utils/TableGen/DAGISelEmitter.h

   1 //===- DAGISelEmitter.h - Generate an instruction selector ------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This tablegen backend emits a DAG instruction selector.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef DAGISEL_EMITTER_H
  15 #define DAGISEL_EMITTER_H
  16
  17 #include "TableGenBackend.h"
  18 #include "CodeGenTarget.h"
  19
  20 namespace llvm {
  21   class Record;
  22   struct Init;
  23   class DagInit;
  24   class SDNodeInfo;
  25   class TreePattern;
  26   class TreePatternNode;
  27   class DAGISelEmitter;
  28
  29   /// SDTypeConstraint - This is a discriminated union of constraints,
  30   /// corresponding to the SDTypeConstraint tablegen class in Target.td.
  31   struct SDTypeConstraint {
  32     SDTypeConstraint(Record *R);
  33
  34     unsigned OperandNo;   // The operand # this constraint applies to.
  35     enum {
  36       SDTCisVT, SDTCisInt, SDTCisFP, SDTCisSameAs, SDTCisVTSmallerThanOp
  37     } ConstraintType;
  38
  39     union {   // The discriminated union.
  40       struct {
  41         MVT::ValueType VT;
  42       } SDTCisVT_Info;
  43       struct {
  44         unsigned OtherOperandNum;
  45       } SDTCisSameAs_Info;
  46       struct {
  47         unsigned OtherOperandNum;
  48       } SDTCisVTSmallerThanOp_Info;
  49     } x;
  50
  51     /// ApplyTypeConstraint - Given a node in a pattern, apply this type
  52     /// constraint to the nodes operands.  This returns true if it makes a
  53     /// change, false otherwise.  If a type contradiction is found, throw an
  54     /// exception.
  55     bool ApplyTypeConstraint(TreePatternNode *N, const SDNodeInfo &NodeInfo,
  56                              TreePattern &TP) const;
  57
  58     /// getOperandNum - Return the node corresponding to operand #OpNo in tree
  59     /// N, which has NumResults results.
  60     TreePatternNode *getOperandNum(unsigned OpNo, TreePatternNode *N,
  61                                    unsigned NumResults) const;
  62   };
  63
  64   /// SDNodeInfo - One of these records is created for each SDNode instance in
  65   /// the target .td file.  This represents the various dag nodes we will be
  66   /// processing.
  67   class SDNodeInfo {
  68     Record *Def;
  69     std::string EnumName;
  70     std::string SDClassName;
  71     unsigned NumResults;
  72     int NumOperands;
  73     std::vector<SDTypeConstraint> TypeConstraints;
  74   public:
  75     SDNodeInfo(Record *R);  // Parse the specified record.
  76
  77     unsigned getNumResults() const { return NumResults; }
  78     int getNumOperands() const { return NumOperands; }
  79     Record *getRecord() const { return Def; }
  80     const std::string &getEnumName() const { return EnumName; }
  81     const std::string &getSDClassName() const { return SDClassName; }
  82
  83     const std::vector<SDTypeConstraint> &getTypeConstraints() const {
  84       return TypeConstraints;
  85     }
  86
  87     /// ApplyTypeConstraints - Given a node in a pattern, apply the type
  88     /// constraints for this node to the operands of the node.  This returns
  89     /// true if it makes a change, false otherwise.  If a type contradiction is
  90     /// found, throw an exception.
  91     bool ApplyTypeConstraints(TreePatternNode *N, TreePattern &TP) const {
  92       bool MadeChange = false;
  93       for (unsigned i = 0, e = TypeConstraints.size(); i != e; ++i)
  94         MadeChange |= TypeConstraints[i].ApplyTypeConstraint(N, *this, TP);
  95       return MadeChange;
  96     }
  97   };
  98
  99   /// FIXME: TreePatternNode's can be shared in some cases (due to dag-shaped
 100   /// patterns), and as such should be ref counted.  We currently just leak all
 101   /// TreePatternNode objects!
 102   class TreePatternNode {
 103     /// The inferred type for this node, or MVT::LAST_VALUETYPE if it hasn't
 104     /// been determined yet.
