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 #include "llvm/Function.h"
  43 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  44 #include "llvm/Instructions.h"
  45 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/DebugLoc.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/DwarfWriter.h"
  52 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  54 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  55 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  56 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  57 #include "SelectionDAGBuild.h"
  58 using namespace llvm;
  59
  60 unsigned FastISel::getRegForValue(Value *V) {
  61   MVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
  62   // Don't handle non-simple values in FastISel.
  63   if (!RealVT.isSimple())
  64     return 0;
  65
  66   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
  67   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
  68   // of whether FastISel can handle them.
  69   MVT::SimpleValueType VT = RealVT.getSimpleVT();
  70   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
  71     // Promote MVT::i1 to a legal type though, because it's common and easy.
  72     if (VT == MVT::i1)
  73       VT = TLI.getTypeToTransformTo(VT).getSimpleVT();
  74     else
  75       return 0;
  76   }
  77
  78   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
  79   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
  80   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
  81   // def-dominatess-use requirement enforced.
  82   if (ValueMap.count(V))
  83     return ValueMap[V];
  84   unsigned Reg = LocalValueMap[V];
  85   if (Reg != 0)
  86     return Reg;
  87
  88   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
  89     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
  90       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
  91   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
  92     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
  93   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
  94     // Translate this as an integer zero so that it can be
  95     // local-CSE'd with actual integer zeros.
  96     Reg = getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType()));
  97   } else if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
  98     Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
  99
 100     if (!Reg) {
 101       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
 102       MVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 103
 104       uint64_t x[2];
 105       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 106       bool isExact;
 107       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 108                                 APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 109       if (isExact) {
 110         APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 111
 112         unsigned IntegerReg = getRegForValue(ConstantInt::get(IntVal));
 113         if (IntegerReg != 0)
 114           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 115       }
 116     }
 117   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 118     if (!SelectOperator(CE, CE->getOpcode())) return 0;
 119     Reg = LocalValueMap[CE];
 120   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
 121     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 122     BuildMI(MBB, DL, TII.get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), Reg);
 123   }
 124
 125   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
 126   // code a try.
 127   if (!Reg && isa<Constant>(V))
 128     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
 129
 130   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
 131   // To do so would require tracking what uses they dominate.
 132   if (Reg != 0)
 133     LocalValueMap[V] = Reg;
 134   return Reg;
 135 }
 136
 137 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(Value *V) {
 138   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
 139   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
 140   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
 141   // def-dominatess-use requirement enforced.
 142   if (ValueMap.count(V))
 143     return ValueMap[V];
 144   return LocalValueMap[V];
 145 }
 146
 147 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
 148 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
 149 /// determined register.
 150 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
 151 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
 152 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
 153 unsigned FastISel::UpdateValueMap(Value* I, unsigned Reg) {
 154   if (!isa<Instruction>(I)) {
 155     LocalValueMap[I] = Reg;
 156     return Reg;
 157   }
 158
 159   unsigned &AssignedReg = ValueMap[I];
 160   if (AssignedReg == 0)
 161     AssignedReg = Reg;
 162   else if (Reg != AssignedReg) {
 163     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(Reg);
 164     TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), AssignedReg,
 165                      Reg, RegClass, RegClass);
 166   }
 167   return AssignedReg;
 168 }
 169
 170 unsigned FastISel::getRegForGEPIndex(Value *Idx) {
 171   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
 172   if (IdxN == 0)
 173     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 174     return 0;
 175
 176   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
 177   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
 178   MVT IdxVT = MVT::getMVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
 179   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT))
 180     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT.getSimpleVT(),
 181                       ISD::SIGN_EXTEND, IdxN);
 182   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT))
 183     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT.getSimpleVT(),
 184                       ISD::TRUNCATE, IdxN);
 185   return IdxN;
 186 }
 187
 188 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
 189 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
 190 ///
 191 bool FastISel::SelectBinaryOp(User *I, ISD::NodeType ISDOpcode) {
 192   MVT VT = MVT::getMVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
 193   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
 194     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 195     return false;
 196
 197   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
 198   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
 199   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
 200   // support it.
