utils/TableGen/InstrInfoEmitter.cpp

   1 //===- InstrInfoEmitter.cpp - Generate a Instruction Set Desc. ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This tablegen backend is responsible for emitting a description of the target
  11 // instruction set for the code generator.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "InstrInfoEmitter.h"
  16 #include "CodeGenTarget.h"
  17 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  18 #include "Record.h"
  19 #include <algorithm>
  20 using namespace llvm;
  21
  22 // runEnums - Print out enum values for all of the instructions.
  23 void InstrInfoEmitter::runEnums(std::ostream &OS) {
  24   EmitSourceFileHeader("Target Instruction Enum Values", OS);
  25   OS << "namespace llvm {\n\n";
  26
  27   CodeGenTarget Target;
  28
  29   // We must emit the PHI opcode first...
  30   std::string Namespace;
  31   for (CodeGenTarget::inst_iterator II = Target.inst_begin(),
  32        E = Target.inst_end(); II != E; ++II) {
  33     if (II->second.Namespace != "TargetInstrInfo") {
  34       Namespace = II->second.Namespace;
  35       break;
  36     }
  37   }
  38
  39   if (Namespace.empty()) {
  40     std::cerr << "No instructions defined!\n";
  41     exit(1);
  42   }
  43
  44   std::vector<const CodeGenInstruction*> NumberedInstructions;
  45   Target.getInstructionsByEnumValue(NumberedInstructions);
  46
  47   OS << "namespace " << Namespace << " {\n";
  48   OS << "  enum {\n";
  49   for (unsigned i = 0, e = NumberedInstructions.size(); i != e; ++i) {
  50     OS << "    " << NumberedInstructions[i]->TheDef->getName()
  51        << "\t= " << i << ",\n";
  52   }
  53   OS << "    INSTRUCTION_LIST_END = " << NumberedInstructions.size() << "\n";
  54   OS << "  };\n}\n";
  55   OS << "} // End llvm namespace \n";
  56 }
  57
  58 void InstrInfoEmitter::printDefList(const std::vector<Record*> &Uses,
  59                                     unsigned Num, std::ostream &OS) const {
  60   OS << "static const unsigned ImplicitList" << Num << "[] = { ";
  61   for (unsigned i = 0, e = Uses.size(); i != e; ++i)
  62     OS << getQualifiedName(Uses[i]) << ", ";
  63   OS << "0 };\n";
  64 }
  65
  66 std::vector<std::string>
  67 InstrInfoEmitter::GetOperandInfo(const CodeGenInstruction &Inst) {
  68   std::vector<std::string> Result;
  69   for (unsigned i = 0, e = Inst.OperandList.size(); i != e; ++i) {
  70     if (Inst.OperandList[i].Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
  71       std::string OpStr = getQualifiedName(Inst.OperandList[i].Rec);
  72       OpStr += "RegClassID, 0, ";
  73       OpStr += Inst.OperandList[i].Constraint;
  74
  75       Result.push_back(OpStr);
  76     } else {
  77       // This might be a multiple operand thing.  Targets like X86 have
  78       // registers in their multi-operand operands.  It may also be an anonymous
  79       // operand, which has a single operand, but no declared class for the
  80       // operand.
  81       DagInit *MIOI = Inst.OperandList[i].MIOperandInfo;
  82
  83       for (unsigned j = 0, e = Inst.OperandList[i].MINumOperands; j != e; ++j) {
  84         Record *OpR = 0;
  85         if (MIOI && j < MIOI->getNumArgs())
  86           if (DefInit *Def = dynamic_cast<DefInit*>(MIOI->getArg(j)))
  87             OpR = Def->getDef();
  88
  89
  90         std::string Res;
  91
  92         if (OpR && OpR->isSubClassOf("RegisterClass"))
  93           Res += getQualifiedName(OpR) + "RegClassID, ";
  94         else
  95           Res += "0, ";
  96
  97         // Fill in applicable flags.
