[C++11] Replace llvm::next and llvm::prior with std::next and std::prev.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / FastISel.cpp
1 //===-- FastISel.cpp - Implementation 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 contains the implementation of the FastISel class.
11 //
12 // "Fast" instruction selection is designed to emit very poor code quickly.
13 // Also, it is not designed to be able to do much lowering, so most illegal
14 // types (e.g. i64 on 32-bit targets) and operations are not supported.  It is
15 // also not intended to be able to do much optimization, except in a few cases
16 // where doing optimizations reduces overall compile time.  For example, folding
17 // constants into immediate fields is often done, because it's cheap and it
18 // reduces the number of instructions later phases have to examine.
19 //
20 // "Fast" instruction selection is able to fail gracefully and transfer
21 // control to the SelectionDAG selector for operations that it doesn't
22 // support.  In many cases, this allows us to avoid duplicating a lot of
23 // the complicated lowering logic that SelectionDAG currently has.
24 //
25 // The intended use for "fast" instruction selection is "-O0" mode
26 // compilation, where the quality of the generated code is irrelevant when
27 // weighed against the speed at which the code can be generated.  Also,
28 // at -O0, the LLVM optimizers are not running, and this makes the
29 // compile time of codegen a much higher portion of the overall compile
30 // time.  Despite its limitations, "fast" instruction selection is able to
31 // handle enough code on its own to provide noticeable overall speedups
32 // in -O0 compiles.
33 //
34 // Basic operations are supported in a target-independent way, by reading
35 // the same instruction descriptions that the SelectionDAG selector reads,
36 // and identifying simple arithmetic operations that can be directly selected
37 // from simple operators.  More complicated operations currently require
38 // target-specific code.
39 //
40 //===----------------------------------------------------------------------===//
41
42 #define DEBUG_TYPE "isel"
43 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
44 #include "llvm/ADT/Optional.h"
45 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
46 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
47 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
48 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
49 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
50 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
51 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
52 #include "llvm/DebugInfo.h"
53 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
54 #include "llvm/IR/Function.h"
55 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
56 #include "llvm/IR/Instructions.h"
57 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
58 #include "llvm/IR/Operator.h"
59 #include "llvm/Support/Debug.h"
60 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
61 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
62 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
63 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
64 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
65 using namespace llvm;
66
67 STATISTIC(NumFastIselSuccessIndependent, "Number of insts selected by "
68           "target-independent selector");
69 STATISTIC(NumFastIselSuccessTarget, "Number of insts selected by "
70           "target-specific selector");
71 STATISTIC(NumFastIselDead, "Number of dead insts removed on failure");
72
73 /// startNewBlock - Set the current block to which generated machine
74 /// instructions will be appended, and clear the local CSE map.
75 ///
76 void FastISel::startNewBlock() {
77   LocalValueMap.clear();
78
79   // Instructions are appended to FuncInfo.MBB. If the basic block already
80   // contains labels or copies, use the last instruction as the last local
81   // value.
82   EmitStartPt = 0;
83   if (!FuncInfo.MBB->empty())
84     EmitStartPt = &FuncInfo.MBB->back();
85   LastLocalValue = EmitStartPt;
86 }
87
88 bool FastISel::LowerArguments() {
89   if (!FuncInfo.CanLowerReturn)
90     // Fallback to SDISel argument lowering code to deal with sret pointer
91     // parameter.
92     return false;
93
94   if (!FastLowerArguments())
95     return false;
96
97   // Enter arguments into ValueMap for uses in non-entry BBs.
98   for (Function::const_arg_iterator I = FuncInfo.Fn->arg_begin(),
99          E = FuncInfo.Fn->arg_end(); I != E; ++I) {
100     DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator VI = LocalValueMap.find(I);
101     assert(VI != LocalValueMap.end() && "Missed an argument?");
102     FuncInfo.ValueMap[I] = VI->second;
103   }
104   return true;
105 }
106
107 void FastISel::flushLocalValueMap() {
108   LocalValueMap.clear();
109   LastLocalValue = EmitStartPt;
110   recomputeInsertPt();
111 }
112
113 bool FastISel::hasTrivialKill(const Value *V) const {
114   // Don't consider constants or arguments to have trivial kills.
115   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
116   if (!I)
117     return false;
118
119   // No-op casts are trivially coalesced by fast-isel.
120   if (const CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(I))
121     if (Cast->isNoopCast(DL.getIntPtrType(Cast->getContext())) &&
122         !hasTrivialKill(Cast->getOperand(0)))
123       return false;
124
125   // GEPs with all zero indices are trivially coalesced by fast-isel.
126   if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I))
127     if (GEP->hasAllZeroIndices() && !hasTrivialKill(GEP->getOperand(0)))
128       return false;
129
130   // Only instructions with a single use in the same basic block are considered
131   // to have trivial kills.
132   return I->hasOneUse() &&
133          !(I->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
134            I->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
135            I->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) &&
136          cast<Instruction>(*I->use_begin())->getParent() == I->getParent();
137 }
138
139 unsigned FastISel::getRegForValue(const Value *V) {
140   EVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
141   // Don't handle non-simple values in FastISel.
142   if (!RealVT.isSimple())
143     return 0;
144
145   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
146   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
147   // of whether FastISel can handle them.
148   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
149   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
150     // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
151     if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
152       VT = TLI.getTypeToTransformTo(V->getContext(), VT).getSimpleVT();
153     else
154       return 0;
155   }
156
157   // Look up the value to see if we already have a register for it.
158   unsigned Reg = lookUpRegForValue(V);
159   if (Reg != 0)
160     return Reg;
161
162   // In bottom-up mode, just create the virtual register which will be used
163   // to hold the value. It will be materialized later.
164   if (isa<Instruction>(V) &&
165       (!isa<AllocaInst>(V) ||
166        !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(V))))
167     return FuncInfo.InitializeRegForValue(V);
168
169   SavePoint SaveInsertPt = enterLocalValueArea();
170
171   // Materialize the value in a register. Emit any instructions in the
172   // local value area.