 105     MVT::ValueType Ty;
 106
 107     /// Operator - The Record for the operator if this is an interior node (not
 108     /// a leaf).
 109     Record *Operator;
 110
 111     /// Val - The init value (e.g. the "GPRC" record, or "7") for a leaf.
 112     ///
 113     Init *Val;
 114
 115     /// Name - The name given to this node with the :$foo notation.
 116     ///
 117     std::string Name;
 118
 119     /// PredicateFn - The predicate function to execute on this node to check
 120     /// for a match.  If this string is empty, no predicate is involved.
 121     std::string PredicateFn;
 122
 123     std::vector<TreePatternNode*> Children;
 124   public:
 125     TreePatternNode(Record *Op, const std::vector<TreePatternNode*> &Ch)
 126       : Ty(MVT::LAST_VALUETYPE), Operator(Op), Val(0), Children(Ch) {}
 127     TreePatternNode(Init *val)    // leaf ctor
 128       : Ty(MVT::LAST_VALUETYPE), Operator(0), Val(val) {}
 129     ~TreePatternNode();
 130
 131     const std::string &getName() const { return Name; }
 132     void setName(const std::string &N) { Name = N; }
 133
 134     bool isLeaf() const { return Val != 0; }
 135     bool hasTypeSet() const { return Ty != MVT::LAST_VALUETYPE; }
 136     MVT::ValueType getType() const { return Ty; }
 137     void setType(MVT::ValueType VT) { Ty = VT; }
 138
 139     Init *getLeafValue() const { assert(isLeaf()); return Val; }
 140     Record *getOperator() const { assert(!isLeaf()); return Operator; }
 141
 142     unsigned getNumChildren() const { return Children.size(); }
 143     TreePatternNode *getChild(unsigned N) const { return Children[N]; }
 144     void setChild(unsigned i, TreePatternNode *N) {
 145       Children[i] = N;
 146     }
 147
 148     const std::string &getPredicateFn() const { return PredicateFn; }
 149     void setPredicateFn(const std::string &Fn) { PredicateFn = Fn; }
 150
 151     void print(std::ostream &OS) const;
 152     void dump() const;
 153
 154   public:   // Higher level manipulation routines.
 155
 156     /// clone - Return a new copy of this tree.
 157     ///
 158     TreePatternNode *clone() const;
 159
 160     /// SubstituteFormalArguments - Replace the formal arguments in this tree
 161     /// with actual values specified by ArgMap.
 162     void SubstituteFormalArguments(std::map<std::string,
 163                                             TreePatternNode*> &ArgMap);
 164
 165     /// InlinePatternFragments - If this pattern refers to any pattern
 166     /// fragments, inline them into place, giving us a pattern without any
 167     /// PatFrag references.
 168     TreePatternNode *InlinePatternFragments(TreePattern &TP);
 169
 170     /// ApplyTypeConstraints - Apply all of the type constraints relevent to
 171     /// this node and its children in the tree.  This returns true if it makes a
 172     /// change, false otherwise.  If a type contradiction is found, throw an
 173     /// exception.
 174     bool ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP);
 175
 176     /// UpdateNodeType - Set the node type of N to VT if VT contains
 177     /// information.  If N already contains a conflicting type, then throw an
 178     /// exception.  This returns true if any information was updated.
 179     ///
 180     bool UpdateNodeType(MVT::ValueType VT, TreePattern &TP);
 181
 182     /// ContainsUnresolvedType - Return true if this tree contains any
 183     /// unresolved types.
 184     bool ContainsUnresolvedType() const {
 185       if (Ty == MVT::LAST_VALUETYPE) return true;
 186       for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i)
 187         if (getChild(i)->ContainsUnresolvedType()) return true;
 188       return false;
 189     }
 190   };
 191
 192
 193   /// TreePattern - Represent a pattern, used for instructions, pattern
 194   /// fragments, etc.
 195   ///
 196   class TreePattern {
 197     /// Trees - The list of pattern trees which corresponds to this pattern.
 198     /// Note that PatFrag's only have a single tree.
 199     ///
 200     std::vector<TreePatternNode*> Trees;
 201
 202     /// TheRecord - The actual TableGen record corresponding to this pattern.
