lib/CodeGen/SelectionDAG/FastISel.cpp

   1 //===-- FastISel.cpp - Implementation of the FastISel class ---------------===//
   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 contains the implementation of the FastISel class.
  11 //
  12 // "Fast" instruction selection is designed to emit very poor code quickly.
  13 // Also, it is not designed to be able to do much lowering, so most illegal
  14 // types (e.g. i64 on 32-bit targets) and operations are not supported.  It is
  15 // also not intended to be able to do much optimization, except in a few cases
  16 // where doing optimizations reduces overall compile time.  For example, folding
  17 // constants into immediate fields is often done, because it's cheap and it
  18 // reduces the number of instructions later phases have to examine.
  19 //
  20 // "Fast" instruction selection is able to fail gracefully and transfer
  21 // control to the SelectionDAG selector for operations that it doesn't
  22 // support.  In many cases, this allows us to avoid duplicating a lot of
  23 // the complicated lowering logic that SelectionDAG currently has.
  24 //
  25 // The intended use for "fast" instruction selection is "-O0" mode
  26 // compilation, where the quality of the generated code is irrelevant when
  27 // weighed against the speed at which the code can be generated.  Also,
  28 // at -O0, the LLVM optimizers are not running, and this makes the
  29 // compile time of codegen a much higher portion of the overall compile
  30 // time.  Despite its limitations, "fast" instruction selection is able to
  31 // handle enough code on its own to provide noticeable overall speedups
  32 // in -O0 compiles.
  33 //
  34 // Basic operations are supported in a target-independent way, by reading
  35 // the same instruction descriptions that the SelectionDAG selector reads,
  36 // and identifying simple arithmetic operations that can be directly selected
  37 // from simple operators.  More complicated operations currently require
  38 // target-specific code.
  39 //
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 #define DEBUG_TYPE "isel"
  43 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  44 #include "llvm/ADT/Optional.h"
  45 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  46 #include "llvm/Analysis/Loads.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/Analysis.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  52 #include "llvm/DebugInfo.h"
  53 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  54 #include "llvm/IR/Function.h"
  55 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  56 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  57 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  58 #include "llvm/IR/Operator.h"
  59 #include "llvm/Support/Debug.h"
  60 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  61 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  62 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  63 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  64 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  65 using namespace llvm;
  66
  67 STATISTIC(NumFastIselSuccessIndependent, "Number of insts selected by "
  68           "target-independent selector");
  69 STATISTIC(NumFastIselSuccessTarget, "Number of insts selected by "
  70           "target-specific selector");
  71 STATISTIC(NumFastIselDead, "Number of dead insts removed on failure");
  72
  73 /// startNewBlock - Set the current block to which generated machine
  74 /// instructions will be appended, and clear the local CSE map.
  75 ///
  76 void FastISel::startNewBlock() {
  77   LocalValueMap.clear();
  78
  79   // Instructions are appended to FuncInfo.MBB. If the basic block already
  80   // contains labels or copies, use the last instruction as the last local
  81   // value.
  82   EmitStartPt = 0;
  83   if (!FuncInfo.MBB->empty())
  84     EmitStartPt = &FuncInfo.MBB->back();
  85   LastLocalValue = EmitStartPt;
  86 }
  87
  88 bool FastISel::LowerArguments() {
  89   if (!FuncInfo.CanLowerReturn)
  90     // Fallback to SDISel argument lowering code to deal with sret pointer
  91     // parameter.
  92     return false;
  93
  94   if (!FastLowerArguments())
  95     return false;
  96
  97   // Enter arguments into ValueMap for uses in non-entry BBs.
  98   for (Function::const_arg_iterator I = FuncInfo.Fn->arg_begin(),
  99          E = FuncInfo.Fn->arg_end(); I != E; ++I) {
 100     DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator VI = LocalValueMap.find(I);
 101     assert(VI != LocalValueMap.end() && "Missed an argument?");
 102     FuncInfo.ValueMap[I] = VI->second;
 103   }
 104   return true;
 105 }
 106
 107 void FastISel::flushLocalValueMap() {
 108   LocalValueMap.clear();
 109   LastLocalValue = EmitStartPt;
 110   recomputeInsertPt();
 111 }
 112
 113 bool FastISel::hasTrivialKill(const Value *V) const {
 114   // Don't consider constants or arguments to have trivial kills.
 115   const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V);
 116   if (!I)
 117     return false;
 118
 119   // No-op casts are trivially coalesced by fast-isel.
 120   if (const CastInst *Cast = dyn_cast<CastInst>(I))
 121     if (Cast->isNoopCast(TD.getIntPtrType(Cast->getContext())) &&
 122         !hasTrivialKill(Cast->getOperand(0)))
 123       return false;
 124
 125   // GEPs with all zero indices are trivially coalesced by fast-isel.
 126   if (const GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(I))
 127     if (GEP->hasAllZeroIndices() && !hasTrivialKill(GEP->getOperand(0)))
 128       return false;
 129
 130   // Only instructions with a single use in the same basic block are considered
 131   // to have trivial kills.
 132   return I->hasOneUse() &&
 133          !(I->getOpcode() == Instruction::BitCast ||
 134            I->getOpcode() == Instruction::PtrToInt ||
 135            I->getOpcode() == Instruction::IntToPtr) &&
 136          cast<Instruction>(*I->use_begin())->getParent() == I->getParent();
 137 }
 138
 139 unsigned FastISel::getRegForValue(const Value *V) {
 140   EVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
 141   // Don't handle non-simple values in FastISel.
 142   if (!RealVT.isSimple())
 143     return 0;
 144
 145   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
 146   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
 147   // of whether FastISel can handle them.
 148   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
 149   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 150     // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
 151     if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
 152       VT = TLI.getTypeToTransformTo(V->getContext(), VT).getSimpleVT();
 153     else
 154       return 0;
 155   }
 156
 157   // Look up the value to see if we already have a register for it.
 158   unsigned Reg = lookUpRegForValue(V);
 159   if (Reg != 0)
 160     return Reg;
 161
 162   // In bottom-up mode, just create the virtual register which will be used
 163   // to hold the value. It will be materialized later.
 164   if (isa<Instruction>(V) &&
 165       (!isa<AllocaInst>(V) ||
 166        !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(V))))
 167     return FuncInfo.InitializeRegForValue(V);
 168
 169   SavePoint SaveInsertPt = enterLocalValueArea();
 170
 171   // Materialize the value in a register. Emit any instructions in the
 172   // local value area.
