include/llvm/CodeGen/FastISel.h

   1 //===-- FastISel.h - Definition of the FastISel class ---------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the FastISel class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_CODEGEN_FASTISEL_H
  15 #define LLVM_CODEGEN_FASTISEL_H
  16
  17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
  20
  21 namespace llvm {
  22
  23 class AllocaInst;
  24 class ConstantFP;
  25 class FunctionLoweringInfo;
  26 class Instruction;
  27 class MachineBasicBlock;
  28 class MachineConstantPool;
  29 class MachineFunction;
  30 class MachineInstr;
  31 class MachineFrameInfo;
  32 class MachineRegisterInfo;
  33 class TargetData;
  34 class TargetInstrInfo;
  35 class TargetLowering;
  36 class TargetMachine;
  37 class TargetRegisterClass;
  38 class TargetRegisterInfo;
  39 class LoadInst;
  40
  41 /// FastISel - This is a fast-path instruction selection class that
  42 /// generates poor code and doesn't support illegal types or non-trivial
  43 /// lowering, but runs quickly.
  44 class FastISel {
  45 protected:
  46   DenseMap<const Value *, unsigned> LocalValueMap;
  47   FunctionLoweringInfo &FuncInfo;
  48   MachineRegisterInfo &MRI;
  49   MachineFrameInfo &MFI;
  50   MachineConstantPool &MCP;
  51   DebugLoc DL;
  52   const TargetMachine &TM;
  53   const TargetData &TD;
  54   const TargetInstrInfo &TII;
  55   const TargetLowering &TLI;
  56   const TargetRegisterInfo &TRI;
  57   MachineInstr *LastLocalValue;
  58
  59 public:
  60   /// getLastLocalValue - Return the position of the last instruction
  61   /// emitted for materializing constants for use in the current block.
  62   MachineInstr *getLastLocalValue() { return LastLocalValue; }
  63
  64   /// setLastLocalValue - Update the position of the last instruction
  65   /// emitted for materializing constants for use in the current block.
  66   void setLastLocalValue(MachineInstr *I) { LastLocalValue = I; }
  67
  68   /// startNewBlock - Set the current block to which generated machine
  69   /// instructions will be appended, and clear the local CSE map.
  70   ///
  71   void startNewBlock();
  72
  73   /// getCurDebugLoc() - Return current debug location information.
  74   DebugLoc getCurDebugLoc() const { return DL; }
  75
  76   /// SelectInstruction - Do "fast" instruction selection for the given
  77   /// LLVM IR instruction, and append generated machine instructions to
  78   /// the current block. Return true if selection was successful.
  79   ///
  80   bool SelectInstruction(const Instruction *I);
  81
  82   /// SelectOperator - Do "fast" instruction selection for the given
  83   /// LLVM IR operator (Instruction or ConstantExpr), and append
  84   /// generated machine instructions to the current block. Return true
  85   /// if selection was successful.
  86   ///
  87   bool SelectOperator(const User *I, unsigned Opcode);
  88
  89   /// getRegForValue - Create a virtual register and arrange for it to
  90   /// be assigned the value for the given LLVM value.
  91   unsigned getRegForValue(const Value *V);
  92
  93   /// lookUpRegForValue - Look up the value to see if its value is already
  94   /// cached in a register. It may be defined by instructions across blocks or
  95   /// defined locally.
  96   unsigned lookUpRegForValue(const Value *V);
  97
  98   /// getRegForGEPIndex - This is a wrapper around getRegForValue that also
  99   /// takes care of truncating or sign-extending the given getelementptr
 100   /// index value.
 101   std::pair<unsigned, bool> getRegForGEPIndex(const Value *V);
 102
 103   /// TryToFoldLoad - The specified machine instr operand is a vreg, and that
 104   /// vreg is being provided by the specified load instruction.  If possible,
 105   /// try to fold the load as an operand to the instruction, returning true if
 106   /// possible.
 107   virtual bool TryToFoldLoad(MachineInstr * /*MI*/, unsigned /*OpNo*/,
 108                              const LoadInst * /*LI*/) {
 109     return false;
 110   }
 111
 112   /// recomputeInsertPt - Reset InsertPt to prepare for inserting instructions
 113   /// into the current block.
