d198488305923100901f2ec41871cd68bac0e2f5
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / DAGISelMatcherGen.cpp
1 //===- DAGISelMatcherGen.cpp - Matcher generator --------------------------===//
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 #include "DAGISelMatcher.h"
11 #include "CodeGenDAGPatterns.h"
12 #include "Record.h"
13 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
14 #include "llvm/ADT/StringMap.h"
15 #include <utility>
16 using namespace llvm;
17
18
19 /// getRegisterValueType - Look up and return the ValueType of the specified
20 /// register. If the register is a member of multiple register classes which
21 /// have different associated types, return MVT::Other.
22 static MVT::SimpleValueType getRegisterValueType(Record *R,
23                                                  const CodeGenTarget &T) {
24   bool FoundRC = false;
25   MVT::SimpleValueType VT = MVT::Other;
26   const std::vector<CodeGenRegisterClass> &RCs = T.getRegisterClasses();
27   std::vector<Record*>::const_iterator Element;
28   
29   for (unsigned rc = 0, e = RCs.size(); rc != e; ++rc) {
30     const CodeGenRegisterClass &RC = RCs[rc];
31     if (!std::count(RC.Elements.begin(), RC.Elements.end(), R))
32       continue;
33     
34     if (!FoundRC) {
35       FoundRC = true;
36       VT = RC.getValueTypeNum(0);
37       continue;
38     }
39     
40     // In multiple RC's.  If the Types of the RC's do not agree, return
41     // MVT::Other. The target is responsible for handling this.
42     if (VT != RC.getValueTypeNum(0))
43       // FIXME2: when does this happen?  Abort?
44       return MVT::Other;
45   }
46   return VT;
47 }
48
49
50 namespace {
51   class MatcherGen {
52     const PatternToMatch &Pattern;
53     const CodeGenDAGPatterns &CGP;
54     
55     /// PatWithNoTypes - This is a clone of Pattern.getSrcPattern() that starts
56     /// out with all of the types removed.  This allows us to insert type checks
57     /// as we scan the tree.
58     TreePatternNode *PatWithNoTypes;
59     
60     /// VariableMap - A map from variable names ('$dst') to the recorded operand
61     /// number that they were captured as.  These are biased by 1 to make
62     /// insertion easier.
63     StringMap<unsigned> VariableMap;
64     
65     /// NextRecordedOperandNo - As we emit opcodes to record matched values in
66     /// the RecordedNodes array, this keeps track of which slot will be next to
67     /// record into.
68     unsigned NextRecordedOperandNo;
69     
70     /// MatchedChainNodes - This maintains the position in the recorded nodes
71     /// array of all of the recorded input nodes that have chains.
72     SmallVector<unsigned, 2> MatchedChainNodes;
73
74     /// MatchedFlagResultNodes - This maintains the position in the recorded
75     /// nodes array of all of the recorded input nodes that have flag results.
76     SmallVector<unsigned, 2> MatchedFlagResultNodes;
77     
78     /// PhysRegInputs - List list has an entry for each explicitly specified
79     /// physreg input to the pattern.  The first elt is the Register node, the
80     /// second is the recorded slot number the input pattern match saved it in.
81     SmallVector<std::pair<Record*, unsigned>, 2> PhysRegInputs;
82     
83     /// EmittedMergeInputChains - For nodes that match patterns involving
84     /// chains, is set to true if we emitted the "MergeInputChains" operation.
85     bool EmittedMergeInputChains;
86     
87     /// Matcher - This is the top level of the generated matcher, the result.
88     Matcher *TheMatcher;
89     
90     /// CurPredicate - As we emit matcher nodes, this points to the latest check
91     /// which should have future checks stuck into its Next position.
92     Matcher *CurPredicate;
93   public:
94     MatcherGen(const PatternToMatch &pattern, const CodeGenDAGPatterns &cgp);
95     
96     ~MatcherGen() {
97       delete PatWithNoTypes;
98     }
99     
100     void EmitMatcherCode();
101     void EmitResultCode();
102     
103     Matcher *GetMatcher() const { return TheMatcher; }
104     Matcher *GetCurPredicate() const { return CurPredicate; }
105   private:
106     void AddMatcher(Matcher *NewNode);
107     void InferPossibleTypes();
108     
109     // Matcher Generation.
110     void EmitMatchCode(const TreePatternNode *N, TreePatternNode *NodeNoTypes);
111     void EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N);
112     void EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
113                                TreePatternNode *NodeNoTypes);
114     
115     // Result Code Generation.
