/);
 278   else
 279     Disp = CurDAG->getTargetConstant(AM.Disp, SDLoc(N), MVT::i16);
 280
 281   return true;
 282 }
 283
 284 bool MSP430DAGToDAGISel::
 285 SelectInlineAsmMemoryOperand(const SDValue &Op, unsigned ConstraintID,
 286                              std::vector<SDValue> &OutOps) {
 287   SDValue Op0, Op1;
 288   switch (ConstraintID) {
 289   default: return true;
 290   case InlineAsm::Constraint_m: // memory
 291     if (!SelectAddr(Op, Op0, Op1))
 292       return true;
 293     break;
 294   }
 295
 296   OutOps.push_back(Op0);
 297   OutOps.push_back(Op1);
 298   return false;
 299 }
 300
 301 static bool isValidIndexedLoad(const LoadSDNode *LD) {
 302   ISD::MemIndexedMode AM = LD->getAddressingMode();
 303   if (AM != ISD::POST_INC || LD->getExtensionType() != ISD::NON_EXTLOAD)
 304     return false;
 305
 306   EVT VT = LD->getMemoryVT();
 307
 308   switch (VT.getSimpleVT().SimpleTy) {
 309   case MVT::i8:
 310     // Sanity check
 311     if (cast<ConstantSDNode>(LD->getOffset())->getZExtValue() != 1)
 312       return false;
 313
 314     break;
 315   case MVT::i16:
 316     // Sanity check
 317     if (cast<ConstantSDNode>(LD->getOffset())->getZExtValue() != 2)
 318       return false;
 319
 320     break;
 321   default:
 322     return false;
 323   }
 324
 325   return true;
 326 }
 327
 328 bool MSP430DAGToDAGISel::tryIndexedLoad(SDNode *N) {
 329   LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(N);
 330   if (!isValidIndexedLoad(LD))
 331     return false;
 332
 333   MVT VT = LD->getMemoryVT().getSimpleVT();
 334
 335   unsigned Opcode = 0;
 336   switch (VT.SimpleTy) {
 337   case MVT::i8:
 338     Opcode = MSP430::MOV8rm_POST;
 339     break;
 340   case MVT::i16:
 341     Opcode = MSP430::MOV16rm_POST;
 342     break;
 343   default:
 344     return false;
 345   }
 346
 347   ReplaceNode(N,
 348               CurDAG->getMachineNode(Opcode, SDLoc(N), VT, MVT::i16, MVT::Other,
 349                                      LD->getBasePtr(), LD->getChain()));
 350   return true;
 351 }
 352
 353 bool MSP430DAGToDAGISel::tryIndexedBinOp(SDNode *Op, SDValue N1, SDValue N2,
 354                                          unsigned Opc8, unsigned Opc16) {
 355   if (N1.getOpcode() == ISD::LOAD &&
 356       N1.hasOneUse() &&
 357       IsLegalToFold(N1, Op, Op, OptLevel)) {
 358     LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(N1);
 359     if (!isValidIndexedLoad(LD))
 360       return false;
 361
 362     MVT VT = LD->getMemoryVT().getSimpleVT();
 363     unsigned Opc = (VT == MVT::i16 ? Opc16 : Opc8);
 364     MachineSDNode::mmo_iterator MemRefs0 = MF->allocateMemRefsArray(1);
 365     MemRefs0[0] = cast<MemSDNode>(N1)->getMemOperand();
 366     SDValue Ops0[] = { N2, LD->getBasePtr(), LD->getChain() };
 367     SDNode *ResNode =
 368       CurDAG->SelectNodeTo(Op, Opc, VT, MVT::i16, MVT::Other, Ops0);
 369     cast<MachineSDNode>(ResNode)->setMemRefs(MemRefs0, MemRefs0 + 1);
 370     // Transfer chain.
 371     ReplaceUses(SDValue(N1.getNode(), 2), SDValue(ResNode, 2));
 372     // Transfer writeback.