 173   Reg = materializeRegForValue(V, VT);
 174
 175   leaveLocalValueArea(SaveInsertPt);
 176
 177   return Reg;
 178 }
 179
 180 /// materializeRegForValue - Helper for getRegForValue. This function is
 181 /// called when the value isn't already available in a register and must
 182 /// be materialized with new instructions.
 183 unsigned FastISel::materializeRegForValue(const Value *V, MVT VT) {
 184   unsigned Reg = 0;
 185
 186   if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 187     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
 188       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
 189   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
 190     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
 191   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
 192     // Translate this as an integer zero so that it can be
 193     // local-CSE'd with actual integer zeros.
 194     Reg =
 195       getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType(V->getContext())));
 196   } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 197     if (CF->isNullValue()) {
 198       Reg = TargetMaterializeFloatZero(CF);
 199     } else {
 200       // Try to emit the constant directly.
 201       Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
 202     }
 203
 204     if (!Reg) {
 205       // Try to emit the constant by using an integer constant with a cast.
 206       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
 207       EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 208
 209       uint64_t x[2];
 210       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 211       bool isExact;
 212       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 213                                   APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 214       if (isExact) {
 215         APInt IntVal(IntBitWidth, x);
 216
 217         unsigned IntegerReg =
 218           getRegForValue(ConstantInt::get(V->getContext(), IntVal));
 219         if (IntegerReg != 0)
 220           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP,
 221                            IntegerReg, /*Kill=*/false);
 222       }
 223     }
 224   } else if (const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V)) {
 225     if (!SelectOperator(Op, Op->getOpcode()))
 226       if (!isa<Instruction>(Op) ||
 227           !TargetSelectInstruction(cast<Instruction>(Op)))
 228         return 0;
 229     Reg = lookUpRegForValue(Op);
 230   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
 231     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 232     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 233             TII.get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), Reg);
 234   }
 235
 236   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
 237   // code a try.
 238   if (!Reg && isa<Constant>(V))
 239     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
 240
 241   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
 242   // To do so would require tracking what uses they dominate.
 243   if (Reg != 0) {
 244     LocalValueMap[V] = Reg;
 245     LastLocalValue = MRI.getVRegDef(Reg);
 246   }
 247   return Reg;
 248 }
 249
 250 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(const Value *V) {
 251   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
 252   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
 253   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
 254   // def-dominates-use requirement enforced.
 255   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(V);
 256   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
 257     return I->second;
 258   return LocalValueMap[V];
 259 }
 260
 261 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
 262 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
 263 /// determined register.
 264 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
 265 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
 266 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
 267 void FastISel::UpdateValueMap(const Value *I, unsigned Reg, unsigned NumRegs) {
 268   if (!isa<Instruction>(I)) {
 269     LocalValueMap[I] = Reg;
 270     return;
 271   }
 272
 273   unsigned &AssignedReg = FuncInfo.ValueMap[I];
 274   if (AssignedReg == 0)
 275     // Use the new register.
 276     AssignedReg = Reg;
 277   else if (Reg != AssignedReg) {
 278     // Arrange for uses of AssignedReg to be replaced by uses of Reg.
 279     for (unsigned i = 0; i < NumRegs; i++)
 280       FuncInfo.RegFixups[AssignedReg+i] = Reg+i;
 281
 282     AssignedReg = Reg;
 283   }
 284 }
 285
 286 std::pair<unsigned, bool> FastISel::getRegForGEPIndex(const Value *Idx) {
 287   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
 288   if (IdxN == 0)
 289     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 290     return std::pair<unsigned, bool>(0, false);
 291
 292   bool IdxNIsKill = hasTrivialKill(Idx);
 293
 294   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
 295   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
 296   EVT IdxVT = EVT::getEVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
 297   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT)) {
 298     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::SIGN_EXTEND,
 299                       IdxN, IdxNIsKill);
 300     IdxNIsKill = true;
 301   }
 302   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT)) {
 303     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::TRUNCATE,
 304                       IdxN, IdxNIsKill);
 305     IdxNIsKill = true;
 306   }
 307   return std::pair<unsigned, bool>(IdxN, IdxNIsKill);
 308 }
 309
 310 void FastISel::recomputeInsertPt() {
 311   if (getLastLocalValue()) {
 312     FuncInfo.InsertPt = getLastLocalValue();
 313     FuncInfo.MBB = FuncInfo.InsertPt->getParent();
 314     ++FuncInfo.InsertPt;
 315   } else
 316     FuncInfo.InsertPt = FuncInfo.MBB->getFirstNonPHI();
 317
 318   // Now skip past any EH_LABELs, which must remain at the beginning.
 319   while (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->end() &&
 320          FuncInfo.InsertPt->getOpcode() == TargetOpcode::EH_LABEL)
 321     ++FuncInfo.InsertPt;
 322 }
 323
 324 void FastISel::removeDeadCode(MachineBasicBlock::iterator I,
 325                               MachineBasicBlock::iterator E) {
 326   assert (I && E && std::distance(I, E) > 0 && "Invalid iterator!");
 327   while (I != E) {
 328     MachineInstr *Dead = &*I;
 329     ++I;
 330     Dead->eraseFromParent();
 331     ++NumFastIselDead;
 332   }
 333   recomputeInsertPt();
 334 }
 335
 336 FastISel::SavePoint FastISel::enterLocalValueArea() {
 337   MachineBasicBlock::iterator OldInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 338   DebugLoc OldDL = DL;
 339   recomputeInsertPt();
 340   DL = DebugLoc();
 341   SavePoint SP = { OldInsertPt, OldDL };
 342   return SP;
 343 }
 344
 345 void FastISel::leaveLocalValueArea(SavePoint OldInsertPt) {
 346   if (FuncInfo.InsertPt != FuncInfo.MBB->begin())
 347     LastLocalValue = llvm::prior(FuncInfo.InsertPt);
 348
 349   // Restore the previous insert position.
 350   FuncInfo.InsertPt = OldInsertPt.InsertPt;
 351   DL = OldInsertPt.DL;
 352 }
 353
 354 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
 355 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
 356 ///
 357 bool FastISel::SelectBinaryOp(const User *I, unsigned ISDOpcode) {
 358   EVT VT = EVT::getEVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
 359   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
 360     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 361     return false;
 362
 363   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
 364   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
 365   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
 366   // support it.
