lib/CodeGen/SelectionDAG/LegalizeTypes.cpp

   1 //===-- LegalizeTypes.cpp - Common code for DAG type legalizer ------------===//
   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 SelectionDAG::LegalizeTypes method.  It transforms
  11 // an arbitrary well-formed SelectionDAG to only consist of legal types.  This
  12 // is common code shared among the LegalizeTypes*.cpp files.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "LegalizeTypes.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  19 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  20 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  21 using namespace llvm;
  22
  23 #ifndef NDEBUG
  24 static cl::opt<bool>
  25 ViewLegalizeTypesDAGs("view-legalize-types-dags", cl::Hidden,
  26                 cl::desc("Pop up a window to show dags before legalize types"));
  27 #else
  28 static const bool ViewLegalizeTypesDAGs = 0;
  29 #endif
  30
  31
  32
  33 /// run - This is the main entry point for the type legalizer.  This does a
  34 /// top-down traversal of the dag, legalizing types as it goes.
  35 void DAGTypeLegalizer::run() {
  36   // Create a dummy node (which is not added to allnodes), that adds a reference
  37   // to the root node, preventing it from being deleted, and tracking any
  38   // changes of the root.
  39   HandleSDNode Dummy(DAG.getRoot());
  40
  41   // The root of the dag may dangle to deleted nodes until the type legalizer is
  42   // done.  Set it to null to avoid confusion.
  43   DAG.setRoot(SDOperand());
  44
  45   // Walk all nodes in the graph, assigning them a NodeID of 'ReadyToProcess'
  46   // (and remembering them) if they are leaves and assigning 'NewNode' if
  47   // non-leaves.
  48   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
  49        E = DAG.allnodes_end(); I != E; ++I) {
  50     if (I->getNumOperands() == 0) {
  51       I->setNodeId(ReadyToProcess);
  52       Worklist.push_back(I);
  53     } else {
  54       I->setNodeId(NewNode);
  55     }
  56   }
  57
  58   // Now that we have a set of nodes to process, handle them all.
  59   while (!Worklist.empty()) {
  60     SDNode *N = Worklist.back();
  61     Worklist.pop_back();
  62     assert(N->getNodeId() == ReadyToProcess &&
  63            "Node should be ready if on worklist!");
  64
  65     // Scan the values produced by the node, checking to see if any result
  66     // types are illegal.
  67     unsigned i = 0;
  68     unsigned NumResults = N->getNumValues();
  69     do {
  70       MVT::ValueType ResultVT = N->getValueType(i);
  71       LegalizeAction Action = getTypeAction(ResultVT);
  72       if (Action == Promote) {
  73         PromoteResult(N, i);
  74         goto NodeDone;
  75       } else if (Action == Expand) {
  76         // Expand can mean 1) split integer in half 2) scalarize single-element
  77         // vector 3) split vector in half.
  78         if (!MVT::isVector(ResultVT))
  79           ExpandResult(N, i);
  80         else if (MVT::getVectorNumElements(ResultVT) == 1)
  81           ScalarizeResult(N, i);     // Scalarize the single-element vector.
  82         else
  83           SplitResult(N, i);         // Split the vector in half.
  84         goto NodeDone;
  85       } else {
  86         assert(Action == Legal && "Unknown action!");
  87       }
  88     } while (++i < NumResults);
  89
  90     // Scan the operand list for the node, handling any nodes with operands that
  91     // are illegal.
  92     {
  93     unsigned NumOperands = N->getNumOperands();
  94     bool NeedsRevisit = false;
  95     for (i = 0; i != NumOperands; ++i) {
  96       MVT::ValueType OpVT = N->getOperand(i).getValueType();
  97       LegalizeAction Action = getTypeAction(OpVT);
  98       if (Action == Promote) {
  99         NeedsRevisit = PromoteOperand(N, i);
 100         break;
 101       } else if (Action == Expand) {
 102         // Expand can mean 1) split integer in half 2) scalarize single-element
 103         // vector 3) split vector in half.
