Remove the TargetMachine forwards for TargetSubtargetInfo based
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / Thumb2ITBlockPass.cpp
index 52ab71a71fee13c07b75e2ff05393d1af7bda3dd..599cb00815df5b995a8efd61a0a063e18985310d 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- Thumb2ITBlockPass.cpp - Insert Thumb IT blocks ----------*- C++ -*-===//
+//===-- Thumb2ITBlockPass.cpp - Insert Thumb-2 IT blocks ------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -7,52 +7,40 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "thumb2-it"
 #include "ARM.h"
 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
 #include "Thumb2InstrInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBundle.h"
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "thumb2-it"
+
 STATISTIC(NumITs,        "Number of IT blocks inserted");
 STATISTIC(NumMovedInsts, "Number of predicated instructions moved");
 
 namespace {
   class Thumb2ITBlockPass : public MachineFunctionPass {
-    bool PreRegAlloc;
-
   public:
     static char ID;
-    Thumb2ITBlockPass(bool PreRA) :
-      MachineFunctionPass(&ID), PreRegAlloc(PreRA) {}
+    Thumb2ITBlockPass() : MachineFunctionPass(ID) {}
 
+    bool restrictIT;
     const Thumb2InstrInfo *TII;
     const TargetRegisterInfo *TRI;
     ARMFunctionInfo *AFI;
 
-    virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) override;
 
-    virtual const char *getPassName() const {
+    const char *getPassName() const override {
       return "Thumb IT blocks insertion pass";
     }
 
   private:
-    bool MoveCPSRUseUp(MachineBasicBlock &MBB,
-                       MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                       MachineBasicBlock::iterator E,
-                       unsigned PredReg,
-                       ARMCC::CondCodes CC, ARMCC::CondCodes OCC,
-                       bool &Done);
-
-    void FindITBlockRanges(MachineBasicBlock &MBB,
-                           SmallVector<MachineInstr*,4> &FirstUses,
-                           SmallVector<MachineInstr*,4> &LastUses);
-    bool InsertITBlock(MachineInstr *First, MachineInstr *Last);
-    bool InsertITBlocks(MachineBasicBlock &MBB);
     bool MoveCopyOutOfITBlock(MachineInstr *MI,
                               ARMCC::CondCodes CC, ARMCC::CondCodes OCC,
                               SmallSet<unsigned, 4> &Defs,
@@ -62,198 +50,6 @@ namespace {
   char Thumb2ITBlockPass::ID = 0;
 }
 
