lib/Target/SystemZ/SystemZSelectionDAGInfo.cpp

   1 //===-- SystemZSelectionDAGInfo.cpp - SystemZ SelectionDAG Info -----------===//
   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 implements the SystemZSelectionDAGInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZTargetMachine.h"
  15 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  16
  17 using namespace llvm;
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "systemz-selectiondag-info"
  20
  21 // Decide whether it is best to use a loop or straight-line code for
  22 // a block operation of Size bytes with source address Src and destination
  23 // address Dest.  Sequence is the opcode to use for straight-line code
  24 // (such as MVC) and Loop is the opcode to use for loops (such as MVC_LOOP).
  25 // Return the chain for the completed operation.
  26 static SDValue emitMemMem(SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, unsigned Sequence,
  27                           unsigned Loop, SDValue Chain, SDValue Dst,
  28                           SDValue Src, uint64_t Size) {
  29   EVT PtrVT = Src.getValueType();
  30   // The heuristic we use is to prefer loops for anything that would
  31   // require 7 or more MVCs.  With these kinds of sizes there isn't
  32   // much to choose between straight-line code and looping code,
  33   // since the time will be dominated by the MVCs themselves.
  34   // However, the loop has 4 or 5 instructions (depending on whether
  35   // the base addresses can be proved equal), so there doesn't seem
  36   // much point using a loop for 5 * 256 bytes or fewer.  Anything in
  37   // the range (5 * 256, 6 * 256) will need another instruction after
  38   // the loop, so it doesn't seem worth using a loop then either.
  39   // The next value up, 6 * 256, can be implemented in the same
  40   // number of straight-line MVCs as 6 * 256 - 1.
  41   if (Size > 6 * 256)
  42     return DAG.getNode(Loop, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  43                        DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT),
  44                        DAG.getConstant(Size / 256, DL, PtrVT));
  45   return DAG.getNode(Sequence, DL, MVT::Other, Chain, Dst, Src,
  46                      DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT));
  47 }
  48
  49 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForMemcpy(
  50     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Dst, SDValue Src,
  51     SDValue Size, unsigned Align, bool IsVolatile, bool AlwaysInline,
  52     MachinePointerInfo DstPtrInfo, MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
  53   if (IsVolatile)
  54     return SDValue();
  55
  56   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size))
  57     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
  58                       Chain, Dst, Src, CSize->getZExtValue());
  59   return SDValue();
  60 }
  61
  62 // Handle a memset of 1, 2, 4 or 8 bytes with the operands given by
  63 // Chain, Dst, ByteVal and Size.  These cases are expected to use
  64 // MVI, MVHHI, MVHI and MVGHI respectively.
  65 static SDValue memsetStore(SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain,
  66                            SDValue Dst, uint64_t ByteVal, uint64_t Size,
  67                            unsigned Align, MachinePointerInfo DstPtrInfo) {
  68   uint64_t StoreVal = ByteVal;
  69   for (unsigned I = 1; I < Size; ++I)
  70     StoreVal |= ByteVal << (I * 8);
  71   return DAG.getStore(
  72       Chain, DL, DAG.getConstant(StoreVal, DL, MVT::getIntegerVT(Size * 8)),
  73       Dst, DstPtrInfo, Align);
  74 }
  75
  76 SDValue SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForMemset(
  77     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Dst,
  78     SDValue Byte, SDValue Size, unsigned Align, bool IsVolatile,
  79     MachinePointerInfo DstPtrInfo) const {
  80   EVT PtrVT = Dst.getValueType();
  81
  82   if (IsVolatile)
  83     return SDValue();
  84
  85   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
  86     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
  87     if (Bytes == 0)
  88       return SDValue();
  89     if (auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte)) {
  90       // Handle cases that can be done using at most two of
  91       // MVI, MVHI, MVHHI and MVGHI.  The latter two can only be
  92       // used if ByteVal is all zeros or all ones; in other casees,
  93       // we can move at most 2 halfwords.
  94       uint64_t ByteVal = CByte->getZExtValue();
  95       if (ByteVal == 0 || ByteVal == 255 ?
