lib/Target/XCore/XCoreInstrInfo.cpp

   1 //===- XCoreInstrInfo.cpp - XCore 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 XCore implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "XCoreMachineFunctionInfo.h"
  15 #include "XCoreInstrInfo.h"
  16 #include "XCore.h"
  17 #include "llvm/MC/MCContext.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  21 #include "XCoreGenInstrInfo.inc"
  22 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  23 #include "llvm/Support/Debug.h"
  24 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27 namespace XCore {
  28
  29   // XCore Condition Codes
  30   enum CondCode {
  31     COND_TRUE,
  32     COND_FALSE,
  33     COND_INVALID
  34   };
  35 }
  36 }
  37
  38 using namespace llvm;
  39
  40 XCoreInstrInfo::XCoreInstrInfo()
  41   : TargetInstrInfoImpl(XCoreInsts, array_lengthof(XCoreInsts)),
  42     RI(*this) {
  43 }
  44
  45 static bool isZeroImm(const MachineOperand &op) {
  46   return op.isImm() && op.getImm() == 0;
  47 }
  48
  49 /// Return true if the instruction is a register to register move and
  50 /// leave the source and dest operands in the passed parameters.
  51 ///
  52 bool XCoreInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr &MI,
  53                                  unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
  54                                  unsigned &SrcSR, unsigned &DstSR) const {
  55   SrcSR = DstSR = 0; // No sub-registers.
  56
  57   // We look for 4 kinds of patterns here:
  58   // add dst, src, 0
  59   // sub dst, src, 0
  60   // or dst, src, src
  61   // and dst, src, src
  62   if ((MI.getOpcode() == XCore::ADD_2rus || MI.getOpcode() == XCore::SUB_2rus)
  63       && isZeroImm(MI.getOperand(2))) {
  64     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
  65     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
  66     return true;
  67   } else if ((MI.getOpcode() == XCore::OR_3r || MI.getOpcode() == XCore::AND_3r)
  68       && MI.getOperand(1).getReg() == MI.getOperand(2).getReg()) {
  69     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
  70     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
  71     return true;
  72   }
  73   return false;
  74 }
  75
  76 /// isLoadFromStackSlot - If the specified machine instruction is a direct
  77 /// load from a stack slot, return the virtual or physical register number of
  78 /// the destination along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
  79 /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
  80 /// any side effects other than loading from the stack slot.
  81 unsigned
  82 XCoreInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const{
  83   int Opcode = MI->getOpcode();
  84   if (Opcode == XCore::LDWFI)
  85   {
  86     if ((MI->getOperand(1).isFI()) && // is a stack slot
  87         (MI->getOperand(2).isImm()) &&  // the imm is zero
  88         (isZeroImm(MI->getOperand(2))))
  89     {
  90       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
  91       return MI->getOperand(0).getReg();
  92     }
  93   }
  94   return 0;
  95 }
  96
  97   /// isStoreToStackSlot - If the specified machine instruction is a direct
  98   /// store to a stack slot, return the virtual or physical register number of
  99   /// the source reg along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
 100   /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
 101   /// any side effects other than storing to the stack slot.
 102 unsigned
 103 XCoreInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
 104                                    int &FrameIndex) const {
 105   int Opcode = MI->getOpcode();
 106   if (Opcode == XCore::STWFI)
 107   {
 108     if ((MI->getOperand(1).isFI()) && // is a stack slot
 109         (MI->getOperand(2).isImm()) &&  // the imm is zero
 110         (isZeroImm(MI->getOperand(2))))
 111     {
 112       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
 113       return MI->getOperand(0).getReg();
 114     }
 115   }
 116   return 0;
 117 }
 118
 119 //===----------------------------------------------------------------------===//
 120 // Branch Analysis
 121 //===----------------------------------------------------------------------===//
 122
 123 static inline bool IsBRU(unsigned BrOpc) {
 124   return BrOpc == XCore::BRFU_u6
 125       || BrOpc == XCore::BRFU_lu6
 126       || BrOpc == XCore::BRBU_u6
 127       || BrOpc == XCore::BRBU_lu6;
 128 }
 129
 130 static inline bool IsBRT(unsigned BrOpc) {
 131   return BrOpc == XCore::BRFT_ru6
 132       || BrOpc == XCore::BRFT_lru6
 133       || BrOpc == XCore::BRBT_ru6
 134       || BrOpc == XCore::BRBT_lru6;
 135 }
 136
 137 static inline bool IsBRF(unsigned BrOpc) {
 138   return BrOpc == XCore::BRFF_ru6
 139       || BrOpc == XCore::BRFF_lru6
 140       || BrOpc == XCore::BRBF_ru6
 141       || BrOpc == XCore::BRBF_lru6;
 142 }
 143
 144 static inline bool IsCondBranch(unsigned BrOpc) {
 145   return IsBRF(BrOpc) || IsBRT(BrOpc);
 146 }
 147
 148 static inline bool IsBR_JT(unsigned BrOpc) {
 149   return BrOpc == XCore::BR_JT
 150       || BrOpc == XCore::BR_JT32;
 151 }
 152
 153 /// GetCondFromBranchOpc - Return the XCore CC that matches
 154 /// the correspondent Branch instruction opcode.
