lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAG.cpp

   1 //===---- ScheduleDAG.cpp - Implement the ScheduleDAG 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 implements a simple two pass scheduler.  The first pass attempts to push
  11 // backward any lengthy instructions and critical paths.  The second pass packs
  12 // instructions into semi-optimal time slots.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/Type.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  27 #include "llvm/Support/Debug.h"
  28 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
  29 using namespace llvm;
  30
  31 ScheduleDAG::ScheduleDAG(SelectionDAG &dag, MachineBasicBlock *bb,
  32                          const TargetMachine &tm)
  33   : DAG(dag), BB(bb), TM(tm), RegInfo(BB->getParent()->getRegInfo()) {
  34     TII = TM.getInstrInfo();
  35     MF  = &DAG.getMachineFunction();
  36     TRI = TM.getRegisterInfo();
  37     ConstPool = BB->getParent()->getConstantPool();
  38 }
  39
  40 /// CheckForPhysRegDependency - Check if the dependency between def and use of
  41 /// a specified operand is a physical register dependency. If so, returns the
  42 /// register and the cost of copying the register.
  43 static void CheckForPhysRegDependency(SDNode *Def, SDNode *Use, unsigned Op,
  44                                       const TargetRegisterInfo *TRI,
  45                                       const TargetInstrInfo *TII,
  46                                       unsigned &PhysReg, int &Cost) {
  47   if (Op != 2 || Use->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
  48     return;
  49
  50   unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
  51   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
  52     return;
  53
  54   unsigned ResNo = Use->getOperand(2).ResNo;
  55   if (Def->isTargetOpcode()) {
  56     const TargetInstrDesc &II = TII->get(Def->getTargetOpcode());
  57     if (ResNo >= II.getNumDefs() &&
  58         II.ImplicitDefs[ResNo - II.getNumDefs()] == Reg) {
  59       PhysReg = Reg;
  60       const TargetRegisterClass *RC =
  61         TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Def->getValueType(ResNo), Reg);
  62       Cost = RC->getCopyCost();
  63     }
  64   }
  65 }
  66
  67 SUnit *ScheduleDAG::Clone(SUnit *Old) {
  68   SUnit *SU = NewSUnit(Old->Node);
  69   for (unsigned i = 0, e = SU->FlaggedNodes.size(); i != e; ++i)
  70     SU->FlaggedNodes.push_back(SU->FlaggedNodes[i]);
  71   SU->InstanceNo = SUnitMap[Old->Node].size();
  72   SU->Latency = Old->Latency;
  73   SU->isTwoAddress = Old->isTwoAddress;
  74   SU->isCommutable = Old->isCommutable;
  75   SU->hasPhysRegDefs = Old->hasPhysRegDefs;
  76   SUnitMap[Old->Node].push_back(SU);
  77   return SU;
  78 }
  79
  80
  81 /// BuildSchedUnits - Build SUnits from the selection dag that we are input.
  82 /// This SUnit graph is similar to the SelectionDAG, but represents flagged
  83 /// together nodes with a single SUnit.
  84 void ScheduleDAG::BuildSchedUnits() {
  85   // Reserve entries in the vector for each of the SUnits we are creating.  This
  86   // ensure that reallocation of the vector won't happen, so SUnit*'s won't get
  87   // invalidated.
  88   SUnits.reserve(std::distance(DAG.allnodes_begin(), DAG.allnodes_end()));
  89
  90   for (SelectionDAG::allnodes_iterator NI = DAG.allnodes_begin(),
  91        E = DAG.allnodes_end(); NI != E; ++NI) {
  92     if (isPassiveNode(NI))  // Leaf node, e.g. a TargetImmediate.
  93       continue;
  94
  95     // If this node has already been processed, stop now.
  96     if (SUnitMap[NI].size()) continue;
  97
  98     SUnit *NodeSUnit = NewSUnit(NI);
  99
 100     // See if anything is flagged to this node, if so, add them to flagged
 101     // nodes.  Nodes can have at most one flag input and one flag output.  Flags
 102     // are required the be the last operand and result of a node.
 103
 104     // Scan up, adding flagged preds to FlaggedNodes.
 105     SDNode *N = NI;
 106     if (N->getNumOperands() &&
 107         N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getValueType() == MVT::Flag) {
 108       do {
 109         N = N->getOperand(N->getNumOperands()-1).Val;
 110         NodeSUnit->FlaggedNodes.push_back(N);
 111         SUnitMap[N].push_back(NodeSUnit);
 112       } while (N->getNumOperands() &&
 113                N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getValueType()== MVT::Flag);
 114       std::reverse(NodeSUnit->FlaggedNodes.begin(),
 115                    NodeSUnit->FlaggedNodes.end());
 116     }
 117
 118     // Scan down, adding this node and any flagged succs to FlaggedNodes if they
 119     // have a user of the flag operand.
 120     N = NI;
 121     while (N->getValueType(N->getNumValues()-1) == MVT::Flag) {
 122       SDOperand FlagVal(N, N->getNumValues()-1);
 123
 124       // There are either zero or one users of the Flag result.
 125       bool HasFlagUse = false;
 126       for (SDNode::use_iterator UI = N->use_begin(), E = N->use_end();
 127            UI != E; ++UI)
 128         if (FlagVal.isOperand(*UI)) {
 129           HasFlagUse = true;
 130           NodeSUnit->FlaggedNodes.push_back(N);
 131           SUnitMap[N].push_back(NodeSUnit);
 132           N = *UI;
 133           break;
 134         }
 135       if (!HasFlagUse) break;
 136     }
 137
 138     // Now all flagged nodes are in FlaggedNodes and N is the bottom-most node.
