Add #include <iostream> since Value.h does not #include it any more.
[oota-llvm.git] / lib / Target / SparcV9 / InstrSelection / InstrForest.cpp
index 12475b016d9ebfa6138e6b19f2cc63321d952392..675bc2d58abb43e6ff3bea4819ecb7531ef83668 100644 (file)
-// $Id$
-//---------------------------------------------------------------------------
-// File:
-//     InstrForest.cpp
+//===-- InstrForest.cpp - Build instruction forest for inst selection -----===//
 // 
-// Purpose:
-//     Convert SSA graph to instruction trees for instruction selection.
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
 // 
-// Strategy:
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
 //  The key goal is to group instructions into a single
 //  tree if one or more of them might be potentially combined into a single
 //  complex instruction in the target machine.
 //  Since this grouping is completely machine-independent, we do it as
-//  aggressive as possible to exploit any possible taret instructions.
+//  aggressive as possible to exploit any possible target instructions.
 //  In particular, we group two instructions O and I if:
 //      (1) Instruction O computes an operand used by instruction I,
 //  and (2) O and I are part of the same basic block,
 //  and (3) O has only a single use, viz., I.
 // 
-// History:
-//     6/28/01  -  Vikram Adve  -  Created
-// 
-//---------------------------------------------------------------------------
-
-//*************************** User Include Files ***************************/
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/CodeGen/InstrForest.h"
-#include "llvm/Method.h"
+#include "llvm/Constant.h"
+#include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/iTerminators.h"
 #include "llvm/iMemory.h"
-#include "llvm/ConstPoolVals.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
+#include "llvm/Type.h"
+#include "llvm/CodeGen/InstrForest.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "Support/STLExtras.h"
+#include "Config/alloca.h"
+#include <iostream>
 
+namespace llvm {
 
 //------------------------------------------------------------------------ 
 // class InstrTreeNode
 //------------------------------------------------------------------------ 
 
-
-InstrTreeNode::InstrTreeNode(InstrTreeNodeType nodeType,
-                            Value* _val)
-  : treeNodeType(nodeType),
-    val(_val)
-{
-  basicNode.leftChild = NULL;
-  basicNode.rightChild = NULL;
-  basicNode.parent = NULL;
-  basicNode.opLabel = InvalidOp;
-  basicNode.treeNodePtr = this;
-}
-
 void
-InstrTreeNode::dump(int dumpChildren,
-                   int indent) const
-{
-  this->dumpNode(indent);
+InstrTreeNode::dump(int dumpChildren, int indent) const {
+  dumpNode(indent);
   
-  if (dumpChildren)
-    {
-      if (leftChild())
-       leftChild()->dump(dumpChildren, indent+1);
-      if (rightChild())
-       rightChild()->dump(dumpChildren, indent+1);
-    }
+  if (dumpChildren) {
+    if (LeftChild)
+      LeftChild->dump(dumpChildren, indent+1);
+    if (RightChild)
+      RightChild->dump(dumpChildren, indent+1);
+  }
 }
 
 
-InstructionNode::InstructionNode(Instruction* _instr)
-  : InstrTreeNode(NTInstructionNode, _instr)
+InstructionNode::InstructionNode(Instruction* I)
+  : InstrTreeNode(NTInstructionNode, I), codeIsFoldedIntoParent(false)
 {
-  OpLabel opLabel = _instr->getOpcode();
+  opLabel = I->getOpcode();
 