116     unsigned getNamedArgumentSlot(StringRef Name) {
117       unsigned VarMapEntry = VariableMap[Name];
118       assert(VarMapEntry != 0 &&
119              "Variable referenced but not defined and not caught earlier!");
120       return VarMapEntry-1;
121     }
122
123     /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
124     const TreePatternNode *GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Ins,
125                                               const TreePatternNode *N);
126     
127     void EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
128                            SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
129     void EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
130                                   SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
131     void EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
132                                  SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
133     void EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
134                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
135     void EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
136                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
137     };
138   
139 } // end anon namespace.
140
141 MatcherGen::MatcherGen(const PatternToMatch &pattern,
142                        const CodeGenDAGPatterns &cgp)
143 : Pattern(pattern), CGP(cgp), NextRecordedOperandNo(0),
144   EmittedMergeInputChains(false), TheMatcher(0), CurPredicate(0) {
145   // We need to produce the matcher tree for the patterns source pattern.  To do
146   // this we need to match the structure as well as the types.  To do the type
147   // matching, we want to figure out the fewest number of type checks we need to
148   // emit.  For example, if there is only one integer type supported by a
149   // target, there should be no type comparisons at all for integer patterns!
150   //
151   // To figure out the fewest number of type checks needed, clone the pattern,
152   // remove the types, then perform type inference on the pattern as a whole.
153   // If there are unresolved types, emit an explicit check for those types,
154   // apply the type to the tree, then rerun type inference.  Iterate until all
155   // types are resolved.
156   //
157   PatWithNoTypes = Pattern.getSrcPattern()->clone();
158   PatWithNoTypes->RemoveAllTypes();
159     
160   // If there are types that are manifestly known, infer them.
161   InferPossibleTypes();
162 }
163
164 /// InferPossibleTypes - As we emit the pattern, we end up generating type
165 /// checks and applying them to the 'PatWithNoTypes' tree.  As we do this, we
166 /// want to propagate implied types as far throughout the tree as possible so
167 /// that we avoid doing redundant type checks.  This does the type propagation.
168 void MatcherGen::InferPossibleTypes() {
169   // TP - Get *SOME* tree pattern, we don't care which.  It is only used for
170   // diagnostics, which we know are impossible at this point.
171   TreePattern &TP = *CGP.pf_begin()->second;
172   
173   try {
174     bool MadeChange = true;
175     while (MadeChange)
176       MadeChange = PatWithNoTypes->ApplyTypeConstraints(TP,
177                                                 true/*Ignore reg constraints*/);
178   } catch (...) {
179     errs() << "Type constraint application shouldn't fail!";
180     abort();
181   }
182 }
183
184
185 /// AddMatcher - Add a matcher node to the current graph we're building. 
186 void MatcherGen::AddMatcher(Matcher *NewNode) {
187   if (CurPredicate != 0)
188     CurPredicate->setNext(NewNode);
189   else
190     TheMatcher = NewNode;
191   CurPredicate = NewNode;
192 }
193
194
195 //===----------------------------------------------------------------------===//
196 // Pattern Match Generation
197 //===----------------------------------------------------------------------===//
198
199 /// EmitLeafMatchCode - Generate matching code for leaf nodes.
200 void MatcherGen::EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N) {
201   assert(N->isLeaf() && "Not a leaf?");
202   
203   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
204   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
205     AddMatcher(new CheckPredicateMatcher(N->getPredicateFns()[i]));
206   
207   // Direct match against an integer constant.
208   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue()))
209     return AddMatcher(new CheckIntegerMatcher(II->getValue()));
210   
211   DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue());
212   if (DI == 0) {
213     errs() << "Unknown leaf kind: " << *DI << "\n";
214     abort();
215   }
216   
217   Record *LeafRec = DI->getDef();
218   if (// Handle register references.  Nothing to do here, they always match.
219       LeafRec->isSubClassOf("RegisterClass") || 
220       LeafRec->isSubClassOf("PointerLikeRegClass") ||
221       // Place holder for SRCVALUE nodes. Nothing to do here.
222       LeafRec->getName() == "srcvalue")
223     return;
224
225   // If we have a physreg reference like (mul gpr:$src, EAX) then we need to
226   // record the register 
227   if (LeafRec->isSubClassOf("Register")) {
228     AddMatcher(new RecordMatcher("physreg input "+LeafRec->getName()));
229     PhysRegInputs.push_back(std::make_pair(LeafRec, NextRecordedOperandNo++));
230     return;
231   }
232   
233   if (LeafRec->isSubClassOf("ValueType"))
234     return AddMatcher(new CheckValueTypeMatcher(LeafRec->getName()));
235   
236   if (LeafRec->isSubClassOf("CondCode"))
237     return AddMatcher(new CheckCondCodeMatcher(LeafRec->getName()));
238   
239   if (LeafRec->isSubClassOf("ComplexPattern")) {
240     // We can't model ComplexPattern uses that don't have their name taken yet.
241     // The OPC_CheckComplexPattern operation implicitly records the results.
