Move FastISel's HandlePHINodesInSuccessorBlocks call down into FastISel
[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 #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/Analysis/DebugInfo.h"
51 #include "llvm/Target/TargetData.h"
52 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
53 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
54 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
55 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
56 #include "FunctionLoweringInfo.h"
57 using namespace llvm;
58
59 unsigned FastISel::getRegForValue(const Value *V) {
60   EVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
61   // Don't handle non-simple values in FastISel.
62   if (!RealVT.isSimple())
63     return 0;
64
65   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
66   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
67   // of whether FastISel can handle them.
68   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
69   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
70     // Promote MVT::i1 to a legal type though, because it's common and easy.
71     if (VT == MVT::i1)
72       VT = TLI.getTypeToTransformTo(V->getContext(), VT).getSimpleVT();
73     else
74       return 0;
75   }
76
77   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
78   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
79   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
80   // def-dominates-use requirement enforced.
81   if (ValueMap.count(V))
82     return ValueMap[V];
83   unsigned Reg = LocalValueMap[V];
84   if (Reg != 0)
85     return Reg;
86
87   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
88     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
89       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
90   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
91     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
92   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
93     // Translate this as an integer zero so that it can be
94     // local-CSE'd with actual integer zeros.
95     Reg =
96       getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType(V->getContext())));
97   } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
98     // Try to emit the constant directly.
99     Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
100
101     if (!Reg) {
102       // Try to emit the constant by using an integer constant with a cast.
103       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
104       EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
105
106       uint64_t x[2];
107       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
108       bool isExact;
109       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
110                                 APFloat::rmTowardZero, &isExact);
111       if (isExact) {
112         APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
113
114         unsigned IntegerReg =
115           getRegForValue(ConstantInt::get(V->getContext(), IntVal));
116         if (IntegerReg != 0)
117           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
118       }
119     }
120   } else if (const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V)) {
121     if (!SelectOperator(Op, Op->getOpcode())) return 0;
122     Reg = LocalValueMap[Op];
123   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
124     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
125     BuildMI(MBB, DL, TII.get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Reg);
126   }
127   
128   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
129   // code a try.
130   if (!Reg && isa<Constant>(V))
131     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
132   
133   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
134   // To do so would require tracking what uses they dominate.
135   if (Reg != 0)
136     LocalValueMap[V] = Reg;
137   return Reg;
138 }
139
140 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(const Value *V) {
141   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
142   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
143   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
144   // def-dominatess-use requirement enforced.
145   if (ValueMap.count(V))
146     return ValueMap[V];
147   return LocalValueMap[V];
148 }
149
150 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
151 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
152 /// determined register.
153 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
154 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
155 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
156 unsigned FastISel::UpdateValueMap(const Value *I, unsigned Reg) {
157   if (!isa<Instruction>(I)) {
158     LocalValueMap[I] = Reg;
159     return Reg;
160   }
161   
162   unsigned &AssignedReg = ValueMap[I];
163   if (AssignedReg == 0)
164     AssignedReg = Reg;
165   else if (Reg != AssignedReg) {
166     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(Reg);
167     TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), AssignedReg,
168                      Reg, RegClass, RegClass);
169   }
170   return AssignedReg;
171 }
172
173 unsigned FastISel::getRegForGEPIndex(const Value *Idx) {
174   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
175   if (IdxN == 0)
176     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
177     return 0;
178
179   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
180   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
181   EVT IdxVT = EVT::getEVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
182   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT))
183     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::SIGN_EXTEND, IdxN);
184   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT))
185     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::TRUNCATE, IdxN);
186   return IdxN;
187 }
188
189 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
190 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
191 ///
192 bool FastISel::SelectBinaryOp(const User *I, unsigned ISDOpcode) {
193   EVT VT = EVT::getEVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
194   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
195     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
196     return false;
197
198   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
199   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
200   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
201   // support it.
202   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
203     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
204     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
205     if (VT == MVT::i1 &&
206         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
207          ISDOpcode == ISD::XOR))
208       VT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), VT);
209     else
210       return false;
211   }
212
213   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
214   if (Op0 == 0)
215     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
216     return false;
217
218   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
219   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
220     unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
221                                      ISDOpcode, Op0, CI->getZExtValue());
222     if (ResultReg != 0) {
223       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
224       UpdateValueMap(I, ResultReg);
225       return true;
226     }
227   }
228
229   // Check if the second operand is a constant float.
