lib/CodeGen/SelectionDAG/FunctionLoweringInfo.cpp

   1 //===-- FunctionLoweringInfo.cpp ------------------------------------------===//
   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 implements routines for translating functions from LLVM IR into
  11 // Machine IR.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "function-lowering-info"
  16 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
  17 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  24 #include "llvm/DebugInfo.h"
  25 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  26 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  27 #include "llvm/IR/Function.h"
  28 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  29 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  30 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  31 #include "llvm/IR/Module.h"
  32 #include "llvm/Support/Debug.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  39 #include <algorithm>
  40 using namespace llvm;
  41
  42 /// isUsedOutsideOfDefiningBlock - Return true if this instruction is used by
  43 /// PHI nodes or outside of the basic block that defines it, or used by a
  44 /// switch or atomic instruction, which may expand to multiple basic blocks.
  45 static bool isUsedOutsideOfDefiningBlock(const Instruction *I) {
  46   if (I->use_empty()) return false;
  47   if (isa<PHINode>(I)) return true;
  48   const BasicBlock *BB = I->getParent();
  49   for (Value::const_use_iterator UI = I->use_begin(), E = I->use_end();
  50         UI != E; ++UI) {
  51     const User *U = *UI;
  52     if (cast<Instruction>(U)->getParent() != BB || isa<PHINode>(U))
  53       return true;
  54   }
  55   return false;
  56 }
  57
  58 FunctionLoweringInfo::FunctionLoweringInfo(const TargetLowering &tli)
  59   : TLI(tli) {
  60 }
  61
  62 void FunctionLoweringInfo::set(const Function &fn, MachineFunction &mf) {
  63   Fn = &fn;
  64   MF = &mf;
  65   RegInfo = &MF->getRegInfo();
  66
  67   // Check whether the function can return without sret-demotion.
  68   SmallVector<ISD::OutputArg, 4> Outs;
  69   GetReturnInfo(Fn->getReturnType(), Fn->getAttributes(), Outs, TLI);
  70   CanLowerReturn = TLI.CanLowerReturn(Fn->getCallingConv(), *MF,
  71                                       Fn->isVarArg(),
  72                                       Outs, Fn->getContext());
  73
  74   // Initialize the mapping of values to registers.  This is only set up for
  75   // instruction values that are used outside of the block that defines
  76   // them.
  77   Function::const_iterator BB = Fn->begin(), EB = Fn->end();
  78   for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
  79     if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(I))
  80       if (const ConstantInt *CUI = dyn_cast<ConstantInt>(AI->getArraySize())) {
  81         Type *Ty = AI->getAllocatedType();
  82         uint64_t TySize = TLI.getDataLayout()->getTypeAllocSize(Ty);
  83         unsigned Align =
  84           std::max((unsigned)TLI.getDataLayout()->getPrefTypeAlignment(Ty),
  85                    AI->getAlignment());
  86
  87         TySize *= CUI->getZExtValue();   // Get total allocated size.
  88         if (TySize == 0) TySize = 1; // Don't create zero-sized stack objects.
  89
  90         // The object may need to be placed onto the stack near the stack
  91         // protector if one exists. Determine here if this object is a suitable
  92         // candidate. I.e., it would trigger the creation of a stack protector.
  93         bool MayNeedSP =
  94           (AI->isArrayAllocation() ||
  95            (TySize >= 8 && isa<ArrayType>(Ty) &&
  96             cast<ArrayType>(Ty)->getElementType()->isIntegerTy(8)));
  97         StaticAllocaMap[AI] =
  98           MF->getFrameInfo()->CreateStackObjectWithMinAlign(TySize, Align,
  99                                                 AI->getAlignment(), false,
 100                                                 MayNeedSP, AI);
 101       }
 102
 103   for (; BB != EB; ++BB)
 104     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin(), E = BB->end();
 105          I != E; ++I) {
 106       // Mark values used outside their block as exported, by allocating
 107       // a virtual register for them.
 108       if (isUsedOutsideOfDefiningBlock(I))
 109         if (!isa<AllocaInst>(I) ||
 110             !StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
 111           InitializeRegForValue(I);
 112
 113       // Collect llvm.dbg.declare information. This is done now instead of
 114       // during the initial isel pass through the IR so that it is done
 115       // in a predictable order.
