Rename getABITypeSize to getTypePaddedSize, as
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / LowerSubregs.cpp
index 01fa032a154a527afde4f3c3765fe6ef228a6b1d..9af276fad623fa689bd295a80b6396af330ddd80 100644 (file)
@@ -2,8 +2,15 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Christopher Lamb and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
+// This file defines a MachineFunction pass which runs after register
+// allocation that turns subreg insert/extract instructions into register
+// copies, as needed. This ensures correct codegen even if the coalescer
+// isn't able to remove all subreg instructions.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
@@ -12,8 +19,8 @@
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
-#include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
@@ -24,14 +31,29 @@ namespace {
   struct VISIBILITY_HIDDEN LowerSubregsInstructionPass
    : public MachineFunctionPass {
     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
-    LowerSubregsInstructionPass() : MachineFunctionPass((intptr_t)&ID) {}
+    LowerSubregsInstructionPass() : MachineFunctionPass(&ID) {}
     
     const char *getPassName() const {
       return "Subregister lowering instruction pass";
     }
 
+    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.addPreservedID(MachineLoopInfoID);
+      AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
+
     /// runOnMachineFunction - pass entry point
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
+    
+    bool LowerExtract(MachineInstr *MI);
+    bool LowerInsert(MachineInstr *MI);
+    bool LowerSubregToReg(MachineInstr *MI);
+
+    void TransferDeadFlag(MachineInstr *MI, unsigned DstReg,
+                          const TargetRegisterInfo &TRI);
+    void TransferKillFlag(MachineInstr *MI, unsigned SrcReg,
+                          const TargetRegisterInfo &TRI);
   };
 
   char LowerSubregsInstructionPass::ID = 0;
@@ -41,40 +63,203 @@ FunctionPass *llvm::createLowerSubregsPass() {
   return new LowerSubregsInstructionPass(); 
 }
 
-// Returns the Register Class of a physical register
-static const TargetRegisterClass *getPhysicalRegisterRegClass(
-        const MRegisterInfo &MRI,
-        unsigned reg) {
-  assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(reg) &&
-         "reg must be a physical register");
-  // Pick the register class of the right type that contains this physreg.
-  for (MRegisterInfo::regclass_iterator I = MRI.regclass_begin(),
-         E = MRI.regclass_end(); I != E; ++I)
-    if ((*I)->contains(reg))
-      return *I;
-  assert(false && "Couldn't find the register class");
-  return 0;
+/// TransferDeadFlag - MI is a pseudo-instruction with DstReg dead,
+/// and the lowered replacement instructions immediately precede it.
+/// Mark the replacement instructions with the dead flag.
+void
+LowerSubregsInstructionPass::TransferDeadFlag(MachineInstr *MI,
+                                              unsigned DstReg,
+                                              const TargetRegisterInfo &TRI) {
+  for (MachineBasicBlock::iterator MII =
+        prior(MachineBasicBlock::iterator(MI)); ; --MII) {
+    if (MII->addRegisterDead(DstReg, &TRI))
+      break;
+    assert(MII != MI->getParent()->begin() &&
+           "copyRegToReg output doesn't reference destination register!");
+  }
+}
+
+/// TransferKillFlag - MI is a pseudo-instruction with SrcReg killed,
+/// and the lowered replacement instructions immediately precede it.
+/// Mark the replacement instructions with the kill flag.
+void
+LowerSubregsInstructionPass::TransferKillFlag(MachineInstr *MI,
+                                              unsigned SrcReg,
+                                              const TargetRegisterInfo &TRI) {
+  for (MachineBasicBlock::iterator MII =
+        prior(MachineBasicBlock::iterator(MI)); ; --MII) {
+    if (MII->addRegisterKilled(SrcReg, &TRI))
+      break;
+    assert(MII != MI->getParent()->begin() &&
+           "copyRegToReg output doesn't reference source register!");
+  }
 }
 
