[TargetInstrInfo] Rename getLdStBaseRegImmOfs and implement for x86.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / TargetInstrInfo.h
1 //===-- llvm/Target/TargetInstrInfo.h - Instruction Info --------*- C++ -*-===//
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 describes the target machine instruction set to the code generator.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
15 #define LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
16
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineCombinerPattern.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
21 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
22 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
23
24 namespace llvm {
25
26 class InstrItineraryData;
27 class LiveVariables;
28 class MCAsmInfo;
29 class MachineMemOperand;
30 class MachineRegisterInfo;
31 class MDNode;
32 class MCInst;
33 struct MCSchedModel;
34 class MCSymbolRefExpr;
35 class SDNode;
36 class ScheduleHazardRecognizer;
37 class SelectionDAG;
38 class ScheduleDAG;
39 class TargetRegisterClass;
40 class TargetRegisterInfo;
41 class BranchProbability;
42 class TargetSubtargetInfo;
43 class TargetSchedModel;
44 class DFAPacketizer;
45
46 template<class T> class SmallVectorImpl;
47
48
49 //---------------------------------------------------------------------------
50 ///
51 /// TargetInstrInfo - Interface to description of machine instruction set
52 ///
53 class TargetInstrInfo : public MCInstrInfo {
54   TargetInstrInfo(const TargetInstrInfo &) = delete;
55   void operator=(const TargetInstrInfo &) = delete;
56 public:
57   TargetInstrInfo(unsigned CFSetupOpcode = ~0u, unsigned CFDestroyOpcode = ~0u)
58     : CallFrameSetupOpcode(CFSetupOpcode),
59       CallFrameDestroyOpcode(CFDestroyOpcode) {
60   }
61
62   virtual ~TargetInstrInfo();
63
64   /// Given a machine instruction descriptor, returns the register
65   /// class constraint for OpNum, or NULL.
66   const TargetRegisterClass *getRegClass(const MCInstrDesc &TID,
67                                          unsigned OpNum,
68                                          const TargetRegisterInfo *TRI,
69                                          const MachineFunction &MF) const;
70
71   /// Return true if the instruction is trivially rematerializable, meaning it
72   /// has no side effects and requires no operands that aren't always available.
73   /// This means the only allowed uses are constants and unallocatable physical
74   /// registers so that the instructions result is independent of the place
75   /// in the function.
76   bool isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
77                                    AliasAnalysis *AA = nullptr) const {
78     return MI->getOpcode() == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF ||
79            (MI->getDesc().isRematerializable() &&
80             (isReallyTriviallyReMaterializable(MI, AA) ||
81              isReallyTriviallyReMaterializableGeneric(MI, AA)));
82   }
83
84 protected:
85   /// For instructions with opcodes for which the M_REMATERIALIZABLE flag is
86   /// set, this hook lets the target specify whether the instruction is actually
87   /// trivially rematerializable, taking into consideration its operands. This
88   /// predicate must return false if the instruction has any side effects other
89   /// than producing a value, or if it requres any address registers that are
90   /// not always available.
91   /// Requirements must be check as stated in isTriviallyReMaterializable() .
92   virtual bool isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
93                                                  AliasAnalysis *AA) const {
94     return false;
95   }
96
97 private:
98   /// For instructions with opcodes for which the M_REMATERIALIZABLE flag is
99   /// set and the target hook isReallyTriviallyReMaterializable returns false,
100   /// this function does target-independent tests to determine if the
101   /// instruction is really trivially rematerializable.
102   bool isReallyTriviallyReMaterializableGeneric(const MachineInstr *MI,
103                                                 AliasAnalysis *AA) const;
104
105 public:
106   /// These methods return the opcode of the frame setup/destroy instructions
107   /// if they exist (-1 otherwise).  Some targets use pseudo instructions in
108   /// order to abstract away the difference between operating with a frame
109   /// pointer and operating without, through the use of these two instructions.
110   ///
111   unsigned getCallFrameSetupOpcode() const { return CallFrameSetupOpcode; }
112   unsigned getCallFrameDestroyOpcode() const { return CallFrameDestroyOpcode; }
113
114   /// Returns the actual stack pointer adjustment made by an instruction
115   /// as part of a call sequence. By default, only call frame setup/destroy
116   /// instructions adjust the stack, but targets may want to override this
117   /// to enable more fine-grained adjustment, or adjust by a different value.
118   virtual int getSPAdjust(const MachineInstr *MI) const;
119
120   /// Return true if the instruction is a "coalescable" extension instruction.
121   /// That is, it's like a copy where it's legal for the source to overlap the
122   /// destination. e.g. X86::MOVSX64rr32. If this returns true, then it's
123   /// expected the pre-extension value is available as a subreg of the result
124   /// register. This also returns the sub-register index in SubIdx.
125   virtual bool isCoalescableExtInstr(const MachineInstr &MI,
126                                      unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
127                                      unsigned &SubIdx) const {
128     return false;
129   }
130
131   /// If the specified machine instruction is a direct
132   /// load from a stack slot, return the virtual or physical register number of
133   /// the destination along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
134   /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
135   /// any side effects other than loading from the stack slot.
136   virtual unsigned isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
137                                        int &FrameIndex) const {
138     return 0;
139   }
140
141   /// Check for post-frame ptr elimination stack locations as well.
142   /// This uses a heuristic so it isn't reliable for correctness.
143   virtual unsigned isLoadFromStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
144                                              int &FrameIndex) const {
145     return 0;
146   }
147
148   /// If the specified machine instruction has a load from a stack slot,
149   /// return true along with the FrameIndex of the loaded stack slot and the
150   /// machine mem operand containing the reference.
151   /// If not, return false.  Unlike isLoadFromStackSlot, this returns true for
152   /// any instructions that loads from the stack.  This is just a hint, as some
153   /// cases may be missed.
154   virtual bool hasLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
155                                     const MachineMemOperand *&MMO,
156                                     int &FrameIndex) const;
157
158   /// If the specified machine instruction is a direct
159   /// store to a stack slot, return the virtual or physical register number of
160   /// the source reg along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
161   /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
162   /// any side effects other than storing to the stack slot.
163   virtual unsigned isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
164                                       int &FrameIndex) const {
165     return 0;
166   }
167
168   /// Check for post-frame ptr elimination stack locations as well.
169   /// This uses a heuristic, so it isn't reliable for correctness.
