[WebAssembly] Implement mixed-type ISD::FCOPYSIGN.
[oota-llvm.git] / lib / Target / WebAssembly / WebAssemblyRegStackify.cpp
index 5ba7c314908ce7d03a988a2b7f05667fe7f1ab9e..d890310ac5013e5a10c09fce4bf21d84c3a9e8a8 100644 (file)
 /// are then marked as "stackified", meaning references to them are replaced by
 /// "push" and "pop" from the stack.
 ///
-/// This is primarily a code size optimiation, since temporary values on the
+/// This is primarily a code size optimization, since temporary values on the
 /// expression don't need to be named.
 ///
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "WebAssembly.h"
-#include "WebAssemblyMachineFunctionInfo.h"
 #include "MCTargetDesc/WebAssemblyMCTargetDesc.h" // for WebAssembly::ARGUMENT_*
+#include "WebAssemblyMachineFunctionInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineBlockFrequencyInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
@@ -40,6 +41,7 @@ class WebAssemblyRegStackify final : public MachineFunctionPass {
 
   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
     AU.setPreservesCFG();
+    AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
     AU.addPreserved<MachineBlockFrequencyInfo>();
     AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
@@ -59,15 +61,60 @@ FunctionPass *llvm::createWebAssemblyRegStackify() {
 }
 
 // Decorate the given instruction with implicit operands that enforce the
-// expression stack ordering constraints.
-static void ImposeStackOrdering(MachineInstr *MI) {
-  // Read and write the opaque EXPR_STACK register.
-  MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(WebAssembly::EXPR_STACK,
-                                           /*isDef=*/true,
-                                           /*isImp=*/true));
+// expression stack ordering constraints needed for an instruction which is
+// consumed by an instruction using the expression stack.
+static void ImposeStackInputOrdering(MachineInstr *MI) {
+  // Write the opaque EXPR_STACK register.
+  if (!MI->definesRegister(WebAssembly::EXPR_STACK))
+    MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(WebAssembly::EXPR_STACK,
+                                             /*isDef=*/true,
+                                             /*isImp=*/true));
+}
+
+// Decorate the given instruction with implicit operands that enforce the
+// expression stack ordering constraints for an instruction which is on
+// the expression stack.
+static void ImposeStackOrdering(MachineInstr *MI, MachineRegisterInfo &MRI) {
+  ImposeStackInputOrdering(MI);
+
+  // Also read the opaque EXPR_STACK register.
   MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(WebAssembly::EXPR_STACK,
                                            /*isDef=*/false,
                                            /*isImp=*/true));
+
+  // Also, mark any inputs to this instruction as being consumed by an
+  // instruction on the expression stack.
+  // TODO: Find a lighter way to describe the appropriate constraints.
+  for (MachineOperand &MO : MI->uses()) {
+    if (!MO.isReg())
+      continue;
+    unsigned Reg = MO.getReg();
+    if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+      continue;
+    MachineInstr *Def = MRI.getVRegDef(Reg);
+    if (Def->getOpcode() == TargetOpcode::PHI)
+      continue;
+    ImposeStackInputOrdering(Def);
+  }
+}
+
+// Test whether it's safe to move Def to just before Insert. Note that this
+// doesn't account for physical register dependencies, because WebAssembly
+// doesn't have any (other than special ones like EXPR_STACK).
+// TODO: Compute memory dependencies in a way that doesn't require always
+// walking the block.
+// TODO: Compute memory dependencies in a way that uses AliasAnalysis to be
+// more precise.
+static bool IsSafeToMove(const MachineInstr *Def, const MachineInstr *Insert,
+                         AliasAnalysis &AA) {
+  assert(Def->getParent() == Insert->getParent());
+  bool SawStore = false, SawSideEffects = false;
+  MachineBasicBlock::const_iterator D(Def), I(Insert);
+  for (--I; I != D; --I)
+    SawSideEffects |= I->isSafeToMove(&AA, SawStore);
+
+  return !(SawStore && Def->mayLoad() && !Def->isInvariantLoad(&AA)) &&
+         !(SawSideEffects && !Def->isSafeToMove(&AA, SawStore));
 }
 
 bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
@@ -78,6 +125,9 @@ bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   bool Changed = false;
   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
   WebAssemblyFunctionInfo &MFI = *MF.getInfo<WebAssemblyFunctionInfo>();
+  AliasAnalysis &AA = getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
+
+  assert(MRI.isSSA() && "RegStackify depends on SSA form");
 
   // Walk the instructions from the bottom up. Currently we don't look past
   // block boundaries, and the blocks aren't ordered so the block visitation
@@ -90,17 +140,29 @@ bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
       if (Insert->getOpcode() == TargetOpcode::PHI)
         break;
 
