9727c5f0dd1806e877df053932f7f8fee934dc75
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / DAGISelMatcherGen.cpp
1 //===- DAGISelMatcherGen.cpp - Matcher generator --------------------------===//
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 #include "DAGISelMatcher.h"
11 #include "CodeGenDAGPatterns.h"
12 #include "Record.h"
13 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
14 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
15 #include <utility>
16 using namespace llvm;
17
18
19 /// getRegisterValueType - Look up and return the ValueType of the specified
20 /// register. If the register is a member of multiple register classes which
21 /// have different associated types, return MVT::Other.
22 static MVT::SimpleValueType getRegisterValueType(Record *R,
23                                                  const CodeGenTarget &T) {
24   bool FoundRC = false;
25   MVT::SimpleValueType VT = MVT::Other;
26   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = T.getRegisterClasses();
27   std::vector<Record*>::const_iterator Element;
28   
29   for (unsigned rc = 0, e = RCs.size(); rc != e; ++rc) {
30     const CodeGenRegisterClass &RC = RCs[rc];
31     if (!std::count(RC.Elements.begin(), RC.Elements.end(), R))
32       continue;
33     
34     if (!FoundRC) {
35       FoundRC = true;
36       VT = RC.getValueTypeNum(0);
37       continue;
38     }
39     
40     // In multiple RC's.  If the Types of the RC's do not agree, return
41     // MVT::Other. The target is responsible for handling this.
42     if (VT != RC.getValueTypeNum(0))
43       // FIXME2: when does this happen?  Abort?
44       return MVT::Other;
45   }
46   return VT;
47 }
48
49
50 namespace {
51   class MatcherGen {
52     const PatternToMatch &Pattern;
53     const CodeGenDAGPatterns &CGP;
54     
55     /// PatWithNoTypes - This is a clone of Pattern.getSrcPattern() that starts
56     /// out with all of the types removed.  This allows us to insert type checks
57     /// as we scan the tree.
58     TreePatternNode *PatWithNoTypes;
59     
60     /// VariableMap - A map from variable names ('$dst') to the recorded operand
61     /// number that they were captured as.  These are biased by 1 to make
62     /// insertion easier.
63     StringMap<unsigned> VariableMap;
64     
65     /// NextRecordedOperandNo - As we emit opcodes to record matched values in
66     /// the RecordedNodes array, this keeps track of which slot will be next to
67     /// record into.
68     unsigned NextRecordedOperandNo;
69     
70     /// MatchedChainNodes - This maintains the position in the recorded nodes
71     /// array of all of the recorded input nodes that have chains.
72     SmallVector<unsigned, 2> MatchedChainNodes;
73
74     /// MatchedFlagResultNodes - This maintains the position in the recorded
75     /// nodes array of all of the recorded input nodes that have flag results.
76     SmallVector<unsigned, 2> MatchedFlagResultNodes;
77     
78     /// PhysRegInputs - List list has an entry for each explicitly specified
79     /// physreg input to the pattern.  The first elt is the Register node, the
80     /// second is the recorded slot number the input pattern match saved it in.
81     SmallVector<std::pair<Record*, unsigned>, 2> PhysRegInputs;
82     
83     /// EmittedMergeInputChains - For nodes that match patterns involving
84     /// chains, is set to true if we emitted the "MergeInputChains" operation.
85     bool EmittedMergeInputChains;
86     
87     /// Matcher - This is the top level of the generated matcher, the result.
88     MatcherNode *Matcher;
89     
90     /// CurPredicate - As we emit matcher nodes, this points to the latest check
91     /// which should have future checks stuck into its Next position.
92     MatcherNode *CurPredicate;
93   public:
94     MatcherGen(const PatternToMatch &pattern, const CodeGenDAGPatterns &cgp);
95     
96     ~MatcherGen() {
97       delete PatWithNoTypes;
98     }
99     
100     void EmitMatcherCode();
101     void EmitResultCode();
102     
103     MatcherNode *GetMatcher() const { return Matcher; }
104     MatcherNode *GetCurPredicate() const { return CurPredicate; }
105   private:
106     void AddMatcherNode(MatcherNode *NewNode);
107     void InferPossibleTypes();
108     
109     // Matcher Generation.
110     void EmitMatchCode(const TreePatternNode *N, TreePatternNode *NodeNoTypes);
111     void EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N);
112     void EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
113                                TreePatternNode *NodeNoTypes);
114     
115     // Result Code Generation.