 367   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 368     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
 369     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
 370     if (VT == MVT::i1 &&
 371         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
 372          ISDOpcode == ISD::XOR))
 373       VT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), VT);
 374     else
 375       return false;
 376   }
 377
 378   // Check if the first operand is a constant, and handle it as "ri".  At -O0,
 379   // we don't have anything that canonicalizes operand order.
 380   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(0)))
 381     if (isa<Instruction>(I) && cast<Instruction>(I)->isCommutative()) {
 382       unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 383       if (Op1 == 0) return false;
 384
 385       bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
 386
 387       unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op1,
 388                                         Op1IsKill, CI->getZExtValue(),
 389                                         VT.getSimpleVT());
 390       if (ResultReg == 0) return false;
 391
 392       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 393       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 394       return true;
 395     }
 396
 397
 398   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 399   if (Op0 == 0)   // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 400     return false;
 401
 402   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 403
 404   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
 405   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 406     uint64_t Imm = CI->getZExtValue();
 407
 408     // Transform "sdiv exact X, 8" -> "sra X, 3".
 409     if (ISDOpcode == ISD::SDIV && isa<BinaryOperator>(I) &&
 410         cast<BinaryOperator>(I)->isExact() &&
 411         isPowerOf2_64(Imm)) {
 412       Imm = Log2_64(Imm);
 413       ISDOpcode = ISD::SRA;
 414     }
 415
 416     // Transform "urem x, pow2" -> "and x, pow2-1".
 417     if (ISDOpcode == ISD::UREM && isa<BinaryOperator>(I) &&
 418         isPowerOf2_64(Imm)) {
 419       --Imm;
 420       ISDOpcode = ISD::AND;
 421     }
 422
 423     unsigned ResultReg = FastEmit_ri_(VT.getSimpleVT(), ISDOpcode, Op0,
 424                                       Op0IsKill, Imm, VT.getSimpleVT());
 425     if (ResultReg == 0) return false;
 426
 427     // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 428     UpdateValueMap(I, ResultReg);
 429     return true;
 430   }
 431
 432   // Check if the second operand is a constant float.
 433   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
 434     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 435                                      ISDOpcode, Op0, Op0IsKill, CF);
 436     if (ResultReg != 0) {
 437       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 438       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 439       return true;
 440     }
 441   }
 442
 443   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 444   if (Op1 == 0)
 445     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 446     return false;
 447
 448   bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
 449
 450   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
 451   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 452                                    ISDOpcode,
 453                                    Op0, Op0IsKill,
 454                                    Op1, Op1IsKill);
 455   if (ResultReg == 0)
 456     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
 457     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
 458     return false;
 459
 460   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 461   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 462   return true;
 463 }
 464
 465 bool FastISel::SelectGetElementPtr(const User *I) {
 466   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
 467   if (N == 0)
 468     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 469     return false;
 470
 471   bool NIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 472
 473   // Keep a running tab of the total offset to coalesce multiple N = N + Offset
 474   // into a single N = N + TotalOffset.
 475   uint64_t TotalOffs = 0;
 476   // FIXME: What's a good SWAG number for MaxOffs?
 477   uint64_t MaxOffs = 2048;
 478   Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 479   MVT VT = TLI.getPointerTy();
 480   for (GetElementPtrInst::const_op_iterator OI = I->op_begin()+1,
 481        E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
 482     const Value *Idx = *OI;
 483     if (StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 484       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
 485       if (Field) {
 486         // N = N + Offset
 487         TotalOffs += TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
 488         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
 489           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 490           if (N == 0)
 491             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 492             return false;
 493           NIsKill = true;
 494           TotalOffs = 0;
 495         }
 496       }
 497       Ty = StTy->getElementType(Field);
 498     } else {
 499       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
 500
 501       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
 502       if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 503         if (CI->isZero()) continue;
 504         // N = N + Offset
 505         TotalOffs +=
 506           TD.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
 507         if (TotalOffs >= MaxOffs) {
 508           N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 509           if (N == 0)
 510             // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 511             return false;
 512           NIsKill = true;
 513           TotalOffs = 0;
 514         }
 515         continue;
 516       }
 517       if (TotalOffs) {
 518         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 519         if (N == 0)
 520           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 521           return false;
 522         NIsKill = true;
 523         TotalOffs = 0;
 524       }
 525
 526       // N = N + Idx * ElementSize;
 527       uint64_t ElementSize = TD.getTypeAllocSize(Ty);
 528       std::pair<unsigned, bool> Pair = getRegForGEPIndex(Idx);
 529       unsigned IdxN = Pair.first;
 530       bool IdxNIsKill = Pair.second;
 531       if (IdxN == 0)
 532         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 533         return false;
 534
 535       if (ElementSize != 1) {
 536         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, IdxNIsKill, ElementSize, VT);
 537         if (IdxN == 0)
 538           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 539           return false;
 540         IdxNIsKill = true;
 541       }
 542       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, NIsKill, IdxN, IdxNIsKill);
 543       if (N == 0)
 544         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 545         return false;
 546     }
 547   }
 548   if (TotalOffs) {
 549     N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, NIsKill, TotalOffs, VT);
 550     if (N == 0)
 551       // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 552       return false;
 553   }
 554
 555   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 556   UpdateValueMap(I, N);
 557   return true;
 558 }
 559
 560 bool FastISel::SelectCall(const User *I) {
 561   const CallInst *Call = cast<CallInst>(I);
 562
 563   // Handle simple inline asms.
 564   if (const InlineAsm *IA = dyn_cast<InlineAsm>(Call->getCalledValue())) {
 565     // Don't attempt to handle constraints.
 566     if (!IA->getConstraintString().empty())
 567       return false;
 568
 569     unsigned ExtraInfo = 0;
 570     if (IA->hasSideEffects())
 571       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_HasSideEffects;
 572     if (IA->isAlignStack())
 573       ExtraInfo |= InlineAsm::Extra_IsAlignStack;
 574
 575     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 576             TII.get(TargetOpcode::INLINEASM))
 577       .addExternalSymbol(IA->getAsmString().c_str())
 578       .addImm(ExtraInfo);
 579     return true;
 580   }
 581
 582   MachineModuleInfo &MMI = FuncInfo.MF->getMMI();
 583   ComputeUsesVAFloatArgument(*Call, &MMI);
 584
 585   const Function *F = Call->getCalledFunction();
 586   if (!F) return false;
 587
 588   // Handle selected intrinsic function calls.