230   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
231     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
232                                      ISDOpcode, Op0, CF);
233     if (ResultReg != 0) {
234       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
235       UpdateValueMap(I, ResultReg);
236       return true;
237     }
238   }
239
240   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
241   if (Op1 == 0)
242     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
243     return false;
244
245   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
246   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
247                                    ISDOpcode, Op0, Op1);
248   if (ResultReg == 0)
249     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
250     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
251     return false;
252
253   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
254   UpdateValueMap(I, ResultReg);
255   return true;
256 }
257
258 bool FastISel::SelectGetElementPtr(const User *I) {
259   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
260   if (N == 0)
261     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
262     return false;
263
264   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
265   MVT VT = TLI.getPointerTy();
266   for (GetElementPtrInst::const_op_iterator OI = I->op_begin()+1,
267        E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
268     const Value *Idx = *OI;
269     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
270       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
271       if (Field) {
272         // N = N + Offset
273         uint64_t Offs = TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
274         // FIXME: This can be optimized by combining the add with a
275         // subsequent one.
276         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
277         if (N == 0)
278           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
279           return false;
280       }
281       Ty = StTy->getElementType(Field);
282     } else {
283       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
284
285       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
286       if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
287         if (CI->getZExtValue() == 0) continue;
288         uint64_t Offs = 
289           TD.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
290         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
291         if (N == 0)
292           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
293           return false;
294         continue;
295       }
296       
297       // N = N + Idx * ElementSize;
298       uint64_t ElementSize = TD.getTypeAllocSize(Ty);
299       unsigned IdxN = getRegForGEPIndex(Idx);
300       if (IdxN == 0)
301         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
302         return false;
303
304       if (ElementSize != 1) {
305         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, ElementSize, VT);
306         if (IdxN == 0)
307           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
308           return false;
309       }
310       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, IdxN);
311       if (N == 0)
312         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
313         return false;
314     }
315   }
316
317   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
318   UpdateValueMap(I, N);
319   return true;
320 }
321
322 bool FastISel::SelectCall(const User *I) {
323   const Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
324   if (!F) return false;
325
326   // Handle selected intrinsic function calls.
327   unsigned IID = F->getIntrinsicID();
328   switch (IID) {
329   default: break;
330   case Intrinsic::dbg_declare: {
331     const DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(I);
332     if (!DIDescriptor::ValidDebugInfo(DI->getVariable(), CodeGenOpt::None) ||
333         !MF.getMMI().hasDebugInfo())
334       return true;
335
336     const Value *Address = DI->getAddress();
337     if (!Address)
338       return true;
339     if (isa<UndefValue>(Address))
340       return true;
341     const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Address);
342     // Don't handle byval struct arguments or VLAs, for example.
343     if (!AI) break;
344     DenseMap<const AllocaInst*, int>::iterator SI =
345       StaticAllocaMap.find(AI);
346     if (SI == StaticAllocaMap.end()) break; // VLAs.
347     int FI = SI->second;
348     if (!DI->getDebugLoc().isUnknown())
349       MF.getMMI().setVariableDbgInfo(DI->getVariable(), FI, DI->getDebugLoc());
350     
351     // Building the map above is target independent.  Generating DBG_VALUE
352     // inline is target dependent; do this now.
353     (void)TargetSelectInstruction(cast<Instruction>(I));
354     return true;
355   }
356   case Intrinsic::dbg_value: {
357     // This form of DBG_VALUE is target-independent.
358     const DbgValueInst *DI = cast<DbgValueInst>(I);
359     const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE);
360     const Value *V = DI->getValue();
361     if (!V) {
362       // Currently the optimizer can produce this; insert an undef to
363       // help debugging.  Probably the optimizer should not do this.
