Add 256-bit vaddsub, vhadd, vhsub, vblend and vdpp instructions!
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / DAGISelMatcherGen.cpp
1 //===- DAGISelMatcherGen.cpp - Matcher generator --------------------------===//
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 #include "DAGISelMatcher.h"
11 #include "CodeGenDAGPatterns.h"
12 #include "Record.h"
13 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
14 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
15 #include <utility>
16 using namespace llvm;
17
18
19 /// getRegisterValueType - Look up and return the ValueType of the specified
20 /// register. If the register is a member of multiple register classes which
21 /// have different associated types, return MVT::Other.
22 static MVT::SimpleValueType getRegisterValueType(Record *R,
23                                                  const CodeGenTarget &T) {
24   bool FoundRC = false;
25   MVT::SimpleValueType VT = MVT::Other;
26   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = T.getRegisterClasses();
27   std::vector<Record*>::const_iterator Element;
28   
29   for (unsigned rc = 0, e = RCs.size(); rc != e; ++rc) {
30     const CodeGenRegisterClass &RC = RCs[rc];
31     if (!std::count(RC.Elements.begin(), RC.Elements.end(), R))
32       continue;
33     
34     if (!FoundRC) {
35       FoundRC = true;
36       VT = RC.getValueTypeNum(0);
37       continue;
38     }
39
40     // If this occurs in multiple register classes, they all have to agree.
41     assert(VT == RC.getValueTypeNum(0));
42   }
43   return VT;
44 }
45
46
47 namespace {
48   class MatcherGen {
49     const PatternToMatch &Pattern;
50     const CodeGenDAGPatterns &CGP;
51     
52     /// PatWithNoTypes - This is a clone of Pattern.getSrcPattern() that starts
53     /// out with all of the types removed.  This allows us to insert type checks
54     /// as we scan the tree.
55     TreePatternNode *PatWithNoTypes;
56     
57     /// VariableMap - A map from variable names ('$dst') to the recorded operand
58     /// number that they were captured as.  These are biased by 1 to make
59     /// insertion easier.
60     StringMap<unsigned> VariableMap;
61     
62     /// NextRecordedOperandNo - As we emit opcodes to record matched values in
63     /// the RecordedNodes array, this keeps track of which slot will be next to
64     /// record into.
65     unsigned NextRecordedOperandNo;
66     
67     /// MatchedChainNodes - This maintains the position in the recorded nodes
68     /// array of all of the recorded input nodes that have chains.
69     SmallVector<unsigned, 2> MatchedChainNodes;
70
71     /// MatchedFlagResultNodes - This maintains the position in the recorded
72     /// nodes array of all of the recorded input nodes that have flag results.
73     SmallVector<unsigned, 2> MatchedFlagResultNodes;
74     
75     /// MatchedComplexPatterns - This maintains a list of all of the
76     /// ComplexPatterns that we need to check.  The patterns are known to have
77     /// names which were recorded.  The second element of each pair is the first
78     /// slot number that the OPC_CheckComplexPat opcode drops the matched
79     /// results into.
80     SmallVector<std::pair<const TreePatternNode*,
81                           unsigned>, 2> MatchedComplexPatterns;
82     
83     /// PhysRegInputs - List list has an entry for each explicitly specified
84     /// physreg input to the pattern.  The first elt is the Register node, the
85     /// second is the recorded slot number the input pattern match saved it in.
86     SmallVector<std::pair<Record*, unsigned>, 2> PhysRegInputs;
87     
88     /// Matcher - This is the top level of the generated matcher, the result.
89     Matcher *TheMatcher;
90     
91     /// CurPredicate - As we emit matcher nodes, this points to the latest check
92     /// which should have future checks stuck into its Next position.
93     Matcher *CurPredicate;
94   public:
95     MatcherGen(const PatternToMatch &pattern, const CodeGenDAGPatterns &cgp);
96     
97     ~MatcherGen() {
98       delete PatWithNoTypes;
99     }
100     
101     bool EmitMatcherCode(unsigned Variant);
102     void EmitResultCode();
103     
104     Matcher *GetMatcher() const { return TheMatcher; }
105     Matcher *GetCurPredicate() const { return CurPredicate; }
106   private:
107     void AddMatcher(Matcher *NewNode);
108     void InferPossibleTypes();
109     
110     // Matcher Generation.
111     void EmitMatchCode(const TreePatternNode *N, TreePatternNode *NodeNoTypes);
112     void EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N);
113     void EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
114                                TreePatternNode *NodeNoTypes);
115     
116     // Result Code Generation.
