utils/TableGen/DAGISelMatcherOpt.cpp

   1 //===- DAGISelMatcherOpt.cpp - Optimize a DAG Matcher ---------------------===//
   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 DAG Matcher optimizer.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "isel-opt"
  15 #include "DAGISelMatcher.h"
  16 #include "CodeGenDAGPatterns.h"
  17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  20 #include <vector>
  21 using namespace llvm;
  22
  23 /// ContractNodes - Turn multiple matcher node patterns like 'MoveChild+Record'
  24 /// into single compound nodes like RecordChild.
  25 static void ContractNodes(OwningPtr<Matcher> &MatcherPtr,
  26                           const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
  27   // If we reached the end of the chain, we're done.
  28   Matcher *N = MatcherPtr.get();
  29   if (N == 0) return;
  30
  31   // If we have a scope node, walk down all of the children.
  32   if (ScopeMatcher *Scope = dyn_cast<ScopeMatcher>(N)) {
  33     for (unsigned i = 0, e = Scope->getNumChildren(); i != e; ++i) {
  34       OwningPtr<Matcher> Child(Scope->takeChild(i));
  35       ContractNodes(Child, CGP);
  36       Scope->resetChild(i, Child.take());
  37     }
  38     return;
  39   }
  40
  41   // If we found a movechild node with a node that comes in a 'foochild' form,
  42   // transform it.
  43   if (MoveChildMatcher *MC = dyn_cast<MoveChildMatcher>(N)) {
  44     Matcher *New = 0;
  45     if (RecordMatcher *RM = dyn_cast<RecordMatcher>(MC->getNext()))
  46       New = new RecordChildMatcher(MC->getChildNo(), RM->getWhatFor());
  47
  48     if (CheckTypeMatcher *CT= dyn_cast<CheckTypeMatcher>(MC->getNext()))
  49       New = new CheckChildTypeMatcher(MC->getChildNo(), CT->getType());
  50
  51     if (New) {
  52       // Insert the new node.
  53       New->setNext(MatcherPtr.take());
  54       MatcherPtr.reset(New);
  55       // Remove the old one.
  56       MC->setNext(MC->getNext()->takeNext());
  57       return ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
  58     }
  59   }
  60
  61   // Zap movechild -> moveparent.
  62   if (MoveChildMatcher *MC = dyn_cast<MoveChildMatcher>(N))
  63     if (MoveParentMatcher *MP =
  64           dyn_cast<MoveParentMatcher>(MC->getNext())) {
  65       MatcherPtr.reset(MP->takeNext());
  66       return ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
  67     }
  68
  69   // Turn EmitNode->CompleteMatch into MorphNodeTo if we can.
  70   if (EmitNodeMatcher *EN = dyn_cast<EmitNodeMatcher>(N))
  71     if (CompleteMatchMatcher *CM =
  72           dyn_cast<CompleteMatchMatcher>(EN->getNext())) {
  73       // We can only use MorphNodeTo if the result values match up.
  74       unsigned RootResultFirst = EN->getFirstResultSlot();
  75       bool ResultsMatch = true;
  76       for (unsigned i = 0, e = CM->getNumResults(); i != e; ++i)
  77         if (CM->getResult(i) != RootResultFirst+i)
  78           ResultsMatch = false;
  79
  80       // If the selected node defines a subset of the flag/chain results, we
  81       // can't use MorphNodeTo.  For example, we can't use MorphNodeTo if the
  82       // matched pattern has a chain but the root node doesn't.
  83       const PatternToMatch &Pattern = CM->getPattern();
  84
  85       if (!EN->hasChain() &&
  86           Pattern.getSrcPattern()->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP))
  87         ResultsMatch = false;
  88
  89       // If the matched node has a flag and the output root doesn't, we can't
  90       // use MorphNodeTo.
  91       //
  92       // NOTE: Strictly speaking, we don't have to check for the flag here
  93       // because the code in the pattern generator doesn't handle it right.  We
  94       // do it anyway for thoroughness.
  95       if (!EN->hasOutFlag() &&
  96           Pattern.getSrcPattern()->NodeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP))
  97         ResultsMatch = false;
  98
  99
 100       // If the root result node defines more results than the source root node
 101       // *and* has a chain or flag input, then we can't match it because it
 102       // would end up replacing the extra result with the chain/flag.
 103 #if 0
 104       if ((EN->hasFlag() || EN->hasChain()) &&
 105           EN->getNumNonChainFlagVTs() > ... need to get no results reliably ...)
 106         ResultMatch = false;
 107 #endif
 108
 109       if (ResultsMatch) {
 110         const SmallVectorImpl<MVT::SimpleValueType> &VTs = EN->getVTList();
 111         const SmallVectorImpl<unsigned> &Operands = EN->getOperandList();
 112         MatcherPtr.reset(new MorphNodeToMatcher(EN->getOpcodeName(),
 113                                                 VTs.data(), VTs.size(),
 114                                                 Operands.data(),Operands.size(),
 115                                                 EN->hasChain(), EN->hasInFlag(),
 116                                                 EN->hasOutFlag(),
 117                                                 EN->hasMemRefs(),
 118                                                 EN->getNumFixedArityOperands(),
 119                                                 Pattern));
 120         return;
 121       }
 122
 123       // FIXME: Handle OPC_MarkFlagResults.