-static ARMCC::CondCodes getPredicate(const MachineInstr *MI, unsigned &PredReg){
-  unsigned Opc = MI->getOpcode();
-  if (Opc == ARM::tBcc || Opc == ARM::t2Bcc)
-    return ARMCC::AL;
-  return llvm::getInstrPredicate(MI, PredReg);
-}
-
-bool
-Thumb2ITBlockPass::MoveCPSRUseUp(MachineBasicBlock &MBB,
-                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI,
-                                 MachineBasicBlock::iterator E,
-                                 unsigned PredReg,
-                                 ARMCC::CondCodes CC, ARMCC::CondCodes OCC,
-                                 bool &Done) {
-  SmallSet<unsigned, 4> Defs, Uses;
-  MachineBasicBlock::iterator I = MBBI;
-  // Look for next CPSR use by scanning up to 4 instructions.
-  for (unsigned i = 0; i < 4; ++i) {
-    MachineInstr *MI = &*I;
-    unsigned MPredReg = 0;
-    ARMCC::CondCodes MCC = getPredicate(MI, MPredReg);
-    if (MCC != ARMCC::AL) {
-      if (MPredReg != PredReg || (MCC != CC && MCC != OCC))
-        return false;
-
-      // Check if the instruction is using any register that's defined
-      // below the previous predicated instruction. Also return false if
-      // it defines any register which is used in between.
-      for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-        if (!MO.isReg())
-          continue;
-        unsigned Reg = MO.getReg();
-        if (!Reg)
-          continue;
-        if (MO.isDef()) {
-          if (Reg == PredReg || Uses.count(Reg))
-            return false;
-        } else {
-          if (Defs.count(Reg))
-            return false;
-        }
-      }
-
-      Done = (I == E);
-      MBB.remove(MI);
-      MBB.insert(MBBI, MI);
-      ++NumMovedInsts;
-      return true;
-    }
-
-    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-      if (!MO.isReg())
-        continue;
-      unsigned Reg = MO.getReg();
-      if (!Reg)
-        continue;
-      if (MO.isDef()) {
-        if (Reg == PredReg)
-          return false;
-        Defs.insert(Reg);
-      } else
-        Uses.insert(Reg);
-    }
-
-    if (I == E)
-      break;
-    ++I;
-  }
-  return false;
-}
-
-static bool isCPSRLiveout(MachineBasicBlock &MBB) {
-  for (MachineBasicBlock::succ_iterator I = MBB.succ_begin(),
-         E = MBB.succ_end(); I != E; ++I) {
-    if ((*I)->isLiveIn(ARM::CPSR))
-      return true;
-  }
-  return false;
-}
-
-void Thumb2ITBlockPass::FindITBlockRanges(MachineBasicBlock &MBB,
-                                       SmallVector<MachineInstr*,4> &FirstUses,
-                                       SmallVector<MachineInstr*,4> &LastUses) {
-  bool SeenUse = false;
-  MachineOperand *LastDef = 0;
-  MachineOperand *LastUse = 0;
-  MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin(), E = MBB.end();
-  while (MBBI != E) {
-    MachineInstr *MI = &*MBBI;
-    ++MBBI;
-
-    MachineOperand *Def = 0;
-    MachineOperand *Use = 0;
-    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-      if (!MO.isReg() || MO.getReg() != ARM::CPSR)
-        continue;
-      if (MO.isDef()) {
-        assert(Def == 0 && "Multiple defs of CPSR?");
-        Def = &MO;
-      } else {
-        assert(Use == 0 && "Multiple uses of CPSR?");
-        Use = &MO;
-      }
-    }
-
-    if (Use) {
-      LastUse = Use;
-      if (!SeenUse) {
-        FirstUses.push_back(MI);
-        SeenUse = true;
-      }
-    }
-    if (Def) {
-      if (LastUse) {
-        LastUses.push_back(LastUse->getParent());
-        LastUse = 0;
-      }
-      LastDef = Def;
-      SeenUse = false;
-    }
-  }
-
-  if (LastUse) {
-    // Is the last use a kill?
-    if (isCPSRLiveout(MBB))
-      LastUses.push_back(0);
-    else
-      LastUses.push_back(LastUse->getParent());
-  }
-}
-
-bool Thumb2ITBlockPass::InsertITBlock(MachineInstr *First, MachineInstr *Last) {
-  if (First == Last)
-    return false;
-
-  bool Modified = false;
-  MachineBasicBlock *MBB = First->getParent();
-  MachineBasicBlock::iterator MBBI = First;
-  MachineBasicBlock::iterator E = Last;
-
-  if (First->getDesc().isBranch() || First->getDesc().isReturn())
-    return false;
-
-  unsigned PredReg = 0;
-  ARMCC::CondCodes CC = getPredicate(First, PredReg);
-  if (CC == ARMCC::AL)
-    return Modified;
-
-  // Move uses of the CPSR together if possible.
-  ARMCC::CondCodes OCC = ARMCC::getOppositeCondition(CC);
-
-  do {
-    ++MBBI;
-    if (MBBI->getDesc().isBranch() || MBBI->getDesc().isReturn())
-      return Modified;
-    MachineInstr *NMI = &*MBBI;
-    unsigned NPredReg = 0;
-    ARMCC::CondCodes NCC = getPredicate(NMI, NPredReg);
-    if (NCC != CC && NCC != OCC) {
-      if (NCC != ARMCC::AL)
-        return Modified;
-      assert(MBBI != E);
-      bool Done = false;
-      if (!MoveCPSRUseUp(*MBB, MBBI, E, PredReg, CC, OCC, Done))
-        return Modified;
-      Modified = true;
-      if (Done)
-        MBBI = E;
-    }
-  } while (MBBI != E);
-  return true;
-}
-
-bool Thumb2ITBlockPass::InsertITBlocks(MachineBasicBlock &MBB) {
-  SmallVector<MachineInstr*, 4> FirstUses;
-  SmallVector<MachineInstr*, 4> LastUses;
-  FindITBlockRanges(MBB, FirstUses, LastUses);
-  assert(FirstUses.size() == LastUses.size() && "Incorrect range information!");
-
-  bool Modified = false;
-  for (unsigned i = 0, e = FirstUses.size(); i != e; ++i) {
-    if (LastUses[i] == 0)
-      // Must be the last pair where CPSR is live out of the block.
-      return Modified;
-    Modified |= InsertITBlock(FirstUses[i], LastUses[i]);
-  }
-  return Modified;
-}
-
 /// TrackDefUses - Tracking what registers are being defined and used by
 /// instructions in the IT block. This also tracks "dependencies", i.e. uses
 /// in the IT block that are defined before the IT instruction.
@@ -279,52 +75,86 @@ static void TrackDefUses(MachineInstr *MI,
 