117     unsigned getNamedArgumentSlot(StringRef Name) {
118       unsigned VarMapEntry = VariableMap[Name];
119       assert(VarMapEntry != 0 &&
120              "Variable referenced but not defined and not caught earlier!");
121       return VarMapEntry-1;
122     }
123
124     /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
125     const TreePatternNode *GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Ins,
126                                               const TreePatternNode *N);
127     
128     void EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
129                            SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
130     void EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
131                                   SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
132     void EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
133                                  SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
134     void EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
135                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
136     void EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
137                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
138     };
139   
140 } // end anon namespace.
141
142 MatcherGen::MatcherGen(const PatternToMatch &pattern,
143                        const CodeGenDAGPatterns &cgp)
144 : Pattern(pattern), CGP(cgp), NextRecordedOperandNo(0),
145   TheMatcher(0), CurPredicate(0) {
146   // We need to produce the matcher tree for the patterns source pattern.  To do
147   // this we need to match the structure as well as the types.  To do the type
148   // matching, we want to figure out the fewest number of type checks we need to
149   // emit.  For example, if there is only one integer type supported by a
150   // target, there should be no type comparisons at all for integer patterns!
151   //
152   // To figure out the fewest number of type checks needed, clone the pattern,
153   // remove the types, then perform type inference on the pattern as a whole.
154   // If there are unresolved types, emit an explicit check for those types,
155   // apply the type to the tree, then rerun type inference.  Iterate until all
156   // types are resolved.
157   //
158   PatWithNoTypes = Pattern.getSrcPattern()->clone();
159   PatWithNoTypes->RemoveAllTypes();
160     
161   // If there are types that are manifestly known, infer them.
162   InferPossibleTypes();
163 }
164
165 /// InferPossibleTypes - As we emit the pattern, we end up generating type
166 /// checks and applying them to the 'PatWithNoTypes' tree.  As we do this, we
167 /// want to propagate implied types as far throughout the tree as possible so
168 /// that we avoid doing redundant type checks.  This does the type propagation.
169 void MatcherGen::InferPossibleTypes() {
170   // TP - Get *SOME* tree pattern, we don't care which.  It is only used for
171   // diagnostics, which we know are impossible at this point.
172   TreePattern &TP = *CGP.pf_begin()->second;
173   
174   try {
175     bool MadeChange = true;
176     while (MadeChange)
177       MadeChange = PatWithNoTypes->ApplyTypeConstraints(TP,
178                                                 true/*Ignore reg constraints*/);
179   } catch (...) {
180     errs() << "Type constraint application shouldn't fail!";
181     abort();
182   }
183 }
184
185
186 /// AddMatcher - Add a matcher node to the current graph we're building. 
187 void MatcherGen::AddMatcher(Matcher *NewNode) {
188   if (CurPredicate != 0)
189     CurPredicate->setNext(NewNode);
190   else
191     TheMatcher = NewNode;
192   CurPredicate = NewNode;
193 }
194
195
196 //===----------------------------------------------------------------------===//
197 // Pattern Match Generation
198 //===----------------------------------------------------------------------===//
199
200 /// EmitLeafMatchCode - Generate matching code for leaf nodes.
201 void MatcherGen::EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N) {
202   assert(N->isLeaf() && "Not a leaf?");
203   
204   // Direct match against an integer constant.
205   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
206     // If this is the root of the dag we're matching, we emit a redundant opcode
207     // check to ensure that this gets folded into the normal top-level
208     // OpcodeSwitch.
209     if (N == Pattern.getSrcPattern()) {
210       const SDNodeInfo &NI = CGP.getSDNodeInfo(CGP.getSDNodeNamed("imm"));
211       AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(NI));
212     }
213
214     return AddMatcher(new CheckIntegerMatcher(II->getValue()));
215   }
216   
217   DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue());
218   if (DI == 0) {
219     errs() << "Unknown leaf kind: " << *DI << "\n";
220     abort();
221   }
222   
223   Record *LeafRec = DI->getDef();
224   if (// Handle register references.  Nothing to do here, they always match.
225       LeafRec->isSubClassOf("RegisterClass") || 
226       LeafRec->isSubClassOf("PointerLikeRegClass") ||
227       LeafRec->isSubClassOf("SubRegIndex") ||
228       // Place holder for SRCVALUE nodes. Nothing to do here.
229       LeafRec->getName() == "srcvalue")
230     return;
231
232   // If we have a physreg reference like (mul gpr:$src, EAX) then we need to
233   // record the register 
234   if (LeafRec->isSubClassOf("Register")) {
235     AddMatcher(new RecordMatcher("physreg input "+LeafRec->getName(),
236                                  NextRecordedOperandNo));
237     PhysRegInputs.push_back(std::make_pair(LeafRec, NextRecordedOperandNo++));
238     return;
239   }
240   
241   if (LeafRec->isSubClassOf("ValueType"))
242     return AddMatcher(new CheckValueTypeMatcher(LeafRec->getName()));
243   
244   if (LeafRec->isSubClassOf("CondCode"))
245     return AddMatcher(new CheckCondCodeMatcher(LeafRec->getName()));
246   
247   if (LeafRec->isSubClassOf("ComplexPattern")) {
248     // We can't model ComplexPattern uses that don't have their name taken yet.