116     unsigned getNamedArgumentSlot(StringRef Name) {
117       unsigned VarMapEntry = VariableMap[Name];
118       assert(VarMapEntry != 0 &&
119              "Variable referenced but not defined and not caught earlier!");
120       return VarMapEntry-1;
121     }
122
123     /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
124     const TreePatternNode *GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Ins,
125                                               const TreePatternNode *N);
126     
127     void EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
128                            SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
129     void EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
130                                   SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
131     void EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
132                                  SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
133     void EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
134                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
135     void EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
136                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
137     };
138   
139 } // end anon namespace.
140
141 MatcherGen::MatcherGen(const PatternToMatch &pattern,
142                        const CodeGenDAGPatterns &cgp)
143 : Pattern(pattern), CGP(cgp), NextRecordedOperandNo(0),
144   EmittedMergeInputChains(false), Matcher(0), CurPredicate(0) {
145   // We need to produce the matcher tree for the patterns source pattern.  To do
146   // this we need to match the structure as well as the types.  To do the type
147   // matching, we want to figure out the fewest number of type checks we need to
148   // emit.  For example, if there is only one integer type supported by a
149   // target, there should be no type comparisons at all for integer patterns!
150   //
151   // To figure out the fewest number of type checks needed, clone the pattern,
152   // remove the types, then perform type inference on the pattern as a whole.
153   // If there are unresolved types, emit an explicit check for those types,
154   // apply the type to the tree, then rerun type inference.  Iterate until all
155   // types are resolved.
156   //
157   PatWithNoTypes = Pattern.getSrcPattern()->clone();
158   PatWithNoTypes->RemoveAllTypes();
159     
160   // If there are types that are manifestly known, infer them.
161   InferPossibleTypes();
162 }
163
164 /// InferPossibleTypes - As we emit the pattern, we end up generating type
165 /// checks and applying them to the 'PatWithNoTypes' tree.  As we do this, we
166 /// want to propagate implied types as far throughout the tree as possible so
167 /// that we avoid doing redundant type checks.  This does the type propagation.
168 void MatcherGen::InferPossibleTypes() {
169   // TP - Get *SOME* tree pattern, we don't care which.  It is only used for
170   // diagnostics, which we know are impossible at this point.
171   TreePattern &TP = *CGP.pf_begin()->second;
172   
173   try {
174     bool MadeChange = true;
175     while (MadeChange)
176       MadeChange = PatWithNoTypes->ApplyTypeConstraints(TP,
177                                                 true/*Ignore reg constraints*/);
178   } catch (...) {
179     errs() << "Type constraint application shouldn't fail!";
180     abort();
181   }
182 }
183
184
185 /// AddMatcherNode - Add a matcher node to the current graph we're building. 
186 void MatcherGen::AddMatcherNode(MatcherNode *NewNode) {
187   if (CurPredicate != 0)
188     CurPredicate->setNext(NewNode);
189   else
190     Matcher = NewNode;
191   CurPredicate = NewNode;
192 }
193
194
195 //===----------------------------------------------------------------------===//
196 // Pattern Match Generation
197 //===----------------------------------------------------------------------===//
198
199 /// EmitLeafMatchCode - Generate matching code for leaf nodes.
200 void MatcherGen::EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N) {
201   assert(N->isLeaf() && "Not a leaf?");
202   
203   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
204   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
205     AddMatcherNode(new CheckPredicateMatcherNode(N->getPredicateFns()[i]));
206   
207   // Direct match against an integer constant.
208   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue()))
209     return AddMatcherNode(new CheckIntegerMatcherNode(II->getValue()));
210   
211   DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue());
212   if (DI == 0) {
213     errs() << "Unknown leaf kind: " << *DI << "\n";
214     abort();
215   }
216   
217   Record *LeafRec = DI->getDef();
218   if (// Handle register references.  Nothing to do here, they always match.
219       LeafRec->isSubClassOf("RegisterClass") || 
220       LeafRec->isSubClassOf("PointerLikeRegClass") ||
221       // Place holder for SRCVALUE nodes. Nothing to do here.
222       LeafRec->getName() == "srcvalue")
223     return;
224
225   // If we have a physreg reference like (mul gpr:$src, EAX) then we need to
226   // record the register 
227   if (LeafRec->isSubClassOf("Register")) {
228     AddMatcherNode(new RecordMatcherNode("physreg input "+LeafRec->getName()));
229     PhysRegInputs.push_back(std::make_pair(LeafRec, NextRecordedOperandNo++));
230     return;
231   }
232   
233   if (LeafRec->isSubClassOf("ValueType"))
234     return AddMatcherNode(new CheckValueTypeMatcherNode(LeafRec->getName()));
235   
236   if (LeafRec->isSubClassOf("CondCode"))
237     return AddMatcherNode(new CheckCondCodeMatcherNode(LeafRec->getName()));
238   
239   if (LeafRec->isSubClassOf("ComplexPattern")) {
240     // We can't model ComplexPattern uses that don't have their name taken yet.
