Add support for updating the LiveIntervals of registers used by 'exotic'
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineOperand.h
index f8bb1856f3cfeaafd031a0a425e946ccaf913b08..414770b9ecf0f91077c965fdcf0ee1c871680dfc 100644 (file)
 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEOPERAND_H
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEOPERAND_H
 
-#include "llvm/System/DataTypes.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include <cassert>
 
 namespace llvm {
 
 class BlockAddress;
 class ConstantFP;
+class ConstantInt;
 class GlobalValue;
 class MachineBasicBlock;
 class MachineInstr;
@@ -28,24 +29,33 @@ class MachineRegisterInfo;
 class MDNode;
 class TargetMachine;
 class TargetRegisterInfo;
+class hash_code;
 class raw_ostream;
 class MCSymbol;
 
 /// MachineOperand class - Representation of each machine instruction operand.
 ///
+/// This class isn't a POD type because it has a private constructor, but its
+/// destructor must be trivial. Functions like MachineInstr::addOperand(),
+/// MachineRegisterInfo::moveOperands(), and MF::DeleteMachineInstr() depend on
+/// not having to call the MachineOperand destructor.
+///
 class MachineOperand {
 public:
   enum MachineOperandType {
     MO_Register,               ///< Register operand.
     MO_Immediate,              ///< Immediate operand
+    MO_CImmediate,             ///< Immediate >64bit operand
     MO_FPImmediate,            ///< Floating-point immediate operand
     MO_MachineBasicBlock,      ///< MachineBasicBlock reference
     MO_FrameIndex,             ///< Abstract Stack Frame Index
     MO_ConstantPoolIndex,      ///< Address of indexed Constant in Constant Pool
+    MO_TargetIndex,            ///< Target-dependent index+offset operand.
     MO_JumpTableIndex,         ///< Address of indexed Jump Table for switch
     MO_ExternalSymbol,         ///< Name of external global symbol
     MO_GlobalAddress,          ///< Address of a global value
     MO_BlockAddress,           ///< Address of a basic block
+    MO_RegisterMask,           ///< Mask of preserved registers.
     MO_Metadata,               ///< Metadata reference (for debug info)
     MO_MCSymbol                ///< MCSymbol reference (for debug/eh info)
   };
@@ -55,12 +65,16 @@ private:
   /// union.
   unsigned char OpKind; // MachineOperandType
 
-  /// SubReg - Subregister number, only valid for MO_Register.  A value of 0
-  /// indicates the MO_Register has no subReg.
-  unsigned char SubReg;
+  /// Subregister number for MO_Register.  A value of 0 indicates the
+  /// MO_Register has no subReg.
+  ///
+  /// For all other kinds of operands, this field holds target-specific flags.
+  unsigned SubReg_TargetFlags : 12;
 
-  /// TargetFlags - This is a set of target-specific operand flags.
-  unsigned char TargetFlags;
+  /// TiedTo - Non-zero when this register operand is tied to another register
+  /// operand. The encoding of this field is described in the block comment
+  /// before MachineInstr::tieOperands().
+  unsigned char TiedTo : 4;
 
   /// IsDef/IsImp/IsKill/IsDead flags - These are only valid for MO_Register
   /// operands.
@@ -81,10 +95,36 @@ private:
   /// This is only valid on definitions of registers.
   bool IsDead : 1;
 
-  /// IsUndef - True if this is a register def / use of "undef", i.e. register
-  /// defined by an IMPLICIT_DEF. This is only valid on registers.
+  /// IsUndef - True if this register operand reads an "undef" value, i.e. the
+  /// read value doesn't matter.  This flag can be set on both use and def
+  /// operands.  On a sub-register def operand, it refers to the part of the
+  /// register that isn't written.  On a full-register def operand, it is a
+  /// noop.  See readsReg().
+  ///
+  /// This is only valid on registers.
+  ///
+  /// Note that an instruction may have multiple <undef> operands referring to
+  /// the same register.  In that case, the instruction may depend on those
+  /// operands reading the same dont-care value.  For example:
+  ///
+  ///   %vreg1<def> = XOR %vreg2<undef>, %vreg2<undef>
+  ///
+  /// Any register can be used for %vreg2, and its value doesn't matter, but
+  /// the two operands must be the same register.
+  ///
   bool IsUndef : 1;
 