249     // The OPC_CheckComplexPattern operation implicitly records the results.
250     if (N->getName().empty()) {
251       errs() << "We expect complex pattern uses to have names: " << *N << "\n";
252       exit(1);
253     }
254
255     // Remember this ComplexPattern so that we can emit it after all the other
256     // structural matches are done.
257     MatchedComplexPatterns.push_back(std::make_pair(N, 0));
258     return;
259   }
260   
261   errs() << "Unknown leaf kind: " << *N << "\n";
262   abort();
263 }
264
265 void MatcherGen::EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
266                                        TreePatternNode *NodeNoTypes) {
267   assert(!N->isLeaf() && "Not an operator?");
268   const SDNodeInfo &CInfo = CGP.getSDNodeInfo(N->getOperator());
269   
270   // If this is an 'and R, 1234' where the operation is AND/OR and the RHS is
271   // a constant without a predicate fn that has more that one bit set, handle
272   // this as a special case.  This is usually for targets that have special
273   // handling of certain large constants (e.g. alpha with it's 8/16/32-bit
274   // handling stuff).  Using these instructions is often far more efficient
275   // than materializing the constant.  Unfortunately, both the instcombiner
276   // and the dag combiner can often infer that bits are dead, and thus drop
277   // them from the mask in the dag.  For example, it might turn 'AND X, 255'
278   // into 'AND X, 254' if it knows the low bit is set.  Emit code that checks
279   // to handle this.
280   if ((N->getOperator()->getName() == "and" || 
281        N->getOperator()->getName() == "or") &&
282       N->getChild(1)->isLeaf() && N->getChild(1)->getPredicateFns().empty() &&
283       N->getPredicateFns().empty()) {
284     if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getChild(1)->getLeafValue())) {
285       if (!isPowerOf2_32(II->getValue())) {  // Don't bother with single bits.
286         // If this is at the root of the pattern, we emit a redundant
287         // CheckOpcode so that the following checks get factored properly under
288         // a single opcode check.
289         if (N == Pattern.getSrcPattern())
290           AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
291
292         // Emit the CheckAndImm/CheckOrImm node.
293         if (N->getOperator()->getName() == "and")
294           AddMatcher(new CheckAndImmMatcher(II->getValue()));
295         else
296           AddMatcher(new CheckOrImmMatcher(II->getValue()));
297
298         // Match the LHS of the AND as appropriate.
299         AddMatcher(new MoveChildMatcher(0));
300         EmitMatchCode(N->getChild(0), NodeNoTypes->getChild(0));
301         AddMatcher(new MoveParentMatcher());
302         return;
303       }
304     }
305   }
306   
307   // Check that the current opcode lines up.
308   AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
309   
310   // If this node has memory references (i.e. is a load or store), tell the
311   // interpreter to capture them in the memref array.
312   if (N->NodeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP))
313     AddMatcher(new RecordMemRefMatcher());
314   
315   // If this node has a chain, then the chain is operand #0 is the SDNode, and
316   // the child numbers of the node are all offset by one.
317   unsigned OpNo = 0;
318   if (N->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP)) {
319     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
320     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
321                                          "' chained node",
322                                  NextRecordedOperandNo));
323     // Remember all of the input chains our pattern will match.
324     MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
325     
326     // Don't look at the input chain when matching the tree pattern to the
327     // SDNode.
328     OpNo = 1;
329
330     // If this node is not the root and the subtree underneath it produces a
331     // chain, then the result of matching the node is also produce a chain.
332     // Beyond that, this means that we're also folding (at least) the root node
333     // into the node that produce the chain (for example, matching
334     // "(add reg, (load ptr))" as a add_with_memory on X86).  This is
335     // problematic, if the 'reg' node also uses the load (say, its chain).
336     // Graphically:
337     //
338     //         [LD]
339     //         ^  ^
340     //         |  \                              DAG's like cheese.
341     //        /    |
342     //       /    [YY]
343     //       |     ^
344     //      [XX]--/
345     //
346     // It would be invalid to fold XX and LD.  In this case, folding the two
347     // nodes together would induce a cycle in the DAG, making it a 'cyclic DAG'
348     // To prevent this, we emit a dynamic check for legality before allowing
349     // this to be folded.
350     //
351     const TreePatternNode *Root = Pattern.getSrcPattern();
352     if (N != Root) {                             // Not the root of the pattern.
353       // If there is a node between the root and this node, then we definitely
354       // need to emit the check.
355       bool NeedCheck = !Root->hasChild(N);
356       
357       // If it *is* an immediate child of the root, we can still need a check if
358       // the root SDNode has multiple inputs.  For us, this means that it is an
359       // intrinsic, has multiple operands, or has other inputs like chain or
360       // flag).