173   Reg = materializeRegForValue(V, VT);
174
175   leaveLocalValueArea(SaveInsertPt);
176
177   return Reg;
178 }
179
180 /// materializeRegForValue - Helper for getRegForValue. This function is
181 /// called when the value isn't already available in a register and must
182 /// be materialized with new instructions.
183 unsigned FastISel::materializeRegForValue(const Value *V, MVT VT) {
184   unsigned Reg = 0;
185
186   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
187     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
188       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
189   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
190     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
191   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
192     // Translate this as an integer zero so that it can be
193     // local-CSE'd with actual integer zeros.
194     Reg =
195       getRegForValue(Constant::getNullValue(DL.getIntPtrType(V->getContext())));
196   } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
197     if (CF->isNullValue()) {
198       Reg = TargetMaterializeFloatZero(CF);
199     } else {
200       // Try to emit the constant directly.
201       Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
202     }
203
204     if (!Reg) {
205       // Try to emit the constant by using an integer constant with a cast.
206       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
207       EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
208
209       uint64_t x[2];
210       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
211       bool isExact;
212       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
213                                   APFloat::rmTowardZero, &isExact);
214       if (isExact) {
215         APInt IntVal(IntBitWidth, x);
216
217         unsigned IntegerReg =
218           getRegForValue(ConstantInt::get(V->getContext(), IntVal));
219         if (IntegerReg != 0)
220           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP,
221                            IntegerReg, /*Kill=*/false);
222       }
223     }
224   } else if (const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V)) {
225     if (!SelectOperator(Op, Op->getOpcode()))
226       if (!isa<Instruction>(Op) ||
227           !TargetSelectInstruction(cast<Instruction>(Op)))
228         return 0;
229     Reg = lookUpRegForValue(Op);
230   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
231     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
232     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
233             TII.get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Reg);
234   }
235
236   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
237   // code a try.
238   if (!Reg && isa<Constant>(V))
239     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
240
241   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
242   // To do so would require tracking what uses they dominate.
243   if (Reg != 0) {
244     LocalValueMap[V] = Reg;
245     LastLocalValue = MRI.getVRegDef(Reg);
246   }
247   return Reg;
248 }
249
250 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(const Value *V) {
251   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
252   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
253   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
254   // def-dominates-use requirement enforced.
255   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(V);
256   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
257     return I->second;
258   return LocalValueMap[V];
259 }
260
261 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
262 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
263 /// determined register.
264 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
265 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
266 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
267 void FastISel::UpdateValueMap(const Value *I, unsigned Reg, unsigned NumRegs) {
268   if (!isa<Instruction>(I)) {
269     LocalValueMap[I] = Reg;
270     return;
271   }
272
273   unsigned &AssignedReg = FuncInfo.ValueMap[I];
274   if (AssignedReg == 0)
275     // Use the new register.
276     AssignedReg = Reg;
277   else if (Reg != AssignedReg) {
278     // Arrange for uses of AssignedReg to be replaced by uses of Reg.
279     for (unsigned i = 0; i < NumRegs; i++)
280       FuncInfo.RegFixups[AssignedReg+i] = Reg+i;
281
282     AssignedReg = Reg;
283   }
284 }
285
286 std::pair<unsigned, bool> FastISel::getRegForGEPIndex(const Value *Idx) {
287   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
288   if (IdxN == 0)
289     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
290     return std::pair<unsigned, bool>(0, false);
291
292   bool IdxNIsKill = hasTrivialKill(Idx);
293
294   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
295   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
296   EVT IdxVT = EVT::getEVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
297   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT)) {
298     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::SIGN_EXTEND,
299                       IdxN, IdxNIsKill);
300     IdxNIsKill = true;
301   }
302   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT)) {
303     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::TRUNCATE,
304                       IdxN, IdxNIsKill);
305     IdxNIsKill = true;
306   }
307   return std::pair<unsigned, bool>(IdxN, IdxNIsKill);
308 }
309
310 void FastISel::recomputeInsertPt() {
311   if (getLastLocalValue()) {
312     FuncInfo.InsertPt = getLastLocalValue();
313     FuncInfo.MBB = FuncInfo.InsertPt->getParent();
314     ++FuncInfo.InsertPt;
315   } else
316     FuncInfo.InsertPt = FuncInfo.MBB->getFirstNonPHI();
317
318   // Now skip past any EH_LABELs, which must remain at the beginning.
319   while (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->end() &&
320          FuncInfo.InsertPt->getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL)
321     ++FuncInfo.InsertPt;
322 }
323
324 void FastISel::removeDeadCode(MachineBasicBlock::iterator I,
325                               MachineBasicBlock::iterator E) {
326   assert (I && E && std::distance(I, E) > 0 && "Invalid iterator!");
327   while (I != E) {
328     MachineInstr *Dead = &*I;
329     ++I;
330     Dead->eraseFromParent();
331     ++NumFastIselDead;
332   }
333   recomputeInsertPt();
334 }
335
336 FastISel::SavePoint FastISel::enterLocalValueArea() {
337   MachineBasicBlock::iterator OldInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
338   DebugLoc OldDL = DbgLoc;
339   recomputeInsertPt();
340   DbgLoc = DebugLoc();
341   SavePoint SP = { OldInsertPt, OldDL };
342   return SP;
343 }
344
345 void FastISel::leaveLocalValueArea(SavePoint OldInsertPt) {
346   if (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->begin())
347     LastLocalValue = std::prev(FuncInfo.InsertPt);
348
349   // Restore the previous insert position.
350   FuncInfo.InsertPt = OldInsertPt.InsertPt;
351   DbgLoc = OldInsertPt.DL;
352 }
353
354 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
355 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
356 ///
357 bool FastISel::SelectBinaryOp(const User *I, unsigned ISDOpcode) {
358   EVT VT = EVT::getEVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
359   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
360     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
361     return false;
362
363   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
364   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
365   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
366   // support it.