 155 static XCore::CondCode GetCondFromBranchOpc(unsigned BrOpc)
 156 {
 157   if (IsBRT(BrOpc)) {
 158     return XCore::COND_TRUE;
 159   } else if (IsBRF(BrOpc)) {
 160     return XCore::COND_FALSE;
 161   } else {
 162     return XCore::COND_INVALID;
 163   }
 164 }
 165
 166 /// GetCondBranchFromCond - Return the Branch instruction
 167 /// opcode that matches the cc.
 168 static inline unsigned GetCondBranchFromCond(XCore::CondCode CC)
 169 {
 170   switch (CC) {
 171   default: llvm_unreachable("Illegal condition code!");
 172   case XCore::COND_TRUE   : return XCore::BRFT_lru6;
 173   case XCore::COND_FALSE  : return XCore::BRFF_lru6;
 174   }
 175 }
 176
 177 /// GetOppositeBranchCondition - Return the inverse of the specified
 178 /// condition, e.g. turning COND_E to COND_NE.
 179 static inline XCore::CondCode GetOppositeBranchCondition(XCore::CondCode CC)
 180 {
 181   switch (CC) {
 182   default: llvm_unreachable("Illegal condition code!");
 183   case XCore::COND_TRUE   : return XCore::COND_FALSE;
 184   case XCore::COND_FALSE  : return XCore::COND_TRUE;
 185   }
 186 }
 187
 188 /// AnalyzeBranch - Analyze the branching code at the end of MBB, returning
 189 /// true if it cannot be understood (e.g. it's a switch dispatch or isn't
 190 /// implemented for a target).  Upon success, this returns false and returns
 191 /// with the following information in various cases:
 192 ///
 193 /// 1. If this block ends with no branches (it just falls through to its succ)
 194 ///    just return false, leaving TBB/FBB null.
 195 /// 2. If this block ends with only an unconditional branch, it sets TBB to be
 196 ///    the destination block.
 197 /// 3. If this block ends with an conditional branch and it falls through to
 198 ///    an successor block, it sets TBB to be the branch destination block and a
 199 ///    list of operands that evaluate the condition. These
 200 ///    operands can be passed to other TargetInstrInfo methods to create new
 201 ///    branches.
 202 /// 4. If this block ends with an conditional branch and an unconditional
 203 ///    block, it returns the 'true' destination in TBB, the 'false' destination
 204 ///    in FBB, and a list of operands that evaluate the condition. These
 205 ///    operands can be passed to other TargetInstrInfo methods to create new
 206 ///    branches.
 207 ///
 208 /// Note that RemoveBranch and InsertBranch must be implemented to support
 209 /// cases where this method returns success.
 210 ///
 211 bool
 212 XCoreInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
 213                               MachineBasicBlock *&FBB,
 214                               SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 215                               bool AllowModify) const {
 216   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
 217   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 218   if (I == MBB.begin())
 219     return false;
 220   --I;
 221   while (I->isDebugValue()) {
 222     if (I == MBB.begin())
 223       return false;
 224     --I;
 225   }
 226   if (!isUnpredicatedTerminator(I))
 227     return false;
 228
 229   // Get the last instruction in the block.
 230   MachineInstr *LastInst = I;
 231
 232   // If there is only one terminator instruction, process it.
 233   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
 234     if (IsBRU(LastInst->getOpcode())) {
 235       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
 236       return false;
 237     }
 238
 239     XCore::CondCode BranchCode = GetCondFromBranchOpc(LastInst->getOpcode());
 240     if (BranchCode == XCore::COND_INVALID)
 241       return true;  // Can't handle indirect branch.