 139     // Update the SUnit
 140     NodeSUnit->Node = N;
 141     SUnitMap[N].push_back(NodeSUnit);
 142
 143     ComputeLatency(NodeSUnit);
 144   }
 145
 146   // Pass 2: add the preds, succs, etc.
 147   for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su) {
 148     SUnit *SU = &SUnits[su];
 149     SDNode *MainNode = SU->Node;
 150
 151     if (MainNode->isTargetOpcode()) {
 152       unsigned Opc = MainNode->getTargetOpcode();
 153       const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Opc);
 154       for (unsigned i = 0; i != TID.getNumOperands(); ++i) {
 155         if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) != -1) {
 156           SU->isTwoAddress = true;
 157           break;
 158         }
 159       }
 160       if (TID.isCommutable())
 161         SU->isCommutable = true;
 162     }
 163
 164     // Find all predecessors and successors of the group.
 165     // Temporarily add N to make code simpler.
 166     SU->FlaggedNodes.push_back(MainNode);
 167
 168     for (unsigned n = 0, e = SU->FlaggedNodes.size(); n != e; ++n) {
 169       SDNode *N = SU->FlaggedNodes[n];
 170       if (N->isTargetOpcode() &&
 171           TII->get(N->getTargetOpcode()).getImplicitDefs() &&
 172           CountResults(N) > TII->get(N->getTargetOpcode()).getNumDefs())
 173         SU->hasPhysRegDefs = true;
 174
 175       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 176         SDNode *OpN = N->getOperand(i).Val;
 177         if (isPassiveNode(OpN)) continue;   // Not scheduled.
 178         SUnit *OpSU = SUnitMap[OpN].front();
 179         assert(OpSU && "Node has no SUnit!");
 180         if (OpSU == SU) continue;           // In the same group.
 181
 182         MVT::ValueType OpVT = N->getOperand(i).getValueType();
 183         assert(OpVT != MVT::Flag && "Flagged nodes should be in same sunit!");
 184         bool isChain = OpVT == MVT::Other;
 185
 186         unsigned PhysReg = 0;
 187         int Cost = 1;
 188         // Determine if this is a physical register dependency.
 189         CheckForPhysRegDependency(OpN, N, i, TRI, TII, PhysReg, Cost);
 190         SU->addPred(OpSU, isChain, false, PhysReg, Cost);
 191       }
 192     }
 193
 194     // Remove MainNode from FlaggedNodes again.
 195     SU->FlaggedNodes.pop_back();
 196   }
 197
 198   return;
 199 }
 200
 201 void ScheduleDAG::ComputeLatency(SUnit *SU) {
 202   const InstrItineraryData &InstrItins = TM.getInstrItineraryData();
 203
 204   // Compute the latency for the node.  We use the sum of the latencies for
 205   // all nodes flagged together into this SUnit.
 206   if (InstrItins.isEmpty()) {
 207     // No latency information.
 208     SU->Latency = 1;
 209   } else {
 210     SU->Latency = 0;
 211     if (SU->Node->isTargetOpcode()) {
 212       unsigned SchedClass =
 213         TII->get(SU->Node->getTargetOpcode()).getSchedClass();
 214       InstrStage *S = InstrItins.begin(SchedClass);
 215       InstrStage *E = InstrItins.end(SchedClass);
 216       for (; S != E; ++S)
 217         SU->Latency += S->Cycles;
 218     }
 219     for (unsigned i = 0, e = SU->FlaggedNodes.size(); i != e; ++i) {
 220       SDNode *FNode = SU->FlaggedNodes[i];
 221       if (FNode->isTargetOpcode()) {
 222         unsigned SchedClass =TII->get(FNode->getTargetOpcode()).getSchedClass();
 223         InstrStage *S = InstrItins.begin(SchedClass);
 224         InstrStage *E = InstrItins.end(SchedClass);
 225         for (; S != E; ++S)
 226           SU->Latency += S->Cycles;
 227       }
 228     }
 229   }
 230 }
 231
 232 void ScheduleDAG::CalculateDepths() {
 233   std::vector<std::pair<SUnit*, unsigned> > WorkList;
 234   for (unsigned i = 0, e = SUnits.size(); i != e; ++i)
 235     if (SUnits[i].Preds.empty())
 236       WorkList.push_back(std::make_pair(&SUnits[i], 0U));
 237
 238   while (!WorkList.empty()) {
 239     SUnit *SU = WorkList.back().first;
 240     unsigned Depth = WorkList.back().second;
 241     WorkList.pop_back();
 242     if (SU->Depth == 0 || Depth > SU->Depth) {
 243       SU->Depth = Depth;
 244       for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 245            I != E; ++I)
 246         WorkList.push_back(std::make_pair(I->Dep, Depth+1));
 247     }
 248   }
 249 }
 250
 251 void ScheduleDAG::CalculateHeights() {
 252   std::vector<std::pair<SUnit*, unsigned> > WorkList;
 253   SUnit *Root = SUnitMap[DAG.getRoot().Val].front();
 254   WorkList.push_back(std::make_pair(Root, 0U));
 255
 256   while (!WorkList.empty()) {
 257     SUnit *SU = WorkList.back().first;
 258     unsigned Height = WorkList.back().second;
 259     WorkList.pop_back();
 260     if (SU->Height == 0 || Height > SU->Height) {
 261       SU->Height = Height;
 262       for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 263            I != E; ++I)
 264         WorkList.push_back(std::make_pair(I->Dep, Height+1));
 265     }
 266   }
 267 }
 268
 269 /// CountResults - The results of target nodes have register or immediate
 270 /// operands first, then an optional chain, and optional flag operands (which do
 271 /// not go into the resulting MachineInstr).
