Refactor LegalizeTypes: Erase LegalizeAction and make the type legalizer use
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / LegalizeTypesGeneric.cpp
1 //===-------- LegalizeTypesGeneric.cpp - Generic type legalization --------===//
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 implements generic type expansion and splitting for LegalizeTypes.
11 // The routines here perform legalization when the details of the type (such as
12 // whether it is an integer or a float) do not matter.
13 // Expansion is the act of changing a computation in an illegal type to be a
14 // computation in two identical registers of a smaller type.  The Lo/Hi part
15 // is required to be stored first in memory on little/big-endian machines.
16 // Splitting is the act of changing a computation in an illegal type to be a
17 // computation in two not necessarily identical registers of a smaller type.
18 // There are no requirements on how the type is represented in memory.
19 //
20 //===----------------------------------------------------------------------===//
21
22 #include "LegalizeTypes.h"
23 #include "llvm/Target/TargetData.h"
24 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
25 using namespace llvm;
26
27 //===----------------------------------------------------------------------===//
28 // Generic Result Expansion.
29 //===----------------------------------------------------------------------===//
30
31 // These routines assume that the Lo/Hi part is stored first in memory on
32 // little/big-endian machines, followed by the Hi/Lo part.  This means that
33 // they cannot be used as is on vectors, for which Lo is always stored first.
34
35 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_BITCAST(SDNode *N, SDValue &Lo, SDValue &Hi) {
36   EVT OutVT = N->getValueType(0);
37   EVT NOutVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OutVT);
38   SDValue InOp = N->getOperand(0);
39   EVT InVT = InOp.getValueType();
40   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
41
42   // Handle some special cases efficiently.
43   switch (getTypeAction(InVT)) {
44     default:
45       assert(false && "Unknown type action!");
46     case TargetLowering::TypeLegal:
47     case TargetLowering::TypePromoteInteger:
48       break;
49     case TargetLowering::TypeSoftenFloat:
50       // Convert the integer operand instead.
51       SplitInteger(GetSoftenedFloat(InOp), Lo, Hi);
52       Lo = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Lo);
53       Hi = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Hi);
54       return;
55     case TargetLowering::TypeExpandInteger:
56     case TargetLowering::TypeExpandFloat:
57       // Convert the expanded pieces of the input.
58       GetExpandedOp(InOp, Lo, Hi);
59       Lo = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Lo);
60       Hi = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Hi);
61       return;
62     case TargetLowering::TypeSplitVector:
63       GetSplitVector(InOp, Lo, Hi);
64       if (TLI.isBigEndian())
65         std::swap(Lo, Hi);
66       Lo = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Lo);
67       Hi = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Hi);
68       return;
69     case TargetLowering::TypeScalarizeVector:
70       // Convert the element instead.
71       SplitInteger(BitConvertToInteger(GetScalarizedVector(InOp)), Lo, Hi);
72       Lo = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Lo);
73       Hi = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Hi);
74       return;
75     case TargetLowering::TypeWidenVector: {
76       assert(!(InVT.getVectorNumElements() & 1) && "Unsupported BITCAST");
77       InOp = GetWidenedVector(InOp);
78       EVT InNVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), InVT.getVectorElementType(),
79                                    InVT.getVectorNumElements()/2);
80       Lo = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_SUBVECTOR, dl, InNVT, InOp,
81                        DAG.getIntPtrConstant(0));
82       Hi = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_SUBVECTOR, dl, InNVT, InOp,
83                        DAG.getIntPtrConstant(InNVT.getVectorNumElements()));
84       if (TLI.isBigEndian())
85         std::swap(Lo, Hi);
86       Lo = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Lo);
87       Hi = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NOutVT, Hi);
88       return;
89     }
90   }
91
92   if (InVT.isVector() && OutVT.isInteger()) {
93     // Handle cases like i64 = BITCAST v1i64 on x86, where the operand
94     // is legal but the result is not.
95     EVT NVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), NOutVT, 2);
96
97     if (isTypeLegal(NVT)) {
98       SDValue CastInOp = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, NVT, InOp);
99       Lo = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, NOutVT, CastInOp,
100                        DAG.getIntPtrConstant(0));
101       Hi = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, NOutVT, CastInOp,
102                        DAG.getIntPtrConstant(1));
103
104       if (TLI.isBigEndian())
105         std::swap(Lo, Hi);
106
107       return;
108     }
109   }
110
111   // Lower the bit-convert to a store/load from the stack.
