lib/CodeGen/SelectionDAG/FastISel.cpp

   1 //===-- FastISel.cpp - Implementation of the FastISel class ---------------===//
   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 implementation of the FastISel class.
  11 //
  12 // "Fast" instruction selection is designed to emit very poor code quickly.
  13 // Also, it is not designed to be able to do much lowering, so most illegal
  14 // types (e.g. i64 on 32-bit targets) and operations are not supported.  It is
  15 // also not intended to be able to do much optimization, except in a few cases
  16 // where doing optimizations reduces overall compile time.  For example, folding
  17 // constants into immediate fields is often done, because it's cheap and it
  18 // reduces the number of instructions later phases have to examine.
  19 //
  20 // "Fast" instruction selection is able to fail gracefully and transfer
  21 // control to the SelectionDAG selector for operations that it doesn't
  22 // support.  In many cases, this allows us to avoid duplicating a lot of
  23 // the complicated lowering logic that SelectionDAG currently has.
  24 //
  25 // The intended use for "fast" instruction selection is "-O0" mode
  26 // compilation, where the quality of the generated code is irrelevant when
  27 // weighed against the speed at which the code can be generated.  Also,
  28 // at -O0, the LLVM optimizers are not running, and this makes the
  29 // compile time of codegen a much higher portion of the overall compile
  30 // time.  Despite its limitations, "fast" instruction selection is able to
  31 // handle enough code on its own to provide noticeable overall speedups
  32 // in -O0 compiles.
  33 //
  34 // Basic operations are supported in a target-independent way, by reading
  35 // the same instruction descriptions that the SelectionDAG selector reads,
  36 // and identifying simple arithmetic operations that can be directly selected
  37 // from simple operators.  More complicated operations currently require
  38 // target-specific code.
  39 //
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 #define DEBUG_TYPE "isel"
  43 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  44 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  45 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  46 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  52 #include "llvm/DebugInfo.h"
  53 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  54 #include "llvm/IR/Function.h"
  55 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  56 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  57 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  58 #include "llvm/IR/Operator.h"
  59 #include "llvm/Support/Debug.h"
  60 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  61 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  62 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  63 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  64 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  65 using namespace llvm;
  66
  67 STATISTIC(NumFastIselSuccessIndependent, "Number of insts selected by "
  68           "target-independent selector");
  69 STATISTIC(NumFastIselSuccessTarget, "Number of insts selected by "
  70           "target-specific selector");
  71 STATISTIC(NumFastIselDead, "Number of dead insts removed on failure");
  72
  73 /// startNewBlock - Set the current block to which generated machine
  74 /// instructions will be appended, and clear the local CSE map.
  75 ///
  76 void FastISel::startNewBlock() {
  77   LocalValueMap.clear();
  78
  79   // Instructions are appended to FuncInfo.MBB. If the basic block already
  80   // contains labels or copies, use the last instruction as the last local
  81   // value.
  82   EmitStartPt = 0;
  83   if (!FuncInfo.MBB->empty())
  84     EmitStartPt = &FuncInfo.MBB->back();
  85   LastLocalValue = EmitStartPt;
  86 }
  87
  88 bool FastISel::LowerArguments() {
  89   if (!FuncInfo.CanLowerReturn)
  90     // Fallback to SDISel argument lowering code to deal with sret pointer
  91     // parameter.
  92     return false;
  93
  94   if (!FastLowerArguments())
  95     return false;
  96
  97   // Enter arguments into ValueMap for uses in non-entry BBs.
  98   for (Function::const_arg_iterator I = FuncInfo.Fn->arg_begin(),
  99          E = FuncInfo.Fn->arg_end(); I != E; ++I) {
 100     DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator VI = LocalValueMap.find(I);
 101     assert(VI != LocalValueMap.end() && "Missed an argument?");
 102     FuncInfo.ValueMap[I] = VI->second;
 103   }
 104   return true;
 105 }
 106
 107 void FastISel::flushLocalValueMap() {
 108   LocalValueMap.clear();
 109   LastLocalValue = EmitStartPt;
 110   recomputeInsertPt();
 111 }
 112
 113 bool FastISel::hasTrivialKill(const Value *V) const {
 114   // Don't consider constants or arguments to have trivial kills.
 115   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 116   if (!I)
 117     return false;
 118
 119   // No-op casts are trivially coalesced by fast-isel.
 120   if (const CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(I))
 121     if (Cast->isNoopCast(TD.getIntPtrType(Cast->getContext())) &&
 122         !hasTrivialKill(Cast->getOperand(0)))
 123       return false;
 124
 125   // GEPs with all zero indices are trivially coalesced by fast-isel.
 126   if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I))
 127     if (GEP->hasAllZeroIndices() && !hasTrivialKill(GEP->getOperand(0)))
 128       return false;
 129
 130   // Only instructions with a single use in the same basic block are considered
 131   // to have trivial kills.
 132   return I->hasOneUse() &&
 133          !(I->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
 134            I->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
 135            I->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) &&
 136          cast<Instruction>(*I->use_begin())->getParent() == I->getParent();
 137 }
 138
 139 unsigned FastISel::getRegForValue(const Value *V) {
 140   EVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
 141   // Don't handle non-simple values in FastISel.
 142   if (!RealVT.isSimple())
 143     return 0;
 144
 145   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
 146   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
 147   // of whether FastISel can handle them.
 148   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
 149   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 150     // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
 151     if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
 152       VT = TLI.getTypeToTransformTo(V->getContext(), VT).getSimpleVT();
 153     else
 154       return 0;
 155   }
 156
 157   // Look up the value to see if we already have a register for it.
 158   unsigned Reg = lookUpRegForValue(V);
 159   if (Reg != 0)
 160     return Reg;
 161
 162   // In bottom-up mode, just create the virtual register which will be used
 163   // to hold the value. It will be materialized later.
 164   if (isa<Instruction>(V) &&
 165       (!isa<AllocaInst>(V) ||
 166        !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(V))))
 167     return FuncInfo.InitializeRegForValue(V);
 168
 169   SavePoint SaveInsertPt = enterLocalValueArea();
 170
 171   // Materialize the value in a register. Emit any instructions in the
 172   // local value area.