367   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
368     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
369     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
370     if (VT == MVT::i1 &&
371         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
372          ISDOpcode == ISD::XOR))
373       VT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), VT);
374     else
375       return false;
376   }
377
378   // Check if the first operand is a constant, and handle it as "ri".  At -O0,
379   // we don't have anything that canonicalizes operand order.
380   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0)))
381     if (isa<Instruction>(I) && cast<Instruction>(I)->isCommutative()) {
382       unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
383       if (Op1 == 0) return false;
384
385       bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
386
387       unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op1,
388                                         Op1IsKill, CI->getZExtValue(),
389                                         VT.getSimpleVT());
390       if (ResultReg == 0) return false;
391
392       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
393       UpdateValueMap(I, ResultReg);
394       return true;
395     }
396
397
398   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
399   if (Op0 == 0)   // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
400     return false;
401
402   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
403
404   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
405   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
406     uint64_t Imm = CI->getZExtValue();
407
408     // Transform "sdiv exact X, 8" -> "sra X, 3".
409     if (ISDOpcode == ISD::SDIV && isa<BinaryOperator>(I) &&
410         cast<BinaryOperator>(I)->isExact() &&
411         isPowerOf2_64(Imm)) {
412       Imm = Log2_64(Imm);
413       ISDOpcode = ISD::SRA;
414     }
415
416     // Transform "urem x, pow2" -> "and x, pow2-1".
417     if (ISDOpcode == ISD::UREM && isa<BinaryOperator>(I) &&
418         isPowerOf2_64(Imm)) {
419       --Imm;
420       ISDOpcode = ISD::AND;
421     }
422
423     unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op0,
424                                       Op0IsKill, Imm, VT.getSimpleVT());
425     if (ResultReg == 0) return false;
426
427     // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
428     UpdateValueMap(I, ResultReg);
429     return true;
430   }
431
432   // Check if the second operand is a constant float.
433   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
434     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
435                                      ISDOpcode, Op0, Op0IsKill, CF);
436     if (ResultReg != 0) {
437       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
438       UpdateValueMap(I, ResultReg);
439       return true;
440     }
441   }
442
443   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
444   if (Op1 == 0)
445     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
446     return false;
447
448   bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
449
450   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
451   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
452                                    ISDOpcode,
453                                    Op0, Op0IsKill,
454                                    Op1, Op1IsKill);
455   if (ResultReg == 0)
456     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
457     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
458     return false;
459
460   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
461   UpdateValueMap(I, ResultReg);
462   return true;
463 }
464
465 bool FastISel::SelectGetElementPtr(const User *I) {
466   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
467   if (N == 0)
468     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
469     return false;
470
471   bool NIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
472
473   // Keep a running tab of the total offset to coalesce multiple N = N + Offset
474   // into a single N = N + TotalOffset.
475   uint64_t TotalOffs = 0;
476   // FIXME: What's a good SWAG number for MaxOffs?
477   uint64_t MaxOffs = 2048;
478   Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
479   MVT VT = TLI.getPointerTy();
480   for (GetElementPtrInst::const_op_iterator OI = I->op_begin()+1,
481        E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
482     const Value *Idx = *OI;
483     if (StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
484       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
485       if (Field) {
486         // N = N + Offset
487         TotalOffs += DL.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
488         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
489           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
490           if (N == 0)
491             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
492             return false;
493           NIsKill = true;
494           TotalOffs = 0;
495         }
496       }
497       Ty = StTy->getElementType(Field);
498     } else {
499       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
500
501       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
502       if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
503         if (CI->isZero()) continue;
504         // N = N + Offset
505         TotalOffs +=
506           DL.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
507         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
508           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
509           if (N == 0)
510             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
511             return false;
512           NIsKill = true;
513           TotalOffs = 0;
514         }
515         continue;
516       }
517       if (TotalOffs) {
518         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
519         if (N == 0)
520           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
521           return false;
522         NIsKill = true;
523         TotalOffs = 0;
524       }
525
526       // N = N + Idx * ElementSize;
527       uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
528       std::pair<unsigned, bool> Pair = getRegForGEPIndex(Idx);
529       unsigned IdxN = Pair.first;
530       bool IdxNIsKill = Pair.second;
531       if (IdxN == 0)
532         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
533         return false;
534
535       if (ElementSize != 1) {
536         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, IdxNIsKill, ElementSize, VT);
537         if (IdxN == 0)
538           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
539           return false;
540         IdxNIsKill = true;
541       }
542       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, NIsKill, IdxN, IdxNIsKill);
543       if (N == 0)
544         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
545         return false;
546     }
547   }
548   if (TotalOffs) {
549     N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
550     if (N == 0)
551       // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
552       return false;
553   }
554
555   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
556   UpdateValueMap(I, N);
557   return true;
558 }
559
560 bool FastISel::SelectCall(const User *I) {
561   const CallInst *Call = cast<CallInst>(I);
562
563   // Handle simple inline asms.
564   if (const InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(Call->getCalledValue())) {
565     // Don't attempt to handle constraints.
566     if (!IA->getConstraintString().empty())
567       return false;
568
569     unsigned ExtraInfo = 0;
570     if (IA->hasSideEffects())
571       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_HasSideEffects;
572     if (IA->isAlignStack())
573       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_IsAlignStack;
574
575     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
576             TII.get(TargetOpcode::INLINEASM))
577       .addExternalSymbol(IA->getAsmString().c_str())
578       .addImm(ExtraInfo);
579     return true;
580   }
581
582   MachineModuleInfo &MMI = FuncInfo.MF->getMMI();
583   ComputeUsesVAFloatArgument(*Call, &MMI);
584
585   const Function *F = Call->getCalledFunction();
586   if (!F) return false;
587
588   // Handle selected intrinsic function calls.
589   switch (F->getIntrinsicID()) {
590   default: break;
591     // At -O0 we don't care about the lifetime intrinsics.
592   case Intrinsic::lifetime_start:
593   case Intrinsic::lifetime_end:
594     // The donothing intrinsic does, well, nothing.