 104         if (!MVT::isVector(OpVT)) {
 105           NeedsRevisit = ExpandOperand(N, i);
 106         } else if (MVT::getVectorNumElements(OpVT) == 1) {
 107           // Scalarize the single-element vector.
 108           NeedsRevisit = ScalarizeOperand(N, i);
 109         } else {
 110           NeedsRevisit = SplitOperand(N, i); // Split the vector in half.
 111         }
 112         break;
 113       } else {
 114         assert(Action == Legal && "Unknown action!");
 115       }
 116     }
 117
 118     // If the node needs revisiting, don't add all users to the worklist etc.
 119     if (NeedsRevisit)
 120       continue;
 121
 122     if (i == NumOperands)
 123       DEBUG(cerr << "Legally typed node: "; N->dump(&DAG); cerr << "\n");
 124     }
 125 NodeDone:
 126
 127     // If we reach here, the node was processed, potentially creating new nodes.
 128     // Mark it as processed and add its users to the worklist as appropriate.
 129     N->setNodeId(Processed);
 130
 131     for (SDNode::use_iterator UI = N->use_begin(), E = N->use_end();
 132          UI != E; ++UI) {
 133       SDNode *User = *UI;
 134       int NodeID = User->getNodeId();
 135       assert(NodeID != ReadyToProcess && NodeID != Processed &&
 136              "Invalid node id for user of unprocessed node!");
 137
 138       // This node has two options: it can either be a new node or its Node ID
 139       // may be a count of the number of operands it has that are not ready.
 140       if (NodeID > 0) {
 141         User->setNodeId(NodeID-1);
 142
 143         // If this was the last use it was waiting on, add it to the ready list.
 144         if (NodeID-1 == ReadyToProcess)
 145           Worklist.push_back(User);
 146         continue;
 147       }
 148
 149       // Otherwise, this node is new: this is the first operand of it that
 150       // became ready.  Its new NodeID is the number of operands it has minus 1
 151       // (as this node is now processed).
 152       assert(NodeID == NewNode && "Unknown node ID!");
 153       User->setNodeId(User->getNumOperands()-1);
 154
 155       // If the node only has a single operand, it is now ready.
 156       if (User->getNumOperands() == 1)
 157         Worklist.push_back(User);
 158     }
 159   }
 160
 161   // If the root changed (e.g. it was a dead load, update the root).
 162   DAG.setRoot(Dummy.getValue());
 163
 164   //DAG.viewGraph();
 165
 166   // Remove dead nodes.  This is important to do for cleanliness but also before
 167   // the checking loop below.  Implicit folding by the DAG.getNode operators can
 168   // cause unreachable nodes to be around with their flags set to new.
 169   DAG.RemoveDeadNodes();
 170
 171   // In a debug build, scan all the nodes to make sure we found them all.  This
 172   // ensures that there are no cycles and that everything got processed.
 173 #ifndef NDEBUG
 174   for (SelectionDAG::allnodes_iterator I = DAG.allnodes_begin(),
 175        E = DAG.allnodes_end(); I != E; ++I) {
 176     if (I->getNodeId() == Processed)
 177       continue;
 178     cerr << "Unprocessed node: ";
 179     I->dump(&DAG); cerr << "\n";
 180
 181     if (I->getNodeId() == NewNode)
 182       cerr << "New node not 'noticed'?\n";
 183     else if (I->getNodeId() > 0)
 184       cerr << "Operand not processed?\n";
 185     else if (I->getNodeId() == ReadyToProcess)
 186       cerr << "Not added to worklist?\n";
 187     abort();
 188   }
 189 #endif
 190 }
 191
 192 /// MarkNewNodes - The specified node is the root of a subtree of potentially
 193 /// new nodes.  Add the correct NodeId to mark it.
 194 void DAGTypeLegalizer::MarkNewNodes(SDNode *N) {
 195   // If this was an existing node that is already done, we're done.
 196   if (N->getNodeId() != NewNode)
 197     return;
 198
 199   // Okay, we know that this node is new.  Recursively walk all of its operands
 200   // to see if they are new also.  The depth of this walk is bounded by the size
 201   // of the new tree that was constructed (usually 2-3 nodes), so we don't worry
 202   // about revisiting of nodes.