 124
 125       // FIXME2: Kill off all the SelectionDAG::MorphNodeTo and getMachineNode
 126       // variants.
 127     }
 128
 129   ContractNodes(N->getNextPtr(), CGP);
 130 }
 131
 132 /// SinkPatternPredicates - Pattern predicates can be checked at any level of
 133 /// the matching tree.  The generator dumps them at the top level of the pattern
 134 /// though, which prevents factoring from being able to see past them.  This
 135 /// optimization sinks them as far down into the pattern as possible.
 136 ///
 137 /// Conceptually, we'd like to sink these predicates all the way to the last
 138 /// matcher predicate in the series.  However, it turns out that some
 139 /// ComplexPatterns have side effects on the graph, so we really don't want to
 140 /// run a the complex pattern if the pattern predicate will fail.  For this
 141 /// reason, we refuse to sink the pattern predicate past a ComplexPattern.
 142 ///
 143 static void SinkPatternPredicates(OwningPtr<Matcher> &MatcherPtr) {
 144   // Recursively scan for a PatternPredicate.
 145   // If we reached the end of the chain, we're done.
 146   Matcher *N = MatcherPtr.get();
 147   if (N == 0) return;
 148
 149   // Walk down all members of a scope node.
 150   if (ScopeMatcher *Scope = dyn_cast<ScopeMatcher>(N)) {
 151     for (unsigned i = 0, e = Scope->getNumChildren(); i != e; ++i) {
 152       OwningPtr<Matcher> Child(Scope->takeChild(i));
 153       SinkPatternPredicates(Child);
 154       Scope->resetChild(i, Child.take());
 155     }
 156     return;
 157   }
 158
 159   // If this node isn't a CheckPatternPredicateMatcher we keep scanning until
 160   // we find one.
 161   CheckPatternPredicateMatcher *CPPM =dyn_cast<CheckPatternPredicateMatcher>(N);
 162   if (CPPM == 0)
 163     return SinkPatternPredicates(N->getNextPtr());
 164
 165   // Ok, we found one, lets try to sink it. Check if we can sink it past the
 166   // next node in the chain.  If not, we won't be able to change anything and
 167   // might as well bail.
 168   if (!CPPM->getNext()->isSafeToReorderWithPatternPredicate())
 169     return;
 170
 171   // Okay, we know we can sink it past at least one node.  Unlink it from the
 172   // chain and scan for the new insertion point.
 173   MatcherPtr.take();  // Don't delete CPPM.
 174   MatcherPtr.reset(CPPM->takeNext());
 175
 176   N = MatcherPtr.get();
 177   while (N->getNext()->isSafeToReorderWithPatternPredicate())
 178     N = N->getNext();
 179
 180   // At this point, we want to insert CPPM after N.
 181   CPPM->setNext(N->takeNext());
 182   N->setNext(CPPM);
 183 }
 184
 185 /// FactorNodes - Turn matches like this:
 186 ///   Scope
 187 ///     OPC_CheckType i32
 188 ///       ABC
 189 ///     OPC_CheckType i32
 190 ///       XYZ
 191 /// into:
 192 ///   OPC_CheckType i32
 193 ///     Scope
 194 ///       ABC
 195 ///       XYZ
 196 ///
 197 static void FactorNodes(OwningPtr<Matcher> &MatcherPtr) {
 198   // If we reached the end of the chain, we're done.
 199   Matcher *N = MatcherPtr.get();
 200   if (N == 0) return;
 201
 202   // If this is not a push node, just scan for one.
 203   ScopeMatcher *Scope = dyn_cast<ScopeMatcher>(N);
 204   if (Scope == 0)
 205     return FactorNodes(N->getNextPtr());
 206
 207   // Okay, pull together the children of the scope node into a vector so we can
 208   // inspect it more easily.  While we're at it, bucket them up by the hash
 209   // code of their first predicate.
 210   SmallVector<Matcher*, 32> OptionsToMatch;
 211
 212   for (unsigned i = 0, e = Scope->getNumChildren(); i != e; ++i) {
 213     // Factor the subexpression.
 214     OwningPtr<Matcher> Child(Scope->takeChild(i));
 215     FactorNodes(Child);
 216
 217     if (Matcher *N = Child.take())
 218       OptionsToMatch.push_back(N);
 219   }
 220
 221   SmallVector<Matcher*, 32> NewOptionsToMatch;
 222
 223   // Loop over options to match, merging neighboring patterns with identical
 224   // starting nodes into a shared matcher.