 272 unsigned ScheduleDAG::CountResults(SDNode *Node) {
 273   unsigned N = Node->getNumValues();
 274   while (N && Node->getValueType(N - 1) == MVT::Flag)
 275     --N;
 276   if (N && Node->getValueType(N - 1) == MVT::Other)
 277     --N;    // Skip over chain result.
 278   return N;
 279 }
 280
 281 /// CountOperands - The inputs to target nodes have any actual inputs first,
 282 /// followed by optional memory operands chain operand, then flag operands.
 283 /// Compute the number of actual operands that will go into the resulting
 284 /// MachineInstr.
 285 unsigned ScheduleDAG::CountOperands(SDNode *Node) {
 286   unsigned N = Node->getNumOperands();
 287   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Flag)
 288     --N;
 289   if (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Other)
 290     --N; // Ignore chain if it exists.
 291   while (N && isa<MemOperandSDNode>(Node->getOperand(N - 1).Val))
 292     --N; // Ignore MemOperand nodes
 293   return N;
 294 }
 295
 296 /// CountMemOperands - Find the index of the last MemOperandSDNode operand
 297 unsigned ScheduleDAG::CountMemOperands(SDNode *Node) {
 298   unsigned N = Node->getNumOperands();
 299   while (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Flag)
 300     --N;
 301   if (N && Node->getOperand(N - 1).getValueType() == MVT::Other)
 302     --N; // Ignore chain if it exists.
 303   return N;
 304 }
 305
 306 static const TargetRegisterClass *getInstrOperandRegClass(
 307         const TargetRegisterInfo *TRI,
 308         const TargetInstrInfo *TII,
 309         const TargetInstrDesc &II,
 310         unsigned Op) {
 311   if (Op >= II.getNumOperands()) {
 312     assert(II.isVariadic() && "Invalid operand # of instruction");
 313     return NULL;
 314   }
 315   if (II.OpInfo[Op].isLookupPtrRegClass())
 316     return TII->getPointerRegClass();
 317   return TRI->getRegClass(II.OpInfo[Op].RegClass);
 318 }
 319
 320 void ScheduleDAG::EmitCopyFromReg(SDNode *Node, unsigned ResNo,
 321                                   unsigned InstanceNo, unsigned SrcReg,
 322                                   DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 323   unsigned VRBase = 0;
 324   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(SrcReg)) {
 325     // Just use the input register directly!
 326     if (InstanceNo > 0)
 327       VRBaseMap.erase(SDOperand(Node, ResNo));
 328     bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SDOperand(Node,ResNo),SrcReg));
 329     assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 330     return;
 331   }
 332
 333   // If the node is only used by a CopyToReg and the dest reg is a vreg, use
 334   // the CopyToReg'd destination register instead of creating a new vreg.
 335   bool MatchReg = true;
 336   for (SDNode::use_iterator UI = Node->use_begin(), E = Node->use_end();
 337        UI != E; ++UI) {
 338     SDNode *Use = *UI;
 339     bool Match = true;
 340     if (Use->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
 341         Use->getOperand(2).Val == Node &&
 342         Use->getOperand(2).ResNo == ResNo) {
 343       unsigned DestReg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
 344       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg)) {
 345         VRBase = DestReg;
 346         Match = false;
 347       } else if (DestReg != SrcReg)
 348         Match = false;
 349     } else {
 350       for (unsigned i = 0, e = Use->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 351         SDOperand Op = Use->getOperand(i);
 352         if (Op.Val != Node || Op.ResNo != ResNo)
 353           continue;
 354         MVT::ValueType VT = Node->getValueType(Op.ResNo);
 355         if (VT != MVT::Other && VT != MVT::Flag)
 356           Match = false;
 357       }
 358     }
 359     MatchReg &= Match;
 360     if (VRBase)
 361       break;
 362   }
 363
 364   const TargetRegisterClass *TRC = 0;
 365   // Figure out the register class to create for the destreg.
 366   if (VRBase)
 367     TRC = RegInfo.getRegClass(VRBase);
 368   else
 369     TRC = TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Node->getValueType(ResNo), SrcReg);
 370
 371   // If all uses are reading from the src physical register and copying the
 372   // register is either impossible or very expensive, then don't create a copy.
 373   if (MatchReg && TRC->getCopyCost() < 0) {
 374     VRBase = SrcReg;
 375   } else {
 376     // Create the reg, emit the copy.