595   case Intrinsic::donothing:
596     return true;
597
598   case Intrinsic::dbg_declare: {
599     const DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(Call);
600     DIVariable DIVar(DI->getVariable());
601     assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
602       "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
603     if (!DIVar ||
604         !FuncInfo.MF->getMMI().hasDebugInfo()) {
605       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
606       return true;
607     }
608
609     const Value *Address = DI->getAddress();
610     if (!Address || isa<UndefValue>(Address)) {
611       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
612       return true;
613     }
614
615     unsigned Offset = 0;
616     Optional<MachineOperand> Op;
617     if (const Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(Address))
618       // Some arguments' frame index is recorded during argument lowering.
619       Offset = FuncInfo.getArgumentFrameIndex(Arg);
620     if (Offset)
621         Op = MachineOperand::CreateFI(Offset);
622     if (!Op)
623       if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(Address))
624         Op = MachineOperand::CreateReg(Reg, false);
625
626     // If we have a VLA that has a "use" in a metadata node that's then used
627     // here but it has no other uses, then we have a problem. E.g.,
628     //
629     //   int foo (const int *x) {
630     //     char a[*x];
631     //     return 0;
632     //   }
633     //
634     // If we assign 'a' a vreg and fast isel later on has to use the selection
635     // DAG isel, it will want to copy the value to the vreg. However, there are
636     // no uses, which goes counter to what selection DAG isel expects.
637     if (!Op && !Address->use_empty() && isa<Instruction>(Address) &&
638         (!isa<AllocaInst>(Address) ||
639          !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(Address))))
640       Op = MachineOperand::CreateReg(FuncInfo.InitializeRegForValue(Address),
641                                      false);
642
643     if (Op) {
644       if (Op->isReg()) {
645         Op->setIsDebug(true);
646         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
647                 TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE), false, Op->getReg(), 0,
648                 DI->getVariable());
649       } else
650         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
651                 TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE))
652             .addOperand(*Op)
653             .addImm(0)
654             .addMetadata(DI->getVariable());
655     } else {
656       // We can't yet handle anything else here because it would require
657       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
658       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
659     }
660     return true;
661   }
662   case Intrinsic::dbg_value: {
663     // This form of DBG_VALUE is target-independent.
664     const DbgValueInst *DI = cast<DbgValueInst>(Call);
665     const MCInstrDesc &II = TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE);
666     const Value *V = DI->getValue();
667     if (!V) {
668       // Currently the optimizer can produce this; insert an undef to
669       // help debugging.  Probably the optimizer should not do this.
670       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
671         .addReg(0U).addImm(DI->getOffset())
672         .addMetadata(DI->getVariable());
673     } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
674       if (CI->getBitWidth() > 64)
675         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
676           .addCImm(CI).addImm(DI->getOffset())
677           .addMetadata(DI->getVariable());
678       else
679         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
680           .addImm(CI->getZExtValue()).addImm(DI->getOffset())
681           .addMetadata(DI->getVariable());
682     } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
683       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
684         .addFPImm(CF).addImm(DI->getOffset())
685         .addMetadata(DI->getVariable());
686     } else if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(V)) {
687       // FIXME: This does not handle register-indirect values at offset 0.
688       bool IsIndirect = DI->getOffset() != 0;
689       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, IsIndirect,
690               Reg, DI->getOffset(), DI->getVariable());
691     } else {
692       // We can't yet handle anything else here because it would require
693       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
694       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
695     }
696     return true;
697   }
698   case Intrinsic::objectsize: {
699     ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(Call->getArgOperand(1));
700     unsigned long long Res = CI->isZero() ? -1ULL : 0;
701     Constant *ResCI = ConstantInt::get(Call->getType(), Res);
702     unsigned ResultReg = getRegForValue(ResCI);
703     if (ResultReg == 0)
704       return false;
705     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
706     return true;
707   }
708   case Intrinsic::expect: {
709     unsigned ResultReg = getRegForValue(Call->getArgOperand(0));
710     if (ResultReg == 0)
711       return false;
712     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
713     return true;
714   }
715   }
716
717   // Usually, it does not make sense to initialize a value,
718   // make an unrelated function call and use the value, because
719   // it tends to be spilled on the stack. So, we move the pointer
720   // to the last local value to the beginning of the block, so that
721   // all the values which have already been materialized,
722   // appear after the call. It also makes sense to skip intrinsics
723   // since they tend to be inlined.
724   if (!isa<IntrinsicInst>(Call))
725     flushLocalValueMap();
726
727   // An arbitrary call. Bail.
728   return false;
729 }
730
731 bool FastISel::SelectCast(const User *I, unsigned Opcode) {
732   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
733   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
734
735   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
736       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
737     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
738     return false;
739
740   // Check if the destination type is legal.
741   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
742     return false;
743
744   // Check if the source operand is legal.
745   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
746     return false;
747
748   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
749   if (!InputReg)
750     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
751     return false;
752
753   bool InputRegIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
754
755   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
756                                   DstVT.getSimpleVT(),
757                                   Opcode,
758                                   InputReg, InputRegIsKill);
759   if (!ResultReg)
760     return false;
761
762   UpdateValueMap(I, ResultReg);
763   return true;
764 }
765
766 bool FastISel::SelectBitCast(const User *I) {
767   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
768   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
769     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
770     if (Reg == 0)
771       return false;
772     UpdateValueMap(I, Reg);
773     return true;
774   }
775
776   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BITCAST operators.
777   EVT SrcEVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
778   EVT DstEVT = TLI.getValueType(I->getType());
779   if (SrcEVT == MVT::Other || DstEVT == MVT::Other ||
780       !TLI.isTypeLegal(SrcEVT) || !TLI.isTypeLegal(DstEVT))
781     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
782     return false;
783
784   MVT SrcVT = SrcEVT.getSimpleVT();
785   MVT DstVT = DstEVT.getSimpleVT();
786   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
787   if (Op0 == 0)
788     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
789     return false;
790
791   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
792
793   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
794   unsigned ResultReg = 0;
795   if (SrcVT == DstVT) {
796     const TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
797     const TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
798     // Don't attempt a cross-class copy. It will likely fail.