242     if (N->getName().empty()) {
243       errs() << "We expect complex pattern uses to have names: " << *N << "\n";
244       exit(1);
245     }
246
247     // Handle complex pattern.
248     const ComplexPattern &CP = CGP.getComplexPattern(LeafRec);
249
250     // If we're at the root of the pattern, we have to check that the opcode
251     // is a one of the ones requested to be matched.
252     if (N == Pattern.getSrcPattern()) {
253       const std::vector<Record*> &OpNodes = CP.getRootNodes();
254       if (OpNodes.size() == 1) {
255         AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[0])));
256       } else if (!OpNodes.empty()) {
257         SmallVector<const SDNodeInfo*, 4> OpNames;
258         for (unsigned i = 0, e = OpNodes.size(); i != e; i++)
259           OpNames.push_back(&CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[i]));
260         AddMatcher(new CheckMultiOpcodeMatcher(OpNames.data(), OpNames.size()));
261       }
262     }
263     
264     // Emit a CheckComplexPat operation, which does the match (aborting if it
265     // fails) and pushes the matched operands onto the recorded nodes list.
266     AddMatcher(new CheckComplexPatMatcher(CP));
267     
268     // Record the right number of operands.
269     NextRecordedOperandNo += CP.getNumOperands();
270     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain))
271       ++NextRecordedOperandNo; // Chained node operand.
272     
273     // If the complex pattern has a chain, then we need to keep track of the
274     // fact that we just recorded a chain input.  The chain input will be
275     // matched as the last operand of the predicate if it was successful.
276     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain)) {
277       // It is the last operand recorded.
278       assert(NextRecordedOperandNo > 1 &&
279              "Should have recorded input/result chains at least!");
280       MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo-1);
281
282       // If we need to check chains, do so, see comment for
283       // "NodeHasProperty(SDNPHasChain" below.
284       if (MatchedChainNodes.size() > 1) {
285         // FIXME2: This is broken, we should eliminate this nonsense completely,
286         // but we want to produce the same selections that the old matcher does
287         // for now.
288         unsigned PrevOp = MatchedChainNodes[MatchedChainNodes.size()-2];
289         AddMatcher(new CheckChainCompatibleMatcher(PrevOp));
290       }
291     }
292     
293     // TODO: Complex patterns can't have output flags, if they did, we'd want
294     // to record them.
295     return;
296   }
297   
298   errs() << "Unknown leaf kind: " << *N << "\n";
299   abort();
300 }
301
302 void MatcherGen::EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
303                                        TreePatternNode *NodeNoTypes) {
304   assert(!N->isLeaf() && "Not an operator?");
305   const SDNodeInfo &CInfo = CGP.getSDNodeInfo(N->getOperator());
306   
307   // If this is an 'and R, 1234' where the operation is AND/OR and the RHS is
308   // a constant without a predicate fn that has more that one bit set, handle
309   // this as a special case.  This is usually for targets that have special
310   // handling of certain large constants (e.g. alpha with it's 8/16/32-bit
311   // handling stuff).  Using these instructions is often far more efficient
312   // than materializing the constant.  Unfortunately, both the instcombiner
313   // and the dag combiner can often infer that bits are dead, and thus drop
314   // them from the mask in the dag.  For example, it might turn 'AND X, 255'
315   // into 'AND X, 254' if it knows the low bit is set.  Emit code that checks
316   // to handle this.
317   if ((N->getOperator()->getName() == "and" || 
318        N->getOperator()->getName() == "or") &&
319       N->getChild(1)->isLeaf() && N->getChild(1)->getPredicateFns().empty() &&
320       N->getPredicateFns().empty()) {
321     if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getChild(1)->getLeafValue())) {
322       if (!isPowerOf2_32(II->getValue())) {  // Don't bother with single bits.
323         // If this is at the root of the pattern, we emit a redundant
324         // CheckOpcode so that the following checks get factored properly under
325         // a single opcode check.
326         if (N == Pattern.getSrcPattern())
327           AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
328
329         // Emit the CheckAndImm/CheckOrImm node.
330         if (N->getOperator()->getName() == "and")
331           AddMatcher(new CheckAndImmMatcher(II->getValue()));
332         else
333           AddMatcher(new CheckOrImmMatcher(II->getValue()));
334
335         // Match the LHS of the AND as appropriate.
336         AddMatcher(new MoveChildMatcher(0));
337         EmitMatchCode(N->getChild(0), NodeNoTypes->getChild(0));
338         AddMatcher(new MoveParentMatcher());
339         return;
340       }
341     }
342   }
343   
344   // Check that the current opcode lines up.
345   AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
346   
347   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
348   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
349     AddMatcher(new CheckPredicateMatcher(N->getPredicateFns()[i]));
350   
351   
352   // If this node has memory references (i.e. is a load or store), tell the
353   // interpreter to capture them in the memref array.