364       BuildMI(MBB, DL, II).addReg(0U).addImm(DI->getOffset()).
365                                      addMetadata(DI->getVariable());
366     } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
367       BuildMI(MBB, DL, II).addImm(CI->getZExtValue()).addImm(DI->getOffset()).
368                                      addMetadata(DI->getVariable());
369     } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
370       BuildMI(MBB, DL, II).addFPImm(CF).addImm(DI->getOffset()).
371                                      addMetadata(DI->getVariable());
372     } else if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(V)) {
373       BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Reg, RegState::Debug).addImm(DI->getOffset()).
374                                      addMetadata(DI->getVariable());
375     } else {
376       // We can't yet handle anything else here because it would require
377       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
378       // Insert an undef so we can see what we dropped.
379       BuildMI(MBB, DL, II).addReg(0U).addImm(DI->getOffset()).
380                                      addMetadata(DI->getVariable());
381     }     
382     return true;
383   }
384   case Intrinsic::eh_exception: {
385     EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
386     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EXCEPTIONADDR, VT)) {
387     default: break;
388     case TargetLowering::Expand: {
389       assert(MBB->isLandingPad() && "Call to eh.exception not in landing pad!");
390       unsigned Reg = TLI.getExceptionAddressRegister();
391       const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
392       unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
393       bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
394                                            Reg, RC, RC);
395       assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
396       InsertedCopy = InsertedCopy;
397       UpdateValueMap(I, ResultReg);
398       return true;
399     }
400     }
401     break;
402   }
403   case Intrinsic::eh_selector: {
404     EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
405     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EHSELECTION, VT)) {
406     default: break;
407     case TargetLowering::Expand: {
408       if (MBB->isLandingPad())
409         AddCatchInfo(*cast<CallInst>(I), &MF.getMMI(), MBB);
410       else {
411 #ifndef NDEBUG
412         CatchInfoLost.insert(cast<CallInst>(I));
413 #endif
414         // FIXME: Mark exception selector register as live in.  Hack for PR1508.
415         unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
416         if (Reg) MBB->addLiveIn(Reg);
417       }
418
419       unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
420       EVT SrcVT = TLI.getPointerTy();
421       const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
422       unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
423       bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg, Reg,
424                                            RC, RC);
425       assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
426       InsertedCopy = InsertedCopy;
427
428       // Cast the register to the type of the selector.
429       if (SrcVT.bitsGT(MVT::i32))
430         ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), MVT::i32, ISD::TRUNCATE,
431                                ResultReg);
432       else if (SrcVT.bitsLT(MVT::i32))
433         ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), MVT::i32,
434                                ISD::SIGN_EXTEND, ResultReg);
435       if (ResultReg == 0)
436         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
437         return false;
438
439       UpdateValueMap(I, ResultReg);
440
441       return true;
442     }
443     }
444     break;
445   }
446   }
447
448   // An arbitrary call. Bail.
449   return false;
450 }
451
452 bool FastISel::SelectCast(const User *I, unsigned Opcode) {
453   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
454   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
455     
456   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
457       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
458     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
459     return false;
460     
461   // Check if the destination type is legal. Or as a special case,
462   // it may be i1 if we're doing a truncate because that's
463   // easy and somewhat common.
464   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
465     if (DstVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::TRUNCATE)
466       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
467       return false;
468
469   // Check if the source operand is legal. Or as a special case,
470   // it may be i1 if we're doing zero-extension because that's
471   // easy and somewhat common.
472   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
473     if (SrcVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::ZERO_EXTEND)
474       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
475       return false;
476
477   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
478   if (!InputReg)
479     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
480     return false;
481
482   // If the operand is i1, arrange for the high bits in the register to be zero.
483   if (SrcVT == MVT::i1) {
484    SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), SrcVT);
485    InputReg = FastEmitZExtFromI1(SrcVT.getSimpleVT(), InputReg);
486    if (!InputReg)
487      return false;
488   }
489   // If the result is i1, truncate to the target's type for i1 first.
490   if (DstVT == MVT::i1)
491     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), DstVT);
492
493   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
494                                   DstVT.getSimpleVT(),
495                                   Opcode,
496                                   InputReg);
497   if (!ResultReg)
498     return false;
499     
500   UpdateValueMap(I, ResultReg);
501   return true;
502 }
503
504 bool FastISel::SelectBitCast(const User *I) {
505   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
506   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
507     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
508     if (Reg == 0)
509       return false;
510     UpdateValueMap(I, Reg);
511     return true;
512   }
513
514   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BIT_CONVERT operators.