-static bool isSubRegOf(const MRegisterInfo &MRI,
-                       unsigned SubReg,
-                       unsigned SupReg) {
-  const TargetRegisterDesc &RD = MRI[SubReg];
-  for (const unsigned *reg = RD.SuperRegs; *reg != 0; ++reg)
-    if (*reg == SupReg)
-      return true;
-      
-  return false;
+bool LowerSubregsInstructionPass::LowerExtract(MachineInstr *MI) {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *MF.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
+  
+  assert(MI->getOperand(0).isReg() && MI->getOperand(0).isDef() &&
+         MI->getOperand(1).isReg() && MI->getOperand(1).isUse() &&
+         MI->getOperand(2).isImm() && "Malformed extract_subreg");
+
+  unsigned DstReg   = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned SuperReg = MI->getOperand(1).getReg();
+  unsigned SubIdx   = MI->getOperand(2).getImm();
+  unsigned SrcReg   = TRI.getSubReg(SuperReg, SubIdx);
+
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SuperReg) &&
+         "Extract supperg source must be a physical register");
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
+         "Extract destination must be in a physical register");
+         
+  DOUT << "subreg: CONVERTING: " << *MI;
+
+  if (SrcReg == DstReg) {
+    // No need to insert an identify copy instruction.
+    DOUT << "subreg: eliminated!";
+    // Find the kill of the destination register's live range, and insert
+    // a kill of the source register at that point.
+    if (MI->getOperand(1).isKill() && !MI->getOperand(0).isDead())
+      for (MachineBasicBlock::iterator MII =
+             next(MachineBasicBlock::iterator(MI));
+           MII != MBB->end(); ++MII)
+        if (MII->killsRegister(DstReg, &TRI)) {
+          MII->addRegisterKilled(SuperReg, &TRI, /*AddIfNotFound=*/true);
+          break;
+        }
+  } else {
+    // Insert copy
+    const TargetRegisterClass *TRC = TRI.getPhysicalRegisterRegClass(DstReg);
+    assert(TRC == TRI.getPhysicalRegisterRegClass(SrcReg) &&
+            "Extract subreg and Dst must be of same register class");
+    TII.copyRegToReg(*MBB, MI, DstReg, SrcReg, TRC, TRC);
+    // Transfer the kill/dead flags, if needed.
+    if (MI->getOperand(0).isDead())
+      TransferDeadFlag(MI, DstReg, TRI);
+    if (MI->getOperand(1).isKill())
+      TransferKillFlag(MI, SrcReg, TRI);
+
+#ifndef NDEBUG
+    MachineBasicBlock::iterator dMI = MI;
+    DOUT << "subreg: " << *(--dMI);
+#endif
+  }
+
+  DOUT << "\n";
+  MBB->erase(MI);
+  return true;
 }
 
+bool LowerSubregsInstructionPass::LowerSubregToReg(MachineInstr *MI) {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *MF.getTarget().getRegisterInfo(); 
+  const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
+  assert((MI->getOperand(0).isReg() && MI->getOperand(0).isDef()) &&
+         MI->getOperand(1).isImm() &&
+         (MI->getOperand(2).isReg() && MI->getOperand(2).isUse()) &&
+          MI->getOperand(3).isImm() && "Invalid subreg_to_reg");
+          
+  unsigned DstReg  = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned InsReg  = MI->getOperand(2).getReg();
+  unsigned SubIdx  = MI->getOperand(3).getImm();     
+
+  assert(SubIdx != 0 && "Invalid index for insert_subreg");