112   assert(NOutVT.isByteSized() && "Expanded type not byte sized!");
113
114   // Create the stack frame object.  Make sure it is aligned for both
115   // the source and expanded destination types.
116   unsigned Alignment =
117     TLI.getTargetData()->getPrefTypeAlignment(NOutVT.
118                                               getTypeForEVT(*DAG.getContext()));
119   SDValue StackPtr = DAG.CreateStackTemporary(InVT, Alignment);
120   int SPFI = cast<FrameIndexSDNode>(StackPtr.getNode())->getIndex();
121   MachinePointerInfo PtrInfo = MachinePointerInfo::getFixedStack(SPFI);
122
123   // Emit a store to the stack slot.
124   SDValue Store = DAG.getStore(DAG.getEntryNode(), dl, InOp, StackPtr, PtrInfo,
125                                false, false, 0);
126
127   // Load the first half from the stack slot.
128   Lo = DAG.getLoad(NOutVT, dl, Store, StackPtr, PtrInfo, false, false, 0);
129
130   // Increment the pointer to the other half.
131   unsigned IncrementSize = NOutVT.getSizeInBits() / 8;
132   StackPtr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, StackPtr.getValueType(), StackPtr,
133                          DAG.getIntPtrConstant(IncrementSize));
134
135   // Load the second half from the stack slot.
136   Hi = DAG.getLoad(NOutVT, dl, Store, StackPtr,
137                    PtrInfo.getWithOffset(IncrementSize), false,
138                    false, MinAlign(Alignment, IncrementSize));
139
140   // Handle endianness of the load.
141   if (TLI.isBigEndian())
142     std::swap(Lo, Hi);
143 }
144
145 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_BUILD_PAIR(SDNode *N, SDValue &Lo,
146                                             SDValue &Hi) {
147   // Return the operands.
148   Lo = N->getOperand(0);
149   Hi = N->getOperand(1);
150 }
151
152 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_EXTRACT_ELEMENT(SDNode *N, SDValue &Lo,
153                                                  SDValue &Hi) {
154   GetExpandedOp(N->getOperand(0), Lo, Hi);
155   SDValue Part = cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))->getZExtValue() ?
156                    Hi : Lo;
157
158   assert(Part.getValueType() == N->getValueType(0) &&
159          "Type twice as big as expanded type not itself expanded!");
160
161   GetPairElements(Part, Lo, Hi);
162 }
163
164 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_EXTRACT_VECTOR_ELT(SDNode *N, SDValue &Lo,
165                                                     SDValue &Hi) {
166   SDValue OldVec = N->getOperand(0);
167   unsigned OldElts = OldVec.getValueType().getVectorNumElements();
168   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
169
170   // Convert to a vector of the expanded element type, for example
171   // <3 x i64> -> <6 x i32>.
172   EVT OldVT = N->getValueType(0);
173   EVT NewVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OldVT);
174
175   SDValue NewVec = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl,
176                                EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(),
177                                                 NewVT, 2*OldElts),
178                                OldVec);
179
180   // Extract the elements at 2 * Idx and 2 * Idx + 1 from the new vector.
181   SDValue Idx = N->getOperand(1);
182
183   // Make sure the type of Idx is big enough to hold the new values.
184   if (Idx.getValueType().bitsLT(TLI.getPointerTy()))
185     Idx = DAG.getNode(ISD::ZERO_EXTEND, dl, TLI.getPointerTy(), Idx);
186
187   Idx = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, Idx.getValueType(), Idx, Idx);
188   Lo = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, NewVT, NewVec, Idx);
189
190   Idx = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, Idx.getValueType(), Idx,
191                     DAG.getConstant(1, Idx.getValueType()));
192   Hi = DAG.getNode(ISD::EXTRACT_VECTOR_ELT, dl, NewVT, NewVec, Idx);
193
194   if (TLI.isBigEndian())
195     std::swap(Lo, Hi);
196 }
197
198 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_NormalLoad(SDNode *N, SDValue &Lo,
199                                             SDValue &Hi) {
200   assert(ISD::isNormalLoad(N) && "This routine only for normal loads!");
201   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
202
203   LoadSDNode *LD = cast<LoadSDNode>(N);
204   EVT NVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), LD->getValueType(0));
205   SDValue Chain = LD->getChain();
206   SDValue Ptr = LD->getBasePtr();
207   unsigned Alignment = LD->getAlignment();
208   bool isVolatile = LD->isVolatile();
209   bool isNonTemporal = LD->isNonTemporal();
210
211   assert(NVT.isByteSized() && "Expanded type not byte sized!");
212
213   Lo = DAG.getLoad(NVT, dl, Chain, Ptr, LD->getPointerInfo(),
214                    isVolatile, isNonTemporal, Alignment);
215
216   // Increment the pointer to the other half.