+      // Don't nest anything inside an inline asm, because we don't have
+      // constraints for $push inputs.
+      if (Insert->getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM)
+        break;
+
       // Iterate through the inputs in reverse order, since we'll be pulling
-      // operands off the stack in FIFO order.
+      // operands off the stack in LIFO order.
       bool AnyStackified = false;
       for (MachineOperand &Op : reverse(Insert->uses())) {
         // We're only interested in explicit virtual register operands.
-        if (!Op.isReg() || Op.isImplicit())
+        if (!Op.isReg() || Op.isImplicit() || !Op.isUse())
           continue;
 
         unsigned Reg = Op.getReg();
-        if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
+        if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg)) {
+          // An instruction with a physical register. Conservatively mark it as
+          // an expression stack input so that it isn't reordered with anything
+          // in an expression stack which might use it (physical registers
+          // aren't in SSA form so it's not trivial to determine this).
+          // TODO: Be less conservative.
+          ImposeStackInputOrdering(Insert);
           continue;
+        }
 
         // Only consider registers with a single definition.
         // TODO: Eventually we may relax this, to stackify phi transfers.
@@ -112,6 +174,15 @@ bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
         if (Def->getOpcode() == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
           continue;
 
+        // Don't nest an INLINE_ASM def into anything, because we don't have
+        // constraints for $pop outputs.
+        if (Def->getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM)
+          continue;
+
+        // Don't nest PHIs inside of anything.
+        if (Def->getOpcode() == TargetOpcode::PHI)
+          continue;
+
         // Argument instructions represent live-in registers and not real
         // instructions.
         if (Def->getOpcode() == WebAssembly::ARGUMENT_I32 ||
@@ -120,52 +191,33 @@ bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
             Def->getOpcode() == WebAssembly::ARGUMENT_F64)
           continue;
 
-        // Single-use expression trees require defs that have one use, or that
-        // they be trivially clonable.
+        // Single-use expression trees require defs that have one use.
         // TODO: Eventually we'll relax this, to take advantage of set_local
         // returning its result.
-        bool OneUse = MRI.hasOneUse(Reg);
-        if (!OneUse && !Def->isMoveImmediate())
+        if (!MRI.hasOneUse(Reg))
           continue;
 
-        // For now, be conservative and don't look across block boundaries,
-        // unless we have something trivially clonable.
+        // For now, be conservative and don't look across block boundaries.
         // TODO: Be more aggressive.
-        if (Def->getParent() != &MBB && !Def->isMoveImmediate())
+        if (Def->getParent() != &MBB)
           continue;
 
-        // For now, be simple and don't reorder loads, stores, or side effects.
-        // TODO: Be more aggressive.
-        if ((Def->mayLoad() || Def->mayStore() ||
-             Def->hasUnmodeledSideEffects()))
+        // Don't move instructions that have side effects or memory dependencies
+        // or other complications.
+        if (!IsSafeToMove(Def, Insert, AA))
           continue;
 
         Changed = true;
         AnyStackified = true;
-        if (OneUse) {
-          // Move the def down and nest it in the current instruction.
-          MBB.insert(MachineBasicBlock::instr_iterator(Insert),
-                     Def->removeFromParent());
-          MFI.stackifyVReg(Reg);
-          ImposeStackOrdering(Def);
-          Insert = Def;
-        } else {
-          // Clone the def down and nest it in the current instruction.
-          MachineInstr *Clone = MF.CloneMachineInstr(Def);
-          unsigned OldReg = Def->getOperand(0).getReg();
-          unsigned NewReg = MRI.createVirtualRegister(MRI.getRegClass(OldReg));
-          assert(Op.getReg() == OldReg);
-          assert(Clone->getOperand(0).getReg() == OldReg);
-          Op.setReg(NewReg);
-          Clone->getOperand(0).setReg(NewReg);
-          MBB.insert(MachineBasicBlock::instr_iterator(Insert), Clone);
-          MFI.stackifyVReg(Reg);
-          ImposeStackOrdering(Clone);
-          Insert = Clone;
-        }
+        // Move the def down and nest it in the current instruction.
+        MBB.insert(MachineBasicBlock::instr_iterator(Insert),
+                   Def->removeFromParent());
+        MFI.stackifyVReg(Reg);
+        ImposeStackOrdering(Def, MRI);
+        Insert = Def;
       }
       if (AnyStackified)
-        ImposeStackOrdering(&MI);
+        ImposeStackOrdering(&MI, MRI);
     }
   }
 
@@ -183,9 +235,14 @@ bool WebAssemblyRegStackify::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   for (MachineBasicBlock &MBB : MF) {
     for (MachineInstr &MI : MBB) {
       for (MachineOperand &MO : reverse(MI.explicit_operands())) {
-        if (!MO.isReg()) continue;
+        if (!MO.isReg())
+          continue;
         unsigned VReg = MO.getReg();
 
+        // Don't stackify physregs like SP or FP.
+        if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VReg))
+          continue;
+
         if (MFI.isVRegStackified(VReg)) {
           if (MO.isDef())
             Stack.push_back(VReg);