 377     VRBase = RegInfo.createVirtualRegister(TRC);
 378     TII->copyRegToReg(*BB, BB->end(), VRBase, SrcReg, TRC, TRC);
 379   }
 380
 381   if (InstanceNo > 0)
 382     VRBaseMap.erase(SDOperand(Node, ResNo));
 383   bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SDOperand(Node,ResNo), VRBase));
 384   assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 385 }
 386
 387 void ScheduleDAG::CreateVirtualRegisters(SDNode *Node,
 388                                          MachineInstr *MI,
 389                                          const TargetInstrDesc &II,
 390                                      DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 391   for (unsigned i = 0; i < II.getNumDefs(); ++i) {
 392     // If the specific node value is only used by a CopyToReg and the dest reg
 393     // is a vreg, use the CopyToReg'd destination register instead of creating
 394     // a new vreg.
 395     unsigned VRBase = 0;
 396     for (SDNode::use_iterator UI = Node->use_begin(), E = Node->use_end();
 397          UI != E; ++UI) {
 398       SDNode *Use = *UI;
 399       if (Use->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
 400           Use->getOperand(2).Val == Node &&
 401           Use->getOperand(2).ResNo == i) {
 402         unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
 403         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
 404           VRBase = Reg;
 405           MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true));
 406           break;
 407         }
 408       }
 409     }
 410
 411     // Create the result registers for this node and add the result regs to
 412     // the machine instruction.
 413     if (VRBase == 0) {
 414       const TargetRegisterClass *RC = getInstrOperandRegClass(TRI, TII, II, i);
 415       assert(RC && "Isn't a register operand!");
 416       VRBase = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 417       MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(VRBase, true));
 418     }
 419
 420     bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SDOperand(Node,i), VRBase));
 421     assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 422   }
 423 }
 424
 425 /// getVR - Return the virtual register corresponding to the specified result
 426 /// of the specified node.
 427 static unsigned getVR(SDOperand Op, DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 428   DenseMap<SDOperand, unsigned>::iterator I = VRBaseMap.find(Op);
 429   assert(I != VRBaseMap.end() && "Node emitted out of order - late");
 430   return I->second;
 431 }
 432
 433
 434 /// AddOperand - Add the specified operand to the specified machine instr.  II
 435 /// specifies the instruction information for the node, and IIOpNum is the
 436 /// operand number (in the II) that we are adding. IIOpNum and II are used for
 437 /// assertions only.
 438 void ScheduleDAG::AddOperand(MachineInstr *MI, SDOperand Op,
 439                              unsigned IIOpNum,
 440                              const TargetInstrDesc *II,
 441                              DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 442   if (Op.isTargetOpcode()) {
 443     // Note that this case is redundant with the final else block, but we
 444     // include it because it is the most common and it makes the logic
 445     // simpler here.
 446     assert(Op.getValueType() != MVT::Other &&
 447            Op.getValueType() != MVT::Flag &&
 448            "Chain and flag operands should occur at end of operand list!");
 449
 450     // Get/emit the operand.
 451     unsigned VReg = getVR(Op, VRBaseMap);
 452     const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
 453     bool isOptDef = (IIOpNum < TID.getNumOperands())
 454       ? (TID.OpInfo[IIOpNum].isOptionalDef()) : false;
 455     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(VReg, isOptDef));
 456
 457     // Verify that it is right.
 458     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VReg) && "Not a vreg?");
 459     if (II) {
 460       const TargetRegisterClass *RC =
 461                           getInstrOperandRegClass(TRI, TII, *II, IIOpNum);
 462       assert(RC && "Don't have operand info for this instruction!");
 463       const TargetRegisterClass *VRC = RegInfo.getRegClass(VReg);
 464       if (VRC != RC) {
 465         cerr << "Register class of operand and regclass of use don't agree!\n";
 466 #ifndef NDEBUG
 467         cerr << "Operand = " << IIOpNum << "\n";
 468         cerr << "Op->Val = "; Op.Val->dump(&DAG); cerr << "\n";
 469         cerr << "MI = "; MI->print(cerr);
 470         cerr << "VReg = " << VReg << "\n";
 471         cerr << "VReg RegClass     size = " << VRC->getSize()
 472              << ", align = " << VRC->getAlignment() << "\n";
 473         cerr << "Expected RegClass size = " << RC->getSize()
 474              << ", align = " << RC->getAlignment() << "\n";
 475 #endif
 476         cerr << "Fatal error, aborting.\n";
 477         abort();
 478       }
 479     }
 480   } else if (ConstantSDNode *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op)) {
 481     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(C->getValue()));
 482   } else if (ConstantFPSDNode *F = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(Op)) {
 483     const Type *FType = MVT::getTypeForValueType(Op.getValueType());
 484     ConstantFP *CFP = ConstantFP::get(FType, F->getValueAPF());
 485     MI->addOperand(MachineOperand::CreateFPImm(CFP));
 486   } else if (RegisterSDNode *R = dyn_cast<RegisterSDNode>(Op)) {
 487     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R->getReg(), false));
 488   } else if (GlobalAddressSDNode *TGA = dyn_cast<GlobalAddressSDNode>(Op)) {
 489     MI->addOperand(MachineOperand::CreateGA(TGA->getGlobal(),TGA->getOffset()));
 490   } else if (BasicBlockSDNode *BB = dyn_cast<BasicBlockSDNode>(Op)) {
 491     MI->addOperand(MachineOperand::CreateMBB(BB->getBasicBlock()));
 492   } else if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Op)) {
 493     MI->addOperand(MachineOperand::CreateFI(FI->getIndex()));
 494   } else if (JumpTableSDNode *JT = dyn_cast<JumpTableSDNode>(Op)) {
 495     MI->addOperand(MachineOperand::CreateJTI(JT->getIndex()));
 496   } else if (ConstantPoolSDNode *CP = dyn_cast<ConstantPoolSDNode>(Op)) {
 497     int Offset = CP->getOffset();
 498     unsigned Align = CP->getAlignment();
 499     const Type *Type = CP->getType();
 500     // MachineConstantPool wants an explicit alignment.