   // Distinguish special cases of some instructions such as Ret and Br
   // 
-  if (opLabel == Instruction::Ret && ((ReturnInst*) _instr)->getReturnValue())
-    {
-      opLabel = RetValueOp;             // ret(value) operation
-    }
-  else if (opLabel == Instruction::Br && ! ((BranchInst*) _instr)->isUnconditional())
-    {
-      opLabel = BrCondOp;              // br(cond) operation
-    }
-  else if (opLabel >= Instruction::SetEQ && opLabel <= Instruction::SetGT)
-    {
-      opLabel = SetCCOp;               // common label for all SetCC ops
-    }
-  else if (opLabel == Instruction::Alloca && _instr->getNumOperands() > 0)
-    {
-      opLabel = AllocaN;                // Alloca(ptr, N) operation
-    }
-  else if ((opLabel == Instruction::Load ||
-           opLabel == Instruction::GetElementPtr)
-          && ((MemAccessInst*)_instr)->getFirstOffsetIdx() > 0)
-    {
-      opLabel = opLabel + 100;          // load/getElem with index vector
-    }
-  else if (opLabel == Instruction::Cast)
+  if (opLabel == Instruction::Ret && cast<ReturnInst>(I)->getReturnValue()) {
+    opLabel = RetValueOp;                       // ret(value) operation
+  }
+  else if (opLabel ==Instruction::Br && !cast<BranchInst>(I)->isUnconditional())
+  {
+    opLabel = BrCondOp;                // br(cond) operation
+  } else if (opLabel >= Instruction::SetEQ && opLabel <= Instruction::SetGT) {
+    opLabel = SetCCOp;         // common label for all SetCC ops
+  } else if (opLabel == Instruction::Alloca && I->getNumOperands() > 0) {
+    opLabel = AllocaN;          // Alloca(ptr, N) operation
+  } else if (opLabel == Instruction::GetElementPtr &&
+             cast<GetElementPtrInst>(I)->hasIndices()) {
+    opLabel = opLabel + 100;            // getElem with index vector
+  } else if (opLabel == Instruction::Xor &&
+             BinaryOperator::isNot(I)) {
+    opLabel = (I->getType() == Type::BoolTy)?  NotOp  // boolean Not operator
+      : BNotOp; // bitwise Not operator
+  } else if (opLabel == Instruction::And || opLabel == Instruction::Or ||
+             opLabel == Instruction::Xor) {
+    // Distinguish bitwise operators from logical operators!
+    if (I->getType() != Type::BoolTy)
+      opLabel = opLabel + 100;  // bitwise operator
+  } else if (opLabel == Instruction::Cast) {
+    const Type *ITy = I->getType();
+    switch(ITy->getTypeID())
     {
-      const Type* instrValueType = _instr->getType();
-      switch(instrValueType->getPrimitiveID())
-       {
-       case Type::BoolTyID:    opLabel = ToBoolTy;  break;
-       case Type::UByteTyID:   opLabel = ToUByteTy; break;
-       case Type::SByteTyID:   opLabel = ToSByteTy; break;
-       case Type::UShortTyID:  opLabel = ToUShortTy; break;
-       case Type::ShortTyID:   opLabel = ToShortTy; break;
-       case Type::UIntTyID:    opLabel = ToUIntTy; break;
-       case Type::IntTyID:     opLabel = ToIntTy; break;
-       case Type::ULongTyID:   opLabel = ToULongTy; break;
-       case Type::LongTyID:    opLabel = ToLongTy; break;
-       case Type::FloatTyID:   opLabel = ToFloatTy; break;
-       case Type::DoubleTyID:  opLabel = ToDoubleTy; break;
-       default:
-         if (instrValueType->isArrayType())
-           opLabel = ToArrayTy;
-         else if (instrValueType->isPointerType())
-           opLabel = ToPointerTy;
-         else
-           ; // Just use `Cast' opcode otherwise. It's probably ignored.
-         break;
-       }
+    case Type::BoolTyID:    opLabel = ToBoolTy;    break;
+    case Type::UByteTyID:   opLabel = ToUByteTy;   break;
+    case Type::SByteTyID:   opLabel = ToSByteTy;   break;
+    case Type::UShortTyID:  opLabel = ToUShortTy;  break;
+    case Type::ShortTyID:   opLabel = ToShortTy;   break;
+    case Type::UIntTyID:    opLabel = ToUIntTy;    break;
+    case Type::IntTyID:     opLabel = ToIntTy;     break;
+    case Type::ULongTyID:   opLabel = ToULongTy;   break;
+    case Type::LongTyID:    opLabel = ToLongTy;    break;
+    case Type::FloatTyID:   opLabel = ToFloatTy;   break;
+    case Type::DoubleTyID:  opLabel = ToDoubleTy;  break;
+    case Type::ArrayTyID:   opLabel = ToArrayTy;   break;
+    case Type::PointerTyID: opLabel = ToPointerTy; break;
+    default:
+      // Just use `Cast' opcode otherwise. It's probably ignored.
+      break;
     }
-  
-  basicNode.opLabel = opLabel;
+  }
 }
 