 589   switch (F->getIntrinsicID()) {
 590   default: break;
 591     // At -O0 we don't care about the lifetime intrinsics.
 592   case Intrinsic::lifetime_start:
 593   case Intrinsic::lifetime_end:
 594     // The donothing intrinsic does, well, nothing.
 595   case Intrinsic::donothing:
 596     return true;
 597
 598   case Intrinsic::dbg_declare: {
 599     const DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(Call);
 600     DIVariable DIVar(DI->getVariable());
 601     assert((!DIVar || DIVar.isVariable()) &&
 602       "Variable in DbgDeclareInst should be either null or a DIVariable.");
 603     if (!DIVar ||
 604         !FuncInfo.MF->getMMI().hasDebugInfo()) {
 605       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 606       return true;
 607     }
 608
 609     const Value *Address = DI->getAddress();
 610     if (!Address || isa<UndefValue>(Address)) {
 611       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 612       return true;
 613     }
 614
 615     Optional<MachineOperand> Op;
 616     if (const Argument *Arg = dyn_cast<Argument>(Address))
 617       // Some arguments' frame index is recorded during argument lowering.
 618       if (int FI = FuncInfo.getArgumentFrameIndex(Arg))
 619         Op = MachineOperand::CreateFI(FI);
 620     if (!Op)
 621       if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(Address))
 622         Op = MachineOperand::CreateReg(Reg, false);
 623
 624     // If we have a VLA that has a "use" in a metadata node that's then used
 625     // here but it has no other uses, then we have a problem. E.g.,
 626     //
 627     //   int foo (const int *x) {
 628     //     char a[*x];
 629     //     return 0;
 630     //   }
 631     //
 632     // If we assign 'a' a vreg and fast isel later on has to use the selection
 633     // DAG isel, it will want to copy the value to the vreg. However, there are
 634     // no uses, which goes counter to what selection DAG isel expects.
 635     if (!Op && !Address->use_empty() && isa<Instruction>(Address) &&
 636         (!isa<AllocaInst>(Address) ||
 637          !FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(Address))))
 638       Op = MachineOperand::CreateReg(FuncInfo.InitializeRegForValue(Address),
 639                                       false);
 640
 641     if (Op && Op->isReg())
 642       Op->setIsDebug(true);
 643
 644     if (Op)
 645       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL,
 646               TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE)).addOperand(*Op).addImm(0)
 647           .addMetadata(DI->getVariable());
 648     else
 649       // We can't yet handle anything else here because it would require
 650       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
 651       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 652     return true;
 653   }
 654   case Intrinsic::dbg_value: {
 655     // This form of DBG_VALUE is target-independent.
 656     const DbgValueInst *DI = cast<DbgValueInst>(Call);
 657     const MCInstrDesc &II = TII.get(TargetOpcode::DBG_VALUE);
 658     const Value *V = DI->getValue();
 659     if (!V) {
 660       // Currently the optimizer can produce this; insert an undef to
 661       // help debugging.  Probably the optimizer should not do this.
 662       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 663         .addReg(0U).addImm(DI->getOffset())
 664         .addMetadata(DI->getVariable());
 665     } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
 666       if (CI->getBitWidth() > 64)
 667         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 668           .addCImm(CI).addImm(DI->getOffset())
 669           .addMetadata(DI->getVariable());
 670       else
 671         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 672           .addImm(CI->getZExtValue()).addImm(DI->getOffset())
 673           .addMetadata(DI->getVariable());
 674     } else if (const ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
 675       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 676         .addFPImm(CF).addImm(DI->getOffset())
 677         .addMetadata(DI->getVariable());
 678     } else if (unsigned Reg = lookUpRegForValue(V)) {
 679       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
 680         .addReg(Reg, RegState::Debug).addImm(DI->getOffset())
 681         .addMetadata(DI->getVariable());
 682     } else {
 683       // We can't yet handle anything else here because it would require
 684       // generating code, thus altering codegen because of debug info.
 685       DEBUG(dbgs() << "Dropping debug info for " << *DI << "\n");
 686     }
 687     return true;
 688   }
 689   case Intrinsic::objectsize: {
 690     ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(Call->getArgOperand(1));
 691     unsigned long long Res = CI->isZero() ? -1ULL : 0;
 692     Constant *ResCI = ConstantInt::get(Call->getType(), Res);
 693     unsigned ResultReg = getRegForValue(ResCI);
 694     if (ResultReg == 0)
 695       return false;
 696     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
 697     return true;
 698   }
 699   case Intrinsic::expect: {
 700     unsigned ResultReg = getRegForValue(Call->getArgOperand(0));
 701     if (ResultReg == 0)
 702       return false;
 703     UpdateValueMap(Call, ResultReg);
 704     return true;
 705   }
 706   }
 707
 708   // Usually, it does not make sense to initialize a value,
 709   // make an unrelated function call and use the value, because
 710   // it tends to be spilled on the stack. So, we move the pointer
 711   // to the last local value to the beginning of the block, so that
 712   // all the values which have already been materialized,
 713   // appear after the call. It also makes sense to skip intrinsics
 714   // since they tend to be inlined.
 715   if (!isa<IntrinsicInst>(Call))
 716     flushLocalValueMap();
 717
 718   // An arbitrary call. Bail.
 719   return false;
 720 }
 721
 722 bool FastISel::SelectCast(const User *I, unsigned Opcode) {
 723   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 724   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 725
 726   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 727       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
 728     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 729     return false;
 730
 731   // Check if the destination type is legal.
 732   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
 733     return false;
 734
 735   // Check if the source operand is legal.
 736   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
 737     return false;
 738
 739   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 740   if (!InputReg)
 741     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
 742     return false;
 743
 744   bool InputRegIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 745
 746   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
 747                                   DstVT.getSimpleVT(),
 748                                   Opcode,
 749                                   InputReg, InputRegIsKill);
 750   if (!ResultReg)
 751     return false;
 752
 753   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 754   return true;
 755 }
 756
 757 bool FastISel::SelectBitCast(const User *I) {
 758   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
 759   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
 760     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 761     if (Reg == 0)
 762       return false;
 763     UpdateValueMap(I, Reg);
 764     return true;
 765   }
 766
 767   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BITCAST operators.