 501     if (Align == 0) {
 502       Align = TM.getTargetData()->getPreferredTypeAlignmentShift(Type);
 503       if (Align == 0) {
 504         // Alignment of vector types.  FIXME!
 505         Align = TM.getTargetData()->getABITypeSize(Type);
 506         Align = Log2_64(Align);
 507       }
 508     }
 509
 510     unsigned Idx;
 511     if (CP->isMachineConstantPoolEntry())
 512       Idx = ConstPool->getConstantPoolIndex(CP->getMachineCPVal(), Align);
 513     else
 514       Idx = ConstPool->getConstantPoolIndex(CP->getConstVal(), Align);
 515     MI->addOperand(MachineOperand::CreateCPI(Idx, Offset));
 516   } else if (ExternalSymbolSDNode *ES = dyn_cast<ExternalSymbolSDNode>(Op)) {
 517     MI->addOperand(MachineOperand::CreateES(ES->getSymbol()));
 518   } else {
 519     assert(Op.getValueType() != MVT::Other &&
 520            Op.getValueType() != MVT::Flag &&
 521            "Chain and flag operands should occur at end of operand list!");
 522     unsigned VReg = getVR(Op, VRBaseMap);
 523     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(VReg, false));
 524
 525     // Verify that it is right.
 526     assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(VReg) && "Not a vreg?");
 527     if (II) {
 528       const TargetRegisterClass *RC =
 529                             getInstrOperandRegClass(TRI, TII, *II, IIOpNum);
 530       assert(RC && "Don't have operand info for this instruction!");
 531       assert(RegInfo.getRegClass(VReg) == RC &&
 532              "Register class of operand and regclass of use don't agree!");
 533     }
 534   }
 535
 536 }
 537
 538 void ScheduleDAG::AddMemOperand(MachineInstr *MI, const MemOperand &MO) {
 539   MI->addMemOperand(MO);
 540 }
 541
 542 // Returns the Register Class of a subregister
 543 static const TargetRegisterClass *getSubRegisterRegClass(
 544         const TargetRegisterClass *TRC,
 545         unsigned SubIdx) {
 546   // Pick the register class of the subregister
 547   TargetRegisterInfo::regclass_iterator I =
 548     TRC->subregclasses_begin() + SubIdx-1;
 549   assert(I < TRC->subregclasses_end() &&
 550          "Invalid subregister index for register class");
 551   return *I;
 552 }
 553
 554 static const TargetRegisterClass *getSuperregRegisterClass(
 555         const TargetRegisterClass *TRC,
 556         unsigned SubIdx,
 557         MVT::ValueType VT) {
 558   // Pick the register class of the superegister for this type
 559   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRC->superregclasses_begin(),
 560          E = TRC->superregclasses_end(); I != E; ++I)
 561     if ((*I)->hasType(VT) && getSubRegisterRegClass(*I, SubIdx) == TRC)
 562       return *I;
 563   assert(false && "Couldn't find the register class");
 564   return 0;
 565 }
 566
 567 /// EmitSubregNode - Generate machine code for subreg nodes.
 568 ///
 569 void ScheduleDAG::EmitSubregNode(SDNode *Node,
 570                            DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 571   unsigned VRBase = 0;
 572   unsigned Opc = Node->getTargetOpcode();
 573   if (Opc == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG) {
 574     // If the node is only used by a CopyToReg and the dest reg is a vreg, use
 575     // the CopyToReg'd destination register instead of creating a new vreg.
 576     for (SDNode::use_iterator UI = Node->use_begin(), E = Node->use_end();
 577          UI != E; ++UI) {
 578       SDNode *Use = *UI;
 579       if (Use->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
 580           Use->getOperand(2).Val == Node) {
 581         unsigned DestReg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
 582         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg)) {
 583           VRBase = DestReg;
 584           break;
 585         }
 586       }
 587     }
 588
 589     unsigned SubIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(1))->getValue();
 590
 591     // TODO: If the node is a use of a CopyFromReg from a physical register
 592     // fold the extract into the copy now
 593
 594     // Create the extract_subreg machine instruction.
 595     MachineInstr *MI =
 596       new MachineInstr(BB, TII->get(TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG));
 597
 598     // Figure out the register class to create for the destreg.