 203   //
 204   // As we walk the operands, keep track of the number of nodes that are
 205   // processed.  If non-zero, this will become the new nodeid of this node.
 206   unsigned NumProcessed = 0;
 207   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 208     int OpId = N->getOperand(i).Val->getNodeId();
 209     if (OpId == NewNode)
 210       MarkNewNodes(N->getOperand(i).Val);
 211     else if (OpId == Processed)
 212       ++NumProcessed;
 213   }
 214
 215   N->setNodeId(N->getNumOperands()-NumProcessed);
 216   if (N->getNodeId() == ReadyToProcess)
 217     Worklist.push_back(N);
 218 }
 219
 220 /// ReplaceValueWith - The specified value was legalized to the specified other
 221 /// value.  If they are different, update the DAG and NodeIDs replacing any uses
 222 /// of From to use To instead.
 223 void DAGTypeLegalizer::ReplaceValueWith(SDOperand From, SDOperand To) {
 224   if (From == To) return;
 225
 226   // If expansion produced new nodes, make sure they are properly marked.
 227   if (To.Val->getNodeId() == NewNode)
 228     MarkNewNodes(To.Val);
 229
 230   // Anything that used the old node should now use the new one.  Note that this
 231   // can potentially cause recursive merging.
 232   DAG.ReplaceAllUsesOfValueWith(From, To);
 233
 234   // The old node may still be present in ExpandedNodes or PromotedNodes.
 235   // Inform them about the replacement.
 236   ReplacedNodes[From] = To;
 237
 238   // Since we just made an unstructured update to the DAG, which could wreak
 239   // general havoc on anything that once used From and now uses To, walk all
 240   // users of the result, updating their flags.
 241   for (SDNode::use_iterator I = To.Val->use_begin(), E = To.Val->use_end();
 242        I != E; ++I) {
 243     SDNode *User = *I;
 244     // If the node isn't already processed or in the worklist, mark it as new,
 245     // then use MarkNewNodes to recompute its ID.
 246     int NodeId = User->getNodeId();
 247     if (NodeId != ReadyToProcess && NodeId != Processed) {
 248       User->setNodeId(NewNode);
 249       MarkNewNodes(User);
 250     }
 251   }
 252 }
 253
 254 /// ReplaceNodeWith - Replace uses of the 'from' node's results with the 'to'
 255 /// node's results.  The from and to node must define identical result types.
 256 void DAGTypeLegalizer::ReplaceNodeWith(SDNode *From, SDNode *To) {
 257   if (From == To) return;
 258   assert(From->getNumValues() == To->getNumValues() &&
 259          "Node results don't match");
 260
 261   // If expansion produced new nodes, make sure they are properly marked.
 262   if (To->getNodeId() == NewNode)
 263     MarkNewNodes(To);
 264
 265   // Anything that used the old node should now use the new one.  Note that this
 266   // can potentially cause recursive merging.
 267   DAG.ReplaceAllUsesWith(From, To);
 268
 269   // The old node may still be present in ExpandedNodes or PromotedNodes.
 270   // Inform them about the replacement.
 271   for (unsigned i = 0, e = From->getNumValues(); i != e; ++i) {
 272     assert(From->getValueType(i) == To->getValueType(i) &&
 273            "Node results don't match");
 274     ReplacedNodes[SDOperand(From, i)] = SDOperand(To, i);
 275   }
 276
 277   // Since we just made an unstructured update to the DAG, which could wreak
 278   // general havoc on anything that once used From and now uses To, walk all
 279   // users of the result, updating their flags.
 280   for (SDNode::use_iterator I = To->use_begin(), E = To->use_end();I != E; ++I){
 281     SDNode *User = *I;
 282     // If the node isn't already processed or in the worklist, mark it as new,
 283     // then use MarkNewNodes to recompute its ID.
