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 #include "llvm/Function.h"
  43 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  44 #include "llvm/Instructions.h"
  45 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  46 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/DwarfWriter.h"
  51 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  52 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  54 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  55 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  56 #include "SelectionDAGBuild.h"
  57 using namespace llvm;
  58
  59 unsigned FastISel::getRegForValue(Value *V) {
  60   MVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
  61   // Don't handle non-simple values in FastISel.
  62   if (!RealVT.isSimple())
  63     return 0;
  64
  65   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
  66   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
  67   // of whether FastISel can handle them.
  68   MVT::SimpleValueType VT = RealVT.getSimpleVT();
  69   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
  70     // Promote MVT::i1 to a legal type though, because it's common and easy.
  71     if (VT == MVT::i1)
  72       VT = TLI.getTypeToTransformTo(VT).getSimpleVT();
  73     else
  74       return 0;
  75   }
  76
  77   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
  78   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
  79   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
  80   // def-dominatess-use requirement enforced.
  81   if (ValueMap.count(V))
  82     return ValueMap[V];
  83   unsigned Reg = LocalValueMap[V];
  84   if (Reg != 0)
  85     return Reg;
  86
  87   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
  88     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
  89       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
  90   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
  91     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
  92   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
  93     // Translate this as an integer zero so that it can be
  94     // local-CSE'd with actual integer zeros.
  95     Reg = getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType()));
  96   } else if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
  97     Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
  98
  99     if (!Reg) {
 100       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
 101       MVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 102
 103       uint64_t x[2];
 104       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 105       bool isExact;
 106       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 107                                 APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 108       if (isExact) {
 109         APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 110
 111         unsigned IntegerReg = getRegForValue(ConstantInt::get(IntVal));
 112         if (IntegerReg != 0)
 113           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 114       }
 115     }
 116   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 117     if (!SelectOperator(CE, CE->getOpcode())) return 0;
 118     Reg = LocalValueMap[CE];
 119   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
 120     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 121     BuildMI(MBB, DL, TII.get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), Reg);
 122   }
 123
 124   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
 125   // code a try.
 126   if (!Reg && isa<Constant>(V))
 127     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
 128
 129   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
 130   // To do so would require tracking what uses they dominate.
 131   if (Reg != 0)
 132     LocalValueMap[V] = Reg;
 133   return Reg;
 134 }
 135
 136 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(Value *V) {
 137   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
 138   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
 139   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
 140   // def-dominatess-use requirement enforced.
 141   if (ValueMap.count(V))
 142     return ValueMap[V];
 143   return LocalValueMap[V];
 144 }
 145
 146 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
 147 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
 148 /// determined register.
 149 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
 150 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
 151 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
 152 unsigned FastISel::UpdateValueMap(Value* I, unsigned Reg) {
 153   if (!isa<Instruction>(I)) {
 154     LocalValueMap[I] = Reg;
 155     return Reg;
 156   }
 157
 158   unsigned &AssignedReg = ValueMap[I];
 159   if (AssignedReg == 0)
 160     AssignedReg = Reg;
 161   else if (Reg != AssignedReg) {
 162     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(Reg);
 163     TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), AssignedReg,
 164                      Reg, RegClass, RegClass);
 165   }
 166   return AssignedReg;
 167 }
 168
 169 unsigned FastISel::getRegForGEPIndex(Value *Idx) {
 170   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
 171   if (IdxN == 0)
 172     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 173     return 0;
 174
 175   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
 176   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
 177   MVT IdxVT = MVT::getMVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
 178   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT))
 179     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT.getSimpleVT(),
 180                       ISD::SIGN_EXTEND, IdxN);
 181   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT))
 182     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT.getSimpleVT(),
 183                       ISD::TRUNCATE, IdxN);
 184   return IdxN;
 185 }
 186
 187 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
 188 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
 189 ///
 190 bool FastISel::SelectBinaryOp(User *I, ISD::NodeType ISDOpcode) {
 191   MVT VT = MVT::getMVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
 192   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
 193     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 194     return false;
 195
 196   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
 197   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
 198   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
 199   // support it.