170   virtual unsigned isStoreToStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
171                                             int &FrameIndex) const {
172     return 0;
173   }
174
175   /// If the specified machine instruction has a store to a stack slot,
176   /// return true along with the FrameIndex of the loaded stack slot and the
177   /// machine mem operand containing the reference.
178   /// If not, return false.  Unlike isStoreToStackSlot,
179   /// this returns true for any instructions that stores to the
180   /// stack.  This is just a hint, as some cases may be missed.
181   virtual bool hasStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
182                                    const MachineMemOperand *&MMO,
183                                    int &FrameIndex) const;
184
185   /// Return true if the specified machine instruction
186   /// is a copy of one stack slot to another and has no other effect.
187   /// Provide the identity of the two frame indices.
188   virtual bool isStackSlotCopy(const MachineInstr *MI, int &DestFrameIndex,
189                                int &SrcFrameIndex) const {
190     return false;
191   }
192
193   /// Compute the size in bytes and offset within a stack slot of a spilled
194   /// register or subregister.
195   ///
196   /// \param [out] Size in bytes of the spilled value.
197   /// \param [out] Offset in bytes within the stack slot.
198   /// \returns true if both Size and Offset are successfully computed.
199   ///
200   /// Not all subregisters have computable spill slots. For example,
201   /// subregisters registers may not be byte-sized, and a pair of discontiguous
202   /// subregisters has no single offset.
203   ///
204   /// Targets with nontrivial bigendian implementations may need to override
205   /// this, particularly to support spilled vector registers.
206   virtual bool getStackSlotRange(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubIdx,
207                                  unsigned &Size, unsigned &Offset,
208                                  const MachineFunction &MF) const;
209
210   /// Return true if the instruction is as cheap as a move instruction.
211   ///
212   /// Targets for different archs need to override this, and different
213   /// micro-architectures can also be finely tuned inside.
214   virtual bool isAsCheapAsAMove(const MachineInstr *MI) const {
215     return MI->isAsCheapAsAMove();
216   }
217
218   /// Re-issue the specified 'original' instruction at the
219   /// specific location targeting a new destination register.
220   /// The register in Orig->getOperand(0).getReg() will be substituted by
221   /// DestReg:SubIdx. Any existing subreg index is preserved or composed with
222   /// SubIdx.
223   virtual void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
224                              MachineBasicBlock::iterator MI,
225                              unsigned DestReg, unsigned SubIdx,
226                              const MachineInstr *Orig,
227                              const TargetRegisterInfo &TRI) const;
228
229   /// Create a duplicate of the Orig instruction in MF. This is like
230   /// MachineFunction::CloneMachineInstr(), but the target may update operands
231   /// that are required to be unique.
232   ///
233   /// The instruction must be duplicable as indicated by isNotDuplicable().
234   virtual MachineInstr *duplicate(MachineInstr *Orig,
235                                   MachineFunction &MF) const;
236
237   /// This method must be implemented by targets that
238   /// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
239   /// may be able to convert a two-address instruction into one or more true
240   /// three-address instructions on demand.  This allows the X86 target (for
241   /// example) to convert ADD and SHL instructions into LEA instructions if they
242   /// would require register copies due to two-addressness.
243   ///
244   /// This method returns a null pointer if the transformation cannot be
245   /// performed, otherwise it returns the last new instruction.
246   ///
247   virtual MachineInstr *
248   convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
249                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI, LiveVariables *LV) const {
250     return nullptr;
251   }
252
253   /// If a target has any instructions that are commutable but require
254   /// converting to different instructions or making non-trivial changes to
255   /// commute them, this method can overloaded to do that.
256   /// The default implementation simply swaps the commutable operands.
257   /// If NewMI is false, MI is modified in place and returned; otherwise, a
258   /// new machine instruction is created and returned.  Do not call this
259   /// method for a non-commutable instruction, but there may be some cases
260   /// where this method fails and returns null.
261   virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI,
262                                            bool NewMI = false) const;
263
264   /// If specified MI is commutable, return the two operand indices that would
265   /// swap value. Return false if the instruction
266   /// is not in a form which this routine understands.
267   virtual bool findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI, unsigned &SrcOpIdx1,
268                                      unsigned &SrcOpIdx2) const;
269
270   /// A pair composed of a register and a sub-register index.
271   /// Used to give some type checking when modeling Reg:SubReg.
272   struct RegSubRegPair {
273     unsigned Reg;
274     unsigned SubReg;
275     RegSubRegPair(unsigned Reg = 0, unsigned SubReg = 0)
276         : Reg(Reg), SubReg(SubReg) {}
277   };
278   /// A pair composed of a pair of a register and a sub-register index,
279   /// and another sub-register index.
280   /// Used to give some type checking when modeling Reg:SubReg1, SubReg2.
281   struct RegSubRegPairAndIdx : RegSubRegPair {
282     unsigned SubIdx;
283     RegSubRegPairAndIdx(unsigned Reg = 0, unsigned SubReg = 0,
284                         unsigned SubIdx = 0)
285         : RegSubRegPair(Reg, SubReg), SubIdx(SubIdx) {}
286   };
287
288   /// Build the equivalent inputs of a REG_SEQUENCE for the given \p MI
289   /// and \p DefIdx.
290   /// \p [out] InputRegs of the equivalent REG_SEQUENCE. Each element of
291   /// the list is modeled as <Reg:SubReg, SubIdx>.
292   /// E.g., REG_SEQUENCE vreg1:sub1, sub0, vreg2, sub1 would produce
293   /// two elements:
294   /// - vreg1:sub1, sub0
295   /// - vreg2<:0>, sub1
296   ///
297   /// \returns true if it is possible to build such an input sequence
298   /// with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
299   ///
300   /// \pre MI.isRegSequence() or MI.isRegSequenceLike().
301   ///
302   /// \note The generic implementation does not provide any support for
303   /// MI.isRegSequenceLike(). In other words, one has to override
304   /// getRegSequenceLikeInputs for target specific instructions.
305   bool
306   getRegSequenceInputs(const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
307                        SmallVectorImpl<RegSubRegPairAndIdx> &InputRegs) const;
308
309   /// Build the equivalent inputs of a EXTRACT_SUBREG for the given \p MI
310   /// and \p DefIdx.
311   /// \p [out] InputReg of the equivalent EXTRACT_SUBREG.
