700675453fe7ce0dee876838b3406993ad8139d8
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / SelectionDAGBuilder.h
1 //===-- SelectionDAGBuilder.h - Selection-DAG building --------*- C++ -*---===//
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 from LLVM IR into SelectionDAG IR.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_LIB_CODEGEN_SELECTIONDAG_SELECTIONDAGBUILDER_H
15 #define LLVM_LIB_CODEGEN_SELECTIONDAG_SELECTIONDAGBUILDER_H
16
17 #include "StatepointLowering.h"
18 #include "llvm/ADT/APInt.h"
19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
20 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
21 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
23 #include "llvm/IR/CallSite.h"
24 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
25 #include "llvm/IR/Constants.h"
26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
27 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
28 #include <vector>
29
30 namespace llvm {
31
32 class AddrSpaceCastInst;
33 class AliasAnalysis;
34 class AllocaInst;
35 class BasicBlock;
36 class BitCastInst;
37 class BranchInst;
38 class CallInst;
39 class DbgValueInst;
40 class ExtractElementInst;
41 class ExtractValueInst;
42 class FCmpInst;
43 class FPExtInst;
44 class FPToSIInst;
45 class FPToUIInst;
46 class FPTruncInst;
47 class Function;
48 class FunctionLoweringInfo;
49 class GetElementPtrInst;
50 class GCFunctionInfo;
51 class ICmpInst;
52 class IntToPtrInst;
53 class IndirectBrInst;
54 class InvokeInst;
55 class InsertElementInst;
56 class InsertValueInst;
57 class Instruction;
58 class LoadInst;
59 class MachineBasicBlock;
60 class MachineInstr;
61 class MachineRegisterInfo;
62 class MDNode;
63 class MVT;
64 class PHINode;
65 class PtrToIntInst;
66 class ReturnInst;
67 class SDDbgValue;
68 class SExtInst;
69 class SelectInst;
70 class ShuffleVectorInst;
71 class SIToFPInst;
72 class StoreInst;
73 class SwitchInst;
74 class DataLayout;
75 class TargetLibraryInfo;
76 class TargetLowering;
77 class TruncInst;
78 class UIToFPInst;
79 class UnreachableInst;
80 class VAArgInst;
81 class ZExtInst;
82
83 //===----------------------------------------------------------------------===//
84 /// SelectionDAGBuilder - This is the common target-independent lowering
85 /// implementation that is parameterized by a TargetLowering object.
86 ///
87 class SelectionDAGBuilder {
88   /// CurInst - The current instruction being visited
89   const Instruction *CurInst;
90
91   DenseMap<const Value*, SDValue> NodeMap;
92
93   /// UnusedArgNodeMap - Maps argument value for unused arguments. This is used
94   /// to preserve debug information for incoming arguments.
95   DenseMap<const Value*, SDValue> UnusedArgNodeMap;
96
97   /// DanglingDebugInfo - Helper type for DanglingDebugInfoMap.
98   class DanglingDebugInfo {
99     const DbgValueInst* DI;
100     DebugLoc dl;
101     unsigned SDNodeOrder;
102   public:
103     DanglingDebugInfo() : DI(nullptr), dl(DebugLoc()), SDNodeOrder(0) { }
104     DanglingDebugInfo(const DbgValueInst *di, DebugLoc DL, unsigned SDNO) :
105       DI(di), dl(DL), SDNodeOrder(SDNO) { }
106     const DbgValueInst* getDI() { return DI; }
107     DebugLoc getdl() { return dl; }
108     unsigned getSDNodeOrder() { return SDNodeOrder; }
109   };
110
111   /// DanglingDebugInfoMap - Keeps track of dbg_values for which we have not
112   /// yet seen the referent.  We defer handling these until we do see it.
113   DenseMap<const Value*, DanglingDebugInfo> DanglingDebugInfoMap;
114
115 public:
116   /// PendingLoads - Loads are not emitted to the program immediately.  We bunch
117   /// them up and then emit token factor nodes when possible.  This allows us to
118   /// get simple disambiguation between loads without worrying about alias
119   /// analysis.
120   SmallVector<SDValue, 8> PendingLoads;
121
122   /// State used while lowering a statepoint sequence (gc_statepoint,
123   /// gc_relocate, and gc_result).  See StatepointLowering.hpp/cpp for details.
124   StatepointLoweringState StatepointLowering;
125 private:
126
127   /// PendingExports - CopyToReg nodes that copy values to virtual registers
128   /// for export to other blocks need to be emitted before any terminator
129   /// instruction, but they have no other ordering requirements. We bunch them
130   /// up and the emit a single tokenfactor for them just before terminator
131   /// instructions.
132   SmallVector<SDValue, 8> PendingExports;
133
134   /// SDNodeOrder - A unique monotonically increasing number used to order the
135   /// SDNodes we create.
136   unsigned SDNodeOrder;
137
138   enum CaseClusterKind {
139     /// A cluster of adjacent case labels with the same destination, or just one
140     /// case.
141     CC_Range,
142     /// A cluster of cases suitable for jump table lowering.
143     CC_JumpTable,
144     /// A cluster of cases suitable for bit test lowering.
145     CC_BitTests
146   };
147
148   /// A cluster of case labels.
