lib/CodeGen/ExpandPostRAPseudos.cpp

   1 //===-- ExpandPostRAPseudos.cpp - Pseudo instruction expansion pass -------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines a pass that expands COPY and SUBREG_TO_REG pseudo
  11 // instructions after register allocation.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #define DEBUG_TYPE "postrapseudos"
  16 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  17 #include "llvm/Function.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 namespace {
  30 struct ExpandPostRA : public MachineFunctionPass {
  31 private:
  32   const TargetRegisterInfo *TRI;
  33   const TargetInstrInfo *TII;
  34
  35 public:
  36   static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
  37   ExpandPostRA() : MachineFunctionPass(ID) {}
  38
  39   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  40     AU.setPreservesCFG();
  41     AU.addPreservedID(MachineLoopInfoID);
  42     AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
  43     MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  44   }
  45
  46   /// runOnMachineFunction - pass entry point
  47   bool runOnMachineFunction(MachineFunction&);
  48
  49 private:
  50   bool LowerSubregToReg(MachineInstr *MI);
  51   bool LowerCopy(MachineInstr *MI);
  52
  53   void TransferDeadFlag(MachineInstr *MI, unsigned DstReg,
  54                         const TargetRegisterInfo *TRI);
  55   void TransferImplicitDefs(MachineInstr *MI);
  56 };
  57 } // end anonymous namespace
  58
  59 char ExpandPostRA::ID = 0;
  60 char &llvm::ExpandPostRAPseudosID = ExpandPostRA::ID;
  61
  62 INITIALIZE_PASS(ExpandPostRA, "postrapseudos",
  63                 "Post-RA pseudo instruction expansion pass", false, false)
  64
  65 /// TransferDeadFlag - MI is a pseudo-instruction with DstReg dead,
  66 /// and the lowered replacement instructions immediately precede it.
  67 /// Mark the replacement instructions with the dead flag.
  68 void
  69 ExpandPostRA::TransferDeadFlag(MachineInstr *MI, unsigned DstReg,
  70                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
  71   for (MachineBasicBlock::iterator MII =
  72         prior(MachineBasicBlock::iterator(MI)); ; --MII) {
  73     if (MII->addRegisterDead(DstReg, TRI))
  74       break;
  75     assert(MII != MI->getParent()->begin() &&
  76            "copyPhysReg output doesn't reference destination register!");
  77   }
  78 }
  79
  80 /// TransferImplicitDefs - MI is a pseudo-instruction, and the lowered
  81 /// replacement instructions immediately precede it.  Copy any implicit-def
  82 /// operands from MI to the replacement instruction.
  83 void
  84 ExpandPostRA::TransferImplicitDefs(MachineInstr *MI) {
  85   MachineBasicBlock::iterator CopyMI = MI;
  86   --CopyMI;
  87
  88   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
  89     MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
  90     if (!MO.isReg() || !MO.isImplicit() || MO.isUse())
  91       continue;
  92     CopyMI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(MO.getReg(), true, true));
  93   }
  94 }
  95
  96 bool ExpandPostRA::LowerSubregToReg(MachineInstr *MI) {
  97   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
  98   assert((MI->getOperand(0).isReg() && MI->getOperand(0).isDef()) &&
  99          MI->getOperand(1).isImm() &&
 100          (MI->getOperand(2).isReg() && MI->getOperand(2).isUse()) &&
 101           MI->getOperand(3).isImm() && "Invalid subreg_to_reg");
 102
 103   unsigned DstReg  = MI->getOperand(0).getReg();
 104   unsigned InsReg  = MI->getOperand(2).getReg();
 105   assert(!MI->getOperand(2).getSubReg() && "SubIdx on physreg?");
 106   unsigned SubIdx  = MI->getOperand(3).getImm();
 107
 108   assert(SubIdx != 0 && "Invalid index for insert_subreg");
 109   unsigned DstSubReg = TRI->getSubReg(DstReg, SubIdx);
 110
 111   assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(DstReg) &&
 112          "Insert destination must be in a physical register");
 113   assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(InsReg) &&
 114          "Inserted value must be in a physical register");
 115
 116   DEBUG(dbgs() << "subreg: CONVERTING: " << *MI);
 117
 118   if (DstSubReg == InsReg) {
 119     // No need to insert an identify copy instruction.
 120     // Watch out for case like this:
 121     // %RAX<def> = SUBREG_TO_REG 0, %EAX<kill>, 3
 122     // We must leave %RAX live.
