f8410c17ff4f57f7f139ec0a4f6d7d6cd9a63867
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / CodeGenTarget.cpp
1 //===- CodeGenTarget.cpp - CodeGen Target Class Wrapper ---------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This class wrap target description classes used by the various code
11 // generation TableGen backends.  This makes it easier to access the data and
12 // provides a single place that needs to check it for validity.  All of these
13 // classes throw exceptions on error conditions.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #include "CodeGenTarget.h"
18 #include "CodeGenIntrinsics.h"
19 #include "Record.h"
20 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
21 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
22 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
23 #include <set>
24 #include <algorithm>
25 using namespace llvm;
26
27 static cl::opt<unsigned>
28 AsmWriterNum("asmwriternum", cl::init(0),
29              cl::desc("Make -gen-asm-writer emit assembly writer #N"));
30
31 /// getValueType - Return the MCV::ValueType that the specified TableGen record
32 /// corresponds to.
33 MVT::ValueType llvm::getValueType(Record *Rec, const CodeGenTarget *CGT) {
34   return (MVT::ValueType)Rec->getValueAsInt("Value");
35 }
36
37 std::string llvm::getName(MVT::ValueType T) {
38   switch (T) {
39   case MVT::Other: return "UNKNOWN";
40   case MVT::i1:    return "MVT::i1";
41   case MVT::i8:    return "MVT::i8";
42   case MVT::i16:   return "MVT::i16";
43   case MVT::i32:   return "MVT::i32";
44   case MVT::i64:   return "MVT::i64";
45   case MVT::i128:  return "MVT::i128";
46   case MVT::f32:   return "MVT::f32";
47   case MVT::f64:   return "MVT::f64";
48   case MVT::f80:   return "MVT::f80";
49   case MVT::f128:  return "MVT::f128";
50   case MVT::Flag:  return "MVT::Flag";
51   case MVT::isVoid:return "MVT::void";
52   case MVT::v8i8:  return "MVT::v8i8";
53   case MVT::v4i16: return "MVT::v4i16";
54   case MVT::v2i32: return "MVT::v2i32";
55   case MVT::v16i8: return "MVT::v16i8";
56   case MVT::v8i16: return "MVT::v8i16";
57   case MVT::v4i32: return "MVT::v4i32";
58   case MVT::v2i64: return "MVT::v2i64";
59   case MVT::v2f32: return "MVT::v2f32";
60   case MVT::v4f32: return "MVT::v4f32";
61   case MVT::v2f64: return "MVT::v2f64";
62   case MVT::iPTR:  return "TLI.getPointerTy()";
63   default: assert(0 && "ILLEGAL VALUE TYPE!"); return "";
64   }
65 }
66
67 std::string llvm::getEnumName(MVT::ValueType T) {
68   switch (T) {
69   case MVT::Other: return "MVT::Other";
70   case MVT::i1:    return "MVT::i1";
71   case MVT::i8:    return "MVT::i8";
72   case MVT::i16:   return "MVT::i16";
73   case MVT::i32:   return "MVT::i32";
74   case MVT::i64:   return "MVT::i64";
75   case MVT::i128:  return "MVT::i128";
76   case MVT::f32:   return "MVT::f32";
77   case MVT::f64:   return "MVT::f64";
78   case MVT::f80:   return "MVT::f80";
79   case MVT::f128:  return "MVT::f128";
80   case MVT::Flag:  return "MVT::Flag";
81   case MVT::isVoid:return "MVT::isVoid";
82   case MVT::v8i8:  return "MVT::v8i8";
83   case MVT::v4i16: return "MVT::v4i16";
84   case MVT::v2i32: return "MVT::v2i32";
85   case MVT::v16i8: return "MVT::v16i8";
86   case MVT::v8i16: return "MVT::v8i16";
87   case MVT::v4i32: return "MVT::v4i32";
88   case MVT::v2i64: return "MVT::v2i64";
89   case MVT::v2f32: return "MVT::v2f32";
90   case MVT::v4f32: return "MVT::v4f32";
91   case MVT::v2f64: return "MVT::v2f64";
92   case MVT::iPTR:  return "TLI.getPointerTy()";
93   default: assert(0 && "ILLEGAL VALUE TYPE!"); return "";
94   }
95 }
96
97
98 std::ostream &llvm::operator<<(std::ostream &OS, MVT::ValueType T) {
99   return OS << getName(T);
100 }
101
102
103 /// getTarget - Return the current instance of the Target class.