361       if (!NeedCheck) {
362         const SDNodeInfo &PInfo = CGP.getSDNodeInfo(Root->getOperator());
363         NeedCheck =
364           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_void_sdnode() ||
365           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_w_chain_sdnode() ||
366           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_wo_chain_sdnode() ||
367           PInfo.getNumOperands() > 1 ||
368           PInfo.hasProperty(SDNPHasChain) ||
369           PInfo.hasProperty(SDNPInFlag) ||
370           PInfo.hasProperty(SDNPOptInFlag);
371       }
372       
373       if (NeedCheck)
374         AddMatcher(new CheckFoldableChainNodeMatcher());
375     }
376   }
377
378   // If this node has an output flag and isn't the root, remember it.
379   if (N->NodeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP) && 
380       N != Pattern.getSrcPattern()) {
381     // TODO: This redundantly records nodes with both flags and chains.
382     
383     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
384     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
385                                          "' flag output node",
386                                  NextRecordedOperandNo));
387     // Remember all of the nodes with output flags our pattern will match.
388     MatchedFlagResultNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
389   }
390   
391   // If this node is known to have an input flag or if it *might* have an input
392   // flag, capture it as the flag input of the pattern.
393   if (N->NodeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
394       N->NodeHasProperty(SDNPInFlag, CGP))
395     AddMatcher(new CaptureFlagInputMatcher());
396       
397   for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i, ++OpNo) {
398     // Get the code suitable for matching this child.  Move to the child, check
399     // it then move back to the parent.
400     AddMatcher(new MoveChildMatcher(OpNo));
401     EmitMatchCode(N->getChild(i), NodeNoTypes->getChild(i));
402     AddMatcher(new MoveParentMatcher());
403   }
404 }
405
406
407 void MatcherGen::EmitMatchCode(const TreePatternNode *N,
408                                TreePatternNode *NodeNoTypes) {
409   // If N and NodeNoTypes don't agree on a type, then this is a case where we
410   // need to do a type check.  Emit the check, apply the tyep to NodeNoTypes and
411   // reinfer any correlated types.
412   SmallVector<unsigned, 2> ResultsToTypeCheck;
413   
414   for (unsigned i = 0, e = NodeNoTypes->getNumTypes(); i != e; ++i) {
415     if (NodeNoTypes->getExtType(i) == N->getExtType(i)) continue;
416     NodeNoTypes->setType(i, N->getExtType(i));
417     InferPossibleTypes();
418     ResultsToTypeCheck.push_back(i);
419   }
420   
421   // If this node has a name associated with it, capture it in VariableMap. If
422   // we already saw this in the pattern, emit code to verify dagness.
423   if (!N->getName().empty()) {
424     unsigned &VarMapEntry = VariableMap[N->getName()];
425     if (VarMapEntry == 0) {
426       // If it is a named node, we must emit a 'Record' opcode.
427       AddMatcher(new RecordMatcher("$" + N->getName(), NextRecordedOperandNo));
428       VarMapEntry = ++NextRecordedOperandNo;
429     } else {
430       // If we get here, this is a second reference to a specific name.  Since
431       // we already have checked that the first reference is valid, we don't
432       // have to recursively match it, just check that it's the same as the
433       // previously named thing.
434       AddMatcher(new CheckSameMatcher(VarMapEntry-1));
435       return;
436     }
437   }
438   
439   if (N->isLeaf())
440     EmitLeafMatchCode(N);
441   else
442     EmitOperatorMatchCode(N, NodeNoTypes);
443   
444   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
445   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
446     AddMatcher(new CheckPredicateMatcher(N->getPredicateFns()[i]));
447   
448   for (unsigned i = 0, e = ResultsToTypeCheck.size(); i != e; ++i)
449     AddMatcher(new CheckTypeMatcher(N->getType(ResultsToTypeCheck[i]),
450                                     ResultsToTypeCheck[i]));
451 }
452
453 /// EmitMatcherCode - Generate the code that matches the predicate of this
454 /// pattern for the specified Variant.  If the variant is invalid this returns
455 /// true and does not generate code, if it is valid, it returns false.
456 bool MatcherGen::EmitMatcherCode(unsigned Variant) {
457   // If the root of the pattern is a ComplexPattern and if it is specified to
458   // match some number of root opcodes, these are considered to be our variants.
459   // Depending on which variant we're generating code for, emit the root opcode
460   // check.
461   if (const ComplexPattern *CP =
462                    Pattern.getSrcPattern()->getComplexPatternInfo(CGP)) {
463     const std::vector<Record*> &OpNodes = CP->getRootNodes();
464     assert(!OpNodes.empty() &&"Complex Pattern must specify what it can match");
465     if (Variant >= OpNodes.size()) return true;
466     
467     AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[Variant])));
468   } else {
469     if (Variant != 0) return true;
470   }
471     
472   // Emit the matcher for the pattern structure and types.