+  /// IsInternalRead - True if this operand reads a value that was defined
+  /// inside the same instruction or bundle.  This flag can be set on both use
+  /// and def operands.  On a sub-register def operand, it refers to the part
+  /// of the register that isn't written.  On a full-register def operand, it
+  /// is a noop.
+  ///
+  /// When this flag is set, the instruction bundle must contain at least one
+  /// other def of the register.  If multiple instructions in the bundle define
+  /// the register, the meaning is target-defined.
+  bool IsInternalRead : 1;
+
   /// IsEarlyClobber - True if this MO_Register 'def' operand is written to
   /// by the MachineInstr before all input registers are read.  This is used to
   /// model the GCC inline asm '&' constraint modifier.
@@ -94,6 +134,15 @@ private:
   /// not a real instruction.  Such uses should be ignored during codegen.
   bool IsDebug : 1;
 
+  /// SmallContents - This really should be part of the Contents union, but
+  /// lives out here so we can get a better packed struct.
+  /// MO_Register: Register number.
+  /// OffsetedInfo: Low bits of offset.
+  union {
+    unsigned RegNo;           // For MO_Register.
+    unsigned OffsetLo;        // Matches Contents.OffsetedInfo.OffsetHi.
+  } SmallContents;
+
   /// ParentMI - This is the instruction that this operand is embedded into.
   /// This is valid for all operand types, when the operand is in an instr.
   MachineInstr *ParentMI;
@@ -102,13 +151,15 @@ private:
   union {
     MachineBasicBlock *MBB;   // For MO_MachineBasicBlock.
     const ConstantFP *CFP;    // For MO_FPImmediate.
+    const ConstantInt *CI;    // For MO_CImmediate. Integers > 64bit.
     int64_t ImmVal;           // For MO_Immediate.
+    const uint32_t *RegMask;  // For MO_RegisterMask.
     const MDNode *MD;         // For MO_Metadata.
     MCSymbol *Sym;            // For MO_MCSymbol
 
     struct {                  // For MO_Register.
-      unsigned RegNo;
-      MachineOperand **Prev;  // Access list for register.
+      // Register number is in SmallContents.RegNo.
+      MachineOperand *Prev;   // Access list for register. See MRI.
       MachineOperand *Next;
     } Reg;
 
@@ -121,21 +172,31 @@ private:
         const GlobalValue *GV;    // For MO_GlobalAddress.
         const BlockAddress *BA;   // For MO_BlockAddress.
       } Val;
-      int64_t Offset;             // An offset from the object.
+      // Low bits of offset are in SmallContents.OffsetLo.
+      int OffsetHi;               // An offset from the object, high 32 bits.
     } OffsetedInfo;
   } Contents;
 
-  explicit MachineOperand(MachineOperandType K) : OpKind(K), ParentMI(0) {
-    TargetFlags = 0;
-  }
+  explicit MachineOperand(MachineOperandType K)
+    : OpKind(K), SubReg_TargetFlags(0), ParentMI(0) {}
 public:
   /// getType - Returns the MachineOperandType for this operand.
   ///
   MachineOperandType getType() const { return (MachineOperandType)OpKind; }
 