 225   for (unsigned OptionIdx = 0, e = OptionsToMatch.size(); OptionIdx != e;) {
 226     // Find the set of matchers that start with this node.
 227     Matcher *Optn = OptionsToMatch[OptionIdx++];
 228
 229     if (OptionIdx == e) {
 230       NewOptionsToMatch.push_back(Optn);
 231       continue;
 232     }
 233
 234     // See if the next option starts with the same matcher.  If the two
 235     // neighbors *do* start with the same matcher, we can factor the matcher out
 236     // of at least these two patterns.  See what the maximal set we can merge
 237     // together is.
 238     SmallVector<Matcher*, 8> EqualMatchers;
 239     EqualMatchers.push_back(Optn);
 240
 241     // Factor all of the known-equal matchers after this one into the same
 242     // group.
 243     while (OptionIdx != e && OptionsToMatch[OptionIdx]->isEqual(Optn))
 244       EqualMatchers.push_back(OptionsToMatch[OptionIdx++]);
 245
 246     // If we found a non-equal matcher, see if it is contradictory with the
 247     // current node.  If so, we know that the ordering relation between the
 248     // current sets of nodes and this node don't matter.  Look past it to see if
 249     // we can merge anything else into this matching group.
 250     unsigned Scan = OptionIdx;
 251     while (1) {
 252       while (Scan != e && Optn->isContradictory(OptionsToMatch[Scan]))
 253         ++Scan;
 254
 255       // Ok, we found something that isn't known to be contradictory.  If it is
 256       // equal, we can merge it into the set of nodes to factor, if not, we have
 257       // to cease factoring.
 258       if (Scan == e || !Optn->isEqual(OptionsToMatch[Scan])) break;
 259
 260       // If is equal after all, add the option to EqualMatchers and remove it
 261       // from OptionsToMatch.
 262       EqualMatchers.push_back(OptionsToMatch[Scan]);
 263       OptionsToMatch.erase(OptionsToMatch.begin()+Scan);
 264       --e;
 265     }
 266
 267     if (Scan != e &&
 268         // Don't print it's obvious nothing extra could be merged anyway.
 269         Scan+1 != e) {
 270       DEBUG(errs() << "Couldn't merge this:\n";
 271             Optn->print(errs(), 4);
 272             errs() << "into this:\n";
 273             OptionsToMatch[Scan]->print(errs(), 4);
 274             if (Scan+1 != e)
 275               OptionsToMatch[Scan+1]->printOne(errs());
 276             if (Scan+2 < e)
 277               OptionsToMatch[Scan+2]->printOne(errs());
 278             errs() << "\n");
 279     }
 280
 281     // If we only found one option starting with this matcher, no factoring is
 282     // possible.
 283     if (EqualMatchers.size() == 1) {
 284       NewOptionsToMatch.push_back(EqualMatchers[0]);
 285       continue;
 286     }
 287
 288     // Factor these checks by pulling the first node off each entry and
 289     // discarding it.  Take the first one off the first entry to reuse.
 290     Matcher *Shared = Optn;
 291     Optn = Optn->takeNext();
 292     EqualMatchers[0] = Optn;
 293
 294     // Remove and delete the first node from the other matchers we're factoring.
 295     for (unsigned i = 1, e = EqualMatchers.size(); i != e; ++i) {
 296       Matcher *Tmp = EqualMatchers[i]->takeNext();
 297       delete EqualMatchers[i];
 298       EqualMatchers[i] = Tmp;
 299     }
 300
 301     Shared->setNext(new ScopeMatcher(&EqualMatchers[0], EqualMatchers.size()));
 302
 303     // Recursively factor the newly created node.
 304     FactorNodes(Shared->getNextPtr());
 305
 306     NewOptionsToMatch.push_back(Shared);
 307   }
 308
 309   // Reassemble a new Scope node.
 310   assert(!NewOptionsToMatch.empty() && "where'd all our children go?");
 311   if (NewOptionsToMatch.empty())
 312     MatcherPtr.reset(0);
 313   if (NewOptionsToMatch.size() == 1)
 314     MatcherPtr.reset(NewOptionsToMatch[0]);
 315   else {
 316     Scope->setNumChildren(NewOptionsToMatch.size());
 317     for (unsigned i = 0, e = NewOptionsToMatch.size(); i != e; ++i)
 318       Scope->resetChild(i, NewOptionsToMatch[i]);
 319   }
 320 }
 321
 322 Matcher *llvm::OptimizeMatcher(Matcher *TheMatcher,
 323                                const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
 324   OwningPtr<Matcher> MatcherPtr(TheMatcher);
 325   ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
 326   SinkPatternPredicates(MatcherPtr);
 327   FactorNodes(MatcherPtr);
 328   return MatcherPtr.take();
 329 }