 768   EVT SrcEVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 769   EVT DstEVT = TLI.getValueType(I->getType());
 770   if (SrcEVT == MVT::Other || DstEVT == MVT::Other ||
 771       !TLI.isTypeLegal(SrcEVT) || !TLI.isTypeLegal(DstEVT))
 772     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 773     return false;
 774
 775   MVT SrcVT = SrcEVT.getSimpleVT();
 776   MVT DstVT = DstEVT.getSimpleVT();
 777   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 778   if (Op0 == 0)
 779     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 780     return false;
 781
 782   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
 783
 784   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
 785   unsigned ResultReg = 0;
 786   if (SrcVT == DstVT) {
 787     const TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 788     const TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
 789     // Don't attempt a cross-class copy. It will likely fail.
 790     if (SrcClass == DstClass) {
 791       ResultReg = createResultReg(DstClass);
 792       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
 793               ResultReg).addReg(Op0);
 794     }
 795   }
 796
 797   // If the reg-reg copy failed, select a BITCAST opcode.
 798   if (!ResultReg)
 799     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT, DstVT, ISD::BITCAST, Op0, Op0IsKill);
 800
 801   if (!ResultReg)
 802     return false;
 803
 804   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 805   return true;
 806 }
 807
 808 bool
 809 FastISel::SelectInstruction(const Instruction *I) {
 810   // Just before the terminator instruction, insert instructions to
 811   // feed PHI nodes in successor blocks.
 812   if (isa<TerminatorInst>(I))
 813     if (!HandlePHINodesInSuccessorBlocks(I->getParent()))
 814       return false;
 815
 816   DL = I->getDebugLoc();
 817
 818   MachineBasicBlock::iterator SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 819
 820   // As a special case, don't handle calls to builtin library functions that
 821   // may be translated directly to target instructions.
 822   if (const CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(I)) {
 823     const Function *F = Call->getCalledFunction();
 824     LibFunc::Func Func;
 825     if (F && !F->hasLocalLinkage() && F->hasName() &&
 826         LibInfo->getLibFunc(F->getName(), Func) &&
 827         LibInfo->hasOptimizedCodeGen(Func))
 828       return false;
 829   }
 830
 831   // First, try doing target-independent selection.
 832   if (SelectOperator(I, I->getOpcode())) {
 833     ++NumFastIselSuccessIndependent;
 834     DL = DebugLoc();
 835     return true;
 836   }
 837   // Remove dead code.  However, ignore call instructions since we've flushed
 838   // the local value map and recomputed the insert point.
 839   if (!isa<CallInst>(I)) {
 840     recomputeInsertPt();
 841     if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
 842       removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
 843   }
 844
 845   // Next, try calling the target to attempt to handle the instruction.
 846   SavedInsertPt = FuncInfo.InsertPt;
 847   if (TargetSelectInstruction(I)) {
 848     ++NumFastIselSuccessTarget;
 849     DL = DebugLoc();
 850     return true;
 851   }
 852   // Check for dead code and remove as necessary.
 853   recomputeInsertPt();
 854   if (SavedInsertPt != FuncInfo.InsertPt)
 855     removeDeadCode(FuncInfo.InsertPt, SavedInsertPt);
 856
 857   DL = DebugLoc();
 858   return false;
 859 }
 860
 861 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 862 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 863 /// the CFG.
 864 void
 865 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc, DebugLoc DL) {
 866
 867   if (FuncInfo.MBB->getBasicBlock()->size() > 1 &&
 868       FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
 869     // For more accurate line information if this is the only instruction
 870     // in the block then emit it, otherwise we have the unconditional
 871     // fall-through case, which needs no instructions.
 872   } else {
 873     // The unconditional branch case.
 874     TII.InsertBranch(*FuncInfo.MBB, MSucc, NULL,
 875                      SmallVector<MachineOperand, 0>(), DL);
 876   }
 877   FuncInfo.MBB->addSuccessor(MSucc);
 878 }
 879
 880 /// SelectFNeg - Emit an FNeg operation.
 881 ///
 882 bool
 883 FastISel::SelectFNeg(const User *I) {
 884   unsigned OpReg = getRegForValue(BinaryOperator::getFNegArgument(I));
 885   if (OpReg == 0) return false;
 886
 887   bool OpRegIsKill = hasTrivialKill(I);
 888
 889   // If the target has ISD::FNEG, use it.
 890   EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 891   unsigned ResultReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 892                                   ISD::FNEG, OpReg, OpRegIsKill);
 893   if (ResultReg != 0) {
 894     UpdateValueMap(I, ResultReg);
 895     return true;
 896   }
 897
 898   // Bitcast the value to integer, twiddle the sign bit with xor,
 899   // and then bitcast it back to floating-point.
 900   if (VT.getSizeInBits() > 64) return false;
 901   EVT IntVT = EVT::getIntegerVT(I->getContext(), VT.getSizeInBits());
 902   if (!TLI.isTypeLegal(IntVT))
 903     return false;
 904
 905   unsigned IntReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 906                                ISD::BITCAST, OpReg, OpRegIsKill);
 907   if (IntReg == 0)
 908     return false;
 909
 910   unsigned IntResultReg = FastEmit_ri_(IntVT.getSimpleVT(), ISD::XOR,
 911                                        IntReg, /*Kill=*/true,
 912                                        UINT64_C(1) << (VT.getSizeInBits()-1),
 913                                        IntVT.getSimpleVT());
 914   if (IntResultReg == 0)
 915     return false;
 916
 917   ResultReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 918                          ISD::BITCAST, IntResultReg, /*Kill=*/true);
 919   if (ResultReg == 0)
 920     return false;
 921
 922   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 923   return true;
 924 }
 925
 926 bool
 927 FastISel::SelectExtractValue(const User *U) {
 928   const ExtractValueInst *EVI = dyn_cast<ExtractValueInst>(U);
 929   if (!EVI)
 930     return false;
 931
 932   // Make sure we only try to handle extracts with a legal result.  But also
 933   // allow i1 because it's easy.
 934   EVT RealVT = TLI.getValueType(EVI->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
 935   if (!RealVT.isSimple())
 936     return false;
 937   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
 938   if (!TLI.isTypeLegal(VT) && VT != MVT::i1)
 939     return false;
 940
 941   const Value *Op0 = EVI->getOperand(0);
 942   Type *AggTy = Op0->getType();
 943
 944   // Get the base result register.
