lib/CodeGen/SelectionDAG/LegalizeTypes.h

   1 //===-- LegalizeTypes.h - Definition of the DAG Type Legalizer 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 defines the DAGTypeLegalizer class.  This is a private interface
  11 // shared between the code that implements the SelectionDAG::LegalizeTypes
  12 // method.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef SELECTIONDAG_LEGALIZETYPES_H
  17 #define SELECTIONDAG_LEGALIZETYPES_H
  18
  19 #define DEBUG_TYPE "legalize-types"
  20 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  22 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  23 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25
  26 namespace llvm {
  27
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29 /// DAGTypeLegalizer - This takes an arbitrary SelectionDAG as input and
  30 /// hacks on it until the target machine can handle it.  This involves
  31 /// eliminating value sizes the machine cannot handle (promoting small sizes to
  32 /// large sizes or splitting up large values into small values) as well as
  33 /// eliminating operations the machine cannot handle.
  34 ///
  35 /// This code also does a small amount of optimization and recognition of idioms
  36 /// as part of its processing.  For example, if a target does not support a
  37 /// 'setcc' instruction efficiently, but does support 'brcc' instruction, this
  38 /// will attempt merge setcc and brc instructions into brcc's.
  39 ///
  40 class VISIBILITY_HIDDEN DAGTypeLegalizer {
  41   TargetLowering &TLI;
  42   SelectionDAG &DAG;
  43 public:
  44   // NodeIDFlags - This pass uses the NodeID on the SDNodes to hold information
  45   // about the state of the node.  The enum has all the values.
  46   enum NodeIDFlags {
  47     /// ReadyToProcess - All operands have been processed, so this node is ready
  48     /// to be handled.
  49     ReadyToProcess = 0,
  50
  51     /// NewNode - This is a new node that was created in the process of
  52     /// legalizing some other node.
  53     NewNode = -1,
  54
  55     /// Processed - This is a node that has already been processed.
  56     Processed = -2
  57
  58     // 1+ - This is a node which has this many unlegalized operands.
  59   };
  60 private:
  61   enum LegalizeAction {
  62     Legal,      // The target natively supports this type.
  63     Promote,    // This type should be executed in a larger type.
  64     Expand,     // This type should be split into two types of half the size.
  65     Scalarize,  // Replace this one-element vector type with its element type.
  66     Split       // This vector type should be split into smaller vectors.
  67   };
  68
  69   /// ValueTypeActions - This is a bitvector that contains two bits for each
  70   /// simple value type, where the two bits correspond to the LegalizeAction
  71   /// enum from TargetLowering.  This can be queried with "getTypeAction(VT)".
  72   TargetLowering::ValueTypeActionImpl ValueTypeActions;
  73
  74   /// getTypeAction - Return how we should legalize values of this type, either
  75   /// it is already legal, or we need to promote it to a larger integer type, or
  76   /// we need to expand it into multiple registers of a smaller integer type, or
  77   /// we need to scalarize a one-element vector type into the element type, or
  78   /// we need to split a vector type into smaller vector types.
  79   LegalizeAction getTypeAction(MVT::ValueType VT) const {
  80     switch (ValueTypeActions.getTypeAction(VT)) {
  81     default:
  82       assert(false && "Unknown legalize action!");
  83     case TargetLowering::Legal:
  84       return Legal;
  85     case TargetLowering::Promote:
  86       return Promote;
  87     case TargetLowering::Expand:
  88       // Expand can mean 1) split integer in half 2) scalarize single-element
  89       // vector 3) split vector in two.
  90       if (!MVT::isVector(VT))
  91         return Expand;
  92       else if (MVT::getVectorNumElements(VT) == 1)
  93         return Scalarize;
  94       else
  95         return Split;
  96     }
  97   }
  98
  99   /// isTypeLegal - Return true if this type is legal on this target.
 100   bool isTypeLegal(MVT::ValueType VT) const {
 101     return ValueTypeActions.getTypeAction(VT) == TargetLowering::Legal;
 102   }
 103
 104   /// PromotedNodes - For nodes that are below legal width, this map indicates
 105   /// what promoted value to use.
 106   DenseMap<SDOperand, SDOperand> PromotedNodes;
 107
 108   /// ExpandedNodes - For nodes that need to be expanded this map indicates
 109   /// which operands are the expanded version of the input.
 110   DenseMap<SDOperand, std::pair<SDOperand, SDOperand> > ExpandedNodes;
 111
 112   /// ScalarizedNodes - For nodes that are <1 x ty>, this map indicates the
 113   /// scalar value of type 'ty' to use.