104 ///
105 CodeGenTarget::CodeGenTarget() {
106   std::vector<Record*> Targets = Records.getAllDerivedDefinitions("Target");
107   if (Targets.size() == 0)
108     throw std::string("ERROR: No 'Target' subclasses defined!");
109   if (Targets.size() != 1)
110     throw std::string("ERROR: Multiple subclasses of Target defined!");
111   TargetRec = Targets[0];
112 }
113
114
115 const std::string &CodeGenTarget::getName() const {
116   return TargetRec->getName();
117 }
118
119 Record *CodeGenTarget::getInstructionSet() const {
120   return TargetRec->getValueAsDef("InstructionSet");
121 }
122
123 /// getAsmWriter - Return the AssemblyWriter definition for this target.
124 ///
125 Record *CodeGenTarget::getAsmWriter() const {
126   std::vector<Record*> LI = TargetRec->getValueAsListOfDefs("AssemblyWriters");
127   if (AsmWriterNum >= LI.size())
128     throw "Target does not have an AsmWriter #" + utostr(AsmWriterNum) + "!";
129   return LI[AsmWriterNum];
130 }
131
132 void CodeGenTarget::ReadRegisters() const {
133   std::vector<Record*> Regs = Records.getAllDerivedDefinitions("Register");
134   if (Regs.empty())
135     throw std::string("No 'Register' subclasses defined!");
136
137   Registers.reserve(Regs.size());
138   Registers.assign(Regs.begin(), Regs.end());
139 }
140
141 CodeGenRegister::CodeGenRegister(Record *R) : TheDef(R) {
142   DeclaredSpillSize = R->getValueAsInt("SpillSize");
143   DeclaredSpillAlignment = R->getValueAsInt("SpillAlignment");
144 }
145
146 const std::string &CodeGenRegister::getName() const {
147   return TheDef->getName();
148 }
149
150 void CodeGenTarget::ReadRegisterClasses() const {
151   std::vector<Record*> RegClasses =
152     Records.getAllDerivedDefinitions("RegisterClass");
153   if (RegClasses.empty())
154     throw std::string("No 'RegisterClass' subclasses defined!");
155
156   RegisterClasses.reserve(RegClasses.size());
157   RegisterClasses.assign(RegClasses.begin(), RegClasses.end());
158 }
159
160 std::vector<unsigned char> CodeGenTarget::getRegisterVTs(Record *R) const {
161   std::vector<unsigned char> Result;
162   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = getRegisterClasses();
163   for (unsigned i = 0, e = RCs.size(); i != e; ++i) {
164     const CodeGenRegisterClass &RC = RegisterClasses[i];
165     for (unsigned ei = 0, ee = RC.Elements.size(); ei != ee; ++ei) {
166       if (R == RC.Elements[ei]) {
167         const std::vector<MVT::ValueType> &InVTs = RC.getValueTypes();
168         for (unsigned i = 0, e = InVTs.size(); i != e; ++i)
169           Result.push_back(InVTs[i]);
170       }
171     }
172   }
173   return Result;
174 }
175
176
177 CodeGenRegisterClass::CodeGenRegisterClass(Record *R) : TheDef(R) {
178   // Rename anonymous register classes.