 173   Reg = materializeRegForValue(V, VT);
 174
 175   leaveLocalValueArea(SaveInsertPt);
 176
 177   return Reg;
 178 }
 179
 180 /// materializeRegForValue - Helper for getRegForValue. This function is
 181 /// called when the value isn't already available in a register and must
 182 /// be materialized with new instructions.
 183 unsigned FastISel::materializeRegForValue(const Value *V, MVT VT) {
 184   unsigned Reg = 0;
 185
 186   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 187     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
 188       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
 189   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
 190     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
 191   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
 192     // Translate this as an integer zero so that it can be
 193     // local-CSE'd with actual integer zeros.
 194     Reg =
 195       getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType(V->getContext())));
 196   } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 197     if (CF->isNullValue()) {
 198       Reg = TargetMaterializeFloatZero(CF);
 199     } else {
 200       // Try to emit the constant directly.
 201       Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
 202     }
 203
 204     if (!Reg) {
 205       // Try to emit the constant by using an integer constant with a cast.
 206       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
 207       EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 208
 209       uint64_t x[2];
 210       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 211       bool isExact;
 212       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 213                                   APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 214       if (isExact) {
 215         APInt IntVal(IntBitWidth, x);
 216
 217         unsigned IntegerReg =
 218           getRegForValue(ConstantInt::get(V->getContext(), IntVal));
 219         if (IntegerReg != 0)
 220           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP,
 221                            IntegerReg, /*Kill=*/false);
 222       }
 223     }
 224   } else if (const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V)) {
 225     if (!SelectOperator(Op, Op->getOpcode()))
 226       if (!isa<Instruction>(Op) ||
 227           !TargetSelectInstruction(cast<Instruction>(Op)))
 228         return 0;
 229     Reg = lookUpRegForValue(Op);
 230   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
 231     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 232     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 233             TII.get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Reg);
 234   }
 235
 236   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
 237   // code a try.
 238   if (!Reg && isa<Constant>(V))
 239     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
 240
 241   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
 242   // To do so would require tracking what uses they dominate.
 243   if (Reg != 0) {
 244     LocalValueMap[V] = Reg;
 245     LastLocalValue = MRI.getVRegDef(Reg);
 246   }
 247   return Reg;
 248 }
 249
 250 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(const Value *V) {
 251   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
 252   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
 253   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
 254   // def-dominates-use requirement enforced.
 255   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(V);
 256   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
 257     return I->second;
 258   return LocalValueMap[V];
 259 }
 260
 261 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
 262 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
 263 /// determined register.
 264 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
 265 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
 266 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
 267 void FastISel::UpdateValueMap(const Value *I, unsigned Reg, unsigned NumRegs) {
 268   if (!isa<Instruction>(I)) {
 269     LocalValueMap[I] = Reg;
 270     return;
 271   }
 272
 273   unsigned &AssignedReg = FuncInfo.ValueMap[I];
 274   if (AssignedReg == 0)
 275     // Use the new register.
 276     AssignedReg = Reg;
 277   else if (Reg != AssignedReg) {
 278     // Arrange for uses of AssignedReg to be replaced by uses of Reg.
 279     for (unsigned i = 0; i < NumRegs; i++)
 280       FuncInfo.RegFixups[AssignedReg+i] = Reg+i;
 281
 282     AssignedReg = Reg;
 283   }
 284 }
 285
 286 std::pair<unsigned, bool> FastISel::getRegForGEPIndex(const Value *Idx) {
 287   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
 288   if (IdxN == 0)
 289     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 290     return std::pair<unsigned, bool>(0, false);
 291
 292   bool IdxNIsKill = hasTrivialKill(Idx);
 293
 294   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
 295   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
 296   EVT IdxVT = EVT::getEVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
 297   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT)) {
 298     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::SIGN_EXTEND,
 299                       IdxN, IdxNIsKill);
 300     IdxNIsKill = true;
 301   }
 302   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT)) {
 303     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::TRUNCATE,
 304                       IdxN, IdxNIsKill);
 305     IdxNIsKill = true;
 306   }
 307   return std::pair<unsigned, bool>(IdxN, IdxNIsKill);
 308 }
 309
 310 void FastISel::recomputeInsertPt() {
 311   if (getLastLocalValue()) {
 312     FuncInfo.InsertPt = getLastLocalValue();
 313     FuncInfo.MBB = FuncInfo.InsertPt->getParent();
 314     ++FuncInfo.InsertPt;
 315   } else
 316     FuncInfo.InsertPt = FuncInfo.MBB->getFirstNonPHI();
 317
 318   // Now skip past any EH_LABELs, which must remain at the beginning.
 319   while (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->end() &&
 320          FuncInfo.InsertPt->getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL)
 321     ++FuncInfo.InsertPt;
 322 }
 323
 324 void FastISel::removeDeadCode(MachineBasicBlock::iterator I,
 325                               MachineBasicBlock::iterator E) {
 326   assert (I && E && std::distance(I, E) > 0 && "Invalid iterator!");
 327   while (I != E) {
 328     MachineInstr *Dead = &*I;
 329     ++I;
 330     Dead->eraseFromParent();
 331     ++NumFastIselDead;
 332   }
 333   recomputeInsertPt();
 334 }
 335
 336 FastISel::SavePoint FastISel::enterLocalValueArea() {
 337   MachineBasicBlock::iterator OldInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 338   DebugLoc OldDL = DL;
 339   recomputeInsertPt();
 340   DL = DebugLoc();
 341   SavePoint SP = { OldInsertPt, OldDL };
 342   return SP;
 343 }
 344
 345 void FastISel::leaveLocalValueArea(SavePoint OldInsertPt) {
 346   if (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->begin())
 347     LastLocalValue = llvm::prior(FuncInfo.InsertPt);
 348
 349   // Restore the previous insert position.
