f0c03af3f64bb3689089109db6ded8b06cd37f37
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / SelectionDAGBuilder.h
1 //===-- SelectionDAGBuilder.h - Selection-DAG building --------*- 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 implements routines for translating from LLVM IR into SelectionDAG IR.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_LIB_CODEGEN_SELECTIONDAG_SELECTIONDAGBUILDER_H
15 #define LLVM_LIB_CODEGEN_SELECTIONDAG_SELECTIONDAGBUILDER_H
16
17 #include "StatepointLowering.h"
18 #include "llvm/ADT/APInt.h"
19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
20 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
21 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
23 #include "llvm/IR/CallSite.h"
24 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
25 #include "llvm/IR/Constants.h"
26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
27 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
28 #include <vector>
29
30 namespace llvm {
31
32 class AddrSpaceCastInst;
33 class AliasAnalysis;
34 class AllocaInst;
35 class BasicBlock;
36 class BitCastInst;
37 class BranchInst;
38 class CallInst;
39 class DbgValueInst;
40 class ExtractElementInst;
41 class ExtractValueInst;
42 class FCmpInst;
43 class FPExtInst;
44 class FPToSIInst;
45 class FPToUIInst;
46 class FPTruncInst;
47 class Function;
48 class FunctionLoweringInfo;
49 class GetElementPtrInst;
50 class GCFunctionInfo;
51 class ICmpInst;
52 class IntToPtrInst;
53 class IndirectBrInst;
54 class InvokeInst;
55 class InsertElementInst;
56 class InsertValueInst;
57 class Instruction;
58 class LoadInst;
59 class MachineBasicBlock;
60 class MachineInstr;
61 class MachineRegisterInfo;
62 class MDNode;
63 class MVT;
64 class PHINode;
65 class PtrToIntInst;
66 class ReturnInst;
67 class SDDbgValue;
68 class SExtInst;
69 class SelectInst;
70 class ShuffleVectorInst;
71 class SIToFPInst;
72 class StoreInst;
73 class SwitchInst;
74 class DataLayout;
75 class TargetLibraryInfo;
76 class TargetLowering;
77 class TruncInst;
78 class UIToFPInst;
79 class UnreachableInst;
80 class VAArgInst;
81 class ZExtInst;
82
83 //===----------------------------------------------------------------------===//
84 /// SelectionDAGBuilder - This is the common target-independent lowering
85 /// implementation that is parameterized by a TargetLowering object.
86 ///
87 class SelectionDAGBuilder {
88   /// CurInst - The current instruction being visited
89   const Instruction *CurInst;
90
91   DenseMap<const Value*, SDValue> NodeMap;
92
93   /// UnusedArgNodeMap - Maps argument value for unused arguments. This is used
94   /// to preserve debug information for incoming arguments.
95   DenseMap<const Value*, SDValue> UnusedArgNodeMap;
96
97   /// DanglingDebugInfo - Helper type for DanglingDebugInfoMap.
98   class DanglingDebugInfo {
99     const DbgValueInst* DI;
100     DebugLoc dl;
101     unsigned SDNodeOrder;
102   public:
103     DanglingDebugInfo() : DI(nullptr), dl(DebugLoc()), SDNodeOrder(0) { }
104     DanglingDebugInfo(const DbgValueInst *di, DebugLoc DL, unsigned SDNO) :
105       DI(di), dl(DL), SDNodeOrder(SDNO) { }
106     const DbgValueInst* getDI() { return DI; }
107     DebugLoc getdl() { return dl; }
108     unsigned getSDNodeOrder() { return SDNodeOrder; }
109   };
110
111   /// DanglingDebugInfoMap - Keeps track of dbg_values for which we have not
112   /// yet seen the referent.  We defer handling these until we do see it.
113   DenseMap<const Value*, DanglingDebugInfo> DanglingDebugInfoMap;
114
115 public:
116   /// PendingLoads - Loads are not emitted to the program immediately.  We bunch
117   /// them up and then emit token factor nodes when possible.  This allows us to
118   /// get simple disambiguation between loads without worrying about alias
119   /// analysis.
120   SmallVector<SDValue, 8> PendingLoads;
121
122   /// State used while lowering a statepoint sequence (gc_statepoint,
123   /// gc_relocate, and gc_result).  See StatepointLowering.hpp/cpp for details.
124   StatepointLoweringState StatepointLowering;
125 private:
126
127   /// PendingExports - CopyToReg nodes that copy values to virtual registers
128   /// for export to other blocks need to be emitted before any terminator
129   /// instruction, but they have no other ordering requirements. We bunch them
130   /// up and the emit a single tokenfactor for them just before terminator
131   /// instructions.
132   SmallVector<SDValue, 8> PendingExports;
133
134   /// SDNodeOrder - A unique monotonically increasing number used to order the
135   /// SDNodes we create.
136   unsigned SDNodeOrder;
137
138   enum CaseClusterKind {
139     /// A cluster of adjacent case labels with the same destination, or just one
140     /// case.
141     CC_Range,
142     /// A cluster of cases suitable for jump table lowering.
143     CC_JumpTable,
144     /// A cluster of cases suitable for bit test lowering.
145     CC_BitTests
146   };
147
148   /// A cluster of case labels.