799     if (SrcClass == DstClass) {
800       ResultReg = createResultReg(DstClass);
801       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
802               TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(Op0);
803     }
804   }
805
806   // If the reg-reg copy failed, select a BITCAST opcode.
807   if (!ResultReg)
808     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT, DstVT, ISD::BITCAST, Op0, Op0IsKill);
809
810   if (!ResultReg)
811     return false;
812
813   UpdateValueMap(I, ResultReg);
814   return true;
815 }
816
817 bool
818 FastISel::SelectInstruction(const Instruction *I) {
819   // Just before the terminator instruction, insert instructions to
820   // feed PHI nodes in successor blocks.
821   if (isa<TerminatorInst>(I))
822     if (!HandlePHINodesInSuccessorBlocks(I->getParent()))
823       return false;
824
825   DbgLoc = I->getDebugLoc();
826
827   MachineBasicBlock::iterator SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
828
829   // As a special case, don't handle calls to builtin library functions that
830   // may be translated directly to target instructions.
831   if (const CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(I)) {
832     const Function *F = Call->getCalledFunction();
833     LibFunc::Func Func;
834     if (F && !F->hasLocalLinkage() && F->hasName() &&
835         LibInfo->getLibFunc(F->getName(), Func) &&
836         LibInfo->hasOptimizedCodeGen(Func))
837       return false;
838   }
839
840   // First, try doing target-independent selection.
841   if (SelectOperator(I, I->getOpcode())) {
842     ++NumFastIselSuccessIndependent;
843     DbgLoc = DebugLoc();
844     return true;
845   }
846   // Remove dead code.  However, ignore call instructions since we've flushed
847   // the local value map and recomputed the insert point.
848   if (!isa<CallInst>(I)) {
849     recomputeInsertPt();
850     if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
851       removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
852   }
853
854   // Next, try calling the target to attempt to handle the instruction.
855   SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
856   if (TargetSelectInstruction(I)) {
857     ++NumFastIselSuccessTarget;
858     DbgLoc = DebugLoc();
859     return true;
860   }
861   // Check for dead code and remove as necessary.
862   recomputeInsertPt();
863   if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
864     removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
865
866   DbgLoc = DebugLoc();
867   return false;
868 }
869
870 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
871 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
872 /// the CFG.
873 void
874 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc, DebugLoc DbgLoc) {
875
876   if (FuncInfo.MBB->getBasicBlock()->size() > 1 &&
877       FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
878     // For more accurate line information if this is the only instruction
879     // in the block then emit it, otherwise we have the unconditional
880     // fall-through case, which needs no instructions.
881   } else {
882     // The unconditional branch case.
883     TII.InsertBranch(*FuncInfo.MBB, MSucc, NULL,
884                      SmallVector<MachineOperand, 0>(), DbgLoc);
885   }
886   FuncInfo.MBB->addSuccessor(MSucc);
887 }
888
889 /// SelectFNeg - Emit an FNeg operation.
890 ///
891 bool
892 FastISel::SelectFNeg(const User *I) {
893   unsigned OpReg = getRegForValue(BinaryOperator::getFNegArgument(I));
894   if (OpReg == 0) return false;
895
896   bool OpRegIsKill = hasTrivialKill(I);
897
898   // If the target has ISD::FNEG, use it.
899   EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
900   unsigned ResultReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
901                                   ISD::FNEG, OpReg, OpRegIsKill);
902   if (ResultReg != 0) {
903     UpdateValueMap(I, ResultReg);
904     return true;
905   }
906
907   // Bitcast the value to integer, twiddle the sign bit with xor,
908   // and then bitcast it back to floating-point.
909   if (VT.getSizeInBits() > 64) return false;
910   EVT IntVT = EVT::getIntegerVT(I->getContext(), VT.getSizeInBits());
911   if (!TLI.isTypeLegal(IntVT))
912     return false;
913
914   unsigned IntReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
915                                ISD::BITCAST, OpReg, OpRegIsKill);
916   if (IntReg == 0)
917     return false;
918
919   unsigned IntResultReg = FastEmit_ri_(IntVT.getSimpleVT(), ISD::XOR,
920                                        IntReg, /*Kill=*/true,
921                                        UINT64_C(1) << (VT.getSizeInBits()-1),
922                                        IntVT.getSimpleVT());
923   if (IntResultReg == 0)
924     return false;
925
926   ResultReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
927                          ISD::BITCAST, IntResultReg, /*Kill=*/true);
928   if (ResultReg == 0)
929     return false;
930
931   UpdateValueMap(I, ResultReg);
932   return true;
933 }
934
935 bool
936 FastISel::SelectExtractValue(const User *U) {
937   const ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
938   if (!EVI)
939     return false;
940
941   // Make sure we only try to handle extracts with a legal result.  But also
942   // allow i1 because it's easy.
943   EVT RealVT = TLI.getValueType(EVI->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
944   if (!RealVT.isSimple())
945     return false;
946   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
947   if (!TLI.isTypeLegal(VT) && VT != MVT::i1)
948     return false;
949
950   const Value *Op0 = EVI->getOperand(0);
951   Type *AggTy = Op0->getType();
952
953   // Get the base result register.
954   unsigned ResultReg;
955   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(Op0);
956   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
957     ResultReg = I->second;
958   else if (isa<Instruction>(Op0))
959     ResultReg = FuncInfo.InitializeRegForValue(Op0);
960   else
961     return false; // fast-isel can't handle aggregate constants at the moment
962
963   // Get the actual result register, which is an offset from the base register.