149   struct CaseCluster {
150     CaseClusterKind Kind;
151     const ConstantInt *Low, *High;
152     union {
153       MachineBasicBlock *MBB;
154       unsigned JTCasesIndex;
155       unsigned BTCasesIndex;
156     };
157     uint32_t Weight;
158
159     static CaseCluster range(const ConstantInt *Low, const ConstantInt *High,
160                              MachineBasicBlock *MBB, uint32_t Weight) {
161       CaseCluster C;
162       C.Kind = CC_Range;
163       C.Low = Low;
164       C.High = High;
165       C.MBB = MBB;
166       C.Weight = Weight;
167       return C;
168     }
169
170     static CaseCluster jumpTable(const ConstantInt *Low,
171                                  const ConstantInt *High, unsigned JTCasesIndex,
172                                  uint32_t Weight) {
173       CaseCluster C;
174       C.Kind = CC_JumpTable;
175       C.Low = Low;
176       C.High = High;
177       C.JTCasesIndex = JTCasesIndex;
178       C.Weight = Weight;
179       return C;
180     }
181
182     static CaseCluster bitTests(const ConstantInt *Low, const ConstantInt *High,
183                                 unsigned BTCasesIndex, uint32_t Weight) {
184       CaseCluster C;
185       C.Kind = CC_BitTests;
186       C.Low = Low;
187       C.High = High;
188       C.BTCasesIndex = BTCasesIndex;
189       C.Weight = Weight;
190       return C;
191     }
192   };
193
194   typedef std::vector<CaseCluster> CaseClusterVector;
195   typedef CaseClusterVector::iterator CaseClusterIt;
196
197   struct CaseBits {
198     uint64_t Mask;
199     MachineBasicBlock* BB;
200     unsigned Bits;
201     uint32_t ExtraWeight;
202
203     CaseBits(uint64_t mask, MachineBasicBlock* bb, unsigned bits,
204              uint32_t Weight):
205       Mask(mask), BB(bb), Bits(bits), ExtraWeight(Weight) { }
206
207     CaseBits() : Mask(0), BB(nullptr), Bits(0), ExtraWeight(0) {}
208   };
209
210   typedef std::vector<CaseBits> CaseBitsVector;
211
212   /// Sort Clusters and merge adjacent cases.
213   void sortAndRangeify(CaseClusterVector &Clusters);
214
215   /// CaseBlock - This structure is used to communicate between
216   /// SelectionDAGBuilder and SDISel for the code generation of additional basic
217   /// blocks needed by multi-case switch statements.
218   struct CaseBlock {
219     CaseBlock(ISD::CondCode cc, const Value *cmplhs, const Value *cmprhs,
220               const Value *cmpmiddle,
221               MachineBasicBlock *truebb, MachineBasicBlock *falsebb,
222               MachineBasicBlock *me,
223               uint32_t trueweight = 0, uint32_t falseweight = 0)
224       : CC(cc), CmpLHS(cmplhs), CmpMHS(cmpmiddle), CmpRHS(cmprhs),
225         TrueBB(truebb), FalseBB(falsebb), ThisBB(me),
226         TrueWeight(trueweight), FalseWeight(falseweight) { }
227
228     // CC - the condition code to use for the case block's setcc node
229     ISD::CondCode CC;
230
231     // CmpLHS/CmpRHS/CmpMHS - The LHS/MHS/RHS of the comparison to emit.
232     // Emit by default LHS op RHS. MHS is used for range comparisons:
233     // If MHS is not null: (LHS <= MHS) and (MHS <= RHS).
234     const Value *CmpLHS, *CmpMHS, *CmpRHS;
235
236     // TrueBB/FalseBB - the block to branch to if the setcc is true/false.
237     MachineBasicBlock *TrueBB, *FalseBB;
238
239     // ThisBB - the block into which to emit the code for the setcc and branches
240     MachineBasicBlock *ThisBB;
241
242     // TrueWeight/FalseWeight - branch weights.
243     uint32_t TrueWeight, FalseWeight;
244   };
245
246   struct JumpTable {
247     JumpTable(unsigned R, unsigned J, MachineBasicBlock *M,
248               MachineBasicBlock *D): Reg(R), JTI(J), MBB(M), Default(D) {}
249
250     /// Reg - the virtual register containing the index of the jump table entry
251     //. to jump to.
252     unsigned Reg;
253     /// JTI - the JumpTableIndex for this jump table in the function.
254     unsigned JTI;
255     /// MBB - the MBB into which to emit the code for the indirect jump.
256     MachineBasicBlock *MBB;
257     /// Default - the MBB of the default bb, which is a successor of the range
258     /// check MBB.  This is when updating PHI nodes in successors.