149   struct CaseCluster {
150     CaseClusterKind Kind;
151     const ConstantInt *Low, *High;
152     union {
153       MachineBasicBlock *MBB;
154       unsigned JTCasesIndex;
155       unsigned BTCasesIndex;
156     };
157     uint32_t Weight;
158
159     static CaseCluster range(const ConstantInt *Low, const ConstantInt *High,
160                              MachineBasicBlock *MBB, uint32_t Weight) {
161       CaseCluster C;
162       C.Kind = CC_Range;
163       C.Low = Low;
164       C.High = High;
165       C.MBB = MBB;
166       C.Weight = Weight;
167       return C;
168     }
169
170     static CaseCluster jumpTable(const ConstantInt *Low,
171                                  const ConstantInt *High, unsigned JTCasesIndex,
172                                  uint32_t Weight) {
173       CaseCluster C;
174       C.Kind = CC_JumpTable;
175       C.Low = Low;
176       C.High = High;
177       C.JTCasesIndex = JTCasesIndex;
178       C.Weight = Weight;
179       return C;
180     }
181
182     static CaseCluster bitTests(const ConstantInt *Low, const ConstantInt *High,
183                                 unsigned BTCasesIndex, uint32_t Weight) {
184       CaseCluster C;
185       C.Kind = CC_BitTests;
186       C.Low = Low;
187       C.High = High;
188       C.BTCasesIndex = BTCasesIndex;
189       C.Weight = Weight;
190       return C;
191     }
192   };
193
194   typedef std::vector<CaseCluster> CaseClusterVector;
195   typedef CaseClusterVector::iterator CaseClusterIt;
196
197   struct CaseBits {
198     uint64_t Mask;
199     MachineBasicBlock* BB;
200     unsigned Bits;
201     uint32_t ExtraWeight;
202
203     CaseBits(uint64_t mask, MachineBasicBlock* bb, unsigned bits,
204              uint32_t Weight):
205       Mask(mask), BB(bb), Bits(bits), ExtraWeight(Weight) { }
206
207     CaseBits() : Mask(0), BB(nullptr), Bits(0), ExtraWeight(0) {}
208   };
209
210   typedef std::vector<CaseBits> CaseBitsVector;
211
212   /// Sort Clusters and merge adjacent cases.
213   void sortAndRangeify(CaseClusterVector &Clusters);
214
215   /// CaseBlock - This structure is used to communicate between
216   /// SelectionDAGBuilder and SDISel for the code generation of additional basic
217   /// blocks needed by multi-case switch statements.
218   struct CaseBlock {
219     CaseBlock(ISD::CondCode cc, const Value *cmplhs, const Value *cmprhs,
220               const Value *cmpmiddle,
221               MachineBasicBlock *truebb, MachineBasicBlock *falsebb,
222               MachineBasicBlock *me,
223               uint32_t trueweight = 0, uint32_t falseweight = 0)
224       : CC(cc), CmpLHS(cmplhs), CmpMHS(cmpmiddle), CmpRHS(cmprhs),
225         TrueBB(truebb), FalseBB(falsebb), ThisBB(me),
226         TrueWeight(trueweight), FalseWeight(falseweight) { }
227
228     // CC - the condition code to use for the case block's setcc node
229     ISD::CondCode CC;
230
231     // CmpLHS/CmpRHS/CmpMHS - The LHS/MHS/RHS of the comparison to emit.
232     // Emit by default LHS op RHS. MHS is used for range comparisons:
233     // If MHS is not null: (LHS <= MHS) and (MHS <= RHS).
234     const Value *CmpLHS, *CmpMHS, *CmpRHS;
235
236     // TrueBB/FalseBB - the block to branch to if the setcc is true/false.
237     MachineBasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
238
239     // ThisBB - the block into which to emit the code for the setcc and branches
240     MachineBasicBlock *ThisBB;
241
242     // TrueWeight/FalseWeight - branch weights.
243     uint32_t TrueWeight, FalseWeight;
244   };
245
246   struct JumpTable {
247     JumpTable(unsigned R, unsigned J, MachineBasicBlock *M,
248               MachineBasicBlock *D): Reg(R), JTI(J), MBB(M), Default(D) {}
249
250     /// Reg - the virtual register containing the index of the jump table entry
251     //. to jump to.
252     unsigned Reg;
253     /// JTI - the JumpTableIndex for this jump table in the function.
254     unsigned JTI;
255     /// MBB - the MBB into which to emit the code for the indirect jump.
256     MachineBasicBlock *MBB;
257     /// Default - the MBB of the default bb, which is a successor of the range
258     /// check MBB.  This is when updating PHI nodes in successors.