964   unsigned VTIndex = ComputeLinearIndex(AggTy, EVI->getIndices());
965
966   SmallVector<EVT, 4> AggValueVTs;
967   ComputeValueVTs(TLI, AggTy, AggValueVTs);
968
969   for (unsigned i = 0; i < VTIndex; i++)
970     ResultReg += TLI.getNumRegisters(FuncInfo.Fn->getContext(), AggValueVTs[i]);
971
972   UpdateValueMap(EVI, ResultReg);
973   return true;
974 }
975
976 bool
977 FastISel::SelectOperator(const User *I, unsigned Opcode) {
978   switch (Opcode) {
979   case Instruction::Add:
980     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
981   case Instruction::FAdd:
982     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
983   case Instruction::Sub:
984     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
985   case Instruction::FSub:
986     // FNeg is currently represented in LLVM IR as a special case of FSub.
987     if (BinaryOperator::isFNeg(I))
988       return SelectFNeg(I);
989     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
990   case Instruction::Mul:
991     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
992   case Instruction::FMul:
993     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
994   case Instruction::SDiv:
995     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
996   case Instruction::UDiv:
997     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
998   case Instruction::FDiv:
999     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
1000   case Instruction::SRem:
1001     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
1002   case Instruction::URem:
1003     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
1004   case Instruction::FRem:
1005     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
1006   case Instruction::Shl:
1007     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
1008   case Instruction::LShr:
1009     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
1010   case Instruction::AShr:
1011     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
1012   case Instruction::And:
1013     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
1014   case Instruction::Or:
1015     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
1016   case Instruction::Xor:
1017     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
1018
1019   case Instruction::GetElementPtr:
1020     return SelectGetElementPtr(I);
1021
1022   case Instruction::Br: {
1023     const BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
1024
1025     if (BI->isUnconditional()) {
1026       const BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
1027       MachineBasicBlock *MSucc = FuncInfo.MBBMap[LLVMSucc];
1028       FastEmitBranch(MSucc, BI->getDebugLoc());
1029       return true;
1030     }
1031
1032     // Conditional branches are not handed yet.
1033     // Halt "fast" selection and bail.
1034     return false;
1035   }
1036
1037   case Instruction::Unreachable:
1038     // Nothing to emit.
1039     return true;
1040
1041   case Instruction::Alloca:
1042     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
1043     if (FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
1044       return true;
1045
1046     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
1047     return false;
1048
1049   case Instruction::Call:
1050     return SelectCall(I);
1051
1052   case Instruction::BitCast:
1053     return SelectBitCast(I);
1054
1055   case Instruction::FPToSI:
1056     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
1057   case Instruction::ZExt:
1058     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1059   case Instruction::SExt:
1060     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
1061   case Instruction::Trunc:
1062     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1063   case Instruction::SIToFP:
1064     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
1065
1066   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
1067   case Instruction::PtrToInt: {
1068     EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
1069     EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
1070     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
1071       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1072     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
1073       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1074     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
1075     if (Reg == 0) return false;
1076     UpdateValueMap(I, Reg);
1077     return true;
1078   }
1079
1080   case Instruction::ExtractValue:
1081     return SelectExtractValue(I);
1082
1083   case Instruction::PHI:
1084     llvm_unreachable("FastISel shouldn't visit PHI nodes!");
1085
1086   default:
1087     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
1088     return false;
1089   }
1090 }
1091
1092 FastISel::FastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1093                    const TargetLibraryInfo *libInfo)
1094   : FuncInfo(funcInfo),
1095     MRI(FuncInfo.MF->getRegInfo()),
1096     MFI(*FuncInfo.MF->getFrameInfo()),
1097     MCP(*FuncInfo.MF->getConstantPool()),
1098     TM(FuncInfo.MF->getTarget()),
1099     DL(*TM.getDataLayout()),
1100     TII(*TM.getInstrInfo()),
1101     TLI(*TM.getTargetLowering()),
1102     TRI(*TM.getRegisterInfo()),
1103     LibInfo(libInfo) {
1104 }
1105
1106 FastISel::~FastISel() {}
1107
1108 bool FastISel::FastLowerArguments() {
1109   return false;
1110 }
1111
1112 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT, MVT,
1113                              unsigned) {
1114   return 0;
1115 }
1116
1117 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT, MVT,
1118                               unsigned,
1119                               unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/) {
1120   return 0;
1121 }
1122
1123 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT, MVT,
1124                                unsigned,
1125                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1126                                unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/) {
1127   return 0;
1128 }
1129
1130 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT, MVT, unsigned, uint64_t /*Imm*/) {
1131   return 0;
1132 }
1133
1134 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT, MVT,
1135                               unsigned, const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1136   return 0;
1137 }
1138
1139 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT, MVT,
1140                                unsigned,
1141                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1142                                uint64_t /*Imm*/) {
1143   return 0;
1144 }
1145
1146 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT, MVT,
1147                                unsigned,
1148                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1149                                const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1150   return 0;
1151 }
1152
1153 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT, MVT,
1154                                 unsigned,
1155                                 unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1156                                 unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/,
1157                                 uint64_t /*Imm*/) {
1158   return 0;
1159 }
1160
1161 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
1162 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
1163 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
1164 /// FastEmit_rr instead.
1165 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT VT, unsigned Opcode,
1166                                 unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1167                                 uint64_t Imm, MVT ImmType) {
1168   // If this is a multiply by a power of two, emit this as a shift left.
1169   if (Opcode == ISD::MUL && isPowerOf2_64(Imm)) {
1170     Opcode = ISD::SHL;
1171     Imm = Log2_64(Imm);
1172   } else if (Opcode == ISD::UDIV && isPowerOf2_64(Imm)) {
1173     // div x, 8 -> srl x, 3
1174     Opcode = ISD::SRL;
1175     Imm = Log2_64(Imm);
1176   }
1177
1178   // Horrible hack (to be removed), check to make sure shift amounts are
1179   // in-range.
1180   if ((Opcode == ISD::SHL || Opcode == ISD::SRA || Opcode == ISD::SRL) &&
1181       Imm >= VT.getSizeInBits())
1182     return 0;
1183
1184   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
1185   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Op0IsKill, Imm);
1186   if (ResultReg != 0)
1187     return ResultReg;
1188   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
1189   if (MaterialReg == 0) {
1190     // This is a bit ugly/slow, but failing here means falling out of
1191     // fast-isel, which would be very slow.