 
 void
-InstructionNode::dumpNode(int indent) const
-{
+InstructionNode::dumpNode(int indent) const {
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
-  
-  cout << getInstruction()->getOpcodeName();
-  
-  const vector<MachineInstr*>& mvec = getInstruction()->getMachineInstrVec();
-  if (mvec.size() > 0)
-    cout << "\tMachine Instructions:  ";
-  for (unsigned int i=0; i < mvec.size(); i++)
-    {
-      mvec[i]->dump(0);
-      if (i < mvec.size() - 1)
-       cout << ";  ";
-    }
-  
-  cout << endl;
-}
-
-
-VRegListNode::VRegListNode()
-  : InstrTreeNode(NTVRegListNode, NULL)
-{
-  basicNode.opLabel = VRegListOp;
+    std::cerr << "    ";
+  std::cerr << getInstruction()->getOpcodeName()
+            << " [label " << getOpLabel() << "]" << "\n";
 }
 
 void
-VRegListNode::dumpNode(int indent) const
-{
+VRegListNode::dumpNode(int indent) const {
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    std::cerr << "    ";
   
-  cout << "List" << endl;
+  std::cerr << "List" << "\n";
 }
 
 
-VRegNode::VRegNode(Value* _val)
-  : InstrTreeNode(NTVRegNode, _val)
-{
-  basicNode.opLabel = VRegNodeOp;
-}
-
 void
-VRegNode::dumpNode(int indent) const
-{
+VRegNode::dumpNode(int indent) const {
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
-  
-  cout << "VReg " << getValue() << "\t(type "
-       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << endl;
-}
-
-
-ConstantNode::ConstantNode(ConstPoolVal* constVal)
-  : InstrTreeNode(NTConstNode, constVal)
-{
-  basicNode.opLabel = ConstantNodeOp;
+    std::cerr << "    ";
+    std::cerr << "VReg " << getValue() << "\n";
 }
 
 void
-ConstantNode::dumpNode(int indent) const
-{
+ConstantNode::dumpNode(int indent) const {
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
-  
-  cout << "Constant " << getValue() << "\t(type "
-       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << endl;
-}
-
-
-LabelNode::LabelNode(BasicBlock* _bblock)
-  : InstrTreeNode(NTLabelNode, _bblock)
-{
-  basicNode.opLabel = LabelNodeOp;
+    std::cerr << "    ";
+  std::cerr << "Constant " << getValue() << "\n";
 }
 
-void
-LabelNode::dumpNode(int indent) const
-{
+void LabelNode::dumpNode(int indent) const {
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    std::cerr << "    ";
   
-  cout << "Label " << getValue() << endl;
+  std::cerr << "Label " << getValue() << "\n";
 }
 
 //------------------------------------------------------------------------
@@ -219,79 +147,74 @@ LabelNode::dumpNode(int indent) const
 // A forest of instruction trees, usually for a single method.
 //------------------------------------------------------------------------ 
 