   for (unsigned i = 0, e = LocalUses.size(); i != e; ++i) {
     unsigned Reg = LocalUses[i];
-    Uses.insert(Reg);
-    for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
-         *Subreg; ++Subreg)
+    for (MCSubRegIterator Subreg(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+         Subreg.isValid(); ++Subreg)
       Uses.insert(*Subreg);
   }
 
   for (unsigned i = 0, e = LocalDefs.size(); i != e; ++i) {
     unsigned Reg = LocalDefs[i];
-    Defs.insert(Reg);
-    for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
-         *Subreg; ++Subreg)
+    for (MCSubRegIterator Subreg(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+         Subreg.isValid(); ++Subreg)
       Defs.insert(*Subreg);
     if (Reg == ARM::CPSR)
       continue;
   }
 }
 
+static bool isCopy(MachineInstr *MI) {
+  switch (MI->getOpcode()) {
+  default:
+    return false;
+  case ARM::MOVr:
+  case ARM::MOVr_TC:
+  case ARM::tMOVr:
+  case ARM::t2MOVr:
+    return true;
+  }
+}
+
 bool
 Thumb2ITBlockPass::MoveCopyOutOfITBlock(MachineInstr *MI,
                                       ARMCC::CondCodes CC, ARMCC::CondCodes OCC,
                                         SmallSet<unsigned, 4> &Defs,
                                         SmallSet<unsigned, 4> &Uses) {
-  unsigned SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx;
-  if (TII->isMoveInstr(*MI, SrcReg, DstReg, SrcSubIdx, DstSubIdx)) {
-    assert(SrcSubIdx == 0 && DstSubIdx == 0 &&
-           "Sub-register indices still around?");
-    // llvm models select's as two-address instructions. That means a copy
-    // is inserted before a t2MOVccr, etc. If the copy is scheduled in
-    // between selects we would end up creating multiple IT blocks.
-
-    // First check if it's safe to move it.
-    if (Uses.count(DstReg) || Defs.count(SrcReg))
-      return false;
-
-    // Then peek at the next instruction to see if it's predicated on CC or OCC.
-    // If not, then there is nothing to be gained by moving the copy.
-    MachineBasicBlock::iterator I = MI; ++I;
-    MachineBasicBlock::iterator E = MI->getParent()->end();
-    if (I != E) {
-      while (I != E && I->isDebugValue())
-        ++I;
-      unsigned NPredReg = 0;
-      ARMCC::CondCodes NCC = getPredicate(I, NPredReg);
-      if (NCC == CC || NCC == OCC)
-        return true;
-    }
+  if (!isCopy(MI))
+    return false;
+  // llvm models select's as two-address instructions. That means a copy
+  // is inserted before a t2MOVccr, etc. If the copy is scheduled in
+  // between selects we would end up creating multiple IT blocks.
+  assert(MI->getOperand(0).getSubReg() == 0 &&
+         MI->getOperand(1).getSubReg() == 0 &&
+         "Sub-register indices still around?");
+
+  unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
+
+  // First check if it's safe to move it.
+  if (Uses.count(DstReg) || Defs.count(SrcReg))
+    return false;
+
+  // If the CPSR is defined by this copy, then we don't want to move it. E.g.,
+  // if we have:
+  //
+  //   movs  r1, r1
+  //   rsb   r1, 0
+  //   movs  r2, r2
+  //   rsb   r2, 0
+  //
+  // we don't want this to be converted to:
+  //
+  //   movs  r1, r1
+  //   movs  r2, r2
+  //   itt   mi
+  //   rsb   r1, 0
+  //   rsb   r2, 0
+  //
+  const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
+  if (MI->hasOptionalDef() &&
+      MI->getOperand(MCID.getNumOperands() - 1).getReg() == ARM::CPSR)
+    return false;