 123     if (DstReg != InsReg) {
 124       MI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::KILL));
 125       MI->RemoveOperand(3);     // SubIdx
 126       MI->RemoveOperand(1);     // Imm
 127       DEBUG(dbgs() << "subreg: replace by: " << *MI);
 128       return true;
 129     }
 130     DEBUG(dbgs() << "subreg: eliminated!");
 131   } else {
 132     TII->copyPhysReg(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), DstSubReg, InsReg,
 133                      MI->getOperand(2).isKill());
 134
 135     // Implicitly define DstReg for subsequent uses.
 136     MachineBasicBlock::iterator CopyMI = MI;
 137     --CopyMI;
 138     CopyMI->addRegisterDefined(DstReg);
 139
 140     // Transfer the kill/dead flags, if needed.
 141     if (MI->getOperand(0).isDead())
 142       TransferDeadFlag(MI, DstSubReg, TRI);
 143     DEBUG(dbgs() << "subreg: " << *CopyMI);
 144   }
 145
 146   DEBUG(dbgs() << '\n');
 147   MBB->erase(MI);
 148   return true;
 149 }
 150
 151 bool ExpandPostRA::LowerCopy(MachineInstr *MI) {
 152   MachineOperand &DstMO = MI->getOperand(0);
 153   MachineOperand &SrcMO = MI->getOperand(1);
 154
 155   if (SrcMO.getReg() == DstMO.getReg()) {
 156     DEBUG(dbgs() << "identity copy: " << *MI);
 157     // No need to insert an identity copy instruction, but replace with a KILL
 158     // if liveness is changed.
 159     if (DstMO.isDead() || SrcMO.isUndef() || MI->getNumOperands() > 2) {
 160       // We must make sure the super-register gets killed. Replace the
 161       // instruction with KILL.
 162       MI->setDesc(TII->get(TargetOpcode::KILL));
 163       DEBUG(dbgs() << "replaced by:   " << *MI);
 164       return true;
 165     }
 166     // Vanilla identity copy.
 167     MI->eraseFromParent();
 168     return true;
 169   }
 170
 171   DEBUG(dbgs() << "real copy:   " << *MI);
 172   TII->copyPhysReg(*MI->getParent(), MI, MI->getDebugLoc(),
 173                    DstMO.getReg(), SrcMO.getReg(), SrcMO.isKill());
 174
 175   if (DstMO.isDead())
 176     TransferDeadFlag(MI, DstMO.getReg(), TRI);
 177   if (MI->getNumOperands() > 2)
 178     TransferImplicitDefs(MI);
 179   DEBUG({
 180     MachineBasicBlock::iterator dMI = MI;
 181     dbgs() << "replaced by: " << *(--dMI);
 182   });
 183   MI->eraseFromParent();
 184   return true;
 185 }
 186
 187 /// runOnMachineFunction - Reduce subregister inserts and extracts to register
 188 /// copies.
 189 ///
 190 bool ExpandPostRA::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 191   DEBUG(dbgs() << "Machine Function\n"
 192                << "********** EXPANDING POST-RA PSEUDO INSTRS **********\n"
 193                << "********** Function: "
 194                << MF.getFunction()->getName() << '\n');
 195   TRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 196   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 197
 198   bool MadeChange = false;
 199
 200   for (MachineFunction::iterator mbbi = MF.begin(), mbbe = MF.end();
 201        mbbi != mbbe; ++mbbi) {
 202     for (MachineBasicBlock::iterator mi = mbbi->begin(), me = mbbi->end();
 203          mi != me;) {
 204       MachineInstr *MI = mi;
 205       // Advance iterator here because MI may be erased.
 206       ++mi;
 207
 208       // Only expand pseudos.
 209       if (!MI->isPseudo())
 210         continue;
 211
 212       // Give targets a chance to expand even standard pseudos.
 213       if (TII->expandPostRAPseudo(MI)) {
 214         MadeChange = true;
 215         continue;
 216       }
 217
 218       // Expand standard pseudos.
 219       switch (MI->getOpcode()) {
 220       case TargetOpcode::SUBREG_TO_REG:
 221         MadeChange |= LowerSubregToReg(MI);
 222         break;
 223       case TargetOpcode::COPY:
 224         MadeChange |= LowerCopy(MI);
 225         break;
 226       case TargetOpcode::DBG_VALUE:
 227         continue;
 228       case TargetOpcode::INSERT_SUBREG:
 229       case TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG:
 230         llvm_unreachable("Sub-register pseudos should have been eliminated.");
 231       }
 232     }
 233   }
 234
 235   return MadeChange;
 236 }