-void
-InstrForest::buildTreesForMethod(Method *method)
-{
-  for (Method::inst_iterator instrIter = method->inst_begin();
-       instrIter != method->inst_end();
-       ++instrIter)
-    {
-      Instruction *instr = *instrIter;
-      (void) this->buildTreeForInstruction(instr);
-    } 
+InstrForest::InstrForest(Function *F) {
+  for (Function::iterator BB = F->begin(), FE = F->end(); BB != FE; ++BB) {
+    for(BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
+      buildTreeForInstruction(I);
+  }
 }
 
+InstrForest::~InstrForest() {
+  for_each(treeRoots.begin(), treeRoots.end(), deleter<InstructionNode>);
+}
 
-void
-InstrForest::dump() const
-{
-  for (hash_set<InstructionNode*>::const_iterator
-        treeRootIter = treeRoots.begin();
-       treeRootIter != treeRoots.end();
-       ++treeRootIter)
-    {
-      (*treeRootIter)->dump(/*dumpChildren*/ 1, /*indent*/ 0);
-    }
+void InstrForest::dump() const {
+  for (const_root_iterator I = roots_begin(); I != roots_end(); ++I)
+    (*I)->dump(/*dumpChildren*/ 1, /*indent*/ 0);
 }
 
-inline void
-InstrForest::noteTreeNodeForInstr(Instruction* instr,
-                                 InstructionNode* treeNode)
-{
-  assert(treeNode->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode);
+inline void InstrForest::eraseRoot(InstructionNode* node) {
+  for (RootSet::reverse_iterator RI=treeRoots.rbegin(), RE=treeRoots.rend();
+       RI != RE; ++RI)
+    if (*RI == node)
+      treeRoots.erase(RI.base()-1);
+}
+
+inline void InstrForest::noteTreeNodeForInstr(Instruction *instr,
+                                              InstructionNode *treeNode) {
   (*this)[instr] = treeNode;
-  treeRoots.insert(treeNode);          // mark node as root of a new tree
+  treeRoots.push_back(treeNode);       // mark node as root of a new tree
 }
 
 
-inline void
-InstrForest::setLeftChild(InstrTreeNode* parent, InstrTreeNode* child)
-{
-  parent->basicNode.leftChild = & child->basicNode;
-  child->basicNode.parent = & parent->basicNode;
-  if (child->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode)
-    treeRoots.erase((InstructionNode*) child); // no longer a tree root
+inline void InstrForest::setLeftChild(InstrTreeNode *parent,
+                                      InstrTreeNode *child) {
+  parent->LeftChild = child;
+  child->Parent = parent;
+  if (InstructionNode* instrNode = dyn_cast<InstructionNode>(child))
+    eraseRoot(instrNode); // no longer a tree root
 }
 
-
-inline void
-InstrForest::setRightChild(InstrTreeNode* parent, InstrTreeNode* child)
-{
-  parent->basicNode.rightChild = & child->basicNode;
-  child->basicNode.parent = & parent->basicNode;
-  if (child->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode)
-    treeRoots.erase((InstructionNode*) child); // no longer a tree root
+inline void InstrForest::setRightChild(InstrTreeNode *parent,
+                                       InstrTreeNode *child) {
+  parent->RightChild = child;
+  child->Parent = parent;
+  if (InstructionNode* instrNode = dyn_cast<InstructionNode>(child))
+    eraseRoot(instrNode); // no longer a tree root
 }
 
 
-InstructionNode*
-InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction* instr)
-{
-  InstructionNode* treeNode = this->getTreeNodeForInstr(instr);
-  if (treeNode != NULL)
-    {// treeNode has already been constructed for this instruction
-      assert(treeNode->getInstruction() == instr);
-      return treeNode;
-    }
+InstructionNode* InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *instr) {
+  InstructionNode *treeNode = getTreeNodeForInstr(instr);
+  if (treeNode) {
+    // treeNode has already been constructed for this instruction
+    assert(treeNode->getInstruction() == instr);
+    return treeNode;
+  }
   