259     MachineBasicBlock *Default;
260   };
261   struct JumpTableHeader {
262     JumpTableHeader(APInt F, APInt L, const Value *SV, MachineBasicBlock *H,
263                     bool E = false):
264       First(F), Last(L), SValue(SV), HeaderBB(H), Emitted(E) {}
265     APInt First;
266     APInt Last;
267     const Value *SValue;
268     MachineBasicBlock *HeaderBB;
269     bool Emitted;
270   };
271   typedef std::pair<JumpTableHeader, JumpTable> JumpTableBlock;
272
273   struct BitTestCase {
274     BitTestCase(uint64_t M, MachineBasicBlock* T, MachineBasicBlock* Tr,
275                 uint32_t Weight):
276       Mask(M), ThisBB(T), TargetBB(Tr), ExtraWeight(Weight) { }
277     uint64_t Mask;
278     MachineBasicBlock *ThisBB;
279     MachineBasicBlock *TargetBB;
280     uint32_t ExtraWeight;
281   };
282
283   typedef SmallVector<BitTestCase, 3> BitTestInfo;
284
285   struct BitTestBlock {
286     BitTestBlock(APInt F, APInt R, const Value* SV,
287                  unsigned Rg, MVT RgVT, bool E,
288                  MachineBasicBlock* P, MachineBasicBlock* D,
289                  BitTestInfo C):
290       First(F), Range(R), SValue(SV), Reg(Rg), RegVT(RgVT), Emitted(E),
291       Parent(P), Default(D), Cases(std::move(C)) { }
292     APInt First;
293     APInt Range;
294     const Value *SValue;
295     unsigned Reg;
296     MVT RegVT;
297     bool Emitted;
298     MachineBasicBlock *Parent;
299     MachineBasicBlock *Default;
300     BitTestInfo Cases;
301   };
302
303   /// Minimum jump table density, in percent.
304   enum { MinJumpTableDensity = 40 };
305
306   /// Check whether a range of clusters is dense enough for a jump table.
307   bool isDense(const CaseClusterVector &Clusters, unsigned *TotalCases,
308                unsigned First, unsigned Last);
309
310   /// Build a jump table cluster from Clusters[First..Last]. Returns false if it
311   /// decides it's not a good idea.
312   bool buildJumpTable(CaseClusterVector &Clusters, unsigned First,
313                       unsigned Last, const SwitchInst *SI,
314                       MachineBasicBlock *DefaultMBB, CaseCluster &JTCluster);
315
316   /// Find clusters of cases suitable for jump table lowering.
317   void findJumpTables(CaseClusterVector &Clusters, const SwitchInst *SI,
318                       MachineBasicBlock *DefaultMBB);
319
320   /// Check whether the range [Low,High] fits in a machine word.
321   bool rangeFitsInWord(const APInt &Low, const APInt &High);
322
323   /// Check whether these clusters are suitable for lowering with bit tests based
324   /// on the number of destinations, comparison metric, and range.
325   bool isSuitableForBitTests(unsigned NumDests, unsigned NumCmps,
326                              const APInt &Low, const APInt &High);
327
328   /// Build a bit test cluster from Clusters[First..Last]. Returns false if it
329   /// decides it's not a good idea.
330   bool buildBitTests(CaseClusterVector &Clusters, unsigned First, unsigned Last,
331                      const SwitchInst *SI, CaseCluster &BTCluster);
332
333   /// Find clusters of cases suitable for bit test lowering.
334   void findBitTestClusters(CaseClusterVector &Clusters, const SwitchInst *SI);
335
336   struct SwitchWorkListItem {
337     MachineBasicBlock *MBB;
338     CaseClusterIt FirstCluster;
339     CaseClusterIt LastCluster;
340     const ConstantInt *GE;
341     const ConstantInt *LT;
342   };
343   typedef SmallVector<SwitchWorkListItem, 4> SwitchWorkList;
344
345   /// Determine the rank by weight of CC in [First,Last]. If CC has more weight
346   /// than each cluster in the range, its rank is 0.
347   static unsigned caseClusterRank(const CaseCluster &CC, CaseClusterIt First,
348                                   CaseClusterIt Last);
349
350   /// Emit comparison and split W into two subtrees.
351   void splitWorkItem(SwitchWorkList &WorkList, const SwitchWorkListItem &W,
352                      Value *Cond, MachineBasicBlock *SwitchMBB);
353
354   /// Lower W.
355   void lowerWorkItem(SwitchWorkListItem W, Value *Cond,
356                      MachineBasicBlock *SwitchMBB,
357                      MachineBasicBlock *DefaultMBB);
358
359
360   /// A class which encapsulates all of the information needed to generate a
361   /// stack protector check and signals to isel via its state being initialized
362   /// that a stack protector needs to be generated.
363   ///
364   /// *NOTE* The following is a high level documentation of SelectionDAG Stack
365   /// Protector Generation. The reason that it is placed here is for a lack of
366   /// other good places to stick it.
367   ///
368   /// High Level Overview of SelectionDAG Stack Protector Generation:
369   ///
370   /// Previously, generation of stack protectors was done exclusively in the
371   /// pre-SelectionDAG Codegen LLVM IR Pass "Stack Protector". This necessitated
372   /// splitting basic blocks at the IR level to create the success/failure basic
373   /// blocks in the tail of the basic block in question. As a result of this,
374   /// calls that would have qualified for the sibling call optimization were no
375   /// longer eligible for optimization since said calls were no longer right in
376   /// the "tail position" (i.e. the immediate predecessor of a ReturnInst
377   /// instruction).
378   ///
379   /// Then it was noticed that since the sibling call optimization causes the
380   /// callee to reuse the caller's stack, if we could delay the generation of
381   /// the stack protector check until later in CodeGen after the sibling call
382   /// decision was made, we get both the tail call optimization and the stack
383   /// protector check!
384   ///
385   /// A few goals in solving this problem were:
386   ///
387   ///   1. Preserve the architecture independence of stack protector generation.