 114   DenseMap<SDOperand, SDOperand> ScalarizedNodes;
 115
 116   /// SplitNodes - For nodes that need to be split this map indicates
 117   /// which operands are the expanded version of the input.
 118   DenseMap<SDOperand, std::pair<SDOperand, SDOperand> > SplitNodes;
 119
 120   /// ReplacedNodes - For nodes that have been replaced with another,
 121   /// indicates the replacement node to use.
 122   DenseMap<SDOperand, SDOperand> ReplacedNodes;
 123
 124   /// Worklist - This defines a worklist of nodes to process.  In order to be
 125   /// pushed onto this worklist, all operands of a node must have already been
 126   /// processed.
 127   SmallVector<SDNode*, 128> Worklist;
 128
 129 public:
 130   explicit DAGTypeLegalizer(SelectionDAG &dag)
 131     : TLI(dag.getTargetLoweringInfo()), DAG(dag),
 132     ValueTypeActions(TLI.getValueTypeActions()) {
 133     assert(MVT::LAST_VALUETYPE <= 32 &&
 134            "Too many value types for ValueTypeActions to hold!");
 135   }
 136
 137   void run();
 138
 139   /// ReanalyzeNode - Recompute the NodeID and correct processed operands
 140   /// for the specified node, adding it to the worklist if ready.
 141   void ReanalyzeNode(SDNode *N) {
 142     N->setNodeId(NewNode);
 143     AnalyzeNewNode(N);
 144   }
 145
 146 private:
 147   void AnalyzeNewNode(SDNode *&N);
 148
 149   void ReplaceValueWith(SDOperand From, SDOperand To);
 150   void ReplaceNodeWith(SDNode *From, SDNode *To);
 151
 152   void RemapNode(SDOperand &N);
 153
 154   // Common routines.
 155   SDOperand CreateStackStoreLoad(SDOperand Op, MVT::ValueType DestVT);
 156   SDOperand HandleMemIntrinsic(SDNode *N);
 157   void SplitOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 158
 159   //===--------------------------------------------------------------------===//
 160   // Promotion Support: LegalizeTypesPromote.cpp
 161   //===--------------------------------------------------------------------===//
 162
 163   SDOperand GetPromotedOp(SDOperand Op) {
 164     SDOperand &PromotedOp = PromotedNodes[Op];
 165     RemapNode(PromotedOp);
 166     assert(PromotedOp.Val && "Operand wasn't promoted?");
 167     return PromotedOp;
 168   }
 169   void SetPromotedOp(SDOperand Op, SDOperand Result);
 170
 171   /// GetPromotedZExtOp - Get a promoted operand and zero extend it to the final
 172   /// size.
 173   SDOperand GetPromotedZExtOp(SDOperand Op) {
 174     MVT::ValueType OldVT = Op.getValueType();
 175     Op = GetPromotedOp(Op);
 176     return DAG.getZeroExtendInReg(Op, OldVT);
 177   }
 178
 179   // Result Promotion.
 180   void PromoteResult(SDNode *N, unsigned ResNo);
 181   SDOperand PromoteResult_BIT_CONVERT(SDNode *N);
 182   SDOperand PromoteResult_BUILD_PAIR(SDNode *N);
 183   SDOperand PromoteResult_Constant(SDNode *N);
 184   SDOperand PromoteResult_CTLZ(SDNode *N);
 185   SDOperand PromoteResult_CTPOP(SDNode *N);
 186   SDOperand PromoteResult_CTTZ(SDNode *N);
 187   SDOperand PromoteResult_EXTRACT_VECTOR_ELT(SDNode *N);
 188   SDOperand PromoteResult_FP_ROUND(SDNode *N);
 189   SDOperand PromoteResult_FP_TO_XINT(SDNode *N);
 190   SDOperand PromoteResult_INT_EXTEND(SDNode *N);
 191   SDOperand PromoteResult_LOAD(LoadSDNode *N);
 192   SDOperand PromoteResult_SDIV(SDNode *N);
 193   SDOperand PromoteResult_SELECT   (SDNode *N);
 194   SDOperand PromoteResult_SELECT_CC(SDNode *N);
 195   SDOperand PromoteResult_SETCC(SDNode *N);
 196   SDOperand PromoteResult_SHL(SDNode *N);
 197   SDOperand PromoteResult_SimpleIntBinOp(SDNode *N);
 198   SDOperand PromoteResult_SRA(SDNode *N);
 199   SDOperand PromoteResult_SRL(SDNode *N);
 200   SDOperand PromoteResult_TRUNCATE(SDNode *N);
 201   SDOperand PromoteResult_UDIV(SDNode *N);
 202   SDOperand PromoteResult_UNDEF(SDNode *N);
 203
 204   // Operand Promotion.