  96           Bytes <= 16 && countPopulation(Bytes) <= 2 :
  97           Bytes <= 4) {
  98         unsigned Size1 = Bytes == 16 ? 8 : 1 << findLastSet(Bytes);
  99         unsigned Size2 = Bytes - Size1;
 100         SDValue Chain1 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size1,
 101                                      Align, DstPtrInfo);
 102         if (Size2 == 0)
 103           return Chain1;
 104         Dst = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 105                           DAG.getConstant(Size1, DL, PtrVT));
 106         DstPtrInfo = DstPtrInfo.getWithOffset(Size1);
 107         SDValue Chain2 = memsetStore(DAG, DL, Chain, Dst, ByteVal, Size2,
 108                                      std::min(Align, Size1), DstPtrInfo);
 109         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 110       }
 111     } else {
 112       // Handle one and two bytes using STC.
 113       if (Bytes <= 2) {
 114         SDValue Chain1 = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo, Align);
 115         if (Bytes == 1)
 116           return Chain1;
 117         SDValue Dst2 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 118                                    DAG.getConstant(1, DL, PtrVT));
 119         SDValue Chain2 =
 120             DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst2, DstPtrInfo.getWithOffset(1),
 121                          /* Alignment = */ 1);
 122         return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, Chain1, Chain2);
 123       }
 124     }
 125     assert(Bytes >= 2 && "Should have dealt with 0- and 1-byte cases already");
 126
 127     // Handle the special case of a memset of 0, which can use XC.
 128     auto *CByte = dyn_cast<ConstantSDNode>(Byte);
 129     if (CByte && CByte->getZExtValue() == 0)
 130       return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::XC, SystemZISD::XC_LOOP,
 131                         Chain, Dst, Dst, Bytes);
 132
 133     // Copy the byte to the first location and then use MVC to copy
 134     // it to the rest.
 135     Chain = DAG.getStore(Chain, DL, Byte, Dst, DstPtrInfo, Align);
 136     SDValue DstPlus1 = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Dst,
 137                                    DAG.getConstant(1, DL, PtrVT));
 138     return emitMemMem(DAG, DL, SystemZISD::MVC, SystemZISD::MVC_LOOP,
 139                       Chain, DstPlus1, Dst, Bytes - 1);
 140   }
 141   return SDValue();
 142 }
 143
 144 // Use CLC to compare [Src1, Src1 + Size) with [Src2, Src2 + Size),
 145 // deciding whether to use a loop or straight-line code.
 146 static SDValue emitCLC(SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain,
 147                        SDValue Src1, SDValue Src2, uint64_t Size) {
 148   SDVTList VTs = DAG.getVTList(MVT::i32, MVT::Other);
 149   EVT PtrVT = Src1.getValueType();
 150   // A two-CLC sequence is a clear win over a loop, not least because it
 151   // needs only one branch.  A three-CLC sequence needs the same number
 152   // of branches as a loop (i.e. 2), but is shorter.  That brings us to
 153   // lengths greater than 768 bytes.  It seems relatively likely that
 154   // a difference will be found within the first 768 bytes, so we just
 155   // optimize for the smallest number of branch instructions, in order
 156   // to avoid polluting the prediction buffer too much.  A loop only ever
 157   // needs 2 branches, whereas a straight-line sequence would need 3 or more.
 158   if (Size > 3 * 256)
 159     return DAG.getNode(SystemZISD::CLC_LOOP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 160                        DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT),
 161                        DAG.getConstant(Size / 256, DL, PtrVT));
 162   return DAG.getNode(SystemZISD::CLC, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 163                      DAG.getConstant(Size, DL, PtrVT));
 164 }
 165
 166 // Convert the current CC value into an integer that is 0 if CC == 0,
 167 // less than zero if CC == 1 and greater than zero if CC >= 2.
 168 // The sequence starts with IPM, which puts CC into bits 29 and 28
 169 // of an integer and clears bits 30 and 31.
 170 static SDValue addIPMSequence(const SDLoc &DL, SDValue CCReg,
 171                               SelectionDAG &DAG) {
 172   SDValue IPM = DAG.getNode(SystemZISD::IPM, DL, MVT::i32, CCReg);
 173   SDValue SRL = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i32, IPM,
 174                             DAG.getConstant(SystemZ::IPM_CC, DL, MVT::i32));
 175   SDValue ROTL = DAG.getNode(ISD::ROTL, DL, MVT::i32, SRL,
 176                              DAG.getConstant(31, DL, MVT::i32));
 177   return ROTL;
 178 }
 179
 180 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForMemcmp(
 181     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Src1,
 182     SDValue Src2, SDValue Size, MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 183     MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 184   if (auto *CSize = dyn_cast<ConstantSDNode>(Size)) {
 185     uint64_t Bytes = CSize->getZExtValue();
 186     assert(Bytes > 0 && "Caller should have handled 0-size case");
 187     SDValue CCReg = emitCLC(DAG, DL, Chain, Src1, Src2, Bytes);
 188     Chain = CCReg.getValue(1);
 189     return std::make_pair(addIPMSequence(DL, CCReg, DAG), Chain);
 190   }
 191   return std::make_pair(SDValue(), SDValue());
 192 }
 193
 194 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForMemchr(
 195     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Src,
 196     SDValue Char, SDValue Length, MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 197   // Use SRST to find the character.  End is its address on success.