 116       if (const DbgDeclareInst *DI = dyn_cast<DbgDeclareInst>(I)) {
 117         MachineModuleInfo &MMI = MF->getMMI();
 118         if (MMI.hasDebugInfo() &&
 119             DIVariable(DI->getVariable()).Verify() &&
 120             !DI->getDebugLoc().isUnknown()) {
 121           // Don't handle byval struct arguments or VLAs, for example.
 122           // Non-byval arguments are handled here (they refer to the stack
 123           // temporary alloca at this point).
 124           const Value *Address = DI->getAddress();
 125           if (Address) {
 126             if (const BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Address))
 127               Address = BCI->getOperand(0);
 128             if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Address)) {
 129               DenseMap<const AllocaInst *, int>::iterator SI =
 130                 StaticAllocaMap.find(AI);
 131               if (SI != StaticAllocaMap.end()) { // Check for VLAs.
 132                 int FI = SI->second;
 133                 MMI.setVariableDbgInfo(DI->getVariable(),
 134                                        FI, DI->getDebugLoc());
 135               }
 136             }
 137           }
 138         }
 139       }
 140     }
 141
 142   // Create an initial MachineBasicBlock for each LLVM BasicBlock in F.  This
 143   // also creates the initial PHI MachineInstrs, though none of the input
 144   // operands are populated.
 145   for (BB = Fn->begin(); BB != EB; ++BB) {
 146     MachineBasicBlock *MBB = mf.CreateMachineBasicBlock(BB);
 147     MBBMap[BB] = MBB;
 148     MF->push_back(MBB);
 149
 150     // Transfer the address-taken flag. This is necessary because there could
 151     // be multiple MachineBasicBlocks corresponding to one BasicBlock, and only
 152     // the first one should be marked.
 153     if (BB->hasAddressTaken())
 154       MBB->setHasAddressTaken();
 155
 156     // Create Machine PHI nodes for LLVM PHI nodes, lowering them as
 157     // appropriate.
 158     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
 159          const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
 160       if (PN->use_empty()) continue;
 161
 162       // Skip empty types
 163       if (PN->getType()->isEmptyTy())
 164         continue;
 165
 166       DebugLoc DL = PN->getDebugLoc();
 167       unsigned PHIReg = ValueMap[PN];
 168       assert(PHIReg && "PHI node does not have an assigned virtual register!");
 169
 170       SmallVector<EVT, 4> ValueVTs;
 171       ComputeValueVTs(TLI, PN->getType(), ValueVTs);
 172       for (unsigned vti = 0, vte = ValueVTs.size(); vti != vte; ++vti) {
 173         EVT VT = ValueVTs[vti];
 174         unsigned NumRegisters = TLI.getNumRegisters(Fn->getContext(), VT);
 175         const TargetInstrInfo *TII = MF->getTarget().getInstrInfo();
 176         for (unsigned i = 0; i != NumRegisters; ++i)
 177           BuildMI(MBB, DL, TII->get(TargetOpcode::PHI), PHIReg + i);
 178         PHIReg += NumRegisters;
 179       }
 180     }
 181   }
 182
 183   // Mark landing pad blocks.
 184   for (BB = Fn->begin(); BB != EB; ++BB)
 185     if (const InvokeInst *Invoke = dyn_cast<InvokeInst>(BB->getTerminator()))
 186       MBBMap[Invoke->getSuccessor(1)]->setIsLandingPad();
 187 }
 188
 189 /// clear - Clear out all the function-specific state. This returns this
 190 /// FunctionLoweringInfo to an empty state, ready to be used for a
 191 /// different function.
 192 void FunctionLoweringInfo::clear() {
 193   assert(CatchInfoFound.size() == CatchInfoLost.size() &&
 194          "Not all catch info was assigned to a landing pad!");
 195
 196   MBBMap.clear();
 197   ValueMap.clear();
 198   StaticAllocaMap.clear();
 199 #ifndef NDEBUG
 200   CatchInfoLost.clear();
 201   CatchInfoFound.clear();
 202 #endif
 203   LiveOutRegInfo.clear();
 204   VisitedBBs.clear();
 205   ArgDbgValues.clear();
 206   ByValArgFrameIndexMap.clear();
 207   RegFixups.clear();
 208 }
 209
 210 /// CreateReg - Allocate a single virtual register for the given type.