 205   bool PromoteOperand(SDNode *N, unsigned OperandNo);
 206   SDOperand PromoteOperand_ANY_EXTEND(SDNode *N);
 207   SDOperand PromoteOperand_BUILD_PAIR(SDNode *N);
 208   SDOperand PromoteOperand_BR_CC(SDNode *N, unsigned OpNo);
 209   SDOperand PromoteOperand_BRCOND(SDNode *N, unsigned OpNo);
 210   SDOperand PromoteOperand_BUILD_VECTOR(SDNode *N);
 211   SDOperand PromoteOperand_FP_EXTEND(SDNode *N);
 212   SDOperand PromoteOperand_FP_ROUND(SDNode *N);
 213   SDOperand PromoteOperand_INT_TO_FP(SDNode *N);
 214   SDOperand PromoteOperand_INSERT_VECTOR_ELT(SDNode *N, unsigned OpNo);
 215   SDOperand PromoteOperand_MEMBARRIER(SDNode *N);
 216   SDOperand PromoteOperand_RET(SDNode *N, unsigned OpNo);
 217   SDOperand PromoteOperand_SELECT(SDNode *N, unsigned OpNo);
 218   SDOperand PromoteOperand_SETCC(SDNode *N, unsigned OpNo);
 219   SDOperand PromoteOperand_SIGN_EXTEND(SDNode *N);
 220   SDOperand PromoteOperand_STORE(StoreSDNode *N, unsigned OpNo);
 221   SDOperand PromoteOperand_TRUNCATE(SDNode *N);
 222   SDOperand PromoteOperand_ZERO_EXTEND(SDNode *N);
 223
 224   void PromoteSetCCOperands(SDOperand &LHS,SDOperand &RHS, ISD::CondCode Code);
 225
 226   //===--------------------------------------------------------------------===//
 227   // Expansion Support: LegalizeTypesExpand.cpp
 228   //===--------------------------------------------------------------------===//
 229
 230   void GetExpandedOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 231   void SetExpandedOp(SDOperand Op, SDOperand Lo, SDOperand Hi);
 232
 233   // Result Expansion.
 234   void ExpandResult(SDNode *N, unsigned ResNo);
 235   void ExpandResult_ANY_EXTEND (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 236   void ExpandResult_AssertZext (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 237   void ExpandResult_BIT_CONVERT(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 238   void ExpandResult_BUILD_PAIR (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 239   void ExpandResult_Constant   (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 240   void ExpandResult_CTLZ       (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 241   void ExpandResult_CTPOP      (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 242   void ExpandResult_CTTZ       (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 243   void ExpandResult_EXTRACT_VECTOR_ELT(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 244   void ExpandResult_LOAD       (LoadSDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 245   void ExpandResult_MERGE_VALUES(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 246   void ExpandResult_SIGN_EXTEND(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 247   void ExpandResult_SIGN_EXTEND_INREG(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 248   void ExpandResult_TRUNCATE   (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 249   void ExpandResult_UNDEF      (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 250   void ExpandResult_ZERO_EXTEND(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 251
 252   void ExpandResult_Logical    (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 253   void ExpandResult_BSWAP      (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 254   void ExpandResult_ADDSUB     (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 255   void ExpandResult_ADDSUBC    (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 256   void ExpandResult_ADDSUBE    (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 257   void ExpandResult_SELECT     (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 258   void ExpandResult_SELECT_CC  (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 259   void ExpandResult_MUL        (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 260   void ExpandResult_Shift      (SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 261
 262   void ExpandShiftByConstant(SDNode *N, unsigned Amt,
 263                              SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 264   bool ExpandShiftWithKnownAmountBit(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 265
 266   // Operand Expansion.