312   /// E.g., EXTRACT_SUBREG vreg1:sub1, sub0, sub1 would produce:
313   /// - vreg1:sub1, sub0
314   ///
315   /// \returns true if it is possible to build such an input sequence
316   /// with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
317   ///
318   /// \pre MI.isExtractSubreg() or MI.isExtractSubregLike().
319   ///
320   /// \note The generic implementation does not provide any support for
321   /// MI.isExtractSubregLike(). In other words, one has to override
322   /// getExtractSubregLikeInputs for target specific instructions.
323   bool
324   getExtractSubregInputs(const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
325                          RegSubRegPairAndIdx &InputReg) const;
326
327   /// Build the equivalent inputs of a INSERT_SUBREG for the given \p MI
328   /// and \p DefIdx.
329   /// \p [out] BaseReg and \p [out] InsertedReg contain
330   /// the equivalent inputs of INSERT_SUBREG.
331   /// E.g., INSERT_SUBREG vreg0:sub0, vreg1:sub1, sub3 would produce:
332   /// - BaseReg: vreg0:sub0
333   /// - InsertedReg: vreg1:sub1, sub3
334   ///
335   /// \returns true if it is possible to build such an input sequence
336   /// with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
337   ///
338   /// \pre MI.isInsertSubreg() or MI.isInsertSubregLike().
339   ///
340   /// \note The generic implementation does not provide any support for
341   /// MI.isInsertSubregLike(). In other words, one has to override
342   /// getInsertSubregLikeInputs for target specific instructions.
343   bool
344   getInsertSubregInputs(const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
345                         RegSubRegPair &BaseReg,
346                         RegSubRegPairAndIdx &InsertedReg) const;
347
348
349   /// Return true if two machine instructions would produce identical values.
350   /// By default, this is only true when the two instructions
351   /// are deemed identical except for defs. If this function is called when the
352   /// IR is still in SSA form, the caller can pass the MachineRegisterInfo for
353   /// aggressive checks.
354   virtual bool produceSameValue(const MachineInstr *MI0,
355                                 const MachineInstr *MI1,
356                                 const MachineRegisterInfo *MRI = nullptr) const;
357
358   /// Analyze the branching code at the end of MBB, returning
359   /// true if it cannot be understood (e.g. it's a switch dispatch or isn't
360   /// implemented for a target).  Upon success, this returns false and returns
361   /// with the following information in various cases:
362   ///
363   /// 1. If this block ends with no branches (it just falls through to its succ)
364   ///    just return false, leaving TBB/FBB null.
365   /// 2. If this block ends with only an unconditional branch, it sets TBB to be
366   ///    the destination block.
367   /// 3. If this block ends with a conditional branch and it falls through to a
368   ///    successor block, it sets TBB to be the branch destination block and a
369   ///    list of operands that evaluate the condition. These operands can be
370   ///    passed to other TargetInstrInfo methods to create new branches.
371   /// 4. If this block ends with a conditional branch followed by an
372   ///    unconditional branch, it returns the 'true' destination in TBB, the
373   ///    'false' destination in FBB, and a list of operands that evaluate the
374   ///    condition.  These operands can be passed to other TargetInstrInfo
375   ///    methods to create new branches.
376   ///
377   /// Note that RemoveBranch and InsertBranch must be implemented to support
378   /// cases where this method returns success.
379   ///
380   /// If AllowModify is true, then this routine is allowed to modify the basic
381   /// block (e.g. delete instructions after the unconditional branch).
382   ///
383   virtual bool AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
384                              MachineBasicBlock *&FBB,
385                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
386                              bool AllowModify = false) const {
387     return true;
388   }
389
390   /// Remove the branching code at the end of the specific MBB.
391   /// This is only invoked in cases where AnalyzeBranch returns success. It
392   /// returns the number of instructions that were removed.
393   virtual unsigned RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
394     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::RemoveBranch!");
395   }
396
397   /// Insert branch code into the end of the specified MachineBasicBlock.
398   /// The operands to this method are the same as those
399   /// returned by AnalyzeBranch.  This is only invoked in cases where
400   /// AnalyzeBranch returns success. It returns the number of instructions
401   /// inserted.
402   ///
403   /// It is also invoked by tail merging to add unconditional branches in
404   /// cases where AnalyzeBranch doesn't apply because there was no original
405   /// branch to analyze.  At least this much must be implemented, else tail
406   /// merging needs to be disabled.
407   virtual unsigned InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
408                                 MachineBasicBlock *FBB,
409                                 ArrayRef<MachineOperand> Cond,
410                                 DebugLoc DL) const {
411     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::InsertBranch!");
412   }
413
414   /// Delete the instruction OldInst and everything after it, replacing it with
415   /// an unconditional branch to NewDest. This is used by the tail merging pass.
416   virtual void ReplaceTailWithBranchTo(MachineBasicBlock::iterator Tail,
417                                        MachineBasicBlock *NewDest) const;
418
419   /// Get an instruction that performs an unconditional branch to the given
420   /// symbol.
421   virtual void
422   getUnconditionalBranch(MCInst &MI,
423                          const MCSymbolRefExpr *BranchTarget) const {
424     llvm_unreachable("Target didn't implement "
425                      "TargetInstrInfo::getUnconditionalBranch!");
426   }
427
428   /// Get a machine trap instruction.
429   virtual void getTrap(MCInst &MI) const {
430     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::getTrap!");
431   }
432
433   /// Get a number of bytes that suffices to hold
434   /// either the instruction returned by getUnconditionalBranch or the
435   /// instruction returned by getTrap. This only makes sense because
436   /// getUnconditionalBranch returns a single, specific instruction. This
437   /// information is needed by the jumptable construction code, since it must
438   /// decide how many bytes to use for a jumptable entry so it can generate the
439   /// right mask.
440   ///
441   /// Note that if the jumptable instruction requires alignment, then that
442   /// alignment should be factored into this required bound so that the
443   /// resulting bound gives the right alignment for the instruction.
444   virtual unsigned getJumpInstrTableEntryBound() const {
445     // This method gets called by LLVMTargetMachine always, so it can't fail
446     // just because there happens to be no implementation for this target.
447     // Any code that tries to use a jumptable annotation without defining
448     // getUnconditionalBranch on the appropriate Target will fail anyway, and
449     // the value returned here won't matter in that case.
450     return 0;
451   }
452
453   /// Return true if it's legal to split the given basic
454   /// block at the specified instruction (i.e. instruction would be the start
455   /// of a new basic block).
