contrib/llvm/lib/Target/SystemZ/SystemZInstrInfo.h

   1 //===-- SystemZInstrInfo.h - SystemZ 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 SystemZ implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_SYSTEMZ_SYSTEMZINSTRINFO_H
  15 #define LLVM_LIB_TARGET_SYSTEMZ_SYSTEMZINSTRINFO_H
  16
  17 #include "SystemZ.h"
  18 #include "SystemZRegisterInfo.h"
  19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
  24 #include <cstdint>
  25
  26 #define GET_INSTRINFO_HEADER
  27 #include "SystemZGenInstrInfo.inc"
  28
  29 namespace llvm {
  30
  31 class SystemZSubtarget;
  32
  33 namespace SystemZII {
  34
  35 enum {
  36   // See comments in SystemZInstrFormats.td.
  37   SimpleBDXLoad          = (1 << 0),
  38   SimpleBDXStore         = (1 << 1),
  39   Has20BitOffset         = (1 << 2),
  40   HasIndex               = (1 << 3),
  41   Is128Bit               = (1 << 4),
  42   AccessSizeMask         = (31 << 5),
  43   AccessSizeShift        = 5,
  44   CCValuesMask           = (15 << 10),
  45   CCValuesShift          = 10,
  46   CompareZeroCCMaskMask  = (15 << 14),
  47   CompareZeroCCMaskShift = 14,
  48   CCMaskFirst            = (1 << 18),
  49   CCMaskLast             = (1 << 19),
  50   IsLogical              = (1 << 20)
  51 };
  52
  53 static inline unsigned getAccessSize(unsigned int Flags) {
  54   return (Flags & AccessSizeMask) >> AccessSizeShift;
  55 }
  56
  57 static inline unsigned getCCValues(unsigned int Flags) {
  58   return (Flags & CCValuesMask) >> CCValuesShift;
  59 }
  60
  61 static inline unsigned getCompareZeroCCMask(unsigned int Flags) {
  62   return (Flags & CompareZeroCCMaskMask) >> CompareZeroCCMaskShift;
  63 }
  64
  65 // SystemZ MachineOperand target flags.
  66 enum {
  67   // Masks out the bits for the access model.
  68   MO_SYMBOL_MODIFIER = (3 << 0),
  69
  70   // @GOT (aka @GOTENT)
  71   MO_GOT = (1 << 0),
  72
  73   // @INDNTPOFF
  74   MO_INDNTPOFF = (2 << 0)
  75 };
  76
  77 // Classifies a branch.
  78 enum BranchType {
  79   // An instruction that branches on the current value of CC.
  80   BranchNormal,
  81
  82   // An instruction that peforms a 32-bit signed comparison and branches
  83   // on the result.
  84   BranchC,
  85
  86   // An instruction that peforms a 32-bit unsigned comparison and branches
  87   // on the result.
  88   BranchCL,
  89
  90   // An instruction that peforms a 64-bit signed comparison and branches
  91   // on the result.
  92   BranchCG,
  93
  94   // An instruction that peforms a 64-bit unsigned comparison and branches
  95   // on the result.
  96   BranchCLG,
  97
  98   // An instruction that decrements a 32-bit register and branches if
  99   // the result is nonzero.
 100   BranchCT,
 101
 102   // An instruction that decrements a 64-bit register and branches if
 103   // the result is nonzero.
 104   BranchCTG
 105 };
 106
 107 // Information about a branch instruction.
 108 struct Branch {
 109   // The type of the branch.
 110   BranchType Type;
 111
 112   // CCMASK_<N> is set if CC might be equal to N.
 113   unsigned CCValid;
 114
 115   // CCMASK_<N> is set if the branch should be taken when CC == N.
 116   unsigned CCMask;
 117
 118   // The target of the branch.
 119   const MachineOperand *Target;
 120
 121   Branch(BranchType type, unsigned ccValid, unsigned ccMask,
 122          const MachineOperand *target)
 123     : Type(type), CCValid(ccValid), CCMask(ccMask), Target(target) {}
 124 };
 125
 126 // Kinds of fused compares in compare-and-* instructions.  Together with type
 127 // of the converted compare, this identifies the compare-and-*
 128 // instruction.
 129 enum FusedCompareType {
 130   // Relative branch - CRJ etc.
 131   CompareAndBranch,
 132
 133   // Indirect branch, used for return - CRBReturn etc.
 134   CompareAndReturn,
 135
 136   // Indirect branch, used for sibcall - CRBCall etc.