 945   unsigned ResultReg;
 946   DenseMap<const Value *, unsigned>::iterator I = FuncInfo.ValueMap.find(Op0);
 947   if (I != FuncInfo.ValueMap.end())
 948     ResultReg = I->second;
 949   else if (isa<Instruction>(Op0))
 950     ResultReg = FuncInfo.InitializeRegForValue(Op0);
 951   else
 952     return false; // fast-isel can't handle aggregate constants at the moment
 953
 954   // Get the actual result register, which is an offset from the base register.
 955   unsigned VTIndex = ComputeLinearIndex(AggTy, EVI->getIndices());
 956
 957   SmallVector<EVT, 4> AggValueVTs;
 958   ComputeValueVTs(TLI, AggTy, AggValueVTs);
 959
 960   for (unsigned i = 0; i < VTIndex; i++)
 961     ResultReg += TLI.getNumRegisters(FuncInfo.Fn->getContext(), AggValueVTs[i]);
 962
 963   UpdateValueMap(EVI, ResultReg);
 964   return true;
 965 }
 966
 967 bool
 968 FastISel::SelectOperator(const User *I, unsigned Opcode) {
 969   switch (Opcode) {
 970   case Instruction::Add:
 971     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
 972   case Instruction::FAdd:
 973     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
 974   case Instruction::Sub:
 975     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
 976   case Instruction::FSub:
 977     // FNeg is currently represented in LLVM IR as a special case of FSub.
 978     if (BinaryOperator::isFNeg(I))
 979       return SelectFNeg(I);
 980     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
 981   case Instruction::Mul:
 982     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
 983   case Instruction::FMul:
 984     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
 985   case Instruction::SDiv:
 986     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
 987   case Instruction::UDiv:
 988     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
 989   case Instruction::FDiv:
 990     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
 991   case Instruction::SRem:
 992     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
 993   case Instruction::URem:
 994     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
 995   case Instruction::FRem:
 996     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
 997   case Instruction::Shl:
 998     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
 999   case Instruction::LShr:
1000     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
1001   case Instruction::AShr:
1002     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
1003   case Instruction::And:
1004     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
1005   case Instruction::Or:
1006     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
1007   case Instruction::Xor:
1008     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
1009
1010   case Instruction::GetElementPtr:
1011     return SelectGetElementPtr(I);
1012
1013   case Instruction::Br: {
1014     const BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
1015
1016     if (BI->isUnconditional()) {
1017       const BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
1018       MachineBasicBlock *MSucc = FuncInfo.MBBMap[LLVMSucc];
1019       FastEmitBranch(MSucc, BI->getDebugLoc());
1020       return true;
1021     }
1022
1023     // Conditional branches are not handed yet.
1024     // Halt "fast" selection and bail.
1025     return false;
1026   }
1027
1028   case Instruction::Unreachable:
1029     // Nothing to emit.
1030     return true;
1031
1032   case Instruction::Alloca:
1033     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
1034     if (FuncInfo.StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
1035       return true;
1036
1037     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
1038     return false;
1039
1040   case Instruction::Call:
1041     return SelectCall(I);
1042
1043   case Instruction::BitCast:
1044     return SelectBitCast(I);
1045
1046   case Instruction::FPToSI:
1047     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
1048   case Instruction::ZExt:
1049     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1050   case Instruction::SExt:
1051     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
1052   case Instruction::Trunc:
1053     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1054   case Instruction::SIToFP:
1055     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
1056
1057   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
1058   case Instruction::PtrToInt: {
1059     EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
1060     EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
1061     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
1062       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
1063     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
1064       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
1065     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
1066     if (Reg == 0) return false;
1067     UpdateValueMap(I, Reg);
1068     return true;
1069   }
1070
1071   case Instruction::ExtractValue:
1072     return SelectExtractValue(I);
1073
1074   case Instruction::PHI:
1075     llvm_unreachable("FastISel shouldn't visit PHI nodes!");
1076
1077   default:
1078     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
1079     return false;
1080   }
1081 }
1082
1083 FastISel::FastISel(FunctionLoweringInfo &funcInfo,
1084                    const TargetLibraryInfo *libInfo)
1085   : FuncInfo(funcInfo),
1086     MRI(FuncInfo.MF->getRegInfo()),
1087     MFI(*FuncInfo.MF->getFrameInfo()),
1088     MCP(*FuncInfo.MF->getConstantPool()),
1089     TM(FuncInfo.MF->getTarget()),
1090     TD(*TM.getDataLayout()),
1091     TII(*TM.getInstrInfo()),
1092     TLI(*TM.getTargetLowering()),
1093     TRI(*TM.getRegisterInfo()),
1094     LibInfo(libInfo) {
1095 }
1096
1097 FastISel::~FastISel() {}
1098
1099 bool FastISel::FastLowerArguments() {
1100   return false;
1101 }
1102
1103 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT, MVT,
1104                              unsigned) {
1105   return 0;
1106 }
1107
1108 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT, MVT,
1109                               unsigned,
1110                               unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/) {
1111   return 0;
1112 }
1113
1114 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT, MVT,
1115                                unsigned,
1116                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1117                                unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/) {
1118   return 0;
1119 }
1120
1121 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT, MVT, unsigned, uint64_t /*Imm*/) {
1122   return 0;
1123 }
1124
1125 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT, MVT,
1126                               unsigned, const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1127   return 0;
1128 }
1129
1130 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT, MVT,
1131                                unsigned,
1132                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1133                                uint64_t /*Imm*/) {
1134   return 0;
1135 }
1136
1137 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT, MVT,
1138                                unsigned,
1139                                unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1140                                const ConstantFP * /*FPImm*/) {
1141   return 0;
1142 }
1143
1144 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT, MVT,
1145                                 unsigned,
1146                                 unsigned /*Op0*/, bool /*Op0IsKill*/,
1147                                 unsigned /*Op1*/, bool /*Op1IsKill*/,
1148                                 uint64_t /*Imm*/) {
1149   return 0;
1150 }
1151
1152 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
1153 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
1154 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
1155 /// FastEmit_rr instead.
1156 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT VT, unsigned Opcode,
1157                                 unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1158                                 uint64_t Imm, MVT ImmType) {
1159   // If this is a multiply by a power of two, emit this as a shift left.