456   virtual bool isLegalToSplitMBBAt(MachineBasicBlock &MBB,
457                                    MachineBasicBlock::iterator MBBI) const {
458     return true;
459   }
460
461   /// Return true if it's profitable to predicate
462   /// instructions with accumulated instruction latency of "NumCycles"
463   /// of the specified basic block, where the probability of the instructions
464   /// being executed is given by Probability, and Confidence is a measure
465   /// of our confidence that it will be properly predicted.
466   virtual
467   bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
468                            unsigned ExtraPredCycles,
469                            const BranchProbability &Probability) const {
470     return false;
471   }
472
473   /// Second variant of isProfitableToIfCvt. This one
474   /// checks for the case where two basic blocks from true and false path
475   /// of a if-then-else (diamond) are predicated on mutally exclusive
476   /// predicates, where the probability of the true path being taken is given
477   /// by Probability, and Confidence is a measure of our confidence that it
478   /// will be properly predicted.
479   virtual bool
480   isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
481                       unsigned NumTCycles, unsigned ExtraTCycles,
482                       MachineBasicBlock &FMBB,
483                       unsigned NumFCycles, unsigned ExtraFCycles,
484                       const BranchProbability &Probability) const {
485     return false;
486   }
487
488   /// Return true if it's profitable for if-converter to duplicate instructions
489   /// of specified accumulated instruction latencies in the specified MBB to
490   /// enable if-conversion.
491   /// The probability of the instructions being executed is given by
492   /// Probability, and Confidence is a measure of our confidence that it
493   /// will be properly predicted.
494   virtual bool
495   isProfitableToDupForIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
496                             const BranchProbability &Probability) const {
497     return false;
498   }
499
500   /// Return true if it's profitable to unpredicate
501   /// one side of a 'diamond', i.e. two sides of if-else predicated on mutually
502   /// exclusive predicates.
503   /// e.g.
504   ///   subeq  r0, r1, #1
505   ///   addne  r0, r1, #1
506   /// =>
507   ///   sub    r0, r1, #1
508   ///   addne  r0, r1, #1
509   ///
510   /// This may be profitable is conditional instructions are always executed.
511   virtual bool isProfitableToUnpredicate(MachineBasicBlock &TMBB,
512                                          MachineBasicBlock &FMBB) const {
513     return false;
514   }
515
516   /// Return true if it is possible to insert a select
517   /// instruction that chooses between TrueReg and FalseReg based on the
518   /// condition code in Cond.
519   ///
520   /// When successful, also return the latency in cycles from TrueReg,
521   /// FalseReg, and Cond to the destination register. In most cases, a select
522   /// instruction will be 1 cycle, so CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = 1
523   ///
524   /// Some x86 implementations have 2-cycle cmov instructions.
525   ///
526   /// @param MBB         Block where select instruction would be inserted.
527   /// @param Cond        Condition returned by AnalyzeBranch.
528   /// @param TrueReg     Virtual register to select when Cond is true.
529   /// @param FalseReg    Virtual register to select when Cond is false.
530   /// @param CondCycles  Latency from Cond+Branch to select output.
531   /// @param TrueCycles  Latency from TrueReg to select output.
532   /// @param FalseCycles Latency from FalseReg to select output.
533   virtual bool canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
534                                ArrayRef<MachineOperand> Cond,
535                                unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
536                                int &CondCycles,
537                                int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
538     return false;
539   }
540
541   /// Insert a select instruction into MBB before I that will copy TrueReg to
542   /// DstReg when Cond is true, and FalseReg to DstReg when Cond is false.
543   ///
544   /// This function can only be called after canInsertSelect() returned true.
545   /// The condition in Cond comes from AnalyzeBranch, and it can be assumed
546   /// that the same flags or registers required by Cond are available at the
547   /// insertion point.
548   ///
549   /// @param MBB      Block where select instruction should be inserted.
550   /// @param I        Insertion point.
551   /// @param DL       Source location for debugging.
552   /// @param DstReg   Virtual register to be defined by select instruction.
553   /// @param Cond     Condition as computed by AnalyzeBranch.
554   /// @param TrueReg  Virtual register to copy when Cond is true.
555   /// @param FalseReg Virtual register to copy when Cons is false.
556   virtual void insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
557                             MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
558                             unsigned DstReg, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
559                             unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
560     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::insertSelect!");
561   }
562
563   /// Analyze the given select instruction, returning true if
564   /// it cannot be understood. It is assumed that MI->isSelect() is true.
565   ///
566   /// When successful, return the controlling condition and the operands that
567   /// determine the true and false result values.
568   ///
569   ///   Result = SELECT Cond, TrueOp, FalseOp
570   ///
571   /// Some targets can optimize select instructions, for example by predicating
572   /// the instruction defining one of the operands. Such targets should set
573   /// Optimizable.
574   ///
575   /// @param         MI Select instruction to analyze.
576   /// @param Cond    Condition controlling the select.
577   /// @param TrueOp  Operand number of the value selected when Cond is true.
578   /// @param FalseOp Operand number of the value selected when Cond is false.
579   /// @param Optimizable Returned as true if MI is optimizable.
580   /// @returns False on success.
581   virtual bool analyzeSelect(const MachineInstr *MI,
582                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
583                              unsigned &TrueOp, unsigned &FalseOp,
584                              bool &Optimizable) const {
585     assert(MI && MI->getDesc().isSelect() && "MI must be a select instruction");
586     return true;
587   }
588
589   /// Given a select instruction that was understood by
590   /// analyzeSelect and returned Optimizable = true, attempt to optimize MI by
591   /// merging it with one of its operands. Returns NULL on failure.
592   ///
593   /// When successful, returns the new select instruction. The client is
594   /// responsible for deleting MI.
595   ///
596   /// If both sides of the select can be optimized, PreferFalse is used to pick
597   /// a side.
598   ///
599   /// @param MI          Optimizable select instruction.
600   /// @param NewMIs     Set that record all MIs in the basic block up to \p
601   /// MI. Has to be updated with any newly created MI or deleted ones.
602   /// @param PreferFalse Try to optimize FalseOp instead of TrueOp.
603   /// @returns Optimized instruction or NULL.
604   virtual MachineInstr *optimizeSelect(MachineInstr *MI,
605                                        SmallPtrSetImpl<MachineInstr *> &NewMIs,
606                                        bool PreferFalse = false) const {
607     // This function must be implemented if Optimizable is ever set.