 350   FuncInfo.InsertPt = OldInsertPt.InsertPt;
 351   DL = OldInsertPt.DL;
 352 }
 353
 354 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
 355 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
 356 ///
 357 bool FastISel::SelectBinaryOp(const User *I, unsigned ISDOpcode) {
 358   EVT VT = EVT::getEVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
 359   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
 360     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 361     return false;
 362
 363   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
 364   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
 365   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
 366   // support it.
 367   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 368     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
 369     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
 370     if (VT == MVT::i1 &&
 371         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
 372          ISDOpcode == ISD::XOR))
 373       VT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), VT);
 374     else
 375       return false;
 376   }
 377
 378   // Check if the first operand is a constant, and handle it as "ri".  At -O0,
 379   // we don't have anything that canonicalizes operand order.
 380   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0)))
 381     if (isa<Instruction>(I) && cast<Instruction>(I)->isCommutative()) {
 382       unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 383       if (Op1 == 0) return false;
 384
 385       bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
 386
 387       unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op1,
 388                                         Op1IsKill, CI->getZExtValue(),
 389                                         VT.getSimpleVT());
 390       if (ResultReg == 0) return false;
 391
 392       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 393       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 394       return true;
 395     }
 396
 397
 398   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 399   if (Op0 == 0)   // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 400     return false;
 401
 402   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 403
 404   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
 405   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 406     uint64_t Imm = CI->getZExtValue();
 407
 408     // Transform "sdiv exact X, 8" -> "sra X, 3".
 409     if (ISDOpcode == ISD::SDIV && isa<BinaryOperator>(I) &&
 410         cast<BinaryOperator>(I)->isExact() &&
 411         isPowerOf2_64(Imm)) {
 412       Imm = Log2_64(Imm);
 413       ISDOpcode = ISD::SRA;
 414     }
 415
 416     // Transform "urem x, pow2" -> "and x, pow2-1".
 417     if (ISDOpcode == ISD::UREM && isa<BinaryOperator>(I) &&
 418         isPowerOf2_64(Imm)) {
 419       --Imm;
 420       ISDOpcode = ISD::AND;
 421     }
 422
 423     unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op0,
 424                                       Op0IsKill, Imm, VT.getSimpleVT());
 425     if (ResultReg == 0) return false;
 426
 427     // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 428     UpdateValueMap(I, ResultReg);
 429     return true;
 430   }
 431
 432   // Check if the second operand is a constant float.
 433   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
 434     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 435                                      ISDOpcode, Op0, Op0IsKill, CF);
 436     if (ResultReg != 0) {
 437       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 438       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 439       return true;
 440     }
 441   }
 442
 443   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 444   if (Op1 == 0)
 445     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 446     return false;
 447
 448   bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
 449
 450   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
 451   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 452                                    ISDOpcode,
 453                                    Op0, Op0IsKill,
 454                                    Op1, Op1IsKill);
 455   if (ResultReg == 0)
 456     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
 457     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
 458     return false;
 459
 460   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 461   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 462   return true;
 463 }
 464
 465 bool FastISel::SelectGetElementPtr(const User *I) {
 466   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
 467   if (N == 0)
 468     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 469     return false;
 470
 471   bool NIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 472
 473   // Keep a running tab of the total offset to coalesce multiple N = N + Offset
 474   // into a single N = N + TotalOffset.
 475   uint64_t TotalOffs = 0;
 476   // FIXME: What's a good SWAG number for MaxOffs?
 477   uint64_t MaxOffs = 2048;
 478   Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 479   MVT VT = TLI.getPointerTy();
 480   for (GetElementPtrInst::const_op_iterator OI = I->op_begin()+1,
 481        E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
 482     const Value *Idx = *OI;
 483     if (StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 484       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
 485       if (Field) {
 486         // N = N + Offset
 487         TotalOffs += TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
 488         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
 489           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 490           if (N == 0)
 491             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 492             return false;
 493           NIsKill = true;
 494           TotalOffs = 0;
 495         }
 496       }
 497       Ty = StTy->getElementType(Field);
 498     } else {
 499       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
 500
 501       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
 502       if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 503         if (CI->isZero()) continue;
 504         // N = N + Offset
 505         TotalOffs +=
 506           TD.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
 507         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
 508           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 509           if (N == 0)
 510             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 511             return false;
 512           NIsKill = true;
 513           TotalOffs = 0;
 514         }
 515         continue;
 516       }
 517       if (TotalOffs) {
 518         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 519         if (N == 0)
 520           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 521           return false;
 522         NIsKill = true;
 523         TotalOffs = 0;
 524       }
 525
 526       // N = N + Idx * ElementSize;
 527       uint64_t ElementSize = TD.getTypeAllocSize(Ty);
 528       std::pair<unsigned, bool> Pair = getRegForGEPIndex(Idx);
 529       unsigned IdxN = Pair.first;
 530       bool IdxNIsKill = Pair.second;
 531       if (IdxN == 0)
 532         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 533         return false;
 534
 535       if (ElementSize != 1) {
 536         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, IdxNIsKill, ElementSize, VT);
 537         if (IdxN == 0)
 538           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 539           return false;
 540         IdxNIsKill = true;
 541       }
 542       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, NIsKill, IdxN, IdxNIsKill);
 543       if (N == 0)
 544         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 545         return false;
 546     }
 547   }
 548   if (TotalOffs) {
 549     N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 550     if (N == 0)
 551       // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 552       return false;
 553   }
 554
 555   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 556   UpdateValueMap(I, N);
 557   return true;
 558 }
 559
 560 bool FastISel::SelectCall(const User *I) {
 561   const CallInst *Call = cast<CallInst>(I);
 562
 563   // Handle simple inline asms.
 564   if (const InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(Call->getCalledValue())) {
 565     // Don't attempt to handle constraints.
 566     if (!IA->getConstraintString().empty())
 567       return false;
 568
 569     unsigned ExtraInfo = 0;
 570     if (IA->hasSideEffects())
 571       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_HasSideEffects;
 572     if (IA->isAlignStack())
 573       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_IsAlignStack;
 574
 575     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 576             TII.get(TargetOpcode::INLINEASM))
 577       .addExternalSymbol(IA->getAsmString().c_str())
 578       .addImm(ExtraInfo);
 579     return true;
 580   }
 581
 582   MachineModuleInfo &MMI = FuncInfo.MF->getMMI();
 583   ComputeUsesVAFloatArgument(*Call, &MMI);
 584
 585   const Function *F = Call->getCalledFunction();
 586   if (!F) return false;
 587
 588   // Handle selected intrinsic function calls.