179   if (R->getName().size() > 9 && R->getName()[9] == '.') {
180     static unsigned AnonCounter = 0;
181     R->setName("AnonRegClass_"+utostr(AnonCounter++));
182   } 
183   
184   std::vector<Record*> TypeList = R->getValueAsListOfDefs("RegTypes");
185   for (unsigned i = 0, e = TypeList.size(); i != e; ++i) {
186     Record *Type = TypeList[i];
187     if (!Type->isSubClassOf("ValueType"))
188       throw "RegTypes list member '" + Type->getName() +
189         "' does not derive from the ValueType class!";
190     VTs.push_back(getValueType(Type));
191   }
192   assert(!VTs.empty() && "RegisterClass must contain at least one ValueType!");
193   
194   std::vector<Record*> RegList = R->getValueAsListOfDefs("MemberList");
195   for (unsigned i = 0, e = RegList.size(); i != e; ++i) {
196     Record *Reg = RegList[i];
197     if (!Reg->isSubClassOf("Register"))
198       throw "Register Class member '" + Reg->getName() +
199             "' does not derive from the Register class!";
200     Elements.push_back(Reg);
201   }
202   
203   // Allow targets to override the size in bits of the RegisterClass.
204   unsigned Size = R->getValueAsInt("Size");
205
206   Namespace = R->getValueAsString("Namespace");
207   SpillSize = Size ? Size : MVT::getSizeInBits(VTs[0]);
208   SpillAlignment = R->getValueAsInt("Alignment");
209   MethodBodies = R->getValueAsCode("MethodBodies");
210   MethodProtos = R->getValueAsCode("MethodProtos");
211 }
212
213 const std::string &CodeGenRegisterClass::getName() const {
214   return TheDef->getName();
215 }
216
217 void CodeGenTarget::ReadLegalValueTypes() const {
218   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = getRegisterClasses();
219   for (unsigned i = 0, e = RCs.size(); i != e; ++i)
220     for (unsigned ri = 0, re = RCs[i].VTs.size(); ri != re; ++ri)
221       LegalValueTypes.push_back(RCs[i].VTs[ri]);
222   
223   // Remove duplicates.
224   std::sort(LegalValueTypes.begin(), LegalValueTypes.end());
225   LegalValueTypes.erase(std::unique(LegalValueTypes.begin(),
226                                     LegalValueTypes.end()),
227                         LegalValueTypes.end());
228 }
229
230
231 void CodeGenTarget::ReadInstructions() const {
232   std::vector<Record*> Insts = Records.getAllDerivedDefinitions("Instruction");
233   if (Insts.size() <= 2)
234     throw std::string("No 'Instruction' subclasses defined!");
235
236   // Parse the instructions defined in the .td file.
237   std::string InstFormatName =
238     getAsmWriter()->getValueAsString("InstFormatName");
239
240   for (unsigned i = 0, e = Insts.size(); i != e; ++i) {
241     std::string AsmStr = Insts[i]->getValueAsString(InstFormatName);
242     Instructions.insert(std::make_pair(Insts[i]->getName(),
243                                        CodeGenInstruction(Insts[i], AsmStr)));
244   }
245 }
246
247 /// getInstructionsByEnumValue - Return all of the instructions defined by the
248 /// target, ordered by their enum value.
249 void CodeGenTarget::
250 getInstructionsByEnumValue(std::vector<const CodeGenInstruction*>
251                                                  &NumberedInstructions) {
252   std::map<std::string, CodeGenInstruction>::const_iterator I;
253   I = getInstructions().find("PHI");
254   if (I == Instructions.end()) throw "Could not find 'PHI' instruction!";
255   const CodeGenInstruction *PHI = &I->second;
256   
257   I = getInstructions().find("INLINEASM");
258   if (I == Instructions.end()) throw "Could not find 'INLINEASM' instruction!";
259   const CodeGenInstruction *INLINEASM = &I->second;
260   
261   // Print out the rest of the instructions now.
262   NumberedInstructions.push_back(PHI);
263   NumberedInstructions.push_back(INLINEASM);
264   for (inst_iterator II = inst_begin(), E = inst_end(); II != E; ++II)
265     if (&II->second != PHI &&&II->second != INLINEASM)
266       NumberedInstructions.push_back(&II->second);
267 }
268
269
270 /// isLittleEndianEncoding - Return whether this target encodes its instruction
271 /// in little-endian format, i.e. bits laid out in the order [0..n]
272 ///
273 bool CodeGenTarget::isLittleEndianEncoding() const {
274   return getInstructionSet()->getValueAsBit("isLittleEndianEncoding");
275 }
276
277 static std::pair<unsigned, unsigned> parseConstraint(const std::string &CStr,
278                                                      CodeGenInstruction *I) {
279   const std::string ops("=");  // FIXME: Only supports TIED_TO for now.