608     llvm_unreachable("Target must implement TargetInstrInfo::optimizeSelect!");
609   }
610
611   /// Emit instructions to copy a pair of physical registers.
612   ///
613   /// This function should support copies within any legal register class as
614   /// well as any cross-class copies created during instruction selection.
615   ///
616   /// The source and destination registers may overlap, which may require a
617   /// careful implementation when multiple copy instructions are required for
618   /// large registers. See for example the ARM target.
619   virtual void copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
620                            MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
621                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
622                            bool KillSrc) const {
623     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::copyPhysReg!");
624   }
625
626   /// Store the specified register of the given register class to the specified
627   /// stack frame index. The store instruction is to be added to the given
628   /// machine basic block before the specified machine instruction. If isKill
629   /// is true, the register operand is the last use and must be marked kill.
630   virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
631                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
632                                    unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
633                                    const TargetRegisterClass *RC,
634                                    const TargetRegisterInfo *TRI) const {
635     llvm_unreachable("Target didn't implement "
636                      "TargetInstrInfo::storeRegToStackSlot!");
637   }
638
639   /// Load the specified register of the given register class from the specified
640   /// stack frame index. The load instruction is to be added to the given
641   /// machine basic block before the specified machine instruction.
642   virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
643                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
644                                     unsigned DestReg, int FrameIndex,
645                                     const TargetRegisterClass *RC,
646                                     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
647     llvm_unreachable("Target didn't implement "
648                      "TargetInstrInfo::loadRegFromStackSlot!");
649   }
650
651   /// This function is called for all pseudo instructions
652   /// that remain after register allocation. Many pseudo instructions are
653   /// created to help register allocation. This is the place to convert them
654   /// into real instructions. The target can edit MI in place, or it can insert
655   /// new instructions and erase MI. The function should return true if
656   /// anything was changed.
657   virtual bool expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
658     return false;
659   }
660
661   /// Attempt to fold a load or store of the specified stack
662   /// slot into the specified machine instruction for the specified operand(s).
663   /// If this is possible, a new instruction is returned with the specified
664   /// operand folded, otherwise NULL is returned.
665   /// The new instruction is inserted before MI, and the client is responsible
666   /// for removing the old instruction.
667   MachineInstr *foldMemoryOperand(MachineBasicBlock::iterator MI,
668                                   ArrayRef<unsigned> Ops, int FrameIndex) const;
669
670   /// Same as the previous version except it allows folding of any load and
671   /// store from / to any address, not just from a specific stack slot.
672   MachineInstr *foldMemoryOperand(MachineBasicBlock::iterator MI,
673                                   ArrayRef<unsigned> Ops,
674                                   MachineInstr *LoadMI) const;
675
676   /// Return true when there is potentially a faster code sequence
677   /// for an instruction chain ending in \p Root. All potential patterns are
678   /// returned in the \p Pattern vector. Pattern should be sorted in priority
679   /// order since the pattern evaluator stops checking as soon as it finds a
680   /// faster sequence.
681   /// \param Root - Instruction that could be combined with one of its operands
682   /// \param Pattern - Vector of possible combination pattern
683   virtual bool hasPattern(
684       MachineInstr &Root,
685       SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern::MC_PATTERN> &Pattern) const {
686     return false;
687   }
688
689   /// When hasPattern() finds a pattern this function generates the instructions
690   /// that could replace the original code sequence. The client has to decide
691   /// whether the actual replacement is beneficial or not.
692   /// \param Root - Instruction that could be combined with one of its operands
693   /// \param P - Combination pattern for Root
694   /// \param InsInstrs - Vector of new instructions that implement P
695   /// \param DelInstrs - Old instructions, including Root, that could be
696   /// replaced by InsInstr
697   /// \param InstrIdxForVirtReg - map of virtual register to instruction in
698   /// InsInstr that defines it
699   virtual void genAlternativeCodeSequence(
700       MachineInstr &Root, MachineCombinerPattern::MC_PATTERN P,
701       SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
702       SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
703       DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg) const {
704     return;
705   }
706
707   /// Return true when a target supports MachineCombiner.
708   virtual bool useMachineCombiner() const { return false; }
709
710 protected:
711   /// Target-dependent implementation for foldMemoryOperand.
712   /// Target-independent code in foldMemoryOperand will
713   /// take care of adding a MachineMemOperand to the newly created instruction.
714   /// The instruction and any auxiliary instructions necessary will be inserted
715   /// at InsertPt.
716   virtual MachineInstr *foldMemoryOperandImpl(
717       MachineFunction &MF, MachineInstr *MI, ArrayRef<unsigned> Ops,
718       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, int FrameIndex) const {
719     return nullptr;
720   }
721
722   /// Target-dependent implementation for foldMemoryOperand.
723   /// Target-independent code in foldMemoryOperand will
724   /// take care of adding a MachineMemOperand to the newly created instruction.
725   /// The instruction and any auxiliary instructions necessary will be inserted
726   /// at InsertPt.
727   virtual MachineInstr *foldMemoryOperandImpl(
728       MachineFunction &MF, MachineInstr *MI, ArrayRef<unsigned> Ops,
729       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, MachineInstr *LoadMI) const {
730     return nullptr;
731   }
732
733   /// \brief Target-dependent implementation of getRegSequenceInputs.
734   ///
735   /// \returns true if it is possible to build the equivalent
736   /// REG_SEQUENCE inputs with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
737   ///
738   /// \pre MI.isRegSequenceLike().
739   ///
740   /// \see TargetInstrInfo::getRegSequenceInputs.
741   virtual bool getRegSequenceLikeInputs(
742       const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
743       SmallVectorImpl<RegSubRegPairAndIdx> &InputRegs) const {
744     return false;
745   }
746
747   /// \brief Target-dependent implementation of getExtractSubregInputs.
748   ///
749   /// \returns true if it is possible to build the equivalent
750   /// EXTRACT_SUBREG inputs with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
751   ///
752   /// \pre MI.isExtractSubregLike().
753   ///
754   /// \see TargetInstrInfo::getExtractSubregInputs.
755   virtual bool getExtractSubregLikeInputs(
756       const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
757       RegSubRegPairAndIdx &InputReg) const {
758     return false;
759   }
760
761   /// \brief Target-dependent implementation of getInsertSubregInputs.