388   ///
389   ///   2. Preserve the normal IR level stack protector check for platforms like
390   ///      OpenBSD for which we support platform-specific stack protector
391   ///      generation.
392   ///
393   /// The main problem that guided the present solution is that one can not
394   /// solve this problem in an architecture independent manner at the IR level
395   /// only. This is because:
396   ///
397   ///   1. The decision on whether or not to perform a sibling call on certain
398   ///      platforms (for instance i386) requires lower level information
399   ///      related to available registers that can not be known at the IR level.
400   ///
401   ///   2. Even if the previous point were not true, the decision on whether to
402   ///      perform a tail call is done in LowerCallTo in SelectionDAG which
403   ///      occurs after the Stack Protector Pass. As a result, one would need to
404   ///      put the relevant callinst into the stack protector check success
405   ///      basic block (where the return inst is placed) and then move it back
406   ///      later at SelectionDAG/MI time before the stack protector check if the
407   ///      tail call optimization failed. The MI level option was nixed
408   ///      immediately since it would require platform-specific pattern
409   ///      matching. The SelectionDAG level option was nixed because
410   ///      SelectionDAG only processes one IR level basic block at a time
411   ///      implying one could not create a DAG Combine to move the callinst.
412   ///
413   /// To get around this problem a few things were realized:
414   ///
415   ///   1. While one can not handle multiple IR level basic blocks at the
416   ///      SelectionDAG Level, one can generate multiple machine basic blocks
417   ///      for one IR level basic block. This is how we handle bit tests and
418   ///      switches.
419   ///
420   ///   2. At the MI level, tail calls are represented via a special return
421   ///      MIInst called "tcreturn". Thus if we know the basic block in which we
422   ///      wish to insert the stack protector check, we get the correct behavior
423   ///      by always inserting the stack protector check right before the return
424   ///      statement. This is a "magical transformation" since no matter where
425   ///      the stack protector check intrinsic is, we always insert the stack
426   ///      protector check code at the end of the BB.
427   ///
428   /// Given the aforementioned constraints, the following solution was devised:
429   ///
430   ///   1. On platforms that do not support SelectionDAG stack protector check
431   ///      generation, allow for the normal IR level stack protector check
432   ///      generation to continue.
433   ///
434   ///   2. On platforms that do support SelectionDAG stack protector check
435   ///      generation:
436   ///
437   ///     a. Use the IR level stack protector pass to decide if a stack
438   ///        protector is required/which BB we insert the stack protector check
439   ///        in by reusing the logic already therein. If we wish to generate a
440   ///        stack protector check in a basic block, we place a special IR
441   ///        intrinsic called llvm.stackprotectorcheck right before the BB's
442   ///        returninst or if there is a callinst that could potentially be
443   ///        sibling call optimized, before the call inst.
444   ///
445   ///     b. Then when a BB with said intrinsic is processed, we codegen the BB
446   ///        normally via SelectBasicBlock. In said process, when we visit the
447   ///        stack protector check, we do not actually emit anything into the
448   ///        BB. Instead, we just initialize the stack protector descriptor
449   ///        class (which involves stashing information/creating the success
450   ///        mbbb and the failure mbb if we have not created one for this
451   ///        function yet) and export the guard variable that we are going to
452   ///        compare.
453   ///
454   ///     c. After we finish selecting the basic block, in FinishBasicBlock if
455   ///        the StackProtectorDescriptor attached to the SelectionDAGBuilder is
456   ///        initialized, we first find a splice point in the parent basic block
457   ///        before the terminator and then splice the terminator of said basic
458   ///        block into the success basic block. Then we code-gen a new tail for
459   ///        the parent basic block consisting of the two loads, the comparison,
460   ///        and finally two branches to the success/failure basic blocks. We
461   ///        conclude by code-gening the failure basic block if we have not
462   ///        code-gened it already (all stack protector checks we generate in
463   ///        the same function, use the same failure basic block).
464   class StackProtectorDescriptor {
465   public:
466     StackProtectorDescriptor() : ParentMBB(nullptr), SuccessMBB(nullptr),
467                                  FailureMBB(nullptr), Guard(nullptr),
468                                  GuardReg(0) { }
469
470     /// Returns true if all fields of the stack protector descriptor are
471     /// initialized implying that we should/are ready to emit a stack protector.
472     bool shouldEmitStackProtector() const {
473       return ParentMBB && SuccessMBB && FailureMBB && Guard;
474     }
475
476     /// Initialize the stack protector descriptor structure for a new basic
477     /// block.
478     void initialize(const BasicBlock *BB,
479                     MachineBasicBlock *MBB,
480                     const CallInst &StackProtCheckCall) {
481       // Make sure we are not initialized yet.
482       assert(!shouldEmitStackProtector() && "Stack Protector Descriptor is "
483              "already initialized!");
484       ParentMBB = MBB;
485       SuccessMBB = AddSuccessorMBB(BB, MBB, /* IsLikely */ true);
486       FailureMBB = AddSuccessorMBB(BB, MBB, /* IsLikely */ false, FailureMBB);
487       if (!Guard)
488         Guard = StackProtCheckCall.getArgOperand(0);
489     }
490
491     /// Reset state that changes when we handle different basic blocks.