 599     unsigned VReg = getVR(Node->getOperand(0), VRBaseMap);
 600     const TargetRegisterClass *TRC = RegInfo.getRegClass(VReg);
 601     const TargetRegisterClass *SRC = getSubRegisterRegClass(TRC, SubIdx);
 602
 603     if (VRBase) {
 604       // Grab the destination register
 605       const TargetRegisterClass *DRC = 0;
 606       DRC = RegInfo.getRegClass(VRBase);
 607       assert(SRC && DRC && SRC == DRC &&
 608              "Source subregister and destination must have the same class");
 609     } else {
 610       // Create the reg
 611       assert(SRC && "Couldn't find source register class");
 612       VRBase = RegInfo.createVirtualRegister(SRC);
 613     }
 614
 615     // Add def, source, and subreg index
 616     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(VRBase, true));
 617     AddOperand(MI, Node->getOperand(0), 0, 0, VRBaseMap);
 618     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(SubIdx));
 619
 620   } else if (Opc == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
 621     assert((Node->getNumOperands() == 2 || Node->getNumOperands() == 3) &&
 622             "Malformed insert_subreg node");
 623     bool isUndefInput = (Node->getNumOperands() == 2);
 624     unsigned SubReg = 0;
 625     unsigned SubIdx = 0;
 626
 627     if (isUndefInput) {
 628       SubReg = getVR(Node->getOperand(0), VRBaseMap);
 629       SubIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(1))->getValue();
 630     } else {
 631       SubReg = getVR(Node->getOperand(1), VRBaseMap);
 632       SubIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(2))->getValue();
 633     }
 634
 635     // TODO: Add tracking info to MachineRegisterInfo of which vregs are subregs
 636     // to allow coalescing in the allocator
 637
 638     // If the node is only used by a CopyToReg and the dest reg is a vreg, use
 639     // the CopyToReg'd destination register instead of creating a new vreg.
 640     // If the CopyToReg'd destination register is physical, then fold the
 641     // insert into the copy
 642     for (SDNode::use_iterator UI = Node->use_begin(), E = Node->use_end();
 643          UI != E; ++UI) {
 644       SDNode *Use = *UI;
 645       if (Use->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
 646           Use->getOperand(2).Val == Node) {
 647         unsigned DestReg = cast<RegisterSDNode>(Use->getOperand(1))->getReg();
 648         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DestReg)) {
 649           VRBase = DestReg;
 650           break;
 651         }
 652       }
 653     }
 654
 655     // Create the insert_subreg machine instruction.
 656     MachineInstr *MI =
 657       new MachineInstr(BB, TII->get(TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG));
 658
 659     // Figure out the register class to create for the destreg.
 660     const TargetRegisterClass *TRC = 0;
 661     if (VRBase) {
 662       TRC = RegInfo.getRegClass(VRBase);
 663     } else {
 664       TRC = getSuperregRegisterClass(RegInfo.getRegClass(SubReg), SubIdx,
 665                                      Node->getValueType(0));
 666       assert(TRC && "Couldn't determine register class for insert_subreg");
 667       VRBase = RegInfo.createVirtualRegister(TRC); // Create the reg
 668     }
 669
 670     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(VRBase, true));
 671     AddOperand(MI, Node->getOperand(0), 0, 0, VRBaseMap);
 672     if (!isUndefInput)
 673       AddOperand(MI, Node->getOperand(1), 0, 0, VRBaseMap);
 674     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(SubIdx));
 675   } else
 676     assert(0 && "Node is not a subreg insert or extract");
 677
 678   bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SDOperand(Node,0), VRBase));
 679   assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 680 }
 681
 682 /// EmitNode - Generate machine code for an node and needed dependencies.
 683 ///
 684 void ScheduleDAG::EmitNode(SDNode *Node, unsigned InstanceNo,
 685                            DenseMap<SDOperand, unsigned> &VRBaseMap) {
 686   // If machine instruction
 687   if (Node->isTargetOpcode()) {
 688     unsigned Opc = Node->getTargetOpcode();
 689
 690     // Handle subreg insert/extract specially
 691     if (Opc == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
 692         Opc == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG) {
 693       EmitSubregNode(Node, VRBaseMap);
 694       return;
 695     }
 696
 697     const TargetInstrDesc &II = TII->get(Opc);
 698
 699     unsigned NumResults = CountResults(Node);
 700     unsigned NodeOperands = CountOperands(Node);
 701     unsigned NodeMemOperands = CountMemOperands(Node);
 702     unsigned NumMIOperands = NodeOperands + NumResults;
 703     bool HasPhysRegOuts = (NumResults > II.getNumDefs()) &&
 704                           II.getImplicitDefs() != 0;
 705 #ifndef NDEBUG
 706     assert((II.getNumOperands() == NumMIOperands ||
 707             HasPhysRegOuts || II.isVariadic()) &&
 708            "#operands for dag node doesn't match .td file!");
 709 #endif
 710
 711     // Create the new machine instruction.
 712     MachineInstr *MI = new MachineInstr(II);
 713
 714     // Add result register values for things that are defined by this
 715     // instruction.
 716     if (NumResults)
 717       CreateVirtualRegisters(Node, MI, II, VRBaseMap);
 718
 719     // Emit all of the actual operands of this instruction, adding them to the
 720     // instruction as appropriate.
 721     for (unsigned i = 0; i != NodeOperands; ++i)
 722       AddOperand(MI, Node->getOperand(i), i+II.getNumDefs(), &II, VRBaseMap);
 723
 724     // Emit all of the memory operands of this instruction
 725     for (unsigned i = NodeOperands; i != NodeMemOperands; ++i)
 726       AddMemOperand(MI, cast<MemOperandSDNode>(Node->getOperand(i))->MO);
 727
 728     // Commute node if it has been determined to be profitable.
 729     if (CommuteSet.count(Node)) {
 730       MachineInstr *NewMI = TII->commuteInstruction(MI);
 731       if (NewMI == 0)
 732         DOUT << "Sched: COMMUTING FAILED!\n";
 733       else {
 734         DOUT << "Sched: COMMUTED TO: " << *NewMI;
 735         if (MI != NewMI) {
 736           delete MI;
 737           MI = NewMI;
 738         }
 739       }
 740     }
 741
 742     if (II.usesCustomDAGSchedInsertionHook())
 743       // Insert this instruction into the basic block using a target
 744       // specific inserter which may returns a new basic block.