762   ///
763   /// \returns true if it is possible to build the equivalent
764   /// INSERT_SUBREG inputs with the pair \p MI, \p DefIdx. False otherwise.
765   ///
766   /// \pre MI.isInsertSubregLike().
767   ///
768   /// \see TargetInstrInfo::getInsertSubregInputs.
769   virtual bool
770   getInsertSubregLikeInputs(const MachineInstr &MI, unsigned DefIdx,
771                             RegSubRegPair &BaseReg,
772                             RegSubRegPairAndIdx &InsertedReg) const {
773     return false;
774   }
775
776 public:
777   /// Returns true for the specified load / store if folding is possible.
778   virtual bool canFoldMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
779                                     ArrayRef<unsigned> Ops) const;
780
781   /// unfoldMemoryOperand - Separate a single instruction which folded a load or
782   /// a store or a load and a store into two or more instruction. If this is
783   /// possible, returns true as well as the new instructions by reference.
784   virtual bool unfoldMemoryOperand(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
785                                 unsigned Reg, bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
786                                  SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const{
787     return false;
788   }
789
790   virtual bool unfoldMemoryOperand(SelectionDAG &DAG, SDNode *N,
791                                    SmallVectorImpl<SDNode*> &NewNodes) const {
792     return false;
793   }
794
795   /// Returns the opcode of the would be new
796   /// instruction after load / store are unfolded from an instruction of the
797   /// specified opcode. It returns zero if the specified unfolding is not
798   /// possible. If LoadRegIndex is non-null, it is filled in with the operand
799   /// index of the operand which will hold the register holding the loaded
800   /// value.
801   virtual unsigned getOpcodeAfterMemoryUnfold(unsigned Opc,
802                                       bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
803                                       unsigned *LoadRegIndex = nullptr) const {
804     return 0;
805   }
806
807   /// This is used by the pre-regalloc scheduler to determine if two loads are
808   /// loading from the same base address. It should only return true if the base
809   /// pointers are the same and the only differences between the two addresses
810   /// are the offset. It also returns the offsets by reference.
811   virtual bool areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
812                                     int64_t &Offset1, int64_t &Offset2) const {
813     return false;
814   }
815
816   /// This is a used by the pre-regalloc scheduler to determine (in conjunction
817   /// with areLoadsFromSameBasePtr) if two loads should be scheduled together.
818   /// On some targets if two loads are loading from
819   /// addresses in the same cache line, it's better if they are scheduled
820   /// together. This function takes two integers that represent the load offsets
821   /// from the common base address. It returns true if it decides it's desirable
822   /// to schedule the two loads together. "NumLoads" is the number of loads that
823   /// have already been scheduled after Load1.
824   virtual bool shouldScheduleLoadsNear(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
825                                        int64_t Offset1, int64_t Offset2,
826                                        unsigned NumLoads) const {
827     return false;
828   }
829
830   /// Get the base register and byte offset of an instruction that reads/writes
831   /// memory.
832   virtual bool getMemOpBaseRegImmOfs(MachineInstr *MemOp, unsigned &BaseReg,
833                                      unsigned &Offset,
834                                      const TargetRegisterInfo *TRI) const {
835     return false;
836   }
837
838   virtual bool enableClusterLoads() const { return false; }
839
840   virtual bool shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
841                                   MachineInstr *SecondLdSt,
842                                   unsigned NumLoads) const {
843     return false;
844   }
845
846   /// Can this target fuse the given instructions if they are scheduled
847   /// adjacent.
848   virtual bool shouldScheduleAdjacent(MachineInstr* First,
849                                       MachineInstr *Second) const {
850     return false;
851   }
852
853   /// Reverses the branch condition of the specified condition list,
854   /// returning false on success and true if it cannot be reversed.
855   virtual
856   bool ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
857     return true;
858   }
859
860   /// Insert a noop into the instruction stream at the specified point.
861   virtual void insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
862                           MachineBasicBlock::iterator MI) const;
863
864
865   /// Return the noop instruction to use for a noop.
866   virtual void getNoopForMachoTarget(MCInst &NopInst) const;
867
868
869   /// Returns true if the instruction is already predicated.
870   virtual bool isPredicated(const MachineInstr *MI) const {
871     return false;
872   }
873
874   /// Returns true if the instruction is a
875   /// terminator instruction that has not been predicated.
876   virtual bool isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr *MI) const;
877
878   /// Convert the instruction into a predicated instruction.
879   /// It returns true if the operation was successful.
880   virtual
881   bool PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
882                             ArrayRef<MachineOperand> Pred) const;
883
884   /// Returns true if the first specified predicate
885   /// subsumes the second, e.g. GE subsumes GT.
886   virtual
887   bool SubsumesPredicate(ArrayRef<MachineOperand> Pred1,
888                          ArrayRef<MachineOperand> Pred2) const {
889     return false;
890   }
891
892   /// If the specified instruction defines any predicate
893   /// or condition code register(s) used for predication, returns true as well
894   /// as the definition predicate(s) by reference.
895   virtual bool DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
896                                 std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
897     return false;
898   }
899
900   /// Return true if the specified instruction can be predicated.
901   /// By default, this returns true for every instruction with a
902   /// PredicateOperand.
903   virtual bool isPredicable(MachineInstr *MI) const {
904     return MI->getDesc().isPredicable();
905   }
906
907   /// Return true if it's safe to move a machine
908   /// instruction that defines the specified register class.
909   virtual bool isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
910     return true;
911   }
912
913   /// Test if the given instruction should be considered a scheduling boundary.
914   /// This primarily includes labels and terminators.
915   virtual bool isSchedulingBoundary(const MachineInstr *MI,
916                                     const MachineBasicBlock *MBB,
917                                     const MachineFunction &MF) const;
918
919   /// Measure the specified inline asm to determine an approximation of its
920   /// length.
921   virtual unsigned getInlineAsmLength(const char *Str,
922                                       const MCAsmInfo &MAI) const;
923
924   /// Allocate and return a hazard recognizer to use for this target when
925   /// scheduling the machine instructions before register allocation.
926   virtual ScheduleHazardRecognizer*
927   CreateTargetHazardRecognizer(const TargetSubtargetInfo *STI,
928                                const ScheduleDAG *DAG) const;
929
930   /// Allocate and return a hazard recognizer to use for this target when
931   /// scheduling the machine instructions before register allocation.