+
+  // Then peek at the next instruction to see if it's predicated on CC or OCC.
+  // If not, then there is nothing to be gained by moving the copy.
+  MachineBasicBlock::iterator I = MI; ++I;
+  MachineBasicBlock::iterator E = MI->getParent()->end();
+  while (I != E && I->isDebugValue())
+    ++I;
+  if (I != E) {
+    unsigned NPredReg = 0;
+    ARMCC::CondCodes NCC = getITInstrPredicate(I, NPredReg);
+    if (NCC == CC || NCC == OCC)
+      return true;
   }
   return false;
 }
@@ -339,7 +169,7 @@ bool Thumb2ITBlockPass::InsertITInstructions(MachineBasicBlock &MBB) {
     MachineInstr *MI = &*MBBI;
     DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
     unsigned PredReg = 0;
-    ARMCC::CondCodes CC = getPredicate(MI, PredReg);
+    ARMCC::CondCodes CC = getITInstrPredicate(MI, PredReg);
     if (CC == ARMCC::AL) {
       ++MBBI;
       continue;
@@ -364,37 +194,42 @@ bool Thumb2ITBlockPass::InsertITInstructions(MachineBasicBlock &MBB) {
     // Form IT block.
     ARMCC::CondCodes OCC = ARMCC::getOppositeCondition(CC);
     unsigned Mask = 0, Pos = 3;
-    // Branches, including tricky ones like LDM_RET, need to end an IT
-    // block so check the instruction we just put in the block.
-    for (; MBBI != E && Pos &&
-           (!MI->getDesc().isBranch() && !MI->getDesc().isReturn()) ; ++MBBI) {
-      if (MBBI->isDebugValue())
-        continue;
-
-      MachineInstr *NMI = &*MBBI;
-      MI = NMI;
-
-      unsigned NPredReg = 0;
-      ARMCC::CondCodes NCC = getPredicate(NMI, NPredReg);
-      if (NCC == CC || NCC == OCC) {
-        Mask |= (NCC & 1) << Pos;
-        // Add implicit use of ITSTATE.
-        NMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(ARM::ITSTATE, false/*ifDef*/,
-                                                true/*isImp*/, false/*isKill*/));
-        LastITMI = NMI;
-      } else {
-        if (NCC == ARMCC::AL &&
-            MoveCopyOutOfITBlock(NMI, CC, OCC, Defs, Uses)) {
-          --MBBI;
-          MBB.remove(NMI);
-          MBB.insert(InsertPos, NMI);
-          ++NumMovedInsts;
+
+    // v8 IT blocks are limited to one conditional op unless -arm-no-restrict-it
+    // is set: skip the loop
+    if (!restrictIT) {
+      // Branches, including tricky ones like LDM_RET, need to end an IT
+      // block so check the instruction we just put in the block.
+      for (; MBBI != E && Pos &&
+             (!MI->isBranch() && !MI->isReturn()) ; ++MBBI) {
+        if (MBBI->isDebugValue())
           continue;
+
+        MachineInstr *NMI = &*MBBI;
+        MI = NMI;
+
+        unsigned NPredReg = 0;
+        ARMCC::CondCodes NCC = getITInstrPredicate(NMI, NPredReg);
+        if (NCC == CC || NCC == OCC) {
+          Mask |= (NCC & 1) << Pos;
+          // Add implicit use of ITSTATE.
+          NMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(ARM::ITSTATE, false/*ifDef*/,
+                                                 true/*isImp*/, false/*isKill*/));
+          LastITMI = NMI;
+        } else {
+          if (NCC == ARMCC::AL &&
+              MoveCopyOutOfITBlock(NMI, CC, OCC, Defs, Uses)) {
+            --MBBI;
+            MBB.remove(NMI);
+            MBB.insert(InsertPos, NMI);
+            ++NumMovedInsts;
+            continue;
+          }
+          break;
         }
-        break;
+        TrackDefUses(NMI, Defs, Uses, TRI);
+        --Pos;
       }
-      TrackDefUses(NMI, Defs, Uses, TRI);
-      --Pos;
     }
 