217   unsigned IncrementSize = NVT.getSizeInBits() / 8;
218   Ptr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, Ptr.getValueType(), Ptr,
219                     DAG.getIntPtrConstant(IncrementSize));
220   Hi = DAG.getLoad(NVT, dl, Chain, Ptr,
221                    LD->getPointerInfo().getWithOffset(IncrementSize),
222                    isVolatile, isNonTemporal,
223                    MinAlign(Alignment, IncrementSize));
224
225   // Build a factor node to remember that this load is independent of the
226   // other one.
227   Chain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Lo.getValue(1),
228                       Hi.getValue(1));
229
230   // Handle endianness of the load.
231   if (TLI.isBigEndian())
232     std::swap(Lo, Hi);
233
234   // Modified the chain - switch anything that used the old chain to use
235   // the new one.
236   ReplaceValueWith(SDValue(N, 1), Chain);
237 }
238
239 void DAGTypeLegalizer::ExpandRes_VAARG(SDNode *N, SDValue &Lo, SDValue &Hi) {
240   EVT OVT = N->getValueType(0);
241   EVT NVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OVT);
242   SDValue Chain = N->getOperand(0);
243   SDValue Ptr = N->getOperand(1);
244   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
245   const unsigned Align = N->getConstantOperandVal(3);
246
247   Lo = DAG.getVAArg(NVT, dl, Chain, Ptr, N->getOperand(2), Align);
248   Hi = DAG.getVAArg(NVT, dl, Lo.getValue(1), Ptr, N->getOperand(2), 0);
249
250   // Handle endianness of the load.
251   if (TLI.isBigEndian())
252     std::swap(Lo, Hi);
253
254   // Modified the chain - switch anything that used the old chain to use
255   // the new one.
256   ReplaceValueWith(SDValue(N, 1), Hi.getValue(1));
257 }
258
259
260 //===--------------------------------------------------------------------===//
261 // Generic Operand Expansion.
262 //===--------------------------------------------------------------------===//
263
264 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_BITCAST(SDNode *N) {
265   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
266   if (N->getValueType(0).isVector()) {
267     // An illegal expanding type is being converted to a legal vector type.
268     // Make a two element vector out of the expanded parts and convert that
269     // instead, but only if the new vector type is legal (otherwise there
270     // is no point, and it might create expansion loops).  For example, on
271     // x86 this turns v1i64 = BITCAST i64 into v1i64 = BITCAST v2i32.
272     EVT OVT = N->getOperand(0).getValueType();
273     EVT NVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(),
274                                TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OVT),
275                                2);
276
277     if (isTypeLegal(NVT)) {
278       SDValue Parts[2];
279       GetExpandedOp(N->getOperand(0), Parts[0], Parts[1]);
280
281       if (TLI.isBigEndian())
282         std::swap(Parts[0], Parts[1]);
283
284       SDValue Vec = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, NVT, Parts, 2);
285       return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, N->getValueType(0), Vec);
286     }
287   }
288
289   // Otherwise, store to a temporary and load out again as the new type.
290   return CreateStackStoreLoad(N->getOperand(0), N->getValueType(0));
291 }
292
293 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_BUILD_VECTOR(SDNode *N) {
294   // The vector type is legal but the element type needs expansion.
295   EVT VecVT = N->getValueType(0);
296   unsigned NumElts = VecVT.getVectorNumElements();
297   EVT OldVT = N->getOperand(0).getValueType();
298   EVT NewVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OldVT);
299   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
300
301   assert(OldVT == VecVT.getVectorElementType() &&
302          "BUILD_VECTOR operand type doesn't match vector element type!");
303
304   // Build a vector of twice the length out of the expanded elements.