 200   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 201     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
 202     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
 203     if (VT == MVT::i1 &&
 204         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
 205          ISDOpcode == ISD::XOR))
 206       VT = TLI.getTypeToTransformTo(VT);
 207     else
 208       return false;
 209   }
 210
 211   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 212   if (Op0 == 0)
 213     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 214     return false;
 215
 216   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
 217   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 218     unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 219                                      ISDOpcode, Op0, CI->getZExtValue());
 220     if (ResultReg != 0) {
 221       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 222       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 223       return true;
 224     }
 225   }
 226
 227   // Check if the second operand is a constant float.
 228   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
 229     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 230                                      ISDOpcode, Op0, CF);
 231     if (ResultReg != 0) {
 232       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 233       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 234       return true;
 235     }
 236   }
 237
 238   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 239   if (Op1 == 0)
 240     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 241     return false;
 242
 243   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
 244   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 245                                    ISDOpcode, Op0, Op1);
 246   if (ResultReg == 0)
 247     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
 248     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
 249     return false;
 250
 251   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 252   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 253   return true;
 254 }
 255
 256 bool FastISel::SelectGetElementPtr(User *I) {
 257   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
 258   if (N == 0)
 259     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 260     return false;
 261
 262   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 263   MVT::SimpleValueType VT = TLI.getPointerTy().getSimpleVT();
 264   for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = I->op_begin()+1, E = I->op_end();
 265        OI != E; ++OI) {
 266     Value *Idx = *OI;
 267     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 268       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
 269       if (Field) {
 270         // N = N + Offset
 271         uint64_t Offs = TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
 272         // FIXME: This can be optimized by combining the add with a
 273         // subsequent one.
 274         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 275         if (N == 0)
 276           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 277           return false;
 278       }
 279       Ty = StTy->getElementType(Field);
 280     } else {
 281       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
 282
 283       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
 284       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 285         if (CI->getZExtValue() == 0) continue;
 286         uint64_t Offs =
 287           TD.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
 288         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 289         if (N == 0)
 290           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 291           return false;
 292         continue;
 293       }
 294
 295       // N = N + Idx * ElementSize;
 296       uint64_t ElementSize = TD.getTypeAllocSize(Ty);
 297       unsigned IdxN = getRegForGEPIndex(Idx);
 298       if (IdxN == 0)
 299         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 300         return false;
 301
 302       if (ElementSize != 1) {
 303         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, ElementSize, VT);
 304         if (IdxN == 0)
 305           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 306           return false;
 307       }
 308       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, IdxN);
 309       if (N == 0)
 310         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 311         return false;
 312     }
 313   }
 314
 315   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 316   UpdateValueMap(I, N);
 317   return true;
 318 }
 319
 320 bool FastISel::SelectCall(User *I) {
 321   Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
 322   if (!F) return false;
 323
 324   unsigned IID = F->getIntrinsicID();
 325   switch (IID) {
 326   default: break;
 327   case Intrinsic::dbg_stoppoint: {
 328     DbgStopPointInst *SPI = cast<DbgStopPointInst>(I);
 329     if (DIDescriptor::ValidDebugInfo(SPI->getContext(), CodeGenOpt::None)) {
 330       DICompileUnit CU(cast<GlobalVariable>(SPI->getContext()));
 331       unsigned Line = SPI->getLine();
 332       unsigned Col = SPI->getColumn();
 333       unsigned Idx = MF.getOrCreateDebugLocID(CU.getGV(), Line, Col);
 334       setCurDebugLoc(DebugLoc::get(Idx));
 335     }
 336     return true;
 337   }
 338   case Intrinsic::dbg_region_start: {
 339     DbgRegionStartInst *RSI = cast<DbgRegionStartInst>(I);
 340     if (DIDescriptor::ValidDebugInfo(RSI->getContext(), CodeGenOpt::None) &&
 341         DW && DW->ShouldEmitDwarfDebug()) {
 342       unsigned ID =
 343         DW->RecordRegionStart(cast<GlobalVariable>(RSI->getContext()));
 344       const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 345       BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 346     }
 347     return true;
 348   }
 349   case Intrinsic::dbg_region_end: {
 350     DbgRegionEndInst *REI = cast<DbgRegionEndInst>(I);
 351     if (DIDescriptor::ValidDebugInfo(REI->getContext(), CodeGenOpt::None) &&
 352         DW && DW->ShouldEmitDwarfDebug()) {
 353      unsigned ID = 0;
 354      DISubprogram Subprogram(cast<GlobalVariable>(REI->getContext()));
 355      if (!Subprogram.isNull() && !Subprogram.describes(MF.getFunction())) {
 356         // This is end of an inlined function.