+  unsigned DstSubReg = TRI.getSubReg(DstReg, SubIdx);
+  
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
+         "Insert destination must be in a physical register");
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg) &&
+         "Inserted value must be in a physical register");
+
+  DOUT << "subreg: CONVERTING: " << *MI;
+
+  if (DstSubReg == InsReg) {
+    // No need to insert an identify copy instruction.
+    DOUT << "subreg: eliminated!";
+  } else {
+    // Insert sub-register copy
+    const TargetRegisterClass *TRC0= TRI.getPhysicalRegisterRegClass(DstSubReg);
+    const TargetRegisterClass *TRC1= TRI.getPhysicalRegisterRegClass(InsReg);
+    TII.copyRegToReg(*MBB, MI, DstSubReg, InsReg, TRC0, TRC1);
+    // Transfer the kill/dead flags, if needed.
+    if (MI->getOperand(0).isDead())
+      TransferDeadFlag(MI, DstSubReg, TRI);
+    if (MI->getOperand(2).isKill())
+      TransferKillFlag(MI, InsReg, TRI);
+
+#ifndef NDEBUG
+    MachineBasicBlock::iterator dMI = MI;
+    DOUT << "subreg: " << *(--dMI);
+#endif
+  }
+
+  DOUT << "\n";
+  MBB->erase(MI);
+  return true;                    
+}
+
+bool LowerSubregsInstructionPass::LowerInsert(MachineInstr *MI) {
+  MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
+  MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *MF.getTarget().getRegisterInfo(); 
+  const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
+  assert((MI->getOperand(0).isReg() && MI->getOperand(0).isDef()) &&
+         (MI->getOperand(1).isReg() && MI->getOperand(1).isUse()) &&
+         (MI->getOperand(2).isReg() && MI->getOperand(2).isUse()) &&
+          MI->getOperand(3).isImm() && "Invalid insert_subreg");
+          
+  unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+#ifndef NDEBUG
+  unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
+#endif
+  unsigned InsReg = MI->getOperand(2).getReg();
+  unsigned SubIdx = MI->getOperand(3).getImm();     
+
+  assert(DstReg == SrcReg && "insert_subreg not a two-address instruction?");
+  assert(SubIdx != 0 && "Invalid index for insert_subreg");
+  unsigned DstSubReg = TRI.getSubReg(DstReg, SubIdx);
+  
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
+         "Insert superreg source must be in a physical register");
+  assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg) &&
+         "Inserted value must be in a physical register");
+
+  DOUT << "subreg: CONVERTING: " << *MI;
+
+  if (DstSubReg == InsReg) {
+    // No need to insert an identify copy instruction.
+    DOUT << "subreg: eliminated!";
+  } else {
+    // Insert sub-register copy
+    const TargetRegisterClass *TRC0= TRI.getPhysicalRegisterRegClass(DstSubReg);
+    const TargetRegisterClass *TRC1= TRI.getPhysicalRegisterRegClass(InsReg);
+    TII.copyRegToReg(*MBB, MI, DstSubReg, InsReg, TRC0, TRC1);
+    // Transfer the kill/dead flags, if needed.
+    if (MI->getOperand(0).isDead())
+      TransferDeadFlag(MI, DstSubReg, TRI);
+    if (MI->getOperand(1).isKill())
+      TransferKillFlag(MI, InsReg, TRI);
+
+#ifndef NDEBUG
+    MachineBasicBlock::iterator dMI = MI;
+    DOUT << "subreg: " << *(--dMI);
+#endif
+  }
+
+  DOUT << "\n";
+  MBB->erase(MI);
+  return true;                    
+}
 