515   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
516   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
517   
518   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
519       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple() ||
520       !TLI.isTypeLegal(SrcVT) || !TLI.isTypeLegal(DstVT))
521     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
522     return false;
523   
524   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
525   if (Op0 == 0)
526     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
527     return false;
528   
529   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
530   unsigned ResultReg = 0;
531   if (SrcVT.getSimpleVT() == DstVT.getSimpleVT()) {
532     TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
533     TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
534     ResultReg = createResultReg(DstClass);
535     
536     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
537                                          Op0, DstClass, SrcClass);
538     if (!InsertedCopy)
539       ResultReg = 0;
540   }
541   
542   // If the reg-reg copy failed, select a BIT_CONVERT opcode.
543   if (!ResultReg)
544     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), DstVT.getSimpleVT(),
545                            ISD::BIT_CONVERT, Op0);
546   
547   if (!ResultReg)
548     return false;
549   
550   UpdateValueMap(I, ResultReg);
551   return true;
552 }
553
554 bool
555 FastISel::SelectInstruction(const Instruction *I) {
556   // Just before the terminator instruction, insert instructions to
557   // feed PHI nodes in successor blocks.
558   if (isa<TerminatorInst>(I))
559     if (!HandlePHINodesInSuccessorBlocks(I->getParent()))
560       return false;
561
562   DL = I->getDebugLoc();
563
564   // First, try doing target-independent selection.
565   if (SelectOperator(I, I->getOpcode())) {
566     DL = DebugLoc();
567     return true;
568   }
569
570   // Next, try calling the target to attempt to handle the instruction.
571   if (TargetSelectInstruction(I)) {
572     DL = DebugLoc();
573     return true;
574   }
575
576   DL = DebugLoc();
577   return false;
578 }
579
580 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
581 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
582 /// the CFG.
583 void
584 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc) {
585   if (MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
586     // The unconditional fall-through case, which needs no instructions.
587   } else {
588     // The unconditional branch case.
589     TII.InsertBranch(*MBB, MSucc, NULL, SmallVector<MachineOperand, 0>());
590   }
591   MBB->addSuccessor(MSucc);
592 }
593
594 /// SelectFNeg - Emit an FNeg operation.
595 ///
596 bool
597 FastISel::SelectFNeg(const User *I) {
598   unsigned OpReg = getRegForValue(BinaryOperator::getFNegArgument(I));
599   if (OpReg == 0) return false;
600
601   // If the target has ISD::FNEG, use it.
602   EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
603   unsigned ResultReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
604                                   ISD::FNEG, OpReg);
605   if (ResultReg != 0) {
606     UpdateValueMap(I, ResultReg);
607     return true;
608   }
609
610   // Bitcast the value to integer, twiddle the sign bit with xor,
611   // and then bitcast it back to floating-point.
612   if (VT.getSizeInBits() > 64) return false;
613   EVT IntVT = EVT::getIntegerVT(I->getContext(), VT.getSizeInBits());
614   if (!TLI.isTypeLegal(IntVT))
615     return false;
616
617   unsigned IntReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
618                                ISD::BIT_CONVERT, OpReg);
619   if (IntReg == 0)
620     return false;
621
622   unsigned IntResultReg = FastEmit_ri_(IntVT.getSimpleVT(), ISD::XOR, IntReg,
623                                        UINT64_C(1) << (VT.getSizeInBits()-1),
624                                        IntVT.getSimpleVT());
625   if (IntResultReg == 0)
626     return false;
627
628   ResultReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
629                          ISD::BIT_CONVERT, IntResultReg);
630   if (ResultReg == 0)
631     return false;
632
633   UpdateValueMap(I, ResultReg);
634   return true;
635 }
636
637 bool
638 FastISel::SelectOperator(const User *I, unsigned Opcode) {
639   switch (Opcode) {
640   case Instruction::Add:
641     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
642   case Instruction::FAdd:
643     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
644   case Instruction::Sub:
645     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
646   case Instruction::FSub:
647     // FNeg is currently represented in LLVM IR as a special case of FSub.
