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