     // Finalize IT mask.
@@ -406,6 +241,10 @@ bool Thumb2ITBlockPass::InsertITInstructions(MachineBasicBlock &MBB) {
     // Last instruction in IT block kills ITSTATE.
     LastITMI->findRegisterUseOperand(ARM::ITSTATE)->setIsKill();
 
+    // Finalize the bundle.
+    MachineBasicBlock::instr_iterator LI = LastITMI;
+    finalizeBundle(MBB, InsertPos.getInstrIterator(), std::next(LI));
+
     Modified = true;
     ++NumITs;
   }
@@ -416,8 +255,10 @@ bool Thumb2ITBlockPass::InsertITInstructions(MachineBasicBlock &MBB) {
 bool Thumb2ITBlockPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   const TargetMachine &TM = Fn.getTarget();
   AFI = Fn.getInfo<ARMFunctionInfo>();
-  TII = static_cast<const Thumb2InstrInfo*>(TM.getInstrInfo());
-  TRI = TM.getRegisterInfo();
+  TII = static_cast<const Thumb2InstrInfo *>(
+      TM.getSubtargetImpl()->getInstrInfo());
+  TRI = TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
+  restrictIT = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>().restrictIT();
 
   if (!AFI->isThumbFunction())
     return false;
@@ -426,13 +267,10 @@ bool Thumb2ITBlockPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   for (MachineFunction::iterator MFI = Fn.begin(), E = Fn.end(); MFI != E; ) {
     MachineBasicBlock &MBB = *MFI;
     ++MFI;
-    if (PreRegAlloc)
-      Modified |= InsertITBlocks(MBB);
-    else
-      Modified |= InsertITInstructions(MBB);
+    Modified |= InsertITInstructions(MBB);
   }
 
-  if (Modified && !PreRegAlloc)
+  if (Modified)
     AFI->setHasITBlocks(true);
 
   return Modified;
@@ -440,6 +278,6 @@ bool Thumb2ITBlockPass::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 
 /// createThumb2ITBlockPass - Returns an instance of the Thumb2 IT blocks
 /// insertion pass.
-FunctionPass *llvm::createThumb2ITBlockPass(bool PreAlloc) {
-  return new Thumb2ITBlockPass(PreAlloc);
+FunctionPass *llvm::createThumb2ITBlockPass() {
+  return new Thumb2ITBlockPass();
 }