259     MachineBasicBlock *Default;
260   };
261   struct JumpTableHeader {
262     JumpTableHeader(APInt F, APInt L, const Value *SV, MachineBasicBlock *H,
263                     bool E = false):
264       First(F), Last(L), SValue(SV), HeaderBB(H), Emitted(E) {}
265     APInt First;
266     APInt Last;
267     const Value *SValue;
268     MachineBasicBlock *HeaderBB;
269     bool Emitted;
270   };
271   typedef std::pair<JumpTableHeader, JumpTable> JumpTableBlock;
272
273   struct BitTestCase {
274     BitTestCase(uint64_t M, MachineBasicBlock* T, MachineBasicBlock* Tr,
275                 uint32_t Weight):
276       Mask(M), ThisBB(T), TargetBB(Tr), ExtraWeight(Weight) { }
277     uint64_t Mask;
278     MachineBasicBlock *ThisBB;
279     MachineBasicBlock *TargetBB;
280     uint32_t ExtraWeight;
281   };
282
283   typedef SmallVector<BitTestCase, 3> BitTestInfo;
284
285   struct BitTestBlock {
286     BitTestBlock(APInt F, APInt R, const Value* SV,
287                  unsigned Rg, MVT RgVT, bool E,
288                  MachineBasicBlock* P, MachineBasicBlock* D,
289                  BitTestInfo C):
290       First(F), Range(R), SValue(SV), Reg(Rg), RegVT(RgVT), Emitted(E),
291       Parent(P), Default(D), Cases(std::move(C)) { }
292     APInt First;
293     APInt Range;
294     const Value *SValue;
295     unsigned Reg;
296     MVT RegVT;
297     bool Emitted;
298     MachineBasicBlock *Parent;
299     MachineBasicBlock *Default;
300     BitTestInfo Cases;
301   };
302
303   /// Minimum jump table density, in percent.
304   enum { MinJumpTableDensity = 40 };
305
306   /// Check whether a range of clusters is dense enough for a jump table.
307   bool isDense(const CaseClusterVector &Clusters, unsigned *TotalCases,
308                unsigned First, unsigned Last);
309
310   /// Build a jump table cluster from Clusters[First..Last]. Returns false if it
311   /// decides it's not a good idea.
312   bool buildJumpTable(CaseClusterVector &Clusters, unsigned First,
313                       unsigned Last, const SwitchInst *SI,
314                       MachineBasicBlock *DefaultMBB, CaseCluster &JTCluster);
315
316   /// Find clusters of cases suitable for jump table lowering.
317   void findJumpTables(CaseClusterVector &Clusters, const SwitchInst *SI,
318                       MachineBasicBlock *DefaultMBB);
319
320   /// Check whether the range [Low,High] fits in a machine word.
321   bool rangeFitsInWord(const APInt &Low, const APInt &High);
322
323   /// Check whether these clusters are suitable for lowering with bit tests based
324   /// on the number of destinations, comparison metric, and range.
325   bool isSuitableForBitTests(unsigned NumDests, unsigned NumCmps,
326                              const APInt &Low, const APInt &High);
327
328   /// Build a bit test cluster from Clusters[First..Last]. Returns false if it
329   /// decides it's not a good idea.
330   bool buildBitTests(CaseClusterVector &Clusters, unsigned First, unsigned Last,
331                      const SwitchInst *SI, CaseCluster &BTCluster);
332
333   /// Find clusters of cases suitable for bit test lowering.
334   void findBitTestClusters(CaseClusterVector &Clusters, const SwitchInst *SI);
335
336   struct SwitchWorkListItem {
337     MachineBasicBlock *MBB;
338     CaseClusterIt FirstCluster;
339     CaseClusterIt LastCluster;
340     const ConstantInt *GE;
341     const ConstantInt *LT;
342   };
343   typedef SmallVector<SwitchWorkListItem, 4> SwitchWorkList;
344
345   /// Emit comparison and split W into two subtrees.
346   void splitWorkItem(SwitchWorkList &WorkList, const SwitchWorkListItem &W,
347                      Value *Cond, MachineBasicBlock *SwitchMBB);
348
349   /// Lower W.
350   void lowerWorkItem(SwitchWorkListItem W, Value *Cond,
351                      MachineBasicBlock *SwitchMBB,
352                      MachineBasicBlock *DefaultMBB);
353
354
355   /// A class which encapsulates all of the information needed to generate a
356   /// stack protector check and signals to isel via its state being initialized
357   /// that a stack protector needs to be generated.
358   ///
359   /// *NOTE* The following is a high level documentation of SelectionDAG Stack
360   /// Protector Generation. The reason that it is placed here is for a lack of
361   /// other good places to stick it.
362   ///
363   /// High Level Overview of SelectionDAG Stack Protector Generation:
364   ///
365   /// Previously, generation of stack protectors was done exclusively in the
366   /// pre-SelectionDAG Codegen LLVM IR Pass "Stack Protector". This necessitated
367   /// splitting basic blocks at the IR level to create the success/failure basic
368   /// blocks in the tail of the basic block in question. As a result of this,
369   /// calls that would have qualified for the sibling call optimization were no
370   /// longer eligible for optimization since said calls were no longer right in
371   /// the "tail position" (i.e. the immediate predecessor of a ReturnInst
372   /// instruction).
373   ///
374   /// Then it was noticed that since the sibling call optimization causes the
375   /// callee to reuse the caller's stack, if we could delay the generation of
376   /// the stack protector check until later in CodeGen after the sibling call
377   /// decision was made, we get both the tail call optimization and the stack
378   /// protector check!
379   ///
380   /// A few goals in solving this problem were:
381   ///
382   ///   1. Preserve the architecture independence of stack protector generation.
383   ///
384   ///   2. Preserve the normal IR level stack protector check for platforms like
385   ///      OpenBSD for which we support platform-specific stack protector
386   ///      generation.