 137   CompareAndSibcall,
 138
 139   // Trap
 140   CompareAndTrap
 141 };
 142
 143 } // end namespace SystemZII
 144
 145 class SystemZInstrInfo : public SystemZGenInstrInfo {
 146   const SystemZRegisterInfo RI;
 147   SystemZSubtarget &STI;
 148
 149   void splitMove(MachineBasicBlock::iterator MI, unsigned NewOpcode) const;
 150   void splitAdjDynAlloc(MachineBasicBlock::iterator MI) const;
 151   void expandRIPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode, unsigned HighOpcode,
 152                       bool ConvertHigh) const;
 153   void expandRIEPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode,
 154                        unsigned LowOpcodeK, unsigned HighOpcode) const;
 155   void expandRXYPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode,
 156                        unsigned HighOpcode) const;
 157   void expandLOCPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode,
 158                        unsigned HighOpcode) const;
 159   void expandLOCRPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode,
 160                         unsigned HighOpcode) const;
 161   void expandZExtPseudo(MachineInstr &MI, unsigned LowOpcode,
 162                         unsigned Size) const;
 163   void expandLoadStackGuard(MachineInstr *MI) const;
 164
 165   MachineInstrBuilder
 166   emitGRX32Move(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 167                 const DebugLoc &DL, unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 168                 unsigned LowLowOpcode, unsigned Size, bool KillSrc,
 169                 bool UndefSrc) const;
 170
 171   virtual void anchor();
 172
 173 protected:
 174   /// Commutes the operands in the given instruction by changing the operands
 175   /// order and/or changing the instruction's opcode and/or the immediate value
 176   /// operand.
 177   ///
 178   /// The arguments 'CommuteOpIdx1' and 'CommuteOpIdx2' specify the operands
 179   /// to be commuted.
 180   ///
 181   /// Do not call this method for a non-commutable instruction or
 182   /// non-commutable operands.
 183   /// Even though the instruction is commutable, the method may still
 184   /// fail to commute the operands, null pointer is returned in such cases.
 185   MachineInstr *commuteInstructionImpl(MachineInstr &MI, bool NewMI,
 186                                        unsigned CommuteOpIdx1,
 187                                        unsigned CommuteOpIdx2) const override;
 188
 189 public:
 190   explicit SystemZInstrInfo(SystemZSubtarget &STI);
 191
 192   // Override TargetInstrInfo.
 193   unsigned isLoadFromStackSlot(const MachineInstr &MI,
 194                                int &FrameIndex) const override;
 195   unsigned isStoreToStackSlot(const MachineInstr &MI,
 196                               int &FrameIndex) const override;
 197   bool isStackSlotCopy(const MachineInstr &MI, int &DestFrameIndex,
 198                        int &SrcFrameIndex) const override;
 199   bool analyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
 200                      MachineBasicBlock *&FBB,
 201                      SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 202                      bool AllowModify) const override;
 203   unsigned removeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
 204                         int *BytesRemoved = nullptr) const override;
 205   unsigned insertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
 206                         MachineBasicBlock *FBB, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
 207                         const DebugLoc &DL,
 208                         int *BytesAdded = nullptr) const override;
 209   bool analyzeCompare(const MachineInstr &MI, unsigned &SrcReg,
 210                       unsigned &SrcReg2, int &Mask, int &Value) const override;
 211   bool optimizeCompareInstr(MachineInstr &CmpInstr, unsigned SrcReg,
 212                             unsigned SrcReg2, int Mask, int Value,
 213                             const MachineRegisterInfo *MRI) const override;
 214   bool canInsertSelect(const MachineBasicBlock&, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
 215                        unsigned, unsigned, int&, int&, int&) const override;
 216   void insertSelect(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
 217                     const DebugLoc &DL, unsigned DstReg,
 218                     ArrayRef<MachineOperand> Cond, unsigned TrueReg,
 219                     unsigned FalseReg) const override;
 220   bool FoldImmediate(MachineInstr &UseMI, MachineInstr &DefMI, unsigned Reg,
 221                      MachineRegisterInfo *MRI) const override;
 222   bool isPredicable(const MachineInstr &MI) const override;
 223   bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
 224                            unsigned ExtraPredCycles,
 225                            BranchProbability Probability) const override;
 226   bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
 227                            unsigned NumCyclesT, unsigned ExtraPredCyclesT,
 228                            MachineBasicBlock &FMBB,
 229                            unsigned NumCyclesF, unsigned ExtraPredCyclesF,
 230                            BranchProbability Probability) const override;
 231   bool isProfitableToDupForIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
 232                             BranchProbability Probability) const override;