 114   void recomputeInsertPt();
 115
 116   struct SavePoint {
 117     MachineBasicBlock::iterator InsertPt;
 118     DebugLoc DL;
 119   };
 120
 121   /// enterLocalValueArea - Prepare InsertPt to begin inserting instructions
 122   /// into the local value area and return the old insert position.
 123   SavePoint enterLocalValueArea();
 124
 125   /// leaveLocalValueArea - Reset InsertPt to the given old insert position.
 126   void leaveLocalValueArea(SavePoint Old);
 127
 128   virtual ~FastISel();
 129
 130 protected:
 131   explicit FastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo);
 132
 133   /// TargetSelectInstruction - This method is called by target-independent
 134   /// code when the normal FastISel process fails to select an instruction.
 135   /// This gives targets a chance to emit code for anything that doesn't
 136   /// fit into FastISel's framework. It returns true if it was successful.
 137   ///
 138   virtual bool
 139   TargetSelectInstruction(const Instruction *I) = 0;
 140
 141   /// FastEmit_r - This method is called by target-independent code
 142   /// to request that an instruction with the given type and opcode
 143   /// be emitted.
 144   virtual unsigned FastEmit_(MVT VT,
 145                              MVT RetVT,
 146                              unsigned Opcode);
 147
 148   /// FastEmit_r - This method is called by target-independent code
 149   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 150   /// register operand be emitted.
 151   ///
 152   virtual unsigned FastEmit_r(MVT VT,
 153                               MVT RetVT,
 154                               unsigned Opcode,
 155                               unsigned Op0, bool Op0IsKill);
 156
 157   /// FastEmit_rr - This method is called by target-independent code
 158   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 159   /// register operands be emitted.
 160   ///
 161   virtual unsigned FastEmit_rr(MVT VT,
 162                                MVT RetVT,
 163                                unsigned Opcode,
 164                                unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 165                                unsigned Op1, bool Op1IsKill);
 166
 167   /// FastEmit_ri - This method is called by target-independent code
 168   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 169   /// register and immediate operands be emitted.
 170   ///
 171   virtual unsigned FastEmit_ri(MVT VT,
 172                                MVT RetVT,
 173                                unsigned Opcode,
 174                                unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 175                                uint64_t Imm);
 176
 177   /// FastEmit_rf - This method is called by target-independent code
 178   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 179   /// register and floating-point immediate operands be emitted.
 180   ///
 181   virtual unsigned FastEmit_rf(MVT VT,
 182                                MVT RetVT,
 183                                unsigned Opcode,
 184                                unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 185                                const ConstantFP *FPImm);
 186
 187   /// FastEmit_rri - This method is called by target-independent code
 188   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 189   /// register and immediate operands be emitted.
 190   ///
 191   virtual unsigned FastEmit_rri(MVT VT,
 192                                 MVT RetVT,
 193                                 unsigned Opcode,
 194                                 unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 195                                 unsigned Op1, bool Op1IsKill,
 196                                 uint64_t Imm);
 197
 198   /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 199   /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
 200   /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
 201   /// FastEmit_rr instead.
 202   unsigned FastEmit_ri_(MVT VT,
 203                         unsigned Opcode,
 204                         unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 205                         uint64_t Imm, MVT ImmType);
 206
 207   /// FastEmit_rf_ - This method is a wrapper of FastEmit_rf. It first tries
 208   /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_rf.
 209   /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
 210   /// FastEmit_rr instead.
 211   unsigned FastEmit_rf_(MVT VT,
 212                         unsigned Opcode,
 213                         unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 214                         const ConstantFP *FPImm, MVT ImmType);
 215
 216   /// FastEmit_i - This method is called by target-independent code
 217   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 218   /// immediate operand be emitted.
 219   virtual unsigned FastEmit_i(MVT VT,
 220                               MVT RetVT,
 221                               unsigned Opcode,
 222                               uint64_t Imm);
 223
 224   /// FastEmit_f - This method is called by target-independent code
 225   /// to request that an instruction with the given type, opcode, and
 226   /// floating-point immediate operand be emitted.
 227   virtual unsigned FastEmit_f(MVT VT,
 228                               MVT RetVT,
 229                               unsigned Opcode,
 230                               const ConstantFP *FPImm);
 231
 232   /// FastEmitInst_ - Emit a MachineInstr with no operands and a
 233   /// result register in the given register class.