 589   switch (F->getIntrinsicID()) {
 590   default: break;
 591     // At -O0 we don't care about the lifetime intrinsics.
 592   case Intrinsic::lifetime_start:
 593   case Intrinsic::lifetime_end:
 594     // The donothing intrinsic does, well, nothing.
 595   case Intrinsic::donothing:
 596     return true;
 597
 598   case Intrinsic::dbg_declare: {
 599     const DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(Call);
 600     DIVariable DIVar(DI->getVariable());
 601     assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
 602       "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
 603     if (!DIVar ||
 604         !FuncInfo.MF->getMMI().hasDebugInfo()) {
 605       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 606       return true;
 607     }
 608
 609     const Value *Address = DI->getAddress();
 610     if (!Address || isa<UndefValue>(Address)) {
 611       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 612       return true;
 613     }
 614
 615     unsigned Offset = 0;
 616     Optional<MachineOperand> Op;
 617     if (const Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(Address))
 618       // Some arguments' frame index is recorded during argument lowering.
 619       Offset = FuncInfo.getArgumentFrameIndex(Arg);
 620     if (Offset)
 621         Op = MachineOperand::CreateFI(Offset);
 622     if (!Op)
 623       if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(Address))
 624         Op = MachineOperand::CreateReg(Reg, false);
 625
 626     // If we have a VLA that has a "use" in a metadata node that's then used
 627     // here but it has no other uses, then we have a problem. E.g.,
 628     //
 629     //   int foo (const int *x) {
 630     //     char a[*x];
 631     //     return 0;
 632     //   }
 633     //
 634     // If we assign 'a' a vreg and fast isel later on has to use the selection
 635     // DAG isel, it will want to copy the value to the vreg. However, there are
 636     // no uses, which goes counter to what selection DAG isel expects.
 637     if (!Op && !Address->use_empty() && isa<Instruction>(Address) &&
 638         (!isa<AllocaInst>(Address) ||
 639          !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(Address))))
 640       Op = MachineOperand::CreateReg(FuncInfo.InitializeRegForValue(Address),
 641                                      false);
 642
 643     if (Op) {
 644       if (Op->isReg()) {
 645         Op->setIsDebug(true);
 646         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 647                 TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE),
 648                 false, Op->getReg(), 0, DI->getVariable());
 649     } else
 650       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 651               TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE))
 652         .addOperand(*Op).addImm(0)
 653         .addMetadata(DI->getVariable());
 654     } else {
 655       // We can't yet handle anything else here because it would require
 656       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
 657       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 658     }
 659     return true;
 660   }
 661   case Intrinsic::dbg_value: {
 662     // This form of DBG_VALUE is target-independent.
 663     const DbgValueInst *DI = cast<DbgValueInst>(Call);
 664     const MCInstrDesc &II = TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE);
 665     const Value *V = DI->getValue();
 666     if (!V) {
 667       // Currently the optimizer can produce this; insert an undef to
 668       // help debugging.  Probably the optimizer should not do this.
 669       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 670         .addReg(0U).addImm(DI->getOffset())
 671         .addMetadata(DI->getVariable());
 672     } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 673       if (CI->getBitWidth() > 64)
 674         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 675           .addCImm(CI).addImm(DI->getOffset())
 676           .addMetadata(DI->getVariable());
 677       else
 678         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 679           .addImm(CI->getZExtValue()).addImm(DI->getOffset())
 680           .addMetadata(DI->getVariable());
 681     } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 682       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 683         .addFPImm(CF).addImm(DI->getOffset())
 684         .addMetadata(DI->getVariable());
 685     } else if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(V)) {
 686       // FIXME: This does not handle register-indirect values at offset 0.
 687       bool IsIndirect = DI->getOffset() != 0;
 688       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, IsIndirect,
 689               Reg, DI->getOffset(), DI->getVariable());
 690     } else {
 691       // We can't yet handle anything else here because it would require
 692       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
 693       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 694     }
 695     return true;
 696   }
 697   case Intrinsic::objectsize: {
 698     ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(Call->getArgOperand(1));
 699     unsigned long long Res = CI->isZero() ? -1ULL : 0;
 700     Constant *ResCI = ConstantInt::get(Call->getType(), Res);
 701     unsigned ResultReg = getRegForValue(ResCI);
 702     if (ResultReg == 0)
 703       return false;
 704     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
 705     return true;
 706   }
 707   case Intrinsic::expect: {
 708     unsigned ResultReg = getRegForValue(Call->getArgOperand(0));
 709     if (ResultReg == 0)
 710       return false;
 711     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
 712     return true;
 713   }
 714   }
 715
 716   // Usually, it does not make sense to initialize a value,
 717   // make an unrelated function call and use the value, because
 718   // it tends to be spilled on the stack. So, we move the pointer
 719   // to the last local value to the beginning of the block, so that
 720   // all the values which have already been materialized,
 721   // appear after the call. It also makes sense to skip intrinsics
 722   // since they tend to be inlined.
 723   if (!isa<IntrinsicInst>(Call))
 724     flushLocalValueMap();
 725
 726   // An arbitrary call. Bail.
 727   return false;
 728 }
 729
 730 bool FastISel::SelectCast(const User *I, unsigned Opcode) {
 731   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 732   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 733
 734   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 735       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
 736     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 737     return false;
 738
 739   // Check if the destination type is legal.
 740   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
 741     return false;
 742
 743   // Check if the source operand is legal.