-  unsigned char getTargetFlags() const { return TargetFlags; }
-  void setTargetFlags(unsigned char F) { TargetFlags = F; }
-  void addTargetFlag(unsigned char F) { TargetFlags |= F; }
+  unsigned getTargetFlags() const {
+    return isReg() ? 0 : SubReg_TargetFlags;
+  }
+  void setTargetFlags(unsigned F) {
+    assert(!isReg() && "Register operands can't have target flags");
+    SubReg_TargetFlags = F;
+    assert(SubReg_TargetFlags == F && "Target flags out of range");
+  }
+  void addTargetFlag(unsigned F) {
+    assert(!isReg() && "Register operands can't have target flags");
+    SubReg_TargetFlags |= F;
+    assert((SubReg_TargetFlags & F) && "Target flags out of range");
+  }
 
 
   /// getParent - Return the instruction that this operand belongs to.
@@ -143,6 +204,16 @@ public:
   MachineInstr *getParent() { return ParentMI; }
   const MachineInstr *getParent() const { return ParentMI; }
 
+  /// clearParent - Reset the parent pointer.
+  ///
+  /// The MachineOperand copy constructor also copies ParentMI, expecting the
+  /// original to be deleted. If a MachineOperand is ever stored outside a
+  /// MachineInstr, the parent pointer must be cleared.
+  ///
+  /// Never call clearParent() on an operand in a MachineInstr.
+  ///
+  void clearParent() { ParentMI = 0; }
+
   void print(raw_ostream &os, const TargetMachine *TM = 0) const;
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -153,6 +224,8 @@ public:
   bool isReg() const { return OpKind == MO_Register; }
   /// isImm - Tests if this is a MO_Immediate operand.
   bool isImm() const { return OpKind == MO_Immediate; }
+  /// isCImm - Test if t his is a MO_CImmediate operand.
+  bool isCImm() const { return OpKind == MO_CImmediate; }
   /// isFPImm - Tests if this is a MO_FPImmediate operand.
   bool isFPImm() const { return OpKind == MO_FPImmediate; }
   /// isMBB - Tests if this is a MO_MachineBasicBlock operand.
@@ -161,6 +234,8 @@ public:
   bool isFI() const { return OpKind == MO_FrameIndex; }
   /// isCPI - Tests if this is a MO_ConstantPoolIndex operand.
   bool isCPI() const { return OpKind == MO_ConstantPoolIndex; }
+  /// isTargetIndex - Tests if this is a MO_TargetIndex operand.
+  bool isTargetIndex() const { return OpKind == MO_TargetIndex; }
   /// isJTI - Tests if this is a MO_JumpTableIndex operand.
   bool isJTI() const { return OpKind == MO_JumpTableIndex; }
   /// isGlobal - Tests if this is a MO_GlobalAddress operand.
@@ -169,10 +244,13 @@ public:
   bool isSymbol() const { return OpKind == MO_ExternalSymbol; }
   /// isBlockAddress - Tests if this is a MO_BlockAddress operand.
   bool isBlockAddress() const { return OpKind == MO_BlockAddress; }
+  /// isRegMask - Tests if this is a MO_RegisterMask operand.
+  bool isRegMask() const { return OpKind == MO_RegisterMask; }
   /// isMetadata - Tests if this is a MO_Metadata operand.
   bool isMetadata() const { return OpKind == MO_Metadata; }
   bool isMCSymbol() const { return OpKind == MO_MCSymbol; }
 
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Accessors for Register Operands
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -180,12 +258,12 @@ public:
   /// getReg - Returns the register number.
   unsigned getReg() const {
     assert(isReg() && "This is not a register operand!");
-    return Contents.Reg.RegNo;
+    return SmallContents.RegNo;
   }
 
   unsigned getSubReg() const {
     assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
-    return (unsigned)SubReg;
+    return SubReg_TargetFlags;
   }
 
   bool isUse() const {
@@ -218,21 +296,36 @@ public:
     return IsUndef;
   }
 
+  bool isInternalRead() const {
+    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return IsInternalRead;
+  }
+
   bool isEarlyClobber() const {
     assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
     return IsEarlyClobber;
   }
 