 234   ///
 235   unsigned FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
 236                          const TargetRegisterClass *RC);
 237
 238   /// FastEmitInst_r - Emit a MachineInstr with one register operand
 239   /// and a result register in the given register class.
 240   ///
 241   unsigned FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
 242                           const TargetRegisterClass *RC,
 243                           unsigned Op0, bool Op0IsKill);
 244
 245   /// FastEmitInst_rr - Emit a MachineInstr with two register operands
 246   /// and a result register in the given register class.
 247   ///
 248   unsigned FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
 249                            const TargetRegisterClass *RC,
 250                            unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 251                            unsigned Op1, bool Op1IsKill);
 252
 253   /// FastEmitInst_ri - Emit a MachineInstr with two register operands
 254   /// and a result register in the given register class.
 255   ///
 256   unsigned FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
 257                            const TargetRegisterClass *RC,
 258                            unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 259                            uint64_t Imm);
 260
 261   /// FastEmitInst_rf - Emit a MachineInstr with two register operands
 262   /// and a result register in the given register class.
 263   ///
 264   unsigned FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
 265                            const TargetRegisterClass *RC,
 266                            unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 267                            const ConstantFP *FPImm);
 268
 269   /// FastEmitInst_rri - Emit a MachineInstr with two register operands,
 270   /// an immediate, and a result register in the given register class.
 271   ///
 272   unsigned FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
 273                             const TargetRegisterClass *RC,
 274                             unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 275                             unsigned Op1, bool Op1IsKill,
 276                             uint64_t Imm);
 277
 278   /// FastEmitInst_i - Emit a MachineInstr with a single immediate
 279   /// operand, and a result register in the given register class.
 280   unsigned FastEmitInst_i(unsigned MachineInstrOpcode,
 281                           const TargetRegisterClass *RC,
 282                           uint64_t Imm);
 283
 284   /// FastEmitInst_extractsubreg - Emit a MachineInstr for an extract_subreg
 285   /// from a specified index of a superregister to a specified type.
 286   unsigned FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
 287                                       unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 288                                       uint32_t Idx);
 289
 290   /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
 291   /// with all but the least significant bit set to zero.
 292   unsigned FastEmitZExtFromI1(MVT VT,
 293                               unsigned Op0, bool Op0IsKill);
 294
 295   /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 296   /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 297   /// the CFG.
 298   void FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MBB, DebugLoc DL);
 299
 300   unsigned UpdateValueMap(const Value* I, unsigned Reg);
 301
 302   unsigned createResultReg(const TargetRegisterClass *RC);
 303
 304   /// TargetMaterializeConstant - Emit a constant in a register using
 305   /// target-specific logic, such as constant pool loads.
 306   virtual unsigned TargetMaterializeConstant(const Constant* C) {
 307     return 0;
 308   }
 309
 310   /// TargetMaterializeAlloca - Emit an alloca address in a register using
 311   /// target-specific logic.
 312   virtual unsigned TargetMaterializeAlloca(const AllocaInst* C) {
 313     return 0;
 314   }
 315
 316 private:
 317   bool SelectBinaryOp(const User *I, unsigned ISDOpcode);
 318
 319   bool SelectFNeg(const User *I);
 320
 321   bool SelectGetElementPtr(const User *I);
 322
 323   bool SelectCall(const User *I);
 324
 325   bool SelectBitCast(const User *I);
 326
 327   bool SelectCast(const User *I, unsigned Opcode);
 328
 329   /// HandlePHINodesInSuccessorBlocks - Handle PHI nodes in successor blocks.
 330   /// Emit code to ensure constants are copied into registers when needed.
 331   /// Remember the virtual registers that need to be added to the Machine PHI
 332   /// nodes as input.  We cannot just directly add them, because expansion
 333   /// might result in multiple MBB's for one BB.  As such, the start of the
 334   /// BB might correspond to a different MBB than the end.
 335   bool HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB);
 336
 337   /// materializeRegForValue - Helper for getRegForVale. This function is
 338   /// called when the value isn't already available in a register and must
 339   /// be materialized with new instructions.
 340   unsigned materializeRegForValue(const Value *V, MVT VT);
 341
 342   /// hasTrivialKill - Test whether the given value has exactly one use.
 343   bool hasTrivialKill(const Value *V) const;
 344 };
 345
 346 }
 347
 348 #endif