 233   bool PredicateInstruction(MachineInstr &MI,
 234                             ArrayRef<MachineOperand> Pred) const override;
 235   void copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 236                    const DebugLoc &DL, unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 237                    bool KillSrc) const override;
 238   void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 239                            MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 240                            unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
 241                            const TargetRegisterClass *RC,
 242                            const TargetRegisterInfo *TRI) const override;
 243   void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 244                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 245                             unsigned DestReg, int FrameIdx,
 246                             const TargetRegisterClass *RC,
 247                             const TargetRegisterInfo *TRI) const override;
 248   MachineInstr *convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
 249                                       MachineInstr &MI,
 250                                       LiveVariables *LV) const override;
 251   MachineInstr *
 252   foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF, MachineInstr &MI,
 253                         ArrayRef<unsigned> Ops,
 254                         MachineBasicBlock::iterator InsertPt, int FrameIndex,
 255                         LiveIntervals *LIS = nullptr) const override;
 256   MachineInstr *foldMemoryOperandImpl(
 257       MachineFunction &MF, MachineInstr &MI, ArrayRef<unsigned> Ops,
 258       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, MachineInstr &LoadMI,
 259       LiveIntervals *LIS = nullptr) const override;
 260   bool expandPostRAPseudo(MachineInstr &MBBI) const override;
 261   bool reverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const
 262     override;
 263
 264   // Return the SystemZRegisterInfo, which this class owns.
 265   const SystemZRegisterInfo &getRegisterInfo() const { return RI; }
 266
 267   // Return the size in bytes of MI.
 268   unsigned getInstSizeInBytes(const MachineInstr &MI) const override;
 269
 270   // Return true if MI is a conditional or unconditional branch.
 271   // When returning true, set Cond to the mask of condition-code
 272   // values on which the instruction will branch, and set Target
 273   // to the operand that contains the branch target.  This target
 274   // can be a register or a basic block.
 275   SystemZII::Branch getBranchInfo(const MachineInstr &MI) const;
 276
 277   // Get the load and store opcodes for a given register class.
 278   void getLoadStoreOpcodes(const TargetRegisterClass *RC,
 279                            unsigned &LoadOpcode, unsigned &StoreOpcode) const;
 280
 281   // Opcode is the opcode of an instruction that has an address operand,
 282   // and the caller wants to perform that instruction's operation on an
 283   // address that has displacement Offset.  Return the opcode of a suitable
 284   // instruction (which might be Opcode itself) or 0 if no such instruction
 285   // exists.
 286   unsigned getOpcodeForOffset(unsigned Opcode, int64_t Offset) const;
 287
 288   // If Opcode is a load instruction that has a LOAD AND TEST form,
 289   // return the opcode for the testing form, otherwise return 0.
 290   unsigned getLoadAndTest(unsigned Opcode) const;
 291
 292   // Return true if ROTATE AND ... SELECTED BITS can be used to select bits
 293   // Mask of the R2 operand, given that only the low BitSize bits of Mask are
 294   // significant.  Set Start and End to the I3 and I4 operands if so.
 295   bool isRxSBGMask(uint64_t Mask, unsigned BitSize,
 296                    unsigned &Start, unsigned &End) const;
 297
 298   // If Opcode is a COMPARE opcode for which an associated fused COMPARE AND *
 299   // operation exists, return the opcode for the latter, otherwise return 0.
 300   // MI, if nonnull, is the compare instruction.
 301   unsigned getFusedCompare(unsigned Opcode,
 302                            SystemZII::FusedCompareType Type,
 303                            const MachineInstr *MI = nullptr) const;
 304
 305   // If Opcode is a LOAD opcode for with an associated LOAD AND TRAP
 306   // operation exists, returh the opcode for the latter, otherwise return 0.
 307   unsigned getLoadAndTrap(unsigned Opcode) const;
 308
 309   // Emit code before MBBI in MI to move immediate value Value into
 310   // physical register Reg.
 311   void loadImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 312                      MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 313                      unsigned Reg, uint64_t Value) const;
 314
 315   // Sometimes, it is possible for the target to tell, even without
 316   // aliasing information, that two MIs access different memory
 317   // addresses. This function returns true if two MIs access different
 318   // memory addresses and false otherwise.
 319   bool
 320   areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr &MIa, MachineInstr &MIb,
 321                                   AliasAnalysis *AA = nullptr) const override;
 322 };
 323
 324 } // end namespace llvm
 325
 326 #endif // LLVM_LIB_TARGET_SYSTEMZ_SYSTEMZINSTRINFO_H