 203     ///
 204     Record *TheRecord;
 205
 206     /// Args - This is a list of all of the arguments to this pattern (for
 207     /// PatFrag patterns), which are the 'node' markers in this pattern.
 208     std::vector<std::string> Args;
 209
 210     /// ISE - the DAG isel emitter coordinating this madness.
 211     ///
 212     DAGISelEmitter &ISE;
 213   public:
 214
 215     /// TreePattern constructor - Parse the specified DagInits into the
 216     /// current record.
 217     TreePattern(Record *TheRec,
 218                 const std::vector<DagInit *> &RawPat, DAGISelEmitter &ise);
 219
 220     /// getTrees - Return the tree patterns which corresponds to this pattern.
 221     ///
 222     const std::vector<TreePatternNode*> &getTrees() const { return Trees; }
 223     unsigned getNumTrees() const { return Trees.size(); }
 224     TreePatternNode *getTree(unsigned i) const { return Trees[i]; }
 225     TreePatternNode *getOnlyTree() const {
 226       assert(Trees.size() == 1 && "Doesn't have exactly one pattern!");
 227       return Trees[0];
 228     }
 229
 230     /// getRecord - Return the actual TableGen record corresponding to this
 231     /// pattern.
 232     ///
 233     Record *getRecord() const { return TheRecord; }
 234
 235     unsigned getNumArgs() const { return Args.size(); }
 236     const std::string &getArgName(unsigned i) const {
 237       assert(i < Args.size() && "Argument reference out of range!");
 238       return Args[i];
 239     }
 240     std::vector<std::string> &getArgList() { return Args; }
 241
 242     DAGISelEmitter &getDAGISelEmitter() const { return ISE; }
 243
 244     /// InlinePatternFragments - If this pattern refers to any pattern
 245     /// fragments, inline them into place, giving us a pattern without any
 246     /// PatFrag references.
 247     void InlinePatternFragments() {
 248       for (unsigned i = 0, e = Trees.size(); i != e; ++i)
 249         Trees[i] = Trees[i]->InlinePatternFragments(*this);
 250     }
 251
 252     /// InferAllTypes - Infer/propagate as many types throughout the expression
 253     /// patterns as possible.  Return true if all types are infered, false
 254     /// otherwise.  Throw an exception if a type contradiction is found.
 255     bool InferAllTypes();
 256
 257     /// error - Throw an exception, prefixing it with information about this
 258     /// pattern.
 259     void error(const std::string &Msg) const;
 260
 261     void print(std::ostream &OS) const;
 262     void dump() const;
 263
 264   private:
 265     MVT::ValueType getIntrinsicType(Record *R) const;
 266     TreePatternNode *ParseTreePattern(DagInit *DI);
 267   };
 268
 269
 270
 271 /// InstrSelectorEmitter - The top-level class which coordinates construction
 272 /// and emission of the instruction selector.
 273 ///
 274 class DAGISelEmitter : public TableGenBackend {
 275   RecordKeeper &Records;
 276   CodeGenTarget Target;
 277
 278   std::map<Record*, SDNodeInfo> SDNodes;
 279   std::map<Record*, TreePattern*> PatternFragments;
 280   std::vector<TreePattern*> Instructions;
 281 public:
 282   DAGISelEmitter(RecordKeeper &R) : Records(R) {}
 283
 284   // run - Output the isel, returning true on failure.
 285   void run(std::ostream &OS);
 286
 287   const SDNodeInfo &getSDNodeInfo(Record *R) const {
 288     assert(SDNodes.count(R) && "Unknown node!");
 289     return SDNodes.find(R)->second;
 290   }
 291
 292   TreePattern *getPatternFragment(Record *R) const {
 293     assert(PatternFragments.count(R) && "Invalid pattern fragment request!");
 294     return PatternFragments.find(R)->second;
 295   }
 296
 297 private:
 298   void ParseNodeInfo();
 299   void ParseAndResolvePatternFragments(std::ostream &OS);
 300   void ParseAndResolveInstructions();
 301   void EmitInstructionSelector(std::ostream &OS);
 302 };
 303
 304 } // End llvm namespace
 305
 306 #endif