 284     int NodeId = User->getNodeId();
 285     if (NodeId != ReadyToProcess && NodeId != Processed) {
 286       User->setNodeId(NewNode);
 287       MarkNewNodes(User);
 288     }
 289   }
 290 }
 291
 292
 293 /// RemapNode - If the specified value was already legalized to another value,
 294 /// replace it by that value.
 295 void DAGTypeLegalizer::RemapNode(SDOperand &N) {
 296   DenseMap<SDOperand, SDOperand>::iterator I = ReplacedNodes.find(N);
 297   if (I != ReplacedNodes.end()) {
 298     // Use path compression to speed up future lookups if values get multiply
 299     // replaced with other values.
 300     RemapNode(I->second);
 301     N = I->second;
 302   }
 303 }
 304
 305 void DAGTypeLegalizer::SetPromotedOp(SDOperand Op, SDOperand Result) {
 306   if (Result.Val->getNodeId() == NewNode)
 307     MarkNewNodes(Result.Val);
 308
 309   SDOperand &OpEntry = PromotedNodes[Op];
 310   assert(OpEntry.Val == 0 && "Node is already promoted!");
 311   OpEntry = Result;
 312 }
 313
 314 void DAGTypeLegalizer::SetScalarizedOp(SDOperand Op, SDOperand Result) {
 315   if (Result.Val->getNodeId() == NewNode)
 316     MarkNewNodes(Result.Val);
 317
 318   SDOperand &OpEntry = ScalarizedNodes[Op];
 319   assert(OpEntry.Val == 0 && "Node is already scalarized!");
 320   OpEntry = Result;
 321 }
 322
 323
 324 void DAGTypeLegalizer::GetExpandedOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo,
 325                                      SDOperand &Hi) {
 326   std::pair<SDOperand, SDOperand> &Entry = ExpandedNodes[Op];
 327   RemapNode(Entry.first);
 328   RemapNode(Entry.second);
 329   assert(Entry.first.Val && "Operand isn't expanded");
 330   Lo = Entry.first;
 331   Hi = Entry.second;
 332 }
 333
 334 void DAGTypeLegalizer::SetExpandedOp(SDOperand Op, SDOperand Lo, SDOperand Hi) {
 335   // Remember that this is the result of the node.
 336   std::pair<SDOperand, SDOperand> &Entry = ExpandedNodes[Op];
 337   assert(Entry.first.Val == 0 && "Node already expanded");
 338   Entry.first = Lo;
 339   Entry.second = Hi;
 340
 341   // Lo/Hi may have been newly allocated, if so, add nodeid's as relevant.
 342   if (Lo.Val->getNodeId() == NewNode)
 343     MarkNewNodes(Lo.Val);
 344   if (Hi.Val->getNodeId() == NewNode)
 345     MarkNewNodes(Hi.Val);
 346 }
 347
 348 void DAGTypeLegalizer::GetSplitOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi) {
 349   std::pair<SDOperand, SDOperand> &Entry = SplitNodes[Op];
 350   RemapNode(Entry.first);
 351   RemapNode(Entry.second);
 352   assert(Entry.first.Val && "Operand isn't split");
 353   Lo = Entry.first;
 354   Hi = Entry.second;
 355 }
 356
 357 void DAGTypeLegalizer::SetSplitOp(SDOperand Op, SDOperand Lo, SDOperand Hi) {
 358   // Remember that this is the result of the node.
 359   std::pair<SDOperand, SDOperand> &Entry = SplitNodes[Op];
 360   assert(Entry.first.Val == 0 && "Node already split");
 361   Entry.first = Lo;
 362   Entry.second = Hi;
 363
 364   // Lo/Hi may have been newly allocated, if so, add nodeid's as relevant.
 365   if (Lo.Val->getNodeId() == NewNode)
 366     MarkNewNodes(Lo.Val);
 367   if (Hi.Val->getNodeId() == NewNode)
 368     MarkNewNodes(Hi.Val);
 369 }
 370
 371
 372 SDOperand DAGTypeLegalizer::CreateStackStoreLoad(SDOperand Op,
 373                                                  MVT::ValueType DestVT) {
 374   // Create the stack frame object.