 744   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
 745     return false;
 746
 747   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 748   if (!InputReg)
 749     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
 750     return false;
 751
 752   bool InputRegIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 753
 754   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
 755                                   DstVT.getSimpleVT(),
 756                                   Opcode,
 757                                   InputReg, InputRegIsKill);
 758   if (!ResultReg)
 759     return false;
 760
 761   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 762   return true;
 763 }
 764
 765 bool FastISel::SelectBitCast(const User *I) {
 766   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
 767   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
 768     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 769     if (Reg == 0)
 770       return false;
 771     UpdateValueMap(I, Reg);
 772     return true;
 773   }
 774
 775   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BITCAST operators.
 776   EVT SrcEVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 777   EVT DstEVT = TLI.getValueType(I->getType());
 778   if (SrcEVT == MVT::Other || DstEVT == MVT::Other ||
 779       !TLI.isTypeLegal(SrcEVT) || !TLI.isTypeLegal(DstEVT))
 780     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 781     return false;
 782
 783   MVT SrcVT = SrcEVT.getSimpleVT();
 784   MVT DstVT = DstEVT.getSimpleVT();
 785   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 786   if (Op0 == 0)
 787     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 788     return false;
 789
 790   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 791
 792   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
 793   unsigned ResultReg = 0;
 794   if (SrcVT == DstVT) {
 795     const TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 796     const TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
 797     // Don't attempt a cross-class copy. It will likely fail.
 798     if (SrcClass == DstClass) {
 799       ResultReg = createResultReg(DstClass);
 800       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
 801               ResultReg).addReg(Op0);
 802     }
 803   }
 804
 805   // If the reg-reg copy failed, select a BITCAST opcode.
 806   if (!ResultReg)
 807     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT, DstVT, ISD::BITCAST, Op0, Op0IsKill);
 808
 809   if (!ResultReg)
 810     return false;
 811
 812   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 813   return true;
 814 }
 815
 816 bool
 817 FastISel::SelectInstruction(const Instruction *I) {
 818   // Just before the terminator instruction, insert instructions to
 819   // feed PHI nodes in successor blocks.
 820   if (isa<TerminatorInst>(I))
 821     if (!HandlePHINodesInSuccessorBlocks(I->getParent()))
 822       return false;
 823
 824   DL = I->getDebugLoc();
 825
 826   MachineBasicBlock::iterator SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 827
 828   // As a special case, don't handle calls to builtin library functions that
 829   // may be translated directly to target instructions.
 830   if (const CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 831     const Function *F = Call->getCalledFunction();
 832     LibFunc::Func Func;
 833     if (F && !F->hasLocalLinkage() && F->hasName() &&
 834         LibInfo->getLibFunc(F->getName(), Func) &&
 835         LibInfo->hasOptimizedCodeGen(Func))
 836       return false;
 837   }
 838
 839   // First, try doing target-independent selection.
 840   if (SelectOperator(I, I->getOpcode())) {
 841     ++NumFastIselSuccessIndependent;
 842     DL = DebugLoc();
 843     return true;
 844   }
 845   // Remove dead code.  However, ignore call instructions since we've flushed
 846   // the local value map and recomputed the insert point.
 847   if (!isa<CallInst>(I)) {
 848     recomputeInsertPt();
 849     if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
 850       removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
 851   }
 852
 853   // Next, try calling the target to attempt to handle the instruction.
 854   SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 855   if (TargetSelectInstruction(I)) {
 856     ++NumFastIselSuccessTarget;
 857     DL = DebugLoc();
 858     return true;
 859   }
 860   // Check for dead code and remove as necessary.
 861   recomputeInsertPt();
 862   if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
 863     removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
 864
 865   DL = DebugLoc();
 866   return false;
 867 }
 868
 869 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 870 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 871 /// the CFG.
 872 void
 873 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc, DebugLoc DL) {
 874
 875   if (FuncInfo.MBB->getBasicBlock()->size() > 1 &&
 876       FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
 877     // For more accurate line information if this is the only instruction
 878     // in the block then emit it, otherwise we have the unconditional
 879     // fall-through case, which needs no instructions.
 880   } else {
 881     // The unconditional branch case.
 882     TII.InsertBranch(*FuncInfo.MBB, MSucc, NULL,
 883                      SmallVector<MachineOperand, 0>(), DL);
 884   }
 885   FuncInfo.MBB->addSuccessor(MSucc);
 886 }
 887
 888 /// SelectFNeg - Emit an FNeg operation.
 889 ///
 890 bool
 891 FastISel::SelectFNeg(const User *I) {
 892   unsigned OpReg = getRegForValue(BinaryOperator::getFNegArgument(I));
 893   if (OpReg == 0) return false;
 894
 895   bool OpRegIsKill = hasTrivialKill(I);
 896
 897   // If the target has ISD::FNEG, use it.
 898   EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 899   unsigned ResultReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 900                                   ISD::FNEG, OpReg, OpRegIsKill);
 901   if (ResultReg != 0) {
 902     UpdateValueMap(I, ResultReg);
 903     return true;
 904   }
 905
 906   // Bitcast the value to integer, twiddle the sign bit with xor,
 907   // and then bitcast it back to floating-point.
 908   if (VT.getSizeInBits() > 64) return false;
 909   EVT IntVT = EVT::getIntegerVT(I->getContext(), VT.getSizeInBits());
 910   if (!TLI.isTypeLegal(IntVT))
 911     return false;
 912
 913   unsigned IntReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 914                                ISD::BITCAST, OpReg, OpRegIsKill);
 915   if (IntReg == 0)
 916     return false;
 917
 918   unsigned IntResultReg = FastEmit_ri_(IntVT.getSimpleVT(), ISD::XOR,
 919                                        IntReg, /*Kill=*/true,
 920                                        UINT64_C(1) << (VT.getSizeInBits()-1),
 921                                        IntVT.getSimpleVT());
 922   if (IntResultReg == 0)
 923     return false;
 924
 925   ResultReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 926                          ISD::BITCAST, IntResultReg, /*Kill=*/true);
 927   if (ResultReg == 0)
 928     return false;
 929
 930   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 931   return true;
 932 }
 933
 934 bool
 935 FastISel::SelectExtractValue(const User *U) {
 936   const ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
 937   if (!EVI)
 938     return false;
 939
 940   // Make sure we only try to handle extracts with a legal result.  But also
 941   // allow i1 because it's easy.