648     if (BinaryOperator::isFNeg(I))
649       return SelectFNeg(I);
650     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
651   case Instruction::Mul:
652     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
653   case Instruction::FMul:
654     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
655   case Instruction::SDiv:
656     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
657   case Instruction::UDiv:
658     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
659   case Instruction::FDiv:
660     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
661   case Instruction::SRem:
662     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
663   case Instruction::URem:
664     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
665   case Instruction::FRem:
666     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
667   case Instruction::Shl:
668     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
669   case Instruction::LShr:
670     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
671   case Instruction::AShr:
672     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
673   case Instruction::And:
674     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
675   case Instruction::Or:
676     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
677   case Instruction::Xor:
678     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
679
680   case Instruction::GetElementPtr:
681     return SelectGetElementPtr(I);
682
683   case Instruction::Br: {
684     const BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
685
686     if (BI->isUnconditional()) {
687       const BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
688       MachineBasicBlock *MSucc = MBBMap[LLVMSucc];
689       FastEmitBranch(MSucc);
690       return true;
691     }
692
693     // Conditional branches are not handed yet.
694     // Halt "fast" selection and bail.
695     return false;
696   }
697
698   case Instruction::Unreachable:
699     // Nothing to emit.
700     return true;
701
702   case Instruction::Alloca:
703     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
704     if (StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
705       return true;
706
707     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
708     return false;
709     
710   case Instruction::Call:
711     return SelectCall(I);
712   
713   case Instruction::BitCast:
714     return SelectBitCast(I);
715
716   case Instruction::FPToSI:
717     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
718   case Instruction::ZExt:
719     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
720   case Instruction::SExt:
721     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
722   case Instruction::Trunc:
723     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
724   case Instruction::SIToFP:
725     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
726
727   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
728   case Instruction::PtrToInt: {
729     EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
730     EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
731     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
732       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
733     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
734       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
735     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
736     if (Reg == 0) return false;
737     UpdateValueMap(I, Reg);
738     return true;
739   }
740
741   case Instruction::PHI:
742     llvm_unreachable("FastISel shouldn't visit PHI nodes!");
743
744   default:
745     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
746     return false;
747   }
748 }
749
750 FastISel::FastISel(MachineFunction &mf,
751                    DenseMap<const Value *, unsigned> &vm,
752                    DenseMap<const BasicBlock *, MachineBasicBlock *> &bm,
753                    DenseMap<const AllocaInst *, int> &am,
754                    std::vector<std::pair<MachineInstr*, unsigned> > &pn
755 #ifndef NDEBUG
756                    , SmallSet<const Instruction *, 8> &cil
757 #endif
758                    )
759   : MBB(0),
760     ValueMap(vm),
761     MBBMap(bm),
762     StaticAllocaMap(am),
763     PHINodesToUpdate(pn),
764 #ifndef NDEBUG
765     CatchInfoLost(cil),
766 #endif
767     MF(mf),
768     MRI(MF.getRegInfo()),
769     MFI(*MF.getFrameInfo()),
770     MCP(*MF.getConstantPool()),
771     TM(MF.getTarget()),
772     TD(*TM.getTargetData()),
773     TII(*TM.getInstrInfo()),
774     TLI(*TM.getTargetLowering()) {
775 }
776
777 FastISel::~FastISel() {}
778
779 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT, MVT,
780                              unsigned) {
781   return 0;
782 }
783
784 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT, MVT,
785                               unsigned, unsigned /*Op0*/) {
786   return 0;
787 }
788
789 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT, MVT, 
790                                unsigned, unsigned /*Op0*/,
791                                unsigned /*Op0*/) {
792   return 0;
793 }
794
795 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT, MVT, unsigned, uint64_t /*Imm*/) {
796   return 0;
797 }
798
799 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT, MVT,
800                               unsigned, const ConstantFP * /*FPImm*/) {
801   return 0;
802 }
803
804 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT, MVT,
805                                unsigned, unsigned /*Op0*/,
806                                uint64_t /*Imm*/) {
807   return 0;
808 }
809
810 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT, MVT,
811                                unsigned, unsigned /*Op0*/,
812                                const ConstantFP * /*FPImm*/) {
813   return 0;
814 }
815
816 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT, MVT,
817                                 unsigned,
818                                 unsigned /*Op0*/, unsigned /*Op1*/,
819                                 uint64_t /*Imm*/) {
820   return 0;
821 }
822
823 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
824 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
825 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
826 /// FastEmit_rr instead.