  98         Res += "0";
  99
 100         // Ptr value whose register class is resolved via callback.
 101         if (OpR && OpR->getName() == "ptr_rc")
 102           Res += "|M_LOOK_UP_PTR_REG_CLASS";
 103
 104         // fill in constraint info.
 105         Res += ", " + Inst.OperandList[i].Constraint;
 106
 107         Result.push_back(Res);
 108       }
 109     }
 110   }
 111
 112   return Result;
 113 }
 114
 115
 116 // run - Emit the main instruction description records for the target...
 117 void InstrInfoEmitter::run(std::ostream &OS) {
 118   GatherItinClasses();
 119
 120   EmitSourceFileHeader("Target Instruction Descriptors", OS);
 121   OS << "namespace llvm {\n\n";
 122
 123   CodeGenTarget Target;
 124   const std::string &TargetName = Target.getName();
 125   Record *InstrInfo = Target.getInstructionSet();
 126
 127   // Keep track of all of the def lists we have emitted already.
 128   std::map<std::vector<Record*>, unsigned> EmittedLists;
 129   unsigned ListNumber = 0;
 130
 131   // Emit all of the instruction's implicit uses and defs.
 132   for (CodeGenTarget::inst_iterator II = Target.inst_begin(),
 133          E = Target.inst_end(); II != E; ++II) {
 134     Record *Inst = II->second.TheDef;
 135     std::vector<Record*> Uses = Inst->getValueAsListOfDefs("Uses");
 136     if (!Uses.empty()) {
 137       unsigned &IL = EmittedLists[Uses];
 138       if (!IL) printDefList(Uses, IL = ++ListNumber, OS);
 139     }
 140     std::vector<Record*> Defs = Inst->getValueAsListOfDefs("Defs");
 141     if (!Defs.empty()) {
 142       unsigned &IL = EmittedLists[Defs];
 143       if (!IL) printDefList(Defs, IL = ++ListNumber, OS);
 144     }
 145   }
 146
 147   std::map<std::vector<std::string>, unsigned> OperandInfosEmitted;
 148   unsigned OperandListNum = 0;
 149   OperandInfosEmitted[std::vector<std::string>()] = ++OperandListNum;
 150
 151   // Emit all of the operand info records.
 152   OS << "\n";
 153   for (CodeGenTarget::inst_iterator II = Target.inst_begin(),
 154        E = Target.inst_end(); II != E; ++II) {
 155     std::vector<std::string> OperandInfo = GetOperandInfo(II->second);
 156     unsigned &N = OperandInfosEmitted[OperandInfo];
 157     if (N == 0) {
 158       N = ++OperandListNum;
 159       OS << "static const TargetOperandInfo OperandInfo" << N << "[] = { ";
 160       for (unsigned i = 0, e = OperandInfo.size(); i != e; ++i)
 161         OS << "{ " << OperandInfo[i] << " }, ";
 162       OS << "};\n";
 163     }
 164   }
 165
 166   // Emit all of the TargetInstrDescriptor records in their ENUM ordering.
 167   //
 168   OS << "\nstatic const TargetInstrDescriptor " << TargetName
 169      << "Insts[] = {\n";
 170   std::vector<const CodeGenInstruction*> NumberedInstructions;
 171   Target.getInstructionsByEnumValue(NumberedInstructions);
 172
 173   for (unsigned i = 0, e = NumberedInstructions.size(); i != e; ++i)
 174     emitRecord(*NumberedInstructions[i], i, InstrInfo, EmittedLists,
 175                OperandInfosEmitted, OS);
 176   OS << "};\n";
 177   OS << "} // End llvm namespace \n";
 178 }
 179
 180 void InstrInfoEmitter::emitRecord(const CodeGenInstruction &Inst, unsigned Num,
 181                                   Record *InstrInfo,
 182                          std::map<std::vector<Record*>, unsigned> &EmittedLists,
 183                            std::map<std::vector<std::string>, unsigned> &OpInfo,
 184                                   std::ostream &OS) {
 185   int MinOperands;
 186   if (!Inst.OperandList.empty())
 187     // Each logical operand can be multiple MI operands.