 211 unsigned FunctionLoweringInfo::CreateReg(MVT VT) {
 212   return RegInfo->createVirtualRegister(TLI.getRegClassFor(VT));
 213 }
 214
 215 /// CreateRegs - Allocate the appropriate number of virtual registers of
 216 /// the correctly promoted or expanded types.  Assign these registers
 217 /// consecutive vreg numbers and return the first assigned number.
 218 ///
 219 /// In the case that the given value has struct or array type, this function
 220 /// will assign registers for each member or element.
 221 ///
 222 unsigned FunctionLoweringInfo::CreateRegs(Type *Ty) {
 223   SmallVector<EVT, 4> ValueVTs;
 224   ComputeValueVTs(TLI, Ty, ValueVTs);
 225
 226   unsigned FirstReg = 0;
 227   for (unsigned Value = 0, e = ValueVTs.size(); Value != e; ++Value) {
 228     EVT ValueVT = ValueVTs[Value];
 229     MVT RegisterVT = TLI.getRegisterType(Ty->getContext(), ValueVT);
 230
 231     unsigned NumRegs = TLI.getNumRegisters(Ty->getContext(), ValueVT);
 232     for (unsigned i = 0; i != NumRegs; ++i) {
 233       unsigned R = CreateReg(RegisterVT);
 234       if (!FirstReg) FirstReg = R;
 235     }
 236   }
 237   return FirstReg;
 238 }
 239
 240 /// GetLiveOutRegInfo - Gets LiveOutInfo for a register, returning NULL if the
 241 /// register is a PHI destination and the PHI's LiveOutInfo is not valid. If
 242 /// the register's LiveOutInfo is for a smaller bit width, it is extended to
 243 /// the larger bit width by zero extension. The bit width must be no smaller
 244 /// than the LiveOutInfo's existing bit width.
 245 const FunctionLoweringInfo::LiveOutInfo *
 246 FunctionLoweringInfo::GetLiveOutRegInfo(unsigned Reg, unsigned BitWidth) {
 247   if (!LiveOutRegInfo.inBounds(Reg))
 248     return NULL;
 249
 250   LiveOutInfo *LOI = &LiveOutRegInfo[Reg];
 251   if (!LOI->IsValid)
 252     return NULL;
 253
 254   if (BitWidth > LOI->KnownZero.getBitWidth()) {
 255     LOI->NumSignBits = 1;
 256     LOI->KnownZero = LOI->KnownZero.zextOrTrunc(BitWidth);
 257     LOI->KnownOne = LOI->KnownOne.zextOrTrunc(BitWidth);
 258   }
 259
 260   return LOI;
 261 }
 262
 263 /// ComputePHILiveOutRegInfo - Compute LiveOutInfo for a PHI's destination
 264 /// register based on the LiveOutInfo of its operands.
 265 void FunctionLoweringInfo::ComputePHILiveOutRegInfo(const PHINode *PN) {
 266   Type *Ty = PN->getType();
 267   if (!Ty->isIntegerTy() || Ty->isVectorTy())
 268     return;
 269
 270   SmallVector<EVT, 1> ValueVTs;
 271   ComputeValueVTs(TLI, Ty, ValueVTs);
 272   assert(ValueVTs.size() == 1 &&
 273          "PHIs with non-vector integer types should have a single VT.");
 274   EVT IntVT = ValueVTs[0];
 275
 276   if (TLI.getNumRegisters(PN->getContext(), IntVT) != 1)
 277     return;
 278   IntVT = TLI.getTypeToTransformTo(PN->getContext(), IntVT);
 279   unsigned BitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 280
 281   unsigned DestReg = ValueMap[PN];
 282   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg))
 283     return;
 284   LiveOutRegInfo.grow(DestReg);
 285   LiveOutInfo &DestLOI = LiveOutRegInfo[DestReg];
 286
 287   Value *V = PN->getIncomingValue(0);
 288   if (isa<UndefValue>(V) || isa<ConstantExpr>(V)) {
 289     DestLOI.NumSignBits = 1;
 290     APInt Zero(BitWidth, 0);
 291     DestLOI.KnownZero = Zero;
 292     DestLOI.KnownOne = Zero;
 293     return;
 294   }
 295
 296   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 297     APInt Val = CI->getValue().zextOrTrunc(BitWidth);
 298     DestLOI.NumSignBits = Val.getNumSignBits();
 299     DestLOI.KnownZero = ~Val;
 300     DestLOI.KnownOne = Val;
 301   } else {
 302     assert(ValueMap.count(V) && "V should have been placed in ValueMap when its"
 303                                 "CopyToReg node was created.");
 304     unsigned SrcReg = ValueMap[V];
 305     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg)) {