 267   bool ExpandOperand(SDNode *N, unsigned OperandNo);
 268   SDOperand ExpandOperand_BIT_CONVERT(SDNode *N);
 269   SDOperand ExpandOperand_BR_CC(SDNode *N);
 270   SDOperand ExpandOperand_BUILD_VECTOR(SDNode *N);
 271   SDOperand ExpandOperand_EXTRACT_ELEMENT(SDNode *N);
 272   SDOperand ExpandOperand_SETCC(SDNode *N);
 273   SDOperand ExpandOperand_SINT_TO_FP(SDOperand Source, MVT::ValueType DestTy);
 274   SDOperand ExpandOperand_STORE(StoreSDNode *N, unsigned OpNo);
 275   SDOperand ExpandOperand_TRUNCATE(SDNode *N);
 276   SDOperand ExpandOperand_UINT_TO_FP(SDOperand Source, MVT::ValueType DestTy);
 277
 278   void ExpandSetCCOperands(SDOperand &NewLHS, SDOperand &NewRHS,
 279                            ISD::CondCode &CCCode);
 280
 281   //===--------------------------------------------------------------------===//
 282   // Scalarization Support: LegalizeTypesScalarize.cpp
 283   //===--------------------------------------------------------------------===//
 284
 285   SDOperand GetScalarizedOp(SDOperand Op) {
 286     SDOperand &ScalarOp = ScalarizedNodes[Op];
 287     RemapNode(ScalarOp);
 288     assert(ScalarOp.Val && "Operand wasn't scalarized?");
 289     return ScalarOp;
 290   }
 291   void SetScalarizedOp(SDOperand Op, SDOperand Result);
 292
 293   // Result Vector Scalarization: <1 x ty> -> ty.
 294   void ScalarizeResult(SDNode *N, unsigned OpNo);
 295   SDOperand ScalarizeRes_BinOp(SDNode *N);
 296   SDOperand ScalarizeRes_UnaryOp(SDNode *N);
 297
 298   SDOperand ScalarizeRes_BIT_CONVERT(SDNode *N);
 299   SDOperand ScalarizeRes_FPOWI(SDNode *N);
 300   SDOperand ScalarizeRes_INSERT_VECTOR_ELT(SDNode *N);
 301   SDOperand ScalarizeRes_LOAD(LoadSDNode *N);
 302   SDOperand ScalarizeRes_SELECT(SDNode *N);
 303   SDOperand ScalarizeRes_UNDEF(SDNode *N);
 304   SDOperand ScalarizeRes_VECTOR_SHUFFLE(SDNode *N);
 305
 306   // Operand Vector Scalarization: <1 x ty> -> ty.
 307   bool ScalarizeOperand(SDNode *N, unsigned OpNo);
 308   SDOperand ScalarizeOp_BIT_CONVERT(SDNode *N);
 309   SDOperand ScalarizeOp_EXTRACT_VECTOR_ELT(SDNode *N);
 310   SDOperand ScalarizeOp_STORE(StoreSDNode *N, unsigned OpNo);
 311
 312   //===--------------------------------------------------------------------===//
 313   // Vector Splitting Support: LegalizeTypesSplit.cpp
 314   //===--------------------------------------------------------------------===//
 315
 316   void GetSplitOp(SDOperand Op, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 317   void SetSplitOp(SDOperand Op, SDOperand Lo, SDOperand Hi);
 318
 319   // Result Vector Splitting: <128 x ty> -> 2 x <64 x ty>.
 320   void SplitResult(SDNode *N, unsigned OpNo);
 321
 322   void SplitRes_UNDEF(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 323   void SplitRes_LOAD(LoadSDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 324   void SplitRes_BUILD_PAIR(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 325   void SplitRes_INSERT_VECTOR_ELT(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 326   void SplitRes_VECTOR_SHUFFLE(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 327
 328   void SplitRes_BUILD_VECTOR(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 329   void SplitRes_CONCAT_VECTORS(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 330   void SplitRes_BIT_CONVERT(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 331   void SplitRes_UnOp(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 332   void SplitRes_BinOp(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 333   void SplitRes_FPOWI(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 334   void SplitRes_SELECT(SDNode *N, SDOperand &Lo, SDOperand &Hi);
 335
 336   // Operand Vector Scalarization: <128 x ty> -> 2 x <64 x ty>.
 337   bool SplitOperand(SDNode *N, unsigned OpNo);
 338
 339   SDOperand SplitOp_BIT_CONVERT(SDNode *N);
 340   SDOperand SplitOp_EXTRACT_SUBVECTOR(SDNode *N);
 341   SDOperand SplitOp_EXTRACT_VECTOR_ELT(SDNode *N);
 342   SDOperand SplitOp_RET(SDNode *N, unsigned OpNo);
 343   SDOperand SplitOp_STORE(StoreSDNode *N, unsigned OpNo);
 344   SDOperand SplitOp_VECTOR_SHUFFLE(SDNode *N, unsigned OpNo);
 345 };
 346
 347 } // end namespace llvm.
 348
 349 #endif