473   EmitMatchCode(Pattern.getSrcPattern(), PatWithNoTypes);
474   
475   // If the pattern has a predicate on it (e.g. only enabled when a subtarget
476   // feature is around, do the check).
477   if (!Pattern.getPredicateCheck().empty())
478     AddMatcher(new CheckPatternPredicateMatcher(Pattern.getPredicateCheck()));
479   
480   // Now that we've completed the structural type match, emit any ComplexPattern
481   // checks (e.g. addrmode matches).  We emit this after the structural match
482   // because they are generally more expensive to evaluate and more difficult to
483   // factor.
484   for (unsigned i = 0, e = MatchedComplexPatterns.size(); i != e; ++i) {
485     const TreePatternNode *N = MatchedComplexPatterns[i].first;
486     
487     // Remember where the results of this match get stuck.
488     MatchedComplexPatterns[i].second = NextRecordedOperandNo;
489
490     // Get the slot we recorded the value in from the name on the node.
491     unsigned RecNodeEntry = VariableMap[N->getName()];
492     assert(!N->getName().empty() && RecNodeEntry &&
493            "Complex pattern should have a name and slot");
494     --RecNodeEntry;  // Entries in VariableMap are biased.
495     
496     const ComplexPattern &CP =
497       CGP.getComplexPattern(((DefInit*)N->getLeafValue())->getDef());
498     
499     // Emit a CheckComplexPat operation, which does the match (aborting if it
500     // fails) and pushes the matched operands onto the recorded nodes list.
501     AddMatcher(new CheckComplexPatMatcher(CP, RecNodeEntry,
502                                           N->getName(), NextRecordedOperandNo));
503     
504     // Record the right number of operands.
505     NextRecordedOperandNo += CP.getNumOperands();
506     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain)) {
507       // If the complex pattern has a chain, then we need to keep track of the
508       // fact that we just recorded a chain input.  The chain input will be
509       // matched as the last operand of the predicate if it was successful.
510       ++NextRecordedOperandNo; // Chained node operand.
511     
512       // It is the last operand recorded.
513       assert(NextRecordedOperandNo > 1 &&
514              "Should have recorded input/result chains at least!");
515       MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo-1);
516     }
517     
518     // TODO: Complex patterns can't have output flags, if they did, we'd want
519     // to record them.
520   }
521   
522   return false;
523 }
524
525
526 //===----------------------------------------------------------------------===//
527 // Node Result Generation
528 //===----------------------------------------------------------------------===//
529
530 void MatcherGen::EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
531                                           SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps){
532   assert(!N->getName().empty() && "Operand not named!");
533   
534   // A reference to a complex pattern gets all of the results of the complex
535   // pattern's match.
536   if (const ComplexPattern *CP = N->getComplexPatternInfo(CGP)) {
537     unsigned SlotNo = 0;
538     for (unsigned i = 0, e = MatchedComplexPatterns.size(); i != e; ++i)
539       if (MatchedComplexPatterns[i].first->getName() == N->getName()) {
540         SlotNo = MatchedComplexPatterns[i].second;
541         break;
542       }
543     assert(SlotNo != 0 && "Didn't get a slot number assigned?");
544     
545     // The first slot entry is the node itself, the subsequent entries are the
546     // matched values.
547     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
548       ResultOps.push_back(SlotNo+i);
549     return;
550   }
551
552   unsigned SlotNo = getNamedArgumentSlot(N->getName());
553
554   // If this is an 'imm' or 'fpimm' node, make sure to convert it to the target
555   // version of the immediate so that it doesn't get selected due to some other
556   // node use.
557   if (!N->isLeaf()) {
558     StringRef OperatorName = N->getOperator()->getName();
559     if (OperatorName == "imm" || OperatorName == "fpimm") {
560       AddMatcher(new EmitConvertToTargetMatcher(SlotNo));
561       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
562       return;
563     }
564   }
565   
566   ResultOps.push_back(SlotNo);
567 }
568
569 void MatcherGen::EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
570                                          SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
571   assert(N->isLeaf() && "Must be a leaf");
572   
573   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
574     AddMatcher(new EmitIntegerMatcher(II->getValue(), N->getType(0)));
575     ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
576     return;
577   }
578   
579   // If this is an explicit register reference, handle it.
580   if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue())) {
581     if (DI->getDef()->isSubClassOf("Register")) {
582       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(DI->getDef(), N->getType(0)));
583       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
584       return;
585     }
586     
587     if (DI->getDef()->getName() == "zero_reg") {
588       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(0, N->getType(0)));
589       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
590       return;
591     }
592     
593     // Handle a reference to a register class. This is used
594     // in COPY_TO_SUBREG instructions.