 942   EVT RealVT = TLI.getValueType(EVI->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
 943   if (!RealVT.isSimple())
 944     return false;
 945   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
 946   if (!TLI.isTypeLegal(VT) && VT != MVT::i1)
 947     return false;
 948
 949   const Value *Op0 = EVI->getOperand(0);
 950   Type *AggTy = Op0->getType();
 951
 952   // Get the base result register.
 953   unsigned ResultReg;
 954   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(Op0);
 955   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
 956     ResultReg = I->second;
 957   else if (isa<Instruction>(Op0))
 958     ResultReg = FuncInfo.InitializeRegForValue(Op0);
 959   else
 960     return false; // fast-isel can't handle aggregate constants at the moment
 961
 962   // Get the actual result register, which is an offset from the base register.
 963   unsigned VTIndex = ComputeLinearIndex(AggTy, EVI->getIndices());
 964
 965   SmallVector<EVT, 4> AggValueVTs;
 966   ComputeValueVTs(TLI, AggTy, AggValueVTs);
 967
 968   for (unsigned i = 0; i < VTIndex; i++)
 969     ResultReg += TLI.getNumRegisters(FuncInfo.Fn->getContext(), AggValueVTs[i]);
 970
 971   UpdateValueMap(EVI, ResultReg);
 972   return true;
 973 }
 974
 975 bool
 976 FastISel::SelectOperator(const User *I, unsigned Opcode) {
 977   switch (Opcode) {
 978   case Instruction::Add:
 979     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
 980   case Instruction::FAdd:
 981     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
 982   case Instruction::Sub:
 983     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
 984   case Instruction::FSub:
 985     // FNeg is currently represented in LLVM IR as a special case of FSub.
 986     if (BinaryOperator::isFNeg(I))
 987       return SelectFNeg(I);
 988     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
 989   case Instruction::Mul:
 990     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
 991   case Instruction::FMul:
 992     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
 993   case Instruction::SDiv:
 994     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
 995   case Instruction::UDiv:
 996     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
 997   case Instruction::FDiv:
 998     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
 999   case Instruction::SRem:
1000     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
1001   case Instruction::URem:
1002     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
1003   case Instruction::FRem:
1004     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
1005   case Instruction::Shl:
1006     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
1007   case Instruction::LShr:
1008     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
1009   case Instruction::AShr:
1010     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
1011   case Instruction::And:
1012     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
1013   case Instruction::Or:
1014     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
1015   case Instruction::Xor:
1016     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
1017
1018   case Instruction::GetElementPtr:
1019     return SelectGetElementPtr(I);
1020
1021   case Instruction::Br: {
1022     const BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
1023
1024     if (BI->isUnconditional()) {
1025       const BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
1026       MachineBasicBlock *MSucc = FuncInfo.MBBMap[LLVMSucc];
1027       FastEmitBranch(MSucc, BI->getDebugLoc());
1028       return true;
1029     }
1030
1031     // Conditional branches are not handed yet.
1032     // Halt "fast" selection and bail.
1033     return false;
1034   }
1035
1036   case Instruction::Unreachable:
1037     // Nothing to emit.
1038     return true;
1039
1040   case Instruction::Alloca:
1041     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
1042     if (FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
1043       return true;
1044
1045     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
1046     return false;
1047
1048   case Instruction::Call:
1049     return SelectCall(I);
1050
1051   case Instruction::BitCast:
1052     return SelectBitCast(I);
1053
1054   case Instruction::FPToSI:
1055     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
1056   case Instruction::ZExt:
1057     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1058   case Instruction::SExt:
1059     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
1060   case Instruction::Trunc:
1061     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1062   case Instruction::SIToFP:
1063     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
1064
1065   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
1066   case Instruction::PtrToInt: {
1067     EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
1068     EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
1069     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
1070       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1071     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
1072       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1073     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
1074     if (Reg == 0) return false;
1075     UpdateValueMap(I, Reg);
1076     return true;
1077   }
1078
1079   case Instruction::ExtractValue:
1080     return SelectExtractValue(I);
1081
1082   case Instruction::PHI:
1083     llvm_unreachable("FastISel shouldn't visit PHI nodes!");
1084
1085   default:
1086     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
1087     return false;
1088   }
1089 }
1090
1091 FastISel::FastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1092                    const TargetLibraryInfo *libInfo)
1093   : FuncInfo(funcInfo),
1094     MRI(FuncInfo.MF->getRegInfo()),
1095     MFI(*FuncInfo.MF->getFrameInfo()),
1096     MCP(*FuncInfo.MF->getConstantPool()),
1097     TM(FuncInfo.MF->getTarget()),
1098     TD(*TM.getDataLayout()),
1099     TII(*TM.getInstrInfo()),
1100     TLI(*TM.getTargetLowering()),
1101     TRI(*TM.getRegisterInfo()),
1102     LibInfo(libInfo) {
1103 }
1104
1105 FastISel::~FastISel() {}
1106
1107 bool FastISel::FastLowerArguments() {
1108   return false;
1109 }
1110
1111 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT, MVT,
1112                              unsigned) {
1113   return 0;
1114 }
1115
1116 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT, MVT,
1117                               unsigned,
1118                               unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/) {
1119   return 0;
1120 }
1121
1122 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT, MVT,
1123                                unsigned,
1124                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1125                                unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/) {
1126   return 0;
1127 }
1128
1129 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT, MVT, unsigned, uint64_t /*Imm*/) {
1130   return 0;
1131 }
1132
1133 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT, MVT,
1134                               unsigned, const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1135   return 0;
1136 }
1137
1138 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT, MVT,
1139                                unsigned,
1140                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1141                                uint64_t /*Imm*/) {
1142   return 0;
1143 }
1144
1145 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT, MVT,
1146                                unsigned,
1147                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1148                                const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1149   return 0;
1150 }
1151
1152 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT, MVT,
1153                                 unsigned,
1154                                 unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1155                                 unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/,
1156                                 uint64_t /*Imm*/) {
1157   return 0;
1158 }
1159
1160 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
1161 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
1162 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
1163 /// FastEmit_rr instead.