280   std::string::size_type pos = CStr.find_first_of(ops);
281   assert(pos != std::string::npos && "Unrecognized constraint");
282   std::string Name = CStr.substr(1, pos); // Skip '$'
283
284   // TIED_TO: $src1 = $dst
285   const std::string delims(" \t");
286   std::string::size_type wpos = Name.find_first_of(delims);
287   if (wpos != std::string::npos)
288     Name = Name.substr(0, wpos);
289   unsigned FIdx = I->getOperandNamed(Name);
290
291   Name = CStr.substr(pos+1);
292   wpos = Name.find_first_not_of(delims);
293   if (wpos != std::string::npos)
294     Name = Name.substr(wpos+1);
295   unsigned TIdx = I->getOperandNamed(Name);
296   if (TIdx >= FIdx)
297     throw "Illegal tied-to operand constraint '" + CStr + "'";
298   return std::make_pair(FIdx, (TIdx << 16) |
299                         (1 << (unsigned)TargetInstrInfo::TIED_TO));
300 }
301
302 static std::vector<unsigned> parseConstraints(const std::string &CStr,
303                                               CodeGenInstruction *I) {
304   unsigned NumOps = I->OperandList.size();
305   std::vector<unsigned> Res(NumOps, 0);
306   if (CStr == "")
307     return Res;
308
309   const std::string delims(",");
310   std::string::size_type bidx, eidx;
311
312   bidx = CStr.find_first_not_of(delims);
313   while (bidx != std::string::npos) {
314     eidx = CStr.find_first_of(delims, bidx);
315     if (eidx == std::string::npos)
316       eidx = CStr.length();
317     std::pair<unsigned, unsigned> C =
318       parseConstraint(CStr.substr(bidx, eidx), I);
319     Res[C.first] = C.second;
320     bidx = CStr.find_first_not_of(delims, eidx);
321   }
322
323   return Res;
324 }
325
326 CodeGenInstruction::CodeGenInstruction(Record *R, const std::string &AsmStr)
327   : TheDef(R), AsmString(AsmStr) {
328   Name      = R->getValueAsString("Name");
329   Namespace = R->getValueAsString("Namespace");
330
331   isReturn     = R->getValueAsBit("isReturn");
332   isBranch     = R->getValueAsBit("isBranch");
333   isBarrier    = R->getValueAsBit("isBarrier");
334   isCall       = R->getValueAsBit("isCall");
335   isLoad       = R->getValueAsBit("isLoad");
336   isStore      = R->getValueAsBit("isStore");
337   isTwoAddress = R->getValueAsBit("isTwoAddress");
338   isConvertibleToThreeAddress = R->getValueAsBit("isConvertibleToThreeAddress");
339   isCommutable = R->getValueAsBit("isCommutable");
340   isTerminator = R->getValueAsBit("isTerminator");
341   hasDelaySlot = R->getValueAsBit("hasDelaySlot");
342   usesCustomDAGSchedInserter = R->getValueAsBit("usesCustomDAGSchedInserter");
343   hasCtrlDep   = R->getValueAsBit("hasCtrlDep");
344   noResults    = R->getValueAsBit("noResults");
345   hasVariableNumberOfOperands = false;
346   
347   DagInit *DI;
348   try {
349     DI = R->getValueAsDag("OperandList");
350   } catch (...) {
351     // Error getting operand list, just ignore it (sparcv9).
352     AsmString.clear();
353     OperandList.clear();
354     return;
355   }
356
357   unsigned MIOperandNo = 0;
358   std::set<std::string> OperandNames;
359   for (unsigned i = 0, e = DI->getNumArgs(); i != e; ++i) {
360     DefInit *Arg = dynamic_cast<DefInit*>(DI->getArg(i));
361     if (!Arg)
362       throw "Illegal operand for the '" + R->getName() + "' instruction!";
363
364     Record *Rec = Arg->getDef();
365     std::string PrintMethod = "printOperand";
366     unsigned NumOps = 1;
367     DagInit *MIOpInfo = 0;
368     if (Rec->isSubClassOf("Operand")) {
369       PrintMethod = Rec->getValueAsString("PrintMethod");
370       MIOpInfo = Rec->getValueAsDag("MIOperandInfo");
371       
372       // Verify that MIOpInfo has an 'ops' root value.