 188     MinOperands = Inst.OperandList.back().MIOperandNo +
 189                   Inst.OperandList.back().MINumOperands;
 190   else
 191     MinOperands = 0;
 192
 193   OS << "  { \"";
 194   if (Inst.Name.empty())
 195     OS << Inst.TheDef->getName();
 196   else
 197     OS << Inst.Name;
 198
 199   unsigned ItinClass = !IsItineraries ? 0 :
 200             ItinClassNumber(Inst.TheDef->getValueAsDef("Itinerary")->getName());
 201
 202   OS << "\",\t" << MinOperands << ", " << ItinClass
 203      << ", 0";
 204
 205   // Try to determine (from the pattern), if the instruction is a store.
 206   bool isStore = false;
 207   if (dynamic_cast<ListInit*>(Inst.TheDef->getValueInit("Pattern"))) {
 208     ListInit *LI = Inst.TheDef->getValueAsListInit("Pattern");
 209     if (LI && LI->getSize() > 0) {
 210       DagInit *Dag = (DagInit *)LI->getElement(0);
 211       DefInit *OpDef = dynamic_cast<DefInit*>(Dag->getOperator());
 212       if (OpDef) {
 213         Record *Operator = OpDef->getDef();
 214         if (Operator->isSubClassOf("SDNode")) {
 215           const std::string Opcode = Operator->getValueAsString("Opcode");
 216           if (Opcode == "ISD::STORE" || Opcode == "ISD::TRUNCSTORE")
 217             isStore = true;
 218         }
 219       }
 220     }
 221   }
 222
 223   // Emit all of the target indepedent flags...
 224   if (Inst.isReturn)     OS << "|M_RET_FLAG";
 225   if (Inst.isBranch)     OS << "|M_BRANCH_FLAG";
 226   if (Inst.isBarrier)    OS << "|M_BARRIER_FLAG";
 227   if (Inst.hasDelaySlot) OS << "|M_DELAY_SLOT_FLAG";
 228   if (Inst.isCall)       OS << "|M_CALL_FLAG";
 229   if (Inst.isLoad)       OS << "|M_LOAD_FLAG";
 230   if (Inst.isStore || isStore) OS << "|M_STORE_FLAG";
 231   if (Inst.isTwoAddress) OS << "|M_2_ADDR_FLAG";
 232   if (Inst.isPredicated) OS << "|M_PREDICATED";
 233   if (Inst.isConvertibleToThreeAddress) OS << "|M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR";
 234   if (Inst.isCommutable) OS << "|M_COMMUTABLE";
 235   if (Inst.isTerminator) OS << "|M_TERMINATOR_FLAG";
 236   if (Inst.usesCustomDAGSchedInserter)
 237     OS << "|M_USES_CUSTOM_DAG_SCHED_INSERTION";
 238   if (Inst.hasVariableNumberOfOperands)
 239     OS << "|M_VARIABLE_OPS";
 240   OS << ", 0";
 241
 242   // Emit all of the target-specific flags...
 243   ListInit *LI    = InstrInfo->getValueAsListInit("TSFlagsFields");
 244   ListInit *Shift = InstrInfo->getValueAsListInit("TSFlagsShifts");
 245   if (LI->getSize() != Shift->getSize())
 246     throw "Lengths of " + InstrInfo->getName() +
 247           ":(TargetInfoFields, TargetInfoPositions) must be equal!";
 248
 249   for (unsigned i = 0, e = LI->getSize(); i != e; ++i)
 250     emitShiftedValue(Inst.TheDef, dynamic_cast<StringInit*>(LI->getElement(i)),
 251                      dynamic_cast<IntInit*>(Shift->getElement(i)), OS);
 252
 253   OS << ", ";
 254
 255   // Emit the implicit uses and defs lists...