241     // The OPC_CheckComplexPattern operation implicitly records the results.
242     if (N->getName().empty()) {
243       errs() << "We expect complex pattern uses to have names: " << *N << "\n";
244       exit(1);
245     }
246
247     // Handle complex pattern.
248     const ComplexPattern &CP = CGP.getComplexPattern(LeafRec);
249
250     // If we're at the root of the pattern, we have to check that the opcode
251     // is a one of the ones requested to be matched.
252     if (N == Pattern.getSrcPattern()) {
253       const std::vector<Record*> &OpNodes = CP.getRootNodes();
254       if (OpNodes.size() == 1) {
255         StringRef OpName = CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[0]).getEnumName();
256         AddMatcherNode(new CheckOpcodeMatcherNode(OpName));
257       } else if (!OpNodes.empty()) {
258         SmallVector<StringRef, 4> OpNames;
259         for (unsigned i = 0, e = OpNodes.size(); i != e; i++)
260           OpNames.push_back(CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[i]).getEnumName());
261         AddMatcherNode(new CheckMultiOpcodeMatcherNode(OpNames.data(),
262                                                        OpNames.size()));
263       }
264     }
265     
266     // Emit a CheckComplexPat operation, which does the match (aborting if it
267     // fails) and pushes the matched operands onto the recorded nodes list.
268     AddMatcherNode(new CheckComplexPatMatcherNode(CP));
269     
270     // Record the right number of operands.
271     NextRecordedOperandNo += CP.getNumOperands();
272     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain))
273       ++NextRecordedOperandNo; // Chained node operand.
274     
275     // If the complex pattern has a chain, then we need to keep track of the
276     // fact that we just recorded a chain input.  The chain input will be
277     // matched as the last operand of the predicate if it was successful.
278     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain)) {
279       // It is the last operand recorded.
280       assert(NextRecordedOperandNo > 1 &&
281              "Should have recorded input/result chains at least!");
282       MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo-1);
283
284       // If we need to check chains, do so, see comment for
285       // "NodeHasProperty(SDNPHasChain" below.
286       if (MatchedChainNodes.size() > 1) {
287         // FIXME2: This is broken, we should eliminate this nonsense completely,
288         // but we want to produce the same selections that the old matcher does
289         // for now.
290         unsigned PrevOp = MatchedChainNodes[MatchedChainNodes.size()-2];
291         AddMatcherNode(new CheckChainCompatibleMatcherNode(PrevOp));
292       }
293     }
294     
295     // TODO: Complex patterns can't have output flags, if they did, we'd want
296     // to record them.
297     return;
298   }
299   
300   errs() << "Unknown leaf kind: " << *N << "\n";
301   abort();
302 }
303
304 void MatcherGen::EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
305                                        TreePatternNode *NodeNoTypes) {
306   assert(!N->isLeaf() && "Not an operator?");
307   const SDNodeInfo &CInfo = CGP.getSDNodeInfo(N->getOperator());
308   
309   // If this is an 'and R, 1234' where the operation is AND/OR and the RHS is
310   // a constant without a predicate fn that has more that one bit set, handle
311   // this as a special case.  This is usually for targets that have special
312   // handling of certain large constants (e.g. alpha with it's 8/16/32-bit
313   // handling stuff).  Using these instructions is often far more efficient
314   // than materializing the constant.  Unfortunately, both the instcombiner
315   // and the dag combiner can often infer that bits are dead, and thus drop
316   // them from the mask in the dag.  For example, it might turn 'AND X, 255'
317   // into 'AND X, 254' if it knows the low bit is set.  Emit code that checks
318   // to handle this.
319   if ((N->getOperator()->getName() == "and" || 
320        N->getOperator()->getName() == "or") &&
321       N->getChild(1)->isLeaf() && N->getChild(1)->getPredicateFns().empty() &&
322       N->getPredicateFns().empty()) {
323     if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getChild(1)->getLeafValue())) {
324       if (!isPowerOf2_32(II->getValue())) {  // Don't bother with single bits.
325         if (N->getOperator()->getName() == "and")
326           AddMatcherNode(new CheckAndImmMatcherNode(II->getValue()));
327         else
328           AddMatcherNode(new CheckOrImmMatcherNode(II->getValue()));
329
330         // Match the LHS of the AND as appropriate.
331         AddMatcherNode(new MoveChildMatcherNode(0));
332         EmitMatchCode(N->getChild(0), NodeNoTypes->getChild(0));
333         AddMatcherNode(new MoveParentMatcherNode());
334         return;
335       }
336     }
337   }
338   
339   // Check that the current opcode lines up.