+  bool isTied() const {
+    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return TiedTo;
+  }
+
   bool isDebug() const {
     assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
     return IsDebug;
   }
 
-  /// getNextOperandForReg - Return the next MachineOperand in the function that
-  /// uses or defines this register.
-  MachineOperand *getNextOperandForReg() const {
-    assert(isReg() && "This is not a register operand!");
-    return Contents.Reg.Next;
+  /// readsReg - Returns true if this operand reads the previous value of its
+  /// register.  A use operand with the <undef> flag set doesn't read its
+  /// register.  A sub-register def implicitly reads the other parts of the
+  /// register being redefined unless the <undef> flag is set.
+  ///
+  /// This refers to reading the register value from before the current
+  /// instruction or bundle. Internal bundle reads are not included.
+  bool readsReg() const {
+    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return !isUndef() && !isInternalRead() && (isUse() || getSubReg());
   }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -245,7 +338,8 @@ public:
 
   void setSubReg(unsigned subReg) {
     assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
-    SubReg = (unsigned char)subReg;
+    SubReg_TargetFlags = subReg;
+    assert(SubReg_TargetFlags == subReg && "SubReg out of range");
   }
 
   /// substVirtReg - Substitute the current register with the virtual
@@ -261,17 +355,9 @@ public:
   ///
   void substPhysReg(unsigned Reg, const TargetRegisterInfo&);
 
-  void setIsUse(bool Val = true) {
-    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
-    assert((Val || !isDebug()) && "Marking a debug operation as def");
-    IsDef = !Val;
-  }
+  void setIsUse(bool Val = true) { setIsDef(!Val); }
 
-  void setIsDef(bool Val = true) {
-    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
-    assert((!Val || !isDebug()) && "Marking a debug operation as def");
-    IsDef = Val;
-  }
+  void setIsDef(bool Val = true);
 
   void setImplicit(bool Val = true) {
     assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
@@ -294,6 +380,11 @@ public:
     IsUndef = Val;
   }
 
+  void setIsInternalRead(bool Val = true) {
+    assert(isReg() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    IsInternalRead = Val;
+  }
+
   void setIsEarlyClobber(bool Val = true) {
     assert(isReg() && IsDef && "Wrong MachineOperand accessor");
     IsEarlyClobber = Val;
@@ -313,6 +404,11 @@ public:
     return Contents.ImmVal;
   }
 
+  const ConstantInt *getCImm() const {
+    assert(isCImm() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return Contents.CI;
+  }
+
   const ConstantFP *getFPImm() const {
     assert(isFPImm() && "Wrong MachineOperand accessor");
     return Contents.CFP;
@@ -324,7 +420,7 @@ public:
   }
 
   int getIndex() const {
-    assert((isFI() || isCPI() || isJTI()) &&
+    assert((isFI() || isCPI() || isTargetIndex() || isJTI()) &&
            "Wrong MachineOperand accessor");
     return Contents.OffsetedInfo.Val.Index;
   }
@@ -347,9 +443,10 @@ public:
   /// getOffset - Return the offset from the symbol in this operand. This always
   /// returns 0 for ExternalSymbol operands.
   int64_t getOffset() const {
-    assert((isGlobal() || isSymbol() || isCPI() || isBlockAddress()) &&
-           "Wrong MachineOperand accessor");
-    return Contents.OffsetedInfo.Offset;
+    assert((isGlobal() || isSymbol() || isCPI() || isTargetIndex() ||
+            isBlockAddress()) && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return int64_t(uint64_t(Contents.OffsetedInfo.OffsetHi) << 32) |
+           SmallContents.OffsetLo;
   }
 
   const char *getSymbolName() const {
@@ -357,6 +454,28 @@ public:
     return Contents.OffsetedInfo.Val.SymbolName;
   }
 