305   // For example <3 x i64> -> <6 x i32>.
306   std::vector<SDValue> NewElts;
307   NewElts.reserve(NumElts*2);
308
309   for (unsigned i = 0; i < NumElts; ++i) {
310     SDValue Lo, Hi;
311     GetExpandedOp(N->getOperand(i), Lo, Hi);
312     if (TLI.isBigEndian())
313       std::swap(Lo, Hi);
314     NewElts.push_back(Lo);
315     NewElts.push_back(Hi);
316   }
317
318   SDValue NewVec = DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl,
319                                EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(),
320                                                 NewVT, NewElts.size()),
321                                &NewElts[0], NewElts.size());
322
323   // Convert the new vector to the old vector type.
324   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, VecVT, NewVec);
325 }
326
327 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_EXTRACT_ELEMENT(SDNode *N) {
328   SDValue Lo, Hi;
329   GetExpandedOp(N->getOperand(0), Lo, Hi);
330   return cast<ConstantSDNode>(N->getOperand(1))->getZExtValue() ? Hi : Lo;
331 }
332
333 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_INSERT_VECTOR_ELT(SDNode *N) {
334   // The vector type is legal but the element type needs expansion.
335   EVT VecVT = N->getValueType(0);
336   unsigned NumElts = VecVT.getVectorNumElements();
337   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
338
339   SDValue Val = N->getOperand(1);
340   EVT OldEVT = Val.getValueType();
341   EVT NewEVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(), OldEVT);
342
343   assert(OldEVT == VecVT.getVectorElementType() &&
344          "Inserted element type doesn't match vector element type!");
345
346   // Bitconvert to a vector of twice the length with elements of the expanded
347   // type, insert the expanded vector elements, and then convert back.
348   EVT NewVecVT = EVT::getVectorVT(*DAG.getContext(), NewEVT, NumElts*2);
349   SDValue NewVec = DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl,
350                                NewVecVT, N->getOperand(0));
351
352   SDValue Lo, Hi;
353   GetExpandedOp(Val, Lo, Hi);
354   if (TLI.isBigEndian())
355     std::swap(Lo, Hi);
356
357   SDValue Idx = N->getOperand(2);
358   Idx = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, Idx.getValueType(), Idx, Idx);
359   NewVec = DAG.getNode(ISD::INSERT_VECTOR_ELT, dl, NewVecVT, NewVec, Lo, Idx);
360   Idx = DAG.getNode(ISD::ADD, dl,
361                     Idx.getValueType(), Idx, DAG.getIntPtrConstant(1));
362   NewVec =  DAG.getNode(ISD::INSERT_VECTOR_ELT, dl, NewVecVT, NewVec, Hi, Idx);
363
364   // Convert the new vector to the old vector type.
365   return DAG.getNode(ISD::BITCAST, dl, VecVT, NewVec);
366 }
367
368 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_SCALAR_TO_VECTOR(SDNode *N) {
369   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
370   EVT VT = N->getValueType(0);
371   assert(VT.getVectorElementType() == N->getOperand(0).getValueType() &&
372          "SCALAR_TO_VECTOR operand type doesn't match vector element type!");
373   unsigned NumElts = VT.getVectorNumElements();
374   SmallVector<SDValue, 16> Ops(NumElts);
375   Ops[0] = N->getOperand(0);
376   SDValue UndefVal = DAG.getUNDEF(Ops[0].getValueType());
377   for (unsigned i = 1; i < NumElts; ++i)
378     Ops[i] = UndefVal;
379   return DAG.getNode(ISD::BUILD_VECTOR, dl, VT, &Ops[0], NumElts);
380 }
381
382 SDValue DAGTypeLegalizer::ExpandOp_NormalStore(SDNode *N, unsigned OpNo) {
383   assert(ISD::isNormalStore(N) && "This routine only for normal stores!");
384   assert(OpNo == 1 && "Can only expand the stored value so far");
385   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
386
387   StoreSDNode *St = cast<StoreSDNode>(N);
388   EVT NVT = TLI.getTypeToTransformTo(*DAG.getContext(),
389                                      St->getValue().getValueType());
390   SDValue Chain = St->getChain();
391   SDValue Ptr = St->getBasePtr();
392   unsigned Alignment = St->getAlignment();
393   bool isVolatile = St->isVolatile();
394   bool isNonTemporal = St->isNonTemporal();
395
396   assert(NVT.isByteSized() && "Expanded type not byte sized!");
397   unsigned IncrementSize = NVT.getSizeInBits() / 8;
398
399   SDValue Lo, Hi;
400   GetExpandedOp(St->getValue(), Lo, Hi);
401
402   if (TLI.isBigEndian())
403     std::swap(Lo, Hi);
404
405   Lo = DAG.getStore(Chain, dl, Lo, Ptr, St->getPointerInfo(),
406                     isVolatile, isNonTemporal, Alignment);
407
408   Ptr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, Ptr.getValueType(), Ptr,
409                     DAG.getIntPtrConstant(IncrementSize));
410   assert(isTypeLegal(Ptr.getValueType()) && "Pointers must be legal!");
411   Hi = DAG.getStore(Chain, dl, Hi, Ptr,
412                     St->getPointerInfo().getWithOffset(IncrementSize),
413                     isVolatile, isNonTemporal,
414                     MinAlign(Alignment, IncrementSize));
415
416   return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, dl, MVT::Other, Lo, Hi);
417 }
418
419
420 //===--------------------------------------------------------------------===//
421 // Generic Result Splitting.