340   AddMatcherNode(new CheckOpcodeMatcherNode(CInfo.getEnumName()));
341   
342   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
343   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
344     AddMatcherNode(new CheckPredicateMatcherNode(N->getPredicateFns()[i]));
345   
346   
347   // If this node has memory references (i.e. is a load or store), tell the
348   // interpreter to capture them in the memref array.
349   if (N->NodeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP))
350     AddMatcherNode(new RecordMemRefMatcherNode());
351   
352   // If this node has a chain, then the chain is operand #0 is the SDNode, and
353   // the child numbers of the node are all offset by one.
354   unsigned OpNo = 0;
355   if (N->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP)) {
356     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
357     AddMatcherNode(new RecordMatcherNode("'" + N->getOperator()->getName() +
358                                          "' chained node"));
359     // Remember all of the input chains our pattern will match.
360     MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
361     
362     // If this is the second (e.g. indbr(load) or store(add(load))) or third
363     // input chain (e.g. (store (add (load, load))) from msp430) we need to make
364     // sure that folding the chain won't induce cycles in the DAG.  This could
365     // happen if there were an intermediate node between the indbr and load, for
366     // example.
367     if (MatchedChainNodes.size() > 1) {
368       // FIXME2: This is broken, we should eliminate this nonsense completely,
369       // but we want to produce the same selections that the old matcher does
370       // for now.
371       unsigned PrevOp = MatchedChainNodes[MatchedChainNodes.size()-2];
372       AddMatcherNode(new CheckChainCompatibleMatcherNode(PrevOp));
373     }
374     
375     // Don't look at the input chain when matching the tree pattern to the
376     // SDNode.
377     OpNo = 1;
378
379     // If this node is not the root and the subtree underneath it produces a
380     // chain, then the result of matching the node is also produce a chain.
381     // Beyond that, this means that we're also folding (at least) the root node
382     // into the node that produce the chain (for example, matching
383     // "(add reg, (load ptr))" as a add_with_memory on X86).  This is
384     // problematic, if the 'reg' node also uses the load (say, its chain).
385     // Graphically:
386     //
387     //         [LD]
388     //         ^  ^
389     //         |  \                              DAG's like cheese.
390     //        /    |
391     //       /    [YY]
392     //       |     ^
393     //      [XX]--/
394     //
395     // It would be invalid to fold XX and LD.  In this case, folding the two
396     // nodes together would induce a cycle in the DAG, making it a 'cyclic DAG'
397     // To prevent this, we emit a dynamic check for legality before allowing
398     // this to be folded.
399     //
400     const TreePatternNode *Root = Pattern.getSrcPattern();
401     if (N != Root) {                             // Not the root of the pattern.
402       // If there is a node between the root and this node, then we definitely
403       // need to emit the check.
404       bool NeedCheck = !Root->hasChild(N);
405       
406       // If it *is* an immediate child of the root, we can still need a check if
407       // the root SDNode has multiple inputs.  For us, this means that it is an
408       // intrinsic, has multiple operands, or has other inputs like chain or
409       // flag).
410       if (!NeedCheck) {
411         const SDNodeInfo &PInfo = CGP.getSDNodeInfo(Root->getOperator());
412         NeedCheck =
413           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_void_sdnode() ||
414           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_w_chain_sdnode() ||
415           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_wo_chain_sdnode() ||
416           PInfo.getNumOperands() > 1 ||
417           PInfo.hasProperty(SDNPHasChain) ||
418           PInfo.hasProperty(SDNPInFlag) ||
419           PInfo.hasProperty(SDNPOptInFlag);
420       }
421       
422       if (NeedCheck)
423         AddMatcherNode(new CheckFoldableChainNodeMatcherNode());
424     }
425   }
426
427   // If this node has an output flag and isn't the root, remember it.
428   if (N->NodeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP) && 
429       N != Pattern.getSrcPattern()) {
430     // TODO: This redundantly records nodes with both flags and chains.
431     
432     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
433     AddMatcherNode(new RecordMatcherNode("'" + N->getOperator()->getName() +
434                                          "' flag output node"));
435     // Remember all of the nodes with output flags our pattern will match.
436     MatchedFlagResultNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
437   }
438   
439   // If this node is known to have an input flag or if it *might* have an input
440   // flag, capture it as the flag input of the pattern.
441   if (N->NodeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
442       N->NodeHasProperty(SDNPInFlag, CGP))
443     AddMatcherNode(new CaptureFlagInputMatcherNode());
444       
445   for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i, ++OpNo) {
446     // Get the code suitable for matching this child.  Move to the child, check
447     // it then move back to the parent.