1164 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT VT, unsigned Opcode,
1165                                 unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1166                                 uint64_t Imm, MVT ImmType) {
1167   // If this is a multiply by a power of two, emit this as a shift left.
1168   if (Opcode == ISD::MUL && isPowerOf2_64(Imm)) {
1169     Opcode = ISD::SHL;
1170     Imm = Log2_64(Imm);
1171   } else if (Opcode == ISD::UDIV && isPowerOf2_64(Imm)) {
1172     // div x, 8 -> srl x, 3
1173     Opcode = ISD::SRL;
1174     Imm = Log2_64(Imm);
1175   }
1176
1177   // Horrible hack (to be removed), check to make sure shift amounts are
1178   // in-range.
1179   if ((Opcode == ISD::SHL || Opcode == ISD::SRA || Opcode == ISD::SRL) &&
1180       Imm >= VT.getSizeInBits())
1181     return 0;
1182
1183   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
1184   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Op0IsKill, Imm);
1185   if (ResultReg != 0)
1186     return ResultReg;
1187   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
1188   if (MaterialReg == 0) {
1189     // This is a bit ugly/slow, but failing here means falling out of
1190     // fast-isel, which would be very slow.
1191     IntegerType *ITy = IntegerType::get(FuncInfo.Fn->getContext(),
1192                                               VT.getSizeInBits());
1193     MaterialReg = getRegForValue(ConstantInt::get(ITy, Imm));
1194     assert (MaterialReg != 0 && "Unable to materialize imm.");
1195     if (MaterialReg == 0) return 0;
1196   }
1197   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode,
1198                      Op0, Op0IsKill,
1199                      MaterialReg, /*Kill=*/true);
1200 }
1201
1202 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
1203   return MRI.createVirtualRegister(RC);
1204 }
1205
1206 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
1207                                  const TargetRegisterClass* RC) {
1208   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1209   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1210
1211   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg);
1212   return ResultReg;
1213 }
1214
1215 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
1216                                   const TargetRegisterClass *RC,
1217                                   unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1218   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1219   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1220
1221   if (II.getNumDefs() >= 1)
1222     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1223       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1224   else {
1225     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1226       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1227     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1228             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1229   }
1230
1231   return ResultReg;
1232 }
1233
1234 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
1235                                    const TargetRegisterClass *RC,
1236                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1237                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
1238   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1239   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1240
1241   if (II.getNumDefs() >= 1)
1242     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1243       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1244       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1245   else {
1246     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1247       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1248       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1249     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1250             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1251   }
1252   return ResultReg;
1253 }
1254
1255 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrr(unsigned MachineInstOpcode,
1256                                    const TargetRegisterClass *RC,
1257                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1258                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1259                                    unsigned Op2, bool Op2IsKill) {
1260   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1261   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1262
1263   if (II.getNumDefs() >= 1)
1264     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1265       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1266       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1267       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1268   else {
1269     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1270       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1271       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1272       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1273     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1274             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1275   }
1276   return ResultReg;
1277 }
1278
1279 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
1280                                    const TargetRegisterClass *RC,
1281                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1282                                    uint64_t Imm) {
1283   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1284   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1285
1286   if (II.getNumDefs() >= 1)
1287     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1288       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1289       .addImm(Imm);
1290   else {
1291     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1292       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1293       .addImm(Imm);
1294     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1295             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1296   }
1297   return ResultReg;
1298 }
1299
1300 unsigned FastISel::FastEmitInst_rii(unsigned MachineInstOpcode,
1301                                    const TargetRegisterClass *RC,
1302                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1303                                    uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1304   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1305   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1306
1307   if (II.getNumDefs() >= 1)
1308     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1309       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1310       .addImm(Imm1)
1311       .addImm(Imm2);
1312   else {
1313     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1314       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1315       .addImm(Imm1)
1316       .addImm(Imm2);
1317     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1318             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1319   }
1320   return ResultReg;
1321 }
1322
1323 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
1324                                    const TargetRegisterClass *RC,
1325                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1326                                    const ConstantFP *FPImm) {
1327   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1328   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1329
1330   if (II.getNumDefs() >= 1)
1331     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1332       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1333       .addFPImm(FPImm);
1334   else {
1335     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1336       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1337       .addFPImm(FPImm);
1338     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1339             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1340   }
1341   return ResultReg;
1342 }
1343
1344 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
1345                                     const TargetRegisterClass *RC,
1346                                     unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1347                                     unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1348                                     uint64_t Imm) {
1349   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1350   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1351
1352   if (II.getNumDefs() >= 1)
1353     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1354       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1355       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1356       .addImm(Imm);
1357   else {
1358     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1359       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1360       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1361       .addImm(Imm);
1362     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1363             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1364   }
1365   return ResultReg;
1366 }
1367
1368 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrii(unsigned MachineInstOpcode,
1369                                      const TargetRegisterClass *RC,
1370                                      unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1371                                      unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1372                                      uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1373   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1374   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1375
1376   if (II.getNumDefs() >= 1)
1377     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1378       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1379       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1380       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1381   else {
1382     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1383       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1384       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1385       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1386     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1387             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1388   }
1389   return ResultReg;
1390 }
1391
1392 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
1393                                   const TargetRegisterClass *RC,
1394                                   uint64_t Imm) {
1395   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1396   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1397
1398   if (II.getNumDefs() >= 1)
1399     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
1400   else {
1401     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II).addImm(Imm);
1402     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1403             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1404   }
1405   return ResultReg;
1406 }
1407
1408 unsigned FastISel::FastEmitInst_ii(unsigned MachineInstOpcode,
1409                                   const TargetRegisterClass *RC,
1410                                   uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1411   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1412   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1413
1414   if (II.getNumDefs() >= 1)
1415     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1416       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1417   else {
1418     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II).addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1419     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1420             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1421   }
1422   return ResultReg;
1423 }
1424
1425 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
1426                                               unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1427                                               uint32_t Idx) {
1428   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1429   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op0) &&
1430          "Cannot yet extract from physregs");
1431   const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(Op0);
1432   MRI.constrainRegClass(Op0, TRI.getSubClassWithSubReg(RC, Idx));
1433   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt,
1434           DL, TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
1435     .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill), Idx);
1436   return ResultReg;
1437 }
1438
1439 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1440 /// with all but the least significant bit set to zero.