 357         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 358         ID = DW->RecordInlinedFnEnd(Subprogram);
 359         if (ID)
 360           // Returned ID is 0 if this is unbalanced "end of inlined
 361           // scope". This could happen if optimizer eats dbg intrinsics
 362           // or "beginning of inlined scope" is not recoginized due to
 363           // missing location info. In such cases, ignore this region.end.
 364           BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 365       } else {
 366         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 367         ID =  DW->RecordRegionEnd(cast<GlobalVariable>(REI->getContext()));
 368         BuildMI(MBB, DL, II).addImm(ID);
 369       }
 370     }
 371     return true;
 372   }
 373   case Intrinsic::dbg_func_start: {
 374     DbgFuncStartInst *FSI = cast<DbgFuncStartInst>(I);
 375     Value *SP = FSI->getSubprogram();
 376     if (!DIDescriptor::ValidDebugInfo(SP, CodeGenOpt::None))
 377       return true;
 378
 379     // llvm.dbg.func.start implicitly defines a dbg_stoppoint which is what
 380     // (most?) gdb expects.
 381     DebugLoc PrevLoc = DL;
 382     DISubprogram Subprogram(cast<GlobalVariable>(SP));
 383     DICompileUnit CompileUnit = Subprogram.getCompileUnit();
 384
 385     if (!Subprogram.describes(MF.getFunction())) {
 386       // This is a beginning of an inlined function.
 387
 388       // If llvm.dbg.func.start is seen in a new block before any
 389       // llvm.dbg.stoppoint intrinsic then the location info is unknown.
 390       // FIXME : Why DebugLoc is reset at the beginning of each block ?
 391       if (PrevLoc.isUnknown())
 392         return true;
 393       // Record the source line.
 394       unsigned Line = Subprogram.getLineNumber();
 395       setCurDebugLoc(DebugLoc::get(MF.getOrCreateDebugLocID(
 396                                               CompileUnit.getGV(), Line, 0)));
 397
 398       if (DW && DW->ShouldEmitDwarfDebug()) {
 399         DebugLocTuple PrevLocTpl = MF.getDebugLocTuple(PrevLoc);
 400         unsigned LabelID = DW->RecordInlinedFnStart(Subprogram,
 401                                           DICompileUnit(PrevLocTpl.CompileUnit),
 402                                           PrevLocTpl.Line,
 403                                           PrevLocTpl.Col);
 404         const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DBG_LABEL);
 405         BuildMI(MBB, DL, II).addImm(LabelID);
 406       }
 407     } else {
 408       // Record the source line.
 409       unsigned Line = Subprogram.getLineNumber();
 410       MF.setDefaultDebugLoc(DebugLoc::get(MF.getOrCreateDebugLocID(
 411                                               CompileUnit.getGV(), Line, 0)));
 412       if (DW && DW->ShouldEmitDwarfDebug()) {
 413         // llvm.dbg.func_start also defines beginning of function scope.
 414         DW->RecordRegionStart(cast<GlobalVariable>(FSI->getSubprogram()));
 415       }
 416     }
 417
 418     return true;
 419   }
 420   case Intrinsic::dbg_declare: {
 421     DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(I);
 422     Value *Variable = DI->getVariable();
 423     if (DIDescriptor::ValidDebugInfo(Variable, CodeGenOpt::None) &&
 424         DW && DW->ShouldEmitDwarfDebug()) {
 425       // Determine the address of the declared object.
 426       Value *Address = DI->getAddress();
 427       if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Address))
 428         Address = BCI->getOperand(0);
 429       AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Address);
 430       // Don't handle byval struct arguments or VLAs, for example.