492     ///
493     /// This currently includes:
494     ///
495     /// 1. The specific basic block we are generating a
496     /// stack protector for (ParentMBB).
497     ///
498     /// 2. The successor machine basic block that will contain the tail of
499     /// parent mbb after we create the stack protector check (SuccessMBB). This
500     /// BB is visited only on stack protector check success.
501     void resetPerBBState() {
502       ParentMBB = nullptr;
503       SuccessMBB = nullptr;
504     }
505
506     /// Reset state that only changes when we switch functions.
507     ///
508     /// This currently includes:
509     ///
510     /// 1. FailureMBB since we reuse the failure code path for all stack
511     /// protector checks created in an individual function.
512     ///
513     /// 2.The guard variable since the guard variable we are checking against is
514     /// always the same.
515     void resetPerFunctionState() {
516       FailureMBB = nullptr;
517       Guard = nullptr;
518     }
519
520     MachineBasicBlock *getParentMBB() { return ParentMBB; }
521     MachineBasicBlock *getSuccessMBB() { return SuccessMBB; }
522     MachineBasicBlock *getFailureMBB() { return FailureMBB; }
523     const Value *getGuard() { return Guard; }
524
525     unsigned getGuardReg() const { return GuardReg; }
526     void setGuardReg(unsigned R) { GuardReg = R; }
527
528   private:
529     /// The basic block for which we are generating the stack protector.
530     ///
531     /// As a result of stack protector generation, we will splice the
532     /// terminators of this basic block into the successor mbb SuccessMBB and
533     /// replace it with a compare/branch to the successor mbbs
534     /// SuccessMBB/FailureMBB depending on whether or not the stack protector
535     /// was violated.
536     MachineBasicBlock *ParentMBB;
537
538     /// A basic block visited on stack protector check success that contains the
539     /// terminators of ParentMBB.
540     MachineBasicBlock *SuccessMBB;
541
542     /// This basic block visited on stack protector check failure that will
543     /// contain a call to __stack_chk_fail().
544     MachineBasicBlock *FailureMBB;
545
546     /// The guard variable which we will compare against the stored value in the
547     /// stack protector stack slot.
548     const Value *Guard;
549
550     /// The virtual register holding the stack guard value.
551     unsigned GuardReg;
552
553     /// Add a successor machine basic block to ParentMBB. If the successor mbb
554     /// has not been created yet (i.e. if SuccMBB = 0), then the machine basic
555     /// block will be created. Assign a large weight if IsLikely is true.
556     MachineBasicBlock *AddSuccessorMBB(const BasicBlock *BB,
557                                        MachineBasicBlock *ParentMBB,
558                                        bool IsLikely,
559                                        MachineBasicBlock *SuccMBB = nullptr);
560   };
561
562 private:
563   const TargetMachine &TM;
564 public:
565   /// Lowest valid SDNodeOrder. The special case 0 is reserved for scheduling
566   /// nodes without a corresponding SDNode.
567   static const unsigned LowestSDNodeOrder = 1;
568
569   SelectionDAG &DAG;
570   const DataLayout *DL;
571   AliasAnalysis *AA;
572   const TargetLibraryInfo *LibInfo;
573
574   /// SwitchCases - Vector of CaseBlock structures used to communicate
575   /// SwitchInst code generation information.
576   std::vector<CaseBlock> SwitchCases;
577   /// JTCases - Vector of JumpTable structures used to communicate
578   /// SwitchInst code generation information.
579   std::vector<JumpTableBlock> JTCases;
580   /// BitTestCases - Vector of BitTestBlock structures used to communicate
581   /// SwitchInst code generation information.
582   std::vector<BitTestBlock> BitTestCases;
583   /// A StackProtectorDescriptor structure used to communicate stack protector
584   /// information in between SelectBasicBlock and FinishBasicBlock.
585   StackProtectorDescriptor SPDescriptor;
586
587   // Emit PHI-node-operand constants only once even if used by multiple
588   // PHI nodes.
589   DenseMap<const Constant *, unsigned> ConstantsOut;
590
591   /// FuncInfo - Information about the function as a whole.
592   ///
593   FunctionLoweringInfo &FuncInfo;
594
595   /// OptLevel - What optimization level we're generating code for.
596   ///
597   CodeGenOpt::Level OptLevel;
598
599   /// GFI - Garbage collection metadata for the function.
600   GCFunctionInfo *GFI;
601
602   /// LPadToCallSiteMap - Map a landing pad to the call site indexes.
603   DenseMap<MachineBasicBlock*, SmallVector<unsigned, 4> > LPadToCallSiteMap;
604
605   /// HasTailCall - This is set to true if a call in the current
606   /// block has been translated as a tail call. In this case,
607   /// no subsequent DAG nodes should be created.
608   ///
609   bool HasTailCall;
610
611   LLVMContext *Context;
612
613   SelectionDAGBuilder(SelectionDAG &dag, FunctionLoweringInfo &funcinfo,
614                       CodeGenOpt::Level ol)
615     : CurInst(nullptr), SDNodeOrder(LowestSDNodeOrder), TM(dag.getTarget()),
616       DAG(dag), FuncInfo(funcinfo), OptLevel(ol),
617       HasTailCall(false) {
618   }
619
620   void init(GCFunctionInfo *gfi, AliasAnalysis &aa,
621             const TargetLibraryInfo *li);
622
623   /// clear - Clear out the current SelectionDAG and the associated
624   /// state and prepare this SelectionDAGBuilder object to be used
625   /// for a new block. This doesn't clear out information about
626   /// additional blocks that are needed to complete switch lowering
627   /// or PHI node updating; that information is cleared out as it is
628   /// consumed.