373       if (!dynamic_cast<DefInit*>(MIOpInfo->getOperator()) ||
374           dynamic_cast<DefInit*>(MIOpInfo->getOperator())
375                ->getDef()->getName() != "ops")
376         throw "Bad value for MIOperandInfo in operand '" + Rec->getName() +
377               "'\n";
378
379       // If we have MIOpInfo, then we have #operands equal to number of entries
380       // in MIOperandInfo.
381       if (unsigned NumArgs = MIOpInfo->getNumArgs())
382         NumOps = NumArgs;
383
384     } else if (Rec->getName() == "variable_ops") {
385       hasVariableNumberOfOperands = true;
386       continue;
387     } else if (!Rec->isSubClassOf("RegisterClass"))
388       throw "Unknown operand class '" + Rec->getName() +
389             "' in instruction '" + R->getName() + "' instruction!";
390
391     // Check that the operand has a name and that it's unique.
392     if (DI->getArgName(i).empty())
393       throw "In instruction '" + R->getName() + "', operand #" + utostr(i) +
394         " has no name!";
395     if (!OperandNames.insert(DI->getArgName(i)).second)
396       throw "In instruction '" + R->getName() + "', operand #" + utostr(i) +
397         " has the same name as a previous operand!";
398     
399     OperandList.push_back(OperandInfo(Rec, DI->getArgName(i), PrintMethod, 
400                                       MIOperandNo, NumOps, MIOpInfo));
401     MIOperandNo += NumOps;
402   }
403
404   ConstraintStr = R->getValueAsString("Constraints");
405   ConstraintsList = parseConstraints(ConstraintStr, this);
406 }
407
408
409
410 /// getOperandNamed - Return the index of the operand with the specified
411 /// non-empty name.  If the instruction does not have an operand with the
412 /// specified name, throw an exception.
413 ///
414 unsigned CodeGenInstruction::getOperandNamed(const std::string &Name) const {
415   assert(!Name.empty() && "Cannot search for operand with no name!");
416   for (unsigned i = 0, e = OperandList.size(); i != e; ++i)
417     if (OperandList[i].Name == Name) return i;
418   throw "Instruction '" + TheDef->getName() +
419         "' does not have an operand named '$" + Name + "'!";
420 }
421
422 //===----------------------------------------------------------------------===//
423 // ComplexPattern implementation
424 //
425 ComplexPattern::ComplexPattern(Record *R) {
426   Ty          = ::getValueType(R->getValueAsDef("Ty"));
427   NumOperands = R->getValueAsInt("NumOperands");
428   SelectFunc  = R->getValueAsString("SelectFunc");
429   RootNodes   = R->getValueAsListOfDefs("RootNodes");
430
431   // Parse the properties.
432   Properties = 0;
433   std::vector<Record*> PropList = R->getValueAsListOfDefs("Properties");
434   for (unsigned i = 0, e = PropList.size(); i != e; ++i)
435     if (PropList[i]->getName() == "SDNPHasChain") {
436       Properties |= 1 << SDNPHasChain;
437     } else if (PropList[i]->getName() == "SDNPOptInFlag") {
438       Properties |= 1 << SDNPOptInFlag;
439     } else {
440       std::cerr << "Unsupported SD Node property '" << PropList[i]->getName()
441                 << "' on ComplexPattern '" << R->getName() << "'!\n";
442       exit(1);
443     }
444 }
445
446 //===----------------------------------------------------------------------===//
447 // CodeGenIntrinsic Implementation
448 //===----------------------------------------------------------------------===//
449
450 std::vector<CodeGenIntrinsic> llvm::LoadIntrinsics(const RecordKeeper &RC) {
451   std::vector<Record*> I = RC.getAllDerivedDefinitions("Intrinsic");
452   
453   std::vector<CodeGenIntrinsic> Result;
454
455   // If we are in the context of a target .td file, get the target info so that
456   // we can decode the current intptr_t.