 198   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 199   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::i32, MVT::Other);
 200   Length = DAG.getZExtOrTrunc(Length, DL, PtrVT);
 201   Char = DAG.getZExtOrTrunc(Char, DL, MVT::i32);
 202   Char = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MVT::i32, Char,
 203                      DAG.getConstant(255, DL, MVT::i32));
 204   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, Length);
 205   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 206                             Limit, Src, Char);
 207   SDValue CCReg = End.getValue(1);
 208   Chain = End.getValue(2);
 209
 210   // Now select between End and null, depending on whether the character
 211   // was found.
 212   SDValue Ops[] = {End, DAG.getConstant(0, DL, PtrVT),
 213                    DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST, DL, MVT::i32),
 214                    DAG.getConstant(SystemZ::CCMASK_SRST_FOUND, DL, MVT::i32),
 215                    CCReg};
 216   End = DAG.getNode(SystemZISD::SELECT_CCMASK, DL, PtrVT, Ops);
 217   return std::make_pair(End, Chain);
 218 }
 219
 220 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForStrcpy(
 221     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Dest,
 222     SDValue Src, MachinePointerInfo DestPtrInfo, MachinePointerInfo SrcPtrInfo,
 223     bool isStpcpy) const {
 224   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Dest.getValueType(), MVT::Other);
 225   SDValue EndDest = DAG.getNode(SystemZISD::STPCPY, DL, VTs, Chain, Dest, Src,
 226                                 DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 227   return std::make_pair(isStpcpy ? EndDest : Dest, EndDest.getValue(1));
 228 }
 229
 230 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForStrcmp(
 231     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Src1,
 232     SDValue Src2, MachinePointerInfo Op1PtrInfo,
 233     MachinePointerInfo Op2PtrInfo) const {
 234   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Src1.getValueType(), MVT::i32, MVT::Other);
 235   SDValue Unused = DAG.getNode(SystemZISD::STRCMP, DL, VTs, Chain, Src1, Src2,
 236                                DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 237   SDValue CCReg = Unused.getValue(1);
 238   Chain = Unused.getValue(2);
 239   return std::make_pair(addIPMSequence(DL, CCReg, DAG), Chain);
 240 }
 241
 242 // Search from Src for a null character, stopping once Src reaches Limit.
 243 // Return a pair of values, the first being the number of nonnull characters
 244 // and the second being the out chain.
 245 //
 246 // This can be used for strlen by setting Limit to 0.
 247 static std::pair<SDValue, SDValue> getBoundedStrlen(SelectionDAG &DAG,
 248                                                     const SDLoc &DL,
 249                                                     SDValue Chain, SDValue Src,
 250                                                     SDValue Limit) {
 251   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 252   SDVTList VTs = DAG.getVTList(PtrVT, MVT::i32, MVT::Other);
 253   SDValue End = DAG.getNode(SystemZISD::SEARCH_STRING, DL, VTs, Chain,
 254                             Limit, Src, DAG.getConstant(0, DL, MVT::i32));
 255   Chain = End.getValue(2);
 256   SDValue Len = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, PtrVT, End, Src);
 257   return std::make_pair(Len, Chain);
 258 }
 259
 260 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForStrlen(
 261     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Src,
 262     MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 263   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 264   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, DAG.getConstant(0, DL, PtrVT));
 265 }
 266
 267 std::pair<SDValue, SDValue> SystemZSelectionDAGInfo::EmitTargetCodeForStrnlen(
 268     SelectionDAG &DAG, const SDLoc &DL, SDValue Chain, SDValue Src,
 269     SDValue MaxLength, MachinePointerInfo SrcPtrInfo) const {
 270   EVT PtrVT = Src.getValueType();
 271   MaxLength = DAG.getZExtOrTrunc(MaxLength, DL, PtrVT);
 272   SDValue Limit = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Src, MaxLength);
 273   return getBoundedStrlen(DAG, DL, Chain, Src, Limit);
 274 }