 256   std::vector<Record*> UseList = Inst.TheDef->getValueAsListOfDefs("Uses");
 257   if (UseList.empty())
 258     OS << "NULL, ";
 259   else
 260     OS << "ImplicitList" << EmittedLists[UseList] << ", ";
 261
 262   std::vector<Record*> DefList = Inst.TheDef->getValueAsListOfDefs("Defs");
 263   if (DefList.empty())
 264     OS << "NULL, ";
 265   else
 266     OS << "ImplicitList" << EmittedLists[DefList] << ", ";
 267
 268   // Emit the operand info.
 269   std::vector<std::string> OperandInfo = GetOperandInfo(Inst);
 270   if (OperandInfo.empty())
 271     OS << "0";
 272   else
 273     OS << "OperandInfo" << OpInfo[OperandInfo];
 274
 275   OS << " },  // Inst #" << Num << " = " << Inst.TheDef->getName() << "\n";
 276 }
 277
 278 struct LessRecord {
 279   bool operator()(const Record *Rec1, const Record *Rec2) const {
 280     return Rec1->getName() < Rec2->getName();
 281   }
 282 };
 283 void InstrInfoEmitter::GatherItinClasses() {
 284   std::vector<Record*> DefList =
 285                           Records.getAllDerivedDefinitions("InstrItinClass");
 286   IsItineraries = !DefList.empty();
 287
 288   if (!IsItineraries) return;
 289
 290   std::sort(DefList.begin(), DefList.end(), LessRecord());
 291
 292   for (unsigned i = 0, N = DefList.size(); i < N; i++) {
 293     Record *Def = DefList[i];
 294     ItinClassMap[Def->getName()] = i;
 295   }
 296 }
 297
 298 unsigned InstrInfoEmitter::ItinClassNumber(std::string ItinName) {
 299   return ItinClassMap[ItinName];
 300 }
 301
 302 void InstrInfoEmitter::emitShiftedValue(Record *R, StringInit *Val,
 303                                         IntInit *ShiftInt, std::ostream &OS) {
 304   if (Val == 0 || ShiftInt == 0)
 305     throw std::string("Illegal value or shift amount in TargetInfo*!");
 306   RecordVal *RV = R->getValue(Val->getValue());
 307   int Shift = ShiftInt->getValue();
 308
 309   if (RV == 0 || RV->getValue() == 0) {
 310     // This isn't an error if this is a builtin instruction.
 311     if (R->getName() != "PHI" && R->getName() != "INLINEASM")
 312       throw R->getName() + " doesn't have a field named '" +
 313             Val->getValue() + "'!";
 314     return;
 315   }
 316
 317   Init *Value = RV->getValue();
 318   if (BitInit *BI = dynamic_cast<BitInit*>(Value)) {
 319     if (BI->getValue()) OS << "|(1<<" << Shift << ")";
 320     return;
 321   } else if (BitsInit *BI = dynamic_cast<BitsInit*>(Value)) {
 322     // Convert the Bits to an integer to print...
 323     Init *I = BI->convertInitializerTo(new IntRecTy());
 324     if (I)
 325       if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(I)) {
 326         if (II->getValue()) {
 327           if (Shift)
 328             OS << "|(" << II->getValue() << "<<" << Shift << ")";
 329           else
 330             OS << "|" << II->getValue();
 331         }
 332         return;
 333       }
 334
 335   } else if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(Value)) {
 336     if (II->getValue()) {
 337       if (Shift)
 338         OS << "|(" << II->getValue() << "<<" << Shift << ")";
 339       else
 340         OS << II->getValue();
 341     }
 342     return;
 343   }
 344
 345   std::cerr << "Unhandled initializer: " << *Val << "\n";
 346   throw "In record '" + R->getName() + "' for TSFlag emission.";
 347 }
 348