457   CodeGenTarget *CGT = 0;
458   if (Records.getClass("Target") &&
459       Records.getAllDerivedDefinitions("Target").size() == 1)
460     CGT = new CodeGenTarget();
461   
462   for (unsigned i = 0, e = I.size(); i != e; ++i)
463     Result.push_back(CodeGenIntrinsic(I[i], CGT));
464   delete CGT;
465   return Result;
466 }
467
468 CodeGenIntrinsic::CodeGenIntrinsic(Record *R, CodeGenTarget *CGT) {
469   TheDef = R;
470   std::string DefName = R->getName();
471   ModRef = WriteMem;
472   
473   if (DefName.size() <= 4 || 
474       std::string(DefName.begin(), DefName.begin()+4) != "int_")
475     throw "Intrinsic '" + DefName + "' does not start with 'int_'!";
476   EnumName = std::string(DefName.begin()+4, DefName.end());
477   if (R->getValue("GCCBuiltinName"))  // Ignore a missing GCCBuiltinName field.
478     GCCBuiltinName = R->getValueAsString("GCCBuiltinName");
479   TargetPrefix   = R->getValueAsString("TargetPrefix");
480   Name = R->getValueAsString("LLVMName");
481   if (Name == "") {
482     // If an explicit name isn't specified, derive one from the DefName.
483     Name = "llvm.";
484     for (unsigned i = 0, e = EnumName.size(); i != e; ++i)
485       if (EnumName[i] == '_')
486         Name += '.';
487       else
488         Name += EnumName[i];
489   } else {
490     // Verify it starts with "llvm.".
491     if (Name.size() <= 5 || 
492         std::string(Name.begin(), Name.begin()+5) != "llvm.")
493       throw "Intrinsic '" + DefName + "'s name does not start with 'llvm.'!";
494   }
495   
496   // If TargetPrefix is specified, make sure that Name starts with
497   // "llvm.<targetprefix>.".
498   if (!TargetPrefix.empty()) {
499     if (Name.size() < 6+TargetPrefix.size() ||
500         std::string(Name.begin()+5, Name.begin()+6+TargetPrefix.size()) 
501         != (TargetPrefix+"."))
502       throw "Intrinsic '" + DefName + "' does not start with 'llvm." + 
503         TargetPrefix + ".'!";
504   }
505   
506   // Parse the list of argument types.
507   ListInit *TypeList = R->getValueAsListInit("Types");
508   for (unsigned i = 0, e = TypeList->getSize(); i != e; ++i) {
509     DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(TypeList->getElement(i));
510     assert(DI && "Invalid list type!");
511     Record *TyEl = DI->getDef();
512     assert(TyEl->isSubClassOf("LLVMType") && "Expected a type!");
513     ArgTypes.push_back(TyEl->getValueAsString("TypeVal"));
514     
515     if (CGT)
516       ArgVTs.push_back(getValueType(TyEl->getValueAsDef("VT"), CGT));
517     ArgTypeDefs.push_back(TyEl);
518   }
519   if (ArgTypes.size() == 0)
520     throw "Intrinsic '"+DefName+"' needs at least a type for the ret value!";
521   
522   // Parse the intrinsic properties.
523   ListInit *PropList = R->getValueAsListInit("Properties");
524   for (unsigned i = 0, e = PropList->getSize(); i != e; ++i) {
525     DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(PropList->getElement(i));
526     assert(DI && "Invalid list type!");
527     Record *Property = DI->getDef();
528     assert(Property->isSubClassOf("IntrinsicProperty") &&
529            "Expected a property!");
530     
531     if (Property->getName() == "IntrNoMem")
532       ModRef = NoMem;
533     else if (Property->getName() == "IntrReadArgMem")
534       ModRef = ReadArgMem;
535     else if (Property->getName() == "IntrReadMem")
536       ModRef = ReadMem;
537     else if (Property->getName() == "IntrWriteArgMem")
538       ModRef = WriteArgMem;
539     else if (Property->getName() == "IntrWriteMem")
540       ModRef = WriteMem;
541     else
542       assert(0 && "Unknown property!");
543   }
544 }