448     AddMatcherNode(new MoveChildMatcherNode(OpNo));
449     EmitMatchCode(N->getChild(i), NodeNoTypes->getChild(i));
450     AddMatcherNode(new MoveParentMatcherNode());
451   }
452 }
453
454
455 void MatcherGen::EmitMatchCode(const TreePatternNode *N,
456                                TreePatternNode *NodeNoTypes) {
457   // If N and NodeNoTypes don't agree on a type, then this is a case where we
458   // need to do a type check.  Emit the check, apply the tyep to NodeNoTypes and
459   // reinfer any correlated types.
460   if (NodeNoTypes->getExtTypes() != N->getExtTypes()) {
461     AddMatcherNode(new CheckTypeMatcherNode(N->getTypeNum(0)));
462     NodeNoTypes->setTypes(N->getExtTypes());
463     InferPossibleTypes();
464   }
465   
466   // If this node has a name associated with it, capture it in VariableMap. If
467   // we already saw this in the pattern, emit code to verify dagness.
468   if (!N->getName().empty()) {
469     unsigned &VarMapEntry = VariableMap[N->getName()];
470     if (VarMapEntry == 0) {
471       // If it is a named node, we must emit a 'Record' opcode.
472       VarMapEntry = ++NextRecordedOperandNo;
473       AddMatcherNode(new RecordMatcherNode("$" + N->getName()));
474     } else {
475       // If we get here, this is a second reference to a specific name.  Since
476       // we already have checked that the first reference is valid, we don't
477       // have to recursively match it, just check that it's the same as the
478       // previously named thing.
479       AddMatcherNode(new CheckSameMatcherNode(VarMapEntry-1));
480       return;
481     }
482   }
483   
484   if (N->isLeaf())
485     EmitLeafMatchCode(N);
486   else
487     EmitOperatorMatchCode(N, NodeNoTypes);
488 }
489
490 void MatcherGen::EmitMatcherCode() {
491   // If the pattern has a predicate on it (e.g. only enabled when a subtarget
492   // feature is around, do the check).
493   if (!Pattern.getPredicateCheck().empty())
494     AddMatcherNode(new 
495                  CheckPatternPredicateMatcherNode(Pattern.getPredicateCheck()));
496   
497   // Emit the matcher for the pattern structure and types.
498   EmitMatchCode(Pattern.getSrcPattern(), PatWithNoTypes);
499 }
500
501
502 //===----------------------------------------------------------------------===//
503 // Node Result Generation
504 //===----------------------------------------------------------------------===//
505
506 void MatcherGen::EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
507                                           SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps){
508   assert(!N->getName().empty() && "Operand not named!");
509   
510   unsigned SlotNo = getNamedArgumentSlot(N->getName());
511   
512   // A reference to a complex pattern gets all of the results of the complex
513   // pattern's match.
514   if (const ComplexPattern *CP = N->getComplexPatternInfo(CGP)) {
515     // The first slot entry is the node itself, the subsequent entries are the
516     // matched values.
517     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
518       ResultOps.push_back(SlotNo+i+1);
519     return;
520   }
521
522   // If this is an 'imm' or 'fpimm' node, make sure to convert it to the target
523   // version of the immediate so that it doesn't get selected due to some other
524   // node use.
525   if (!N->isLeaf()) {
526     StringRef OperatorName = N->getOperator()->getName();
527     if (OperatorName == "imm" || OperatorName == "fpimm") {
528       AddMatcherNode(new EmitConvertToTargetMatcherNode(SlotNo));
529       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
530       return;
531     }
532   }
533   
534   ResultOps.push_back(SlotNo);
535 }
536
537 void MatcherGen::EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
538                                          SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
539   assert(N->isLeaf() && "Must be a leaf");
540   
541   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
542     AddMatcherNode(new EmitIntegerMatcherNode(II->getValue(),N->getTypeNum(0)));
543     ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
544     return;
545   }
546   
547   // If this is an explicit register reference, handle it.
548   if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue())) {
549     if (DI->getDef()->isSubClassOf("Register")) {
550       AddMatcherNode(new EmitRegisterMatcherNode(DI->getDef(),
551                                                  N->getTypeNum(0)));
552       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
553       return;
554     }
555     
556     if (DI->getDef()->getName() == "zero_reg") {
557       AddMatcherNode(new EmitRegisterMatcherNode(0, N->getTypeNum(0)));
558       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
559       return;
560     }
561     
562     // Handle a reference to a register class. This is used
563     // in COPY_TO_SUBREG instructions.