 201   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 202     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
 203     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
 204     if (VT == MVT::i1 &&
 205         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
 206          ISDOpcode == ISD::XOR))
 207       VT = TLI.getTypeToTransformTo(VT);
 208     else
 209       return false;
 210   }
 211
 212   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 213   if (Op0 == 0)
 214     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 215     return false;
 216
 217   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
 218   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 219     unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 220                                      ISDOpcode, Op0, CI->getZExtValue());
 221     if (ResultReg != 0) {
 222       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 223       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 224       return true;
 225     }
 226   }
 227
 228   // Check if the second operand is a constant float.
 229   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
 230     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 231                                      ISDOpcode, Op0, CF);
 232     if (ResultReg != 0) {
 233       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 234       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 235       return true;
 236     }
 237   }
 238
 239   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 240   if (Op1 == 0)
 241     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 242     return false;
 243
 244   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
 245   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 246                                    ISDOpcode, Op0, Op1);
 247   if (ResultReg == 0)
 248     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
 249     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
 250     return false;
 251
 252   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 253   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 254   return true;
 255 }
 256
 257 bool FastISel::SelectGetElementPtr(User *I) {
 258   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
 259   if (N == 0)
 260     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 261     return false;
 262
 263   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 264   MVT::SimpleValueType VT = TLI.getPointerTy().getSimpleVT();
 265   for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = I->op_begin()+1, E = I->op_end();
 266        OI != E; ++OI) {
 267     Value *Idx = *OI;
 268     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 269       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
 270       if (Field) {
 271         // N = N + Offset
 272         uint64_t Offs = TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
 273         // FIXME: This can be optimized by combining the add with a
 274         // subsequent one.
 275         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 276         if (N == 0)
 277           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 278           return false;
 279       }
 280       Ty = StTy->getElementType(Field);
 281     } else {
 282       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
 283
 284       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
 285       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 286         if (CI->getZExtValue() == 0) continue;
 287         uint64_t Offs =
 288           TD.getTypePaddedSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
 289         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 290         if (N == 0)
 291           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 292           return false;
 293         continue;
 294       }
 295
 296       // N = N + Idx * ElementSize;
 297       uint64_t ElementSize = TD.getTypePaddedSize(Ty);
 298       unsigned IdxN = getRegForGEPIndex(Idx);
 299       if (IdxN == 0)
 300         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 301         return false;
 302
 303       if (ElementSize != 1) {
 304         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, ElementSize, VT);
 305         if (IdxN == 0)
 306           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 307           return false;
 308       }
 309       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, IdxN);
 310       if (N == 0)
 311         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 312         return false;
 313     }
 314   }
 315
 316   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 317   UpdateValueMap(I, N);
 318   return true;
 319 }
 320
 321 bool FastISel::SelectCall(User *I) {
 322   Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
 323   if (!F) return false;
 324
 325   unsigned IID = F->getIntrinsicID();
 326   switch (IID) {
 327   default: break;
 328   case Intrinsic::dbg_stoppoint: {
 329     DbgStopPointInst *SPI = cast<DbgStopPointInst>(I);
 330     if (DW && DW->ValidDebugInfo(SPI->getContext(), true)) {
 331       DICompileUnit CU(cast<GlobalVariable>(SPI->getContext()));
 332       std::string Dir, FN;
 333       unsigned SrcFile = DW->getOrCreateSourceID(CU.getDirectory(Dir),
 334                                                  CU.getFilename(FN));
 335       unsigned Line = SPI->getLine();
 336       unsigned Col = SPI->getColumn();
 337       unsigned ID = DW->RecordSourceLine(Line, Col, SrcFile);
 338       unsigned Idx = MF.getOrCreateDebugLocID(SrcFile, Line, Col);
 339       setCurDebugLoc(DebugLoc::get(Idx));
 340       const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 341       BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 342     }
 343     return true;
 344   }
 345   case Intrinsic::dbg_region_start: {
 346     DbgRegionStartInst *RSI = cast<DbgRegionStartInst>(I);
 347     if (DW && DW->ValidDebugInfo(RSI->getContext(), true)) {
 348       unsigned ID =
 349         DW->RecordRegionStart(cast<GlobalVariable>(RSI->getContext()));
 350       const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 351       BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 352     }
 353     return true;
 354   }
 355   case Intrinsic::dbg_region_end: {
 356     DbgRegionEndInst *REI = cast<DbgRegionEndInst>(I);
 357     if (DW && DW->ValidDebugInfo(REI->getContext(), true)) {
 358      unsigned ID = 0;
 359      DISubprogram Subprogram(cast<GlobalVariable>(REI->getContext()));
 360       if (!Subprogram.describes(MF.getFunction())) {
 361         // This is end of an inlined function.