387   ///
388   /// The main problem that guided the present solution is that one can not
389   /// solve this problem in an architecture independent manner at the IR level
390   /// only. This is because:
391   ///
392   ///   1. The decision on whether or not to perform a sibling call on certain
393   ///      platforms (for instance i386) requires lower level information
394   ///      related to available registers that can not be known at the IR level.
395   ///
396   ///   2. Even if the previous point were not true, the decision on whether to
397   ///      perform a tail call is done in LowerCallTo in SelectionDAG which
398   ///      occurs after the Stack Protector Pass. As a result, one would need to
399   ///      put the relevant callinst into the stack protector check success
400   ///      basic block (where the return inst is placed) and then move it back
401   ///      later at SelectionDAG/MI time before the stack protector check if the
402   ///      tail call optimization failed. The MI level option was nixed
403   ///      immediately since it would require platform-specific pattern
404   ///      matching. The SelectionDAG level option was nixed because
405   ///      SelectionDAG only processes one IR level basic block at a time
406   ///      implying one could not create a DAG Combine to move the callinst.
407   ///
408   /// To get around this problem a few things were realized:
409   ///
410   ///   1. While one can not handle multiple IR level basic blocks at the
411   ///      SelectionDAG Level, one can generate multiple machine basic blocks
412   ///      for one IR level basic block. This is how we handle bit tests and
413   ///      switches.
414   ///
415   ///   2. At the MI level, tail calls are represented via a special return
416   ///      MIInst called "tcreturn". Thus if we know the basic block in which we
417   ///      wish to insert the stack protector check, we get the correct behavior
418   ///      by always inserting the stack protector check right before the return
419   ///      statement. This is a "magical transformation" since no matter where
420   ///      the stack protector check intrinsic is, we always insert the stack
421   ///      protector check code at the end of the BB.
422   ///
423   /// Given the aforementioned constraints, the following solution was devised:
424   ///
425   ///   1. On platforms that do not support SelectionDAG stack protector check
426   ///      generation, allow for the normal IR level stack protector check
427   ///      generation to continue.
428   ///
429   ///   2. On platforms that do support SelectionDAG stack protector check
430   ///      generation:
431   ///
432   ///     a. Use the IR level stack protector pass to decide if a stack
433   ///        protector is required/which BB we insert the stack protector check
434   ///        in by reusing the logic already therein. If we wish to generate a
435   ///        stack protector check in a basic block, we place a special IR
436   ///        intrinsic called llvm.stackprotectorcheck right before the BB's
437   ///        returninst or if there is a callinst that could potentially be
438   ///        sibling call optimized, before the call inst.
439   ///
440   ///     b. Then when a BB with said intrinsic is processed, we codegen the BB
441   ///        normally via SelectBasicBlock. In said process, when we visit the
442   ///        stack protector check, we do not actually emit anything into the
443   ///        BB. Instead, we just initialize the stack protector descriptor
444   ///        class (which involves stashing information/creating the success
445   ///        mbbb and the failure mbb if we have not created one for this
446   ///        function yet) and export the guard variable that we are going to
447   ///        compare.
448   ///
449   ///     c. After we finish selecting the basic block, in FinishBasicBlock if
450   ///        the StackProtectorDescriptor attached to the SelectionDAGBuilder is
451   ///        initialized, we first find a splice point in the parent basic block
452   ///        before the terminator and then splice the terminator of said basic
453   ///        block into the success basic block. Then we code-gen a new tail for
454   ///        the parent basic block consisting of the two loads, the comparison,
455   ///        and finally two branches to the success/failure basic blocks. We
456   ///        conclude by code-gening the failure basic block if we have not
457   ///        code-gened it already (all stack protector checks we generate in
458   ///        the same function, use the same failure basic block).
459   class StackProtectorDescriptor {
460   public:
461     StackProtectorDescriptor() : ParentMBB(nullptr), SuccessMBB(nullptr),
462                                  FailureMBB(nullptr), Guard(nullptr),
463                                  GuardReg(0) { }
464
465     /// Returns true if all fields of the stack protector descriptor are
466     /// initialized implying that we should/are ready to emit a stack protector.
467     bool shouldEmitStackProtector() const {
468       return ParentMBB && SuccessMBB && FailureMBB && Guard;
469     }
470
471     /// Initialize the stack protector descriptor structure for a new basic
472     /// block.
473     void initialize(const BasicBlock *BB,
474                     MachineBasicBlock *MBB,
475                     const CallInst &StackProtCheckCall) {
476       // Make sure we are not initialized yet.
477       assert(!shouldEmitStackProtector() && "Stack Protector Descriptor is "
478              "already initialized!");
479       ParentMBB = MBB;
480       SuccessMBB = AddSuccessorMBB(BB, MBB, /* IsLikely */ true);
481       FailureMBB = AddSuccessorMBB(BB, MBB, /* IsLikely */ false, FailureMBB);
482       if (!Guard)
483         Guard = StackProtCheckCall.getArgOperand(0);
484     }
485
486     /// Reset state that changes when we handle different basic blocks.
487     ///
488     /// This currently includes:
489     ///
490     /// 1. The specific basic block we are generating a
491     /// stack protector for (ParentMBB).