1441 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT VT, unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1442   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op0, Op0IsKill, 1);
1443 }
1444
1445 /// HandlePHINodesInSuccessorBlocks - Handle PHI nodes in successor blocks.
1446 /// Emit code to ensure constants are copied into registers when needed.
1447 /// Remember the virtual registers that need to be added to the Machine PHI
1448 /// nodes as input.  We cannot just directly add them, because expansion
1449 /// might result in multiple MBB's for one BB.  As such, the start of the
1450 /// BB might correspond to a different MBB than the end.
1451 bool FastISel::HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB) {
1452   const TerminatorInst *TI = LLVMBB->getTerminator();
1453
1454   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 4> SuccsHandled;
1455   unsigned OrigNumPHINodesToUpdate = FuncInfo.PHINodesToUpdate.size();
1456
1457   // Check successor nodes' PHI nodes that expect a constant to be available
1458   // from this block.
1459   for (unsigned succ = 0, e = TI->getNumSuccessors(); succ != e; ++succ) {
1460     const BasicBlock *SuccBB = TI->getSuccessor(succ);
1461     if (!isa<PHINode>(SuccBB->begin())) continue;
1462     MachineBasicBlock *SuccMBB = FuncInfo.MBBMap[SuccBB];
1463
1464     // If this terminator has multiple identical successors (common for
1465     // switches), only handle each succ once.
1466     if (!SuccsHandled.insert(SuccMBB)) continue;
1467
1468     MachineBasicBlock::iterator MBBI = SuccMBB->begin();
1469
1470     // At this point we know that there is a 1-1 correspondence between LLVM PHI
1471     // nodes and Machine PHI nodes, but the incoming operands have not been
1472     // emitted yet.
1473     for (BasicBlock::const_iterator I = SuccBB->begin();
1474          const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1475
1476       // Ignore dead phi's.
1477       if (PN->use_empty()) continue;
1478
1479       // Only handle legal types. Two interesting things to note here. First,
1480       // by bailing out early, we may leave behind some dead instructions,
1481       // since SelectionDAG's HandlePHINodesInSuccessorBlocks will insert its
1482       // own moves. Second, this check is necessary because FastISel doesn't
1483       // use CreateRegs to create registers, so it always creates
1484       // exactly one register for each non-void instruction.
1485       EVT VT = TLI.getValueType(PN->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
1486       if (VT == MVT::Other || !TLI.isTypeLegal(VT)) {
1487         // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
1488         if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
1489           VT = TLI.getTypeToTransformTo(LLVMBB->getContext(), VT);
1490         else {
1491           FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1492           return false;
1493         }
1494       }
1495
1496       const Value *PHIOp = PN->getIncomingValueForBlock(LLVMBB);
1497
1498       // Set the DebugLoc for the copy. Prefer the location of the operand
1499       // if there is one; use the location of the PHI otherwise.
1500       DL = PN->getDebugLoc();
1501       if (const Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(PHIOp))
1502         DL = Inst->getDebugLoc();
1503
1504       unsigned Reg = getRegForValue(PHIOp);
1505       if (Reg == 0) {
1506         FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1507         return false;
1508       }
1509       FuncInfo.PHINodesToUpdate.push_back(std::make_pair(MBBI++, Reg));
1510       DL = DebugLoc();
1511     }
1512   }
1513
1514   return true;
1515 }
1516
1517 bool FastISel::tryToFoldLoad(const LoadInst *LI, const Instruction *FoldInst) {
1518   assert(LI->hasOneUse() &&
1519       "tryToFoldLoad expected a LoadInst with a single use");
1520   // We know that the load has a single use, but don't know what it is.  If it
1521   // isn't one of the folded instructions, then we can't succeed here.  Handle
1522   // this by scanning the single-use users of the load until we get to FoldInst.
1523   unsigned MaxUsers = 6;  // Don't scan down huge single-use chains of instrs.
1524
1525   const Instruction *TheUser = LI->use_back();
1526   while (TheUser != FoldInst &&   // Scan up until we find FoldInst.
1527          // Stay in the right block.
1528          TheUser->getParent() == FoldInst->getParent() &&
1529          --MaxUsers) {  // Don't scan too far.
1530     // If there are multiple or no uses of this instruction, then bail out.
1531     if (!TheUser->hasOneUse())
1532       return false;
1533
1534     TheUser = TheUser->use_back();
1535   }
1536
1537   // If we didn't find the fold instruction, then we failed to collapse the
1538   // sequence.
1539   if (TheUser != FoldInst)
1540     return false;
1541
1542   // Don't try to fold volatile loads.  Target has to deal with alignment
1543   // constraints.
1544   if (LI->isVolatile())
1545     return false;
1546
1547   // Figure out which vreg this is going into.  If there is no assigned vreg yet
1548   // then there actually was no reference to it.  Perhaps the load is referenced
1549   // by a dead instruction.
1550   unsigned LoadReg = getRegForValue(LI);
1551   if (LoadReg == 0)
1552     return false;
1553
1554   // We can't fold if this vreg has no uses or more than one use.  Multiple uses
1555   // may mean that the instruction got lowered to multiple MIs, or the use of
1556   // the loaded value ended up being multiple operands of the result.
1557   if (!MRI.hasOneUse(LoadReg))
1558     return false;
1559
1560   MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(LoadReg);
1561   MachineInstr *User = &*RI;
1562
1563   // Set the insertion point properly.  Folding the load can cause generation of
1564   // other random instructions (like sign extends) for addressing modes; make
1565   // sure they get inserted in a logical place before the new instruction.
1566   FuncInfo.InsertPt = User;
1567   FuncInfo.MBB = User->getParent();
1568
1569   // Ask the target to try folding the load.
1570   return tryToFoldLoadIntoMI(User, RI.getOperandNo(), LI);
1571 }
1572
1573