1160   if (Opcode == ISD::MUL && isPowerOf2_64(Imm)) {
1161     Opcode = ISD::SHL;
1162     Imm = Log2_64(Imm);
1163   } else if (Opcode == ISD::UDIV && isPowerOf2_64(Imm)) {
1164     // div x, 8 -> srl x, 3
1165     Opcode = ISD::SRL;
1166     Imm = Log2_64(Imm);
1167   }
1168
1169   // Horrible hack (to be removed), check to make sure shift amounts are
1170   // in-range.
1171   if ((Opcode == ISD::SHL || Opcode == ISD::SRA || Opcode == ISD::SRL) &&
1172       Imm >= VT.getSizeInBits())
1173     return 0;
1174
1175   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
1176   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Op0IsKill, Imm);
1177   if (ResultReg != 0)
1178     return ResultReg;
1179   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
1180   if (MaterialReg == 0) {
1181     // This is a bit ugly/slow, but failing here means falling out of
1182     // fast-isel, which would be very slow.
1183     IntegerType *ITy = IntegerType::get(FuncInfo.Fn->getContext(),
1184                                               VT.getSizeInBits());
1185     MaterialReg = getRegForValue(ConstantInt::get(ITy, Imm));
1186     assert (MaterialReg != 0 && "Unable to materialize imm.");
1187     if (MaterialReg == 0) return 0;
1188   }
1189   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode,
1190                      Op0, Op0IsKill,
1191                      MaterialReg, /*Kill=*/true);
1192 }
1193
1194 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
1195   return MRI.createVirtualRegister(RC);
1196 }
1197
1198 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
1199                                  const TargetRegisterClass* RC) {
1200   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1201   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1202
1203   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg);
1204   return ResultReg;
1205 }
1206
1207 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
1208                                   const TargetRegisterClass *RC,
1209                                   unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1210   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1211   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1212
1213   if (II.getNumDefs() >= 1)
1214     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1215       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1216   else {
1217     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1218       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill);
1219     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1220             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1221   }
1222
1223   return ResultReg;
1224 }
1225
1226 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
1227                                    const TargetRegisterClass *RC,
1228                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1229                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
1230   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1231   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1232
1233   if (II.getNumDefs() >= 1)
1234     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1235       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1236       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1237   else {
1238     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1239       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1240       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill);
1241     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1242             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1243   }
1244   return ResultReg;
1245 }
1246
1247 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrr(unsigned MachineInstOpcode,
1248                                    const TargetRegisterClass *RC,
1249                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1250                                    unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1251                                    unsigned Op2, bool Op2IsKill) {
1252   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1253   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1254
1255   if (II.getNumDefs() >= 1)
1256     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1257       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1258       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1259       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1260   else {
1261     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1262       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1263       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1264       .addReg(Op2, Op2IsKill * RegState::Kill);
1265     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1266             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1267   }
1268   return ResultReg;
1269 }
1270
1271 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
1272                                    const TargetRegisterClass *RC,
1273                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1274                                    uint64_t Imm) {
1275   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1276   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1277
1278   if (II.getNumDefs() >= 1)
1279     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1280       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1281       .addImm(Imm);
1282   else {
1283     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1284       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1285       .addImm(Imm);
1286     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1287             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1288   }
1289   return ResultReg;
1290 }
1291
1292 unsigned FastISel::FastEmitInst_rii(unsigned MachineInstOpcode,
1293                                    const TargetRegisterClass *RC,
1294                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1295                                    uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1296   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1297   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1298
1299   if (II.getNumDefs() >= 1)
1300     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1301       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1302       .addImm(Imm1)
1303       .addImm(Imm2);
1304   else {
1305     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1306       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1307       .addImm(Imm1)
1308       .addImm(Imm2);
1309     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1310             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1311   }
1312   return ResultReg;
1313 }
1314
1315 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
1316                                    const TargetRegisterClass *RC,
1317                                    unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1318                                    const ConstantFP *FPImm) {
1319   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1320   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1321
1322   if (II.getNumDefs() >= 1)
1323     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1324       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1325       .addFPImm(FPImm);
1326   else {
1327     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1328       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1329       .addFPImm(FPImm);
1330     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1331             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1332   }
1333   return ResultReg;
1334 }
1335
1336 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
1337                                     const TargetRegisterClass *RC,
1338                                     unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1339                                     unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1340                                     uint64_t Imm) {
1341   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1342   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1343
1344   if (II.getNumDefs() >= 1)
1345     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1346       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1347       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1348       .addImm(Imm);
1349   else {
1350     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1351       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1352       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1353       .addImm(Imm);
1354     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1355             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1356   }
1357   return ResultReg;
1358 }
1359
1360 unsigned FastISel::FastEmitInst_rrii(unsigned MachineInstOpcode,
1361                                      const TargetRegisterClass *RC,
1362                                      unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1363                                      unsigned Op1, bool Op1IsKill,
1364                                      uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1365   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1366   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1367
1368   if (II.getNumDefs() >= 1)
1369     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1370       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1371       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1372       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1373   else {
1374     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II)
1375       .addReg(Op0, Op0IsKill * RegState::Kill)
1376       .addReg(Op1, Op1IsKill * RegState::Kill)
1377       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1378     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1379             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1380   }
1381   return ResultReg;
1382 }
1383
1384 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
1385                                   const TargetRegisterClass *RC,
1386                                   uint64_t Imm) {
1387   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1388   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1389
1390   if (II.getNumDefs() >= 1)
1391     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
1392   else {
1393     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II).addImm(Imm);
1394     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1395             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1396   }
1397   return ResultReg;
1398 }
1399
1400 unsigned FastISel::FastEmitInst_ii(unsigned MachineInstOpcode,
1401                                   const TargetRegisterClass *RC,
1402                                   uint64_t Imm1, uint64_t Imm2) {
1403   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1404   const MCInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
1405
1406   if (II.getNumDefs() >= 1)
1407     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II, ResultReg)
1408       .addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1409   else {
1410     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, II).addImm(Imm1).addImm(Imm2);
1411     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DL, TII.get(TargetOpcode::COPY),
1412             ResultReg).addReg(II.ImplicitDefs[0]);
1413   }
1414   return ResultReg;
1415 }
1416
1417 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
1418                                               unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1419                                               uint32_t Idx) {
1420   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1421   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op0) &&
1422          "Cannot yet extract from physregs");
1423   const TargetRegisterClass *RC = MRI.getRegClass(Op0);
1424   MRI.constrainRegClass(Op0, TRI.getSubClassWithSubReg(RC, Idx));
1425   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt,
1426           DL, TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
1427     .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill), Idx);
1428   return ResultReg;
1429 }
1430
1431 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1432 /// with all but the least significant bit set to zero.