492     ///
493     /// 2. The successor machine basic block that will contain the tail of
494     /// parent mbb after we create the stack protector check (SuccessMBB). This
495     /// BB is visited only on stack protector check success.
496     void resetPerBBState() {
497       ParentMBB = nullptr;
498       SuccessMBB = nullptr;
499     }
500
501     /// Reset state that only changes when we switch functions.
502     ///
503     /// This currently includes:
504     ///
505     /// 1. FailureMBB since we reuse the failure code path for all stack
506     /// protector checks created in an individual function.
507     ///
508     /// 2.The guard variable since the guard variable we are checking against is
509     /// always the same.
510     void resetPerFunctionState() {
511       FailureMBB = nullptr;
512       Guard = nullptr;
513     }
514
515     MachineBasicBlock *getParentMBB() { return ParentMBB; }
516     MachineBasicBlock *getSuccessMBB() { return SuccessMBB; }
517     MachineBasicBlock *getFailureMBB() { return FailureMBB; }
518     const Value *getGuard() { return Guard; }
519
520     unsigned getGuardReg() const { return GuardReg; }
521     void setGuardReg(unsigned R) { GuardReg = R; }
522
523   private:
524     /// The basic block for which we are generating the stack protector.
525     ///
526     /// As a result of stack protector generation, we will splice the
527     /// terminators of this basic block into the successor mbb SuccessMBB and
528     /// replace it with a compare/branch to the successor mbbs
529     /// SuccessMBB/FailureMBB depending on whether or not the stack protector
530     /// was violated.
531     MachineBasicBlock *ParentMBB;
532
533     /// A basic block visited on stack protector check success that contains the
534     /// terminators of ParentMBB.
535     MachineBasicBlock *SuccessMBB;
536
537     /// This basic block visited on stack protector check failure that will
538     /// contain a call to __stack_chk_fail().
539     MachineBasicBlock *FailureMBB;
540
541     /// The guard variable which we will compare against the stored value in the
542     /// stack protector stack slot.
543     const Value *Guard;
544
545     /// The virtual register holding the stack guard value.
546     unsigned GuardReg;
547
548     /// Add a successor machine basic block to ParentMBB. If the successor mbb
549     /// has not been created yet (i.e. if SuccMBB = 0), then the machine basic
550     /// block will be created. Assign a large weight if IsLikely is true.
551     MachineBasicBlock *AddSuccessorMBB(const BasicBlock *BB,
552                                        MachineBasicBlock *ParentMBB,
553                                        bool IsLikely,
554                                        MachineBasicBlock *SuccMBB = nullptr);
555   };
556
557 private:
558   const TargetMachine &TM;
559 public:
560   /// Lowest valid SDNodeOrder. The special case 0 is reserved for scheduling
561   /// nodes without a corresponding SDNode.
562   static const unsigned LowestSDNodeOrder = 1;
563
564   SelectionDAG &DAG;
565   const DataLayout *DL;
566   AliasAnalysis *AA;
567   const TargetLibraryInfo *LibInfo;
568
569   /// SwitchCases - Vector of CaseBlock structures used to communicate
570   /// SwitchInst code generation information.
571   std::vector<CaseBlock> SwitchCases;
572   /// JTCases - Vector of JumpTable structures used to communicate
573   /// SwitchInst code generation information.
574   std::vector<JumpTableBlock> JTCases;
575   /// BitTestCases - Vector of BitTestBlock structures used to communicate
576   /// SwitchInst code generation information.
577   std::vector<BitTestBlock> BitTestCases;
578   /// A StackProtectorDescriptor structure used to communicate stack protector
579   /// information in between SelectBasicBlock and FinishBasicBlock.
580   StackProtectorDescriptor SPDescriptor;
581
582   // Emit PHI-node-operand constants only once even if used by multiple
583   // PHI nodes.
584   DenseMap<const Constant *, unsigned> ConstantsOut;
585
586   /// FuncInfo - Information about the function as a whole.
587   ///
588   FunctionLoweringInfo &FuncInfo;
589
590   /// OptLevel - What optimization level we're generating code for.
591   ///
592   CodeGenOpt::Level OptLevel;
593
594   /// GFI - Garbage collection metadata for the function.
595   GCFunctionInfo *GFI;
596
597   /// LPadToCallSiteMap - Map a landing pad to the call site indexes.
598   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<unsigned, 4> > LPadToCallSiteMap;
599
600   /// HasTailCall - This is set to true if a call in the current
601   /// block has been translated as a tail call. In this case,
602   /// no subsequent DAG nodes should be created.
603   ///
604   bool HasTailCall;
605
606   LLVMContext *Context;
607
608   SelectionDAGBuilder(SelectionDAG &dag, FunctionLoweringInfo &funcinfo,
609                       CodeGenOpt::Level ol)
610     : CurInst(nullptr), SDNodeOrder(LowestSDNodeOrder), TM(dag.getTarget()),
611       DAG(dag), FuncInfo(funcinfo), OptLevel(ol),
612       HasTailCall(false) {
613   }
614
615   void init(GCFunctionInfo *gfi, AliasAnalysis &aa,
616             const TargetLibraryInfo *li);
617
618   /// clear - Clear out the current SelectionDAG and the associated
619   /// state and prepare this SelectionDAGBuilder object to be used
620   /// for a new block. This doesn't clear out information about
621   /// additional blocks that are needed to complete switch lowering
622   /// or PHI node updating; that information is cleared out as it is
623   /// consumed.