629   void clear();
630
631   /// clearDanglingDebugInfo - Clear the dangling debug information
632   /// map. This function is separated from the clear so that debug
633   /// information that is dangling in a basic block can be properly
634   /// resolved in a different basic block. This allows the
635   /// SelectionDAG to resolve dangling debug information attached
636   /// to PHI nodes.
637   void clearDanglingDebugInfo();
638
639   /// getRoot - Return the current virtual root of the Selection DAG,
640   /// flushing any PendingLoad items. This must be done before emitting
641   /// a store or any other node that may need to be ordered after any
642   /// prior load instructions.
643   ///
644   SDValue getRoot();
645
646   /// getControlRoot - Similar to getRoot, but instead of flushing all the
647   /// PendingLoad items, flush all the PendingExports items. It is necessary
648   /// to do this before emitting a terminator instruction.
649   ///
650   SDValue getControlRoot();
651
652   SDLoc getCurSDLoc() const {
653     return SDLoc(CurInst, SDNodeOrder);
654   }
655
656   DebugLoc getCurDebugLoc() const {
657     return CurInst ? CurInst->getDebugLoc() : DebugLoc();
658   }
659
660   unsigned getSDNodeOrder() const { return SDNodeOrder; }
661
662   void CopyValueToVirtualRegister(const Value *V, unsigned Reg);
663
664   void visit(const Instruction &I);
665
666   void visit(unsigned Opcode, const User &I);
667
668   /// getCopyFromRegs - If there was virtual register allocated for the value V
669   /// emit CopyFromReg of the specified type Ty. Return empty SDValue() otherwise.
670   SDValue getCopyFromRegs(const Value *V, Type *Ty);
671
672   // resolveDanglingDebugInfo - if we saw an earlier dbg_value referring to V,
673   // generate the debug data structures now that we've seen its definition.
674   void resolveDanglingDebugInfo(const Value *V, SDValue Val);
675   SDValue getValue(const Value *V);
676   bool findValue(const Value *V) const;
677
678   SDValue getNonRegisterValue(const Value *V);
679   SDValue getValueImpl(const Value *V);
680
681   void setValue(const Value *V, SDValue NewN) {
682     SDValue &N = NodeMap[V];
683     assert(!N.getNode() && "Already set a value for this node!");
684     N = NewN;
685   }
686
687   void setUnusedArgValue(const Value *V, SDValue NewN) {
688     SDValue &N = UnusedArgNodeMap[V];
689     assert(!N.getNode() && "Already set a value for this node!");
690     N = NewN;
691   }
692
693   void FindMergedConditions(const Value *Cond, MachineBasicBlock *TBB,
694                             MachineBasicBlock *FBB, MachineBasicBlock *CurBB,
695                             MachineBasicBlock *SwitchBB, unsigned Opc,
696                             uint32_t TW, uint32_t FW);
697   void EmitBranchForMergedCondition(const Value *Cond, MachineBasicBlock *TBB,
698                                     MachineBasicBlock *FBB,
699                                     MachineBasicBlock *CurBB,
700                                     MachineBasicBlock *SwitchBB,
701                                     uint32_t TW, uint32_t FW);
702   bool ShouldEmitAsBranches(const std::vector<CaseBlock> &Cases);
703   bool isExportableFromCurrentBlock(const Value *V, const BasicBlock *FromBB);
704   void CopyToExportRegsIfNeeded(const Value *V);
705   void ExportFromCurrentBlock(const Value *V);
706   void LowerCallTo(ImmutableCallSite CS, SDValue Callee, bool IsTailCall,
707                    MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
708
709   std::pair<SDValue, SDValue> lowerCallOperands(
710           ImmutableCallSite CS,
711           unsigned ArgIdx,
712           unsigned NumArgs,
713           SDValue Callee,
714           Type *ReturnTy,
715           MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr,
716           bool IsPatchPoint = false);
717
718   /// UpdateSplitBlock - When an MBB was split during scheduling, update the
719   /// references that need to refer to the last resulting block.
720   void UpdateSplitBlock(MachineBasicBlock *First, MachineBasicBlock *Last);
721
722   // This function is responsible for the whole statepoint lowering process.
723   // It uniformly handles invoke and call statepoints.
724   void LowerStatepoint(ImmutableStatepoint Statepoint,
725                        MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
726 private:
727   std::pair<SDValue, SDValue> lowerInvokable(
728           TargetLowering::CallLoweringInfo &CLI,
729           MachineBasicBlock *LandingPad);
730
731   // Terminator instructions.