+  /// clobbersPhysReg - Returns true if this RegMask clobbers PhysReg.
+  /// It is sometimes necessary to detach the register mask pointer from its
+  /// machine operand. This static method can be used for such detached bit
+  /// mask pointers.
+  static bool clobbersPhysReg(const uint32_t *RegMask, unsigned PhysReg) {
+    // See TargetRegisterInfo.h.
+    assert(PhysReg < (1u << 30) && "Not a physical register");
+    return !(RegMask[PhysReg / 32] & (1u << PhysReg % 32));
+  }
+
+  /// clobbersPhysReg - Returns true if this RegMask operand clobbers PhysReg.
+  bool clobbersPhysReg(unsigned PhysReg) const {
+     return clobbersPhysReg(getRegMask(), PhysReg);
+  }
+
+  /// getRegMask - Returns a bit mask of registers preserved by this RegMask
+  /// operand.
+  const uint32_t *getRegMask() const {
+    assert(isRegMask() && "Wrong MachineOperand accessor");
+    return Contents.RegMask;
+  }
+
   const MDNode *getMetadata() const {
     assert(isMetadata() && "Wrong MachineOperand accessor");
     return Contents.MD;
@@ -372,13 +491,14 @@ public:
   }
 
   void setOffset(int64_t Offset) {
-    assert((isGlobal() || isSymbol() || isCPI() || isBlockAddress()) &&
-        "Wrong MachineOperand accessor");
-    Contents.OffsetedInfo.Offset = Offset;
+    assert((isGlobal() || isSymbol() || isCPI() || isTargetIndex() ||
+            isBlockAddress()) && "Wrong MachineOperand accessor");
+    SmallContents.OffsetLo = unsigned(Offset);
+    Contents.OffsetedInfo.OffsetHi = int(Offset >> 32);
   }
 
   void setIndex(int Idx) {
-    assert((isFI() || isCPI() || isJTI()) &&
+    assert((isFI() || isCPI() || isTargetIndex() || isJTI()) &&
            "Wrong MachineOperand accessor");
     Contents.OffsetedInfo.Val.Index = Idx;
   }
@@ -396,6 +516,13 @@ public:
   /// operand. Note: This method ignores isKill and isDead properties.
   bool isIdenticalTo(const MachineOperand &Other) const;
 
+  /// \brief MachineOperand hash_value overload.
+  ///
+  /// Note that this includes the same information in the hash that
+  /// isIdenticalTo uses for comparison. It is thus suited for use in hash
+  /// tables which use that function for equality comparisons only.
+  friend hash_code hash_value(const MachineOperand &MO);
+
   /// ChangeToImmediate - Replace this operand with a new immediate operand of
   /// the specified value.  If an operand is known to be an immediate already,
   /// the setImm method should be used.
@@ -418,6 +545,12 @@ public:
     return Op;
   }
 