 373     ReplaceUses(SDValue(N1.getNode(), 1), SDValue(ResNode, 1));
 374     return true;
 375   }
 376
 377   return false;
 378 }
 379
 380
 381 void MSP430DAGToDAGISel::Select(SDNode *Node) {
 382   SDLoc dl(Node);
 383
 384   // Dump information about the Node being selected
 385   DEBUG(errs() << "Selecting: ");
 386   DEBUG(Node->dump(CurDAG));
 387   DEBUG(errs() << "\n");
 388
 389   // If we have a custom node, we already have selected!
 390   if (Node->isMachineOpcode()) {
 391     DEBUG(errs() << "== ";
 392           Node->dump(CurDAG);
 393           errs() << "\n");
 394     Node->setNodeId(-1);
 395     return;
 396   }
 397
 398   // Few custom selection stuff.
 399   switch (Node->getOpcode()) {
 400   default: break;
 401   case ISD::FrameIndex: {
 402     assert(Node->getValueType(0) == MVT::i16);
 403     int FI = cast<FrameIndexSDNode>(Node)->getIndex();
 404     SDValue TFI = CurDAG->getTargetFrameIndex(FI, MVT::i16);
 405     if (Node->hasOneUse()) {
 406       CurDAG->SelectNodeTo(Node, MSP430::ADDframe, MVT::i16, TFI,
 407                            CurDAG->getTargetConstant(0, dl, MVT::i16));
 408       return;
 409     }
 410     ReplaceNode(Node, CurDAG->getMachineNode(
 411                           MSP430::ADDframe, dl, MVT::i16, TFI,
 412                           CurDAG->getTargetConstant(0, dl, MVT::i16)));
 413     return;
 414   }
 415   case ISD::LOAD:
 416     if (tryIndexedLoad(Node))
 417       return;
 418     // Other cases are autogenerated.
 419     break;
 420   case ISD::ADD:
 421     if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(0), Node->getOperand(1),
 422                         MSP430::ADD8rm_POST, MSP430::ADD16rm_POST))
 423       return;
 424     else if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(1), Node->getOperand(0),
 425                              MSP430::ADD8rm_POST, MSP430::ADD16rm_POST))
 426       return;
 427
 428     // Other cases are autogenerated.
 429     break;
 430   case ISD::SUB:
 431     if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(0), Node->getOperand(1),
 432                         MSP430::SUB8rm_POST, MSP430::SUB16rm_POST))
 433       return;
 434
 435     // Other cases are autogenerated.
 436     break;
 437   case ISD::AND:
 438     if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(0), Node->getOperand(1),
 439                         MSP430::AND8rm_POST, MSP430::AND16rm_POST))
 440       return;
 441     else if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(1), Node->getOperand(0),
 442                              MSP430::AND8rm_POST, MSP430::AND16rm_POST))
 443       return;
 444
 445     // Other cases are autogenerated.
 446     break;
 447   case ISD::OR:
 448     if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(0), Node->getOperand(1),
 449                         MSP430::OR8rm_POST, MSP430::OR16rm_POST))
 450       return;
 451     else if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(1), Node->getOperand(0),
 452                              MSP430::OR8rm_POST, MSP430::OR16rm_POST))
 453       return;
 454
 455     // Other cases are autogenerated.
 456     break;
 457   case ISD::XOR:
 458     if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(0), Node->getOperand(1),
 459                         MSP430::XOR8rm_POST, MSP430::XOR16rm_POST))
 460       return;
 461     else if (tryIndexedBinOp(Node, Node->getOperand(1), Node->getOperand(0),
 462                              MSP430::XOR8rm_POST, MSP430::XOR16rm_POST))
 463       return;
 464
 465     // Other cases are autogenerated.
 466     break;
 467   }
 468
 469   // Select the default instruction
 470   SelectCode(Node);
 471 }