624   void clear();
625
626   /// clearDanglingDebugInfo - Clear the dangling debug information
627   /// map. This function is separated from the clear so that debug
628   /// information that is dangling in a basic block can be properly
629   /// resolved in a different basic block. This allows the
630   /// SelectionDAG to resolve dangling debug information attached
631   /// to PHI nodes.
632   void clearDanglingDebugInfo();
633
634   /// getRoot - Return the current virtual root of the Selection DAG,
635   /// flushing any PendingLoad items. This must be done before emitting
636   /// a store or any other node that may need to be ordered after any
637   /// prior load instructions.
638   ///
639   SDValue getRoot();
640
641   /// getControlRoot - Similar to getRoot, but instead of flushing all the
642   /// PendingLoad items, flush all the PendingExports items. It is necessary
643   /// to do this before emitting a terminator instruction.
644   ///
645   SDValue getControlRoot();
646
647   SDLoc getCurSDLoc() const {
648     return SDLoc(CurInst, SDNodeOrder);
649   }
650
651   DebugLoc getCurDebugLoc() const {
652     return CurInst ? CurInst->getDebugLoc() : DebugLoc();
653   }
654
655   unsigned getSDNodeOrder() const { return SDNodeOrder; }
656
657   void CopyValueToVirtualRegister(const Value *V, unsigned Reg);
658
659   void visit(const Instruction &I);
660
661   void visit(unsigned Opcode, const User &I);
662
663   /// getCopyFromRegs - If there was virtual register allocated for the value V
664   /// emit CopyFromReg of the specified type Ty. Return empty SDValue() otherwise.
665   SDValue getCopyFromRegs(const Value *V, Type *Ty);
666
667   // resolveDanglingDebugInfo - if we saw an earlier dbg_value referring to V,
668   // generate the debug data structures now that we've seen its definition.
669   void resolveDanglingDebugInfo(const Value *V, SDValue Val);
670   SDValue getValue(const Value *V);
671   bool findValue(const Value *V) const;
672
673   SDValue getNonRegisterValue(const Value *V);
674   SDValue getValueImpl(const Value *V);
675
676   void setValue(const Value *V, SDValue NewN) {
677     SDValue &N = NodeMap[V];
678     assert(!N.getNode() && "Already set a value for this node!");
679     N = NewN;
680   }
681
682   void setUnusedArgValue(const Value *V, SDValue NewN) {
683     SDValue &N = UnusedArgNodeMap[V];
684     assert(!N.getNode() && "Already set a value for this node!");
685     N = NewN;
686   }
687
688   void FindMergedConditions(const Value *Cond, MachineBasicBlock *TBB,
689                             MachineBasicBlock *FBB, MachineBasicBlock *CurBB,
690                             MachineBasicBlock *SwitchBB, unsigned Opc,
691                             uint32_t TW, uint32_t FW);
692   void EmitBranchForMergedCondition(const Value *Cond, MachineBasicBlock *TBB,
693                                     MachineBasicBlock *FBB,
694                                     MachineBasicBlock *CurBB,
695                                     MachineBasicBlock *SwitchBB,
696                                     uint32_t TW, uint32_t FW);
697   bool ShouldEmitAsBranches(const std::vector<CaseBlock> &Cases);
698   bool isExportableFromCurrentBlock(const Value *V, const BasicBlock *FromBB);
699   void CopyToExportRegsIfNeeded(const Value *V);
700   void ExportFromCurrentBlock(const Value *V);
701   void LowerCallTo(ImmutableCallSite CS, SDValue Callee, bool IsTailCall,
702                    MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
703
704   std::pair<SDValue, SDValue> lowerCallOperands(
705           ImmutableCallSite CS,
706           unsigned ArgIdx,
707           unsigned NumArgs,
708           SDValue Callee,
709           Type *ReturnTy,
710           MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr,
711           bool IsPatchPoint = false);
712
713   /// UpdateSplitBlock - When an MBB was split during scheduling, update the
714   /// references that need to refer to the last resulting block.
715   void UpdateSplitBlock(MachineBasicBlock *First, MachineBasicBlock *Last);
716
717   // This function is responsible for the whole statepoint lowering process.
718   // It uniformly handles invoke and call statepoints.
719   void LowerStatepoint(ImmutableStatepoint Statepoint,
720                        MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
721 private:
722   std::pair<SDValue, SDValue> lowerInvokable(
723           TargetLowering::CallLoweringInfo &CLI,
724           MachineBasicBlock *LandingPad);
725
726   // Terminator instructions.