   // Otherwise, create a new tree node for this instruction.
   // 
   treeNode = new InstructionNode(instr);
-  this->noteTreeNodeForInstr(instr, treeNode);
+  noteTreeNodeForInstr(instr, treeNode);
+  
+  if (instr->getOpcode() == Instruction::Call) {
+    // Operands of call instruction
+    return treeNode;
+  }
   
   // If the instruction has more than 2 instruction operands,
   // then we need to create artificial list nodes to hold them.
-  // (Note that we only not count operands that get tree nodes, and not
+  // (Note that we only count operands that get tree nodes, and not
   // others such as branch labels for a branch or switch instruction.)
   //
   // To do this efficiently, we'll walk all operands, build treeNodes
@@ -301,17 +224,12 @@ InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction* instr)
   // if a fixed array is too small.
   // 
   int numChildren = 0;
-  const unsigned int MAX_CHILD = 8;
-  static InstrTreeNode* fixedChildArray[MAX_CHILD];
-  InstrTreeNode** childArray =
-    (instr->getNumOperands() > MAX_CHILD)
-    ? new (InstrTreeNode*)[instr->getNumOperands()]
-    : fixedChildArray;
+  InstrTreeNode** childArray = new InstrTreeNode*[instr->getNumOperands()];
   
   //
   // Walk the operands of the instruction
   // 
-  for (Instruction::op_iterator O=instr->op_begin(); O != instr->op_end(); ++O)
+  for (Instruction::op_iterator O = instr->op_begin(); O!=instr->op_end(); ++O)
     {
       Value* operand = *O;
       
@@ -319,53 +237,51 @@ InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction* instr)
       // method or module.  If the operand is an address type (i.e., label
       // or method) that is used in an non-branching operation, e.g., `add'.
       // that should be considered a data value.
-      
+    
       // Check latter condition here just to simplify the next IF.
       bool includeAddressOperand =
-       ((operand->getValueType() == Value::BasicBlockVal
-         || operand->getValueType() == Value::MethodVal)
-        && ! instr->isTerminator());
-        
-      if (   includeAddressOperand
-         || operand->getValueType() == Value::InstructionVal
-         || operand->getValueType() == Value::ConstantVal
-         || operand->getValueType() == Value::MethodArgumentVal)
-       {// This operand is a data value
-         
-         // An instruction that computes the incoming value is added as a
-         // child of the current instruction if:
-         //   the value has only a single use
-         //   AND both instructions are in the same basic block.
-         // 
-         // (Note that if the value has only a single use (viz., `instr'),
-         //  the def of the value can be safely moved just before instr
-         //  and therefore it is safe to combine these two instructions.)
-         // 
-         // In all other cases, the virtual register holding the value
-         // is used directly, i.e., made a child of the instruction node.
-         // 
-         InstrTreeNode* opTreeNode;
-         if (operand->getValueType() == Value::InstructionVal
-             && operand->use_size() == 1
-             && ((Instruction*)operand)->getParent() == instr->getParent())
-           {
-             // Recursively create a treeNode for it.
-             opTreeNode =this->buildTreeForInstruction((Instruction*)operand);
-           }
-         else if (operand->getValueType() == Value::ConstantVal)
-           {
-             // Create a leaf node for a constant
-             opTreeNode = new ConstantNode((ConstPoolVal*) operand);
-           }
-         else
-           {
-             // Create a leaf node for the virtual register
-             opTreeNode = new VRegNode(operand);
-           }
-         
-         childArray[numChildren] = opTreeNode;
-         numChildren++;
-       }
+       (isa<BasicBlock>(operand) || isa<Function>(operand))
+       && !instr->isTerminator();
+    
+      if (includeAddressOperand || isa<Instruction>(operand) ||
+         isa<Constant>(operand) || isa<Argument>(operand) ||
+         isa<GlobalVariable>(operand))
+      {
+        // This operand is a data value
+       
+        // An instruction that computes the incoming value is added as a
+        // child of the current instruction if:
+        //   the value has only a single use
+        //   AND both instructions are in the same basic block.
+        //   AND the current instruction is not a PHI (because the incoming
+        //             value is conceptually in a predecessor block,
+        //             even though it may be in the same static block)
+        // 
+        // (Note that if the value has only a single use (viz., `instr'),
+        //  the def of the value can be safely moved just before instr
+        //  and therefore it is safe to combine these two instructions.)
+        // 
+        // In all other cases, the virtual register holding the value
+        // is used directly, i.e., made a child of the instruction node.
+        // 
+        InstrTreeNode* opTreeNode;
+        if (isa<Instruction>(operand) && operand->hasOneUse() &&
+            cast<Instruction>(operand)->getParent() == instr->getParent() &&
+            instr->getOpcode() != Instruction::PHI &&
+            instr->getOpcode() != Instruction::Call)
+        {
+          // Recursively create a treeNode for it.
+          opTreeNode = buildTreeForInstruction((Instruction*)operand);
+        } else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(operand)) {
+          // Create a leaf node for a constant
+          opTreeNode = new ConstantNode(CPV);
+        } else {
+          // Create a leaf node for the virtual register
+          opTreeNode = new VRegNode(operand);
+        }
+
+        childArray[numChildren++] = opTreeNode;
+      }
     }
   