 362         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 363         ID = DW->RecordInlinedFnEnd(Subprogram);
 364         BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 365       } else {
 366         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 367         ID =  DW->RecordRegionEnd(cast<GlobalVariable>(REI->getContext()));
 368         BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 369       }
 370     }
 371     return true;
 372   }
 373   case Intrinsic::dbg_func_start: {
 374     if (!DW) return true;
 375     DbgFuncStartInst *FSI = cast<DbgFuncStartInst>(I);
 376     Value *SP = FSI->getSubprogram();
 377
 378     if (DW->ValidDebugInfo(SP, true)) {
 379       // llvm.dbg.func.start implicitly defines a dbg_stoppoint which is what
 380       // (most?) gdb expects.
 381       DebugLoc PrevLoc = DL;
 382       DISubprogram Subprogram(cast<GlobalVariable>(SP));
 383       DICompileUnit CompileUnit = Subprogram.getCompileUnit();
 384       std::string Dir, FN;
 385       unsigned SrcFile = DW->getOrCreateSourceID(CompileUnit.getDirectory(Dir),
 386                                                  CompileUnit.getFilename(FN));
 387
 388       // Record the source line.
 389       unsigned Line = Subprogram.getLineNumber();
 390       unsigned LabelID = DW->RecordSourceLine(Line, 0, SrcFile);
 391       setCurDebugLoc(DebugLoc::get(MF.getOrCreateDebugLocID(SrcFile, Line, 0)));
 392       if (!Subprogram.describes(MF.getFunction())) {
 393         // This is a beginning of an inlined function.
 394         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 395         BuildMI(MBB, DL, II).addImm(LabelID);
 396         DebugLocTuple PrevLocTpl = MF.getDebugLocTuple(PrevLoc);
 397         DW->RecordInlinedFnStart(FSI, Subprogram, LabelID,
 398                                  PrevLocTpl.Src,
 399                                  PrevLocTpl.Line,
 400                                  PrevLocTpl.Col);
 401       } else {
 402         // llvm.dbg.func_start also defines beginning of function scope.
 403         DW->RecordRegionStart(cast<GlobalVariable>(FSI->getSubprogram()));
 404       }
 405     }
 406
 407     return true;
 408   }
 409   case Intrinsic::dbg_declare: {
 410     DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(I);
 411     Value *Variable = DI->getVariable();
 412     if (DW && DW->ValidDebugInfo(Variable, true)) {
 413       // Determine the address of the declared object.
 414       Value *Address = DI->getAddress();
 415       if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Address))
 416         Address = BCI->getOperand(0);
 417       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Address);
 418       // Don't handle byval struct arguments or VLAs, for example.
 419       if (!AI) break;
 420       DenseMap<const AllocaInst*, int>::iterator SI =
 421         StaticAllocaMap.find(AI);
 422       if (SI == StaticAllocaMap.end()) break; // VLAs.
 423       int FI = SI->second;
 424
 425       // Determine the debug globalvariable.
 426       GlobalValue *GV = cast<GlobalVariable>(Variable);
 427
 428       // Build the DECLARE instruction.