727   void visitRet(const ReturnInst &I);
728   void visitBr(const BranchInst &I);
729   void visitSwitch(const SwitchInst &I);
730   void visitIndirectBr(const IndirectBrInst &I);
731   void visitUnreachable(const UnreachableInst &I);
732
733   uint32_t getEdgeWeight(const MachineBasicBlock *Src,
734                          const MachineBasicBlock *Dst) const;
735   void addSuccessorWithWeight(MachineBasicBlock *Src, MachineBasicBlock *Dst,
736                               uint32_t Weight = 0);
737 public:
738   void visitSwitchCase(CaseBlock &CB,
739                        MachineBasicBlock *SwitchBB);
740   void visitSPDescriptorParent(StackProtectorDescriptor &SPD,
741                                MachineBasicBlock *ParentBB);
742   void visitSPDescriptorFailure(StackProtectorDescriptor &SPD);
743   void visitBitTestHeader(BitTestBlock &B, MachineBasicBlock *SwitchBB);
744   void visitBitTestCase(BitTestBlock &BB,
745                         MachineBasicBlock* NextMBB,
746                         uint32_t BranchWeightToNext,
747                         unsigned Reg,
748                         BitTestCase &B,
749                         MachineBasicBlock *SwitchBB);
750   void visitJumpTable(JumpTable &JT);
751   void visitJumpTableHeader(JumpTable &JT, JumpTableHeader &JTH,
752                             MachineBasicBlock *SwitchBB);
753   unsigned visitLandingPadClauseBB(GlobalValue *ClauseGV,
754                                    MachineBasicBlock *LPadMBB);
755
756 private:
757   // These all get lowered before this pass.
758   void visitInvoke(const InvokeInst &I);
759   void visitResume(const ResumeInst &I);
760
761   void visitBinary(const User &I, unsigned OpCode);
762   void visitShift(const User &I, unsigned Opcode);
763   void visitAdd(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::ADD); }
764   void visitFAdd(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FADD); }
765   void visitSub(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::SUB); }
766   void visitFSub(const User &I);
767   void visitMul(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::MUL); }
768   void visitFMul(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FMUL); }
769   void visitURem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::UREM); }
770   void visitSRem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::SREM); }
771   void visitFRem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FREM); }
772   void visitUDiv(const User &I) { visitBinary(I, ISD::UDIV); }
773   void visitSDiv(const User &I);
774   void visitFDiv(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FDIV); }
775   void visitAnd (const User &I) { visitBinary(I, ISD::AND); }
776   void visitOr  (const User &I) { visitBinary(I, ISD::OR); }
777   void visitXor (const User &I) { visitBinary(I, ISD::XOR); }
778   void visitShl (const User &I) { visitShift(I, ISD::SHL); }
779   void visitLShr(const User &I) { visitShift(I, ISD::SRL); }
780   void visitAShr(const User &I) { visitShift(I, ISD::SRA); }
781   void visitICmp(const User &I);
782   void visitFCmp(const User &I);
783   // Visit the conversion instructions
784   void visitTrunc(const User &I);
785   void visitZExt(const User &I);
786   void visitSExt(const User &I);
787   void visitFPTrunc(const User &I);
788   void visitFPExt(const User &I);
789   void visitFPToUI(const User &I);
790   void visitFPToSI(const User &I);
791   void visitUIToFP(const User &I);
792   void visitSIToFP(const User &I);
793   void visitPtrToInt(const User &I);
794   void visitIntToPtr(const User &I);
795   void visitBitCast(const User &I);
796   void visitAddrSpaceCast(const User &I);
797
798   void visitExtractElement(const User &I);
799   void visitInsertElement(const User &I);
800   void visitShuffleVector(const User &I);
801
802   void visitExtractValue(const ExtractValueInst &I);
803   void visitInsertValue(const InsertValueInst &I);
804   void visitLandingPad(const LandingPadInst &I);
805
806   void visitGetElementPtr(const User &I);
807   void visitSelect(const User &I);
808
809   void visitAlloca(const AllocaInst &I);
810   void visitLoad(const LoadInst &I);
811   void visitStore(const StoreInst &I);
812   void visitMaskedLoad(const CallInst &I);
813   void visitMaskedStore(const CallInst &I);
814   void visitMaskedGather(const CallInst &I);
815   void visitMaskedScatter(const CallInst &I);
816   void visitAtomicCmpXchg(const AtomicCmpXchgInst &I);
817   void visitAtomicRMW(const AtomicRMWInst &I);
818   void visitFence(const FenceInst &I);
819   void visitPHI(const PHINode &I);
820   void visitCall(const CallInst &I);
821   bool visitMemCmpCall(const CallInst &I);
822   bool visitMemChrCall(const CallInst &I);
823   bool visitStrCpyCall(const CallInst &I, bool isStpcpy);
824   bool visitStrCmpCall(const CallInst &I);
825   bool visitStrLenCall(const CallInst &I);
826   bool visitStrNLenCall(const CallInst &I);
827   bool visitUnaryFloatCall(const CallInst &I, unsigned Opcode);
828   bool visitBinaryFloatCall(const CallInst &I, unsigned Opcode);
829   void visitAtomicLoad(const LoadInst &I);
830   void visitAtomicStore(const StoreInst &I);
831
832   void visitInlineAsm(ImmutableCallSite CS);
833   const char *visitIntrinsicCall(const CallInst &I, unsigned Intrinsic);
834   void visitTargetIntrinsic(const CallInst &I, unsigned Intrinsic);
835
836   void visitVAStart(const CallInst &I);
837   void visitVAArg(const VAArgInst &I);
838   void visitVAEnd(const CallInst &I);
839   void visitVACopy(const CallInst &I);
840   void visitStackmap(const CallInst &I);
841   void visitPatchpoint(ImmutableCallSite CS,
842                        MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
843
844   // These three are implemented in StatepointLowering.cpp
845   void visitStatepoint(const CallInst &I);
846   void visitGCRelocate(const CallInst &I);
847   void visitGCResult(const CallInst &I);
848
849   void visitUserOp1(const Instruction &I) {
850     llvm_unreachable("UserOp1 should not exist at instruction selection time!");
851   }
852   void visitUserOp2(const Instruction &I) {
853     llvm_unreachable("UserOp2 should not exist at instruction selection time!");
854   }
855
856   void processIntegerCallValue(const Instruction &I,
857                                SDValue Value, bool IsSigned);
858
859   void HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB);
860
861   /// EmitFuncArgumentDbgValue - If V is an function argument then create
862   /// corresponding DBG_VALUE machine instruction for it now. At the end of
863   /// instruction selection, they will be inserted to the entry BB.