+  static MachineOperand CreateCImm(const ConstantInt *CI) {
+    MachineOperand Op(MachineOperand::MO_CImmediate);
+    Op.Contents.CI = CI;
+    return Op;
+  }
+
   static MachineOperand CreateFPImm(const ConstantFP *CFP) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_FPImmediate);
     Op.Contents.CFP = CFP;
@@ -429,19 +562,22 @@ public:
                                   bool isUndef = false,
                                   bool isEarlyClobber = false,
                                   unsigned SubReg = 0,
-                                  bool isDebug = false) {
+                                  bool isDebug = false,
+                                  bool isInternalRead = false) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_Register);
     Op.IsDef = isDef;
     Op.IsImp = isImp;
     Op.IsKill = isKill;
     Op.IsDead = isDead;
     Op.IsUndef = isUndef;
+    Op.IsInternalRead = isInternalRead;
     Op.IsEarlyClobber = isEarlyClobber;
+    Op.TiedTo = 0;
     Op.IsDebug = isDebug;
-    Op.Contents.Reg.RegNo = Reg;
+    Op.SmallContents.RegNo = Reg;
     Op.Contents.Reg.Prev = 0;
     Op.Contents.Reg.Next = 0;
-    Op.SubReg = SubReg;
+    Op.setSubReg(SubReg);
     return Op;
   }
   static MachineOperand CreateMBB(MachineBasicBlock *MBB,
@@ -451,7 +587,7 @@ public:
     Op.setTargetFlags(TargetFlags);
     return Op;
   }
-  static MachineOperand CreateFI(unsigned Idx) {
+  static MachineOperand CreateFI(int Idx) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_FrameIndex);
     Op.setIndex(Idx);
     return Op;
@@ -464,6 +600,14 @@ public:
     Op.setTargetFlags(TargetFlags);
     return Op;
   }
+  static MachineOperand CreateTargetIndex(unsigned Idx, int64_t Offset,
+                                          unsigned char TargetFlags = 0) {
+    MachineOperand Op(MachineOperand::MO_TargetIndex);
+    Op.setIndex(Idx);
+    Op.setOffset(Offset);
+    Op.setTargetFlags(TargetFlags);
+    return Op;
+  }
   static MachineOperand CreateJTI(unsigned Idx,
                                   unsigned char TargetFlags = 0) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_JumpTableIndex);
@@ -487,14 +631,32 @@ public:
     Op.setTargetFlags(TargetFlags);
     return Op;
   }
-  static MachineOperand CreateBA(const BlockAddress *BA,
+  static MachineOperand CreateBA(const BlockAddress *BA, int64_t Offset,
                                  unsigned char TargetFlags = 0) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_BlockAddress);
     Op.Contents.OffsetedInfo.Val.BA = BA;
-    Op.setOffset(0); // Offset is always 0.
+    Op.setOffset(Offset);
     Op.setTargetFlags(TargetFlags);
     return Op;
   }
+  /// CreateRegMask - Creates a register mask operand referencing Mask.  The
+  /// operand does not take ownership of the memory referenced by Mask, it must
+  /// remain valid for the lifetime of the operand.
+  ///
+  /// A RegMask operand represents a set of non-clobbered physical registers on
+  /// an instruction that clobbers many registers, typically a call.  The bit
+  /// mask has a bit set for each physreg that is preserved by this
+  /// instruction, as described in the documentation for
+  /// TargetRegisterInfo::getCallPreservedMask().
+  ///
+  /// Any physreg with a 0 bit in the mask is clobbered by the instruction.
+  ///
+  static MachineOperand CreateRegMask(const uint32_t *Mask) {
+    assert(Mask && "Missing register mask");
+    MachineOperand Op(MachineOperand::MO_RegisterMask);
+    Op.Contents.RegMask = Mask;
+    return Op;
+  }
   static MachineOperand CreateMetadata(const MDNode *Meta) {
     MachineOperand Op(MachineOperand::MO_Metadata);
     Op.Contents.MD = Meta;
@@ -521,15 +683,6 @@ private:
     assert(isReg() && "Can only add reg operand to use lists");
     return Contents.Reg.Prev != 0;
   }
-
-  /// AddRegOperandToRegInfo - Add this register operand to the specified
-  /// MachineRegisterInfo.  If it is null, then the next/prev fields should be
-  /// explicitly nulled out.
-  void AddRegOperandToRegInfo(MachineRegisterInfo *RegInfo);
-
-  /// RemoveRegOperandFromRegInfo - Remove this register operand from the
-  /// MachineRegisterInfo it is linked with.
-  void RemoveRegOperandFromRegInfo();
 };
 
 inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MachineOperand& MO) {
@@ -537,6 +690,9 @@ inline raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const MachineOperand& MO) {
   return OS;
 }
 
+  // See friend declaration above. This additional declaration is required in
+  // order to compile LLVM with IBM xlC compiler.
+  hash_code hash_value(const MachineOperand &MO);
 } // End llvm namespace
 
 #endif