 429       const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DECLARE);
 430       MachineInstr *DeclareMI
 431         = BuildMI(MBB, DL, II).addFrameIndex(FI).addGlobalAddress(GV);
 432       DIVariable DV(cast<GlobalVariable>(GV));
 433       if (!DV.isNull()) {
 434         // This is a local variable
 435         DW->RecordVariableScope(DV, DeclareMI);
 436       }
 437     }
 438     return true;
 439   }
 440   case Intrinsic::eh_exception: {
 441     MVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 442     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EXCEPTIONADDR, VT)) {
 443     default: break;
 444     case TargetLowering::Expand: {
 445       if (!MBB->isLandingPad()) {
 446         // FIXME: Mark exception register as live in.  Hack for PR1508.
 447         unsigned Reg = TLI.getExceptionAddressRegister();
 448         if (Reg) MBB->addLiveIn(Reg);
 449       }
 450       unsigned Reg = TLI.getExceptionAddressRegister();
 451       const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
 452       unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 453       bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 454                                            Reg, RC, RC);
 455       assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 456       InsertedCopy = InsertedCopy;
 457       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 458       return true;
 459     }
 460     }
 461     break;
 462   }
 463   case Intrinsic::eh_selector_i32:
 464   case Intrinsic::eh_selector_i64: {
 465     MVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 466     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EHSELECTION, VT)) {
 467     default: break;
 468     case TargetLowering::Expand: {
 469       MVT VT = (IID == Intrinsic::eh_selector_i32 ?
 470                            MVT::i32 : MVT::i64);
 471
 472       if (MMI) {
 473         if (MBB->isLandingPad())
 474           AddCatchInfo(*cast<CallInst>(I), MMI, MBB);
 475         else {
 476 #ifndef NDEBUG
 477           CatchInfoLost.insert(cast<CallInst>(I));
 478 #endif
 479           // FIXME: Mark exception selector register as live in.  Hack for PR1508.
 480           unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 481           if (Reg) MBB->addLiveIn(Reg);
 482         }
 483
 484         unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 485         const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
 486         unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 487         bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 488                                              Reg, RC, RC);
 489         assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 490         InsertedCopy = InsertedCopy;
 491         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 492       } else {
 493         unsigned ResultReg =
 494           getRegForValue(Constant::getNullValue(I->getType()));
 495         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 496       }
 497       return true;
 498     }
 499     }
 500     break;
 501   }
 502   }
 503   return false;
 504 }
 505
 506 bool FastISel::SelectCast(User *I, ISD::NodeType Opcode) {
 507   MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 508   MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 509
 510   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 511       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
 512     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 513     return false;
 514
 515   // Check if the destination type is legal. Or as a special case,
 516   // it may be i1 if we're doing a truncate because that's
 517   // easy and somewhat common.
 518   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
 519     if (DstVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::TRUNCATE)
 520       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 521       return false;
 522
 523   // Check if the source operand is legal. Or as a special case,
 524   // it may be i1 if we're doing zero-extension because that's
 525   // easy and somewhat common.
 526   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
 527     if (SrcVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::ZERO_EXTEND)
 528       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 529       return false;
 530
 531   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 532   if (!InputReg)
 533     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
 534     return false;
 535
 536   // If the operand is i1, arrange for the high bits in the register to be zero.
 537   if (SrcVT == MVT::i1) {
 538    SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(SrcVT);
 539    InputReg = FastEmitZExtFromI1(SrcVT.getSimpleVT(), InputReg);
 540    if (!InputReg)
 541      return false;
 542   }
 543   // If the result is i1, truncate to the target's type for i1 first.
 544   if (DstVT == MVT::i1)
 545     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(DstVT);
 546
 547   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
 548                                   DstVT.getSimpleVT(),
 549                                   Opcode,
 550                                   InputReg);
 551   if (!ResultReg)
 552     return false;
 553
 554   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 555   return true;
 556 }
 557
 558 bool FastISel::SelectBitCast(User *I) {
 559   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
 560   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
 561     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 562     if (Reg == 0)
 563       return false;
 564     UpdateValueMap(I, Reg);
 565     return true;
 566   }
 567
 568   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BIT_CONVERT operators.