 306       DestLOI.IsValid = false;
 307       return;
 308     }
 309     const LiveOutInfo *SrcLOI = GetLiveOutRegInfo(SrcReg, BitWidth);
 310     if (!SrcLOI) {
 311       DestLOI.IsValid = false;
 312       return;
 313     }
 314     DestLOI = *SrcLOI;
 315   }
 316
 317   assert(DestLOI.KnownZero.getBitWidth() == BitWidth &&
 318          DestLOI.KnownOne.getBitWidth() == BitWidth &&
 319          "Masks should have the same bit width as the type.");
 320
 321   for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 322     Value *V = PN->getIncomingValue(i);
 323     if (isa<UndefValue>(V) || isa<ConstantExpr>(V)) {
 324       DestLOI.NumSignBits = 1;
 325       APInt Zero(BitWidth, 0);
 326       DestLOI.KnownZero = Zero;
 327       DestLOI.KnownOne = Zero;
 328       return;
 329     }
 330
 331     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 332       APInt Val = CI->getValue().zextOrTrunc(BitWidth);
 333       DestLOI.NumSignBits = std::min(DestLOI.NumSignBits, Val.getNumSignBits());
 334       DestLOI.KnownZero &= ~Val;
 335       DestLOI.KnownOne &= Val;
 336       continue;
 337     }
 338
 339     assert(ValueMap.count(V) && "V should have been placed in ValueMap when "
 340                                 "its CopyToReg node was created.");
 341     unsigned SrcReg = ValueMap[V];
 342     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg)) {
 343       DestLOI.IsValid = false;
 344       return;
 345     }
 346     const LiveOutInfo *SrcLOI = GetLiveOutRegInfo(SrcReg, BitWidth);
 347     if (!SrcLOI) {
 348       DestLOI.IsValid = false;
 349       return;
 350     }
 351     DestLOI.NumSignBits = std::min(DestLOI.NumSignBits, SrcLOI->NumSignBits);
 352     DestLOI.KnownZero &= SrcLOI->KnownZero;
 353     DestLOI.KnownOne &= SrcLOI->KnownOne;
 354   }
 355 }
 356
 357 /// setArgumentFrameIndex - Record frame index for the byval
 358 /// argument. This overrides previous frame index entry for this argument,
 359 /// if any.
 360 void FunctionLoweringInfo::setArgumentFrameIndex(const Argument *A,
 361                                                  int FI) {
 362   ByValArgFrameIndexMap[A] = FI;
 363 }
 364
 365 /// getArgumentFrameIndex - Get frame index for the byval argument.
 366 /// If the argument does not have any assigned frame index then 0 is
 367 /// returned.
 368 int FunctionLoweringInfo::getArgumentFrameIndex(const Argument *A) {
 369   DenseMap<const Argument *, int>::iterator I =
 370     ByValArgFrameIndexMap.find(A);
 371   if (I != ByValArgFrameIndexMap.end())
 372     return I->second;
 373   DEBUG(dbgs() << "Argument does not have assigned frame index!\n");
 374   return 0;
 375 }
 376
 377 /// ComputeUsesVAFloatArgument - Determine if any floating-point values are
 378 /// being passed to this variadic function, and set the MachineModuleInfo's
 379 /// usesVAFloatArgument flag if so. This flag is used to emit an undefined
 380 /// reference to _fltused on Windows, which will link in MSVCRT's
 381 /// floating-point support.
 382 void llvm::ComputeUsesVAFloatArgument(const CallInst &I,
 383                                       MachineModuleInfo *MMI)
 384 {
 385   FunctionType *FT = cast<FunctionType>(
 386     I.getCalledValue()->getType()->getContainedType(0));
 387   if (FT->isVarArg() && !MMI->usesVAFloatArgument()) {
 388     for (unsigned i = 0, e = I.getNumArgOperands(); i != e; ++i) {
 389       Type* T = I.getArgOperand(i)->getType();
 390       for (po_iterator<Type*> i = po_begin(T), e = po_end(T);
 391            i != e; ++i) {
 392         if (i->isFloatingPointTy()) {
 393           MMI->setUsesVAFloatArgument(true);
 394           return;
 395         }
 396       }
 397     }
 398   }
 399 }
 400
 401 /// AddCatchInfo - Extract the personality and type infos from an eh.selector
 402 /// call, and add them to the specified machine basic block.