932   virtual ScheduleHazardRecognizer*
933   CreateTargetMIHazardRecognizer(const InstrItineraryData*,
934                                  const ScheduleDAG *DAG) const;
935
936   /// Allocate and return a hazard recognizer to use for this target when
937   /// scheduling the machine instructions after register allocation.
938   virtual ScheduleHazardRecognizer*
939   CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData*,
940                                      const ScheduleDAG *DAG) const;
941
942   /// Provide a global flag for disabling the PreRA hazard recognizer that
943   /// targets may choose to honor.
944   bool usePreRAHazardRecognizer() const;
945
946   /// For a comparison instruction, return the source registers
947   /// in SrcReg and SrcReg2 if having two register operands, and the value it
948   /// compares against in CmpValue. Return true if the comparison instruction
949   /// can be analyzed.
950   virtual bool analyzeCompare(const MachineInstr *MI,
951                               unsigned &SrcReg, unsigned &SrcReg2,
952                               int &Mask, int &Value) const {
953     return false;
954   }
955
956   /// See if the comparison instruction can be converted
957   /// into something more efficient. E.g., on ARM most instructions can set the
958   /// flags register, obviating the need for a separate CMP.
959   virtual bool optimizeCompareInstr(MachineInstr *CmpInstr,
960                                     unsigned SrcReg, unsigned SrcReg2,
961                                     int Mask, int Value,
962                                     const MachineRegisterInfo *MRI) const {
963     return false;
964   }
965   virtual bool optimizeCondBranch(MachineInstr *MI) const { return false; }
966
967   /// Try to remove the load by folding it to a register operand at the use.
968   /// We fold the load instructions if and only if the
969   /// def and use are in the same BB. We only look at one load and see
970   /// whether it can be folded into MI. FoldAsLoadDefReg is the virtual register
971   /// defined by the load we are trying to fold. DefMI returns the machine
972   /// instruction that defines FoldAsLoadDefReg, and the function returns
973   /// the machine instruction generated due to folding.
974   virtual MachineInstr* optimizeLoadInstr(MachineInstr *MI,
975                         const MachineRegisterInfo *MRI,
976                         unsigned &FoldAsLoadDefReg,
977                         MachineInstr *&DefMI) const {
978     return nullptr;
979   }
980
981   /// 'Reg' is known to be defined by a move immediate instruction,
982   /// try to fold the immediate into the use instruction.
983   /// If MRI->hasOneNonDBGUse(Reg) is true, and this function returns true,
984   /// then the caller may assume that DefMI has been erased from its parent
985   /// block. The caller may assume that it will not be erased by this
986   /// function otherwise.
987   virtual bool FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
988                              unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
989     return false;
990   }
991
992   /// Return the number of u-operations the given machine
993   /// instruction will be decoded to on the target cpu. The itinerary's
994   /// IssueWidth is the number of microops that can be dispatched each
995   /// cycle. An instruction with zero microops takes no dispatch resources.
996   virtual unsigned getNumMicroOps(const InstrItineraryData *ItinData,
997                                   const MachineInstr *MI) const;
998
999   /// Return true for pseudo instructions that don't consume any
1000   /// machine resources in their current form. These are common cases that the
1001   /// scheduler should consider free, rather than conservatively handling them
1002   /// as instructions with no itinerary.
1003   bool isZeroCost(unsigned Opcode) const {
1004     return Opcode <= TargetOpcode::COPY;
1005   }
1006
1007   virtual int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1008                                 SDNode *DefNode, unsigned DefIdx,
1009                                 SDNode *UseNode, unsigned UseIdx) const;
1010
1011   /// Compute and return the use operand latency of a given pair of def and use.
1012   /// In most cases, the static scheduling itinerary was enough to determine the
1013   /// operand latency. But it may not be possible for instructions with variable
1014   /// number of defs / uses.
1015   ///
1016   /// This is a raw interface to the itinerary that may be directly overridden
1017   /// by a target. Use computeOperandLatency to get the best estimate of
1018   /// latency.
1019   virtual int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1020                                 const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
1021                                 const MachineInstr *UseMI,
1022                                 unsigned UseIdx) const;
1023
1024   /// Compute and return the latency of the given data
1025   /// dependent def and use when the operand indices are already known.
1026   unsigned computeOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1027                                  const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
1028                                  const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx)
1029     const;
1030
1031   /// Compute the instruction latency of a given instruction.
1032   /// If the instruction has higher cost when predicated, it's returned via
1033   /// PredCost.
1034   virtual unsigned getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1035                                    const MachineInstr *MI,
1036                                    unsigned *PredCost = nullptr) const;
1037
1038   virtual unsigned getPredicationCost(const MachineInstr *MI) const;
1039
1040   virtual int getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1041                               SDNode *Node) const;
1042
1043   /// Return the default expected latency for a def based on it's opcode.
1044   unsigned defaultDefLatency(const MCSchedModel &SchedModel,
1045                              const MachineInstr *DefMI) const;
1046
1047   int computeDefOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
1048                                const MachineInstr *DefMI) const;
1049
1050   /// Return true if this opcode has high latency to its result.
1051   virtual bool isHighLatencyDef(int opc) const { return false; }
1052
1053   /// Compute operand latency between a def of 'Reg'
1054   /// and a use in the current loop. Return true if the target considered
1055   /// it 'high'. This is used by optimization passes such as machine LICM to
1056   /// determine whether it makes sense to hoist an instruction out even in a
1057   /// high register pressure situation.
1058   virtual
1059   bool hasHighOperandLatency(const TargetSchedModel &SchedModel,
1060                              const MachineRegisterInfo *MRI,
1061                              const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
1062                              const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx) const {
1063     return false;
1064   }
1065
1066   /// Compute operand latency of a def of 'Reg'. Return true
1067   /// if the target considered it 'low'.
1068   virtual
1069   bool hasLowDefLatency(const TargetSchedModel &SchedModel,
1070                         const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx) const;
1071
1072   /// Perform target-specific instruction verification.
1073   virtual
1074   bool verifyInstruction(const MachineInstr *MI, StringRef &ErrInfo) const {
1075     return true;
1076   }
1077
1078   /// Return the current execution domain and bit mask of
1079   /// possible domains for instruction.
1080   ///
1081   /// Some micro-architectures have multiple execution domains, and multiple
1082   /// opcodes that perform the same operation in different domains.  For
1083   /// example, the x86 architecture provides the por, orps, and orpd
1084   /// instructions that all do the same thing.  There is a latency penalty if a
1085   /// register is written in one domain and read in another.