864   bool EmitFuncArgumentDbgValue(const Value *V, DILocalVariable *Variable,
865                                 DIExpression *Expr, DILocation *DL,
866                                 int64_t Offset, bool IsIndirect,
867                                 const SDValue &N);
868
869   /// Return the next block after MBB, or nullptr if there is none.
870   MachineBasicBlock *NextBlock(MachineBasicBlock *MBB);
871
872   /// Update the DAG and DAG builder with the relevant information after
873   /// a new root node has been created which could be a tail call.
874   void updateDAGForMaybeTailCall(SDValue MaybeTC);
875 };
876
877 /// RegsForValue - This struct represents the registers (physical or virtual)
878 /// that a particular set of values is assigned, and the type information about
879 /// the value. The most common situation is to represent one value at a time,
880 /// but struct or array values are handled element-wise as multiple values.  The
881 /// splitting of aggregates is performed recursively, so that we never have
882 /// aggregate-typed registers. The values at this point do not necessarily have
883 /// legal types, so each value may require one or more registers of some legal
884 /// type.
885 ///
886 struct RegsForValue {
887   /// ValueVTs - The value types of the values, which may not be legal, and
888   /// may need be promoted or synthesized from one or more registers.
889   ///
890   SmallVector<EVT, 4> ValueVTs;
891
892   /// RegVTs - The value types of the registers. This is the same size as
893   /// ValueVTs and it records, for each value, what the type of the assigned
894   /// register or registers are. (Individual values are never synthesized
895   /// from more than one type of register.)
896   ///
897   /// With virtual registers, the contents of RegVTs is redundant with TLI's
898   /// getRegisterType member function, however when with physical registers
899   /// it is necessary to have a separate record of the types.
900   ///
901   SmallVector<MVT, 4> RegVTs;
902
903   /// Regs - This list holds the registers assigned to the values.
904   /// Each legal or promoted value requires one register, and each
905   /// expanded value requires multiple registers.
906   ///
907   SmallVector<unsigned, 4> Regs;
908
909   RegsForValue();
910
911   RegsForValue(const SmallVector<unsigned, 4> &regs, MVT regvt, EVT valuevt);
912
913   RegsForValue(LLVMContext &Context, const TargetLowering &tli, unsigned Reg,
914                Type *Ty);
915
916   /// append - Add the specified values to this one.
917   void append(const RegsForValue &RHS) {
918     ValueVTs.append(RHS.ValueVTs.begin(), RHS.ValueVTs.end());
919     RegVTs.append(RHS.RegVTs.begin(), RHS.RegVTs.end());
920     Regs.append(RHS.Regs.begin(), RHS.Regs.end());
921   }
922
923   /// getCopyFromRegs - Emit a series of CopyFromReg nodes that copies from
924   /// this value and returns the result as a ValueVTs value.  This uses
925   /// Chain/Flag as the input and updates them for the output Chain/Flag.
926   /// If the Flag pointer is NULL, no flag is used.
927   SDValue getCopyFromRegs(SelectionDAG &DAG, FunctionLoweringInfo &FuncInfo,
928                           SDLoc dl,
929                           SDValue &Chain, SDValue *Flag,
930                           const Value *V = nullptr) const;
931
932   /// getCopyToRegs - Emit a series of CopyToReg nodes that copies the specified
933   /// value into the registers specified by this object.  This uses Chain/Flag
934   /// as the input and updates them for the output Chain/Flag.  If the Flag
935   /// pointer is nullptr, no flag is used.  If V is not nullptr, then it is used
936   /// in printing better diagnostic messages on error.
937   void
938   getCopyToRegs(SDValue Val, SelectionDAG &DAG, SDLoc dl, SDValue &Chain,
939                 SDValue *Flag, const Value *V = nullptr,
940                 ISD::NodeType PreferredExtendType = ISD::ANY_EXTEND) const;
941
942   /// AddInlineAsmOperands - Add this value to the specified inlineasm node
943   /// operand list.  This adds the code marker, matching input operand index
944   /// (if applicable), and includes the number of values added into it.
945   void AddInlineAsmOperands(unsigned Kind,
946                             bool HasMatching, unsigned MatchingIdx, SDLoc dl,
947                             SelectionDAG &DAG,
948                             std::vector<SDValue> &Ops) const;
949 };
950
951 } // end namespace llvm
952
953 #endif