 403 void llvm::AddCatchInfo(const CallInst &I, MachineModuleInfo *MMI,
 404                         MachineBasicBlock *MBB) {
 405   // Inform the MachineModuleInfo of the personality for this landing pad.
 406   const ConstantExpr *CE = cast<ConstantExpr>(I.getArgOperand(1));
 407   assert(CE->getOpcode() == Instruction::BitCast &&
 408          isa<Function>(CE->getOperand(0)) &&
 409          "Personality should be a function");
 410   MMI->addPersonality(MBB, cast<Function>(CE->getOperand(0)));
 411
 412   // Gather all the type infos for this landing pad and pass them along to
 413   // MachineModuleInfo.
 414   std::vector<const GlobalVariable *> TyInfo;
 415   unsigned N = I.getNumArgOperands();
 416
 417   for (unsigned i = N - 1; i > 1; --i) {
 418     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getArgOperand(i))) {
 419       unsigned FilterLength = CI->getZExtValue();
 420       unsigned FirstCatch = i + FilterLength + !FilterLength;
 421       assert(FirstCatch <= N && "Invalid filter length");
 422
 423       if (FirstCatch < N) {
 424         TyInfo.reserve(N - FirstCatch);
 425         for (unsigned j = FirstCatch; j < N; ++j)
 426           TyInfo.push_back(ExtractTypeInfo(I.getArgOperand(j)));
 427         MMI->addCatchTypeInfo(MBB, TyInfo);
 428         TyInfo.clear();
 429       }
 430
 431       if (!FilterLength) {
 432         // Cleanup.
 433         MMI->addCleanup(MBB);
 434       } else {
 435         // Filter.
 436         TyInfo.reserve(FilterLength - 1);
 437         for (unsigned j = i + 1; j < FirstCatch; ++j)
 438           TyInfo.push_back(ExtractTypeInfo(I.getArgOperand(j)));
 439         MMI->addFilterTypeInfo(MBB, TyInfo);
 440         TyInfo.clear();
 441       }
 442
 443       N = i;
 444     }
 445   }
 446
 447   if (N > 2) {
 448     TyInfo.reserve(N - 2);
 449     for (unsigned j = 2; j < N; ++j)
 450       TyInfo.push_back(ExtractTypeInfo(I.getArgOperand(j)));
 451     MMI->addCatchTypeInfo(MBB, TyInfo);
 452   }
 453 }
 454
 455 /// AddLandingPadInfo - Extract the exception handling information from the
 456 /// landingpad instruction and add them to the specified machine module info.
 457 void llvm::AddLandingPadInfo(const LandingPadInst &I, MachineModuleInfo &MMI,
 458                              MachineBasicBlock *MBB) {
 459   MMI.addPersonality(MBB,
 460                      cast<Function>(I.getPersonalityFn()->stripPointerCasts()));
 461
 462   if (I.isCleanup())
 463     MMI.addCleanup(MBB);
 464
 465   // FIXME: New EH - Add the clauses in reverse order. This isn't 100% correct,
 466   //        but we need to do it this way because of how the DWARF EH emitter
 467   //        processes the clauses.
 468   for (unsigned i = I.getNumClauses(); i != 0; --i) {
 469     Value *Val = I.getClause(i - 1);
 470     if (I.isCatch(i - 1)) {
 471       MMI.addCatchTypeInfo(MBB,
 472                            dyn_cast<GlobalVariable>(Val->stripPointerCasts()));
 473     } else {
 474       // Add filters in a list.
 475       Constant *CVal = cast<Constant>(Val);
 476       SmallVector<const GlobalVariable*, 4> FilterList;
 477       for (User::op_iterator
 478              II = CVal->op_begin(), IE = CVal->op_end(); II != IE; ++II)
 479         FilterList.push_back(cast<GlobalVariable>((*II)->stripPointerCasts()));
 480
 481       MMI.addFilterTypeInfo(MBB, FilterList);
 482     }
 483   }
 484 }