595     if (DI->getDef()->isSubClassOf("RegisterClass")) {
596       std::string Value = getQualifiedName(DI->getDef()) + "RegClassID";
597       AddMatcher(new EmitStringIntegerMatcher(Value, MVT::i32));
598       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
599       return;
600     }
601
602     // Handle a subregister index. This is used for INSERT_SUBREG etc.
603     if (DI->getDef()->isSubClassOf("SubRegIndex")) {
604       std::string Value = getQualifiedName(DI->getDef());
605       AddMatcher(new EmitStringIntegerMatcher(Value, MVT::i32));
606       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
607       return;
608     }
609   }
610   
611   errs() << "unhandled leaf node: \n";
612   N->dump();
613 }
614
615 /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
616 /// 
617 const TreePatternNode *MatcherGen::
618 GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Inst, const TreePatternNode *N) {
619   const TreePattern *InstPat = Inst.getPattern();
620   
621   // FIXME2?: Assume actual pattern comes before "implicit".
622   TreePatternNode *InstPatNode;
623   if (InstPat)
624     InstPatNode = InstPat->getTree(0);
625   else if (/*isRoot*/ N == Pattern.getDstPattern())
626     InstPatNode = Pattern.getSrcPattern();
627   else
628     return 0;
629   
630   if (InstPatNode && !InstPatNode->isLeaf() &&
631       InstPatNode->getOperator()->getName() == "set")
632     InstPatNode = InstPatNode->getChild(InstPatNode->getNumChildren()-1);
633   
634   return InstPatNode;
635 }
636
637 void MatcherGen::
638 EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
639                                SmallVectorImpl<unsigned> &OutputOps) {
640   Record *Op = N->getOperator();
641   const CodeGenTarget &CGT = CGP.getTargetInfo();
642   CodeGenInstruction &II = CGT.getInstruction(Op);
643   const DAGInstruction &Inst = CGP.getInstruction(Op);
644   
645   // If we can, get the pattern for the instruction we're generating.  We derive
646   // a variety of information from this pattern, such as whether it has a chain.
647   //
648   // FIXME2: This is extremely dubious for several reasons, not the least of
649   // which it gives special status to instructions with patterns that Pat<>
650   // nodes can't duplicate.
651   const TreePatternNode *InstPatNode = GetInstPatternNode(Inst, N);
652
653   // NodeHasChain - Whether the instruction node we're creating takes chains.  
654   bool NodeHasChain = InstPatNode &&
655                       InstPatNode->TreeHasProperty(SDNPHasChain, CGP);
656   
657   bool isRoot = N == Pattern.getDstPattern();
658
659   // TreeHasOutFlag - True if this tree has a flag.
660   bool TreeHasInFlag = false, TreeHasOutFlag = false;
661   if (isRoot) {
662     const TreePatternNode *SrcPat = Pattern.getSrcPattern();
663     TreeHasInFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
664                     SrcPat->TreeHasProperty(SDNPInFlag, CGP);
665   
666     // FIXME2: this is checking the entire pattern, not just the node in
667     // question, doing this just for the root seems like a total hack.
668     TreeHasOutFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP);
669   }
670
671   // NumResults - This is the number of results produced by the instruction in
672   // the "outs" list.
673   unsigned NumResults = Inst.getNumResults();    
674
675   // Loop over all of the operands of the instruction pattern, emitting code
676   // to fill them all in.  The node 'N' usually has number children equal to
677   // the number of input operands of the instruction.  However, in cases
678   // where there are predicate operands for an instruction, we need to fill
679   // in the 'execute always' values.  Match up the node operands to the
680   // instruction operands to do this.
681   SmallVector<unsigned, 8> InstOps;
682   for (unsigned ChildNo = 0, InstOpNo = NumResults, e = II.OperandList.size();
683        InstOpNo != e; ++InstOpNo) {
684     
685     // Determine what to emit for this operand.
686     Record *OperandNode = II.OperandList[InstOpNo].Rec;
687     if ((OperandNode->isSubClassOf("PredicateOperand") ||
688          OperandNode->isSubClassOf("OptionalDefOperand")) &&
689         !CGP.getDefaultOperand(OperandNode).DefaultOps.empty()) {
690       // This is a predicate or optional def operand; emit the
691       // 'default ops' operands.
692       const DAGDefaultOperand &DefaultOp =
693         CGP.getDefaultOperand(II.OperandList[InstOpNo].Rec);
694       for (unsigned i = 0, e = DefaultOp.DefaultOps.size(); i != e; ++i)
695         EmitResultOperand(DefaultOp.DefaultOps[i], InstOps);
696       continue;
697     }
698     
699     const TreePatternNode *Child = N->getChild(ChildNo);
700     
701     // Otherwise this is a normal operand or a predicate operand without
702     // 'execute always'; emit it.