564     if (DI->getDef()->isSubClassOf("RegisterClass")) {
565       std::string Value = getQualifiedName(DI->getDef()) + "RegClassID";
566       AddMatcherNode(new EmitStringIntegerMatcherNode(Value, MVT::i32));
567       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
568       return;
569     }
570   }
571   
572   errs() << "unhandled leaf node: \n";
573   N->dump();
574 }
575
576 /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
577 /// 
578 const TreePatternNode *MatcherGen::
579 GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Inst, const TreePatternNode *N) {
580   const TreePattern *InstPat = Inst.getPattern();
581   
582   // FIXME2?: Assume actual pattern comes before "implicit".
583   TreePatternNode *InstPatNode;
584   if (InstPat)
585     InstPatNode = InstPat->getTree(0);
586   else if (/*isRoot*/ N == Pattern.getDstPattern())
587     InstPatNode = Pattern.getSrcPattern();
588   else
589     return 0;
590   
591   if (InstPatNode && !InstPatNode->isLeaf() &&
592       InstPatNode->getOperator()->getName() == "set")
593     InstPatNode = InstPatNode->getChild(InstPatNode->getNumChildren()-1);
594   
595   return InstPatNode;
596 }
597
598 void MatcherGen::
599 EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
600                                SmallVectorImpl<unsigned> &OutputOps) {
601   Record *Op = N->getOperator();
602   const CodeGenTarget &CGT = CGP.getTargetInfo();
603   CodeGenInstruction &II = CGT.getInstruction(Op->getName());
604   const DAGInstruction &Inst = CGP.getInstruction(Op);
605   
606   // If we can, get the pattern for the instruction we're generating.  We derive
607   // a variety of information from this pattern, such as whether it has a chain.
608   //
609   // FIXME2: This is extremely dubious for several reasons, not the least of
610   // which it gives special status to instructions with patterns that Pat<>
611   // nodes can't duplicate.
612   const TreePatternNode *InstPatNode = GetInstPatternNode(Inst, N);
613
614   // NodeHasChain - Whether the instruction node we're creating takes chains.  
615   bool NodeHasChain = InstPatNode &&
616                       InstPatNode->TreeHasProperty(SDNPHasChain, CGP);
617   
618   bool isRoot = N == Pattern.getDstPattern();
619
620   // TreeHasOutFlag - True if this tree has a flag.
621   bool TreeHasInFlag = false, TreeHasOutFlag = false;
622   if (isRoot) {
623     const TreePatternNode *SrcPat = Pattern.getSrcPattern();
624     TreeHasInFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
625                     SrcPat->TreeHasProperty(SDNPInFlag, CGP);
626   
627     // FIXME2: this is checking the entire pattern, not just the node in
628     // question, doing this just for the root seems like a total hack.
629     TreeHasOutFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP);
630   }
631
632   // NumResults - This is the number of results produced by the instruction in
633   // the "outs" list.
634   unsigned NumResults = Inst.getNumResults();    
635
636   // Loop over all of the operands of the instruction pattern, emitting code
637   // to fill them all in.  The node 'N' usually has number children equal to
638   // the number of input operands of the instruction.  However, in cases
639   // where there are predicate operands for an instruction, we need to fill
640   // in the 'execute always' values.  Match up the node operands to the
641   // instruction operands to do this.
642   SmallVector<unsigned, 8> InstOps;
643   for (unsigned ChildNo = 0, InstOpNo = NumResults, e = II.OperandList.size();
644        InstOpNo != e; ++InstOpNo) {
645     
646     // Determine what to emit for this operand.
647     Record *OperandNode = II.OperandList[InstOpNo].Rec;
648     if ((OperandNode->isSubClassOf("PredicateOperand") ||
649          OperandNode->isSubClassOf("OptionalDefOperand")) &&
650         !CGP.getDefaultOperand(OperandNode).DefaultOps.empty()) {
651       // This is a predicate or optional def operand; emit the
652       // 'default ops' operands.
653       const DAGDefaultOperand &DefaultOp =
654         CGP.getDefaultOperand(II.OperandList[InstOpNo].Rec);
655       for (unsigned i = 0, e = DefaultOp.DefaultOps.size(); i != e; ++i)
656         EmitResultOperand(DefaultOp.DefaultOps[i], InstOps);
657       continue;
658     }
659     
660     // Otherwise this is a normal operand or a predicate operand without
661     // 'execute always'; emit it.
662     EmitResultOperand(N->getChild(ChildNo), InstOps);
663     ++ChildNo;
664   }
665   
666   // Nodes that match patterns with (potentially multiple) chain inputs have to
667   // merge them together into a token factor.
668   if (NodeHasChain && !EmittedMergeInputChains) {
669     // FIXME2: Move this out of emitresult to a top level place.
670     assert(!MatchedChainNodes.empty() &&
671            "How can this node have chain if no inputs do?");
672     // Otherwise, we have to emit an operation to merge the input chains and
673     // set this as the current input chain.