 375   SDOperand FIPtr = DAG.CreateStackTemporary(DestVT);
 376
 377   // Emit a store to the stack slot.
 378   SDOperand Store = DAG.getStore(DAG.getEntryNode(), Op, FIPtr, NULL, 0);
 379   // Result is a load from the stack slot.
 380   return DAG.getLoad(DestVT, Store, FIPtr, NULL, 0);
 381 }
 382
 383 /// HandleMemIntrinsic - This handles memcpy/memset/memmove with invalid
 384 /// operands.  This promotes or expands the operands as required.
 385 SDOperand DAGTypeLegalizer::HandleMemIntrinsic(SDNode *N) {
 386   // The chain and pointer [operands #0 and #1] are always valid types.
 387   SDOperand Chain = N->getOperand(0);
 388   SDOperand Ptr   = N->getOperand(1);
 389   SDOperand Op2   = N->getOperand(2);
 390
 391   // Op #2 is either a value (memset) or a pointer.  Promote it if required.
 392   switch (getTypeAction(Op2.getValueType())) {
 393   default: assert(0 && "Unknown action for pointer/value operand");
 394   case Legal: break;
 395   case Promote: Op2 = GetPromotedOp(Op2); break;
 396   }
 397
 398   // The length could have any action required.
 399   SDOperand Length = N->getOperand(3);
 400   switch (getTypeAction(Length.getValueType())) {
 401   default: assert(0 && "Unknown action for memop operand");
 402   case Legal: break;
 403   case Promote: Length = GetPromotedZExtOp(Length); break;
 404   case Expand:
 405     SDOperand Dummy;  // discard the high part.
 406     GetExpandedOp(Length, Length, Dummy);
 407     break;
 408   }
 409
 410   SDOperand Align = N->getOperand(4);
 411   switch (getTypeAction(Align.getValueType())) {
 412   default: assert(0 && "Unknown action for memop operand");
 413   case Legal: break;
 414   case Promote: Align = GetPromotedZExtOp(Align); break;
 415   }
 416
 417   SDOperand AlwaysInline = N->getOperand(5);
 418   switch (getTypeAction(AlwaysInline.getValueType())) {
 419   default: assert(0 && "Unknown action for memop operand");
 420   case Legal: break;
 421   case Promote: AlwaysInline = GetPromotedZExtOp(AlwaysInline); break;
 422   }
 423
 424   SDOperand Ops[] = { Chain, Ptr, Op2, Length, Align, AlwaysInline };
 425   return DAG.UpdateNodeOperands(SDOperand(N, 0), Ops, 6);
 426 }
 427
 428 /// SplitOp - Return the lower and upper halves of Op's bits in a value type
 429 /// half the size of Op's.
 430 void DAGTypeLegalizer::SplitOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi) {
 431   unsigned NVTBits = MVT::getSizeInBits(Op.getValueType())/2;
 432   assert(MVT::getSizeInBits(Op.getValueType()) == 2*NVTBits &&
 433          "Cannot split odd sized integer type");
 434   MVT::ValueType NVT = MVT::getIntegerType(NVTBits);
 435   Lo = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, NVT, Op);
 436   Hi = DAG.getNode(ISD::SRL, Op.getValueType(), Op,
 437                    DAG.getConstant(NVTBits, TLI.getShiftAmountTy()));
 438   Hi = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, NVT, Hi);
 439 }
 440
 441
 442 //===----------------------------------------------------------------------===//
 443 //  Entry Point
 444 //===----------------------------------------------------------------------===//
 445
 446 /// LegalizeTypes - This transforms the SelectionDAG into a SelectionDAG that
 447 /// only uses types natively supported by the target.
 448 ///
 449 /// Note that this is an involved process that may invalidate pointers into
 450 /// the graph.
 451 void SelectionDAG::LegalizeTypes() {
 452   if (ViewLegalizeTypesDAGs) viewGraph();
 453
 454   DAGTypeLegalizer(*this).run();
 455 }