1086   ///
1087   /// This function returns a pair (domain, mask) containing the execution
1088   /// domain of MI, and a bit mask of possible domains.  The setExecutionDomain
1089   /// function can be used to change the opcode to one of the domains in the
1090   /// bit mask.  Instructions whose execution domain can't be changed should
1091   /// return a 0 mask.
1092   ///
1093   /// The execution domain numbers don't have any special meaning except domain
1094   /// 0 is used for instructions that are not associated with any interesting
1095   /// execution domain.
1096   ///
1097   virtual std::pair<uint16_t, uint16_t>
1098   getExecutionDomain(const MachineInstr *MI) const {
1099     return std::make_pair(0, 0);
1100   }
1101
1102   /// Change the opcode of MI to execute in Domain.
1103   ///
1104   /// The bit (1 << Domain) must be set in the mask returned from
1105   /// getExecutionDomain(MI).
1106   virtual void setExecutionDomain(MachineInstr *MI, unsigned Domain) const {}
1107
1108
1109   /// Returns the preferred minimum clearance
1110   /// before an instruction with an unwanted partial register update.
1111   ///
1112   /// Some instructions only write part of a register, and implicitly need to
1113   /// read the other parts of the register.  This may cause unwanted stalls
1114   /// preventing otherwise unrelated instructions from executing in parallel in
1115   /// an out-of-order CPU.
1116   ///
1117   /// For example, the x86 instruction cvtsi2ss writes its result to bits
1118   /// [31:0] of the destination xmm register. Bits [127:32] are unaffected, so
1119   /// the instruction needs to wait for the old value of the register to become
1120   /// available:
1121   ///
1122   ///   addps %xmm1, %xmm0
1123   ///   movaps %xmm0, (%rax)
1124   ///   cvtsi2ss %rbx, %xmm0
1125   ///
1126   /// In the code above, the cvtsi2ss instruction needs to wait for the addps
1127   /// instruction before it can issue, even though the high bits of %xmm0
1128   /// probably aren't needed.
1129   ///
1130   /// This hook returns the preferred clearance before MI, measured in
1131   /// instructions.  Other defs of MI's operand OpNum are avoided in the last N
1132   /// instructions before MI.  It should only return a positive value for
1133   /// unwanted dependencies.  If the old bits of the defined register have
1134   /// useful values, or if MI is determined to otherwise read the dependency,
1135   /// the hook should return 0.
1136   ///
1137   /// The unwanted dependency may be handled by:
1138   ///
1139   /// 1. Allocating the same register for an MI def and use.  That makes the
1140   ///    unwanted dependency identical to a required dependency.
1141   ///
1142   /// 2. Allocating a register for the def that has no defs in the previous N
1143   ///    instructions.
1144   ///
1145   /// 3. Calling breakPartialRegDependency() with the same arguments.  This
1146   ///    allows the target to insert a dependency breaking instruction.
1147   ///
1148   virtual unsigned
1149   getPartialRegUpdateClearance(const MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
1150                                const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1151     // The default implementation returns 0 for no partial register dependency.
1152     return 0;
1153   }
1154
1155   /// \brief Return the minimum clearance before an instruction that reads an
1156   /// unused register.
1157   ///
1158   /// For example, AVX instructions may copy part of a register operand into
1159   /// the unused high bits of the destination register.
1160   ///
1161   /// vcvtsi2sdq %rax, %xmm0<undef>, %xmm14
1162   ///
1163   /// In the code above, vcvtsi2sdq copies %xmm0[127:64] into %xmm14 creating a
1164   /// false dependence on any previous write to %xmm0.
1165   ///
1166   /// This hook works similarly to getPartialRegUpdateClearance, except that it
1167   /// does not take an operand index. Instead sets \p OpNum to the index of the
1168   /// unused register.
1169   virtual unsigned getUndefRegClearance(const MachineInstr *MI, unsigned &OpNum,
1170                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1171     // The default implementation returns 0 for no undef register dependency.
1172     return 0;
1173   }
1174
1175   /// Insert a dependency-breaking instruction
1176   /// before MI to eliminate an unwanted dependency on OpNum.
1177   ///
1178   /// If it wasn't possible to avoid a def in the last N instructions before MI
1179   /// (see getPartialRegUpdateClearance), this hook will be called to break the
1180   /// unwanted dependency.
1181   ///
1182   /// On x86, an xorps instruction can be used as a dependency breaker:
1183   ///
1184   ///   addps %xmm1, %xmm0
1185   ///   movaps %xmm0, (%rax)
1186   ///   xorps %xmm0, %xmm0
1187   ///   cvtsi2ss %rbx, %xmm0
1188   ///
1189   /// An <imp-kill> operand should be added to MI if an instruction was
1190   /// inserted.  This ties the instructions together in the post-ra scheduler.
1191   ///
1192   virtual void
1193   breakPartialRegDependency(MachineBasicBlock::iterator MI, unsigned OpNum,
1194                             const TargetRegisterInfo *TRI) const {}
1195
1196   /// Create machine specific model for scheduling.
1197   virtual DFAPacketizer *
1198   CreateTargetScheduleState(const TargetSubtargetInfo &) const {
1199     return nullptr;
1200   }
1201
1202   // Sometimes, it is possible for the target
1203   // to tell, even without aliasing information, that two MIs access different
1204   // memory addresses. This function returns true if two MIs access different
1205   // memory addresses and false otherwise.
1206   virtual bool
1207   areMemAccessesTriviallyDisjoint(MachineInstr *MIa, MachineInstr *MIb,
1208                                   AliasAnalysis *AA = nullptr) const {
1209     assert(MIa && (MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
1210            "MIa must load from or modify a memory location");
1211     assert(MIb && (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()) &&
1212            "MIb must load from or modify a memory location");
1213     return false;
1214   }
1215
1216   /// \brief Return the value to use for the MachineCSE's LookAheadLimit,
1217   /// which is a heuristic used for CSE'ing phys reg defs.
1218   virtual unsigned getMachineCSELookAheadLimit () const {
1219     // The default lookahead is small to prevent unprofitable quadratic
1220     // behavior.
1221     return 5;
1222   }
1223
1224 private:
1225   unsigned CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode;
1226 };
1227
1228 } // End llvm namespace
1229
1230 #endif