422 //===--------------------------------------------------------------------===//
423
424 // Be careful to make no assumptions about which of Lo/Hi is stored first in
425 // memory (for vectors it is always Lo first followed by Hi in the following
426 // bytes; for integers and floats it is Lo first if and only if the machine is
427 // little-endian).
428
429 void DAGTypeLegalizer::SplitRes_MERGE_VALUES(SDNode *N,
430                                              SDValue &Lo, SDValue &Hi) {
431   // A MERGE_VALUES node can produce any number of values.  We know that the
432   // first illegal one needs to be expanded into Lo/Hi.
433   unsigned i;
434
435   // The string of legal results gets turned into input operands, which have
436   // the same type.
437   for (i = 0; isTypeLegal(N->getValueType(i)); ++i)
438     ReplaceValueWith(SDValue(N, i), SDValue(N->getOperand(i)));
439
440   // The first illegal result must be the one that needs to be expanded.
441   GetSplitOp(N->getOperand(i), Lo, Hi);
442
443   // Legalize the rest of the results into the input operands whether they are
444   // legal or not.
445   unsigned e = N->getNumValues();
446   for (++i; i != e; ++i)
447     ReplaceValueWith(SDValue(N, i), SDValue(N->getOperand(i)));
448 }
449
450 void DAGTypeLegalizer::SplitRes_SELECT(SDNode *N, SDValue &Lo,
451                                        SDValue &Hi) {
452   SDValue LL, LH, RL, RH;
453   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
454   GetSplitOp(N->getOperand(1), LL, LH);
455   GetSplitOp(N->getOperand(2), RL, RH);
456
457   SDValue Cond = N->getOperand(0);
458   Lo = DAG.getNode(ISD::SELECT, dl, LL.getValueType(), Cond, LL, RL);
459   Hi = DAG.getNode(ISD::SELECT, dl, LH.getValueType(), Cond, LH, RH);
460 }
461
462 void DAGTypeLegalizer::SplitRes_SELECT_CC(SDNode *N, SDValue &Lo,
463                                           SDValue &Hi) {
464   SDValue LL, LH, RL, RH;
465   DebugLoc dl = N->getDebugLoc();
466   GetSplitOp(N->getOperand(2), LL, LH);
467   GetSplitOp(N->getOperand(3), RL, RH);
468
469   Lo = DAG.getNode(ISD::SELECT_CC, dl, LL.getValueType(), N->getOperand(0),
470                    N->getOperand(1), LL, RL, N->getOperand(4));
471   Hi = DAG.getNode(ISD::SELECT_CC, dl, LH.getValueType(), N->getOperand(0),
472                    N->getOperand(1), LH, RH, N->getOperand(4));
473 }
474
475 void DAGTypeLegalizer::SplitRes_UNDEF(SDNode *N, SDValue &Lo, SDValue &Hi) {
476   EVT LoVT, HiVT;
477   GetSplitDestVTs(N->getValueType(0), LoVT, HiVT);
478   Lo = DAG.getUNDEF(LoVT);
479   Hi = DAG.getUNDEF(HiVT);
480 }