 745       BB = DAG.getTargetLoweringInfo().EmitInstrWithCustomInserter(MI, BB);
 746     else
 747       BB->push_back(MI);
 748
 749     // Additional results must be an physical register def.
 750     if (HasPhysRegOuts) {
 751       for (unsigned i = II.getNumDefs(); i < NumResults; ++i) {
 752         unsigned Reg = II.getImplicitDefs()[i - II.getNumDefs()];
 753         if (Node->hasAnyUseOfValue(i))
 754           EmitCopyFromReg(Node, i, InstanceNo, Reg, VRBaseMap);
 755       }
 756     }
 757   } else {
 758     switch (Node->getOpcode()) {
 759     default:
 760 #ifndef NDEBUG
 761       Node->dump(&DAG);
 762 #endif
 763       assert(0 && "This target-independent node should have been selected!");
 764     case ISD::EntryToken: // fall thru
 765     case ISD::TokenFactor:
 766     case ISD::LABEL:
 767     case ISD::DECLARE:
 768     case ISD::SRCVALUE:
 769       break;
 770     case ISD::CopyToReg: {
 771       unsigned InReg;
 772       if (RegisterSDNode *R = dyn_cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(2)))
 773         InReg = R->getReg();
 774       else
 775         InReg = getVR(Node->getOperand(2), VRBaseMap);
 776       unsigned DestReg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
 777       if (InReg != DestReg)  {// Coalesced away the copy?
 778         const TargetRegisterClass *TRC = 0;
 779         // Get the target register class
 780         if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(InReg))
 781           TRC = RegInfo.getRegClass(InReg);
 782         else
 783           TRC =
 784             TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Node->getOperand(2).getValueType(),
 785                                             InReg);
 786         TII->copyRegToReg(*BB, BB->end(), DestReg, InReg, TRC, TRC);
 787       }
 788       break;
 789     }
 790     case ISD::CopyFromReg: {
 791       unsigned SrcReg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
 792       EmitCopyFromReg(Node, 0, InstanceNo, SrcReg, VRBaseMap);
 793       break;
 794     }
 795     case ISD::INLINEASM: {
 796       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
 797       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Flag)
 798         --NumOps;  // Ignore the flag operand.
 799
 800       // Create the inline asm machine instruction.
 801       MachineInstr *MI =
 802         new MachineInstr(BB, TII->get(TargetInstrInfo::INLINEASM));
 803
 804       // Add the asm string as an external symbol operand.
 805       const char *AsmStr =
 806         cast<ExternalSymbolSDNode>(Node->getOperand(1))->getSymbol();
 807       MI->addOperand(MachineOperand::CreateES(AsmStr));
 808
 809       // Add all of the operand registers to the instruction.
 810       for (unsigned i = 2; i != NumOps;) {
 811         unsigned Flags = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getValue();
 812         unsigned NumVals = Flags >> 3;
 813
 814         MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Flags));
 815         ++i;  // Skip the ID value.
 816
 817         switch (Flags & 7) {
 818         default: assert(0 && "Bad flags!");
 819         case 1:  // Use of register.
 820           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
 821             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
 822             MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, false));
 823           }
 824           break;
 825         case 2:   // Def of register.
 826           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
 827             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
 828             MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Reg, true));
 829           }
 830           break;
 831         case 3: { // Immediate.
 832           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
 833             if (ConstantSDNode *CS =
 834                    dyn_cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))) {
 835               MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(CS->getValue()));
 836             } else if (GlobalAddressSDNode *GA =
 837                   dyn_cast<GlobalAddressSDNode>(Node->getOperand(i))) {
 838               MI->addOperand(MachineOperand::CreateGA(GA->getGlobal(),
 839                                                       GA->getOffset()));
 840             } else {
 841               BasicBlockSDNode *BB =cast<BasicBlockSDNode>(Node->getOperand(i));
 842               MI->addOperand(MachineOperand::CreateMBB(BB->getBasicBlock()));
 843             }
 844           }
 845           break;
 846         }
 847         case 4:  // Addressing mode.
 848           // The addressing mode has been selected, just add all of the
 849           // operands to the machine instruction.
 850           for (; NumVals; --NumVals, ++i)
 851             AddOperand(MI, Node->getOperand(i), 0, 0, VRBaseMap);
 852           break;
 853         }
 854       }
 855       break;
 856     }
 857     }
 858   }
 859 }
 860
 861 void ScheduleDAG::EmitNoop() {
 862   TII->insertNoop(*BB, BB->end());
 863 }
 864
 865 void ScheduleDAG::EmitCrossRCCopy(SUnit *SU, DenseMap<SUnit*, unsigned> &VRBaseMap) {
 866   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 867        I != E; ++I) {
 868     if (I->isCtrl) continue;  // ignore chain preds
 869     if (!I->Dep->Node) {
 870       // Copy to physical register.
 871       DenseMap<SUnit*, unsigned>::iterator VRI = VRBaseMap.find(I->Dep);
 872       assert(VRI != VRBaseMap.end() && "Node emitted out of order - late");
 873       // Find the destination physical register.