827 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT VT, unsigned Opcode,
828                                 unsigned Op0, uint64_t Imm,
829                                 MVT ImmType) {
830   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
831   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Imm);
832   if (ResultReg != 0)
833     return ResultReg;
834   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
835   if (MaterialReg == 0)
836     return 0;
837   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
838 }
839
840 /// FastEmit_rf_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
841 /// to emit an instruction with a floating-point immediate operand using
842 /// FastEmit_rf. If that fails, it materializes the immediate into a register
843 /// and try FastEmit_rr instead.
844 unsigned FastISel::FastEmit_rf_(MVT VT, unsigned Opcode,
845                                 unsigned Op0, const ConstantFP *FPImm,
846                                 MVT ImmType) {
847   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the rf form.
848   unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT, VT, Opcode, Op0, FPImm);
849   if (ResultReg != 0)
850     return ResultReg;
851
852   // Materialize the constant in a register.
853   unsigned MaterialReg = FastEmit_f(ImmType, ImmType, ISD::ConstantFP, FPImm);
854   if (MaterialReg == 0) {
855     // If the target doesn't have a way to directly enter a floating-point
856     // value into a register, use an alternate approach.
857     // TODO: The current approach only supports floating-point constants
858     // that can be constructed by conversion from integer values. This should
859     // be replaced by code that creates a load from a constant-pool entry,
860     // which will require some target-specific work.
861     const APFloat &Flt = FPImm->getValueAPF();
862     EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
863
864     uint64_t x[2];
865     uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
866     bool isExact;
867     (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
868                              APFloat::rmTowardZero, &isExact);
869     if (!isExact)
870       return 0;
871     APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
872
873     unsigned IntegerReg = FastEmit_i(IntVT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
874                                      ISD::Constant, IntVal.getZExtValue());
875     if (IntegerReg == 0)
876       return 0;
877     MaterialReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT,
878                              ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
879     if (MaterialReg == 0)
880       return 0;
881   }
882   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
883 }
884
885 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
886   return MRI.createVirtualRegister(RC);
887 }
888
889 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
890                                  const TargetRegisterClass* RC) {
891   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
892   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
893
894   BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg);
895   return ResultReg;
896 }
897
898 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
899                                   const TargetRegisterClass *RC,
900                                   unsigned Op0) {
901   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
902   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
903
904   if (II.getNumDefs() >= 1)
905     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0);
906   else {
907     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0);
908     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
909                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
910     if (!InsertedCopy)
911       ResultReg = 0;
912   }
913
914   return ResultReg;
915 }
916
917 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
918                                    const TargetRegisterClass *RC,
919                                    unsigned Op0, unsigned Op1) {
920   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
921   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
922
923   if (II.getNumDefs() >= 1)
924     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1);
925   else {
926     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1);
927     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
928                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
929     if (!InsertedCopy)
930       ResultReg = 0;
931   }
932   return ResultReg;
933 }
934
935 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
936                                    const TargetRegisterClass *RC,
937                                    unsigned Op0, uint64_t Imm) {
938   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
939   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
940
941   if (II.getNumDefs() >= 1)
942     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Imm);
943   else {
944     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Imm);
945     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
946                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
947     if (!InsertedCopy)
948       ResultReg = 0;
949   }
950   return ResultReg;
951 }
952
953 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
954                                    const TargetRegisterClass *RC,
955                                    unsigned Op0, const ConstantFP *FPImm) {
956   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
957   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
958
959   if (II.getNumDefs() >= 1)
960     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
961   else {
962     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
963     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
964                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
965     if (!InsertedCopy)
966       ResultReg = 0;
967   }
968   return ResultReg;
969 }
970
971 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
972                                     const TargetRegisterClass *RC,
973                                     unsigned Op0, unsigned Op1, uint64_t Imm) {
974   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
975   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
976
977   if (II.getNumDefs() >= 1)
978     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
979   else {
980     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
981     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
982                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
983     if (!InsertedCopy)
984       ResultReg = 0;
985   }
986   return ResultReg;
987 }
988
989 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
990                                   const TargetRegisterClass *RC,
991                                   uint64_t Imm) {
992   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
993   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
994   
995   if (II.getNumDefs() >= 1)
996     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
997   else {
998     BuildMI(MBB, DL, II).addImm(Imm);
999     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
1000                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
1001     if (!InsertedCopy)
1002       ResultReg = 0;
1003   }
1004   return ResultReg;
1005 }
1006
1007 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
1008                                               unsigned Op0, uint32_t Idx) {
1009   const TargetRegisterClass* RC = MRI.getRegClass(Op0);
1010   
1011   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1012   const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG);
1013   
1014   if (II.getNumDefs() >= 1)
1015     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Idx);
1016   else {
1017     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Idx);
1018     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
1019                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
1020     if (!InsertedCopy)
1021       ResultReg = 0;
1022   }
1023   return ResultReg;
1024 }
1025
1026 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1027 /// with all but the least significant bit set to zero.