703     unsigned BeforeAddingNumOps = InstOps.size();
704     EmitResultOperand(Child, InstOps);
705     assert(InstOps.size() > BeforeAddingNumOps && "Didn't add any operands");
706     
707     // If the operand is an instruction and it produced multiple results, just
708     // take the first one.
709     if (!Child->isLeaf() && Child->getOperator()->isSubClassOf("Instruction"))
710       InstOps.resize(BeforeAddingNumOps+1);
711     
712     ++ChildNo;
713   }
714   
715   // If this node has an input flag or explicitly specified input physregs, we
716   // need to add chained and flagged copyfromreg nodes and materialize the flag
717   // input.
718   if (isRoot && !PhysRegInputs.empty()) {
719     // Emit all of the CopyToReg nodes for the input physical registers.  These
720     // occur in patterns like (mul:i8 AL:i8, GR8:i8:$src).
721     for (unsigned i = 0, e = PhysRegInputs.size(); i != e; ++i)
722       AddMatcher(new EmitCopyToRegMatcher(PhysRegInputs[i].second,
723                                           PhysRegInputs[i].first));
724     // Even if the node has no other flag inputs, the resultant node must be
725     // flagged to the CopyFromReg nodes we just generated.
726     TreeHasInFlag = true;
727   }
728   
729   // Result order: node results, chain, flags
730   
731   // Determine the result types.
732   SmallVector<MVT::SimpleValueType, 4> ResultVTs;
733   for (unsigned i = 0, e = N->getNumTypes(); i != e; ++i)
734     ResultVTs.push_back(N->getType(i));
735   
736   // If this is the root instruction of a pattern that has physical registers in
737   // its result pattern, add output VTs for them.  For example, X86 has:
738   //   (set AL, (mul ...))
739   // This also handles implicit results like:
740   //   (implicit EFLAGS)
741   if (isRoot && !Pattern.getDstRegs().empty()) {
742     // If the root came from an implicit def in the instruction handling stuff,
743     // don't re-add it.
744     Record *HandledReg = 0;
745     if (II.HasOneImplicitDefWithKnownVT(CGT) != MVT::Other)
746       HandledReg = II.ImplicitDefs[0];
747     
748     for (unsigned i = 0; i != Pattern.getDstRegs().size(); ++i) {
749       Record *Reg = Pattern.getDstRegs()[i];
750       if (!Reg->isSubClassOf("Register") || Reg == HandledReg) continue;
751       ResultVTs.push_back(getRegisterValueType(Reg, CGT));
752     }
753   }
754
755   // If this is the root of the pattern and the pattern we're matching includes
756   // a node that is variadic, mark the generated node as variadic so that it
757   // gets the excess operands from the input DAG.
758   int NumFixedArityOperands = -1;
759   if (isRoot &&
760       (Pattern.getSrcPattern()->NodeHasProperty(SDNPVariadic, CGP)))
761     NumFixedArityOperands = Pattern.getSrcPattern()->getNumChildren();
762   
763   // If this is the root node and any of the nodes matched nodes in the input
764   // pattern have MemRefs in them, have the interpreter collect them and plop
765   // them onto this node.
766   //
767   // FIXME3: This is actively incorrect for result patterns where the root of
768   // the pattern is not the memory reference and is also incorrect when the
769   // result pattern has multiple memory-referencing instructions.  For example,
770   // in the X86 backend, this pattern causes the memrefs to get attached to the
771   // CVTSS2SDrr instead of the MOVSSrm:
772   //
773   //  def : Pat<(extloadf32 addr:$src),
774   //            (CVTSS2SDrr (MOVSSrm addr:$src))>;
775   //
776   bool NodeHasMemRefs =
777     isRoot && Pattern.getSrcPattern()->TreeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP);
778
779   assert((!ResultVTs.empty() || TreeHasOutFlag || NodeHasChain) &&
780          "Node has no result");
781   
782   AddMatcher(new EmitNodeMatcher(II.Namespace+"::"+II.TheDef->getName(),
783                                  ResultVTs.data(), ResultVTs.size(),
784                                  InstOps.data(), InstOps.size(),
785                                  NodeHasChain, TreeHasInFlag, TreeHasOutFlag,
786                                  NodeHasMemRefs, NumFixedArityOperands,
787                                  NextRecordedOperandNo));
788   
789   // The non-chain and non-flag results of the newly emitted node get recorded.
790   for (unsigned i = 0, e = ResultVTs.size(); i != e; ++i) {
791     if (ResultVTs[i] == MVT::Other || ResultVTs[i] == MVT::Flag) break;
792     OutputOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
793   }
794 }
795
796 void MatcherGen::
797 EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
798                                SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
799   assert(N->getOperator()->isSubClassOf("SDNodeXForm") && "Not SDNodeXForm?");
800
801   // Emit the operand.