   //-------------------------------------------------------------------- 
@@ -377,44 +293,40 @@ InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction* instr)
   // and VRegList nodes as internal nodes.
   //-------------------------------------------------------------------- 
   
-  InstrTreeNode* parent = treeNode;            // new VRegListNode();
-  int n;
+  InstrTreeNode *parent = treeNode;
   
-  if (numChildren > 2)
-    {
-      unsigned instrOpcode = treeNode->getInstruction()->getOpcode();
-      assert(instrOpcode == Instruction::PHINode ||
-            instrOpcode == Instruction::Call ||
-            instrOpcode == Instruction::Load ||
-            instrOpcode == Instruction::Store ||
-            instrOpcode == Instruction::GetElementPtr);
-    }
+  if (numChildren > 2) {
+    unsigned instrOpcode = treeNode->getInstruction()->getOpcode();
+    assert(instrOpcode == Instruction::PHI ||
+           instrOpcode == Instruction::Call ||
+           instrOpcode == Instruction::Load ||
+           instrOpcode == Instruction::Store ||
+           instrOpcode == Instruction::GetElementPtr);
+  }
   
   // Insert the first child as a direct child
   if (numChildren >= 1)
-    this->setLeftChild(parent, childArray[0]);
+    setLeftChild(parent, childArray[0]);
+
+  int n;
   
   // Create a list node for children 2 .. N-1, if any
-  for (n = numChildren-1; n >= 2; n--)
-    // We have more than two children
-      InstrTreeNode* listNode = new VRegListNode();
-      this->setRightChild(parent, listNode);
-      this->setLeftChild(listNode, childArray[numChildren - n]);
-      parent = listNode;
-    }
+  for (n = numChildren-1; n >= 2; n--) {
+    // We have more than two children
+    InstrTreeNode *listNode = new VRegListNode();
+    setRightChild(parent, listNode);
+    setLeftChild(listNode, childArray[numChildren - n]);
+    parent = listNode;
+  }
   
   // Now insert the last remaining child (if any).
-  if (numChildren >= 2)
-    {
-      assert(n == 1);
-      this->setRightChild(parent, childArray[numChildren - 1]);
-    }
-  
-  if (childArray != fixedChildArray)
-    {
-      delete[] childArray; 
-    }
-  
+  if (numChildren >= 2) {
+    assert(n == 1);
+    setRightChild(parent, childArray[numChildren - 1]);
+  }
+
+  delete [] childArray;
   return treeNode;
 }
 
+} // End llvm namespace