732   void visitRet(const ReturnInst &I);
733   void visitBr(const BranchInst &I);
734   void visitSwitch(const SwitchInst &I);
735   void visitIndirectBr(const IndirectBrInst &I);
736   void visitUnreachable(const UnreachableInst &I);
737
738   uint32_t getEdgeWeight(const MachineBasicBlock *Src,
739                          const MachineBasicBlock *Dst) const;
740   void addSuccessorWithWeight(MachineBasicBlock *Src, MachineBasicBlock *Dst,
741                               uint32_t Weight = 0);
742 public:
743   void visitSwitchCase(CaseBlock &CB,
744                        MachineBasicBlock *SwitchBB);
745   void visitSPDescriptorParent(StackProtectorDescriptor &SPD,
746                                MachineBasicBlock *ParentBB);
747   void visitSPDescriptorFailure(StackProtectorDescriptor &SPD);
748   void visitBitTestHeader(BitTestBlock &B, MachineBasicBlock *SwitchBB);
749   void visitBitTestCase(BitTestBlock &BB,
750                         MachineBasicBlock* NextMBB,
751                         uint32_t BranchWeightToNext,
752                         unsigned Reg,
753                         BitTestCase &B,
754                         MachineBasicBlock *SwitchBB);
755   void visitJumpTable(JumpTable &JT);
756   void visitJumpTableHeader(JumpTable &JT, JumpTableHeader &JTH,
757                             MachineBasicBlock *SwitchBB);
758
759 private:
760   // These all get lowered before this pass.
761   void visitInvoke(const InvokeInst &I);
762   void visitResume(const ResumeInst &I);
763
764   void visitBinary(const User &I, unsigned OpCode);
765   void visitShift(const User &I, unsigned Opcode);
766   void visitAdd(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::ADD); }
767   void visitFAdd(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FADD); }
768   void visitSub(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::SUB); }
769   void visitFSub(const User &I);
770   void visitMul(const User &I)  { visitBinary(I, ISD::MUL); }
771   void visitFMul(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FMUL); }
772   void visitURem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::UREM); }
773   void visitSRem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::SREM); }
774   void visitFRem(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FREM); }
775   void visitUDiv(const User &I) { visitBinary(I, ISD::UDIV); }
776   void visitSDiv(const User &I);
777   void visitFDiv(const User &I) { visitBinary(I, ISD::FDIV); }
778   void visitAnd (const User &I) { visitBinary(I, ISD::AND); }
779   void visitOr  (const User &I) { visitBinary(I, ISD::OR); }
780   void visitXor (const User &I) { visitBinary(I, ISD::XOR); }
781   void visitShl (const User &I) { visitShift(I, ISD::SHL); }
782   void visitLShr(const User &I) { visitShift(I, ISD::SRL); }
783   void visitAShr(const User &I) { visitShift(I, ISD::SRA); }
784   void visitICmp(const User &I);
785   void visitFCmp(const User &I);
786   // Visit the conversion instructions
787   void visitTrunc(const User &I);
788   void visitZExt(const User &I);
789   void visitSExt(const User &I);
790   void visitFPTrunc(const User &I);
791   void visitFPExt(const User &I);
792   void visitFPToUI(const User &I);
793   void visitFPToSI(const User &I);
794   void visitUIToFP(const User &I);
795   void visitSIToFP(const User &I);
796   void visitPtrToInt(const User &I);
797   void visitIntToPtr(const User &I);
798   void visitBitCast(const User &I);
799   void visitAddrSpaceCast(const User &I);
800
801   void visitExtractElement(const User &I);
802   void visitInsertElement(const User &I);
803   void visitShuffleVector(const User &I);
804
805   void visitExtractValue(const ExtractValueInst &I);
806   void visitInsertValue(const InsertValueInst &I);
807   void visitLandingPad(const LandingPadInst &I);
808
809   void visitGetElementPtr(const User &I);
810   void visitSelect(const User &I);
811
812   void visitAlloca(const AllocaInst &I);
813   void visitLoad(const LoadInst &I);
814   void visitStore(const StoreInst &I);
815   void visitMaskedLoad(const CallInst &I);
816   void visitMaskedStore(const CallInst &I);
817   void visitMaskedGather(const CallInst &I);
818   void visitMaskedScatter(const CallInst &I);
819   void visitAtomicCmpXchg(const AtomicCmpXchgInst &I);
820   void visitAtomicRMW(const AtomicRMWInst &I);
821   void visitFence(const FenceInst &I);
822   void visitPHI(const PHINode &I);
823   void visitCall(const CallInst &I);
824   bool visitMemCmpCall(const CallInst &I);
825   bool visitMemChrCall(const CallInst &I);
826   bool visitStrCpyCall(const CallInst &I, bool isStpcpy);
827   bool visitStrCmpCall(const CallInst &I);
828   bool visitStrLenCall(const CallInst &I);
829   bool visitStrNLenCall(const CallInst &I);
830   bool visitUnaryFloatCall(const CallInst &I, unsigned Opcode);
831   bool visitBinaryFloatCall(const CallInst &I, unsigned Opcode);
832   void visitAtomicLoad(const LoadInst &I);
833   void visitAtomicStore(const StoreInst &I);
834
835   void visitInlineAsm(ImmutableCallSite CS);
836   const char *visitIntrinsicCall(const CallInst &I, unsigned Intrinsic);
837   void visitTargetIntrinsic(const CallInst &I, unsigned Intrinsic);
838
839   void visitVAStart(const CallInst &I);
840   void visitVAArg(const VAArgInst &I);
841   void visitVAEnd(const CallInst &I);
842   void visitVACopy(const CallInst &I);
843   void visitStackmap(const CallInst &I);
844   void visitPatchpoint(ImmutableCallSite CS,
845                        MachineBasicBlock *LandingPad = nullptr);
846
847   // These three are implemented in StatepointLowering.cpp
848   void visitStatepoint(const CallInst &I);
849   void visitGCRelocate(const CallInst &I);
850   void visitGCResult(const CallInst &I);
851
852   void visitUserOp1(const Instruction &I) {
853     llvm_unreachable("UserOp1 should not exist at instruction selection time!");
854   }
855   void visitUserOp2(const Instruction &I) {
856     llvm_unreachable("UserOp2 should not exist at instruction selection time!");
857   }
858
859   void processIntegerCallValue(const Instruction &I,
860                                SDValue Value, bool IsSigned);
861
862   void HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB);
863
864   /// EmitFuncArgumentDbgValue - If V is an function argument then create
865   /// corresponding DBG_VALUE machine instruction for it now. At the end of
866   /// instruction selection, they will be inserted to the entry BB.