674     AddMatcherNode(new EmitMergeInputChainsMatcherNode
675                         (MatchedChainNodes.data(), MatchedChainNodes.size()));
676     EmittedMergeInputChains = true;
677   }
678   
679   // If this node has an input flag or explicitly specified input physregs, we
680   // need to add chained and flagged copyfromreg nodes and materialize the flag
681   // input.
682   if (isRoot && !PhysRegInputs.empty()) {
683     // Emit all of the CopyToReg nodes for the input physical registers.  These
684     // occur in patterns like (mul:i8 AL:i8, GR8:i8:$src).
685     for (unsigned i = 0, e = PhysRegInputs.size(); i != e; ++i)
686       AddMatcherNode(new EmitCopyToRegMatcherNode(PhysRegInputs[i].second,
687                                                   PhysRegInputs[i].first));
688     // Even if the node has no other flag inputs, the resultant node must be
689     // flagged to the CopyFromReg nodes we just generated.
690     TreeHasInFlag = true;
691   }
692   
693   // Result order: node results, chain, flags
694   
695   // Determine the result types.
696   SmallVector<MVT::SimpleValueType, 4> ResultVTs;
697   if (NumResults != 0 && N->getTypeNum(0) != MVT::isVoid) {
698     // FIXME2: If the node has multiple results, we should add them.  For now,
699     // preserve existing behavior?!
700     ResultVTs.push_back(N->getTypeNum(0));
701   }
702
703   
704   // If this is the root instruction of a pattern that has physical registers in
705   // its result pattern, add output VTs for them.  For example, X86 has:
706   //   (set AL, (mul ...))
707   // This also handles implicit results like:
708   //   (implicit EFLAGS)
709   if (isRoot && Pattern.getDstRegs().size() != 0) {
710     for (unsigned i = 0; i != Pattern.getDstRegs().size(); ++i)
711       if (Pattern.getDstRegs()[i]->isSubClassOf("Register"))
712         ResultVTs.push_back(getRegisterValueType(Pattern.getDstRegs()[i], CGT));
713   }
714   if (NodeHasChain)
715     ResultVTs.push_back(MVT::Other);
716   if (TreeHasOutFlag)
717     ResultVTs.push_back(MVT::Flag);
718
719   // FIXME2: Instead of using the isVariadic flag on the instruction, we should
720   // have an SDNP that indicates variadicism.  The TargetInstrInfo isVariadic
721   // property should be inferred from this when an instruction has a pattern.
722   int NumFixedArityOperands = -1;
723   if (isRoot && II.isVariadic)
724     NumFixedArityOperands = Pattern.getSrcPattern()->getNumChildren();
725   
726   // If this is the root node and any of the nodes matched nodes in the input
727   // pattern have MemRefs in them, have the interpreter collect them and plop
728   // them onto this node.
729   //
730   // FIXME3: This is actively incorrect for result patterns where the root of
731   // the pattern is not the memory reference and is also incorrect when the
732   // result pattern has multiple memory-referencing instructions.  For example,
733   // in the X86 backend, this pattern causes the memrefs to get attached to the
734   // CVTSS2SDrr instead of the MOVSSrm:
735   //
736   //  def : Pat<(extloadf32 addr:$src),
737   //            (CVTSS2SDrr (MOVSSrm addr:$src))>;
738   //
739   bool NodeHasMemRefs =
740     isRoot && Pattern.getSrcPattern()->TreeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP);
741
742   // FIXME: Eventually add a SelectNodeTo form.  It works if the new node has a
743   // superset of the results of the old node, in the same places.  E.g. turning
744   // (add (load)) -> add32rm is ok because result #0 is the result and result #1
745   // is new.
746   AddMatcherNode(new EmitNodeMatcherNode(II.Namespace+"::"+II.TheDef->getName(),
747                                          ResultVTs.data(), ResultVTs.size(),
748                                          InstOps.data(), InstOps.size(),
749                                          NodeHasChain, TreeHasInFlag,
750                                          NodeHasMemRefs,NumFixedArityOperands));
751   
752   // The non-chain and non-flag results of the newly emitted node get recorded.
753   for (unsigned i = 0, e = ResultVTs.size(); i != e; ++i) {
754     if (ResultVTs[i] == MVT::Other || ResultVTs[i] == MVT::Flag) break;
755     OutputOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
756   }
757   
758   // FIXME2: Kill off all the SelectionDAG::SelectNodeTo and getMachineNode
759   // variants.  Call MorphNodeTo instead of SelectNodeTo.
760 }
761
762 void MatcherGen::
763 EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
764                                SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
765   assert(N->getOperator()->isSubClassOf("SDNodeXForm") && "Not SDNodeXForm?");
766
767   // Emit the operand.