 569   MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 570   MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 571
 572   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 573       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple() ||
 574       !TLI.isTypeLegal(SrcVT) || !TLI.isTypeLegal(DstVT))
 575     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 576     return false;
 577
 578   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 579   if (Op0 == 0)
 580     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 581     return false;
 582
 583   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
 584   unsigned ResultReg = 0;
 585   if (SrcVT.getSimpleVT() == DstVT.getSimpleVT()) {
 586     TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 587     TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
 588     ResultReg = createResultReg(DstClass);
 589
 590     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 591                                          Op0, DstClass, SrcClass);
 592     if (!InsertedCopy)
 593       ResultReg = 0;
 594   }
 595
 596   // If the reg-reg copy failed, select a BIT_CONVERT opcode.
 597   if (!ResultReg)
 598     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), DstVT.getSimpleVT(),
 599                            ISD::BIT_CONVERT, Op0);
 600
 601   if (!ResultReg)
 602     return false;
 603
 604   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 605   return true;
 606 }
 607
 608 bool
 609 FastISel::SelectInstruction(Instruction *I) {
 610   return SelectOperator(I, I->getOpcode());
 611 }
 612
 613 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 614 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 615 /// the CFG.
 616 void
 617 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc) {
 618   MachineFunction::iterator NextMBB =
 619      next(MachineFunction::iterator(MBB));
 620
 621   if (MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
 622     // The unconditional fall-through case, which needs no instructions.
 623   } else {
 624     // The unconditional branch case.
 625     TII.InsertBranch(*MBB, MSucc, NULL, SmallVector<MachineOperand, 0>());
 626   }
 627   MBB->addSuccessor(MSucc);
 628 }
 629
 630 bool
 631 FastISel::SelectOperator(User *I, unsigned Opcode) {
 632   switch (Opcode) {
 633   case Instruction::Add: {
 634     ISD::NodeType Opc = I->getType()->isFPOrFPVector() ? ISD::FADD : ISD::ADD;
 635     return SelectBinaryOp(I, Opc);
 636   }
 637   case Instruction::Sub: {
 638     ISD::NodeType Opc = I->getType()->isFPOrFPVector() ? ISD::FSUB : ISD::SUB;
 639     return SelectBinaryOp(I, Opc);
 640   }
 641   case Instruction::Mul: {
 642     ISD::NodeType Opc = I->getType()->isFPOrFPVector() ? ISD::FMUL : ISD::MUL;
 643     return SelectBinaryOp(I, Opc);
 644   }
 645   case Instruction::SDiv:
 646     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
 647   case Instruction::UDiv:
 648     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
 649   case Instruction::FDiv:
 650     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
 651   case Instruction::SRem:
 652     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
 653   case Instruction::URem:
 654     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
 655   case Instruction::FRem:
 656     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
 657   case Instruction::Shl:
 658     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
 659   case Instruction::LShr:
 660     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
 661   case Instruction::AShr:
 662     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
 663   case Instruction::And:
 664     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
 665   case Instruction::Or:
 666     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
 667   case Instruction::Xor:
 668     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
 669
 670   case Instruction::GetElementPtr:
 671     return SelectGetElementPtr(I);
 672
 673   case Instruction::Br: {
 674     BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
 675
 676     if (BI->isUnconditional()) {
 677       BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
 678       MachineBasicBlock *MSucc = MBBMap[LLVMSucc];
 679       FastEmitBranch(MSucc);
 680       return true;
 681     }
 682
 683     // Conditional branches are not handed yet.
 684     // Halt "fast" selection and bail.
 685     return false;
 686   }
 687
 688   case Instruction::Unreachable:
 689     // Nothing to emit.
 690     return true;
 691
 692   case Instruction::PHI:
 693     // PHI nodes are already emitted.