 431       if (!AI) break;
 432       DenseMap<const AllocaInst*, int>::iterator SI =
 433         StaticAllocaMap.find(AI);
 434       if (SI == StaticAllocaMap.end()) break; // VLAs.
 435       int FI = SI->second;
 436
 437       // Determine the debug globalvariable.
 438       GlobalValue *GV = cast<GlobalVariable>(Variable);
 439
 440       // Build the DECLARE instruction.
 441       const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::DECLARE);
 442       MachineInstr *DeclareMI
 443         = BuildMI(MBB, DL, II).addFrameIndex(FI).addGlobalAddress(GV);
 444       DIVariable DV(cast<GlobalVariable>(GV));
 445       if (!DV.isNull()) {
 446         // This is a local variable
 447         DW->RecordVariableScope(DV, DeclareMI);
 448       }
 449     }
 450     return true;
 451   }
 452   case Intrinsic::eh_exception: {
 453     MVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 454     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EXCEPTIONADDR, VT)) {
 455     default: break;
 456     case TargetLowering::Expand: {
 457       assert(MBB->isLandingPad() && "Call to eh.exception not in landing pad!");
 458       unsigned Reg = TLI.getExceptionAddressRegister();
 459       const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
 460       unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 461       bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 462                                            Reg, RC, RC);
 463       assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 464       InsertedCopy = InsertedCopy;
 465       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 466       return true;
 467     }
 468     }
 469     break;
 470   }
 471   case Intrinsic::eh_selector_i32:
 472   case Intrinsic::eh_selector_i64: {
 473     MVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 474     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EHSELECTION, VT)) {
 475     default: break;
 476     case TargetLowering::Expand: {
 477       MVT VT = (IID == Intrinsic::eh_selector_i32 ?
 478                            MVT::i32 : MVT::i64);
 479
 480       if (MMI) {
 481         if (MBB->isLandingPad())
 482           AddCatchInfo(*cast<CallInst>(I), MMI, MBB);
 483         else {
 484 #ifndef NDEBUG
 485           CatchInfoLost.insert(cast<CallInst>(I));
 486 #endif
 487           // FIXME: Mark exception selector register as live in.  Hack for PR1508.
 488           unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 489           if (Reg) MBB->addLiveIn(Reg);
 490         }
 491
 492         unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 493         const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
 494         unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 495         bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 496                                              Reg, RC, RC);
 497         assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 498         InsertedCopy = InsertedCopy;
 499         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 500       } else {
 501         unsigned ResultReg =
 502           getRegForValue(Constant::getNullValue(I->getType()));
 503         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 504       }
 505       return true;
 506     }
 507     }
 508     break;
 509   }
 510   }
 511   return false;
 512 }
 513
 514 bool FastISel::SelectCast(User *I, ISD::NodeType Opcode) {
 515   MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 516   MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 517
 518   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 519       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
 520     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 521     return false;
 522
 523   // Check if the destination type is legal. Or as a special case,
 524   // it may be i1 if we're doing a truncate because that's
 525   // easy and somewhat common.
 526   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
 527     if (DstVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::TRUNCATE)
 528       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 529       return false;
 530
 531   // Check if the source operand is legal. Or as a special case,
 532   // it may be i1 if we're doing zero-extension because that's
 533   // easy and somewhat common.
 534   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
 535     if (SrcVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::ZERO_EXTEND)
 536       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 537       return false;
 538
 539   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 540   if (!InputReg)
 541     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
 542     return false;
 543
 544   // If the operand is i1, arrange for the high bits in the register to be zero.
 545   if (SrcVT == MVT::i1) {
 546    SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(SrcVT);
 547    InputReg = FastEmitZExtFromI1(SrcVT.getSimpleVT(), InputReg);
 548    if (!InputReg)
 549      return false;
 550   }
 551   // If the result is i1, truncate to the target's type for i1 first.