 242
 243     // Conditional branch
 244     // Block ends with fall-through condbranch.
 245
 246     TBB = LastInst->getOperand(1).getMBB();
 247     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(BranchCode));
 248     Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
 249     return false;
 250   }
 251
 252   // Get the instruction before it if it's a terminator.
 253   MachineInstr *SecondLastInst = I;
 254
 255   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
 256   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() &&
 257       isUnpredicatedTerminator(--I))
 258     return true;
 259
 260   unsigned SecondLastOpc    = SecondLastInst->getOpcode();
 261   XCore::CondCode BranchCode = GetCondFromBranchOpc(SecondLastOpc);
 262
 263   // If the block ends with conditional branch followed by unconditional,
 264   // handle it.
 265   if (BranchCode != XCore::COND_INVALID
 266     && IsBRU(LastInst->getOpcode())) {
 267
 268     TBB = SecondLastInst->getOperand(1).getMBB();
 269     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(BranchCode));
 270     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(0));
 271
 272     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
 273     return false;
 274   }
 275
 276   // If the block ends with two unconditional branches, handle it.  The second
 277   // one is not executed, so remove it.
 278   if (IsBRU(SecondLastInst->getOpcode()) &&
 279       IsBRU(LastInst->getOpcode())) {
 280     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
 281     I = LastInst;
 282     if (AllowModify)
 283       I->eraseFromParent();
 284     return false;
 285   }
 286
 287   // Likewise if it ends with a branch table followed by an unconditional branch.
 288   if (IsBR_JT(SecondLastInst->getOpcode()) && IsBRU(LastInst->getOpcode())) {
 289     I = LastInst;
 290     if (AllowModify)
 291       I->eraseFromParent();
 292     return true;
 293   }
 294
 295   // Otherwise, can't handle this.
 296   return true;
 297 }
 298
 299 unsigned
 300 XCoreInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *TBB,
 301                              MachineBasicBlock *FBB,
 302                              const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 303                              DebugLoc DL)const{
 304   // Shouldn't be a fall through.
 305   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
 306   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
 307          "Unexpected number of components!");
 308
 309   if (FBB == 0) { // One way branch.
 310     if (Cond.empty()) {
 311       // Unconditional branch
 312       BuildMI(&MBB, DL, get(XCore::BRFU_lu6)).addMBB(TBB);
 313     } else {
 314       // Conditional branch.
 315       unsigned Opc = GetCondBranchFromCond((XCore::CondCode)Cond[0].getImm());
 316       BuildMI(&MBB, DL, get(Opc)).addReg(Cond[1].getReg())
 317                              .addMBB(TBB);
 318     }
 319     return 1;
 320   }
 321
 322   // Two-way Conditional branch.
 323   assert(Cond.size() == 2 && "Unexpected number of components!");
 324   unsigned Opc = GetCondBranchFromCond((XCore::CondCode)Cond[0].getImm());
 325   BuildMI(&MBB, DL, get(Opc)).addReg(Cond[1].getReg())
 326                          .addMBB(TBB);
 327   BuildMI(&MBB, DL, get(XCore::BRFU_lu6)).addMBB(FBB);
 328   return 2;
 329 }
 330
 331 unsigned
 332 XCoreInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
 333   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 334   if (I == MBB.begin()) return 0;
 335   --I;
 336   while (I->isDebugValue()) {
 337     if (I == MBB.begin())
 338       return 0;
 339     --I;
 340   }
 341   if (!IsBRU(I->getOpcode()) && !IsCondBranch(I->getOpcode()))
 342     return 0;
 343
 344   // Remove the branch.
 345   I->eraseFromParent();
 346
 347   I = MBB.end();
 348
 349   if (I == MBB.begin()) return 1;
 350   --I;
 351   if (!IsCondBranch(I->getOpcode()))
 352     return 1;
 353
 354   // Remove the branch.