 /// runOnMachineFunction - Reduce subregister inserts and extracts to register
 /// copies.
 ///
 bool LowerSubregsInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   DOUT << "Machine Function\n";
-  const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-  const MRegisterInfo &MRI = *TM.getRegisterInfo();
   
   bool MadeChange = false;
 
@@ -84,140 +269,15 @@ bool LowerSubregsInstructionPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   for (MachineFunction::iterator mbbi = MF.begin(), mbbe = MF.end();
        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
     for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbbi->begin(), me = mbbi->end();
-         mi != me; ++mi) {
-
-      if (mi->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
-        assert(mi->getOperand(0).isRegister() && mi->getOperand(0).isDef() &&
-               mi->getOperand(1).isRegister() && mi->getOperand(1).isUse() &&
-               mi->getOperand(2).isImm() && "Malformed extract_subreg");
-      
-        unsigned SuperReg = mi->getOperand(1).getReg();
-        unsigned SubIdx = mi->getOperand(2).getImm();
-        
-        assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(SuperReg) &&
-               "Extract supperg source must be a physical register");
-        unsigned SrcReg = MRI.getSubReg(SuperReg, SubIdx);
-        unsigned DstReg = mi->getOperand(0).getReg();
-        
-        DOUT << "subreg: CONVERTING: " << *mi;
-        
-        if (SrcReg != DstReg) {
-          const TargetRegisterClass *TRC = 0;
-          if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
-            TRC = getPhysicalRegisterRegClass(MRI, DstReg);
-          } else {
-            TRC = MF.getSSARegMap()->getRegClass(DstReg);
-          }
-          assert(TRC == getPhysicalRegisterRegClass(MRI, SrcReg) &&
-                  "Extract subreg and Dst must be of same register class");
-        
-          MRI.copyRegToReg(*mbbi, mi, DstReg, SrcReg, TRC);
-          MachineBasicBlock::iterator dmi = mi;
-          DOUT << "subreg: " << *(--dmi);
-        }
-        
-        DOUT << "\n";
-        mbbi->erase(mi);
-        MadeChange = true;
-      
-      } else if (mi->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
-      
-        unsigned DstReg = 0;
-        unsigned SrcReg = 0;
-        unsigned InsReg = 0;
-        unsigned SubIdx = 0;
-        
-        // If only have 3 operands, then the source superreg is undef
-        // and we can supress the copy from the undef value
-        if (mi->getNumOperands() == 3) {
-          assert((mi->getOperand(0).isRegister() && mi->getOperand(0).isDef()) &&
-                 (mi->getOperand(1).isRegister() && mi->getOperand(1).isUse()) &&
-                  mi->getOperand(2).isImm() && "Invalid extract_subreg");
-          DstReg = mi->getOperand(0).getReg();
-          SrcReg = DstReg;
-          InsReg = mi->getOperand(1).getReg();
-          SubIdx = mi->getOperand(2).getImm();
-        } else if (mi->getNumOperands() == 4) {
-          assert((mi->getOperand(0).isRegister() && mi->getOperand(0).isDef()) &&
-                 (mi->getOperand(1).isRegister() && mi->getOperand(1).isUse()) &&
-                 (mi->getOperand(2).isRegister() && mi->getOperand(2).isUse()) &&
-                  mi->getOperand(3).isImm() && "Invalid extract_subreg");
-          DstReg = mi->getOperand(0).getReg();
-          SrcReg = mi->getOperand(1).getReg();
-          InsReg = mi->getOperand(2).getReg();
-          SubIdx = mi->getOperand(3).getImm();     
-        } else 
-          assert(0 && "Malformed extract_subreg");
-      
-        assert(SubIdx != 0 && "Invalid index for extract_subreg");
-        unsigned DstSubReg = MRI.getSubReg(DstReg, SubIdx);
-        
-        assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(SrcReg) &&
-               "Insert superreg source must be in a physical register");
-        assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
-               "Insert destination must be in a physical register");
-        assert(MRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg) &&
-               "Inserted value must be in a physical register");
-        
-        DOUT << "subreg: CONVERTING: " << *mi;
-               
-        // If the inserted register is already allocated into a subregister
-        // of the destination, we copy the subreg into the source
-        // However, this is only safe if the insert instruction is the kill
-        // of the source register
-        bool revCopyOrder = isSubRegOf(MRI, InsReg, DstReg);    
-        if (revCopyOrder) {
-          if (mi->getOperand(1).isKill()) {
-            DstSubReg = MRI.getSubReg(SrcReg, SubIdx);
-            // Insert sub-register copy
-            const TargetRegisterClass *TRC1 = 0;
-            if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg)) {
-              TRC1 = getPhysicalRegisterRegClass(MRI, InsReg);
-            } else {
-              TRC1 = MF.getSSARegMap()->getRegClass(InsReg);
-            }
-            
-            MRI.copyRegToReg(*mbbi, mi, DstSubReg, InsReg, TRC1);
-            MachineBasicBlock::iterator dmi = mi;
-            DOUT << "subreg: " << *(--dmi);
-          } else {
-            assert(0 && "Don't know how to convert this insert");
-          }
-        }
-        
-        if (SrcReg != DstReg) {
-          // Insert super-register copy
-          const TargetRegisterClass *TRC0 = 0;
-          if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg)) {
-            TRC0 = getPhysicalRegisterRegClass(MRI, DstReg);
-          } else {
-            TRC0 = MF.getSSARegMap()->getRegClass(DstReg);
-          }
-          assert(TRC0 == getPhysicalRegisterRegClass(MRI, SrcReg) &&
-                  "Insert superreg and Dst must be of same register class");
-        
-          MRI.copyRegToReg(*mbbi, mi, DstReg, SrcReg, TRC0);
-          MachineBasicBlock::iterator dmi = mi;
-          DOUT << "subreg: " << *(--dmi);
-        }
-        
-        if (!revCopyOrder && InsReg != DstSubReg) {
-          // Insert sub-register copy
-          const TargetRegisterClass *TRC1 = 0;
-          if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg)) {
-            TRC1 = getPhysicalRegisterRegClass(MRI, InsReg);
-          } else {
-            TRC1 = MF.getSSARegMap()->getRegClass(InsReg);
-          }
-          
-          MRI.copyRegToReg(*mbbi, mi, DstSubReg, InsReg, TRC1);
-          MachineBasicBlock::iterator dmi = mi;
-          DOUT << "subreg: " << *(--dmi);
-        }
-        
-        DOUT << "\n";
-        mbbi->erase(mi);
-        MadeChange = true;
+         mi != me;) {
+      MachineInstr *MI = mi++;
+           
+      if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
+        MadeChange |= LowerExtract(MI);
+      } else if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
+        MadeChange |= LowerInsert(MI);
+      } else if (MI->getOpcode() == TargetInstrInfo::SUBREG_TO_REG) {
+        MadeChange |= LowerSubregToReg(MI);
       }
     }
   }