768   SmallVector<unsigned, 8> InputOps;
769   
770   // FIXME2: Could easily generalize this to support multiple inputs and outputs
771   // to the SDNodeXForm.  For now we just support one input and one output like
772   // the old instruction selector.
773   assert(N->getNumChildren() == 1);
774   EmitResultOperand(N->getChild(0), InputOps);
775
776   // The input currently must have produced exactly one result.
777   assert(InputOps.size() == 1 && "Unexpected input to SDNodeXForm");
778
779   AddMatcherNode(new EmitNodeXFormMatcherNode(InputOps[0], N->getOperator()));
780   ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
781 }
782
783 void MatcherGen::EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
784                                    SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
785   // This is something selected from the pattern we matched.
786   if (!N->getName().empty())
787     return EmitResultOfNamedOperand(N, ResultOps);
788
789   if (N->isLeaf())
790     return EmitResultLeafAsOperand(N, ResultOps);
791
792   Record *OpRec = N->getOperator();
793   if (OpRec->isSubClassOf("Instruction"))
794     return EmitResultInstructionAsOperand(N, ResultOps);
795   if (OpRec->isSubClassOf("SDNodeXForm"))
796     return EmitResultSDNodeXFormAsOperand(N, ResultOps);
797   errs() << "Unknown result node to emit code for: " << *N << '\n';
798   throw std::string("Unknown node in result pattern!");
799 }
800
801 void MatcherGen::EmitResultCode() {
802   // Codegen the root of the result pattern, capturing the resulting values.
803   SmallVector<unsigned, 8> Ops;
804   EmitResultOperand(Pattern.getDstPattern(), Ops);
805
806   // At this point, we have however many values the result pattern produces.
807   // However, the input pattern might not need all of these.  If there are
808   // excess values at the end (such as condition codes etc) just lop them off.
809   // This doesn't need to worry about flags or chains, just explicit results.
810   //
811   // FIXME2: This doesn't work because there is currently no way to get an
812   // accurate count of the # results the source pattern sets.  This is because
813   // of the "parallel" construct in X86 land, which looks like this:
814   //
815   //def : Pat<(parallel (X86and_flag GR8:$src1, GR8:$src2),
816   //           (implicit EFLAGS)),
817   //  (AND8rr GR8:$src1, GR8:$src2)>;
818   //
819   // This idiom means to match the two-result node X86and_flag (which is
820   // declared as returning a single result, because we can't match multi-result
821   // nodes yet).  In this case, we would have to know that the input has two
822   // results.  However, mul8r is modelled exactly the same way, but without
823   // implicit defs included.  The fix is to support multiple results directly
824   // and eliminate 'parallel'.
825   //
826   // FIXME2: When this is fixed, we should revert the terrible hack in the
827   // OPC_EmitNode code in the interpreter.
828 #if 0
829   const TreePatternNode *Src = Pattern.getSrcPattern();
830   unsigned NumSrcResults = Src->getTypeNum(0) != MVT::isVoid ? 1 : 0;
831   NumSrcResults += Pattern.getDstRegs().size();
832   assert(Ops.size() >= NumSrcResults && "Didn't provide enough results");
833   Ops.resize(NumSrcResults);
834 #endif
835
836   // If the matched pattern covers nodes which define a flag result, emit a node
837   // that tells the matcher about them so that it can update their results.
838   if (!MatchedFlagResultNodes.empty())
839     AddMatcherNode(new MarkFlagResultsMatcherNode(MatchedFlagResultNodes.data(),
840                                                 MatchedFlagResultNodes.size()));
841   
842   
843   // We know that the resulting pattern has exactly one result/
844   // FIXME2: why?  what about something like (set a,b,c, (complexpat))
845   // FIXME2: Implicit results should be pushed here I guess?
846   AddMatcherNode(new CompleteMatchMatcherNode(Ops.data(), Ops.size(), Pattern));
847 }
848
849
850 MatcherNode *llvm::ConvertPatternToMatcher(const PatternToMatch &Pattern,
851                                            const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
852   MatcherGen Gen(Pattern, CGP);
853
854   // Generate the code for the matcher.
855   Gen.EmitMatcherCode();
856   
857   
858   // FIXME2: Kill extra MoveParent commands at the end of the matcher sequence.
859   // FIXME2: Split result code out to another table, and make the matcher end
860   // with an "Emit <index>" command.  This allows result generation stuff to be
861   // shared and factored?
862   
863   // If the match succeeds, then we generate Pattern.
864   Gen.EmitResultCode();
865
866   // Unconditional match.
867   return Gen.GetMatcher();
868 }
869
870
871