1028 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT VT, unsigned Op) {
1029   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op, 1);
1030 }
1031
1032 /// HandlePHINodesInSuccessorBlocks - Handle PHI nodes in successor blocks.
1033 /// Emit code to ensure constants are copied into registers when needed.
1034 /// Remember the virtual registers that need to be added to the Machine PHI
1035 /// nodes as input.  We cannot just directly add them, because expansion
1036 /// might result in multiple MBB's for one BB.  As such, the start of the
1037 /// BB might correspond to a different MBB than the end.
1038 bool FastISel::HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB) {
1039   const TerminatorInst *TI = LLVMBB->getTerminator();
1040
1041   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 4> SuccsHandled;
1042   unsigned OrigNumPHINodesToUpdate = PHINodesToUpdate.size();
1043
1044   // Check successor nodes' PHI nodes that expect a constant to be available
1045   // from this block.
1046   for (unsigned succ = 0, e = TI->getNumSuccessors(); succ != e; ++succ) {
1047     const BasicBlock *SuccBB = TI->getSuccessor(succ);
1048     if (!isa<PHINode>(SuccBB->begin())) continue;
1049     MachineBasicBlock *SuccMBB = MBBMap[SuccBB];
1050
1051     // If this terminator has multiple identical successors (common for
1052     // switches), only handle each succ once.
1053     if (!SuccsHandled.insert(SuccMBB)) continue;
1054
1055     MachineBasicBlock::iterator MBBI = SuccMBB->begin();
1056
1057     // At this point we know that there is a 1-1 correspondence between LLVM PHI
1058     // nodes and Machine PHI nodes, but the incoming operands have not been
1059     // emitted yet.
1060     for (BasicBlock::const_iterator I = SuccBB->begin();
1061          const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1062       // Ignore dead phi's.
1063       if (PN->use_empty()) continue;
1064
1065       // Only handle legal types. Two interesting things to note here. First,
1066       // by bailing out early, we may leave behind some dead instructions,
1067       // since SelectionDAG's HandlePHINodesInSuccessorBlocks will insert its
1068       // own moves. Second, this check is necessary becuase FastISel doesn't
1069       // use CreateRegForValue to create registers, so it always creates
1070       // exactly one register for each non-void instruction.
1071       EVT VT = TLI.getValueType(PN->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
1072       if (VT == MVT::Other || !TLI.isTypeLegal(VT)) {
1073         // Promote MVT::i1.
1074         if (VT == MVT::i1)
1075           VT = TLI.getTypeToTransformTo(LLVMBB->getContext(), VT);
1076         else {
1077           PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1078           return false;
1079         }
1080       }
1081
1082       const Value *PHIOp = PN->getIncomingValueForBlock(LLVMBB);
1083
1084       unsigned Reg = getRegForValue(PHIOp);
1085       if (Reg == 0) {
1086         PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1087         return false;
1088       }
1089       PHINodesToUpdate.push_back(std::make_pair(MBBI++, Reg));
1090     }
1091   }
1092
1093   return true;
1094 }