 552   if (DstVT == MVT::i1)
 553     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(DstVT);
 554
 555   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
 556                                   DstVT.getSimpleVT(),
 557                                   Opcode,
 558                                   InputReg);
 559   if (!ResultReg)
 560     return false;
 561
 562   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 563   return true;
 564 }
 565
 566 bool FastISel::SelectBitCast(User *I) {
 567   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
 568   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
 569     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 570     if (Reg == 0)
 571       return false;
 572     UpdateValueMap(I, Reg);
 573     return true;
 574   }
 575
 576   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BIT_CONVERT operators.
 577   MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 578   MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 579
 580   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 581       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple() ||
 582       !TLI.isTypeLegal(SrcVT) || !TLI.isTypeLegal(DstVT))
 583     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 584     return false;
 585
 586   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 587   if (Op0 == 0)
 588     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 589     return false;
 590
 591   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
 592   unsigned ResultReg = 0;
 593   if (SrcVT.getSimpleVT() == DstVT.getSimpleVT()) {
 594     TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 595     TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
 596     ResultReg = createResultReg(DstClass);
 597
 598     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 599                                          Op0, DstClass, SrcClass);
 600     if (!InsertedCopy)
 601       ResultReg = 0;
 602   }
 603
 604   // If the reg-reg copy failed, select a BIT_CONVERT opcode.
 605   if (!ResultReg)
 606     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), DstVT.getSimpleVT(),
 607                            ISD::BIT_CONVERT, Op0);
 608
 609   if (!ResultReg)
 610     return false;
 611
 612   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 613   return true;
 614 }
 615
 616 bool
 617 FastISel::SelectInstruction(Instruction *I) {
 618   return SelectOperator(I, I->getOpcode());
 619 }
 620
 621 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 622 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 623 /// the CFG.
 624 void
 625 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc) {
 626   MachineFunction::iterator NextMBB =
 627      next(MachineFunction::iterator(MBB));
 628
 629   if (MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
 630     // The unconditional fall-through case, which needs no instructions.
 631   } else {
 632     // The unconditional branch case.
 633     TII.InsertBranch(*MBB, MSucc, NULL, SmallVector<MachineOperand, 0>());
 634   }
 635   MBB->addSuccessor(MSucc);
 636 }
 637
 638 bool
 639 FastISel::SelectOperator(User *I, unsigned Opcode) {
 640   switch (Opcode) {
 641   case Instruction::Add:
 642     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
 643   case Instruction::FAdd:
 644     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
 645   case Instruction::Sub:
 646     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
 647   case Instruction::FSub:
 648     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
 649   case Instruction::Mul:
 650     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
 651   case Instruction::FMul:
 652     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
 653   case Instruction::SDiv:
 654     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
 655   case Instruction::UDiv:
 656     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
 657   case Instruction::FDiv:
 658     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
 659   case Instruction::SRem:
 660     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
 661   case Instruction::URem:
 662     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
 663   case Instruction::FRem:
 664     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
 665   case Instruction::Shl:
 666     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
 667   case Instruction::LShr:
 668     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
 669   case Instruction::AShr:
 670     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
 671   case Instruction::And:
 672     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
 673   case Instruction::Or:
 674     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
 675   case Instruction::Xor:
 676     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
 677
 678   case Instruction::GetElementPtr:
 679     return SelectGetElementPtr(I);
 680
 681   case Instruction::Br: {
 682     BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
 683
 684     if (BI->isUnconditional()) {
 685       BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
 686       MachineBasicBlock *MSucc = MBBMap[LLVMSucc];
 687       FastEmitBranch(MSucc);
 688       return true;
 689     }
 690
 691     // Conditional branches are not handed yet.
 692     // Halt "fast" selection and bail.
 693     return false;
 694   }
 695
 696   case Instruction::Unreachable:
 697     // Nothing to emit.
 698     return true;
 699
 700   case Instruction::PHI:
 701     // PHI nodes are already emitted.