 874       unsigned Reg = 0;
 875       for (SUnit::const_succ_iterator II = SU->Succs.begin(),
 876              EE = SU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
 877         if (I->Reg) {
 878           Reg = I->Reg;
 879           break;
 880         }
 881       }
 882       assert(I->Reg && "Unknown physical register!");
 883       TII->copyRegToReg(*BB, BB->end(), Reg, VRI->second,
 884                         SU->CopyDstRC, SU->CopySrcRC);
 885     } else {
 886       // Copy from physical register.
 887       assert(I->Reg && "Unknown physical register!");
 888       unsigned VRBase = RegInfo.createVirtualRegister(SU->CopyDstRC);
 889       bool isNew = VRBaseMap.insert(std::make_pair(SU, VRBase));
 890       assert(isNew && "Node emitted out of order - early");
 891       TII->copyRegToReg(*BB, BB->end(), VRBase, I->Reg,
 892                         SU->CopyDstRC, SU->CopySrcRC);
 893     }
 894     break;
 895   }
 896 }
 897
 898 /// EmitSchedule - Emit the machine code in scheduled order.
 899 void ScheduleDAG::EmitSchedule() {
 900   // If this is the first basic block in the function, and if it has live ins
 901   // that need to be copied into vregs, emit the copies into the top of the
 902   // block before emitting the code for the block.
 903   if (&MF->front() == BB) {
 904     for (MachineRegisterInfo::livein_iterator LI = RegInfo.livein_begin(),
 905          E = RegInfo.livein_end(); LI != E; ++LI)
 906       if (LI->second) {
 907         const TargetRegisterClass *RC = RegInfo.getRegClass(LI->second);
 908         TII->copyRegToReg(*MF->begin(), MF->begin()->end(), LI->second,
 909                           LI->first, RC, RC);
 910       }
 911   }
 912
 913
 914   // Finally, emit the code for all of the scheduled instructions.
 915   DenseMap<SDOperand, unsigned> VRBaseMap;
 916   DenseMap<SUnit*, unsigned> CopyVRBaseMap;
 917   for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; i++) {
 918     if (SUnit *SU = Sequence[i]) {
 919       for (unsigned j = 0, ee = SU->FlaggedNodes.size(); j != ee; ++j)
 920         EmitNode(SU->FlaggedNodes[j], SU->InstanceNo, VRBaseMap);
 921       if (SU->Node)
 922         EmitNode(SU->Node, SU->InstanceNo, VRBaseMap);
 923       else
 924         EmitCrossRCCopy(SU, CopyVRBaseMap);
 925     } else {
 926       // Null SUnit* is a noop.
 927       EmitNoop();
 928     }
 929   }
 930 }
 931
 932 /// dump - dump the schedule.
 933 void ScheduleDAG::dumpSchedule() const {
 934   for (unsigned i = 0, e = Sequence.size(); i != e; i++) {
 935     if (SUnit *SU = Sequence[i])
 936       SU->dump(&DAG);
 937     else
 938       cerr << "**** NOOP ****\n";
 939   }
 940 }
 941
 942
 943 /// Run - perform scheduling.
 944 ///
 945 MachineBasicBlock *ScheduleDAG::Run() {
 946   Schedule();
 947   return BB;
 948 }
 949
 950 /// SUnit - Scheduling unit. It's an wrapper around either a single SDNode or
 951 /// a group of nodes flagged together.
 952 void SUnit::dump(const SelectionDAG *G) const {
 953   cerr << "SU(" << NodeNum << "): ";
 954   if (Node)
 955     Node->dump(G);
 956   else
 957     cerr << "CROSS RC COPY ";
 958   cerr << "\n";
 959   if (FlaggedNodes.size() != 0) {
 960     for (unsigned i = 0, e = FlaggedNodes.size(); i != e; i++) {
 961       cerr << "    ";
 962       FlaggedNodes[i]->dump(G);
 963       cerr << "\n";
 964     }
 965   }
 966 }
 967
 968 void SUnit::dumpAll(const SelectionDAG *G) const {
 969   dump(G);
 970
 971   cerr << "  # preds left       : " << NumPredsLeft << "\n";
 972   cerr << "  # succs left       : " << NumSuccsLeft << "\n";
 973   cerr << "  Latency            : " << Latency << "\n";
 974   cerr << "  Depth              : " << Depth << "\n";
 975   cerr << "  Height             : " << Height << "\n";
 976
 977   if (Preds.size() != 0) {
 978     cerr << "  Predecessors:\n";
 979     for (SUnit::const_succ_iterator I = Preds.begin(), E = Preds.end();
 980          I != E; ++I) {
 981       if (I->isCtrl)
 982         cerr << "   ch  #";
 983       else
 984         cerr << "   val #";
 985       cerr << I->Dep << " - SU(" << I->Dep->NodeNum << ")";
 986       if (I->isSpecial)
 987         cerr << " *";
 988       cerr << "\n";
 989     }
 990   }
 991   if (Succs.size() != 0) {
 992     cerr << "  Successors:\n";
 993     for (SUnit::const_succ_iterator I = Succs.begin(), E = Succs.end();
 994          I != E; ++I) {
 995       if (I->isCtrl)
 996         cerr << "   ch  #";
 997       else
 998         cerr << "   val #";
 999       cerr << I->Dep << " - SU(" << I->Dep->NodeNum << ")";
1000       if (I->isSpecial)
1001         cerr << " *";
1002       cerr << "\n";
1003     }
1004   }
1005   cerr << "\n";
1006 }