 694     return true;
 695
 696   case Instruction::Alloca:
 697     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
 698     if (StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
 699       return true;
 700
 701     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
 702     return false;
 703
 704   case Instruction::Call:
 705     return SelectCall(I);
 706
 707   case Instruction::BitCast:
 708     return SelectBitCast(I);
 709
 710   case Instruction::FPToSI:
 711     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
 712   case Instruction::ZExt:
 713     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 714   case Instruction::SExt:
 715     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
 716   case Instruction::Trunc:
 717     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 718   case Instruction::SIToFP:
 719     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
 720
 721   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
 722   case Instruction::PtrToInt: {
 723     MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 724     MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 725     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
 726       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 727     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
 728       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 729     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 730     if (Reg == 0) return false;
 731     UpdateValueMap(I, Reg);
 732     return true;
 733   }
 734
 735   default:
 736     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
 737     return false;
 738   }
 739 }
 740
 741 FastISel::FastISel(MachineFunction &mf,
 742                    MachineModuleInfo *mmi,
 743                    DwarfWriter *dw,
 744                    DenseMap<const Value *, unsigned> &vm,
 745                    DenseMap<const BasicBlock *, MachineBasicBlock *> &bm,
 746                    DenseMap<const AllocaInst *, int> &am
 747 #ifndef NDEBUG
 748                    , SmallSet<Instruction*, 8> &cil
 749 #endif
 750                    )
 751   : MBB(0),
 752     ValueMap(vm),
 753     MBBMap(bm),
 754     StaticAllocaMap(am),
 755 #ifndef NDEBUG
 756     CatchInfoLost(cil),
 757 #endif
 758     MF(mf),
 759     MMI(mmi),
 760     DW(dw),
 761     MRI(MF.getRegInfo()),
 762     MFI(*MF.getFrameInfo()),
 763     MCP(*MF.getConstantPool()),
 764     TM(MF.getTarget()),
 765     TD(*TM.getTargetData()),
 766     TII(*TM.getInstrInfo()),
 767     TLI(*TM.getTargetLowering()) {
 768 }
 769
 770 FastISel::~FastISel() {}
 771
 772 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 773                              ISD::NodeType) {
 774   return 0;
 775 }
 776
 777 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 778                               ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/) {
 779   return 0;
 780 }
 781
 782 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 783                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 784                                unsigned /*Op0*/) {
 785   return 0;
 786 }
 787
 788 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 789                               ISD::NodeType, uint64_t /*Imm*/) {
 790   return 0;
 791 }
 792
 793 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 794                               ISD::NodeType, ConstantFP * /*FPImm*/) {
 795   return 0;
 796 }
 797
 798 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 799                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 800                                uint64_t /*Imm*/) {
 801   return 0;
 802 }
 803
 804 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 805                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 806                                ConstantFP * /*FPImm*/) {
 807   return 0;
 808 }
 809
 810 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 811                                 ISD::NodeType,
 812                                 unsigned /*Op0*/, unsigned /*Op1*/,
 813                                 uint64_t /*Imm*/) {
 814   return 0;
 815 }
 816
 817 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 818 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
 819 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
 820 /// FastEmit_rr instead.
 821 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT::SimpleValueType VT, ISD::NodeType Opcode,
 822                                 unsigned Op0, uint64_t Imm,
 823                                 MVT::SimpleValueType ImmType) {
 824   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
 825   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Imm);
 826   if (ResultReg != 0)
 827     return ResultReg;
 828   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
 829   if (MaterialReg == 0)
 830     return 0;
 831   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 832 }
 833
 834 /// FastEmit_rf_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 835 /// to emit an instruction with a floating-point immediate operand using
 836 /// FastEmit_rf. If that fails, it materializes the immediate into a register
 837 /// and try FastEmit_rr instead.
 838 unsigned FastISel::FastEmit_rf_(MVT::SimpleValueType VT, ISD::NodeType Opcode,
 839                                 unsigned Op0, ConstantFP *FPImm,
 840                                 MVT::SimpleValueType ImmType) {
 841   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the rf form.
 842   unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT, VT, Opcode, Op0, FPImm);
 843   if (ResultReg != 0)
 844     return ResultReg;
 845
 846   // Materialize the constant in a register.
 847   unsigned MaterialReg = FastEmit_f(ImmType, ImmType, ISD::ConstantFP, FPImm);
 848   if (MaterialReg == 0) {
 849     // If the target doesn't have a way to directly enter a floating-point
 850     // value into a register, use an alternate approach.