 702     return true;
 703
 704   case Instruction::Alloca:
 705     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
 706     if (StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
 707       return true;
 708
 709     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
 710     return false;
 711
 712   case Instruction::Call:
 713     return SelectCall(I);
 714
 715   case Instruction::BitCast:
 716     return SelectBitCast(I);
 717
 718   case Instruction::FPToSI:
 719     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
 720   case Instruction::ZExt:
 721     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 722   case Instruction::SExt:
 723     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
 724   case Instruction::Trunc:
 725     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 726   case Instruction::SIToFP:
 727     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
 728
 729   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
 730   case Instruction::PtrToInt: {
 731     MVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 732     MVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 733     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
 734       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 735     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
 736       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 737     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 738     if (Reg == 0) return false;
 739     UpdateValueMap(I, Reg);
 740     return true;
 741   }
 742
 743   default:
 744     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
 745     return false;
 746   }
 747 }
 748
 749 FastISel::FastISel(MachineFunction &mf,
 750                    MachineModuleInfo *mmi,
 751                    DwarfWriter *dw,
 752                    DenseMap<const Value *, unsigned> &vm,
 753                    DenseMap<const BasicBlock *, MachineBasicBlock *> &bm,
 754                    DenseMap<const AllocaInst *, int> &am
 755 #ifndef NDEBUG
 756                    , SmallSet<Instruction*, 8> &cil
 757 #endif
 758                    )
 759   : MBB(0),
 760     ValueMap(vm),
 761     MBBMap(bm),
 762     StaticAllocaMap(am),
 763 #ifndef NDEBUG
 764     CatchInfoLost(cil),
 765 #endif
 766     MF(mf),
 767     MMI(mmi),
 768     DW(dw),
 769     MRI(MF.getRegInfo()),
 770     MFI(*MF.getFrameInfo()),
 771     MCP(*MF.getConstantPool()),
 772     TM(MF.getTarget()),
 773     TD(*TM.getTargetData()),
 774     TII(*TM.getInstrInfo()),
 775     TLI(*TM.getTargetLowering()) {
 776 }
 777
 778 FastISel::~FastISel() {}
 779
 780 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 781                              ISD::NodeType) {
 782   return 0;
 783 }
 784
 785 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 786                               ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/) {
 787   return 0;
 788 }
 789
 790 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 791                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 792                                unsigned /*Op0*/) {
 793   return 0;
 794 }
 795
 796 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 797                               ISD::NodeType, uint64_t /*Imm*/) {
 798   return 0;
 799 }
 800
 801 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 802                               ISD::NodeType, ConstantFP * /*FPImm*/) {
 803   return 0;
 804 }
 805
 806 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 807                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 808                                uint64_t /*Imm*/) {
 809   return 0;
 810 }
 811
 812 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 813                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 814                                ConstantFP * /*FPImm*/) {
 815   return 0;
 816 }
 817
 818 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT::SimpleValueType, MVT::SimpleValueType,
 819                                 ISD::NodeType,
 820                                 unsigned /*Op0*/, unsigned /*Op1*/,
 821                                 uint64_t /*Imm*/) {
 822   return 0;
 823 }
 824
 825 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 826 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
 827 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
 828 /// FastEmit_rr instead.
 829 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT::SimpleValueType VT, ISD::NodeType Opcode,
 830                                 unsigned Op0, uint64_t Imm,
 831                                 MVT::SimpleValueType ImmType) {
 832   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
 833   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Imm);
 834   if (ResultReg != 0)
 835     return ResultReg;
 836   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
 837   if (MaterialReg == 0)
 838     return 0;
 839   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 840 }
 841
 842 /// FastEmit_rf_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 843 /// to emit an instruction with a floating-point immediate operand using
 844 /// FastEmit_rf. If that fails, it materializes the immediate into a register
 845 /// and try FastEmit_rr instead.
 846 unsigned FastISel::FastEmit_rf_(MVT::SimpleValueType VT, ISD::NodeType Opcode,
 847                                 unsigned Op0, ConstantFP *FPImm,
 848                                 MVT::SimpleValueType ImmType) {
 849   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the rf form.
 850   unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT, VT, Opcode, Op0, FPImm);
 851   if (ResultReg != 0)
 852     return ResultReg;
 853
 854   // Materialize the constant in a register.
 855   unsigned MaterialReg = FastEmit_f(ImmType, ImmType, ISD::ConstantFP, FPImm);
 856   if (MaterialReg == 0) {
 857     // If the target doesn't have a way to directly enter a floating-point
 858     // value into a register, use an alternate approach.