1192     IntegerType *ITy = IntegerType::get(FuncInfo.Fn->getContext(),
1193                                               VT.getSizeInBits());
1194     MaterialReg = getRegForValue(ConstantInt::get(ITy, Imm));
1195     assert (MaterialReg != 0 && "Unable to materialize imm.");
1196     if (MaterialReg == 0) return 0;
1197   }
1198   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode,
1199                      Op0, Op0IsKill,
1200                      MaterialReg, /*Kill=*/true);
1201 }
1202
1203 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
1204   return MRI.createVirtualRegister(RC);
1205 }
1206
1207 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
1208                                  const TargetRegisterClass* RC) {
1209   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1210   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1211
1212   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg);
1213   return ResultReg;
1214 }
1215
1216 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
1217                                   const TargetRegisterClass *RC,
1218                                   unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1219   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1220   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1221
1222   if (II.getNumDefs() >= 1)
1223     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1224       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1225   else {
1226     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1227       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1228     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1229             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1230   }
1231
1232   return ResultReg;
1233 }
1234
1235 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
1236                                    const TargetRegisterClass *RC,
1237                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1238                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
1239   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1240   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1241
1242   if (II.getNumDefs() >= 1)
1243     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1244       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1245       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1246   else {
1247     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1248       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1249       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1250     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1251             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1252   }
1253   return ResultReg;
1254 }
1255
1256 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrr(unsigned MachineInstOpcode,
1257                                    const TargetRegisterClass *RC,
1258                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1259                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1260                                    unsigned Op2, bool Op2IsKill) {
1261   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1262   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1263
1264   if (II.getNumDefs() >= 1)
1265     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1266       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1267       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1268       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1269   else {
1270     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1271       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1272       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1273       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1274     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1275             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1276   }
1277   return ResultReg;
1278 }
1279
1280 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
1281                                    const TargetRegisterClass *RC,
1282                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1283                                    uint64_t Imm) {
1284   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1285   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1286
1287   if (II.getNumDefs() >= 1)
1288     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1289       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1290       .addImm(Imm);
1291   else {
1292     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1293       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1294       .addImm(Imm);
1295     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1296             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1297   }
1298   return ResultReg;
1299 }
1300
1301 unsigned FastISel::FastEmitInst_rii(unsigned MachineInstOpcode,
1302                                    const TargetRegisterClass *RC,
1303                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1304                                    uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1305   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1306   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1307
1308   if (II.getNumDefs() >= 1)
1309     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1310       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1311       .addImm(Imm1)
1312       .addImm(Imm2);
1313   else {
1314     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1315       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1316       .addImm(Imm1)
1317       .addImm(Imm2);
1318     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1319             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1320   }
1321   return ResultReg;
1322 }
1323
1324 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
1325                                    const TargetRegisterClass *RC,
1326                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1327                                    const ConstantFP *FPImm) {
1328   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1329   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1330
1331   if (II.getNumDefs() >= 1)
1332     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1333       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1334       .addFPImm(FPImm);
1335   else {
1336     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1337       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1338       .addFPImm(FPImm);
1339     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1340             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1341   }
1342   return ResultReg;
1343 }
1344
1345 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
1346                                     const TargetRegisterClass *RC,
1347                                     unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1348                                     unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1349                                     uint64_t Imm) {
1350   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1351   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1352
1353   if (II.getNumDefs() >= 1)
1354     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1355       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1356       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1357       .addImm(Imm);
1358   else {
1359     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1360       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1361       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1362       .addImm(Imm);
1363     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1364             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1365   }
1366   return ResultReg;
1367 }
1368
1369 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrii(unsigned MachineInstOpcode,
1370                                      const TargetRegisterClass *RC,
1371                                      unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1372                                      unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1373                                      uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1374   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1375   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1376
1377   if (II.getNumDefs() >= 1)
1378     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1379       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1380       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1381       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1382   else {
1383     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II)
1384       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1385       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1386       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1387     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1388             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1389   }
1390   return ResultReg;
1391 }
1392
1393 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
1394                                   const TargetRegisterClass *RC,
1395                                   uint64_t Imm) {
1396   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1397   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1398
1399   if (II.getNumDefs() >= 1)
1400     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg).addImm(Imm);
1401   else {
1402     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II).addImm(Imm);
1403     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1404             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1405   }
1406   return ResultReg;
1407 }
1408
1409 unsigned FastISel::FastEmitInst_ii(unsigned MachineInstOpcode,
1410                                   const TargetRegisterClass *RC,
1411                                   uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1412   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1413   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1414
1415   if (II.getNumDefs() >= 1)
1416     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1417       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1418   else {
1419     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II).addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1420     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1421             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1422   }
1423   return ResultReg;
1424 }
1425
1426 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
1427                                               unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1428                                               uint32_t Idx) {
1429   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1430   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op0) &&
1431          "Cannot yet extract from physregs");
1432   const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(Op0);
1433   MRI.constrainRegClass(Op0, TRI.getSubClassWithSubReg(RC, Idx));
1434   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt,
1435           DbgLoc, TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
1436     .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill), Idx);
1437   return ResultReg;
1438 }
1439
1440 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1441 /// with all but the least significant bit set to zero.
1442 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT VT, unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1443   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op0, Op0IsKill, 1);
1444 }
1445
1446 /// HandlePHINodesInSuccessorBlocks - Handle PHI nodes in successor blocks.
1447 /// Emit code to ensure constants are copied into registers when needed.
1448 /// Remember the virtual registers that need to be added to the Machine PHI
1449 /// nodes as input.  We cannot just directly add them, because expansion
1450 /// might result in multiple MBB's for one BB.  As such, the start of the
1451 /// BB might correspond to a different MBB than the end.