 355   I->eraseFromParent();
 356   return 2;
 357 }
 358
 359 bool XCoreInstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
 360                                   MachineBasicBlock::iterator I,
 361                                   unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 362                                   const TargetRegisterClass *DestRC,
 363                                   const TargetRegisterClass *SrcRC,
 364                                   DebugLoc DL) const {
 365
 366   if (DestRC == SrcRC) {
 367     if (DestRC == XCore::GRRegsRegisterClass) {
 368       BuildMI(MBB, I, DL, get(XCore::ADD_2rus), DestReg)
 369         .addReg(SrcReg)
 370         .addImm(0);
 371       return true;
 372     } else {
 373       return false;
 374     }
 375   }
 376
 377   if (SrcRC == XCore::RRegsRegisterClass && SrcReg == XCore::SP &&
 378     DestRC == XCore::GRRegsRegisterClass) {
 379     BuildMI(MBB, I, DL, get(XCore::LDAWSP_ru6), DestReg)
 380       .addImm(0);
 381     return true;
 382   }
 383   if (DestRC == XCore::RRegsRegisterClass && DestReg == XCore::SP &&
 384     SrcRC == XCore::GRRegsRegisterClass) {
 385     BuildMI(MBB, I, DL, get(XCore::SETSP_1r))
 386       .addReg(SrcReg);
 387     return true;
 388   }
 389   return false;
 390 }
 391
 392 void XCoreInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 393                                          MachineBasicBlock::iterator I,
 394                                          unsigned SrcReg, bool isKill,
 395                                          int FrameIndex,
 396                                          const TargetRegisterClass *RC,
 397                                          const TargetRegisterInfo *TRI) const
 398 {
 399   DebugLoc DL;
 400   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
 401   BuildMI(MBB, I, DL, get(XCore::STWFI))
 402     .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
 403     .addFrameIndex(FrameIndex)
 404     .addImm(0);
 405 }
 406
 407 void XCoreInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 408                                           MachineBasicBlock::iterator I,
 409                                           unsigned DestReg, int FrameIndex,
 410                                           const TargetRegisterClass *RC,
 411                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const
 412 {
 413   DebugLoc DL;
 414   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
 415   BuildMI(MBB, I, DL, get(XCore::LDWFI), DestReg)
 416     .addFrameIndex(FrameIndex)
 417     .addImm(0);
 418 }
 419
 420 bool XCoreInstrInfo::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 421                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
 422                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
 423                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 424   if (CSI.empty()) {
 425     return true;
 426   }
 427   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 428   XCoreFunctionInfo *XFI = MF->getInfo<XCoreFunctionInfo>();
 429
 430   bool emitFrameMoves = XCoreRegisterInfo::needsFrameMoves(*MF);
 431
 432   DebugLoc DL;
 433   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
 434
 435   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator it = CSI.begin();
 436                                                     it != CSI.end(); ++it) {
 437     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
 438     MBB.addLiveIn(it->getReg());
 439
 440     unsigned Reg = it->getReg();
 441     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
 442     storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true,
 443                         it->getFrameIdx(), RC, &RI);
 444     if (emitFrameMoves) {
 445       MCSymbol *SaveLabel = MF->getContext().CreateTempSymbol();
 446       BuildMI(MBB, MI, DL, get(XCore::DBG_LABEL)).addSym(SaveLabel);
 447       XFI->getSpillLabels().push_back(std::make_pair(SaveLabel, *it));
 448     }
 449   }
 450   return true;
 451 }
 452
 453 bool XCoreInstrInfo::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 454                                          MachineBasicBlock::iterator MI,
 455                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
 456                                             const TargetRegisterInfo *TRI) const
 457 {
 458   bool AtStart = MI == MBB.begin();
 459   MachineBasicBlock::iterator BeforeI = MI;
 460   if (!AtStart)
 461     --BeforeI;
 462   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator it = CSI.begin();
 463                                                     it != CSI.end(); ++it) {
 464     unsigned Reg = it->getReg();
 465     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
 466     loadRegFromStackSlot(MBB, MI, it->getReg(),
 467                                   it->getFrameIdx(),
 468                          RC, &RI);
 469     assert(MI != MBB.begin() &&
 470            "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
 471     // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert multiple
 472     // instructions.
 473     if (AtStart)
 474       MI = MBB.begin();
 475     else {
 476       MI = BeforeI;
 477       ++MI;
 478     }
 479   }
 480   return true;
 481 }
 482
 483 /// ReverseBranchCondition - Return the inverse opcode of the
 484 /// specified Branch instruction.
 485 bool XCoreInstrInfo::
 486 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const
 487 {
 488   assert((Cond.size() == 2) &&
 489           "Invalid XCore branch condition!");
 490   Cond[0].setImm(GetOppositeBranchCondition((XCore::CondCode)Cond[0].getImm()));
 491   return false;
 492 }