802   SmallVector<unsigned, 8> InputOps;
803   
804   // FIXME2: Could easily generalize this to support multiple inputs and outputs
805   // to the SDNodeXForm.  For now we just support one input and one output like
806   // the old instruction selector.
807   assert(N->getNumChildren() == 1);
808   EmitResultOperand(N->getChild(0), InputOps);
809
810   // The input currently must have produced exactly one result.
811   assert(InputOps.size() == 1 && "Unexpected input to SDNodeXForm");
812
813   AddMatcher(new EmitNodeXFormMatcher(InputOps[0], N->getOperator()));
814   ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
815 }
816
817 void MatcherGen::EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
818                                    SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
819   // This is something selected from the pattern we matched.
820   if (!N->getName().empty())
821     return EmitResultOfNamedOperand(N, ResultOps);
822
823   if (N->isLeaf())
824     return EmitResultLeafAsOperand(N, ResultOps);
825
826   Record *OpRec = N->getOperator();
827   if (OpRec->isSubClassOf("Instruction"))
828     return EmitResultInstructionAsOperand(N, ResultOps);
829   if (OpRec->isSubClassOf("SDNodeXForm"))
830     return EmitResultSDNodeXFormAsOperand(N, ResultOps);
831   errs() << "Unknown result node to emit code for: " << *N << '\n';
832   throw std::string("Unknown node in result pattern!");
833 }
834
835 void MatcherGen::EmitResultCode() {
836   // Patterns that match nodes with (potentially multiple) chain inputs have to
837   // merge them together into a token factor.  This informs the generated code
838   // what all the chained nodes are.
839   if (!MatchedChainNodes.empty())
840     AddMatcher(new EmitMergeInputChainsMatcher
841                (MatchedChainNodes.data(), MatchedChainNodes.size()));
842   
843   // Codegen the root of the result pattern, capturing the resulting values.
844   SmallVector<unsigned, 8> Ops;
845   EmitResultOperand(Pattern.getDstPattern(), Ops);
846
847   // At this point, we have however many values the result pattern produces.
848   // However, the input pattern might not need all of these.  If there are
849   // excess values at the end (such as implicit defs of condition codes etc)
850   // just lop them off.  This doesn't need to worry about flags or chains, just
851   // explicit results.
852   //
853   unsigned NumSrcResults = Pattern.getSrcPattern()->getNumTypes();
854   
855   // If the pattern also has (implicit) results, count them as well.
856   if (!Pattern.getDstRegs().empty()) {
857     // If the root came from an implicit def in the instruction handling stuff,
858     // don't re-add it.
859     Record *HandledReg = 0;
860     const TreePatternNode *DstPat = Pattern.getDstPattern();
861     if (!DstPat->isLeaf() &&DstPat->getOperator()->isSubClassOf("Instruction")){
862       const CodeGenTarget &CGT = CGP.getTargetInfo();
863       CodeGenInstruction &II = CGT.getInstruction(DstPat->getOperator());
864
865       if (II.HasOneImplicitDefWithKnownVT(CGT) != MVT::Other)
866         HandledReg = II.ImplicitDefs[0];
867     }
868     
869     for (unsigned i = 0; i != Pattern.getDstRegs().size(); ++i) {
870       Record *Reg = Pattern.getDstRegs()[i];
871       if (!Reg->isSubClassOf("Register") || Reg == HandledReg) continue;
872       ++NumSrcResults;
873     }
874   }    
875   
876   assert(Ops.size() >= NumSrcResults && "Didn't provide enough results");
877   Ops.resize(NumSrcResults);
878
879   // If the matched pattern covers nodes which define a flag result, emit a node
880   // that tells the matcher about them so that it can update their results.
881   if (!MatchedFlagResultNodes.empty())
882     AddMatcher(new MarkFlagResultsMatcher(MatchedFlagResultNodes.data(),
883                                           MatchedFlagResultNodes.size()));
884   
885   AddMatcher(new CompleteMatchMatcher(Ops.data(), Ops.size(), Pattern));
886 }
887
888
889 /// ConvertPatternToMatcher - Create the matcher for the specified pattern with
890 /// the specified variant.  If the variant number is invalid, this returns null.
891 Matcher *llvm::ConvertPatternToMatcher(const PatternToMatch &Pattern,
892                                        unsigned Variant,
893                                        const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
894   MatcherGen Gen(Pattern, CGP);
895
896   // Generate the code for the matcher.
897   if (Gen.EmitMatcherCode(Variant))
898     return 0;
899   
900   // FIXME2: Kill extra MoveParent commands at the end of the matcher sequence.
901   // FIXME2: Split result code out to another table, and make the matcher end
902   // with an "Emit <index>" command.  This allows result generation stuff to be
903   // shared and factored?
904   
905   // If the match succeeds, then we generate Pattern.
906   Gen.EmitResultCode();
907
908   // Unconditional match.
909   return Gen.GetMatcher();
910 }
911
912
913