867   bool EmitFuncArgumentDbgValue(const Value *V, DILocalVariable *Variable,
868                                 DIExpression *Expr, DILocation *DL,
869                                 int64_t Offset, bool IsIndirect,
870                                 const SDValue &N);
871
872   /// Return the next block after MBB, or nullptr if there is none.
873   MachineBasicBlock *NextBlock(MachineBasicBlock *MBB);
874
875   /// Update the DAG and DAG builder with the relevant information after
876   /// a new root node has been created which could be a tail call.
877   void updateDAGForMaybeTailCall(SDValue MaybeTC);
878 };
879
880 /// RegsForValue - This struct represents the registers (physical or virtual)
881 /// that a particular set of values is assigned, and the type information about
882 /// the value. The most common situation is to represent one value at a time,
883 /// but struct or array values are handled element-wise as multiple values.  The
884 /// splitting of aggregates is performed recursively, so that we never have
885 /// aggregate-typed registers. The values at this point do not necessarily have
886 /// legal types, so each value may require one or more registers of some legal
887 /// type.
888 ///
889 struct RegsForValue {
890   /// ValueVTs - The value types of the values, which may not be legal, and
891   /// may need be promoted or synthesized from one or more registers.
892   ///
893   SmallVector<EVT, 4> ValueVTs;
894
895   /// RegVTs - The value types of the registers. This is the same size as
896   /// ValueVTs and it records, for each value, what the type of the assigned
897   /// register or registers are. (Individual values are never synthesized
898   /// from more than one type of register.)
899   ///
900   /// With virtual registers, the contents of RegVTs is redundant with TLI's
901   /// getRegisterType member function, however when with physical registers
902   /// it is necessary to have a separate record of the types.
903   ///
904   SmallVector<MVT, 4> RegVTs;
905
906   /// Regs - This list holds the registers assigned to the values.
907   /// Each legal or promoted value requires one register, and each
908   /// expanded value requires multiple registers.
909   ///
910   SmallVector<unsigned, 4> Regs;
911
912   RegsForValue();
913
914   RegsForValue(const SmallVector<unsigned, 4> &regs, MVT regvt, EVT valuevt);
915
916   RegsForValue(LLVMContext &Context, const TargetLowering &TLI,
917                const DataLayout &DL, unsigned Reg, Type *Ty);
918
919   /// append - Add the specified values to this one.
920   void append(const RegsForValue &RHS) {
921     ValueVTs.append(RHS.ValueVTs.begin(), RHS.ValueVTs.end());
922     RegVTs.append(RHS.RegVTs.begin(), RHS.RegVTs.end());
923     Regs.append(RHS.Regs.begin(), RHS.Regs.end());
924   }
925
926   /// getCopyFromRegs - Emit a series of CopyFromReg nodes that copies from
927   /// this value and returns the result as a ValueVTs value.  This uses
928   /// Chain/Flag as the input and updates them for the output Chain/Flag.
929   /// If the Flag pointer is NULL, no flag is used.
930   SDValue getCopyFromRegs(SelectionDAG &DAG, FunctionLoweringInfo &FuncInfo,
931                           SDLoc dl,
932                           SDValue &Chain, SDValue *Flag,
933                           const Value *V = nullptr) const;
934
935   /// getCopyToRegs - Emit a series of CopyToReg nodes that copies the specified
936   /// value into the registers specified by this object.  This uses Chain/Flag
937   /// as the input and updates them for the output Chain/Flag.  If the Flag
938   /// pointer is nullptr, no flag is used.  If V is not nullptr, then it is used
939   /// in printing better diagnostic messages on error.
940   void
941   getCopyToRegs(SDValue Val, SelectionDAG &DAG, SDLoc dl, SDValue &Chain,
942                 SDValue *Flag, const Value *V = nullptr,
943                 ISD::NodeType PreferredExtendType = ISD::ANY_EXTEND) const;
944
945   /// AddInlineAsmOperands - Add this value to the specified inlineasm node
946   /// operand list.  This adds the code marker, matching input operand index
947   /// (if applicable), and includes the number of values added into it.
948   void AddInlineAsmOperands(unsigned Kind,
949                             bool HasMatching, unsigned MatchingIdx, SDLoc dl,
950                             SelectionDAG &DAG,
951                             std::vector<SDValue> &Ops) const;
952 };
953
954 } // end namespace llvm
955
956 #endif