1452 bool FastISel::HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB) {
1453   const TerminatorInst *TI = LLVMBB->getTerminator();
1454
1455   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 4> SuccsHandled;
1456   unsigned OrigNumPHINodesToUpdate = FuncInfo.PHINodesToUpdate.size();
1457
1458   // Check successor nodes' PHI nodes that expect a constant to be available
1459   // from this block.
1460   for (unsigned succ = 0, e = TI->getNumSuccessors(); succ != e; ++succ) {
1461     const BasicBlock *SuccBB = TI->getSuccessor(succ);
1462     if (!isa<PHINode>(SuccBB->begin())) continue;
1463     MachineBasicBlock *SuccMBB = FuncInfo.MBBMap[SuccBB];
1464
1465     // If this terminator has multiple identical successors (common for
1466     // switches), only handle each succ once.
1467     if (!SuccsHandled.insert(SuccMBB)) continue;
1468
1469     MachineBasicBlock::iterator MBBI = SuccMBB->begin();
1470
1471     // At this point we know that there is a 1-1 correspondence between LLVM PHI
1472     // nodes and Machine PHI nodes, but the incoming operands have not been
1473     // emitted yet.
1474     for (BasicBlock::const_iterator I = SuccBB->begin();
1475          const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1476
1477       // Ignore dead phi's.
1478       if (PN->use_empty()) continue;
1479
1480       // Only handle legal types. Two interesting things to note here. First,
1481       // by bailing out early, we may leave behind some dead instructions,
1482       // since SelectionDAG's HandlePHINodesInSuccessorBlocks will insert its
1483       // own moves. Second, this check is necessary because FastISel doesn't
1484       // use CreateRegs to create registers, so it always creates
1485       // exactly one register for each non-void instruction.
1486       EVT VT = TLI.getValueType(PN->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
1487       if (VT == MVT::Other || !TLI.isTypeLegal(VT)) {
1488         // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
1489         if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
1490           VT = TLI.getTypeToTransformTo(LLVMBB->getContext(), VT);
1491         else {
1492           FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1493           return false;
1494         }
1495       }
1496
1497       const Value *PHIOp = PN->getIncomingValueForBlock(LLVMBB);
1498
1499       // Set the DebugLoc for the copy. Prefer the location of the operand
1500       // if there is one; use the location of the PHI otherwise.
1501       DbgLoc = PN->getDebugLoc();
1502       if (const Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(PHIOp))
1503         DbgLoc = Inst->getDebugLoc();
1504
1505       unsigned Reg = getRegForValue(PHIOp);
1506       if (Reg == 0) {
1507         FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1508         return false;
1509       }
1510       FuncInfo.PHINodesToUpdate.push_back(std::make_pair(MBBI++, Reg));
1511       DbgLoc = DebugLoc();
1512     }
1513   }
1514
1515   return true;
1516 }
1517
1518 bool FastISel::tryToFoldLoad(const LoadInst *LI, const Instruction *FoldInst) {
1519   assert(LI->hasOneUse() &&
1520       "tryToFoldLoad expected a LoadInst with a single use");
1521   // We know that the load has a single use, but don't know what it is.  If it
1522   // isn't one of the folded instructions, then we can't succeed here.  Handle
1523   // this by scanning the single-use users of the load until we get to FoldInst.
1524   unsigned MaxUsers = 6;  // Don't scan down huge single-use chains of instrs.
1525
1526   const Instruction *TheUser = LI->use_back();
1527   while (TheUser != FoldInst &&   // Scan up until we find FoldInst.
1528          // Stay in the right block.
1529          TheUser->getParent() == FoldInst->getParent() &&
1530          --MaxUsers) {  // Don't scan too far.
1531     // If there are multiple or no uses of this instruction, then bail out.
1532     if (!TheUser->hasOneUse())
1533       return false;
1534
1535     TheUser = TheUser->use_back();
1536   }
1537
1538   // If we didn't find the fold instruction, then we failed to collapse the
1539   // sequence.
1540   if (TheUser != FoldInst)
1541     return false;
1542
1543   // Don't try to fold volatile loads.  Target has to deal with alignment
1544   // constraints.
1545   if (LI->isVolatile())
1546     return false;
1547
1548   // Figure out which vreg this is going into.  If there is no assigned vreg yet
1549   // then there actually was no reference to it.  Perhaps the load is referenced
1550   // by a dead instruction.
1551   unsigned LoadReg = getRegForValue(LI);
1552   if (LoadReg == 0)
1553     return false;
1554
1555   // We can't fold if this vreg has no uses or more than one use.  Multiple uses
1556   // may mean that the instruction got lowered to multiple MIs, or the use of
1557   // the loaded value ended up being multiple operands of the result.
1558   if (!MRI.hasOneUse(LoadReg))
1559     return false;
1560
1561   MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(LoadReg);
1562   MachineInstr *User = &*RI;
1563
1564   // Set the insertion point properly.  Folding the load can cause generation of
1565   // other random instructions (like sign extends) for addressing modes; make
1566   // sure they get inserted in a logical place before the new instruction.
1567   FuncInfo.InsertPt = User;
1568   FuncInfo.MBB = User->getParent();
1569
1570   // Ask the target to try folding the load.
1571   return tryToFoldLoadIntoMI(User, RI.getOperandNo(), LI);
1572 }
1573
1574 bool FastISel::canFoldAddIntoGEP(const User *GEP, const Value *Add) {
1575   // Must be an add.
1576   if (!isa<AddOperator>(Add))
1577     return false;
1578   // Type size needs to match.
1579   if (DL.getTypeSizeInBits(GEP->getType()) !=
1580       DL.getTypeSizeInBits(Add->getType()))
1581     return false;
1582   // Must be in the same basic block.
1583   if (isa<Instruction>(Add) &&
1584       FuncInfo.MBBMap[cast<Instruction>(Add)->getParent()] != FuncInfo.MBB)
1585     return false;
1586   // Must have a constant operand.
1587   return isa<ConstantInt>(cast<AddOperator>(Add)->getOperand(1));
1588 }
1589