 859     // TODO: The current approach only supports floating-point constants
 860     // that can be constructed by conversion from integer values. This should
 861     // be replaced by code that creates a load from a constant-pool entry,
 862     // which will require some target-specific work.
 863     const APFloat &Flt = FPImm->getValueAPF();
 864     MVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 865
 866     uint64_t x[2];
 867     uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 868     bool isExact;
 869     (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 870                              APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 871     if (!isExact)
 872       return 0;
 873     APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 874
 875     unsigned IntegerReg = FastEmit_i(IntVT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 876                                      ISD::Constant, IntVal.getZExtValue());
 877     if (IntegerReg == 0)
 878       return 0;
 879     MaterialReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT,
 880                              ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 881     if (MaterialReg == 0)
 882       return 0;
 883   }
 884   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 885 }
 886
 887 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
 888   return MRI.createVirtualRegister(RC);
 889 }
 890
 891 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
 892                                  const TargetRegisterClass* RC) {
 893   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 894   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 895
 896   BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg);
 897   return ResultReg;
 898 }
 899
 900 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
 901                                   const TargetRegisterClass *RC,
 902                                   unsigned Op0) {
 903   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 904   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 905
 906   if (II.getNumDefs() >= 1)
 907     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0);
 908   else {
 909     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0);
 910     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 911                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 912     if (!InsertedCopy)
 913       ResultReg = 0;
 914   }
 915
 916   return ResultReg;
 917 }
 918
 919 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
 920                                    const TargetRegisterClass *RC,
 921                                    unsigned Op0, unsigned Op1) {
 922   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 923   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 924
 925   if (II.getNumDefs() >= 1)
 926     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1);
 927   else {
 928     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1);
 929     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 930                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 931     if (!InsertedCopy)
 932       ResultReg = 0;
 933   }
 934   return ResultReg;
 935 }
 936
 937 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
 938                                    const TargetRegisterClass *RC,
 939                                    unsigned Op0, uint64_t Imm) {
 940   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 941   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 942
 943   if (II.getNumDefs() >= 1)
 944     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Imm);
 945   else {
 946     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Imm);
 947     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 948                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 949     if (!InsertedCopy)
 950       ResultReg = 0;
 951   }
 952   return ResultReg;
 953 }
 954
 955 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
 956                                    const TargetRegisterClass *RC,
 957                                    unsigned Op0, ConstantFP *FPImm) {
 958   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 959   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 960
 961   if (II.getNumDefs() >= 1)
 962     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 963   else {
 964     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 965     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 966                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 967     if (!InsertedCopy)
 968       ResultReg = 0;
 969   }
 970   return ResultReg;
 971 }
 972
 973 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
 974                                     const TargetRegisterClass *RC,
 975                                     unsigned Op0, unsigned Op1, uint64_t Imm) {
 976   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 977   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 978
 979   if (II.getNumDefs() >= 1)
 980     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 981   else {
 982     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 983     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 984                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 985     if (!InsertedCopy)
 986       ResultReg = 0;
 987   }
 988   return ResultReg;
 989 }
 990
 991 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
 992                                   const TargetRegisterClass *RC,
 993                                   uint64_t Imm) {
 994   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 995   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 996
 997   if (II.getNumDefs() >= 1)
 998     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
 999   else {
1000     BuildMI(MBB, DL, II).addImm(Imm);
1001     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
1002                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
1003     if (!InsertedCopy)
1004       ResultReg = 0;
1005   }
1006   return ResultReg;
1007 }
1008
1009 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT::SimpleValueType RetVT,
1010                                               unsigned Op0, uint32_t Idx) {
1011   const TargetRegisterClass* RC = MRI.getRegClass(Op0);
1012
1013   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
1014   const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG);
1015
1016   if (II.getNumDefs() >= 1)
1017     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Idx);
1018   else {
1019     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Idx);
1020     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
1021                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
1022     if (!InsertedCopy)
1023       ResultReg = 0;
1024   }
1025   return ResultReg;
1026 }
1027
1028 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
1029 /// with all but the least significant bit set to zero.
1030 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT::SimpleValueType VT, unsigned Op) {
1031   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op, 1);
1032 }