1433 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT VT, unsigned Op0, bool Op0IsKill) {
1434   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op0, Op0IsKill, 1);
1435 }
1436
1437 /// HandlePHINodesInSuccessorBlocks - Handle PHI nodes in successor blocks.
1438 /// Emit code to ensure constants are copied into registers when needed.
1439 /// Remember the virtual registers that need to be added to the Machine PHI
1440 /// nodes as input.  We cannot just directly add them, because expansion
1441 /// might result in multiple MBB's for one BB.  As such, the start of the
1442 /// BB might correspond to a different MBB than the end.
1443 bool FastISel::HandlePHINodesInSuccessorBlocks(const BasicBlock *LLVMBB) {
1444   const TerminatorInst *TI = LLVMBB->getTerminator();
1445
1446   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 4> SuccsHandled;
1447   unsigned OrigNumPHINodesToUpdate = FuncInfo.PHINodesToUpdate.size();
1448
1449   // Check successor nodes' PHI nodes that expect a constant to be available
1450   // from this block.
1451   for (unsigned succ = 0, e = TI->getNumSuccessors(); succ != e; ++succ) {
1452     const BasicBlock *SuccBB = TI->getSuccessor(succ);
1453     if (!isa<PHINode>(SuccBB->begin())) continue;
1454     MachineBasicBlock *SuccMBB = FuncInfo.MBBMap[SuccBB];
1455
1456     // If this terminator has multiple identical successors (common for
1457     // switches), only handle each succ once.
1458     if (!SuccsHandled.insert(SuccMBB)) continue;
1459
1460     MachineBasicBlock::iterator MBBI = SuccMBB->begin();
1461
1462     // At this point we know that there is a 1-1 correspondence between LLVM PHI
1463     // nodes and Machine PHI nodes, but the incoming operands have not been
1464     // emitted yet.
1465     for (BasicBlock::const_iterator I = SuccBB->begin();
1466          const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
1467
1468       // Ignore dead phi's.
1469       if (PN->use_empty()) continue;
1470
1471       // Only handle legal types. Two interesting things to note here. First,
1472       // by bailing out early, we may leave behind some dead instructions,
1473       // since SelectionDAG's HandlePHINodesInSuccessorBlocks will insert its
1474       // own moves. Second, this check is necessary because FastISel doesn't
1475       // use CreateRegs to create registers, so it always creates
1476       // exactly one register for each non-void instruction.
1477       EVT VT = TLI.getValueType(PN->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
1478       if (VT == MVT::Other || !TLI.isTypeLegal(VT)) {
1479         // Handle integer promotions, though, because they're common and easy.
1480         if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
1481           VT = TLI.getTypeToTransformTo(LLVMBB->getContext(), VT);
1482         else {
1483           FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1484           return false;
1485         }
1486       }
1487
1488       const Value *PHIOp = PN->getIncomingValueForBlock(LLVMBB);
1489
1490       // Set the DebugLoc for the copy. Prefer the location of the operand
1491       // if there is one; use the location of the PHI otherwise.
1492       DL = PN->getDebugLoc();
1493       if (const Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(PHIOp))
1494         DL = Inst->getDebugLoc();
1495
1496       unsigned Reg = getRegForValue(PHIOp);
1497       if (Reg == 0) {
1498         FuncInfo.PHINodesToUpdate.resize(OrigNumPHINodesToUpdate);
1499         return false;
1500       }
1501       FuncInfo.PHINodesToUpdate.push_back(std::make_pair(MBBI++, Reg));
1502       DL = DebugLoc();
1503     }
1504   }
1505
1506   return true;
1507 }
1508
1509 bool FastISel::tryToFoldLoad(const LoadInst *LI, const Instruction *FoldInst) {
1510   assert(LI->hasOneUse() &&
1511       "tryToFoldLoad expected a LoadInst with a single use");
1512   // We know that the load has a single use, but don't know what it is.  If it
1513   // isn't one of the folded instructions, then we can't succeed here.  Handle
1514   // this by scanning the single-use users of the load until we get to FoldInst.
1515   unsigned MaxUsers = 6;  // Don't scan down huge single-use chains of instrs.
1516
1517   const Instruction *TheUser = LI->use_back();
1518   while (TheUser != FoldInst &&   // Scan up until we find FoldInst.
1519          // Stay in the right block.
1520          TheUser->getParent() == FoldInst->getParent() &&
1521          --MaxUsers) {  // Don't scan too far.
1522     // If there are multiple or no uses of this instruction, then bail out.
1523     if (!TheUser->hasOneUse())
1524       return false;
1525
1526     TheUser = TheUser->use_back();
1527   }
1528
1529   // If we didn't find the fold instruction, then we failed to collapse the
1530   // sequence.
1531   if (TheUser != FoldInst)
1532     return false;
1533
1534   // Don't try to fold volatile loads.  Target has to deal with alignment
1535   // constraints.
1536   if (LI->isVolatile())
1537     return false;
1538
1539   // Figure out which vreg this is going into.  If there is no assigned vreg yet
1540   // then there actually was no reference to it.  Perhaps the load is referenced
1541   // by a dead instruction.
1542   unsigned LoadReg = getRegForValue(LI);
1543   if (LoadReg == 0)
1544     return false;
1545
1546   // We can't fold if this vreg has no uses or more than one use.  Multiple uses
1547   // may mean that the instruction got lowered to multiple MIs, or the use of
1548   // the loaded value ended up being multiple operands of the result.
1549   if (!MRI.hasOneUse(LoadReg))
1550     return false;
1551
1552   MachineRegisterInfo::reg_iterator RI = MRI.reg_begin(LoadReg);
1553   MachineInstr *User = &*RI;
1554
1555   // Set the insertion point properly.  Folding the load can cause generation of
1556   // other random instructions (like sign extends) for addressing modes; make
1557   // sure they get inserted in a logical place before the new instruction.
1558   FuncInfo.InsertPt = User;
1559   FuncInfo.MBB = User->getParent();
1560
1561   // Ask the target to try folding the load.
1562   return tryToFoldLoadIntoMI(User, RI.getOperandNo(), LI);
1563 }
1564
1565