 851     // TODO: The current approach only supports floating-point constants
 852     // that can be constructed by conversion from integer values. This should
 853     // be replaced by code that creates a load from a constant-pool entry,
 854     // which will require some target-specific work.
 855     const APFloat &Flt = FPImm->getValueAPF();
 856     MVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 857
 858     uint64_t x[2];
 859     uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 860     bool isExact;
 861     (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 862                              APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 863     if (!isExact)
 864       return 0;
 865     APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 866
 867     unsigned IntegerReg = FastEmit_i(IntVT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 868                                      ISD::Constant, IntVal.getZExtValue());
 869     if (IntegerReg == 0)
 870       return 0;
 871     MaterialReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT,
 872                              ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 873     if (MaterialReg == 0)
 874       return 0;
 875   }
 876   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 877 }
 878
 879 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
 880   return MRI.createVirtualRegister(RC);
 881 }
 882
 883 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
 884                                  const TargetRegisterClass* RC) {
 885   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 886   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 887
 888   BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg);
 889   return ResultReg;
 890 }
 891
 892 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
 893                                   const TargetRegisterClass *RC,
 894                                   unsigned Op0) {
 895   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 896   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 897
 898   if (II.getNumDefs() >= 1)
 899     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0);
 900   else {
 901     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0);
 902     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 903                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 904     if (!InsertedCopy)
 905       ResultReg = 0;
 906   }
 907
 908   return ResultReg;
 909 }
 910
 911 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
 912                                    const TargetRegisterClass *RC,
 913                                    unsigned Op0, unsigned Op1) {
 914   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 915   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 916
 917   if (II.getNumDefs() >= 1)
 918     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1);
 919   else {
 920     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1);
 921     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 922                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 923     if (!InsertedCopy)
 924       ResultReg = 0;
 925   }
 926   return ResultReg;
 927 }
 928
 929 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
 930                                    const TargetRegisterClass *RC,
 931                                    unsigned Op0, uint64_t Imm) {
 932   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 933   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 934
 935   if (II.getNumDefs() >= 1)
 936     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Imm);
 937   else {
 938     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Imm);
 939     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 940                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 941     if (!InsertedCopy)
 942       ResultReg = 0;
 943   }
 944   return ResultReg;
 945 }
 946
 947 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
 948                                    const TargetRegisterClass *RC,
 949                                    unsigned Op0, ConstantFP *FPImm) {
 950   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 951   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 952
 953   if (II.getNumDefs() >= 1)
 954     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 955   else {
 956     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 957     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 958                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 959     if (!InsertedCopy)
 960       ResultReg = 0;
 961   }
 962   return ResultReg;
 963 }
 964
 965 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
 966                                     const TargetRegisterClass *RC,
 967                                     unsigned Op0, unsigned Op1, uint64_t Imm) {
 968   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 969   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 970
 971   if (II.getNumDefs() >= 1)
 972     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 973   else {
 974     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 975     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 976                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 977     if (!InsertedCopy)
 978       ResultReg = 0;
 979   }
 980   return ResultReg;
 981 }
 982
 983 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
 984                                   const TargetRegisterClass *RC,
 985                                   uint64_t Imm) {
 986   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 987   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 988
 989   if (II.getNumDefs() >= 1)
 990     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
 991   else {
 992     BuildMI(MBB, DL, II).addImm(Imm);
 993     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 994                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 995     if (!InsertedCopy)
 996       ResultReg = 0;
 997   }
 998   return ResultReg;
 999 }
1000
1001 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT::SimpleValueType RetVT,
1002                                               unsigned Op0, uint32_t Idx) {
1003   const TargetRegisterClass* RC = MRI.getRegClass(Op0);
1004
1005   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1006   const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG);
1007
1008   if (II.getNumDefs() >= 1)
1009     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Idx);
1010   else {
1011     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Idx);
1012     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
1013                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
1014     if (!InsertedCopy)
1015       ResultReg = 0;
1016   }
1017   return ResultReg;
1018 }
1019
1020 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1021 /// with all but the least significant bit set to zero.
1022 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT::SimpleValueType VT, unsigned Op) {
1023   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op, 1);
1024 }