354   if (N->NodeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP))
355     AddMatcher(new RecordMemRefMatcher());
356   
357   // If this node has a chain, then the chain is operand #0 is the SDNode, and
358   // the child numbers of the node are all offset by one.
359   unsigned OpNo = 0;
360   if (N->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP)) {
361     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
362     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
363                                          "' chained node"));
364     // Remember all of the input chains our pattern will match.
365     MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
366     
367     // If this is the second (e.g. indbr(load) or store(add(load))) or third
368     // input chain (e.g. (store (add (load, load))) from msp430) we need to make
369     // sure that folding the chain won't induce cycles in the DAG.  This could
370     // happen if there were an intermediate node between the indbr and load, for
371     // example.
372     if (MatchedChainNodes.size() > 1) {
373       // FIXME2: This is broken, we should eliminate this nonsense completely,
374       // but we want to produce the same selections that the old matcher does
375       // for now.
376       unsigned PrevOp = MatchedChainNodes[MatchedChainNodes.size()-2];
377       AddMatcher(new CheckChainCompatibleMatcher(PrevOp));
378     }
379     
380     // Don't look at the input chain when matching the tree pattern to the
381     // SDNode.
382     OpNo = 1;
383
384     // If this node is not the root and the subtree underneath it produces a
385     // chain, then the result of matching the node is also produce a chain.
386     // Beyond that, this means that we're also folding (at least) the root node
387     // into the node that produce the chain (for example, matching
388     // "(add reg, (load ptr))" as a add_with_memory on X86).  This is
389     // problematic, if the 'reg' node also uses the load (say, its chain).
390     // Graphically:
391     //
392     //         [LD]
393     //         ^  ^
394     //         |  \                              DAG's like cheese.
395     //        /    |
396     //       /    [YY]
397     //       |     ^
398     //      [XX]--/
399     //
400     // It would be invalid to fold XX and LD.  In this case, folding the two
401     // nodes together would induce a cycle in the DAG, making it a 'cyclic DAG'
402     // To prevent this, we emit a dynamic check for legality before allowing
403     // this to be folded.
404     //
405     const TreePatternNode *Root = Pattern.getSrcPattern();
406     if (N != Root) {                             // Not the root of the pattern.
407       // If there is a node between the root and this node, then we definitely
408       // need to emit the check.
409       bool NeedCheck = !Root->hasChild(N);
410       
411       // If it *is* an immediate child of the root, we can still need a check if
412       // the root SDNode has multiple inputs.  For us, this means that it is an
413       // intrinsic, has multiple operands, or has other inputs like chain or
414       // flag).
415       if (!NeedCheck) {
416         const SDNodeInfo &PInfo = CGP.getSDNodeInfo(Root->getOperator());
417         NeedCheck =
418           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_void_sdnode() ||
419           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_w_chain_sdnode() ||
420           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_wo_chain_sdnode() ||
421           PInfo.getNumOperands() > 1 ||
422           PInfo.hasProperty(SDNPHasChain) ||
423           PInfo.hasProperty(SDNPInFlag) ||
424           PInfo.hasProperty(SDNPOptInFlag);
425       }
426       
427       if (NeedCheck)
428         AddMatcher(new CheckFoldableChainNodeMatcher());
429     }
430   }
431
432   // If this node has an output flag and isn't the root, remember it.
433   if (N->NodeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP) && 
434       N != Pattern.getSrcPattern()) {
435     // TODO: This redundantly records nodes with both flags and chains.
436     
437     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
438     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
439                                          "' flag output node"));
440     // Remember all of the nodes with output flags our pattern will match.
441     MatchedFlagResultNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
442   }
443   
444   // If this node is known to have an input flag or if it *might* have an input
445   // flag, capture it as the flag input of the pattern.
446   if (N->NodeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
447       N->NodeHasProperty(SDNPInFlag, CGP))
448     AddMatcher(new CaptureFlagInputMatcher());
449       
450   for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i, ++OpNo) {
451     // Get the code suitable for matching this child.  Move to the child, check
452     // it then move back to the parent.
453     AddMatcher(new MoveChildMatcher(OpNo));
454     EmitMatchCode(N->getChild(i), NodeNoTypes->getChild(i));
455     AddMatcher(new MoveParentMatcher());
456   }
457 }
458
459
460 void MatcherGen::EmitMatchCode(const TreePatternNode *N,
461                                TreePatternNode *NodeNoTypes) {
462   // If N and NodeNoTypes don't agree on a type, then this is a case where we
463   // need to do a type check.  Emit the check, apply the tyep to NodeNoTypes and
464   // reinfer any correlated types.
465   if (NodeNoTypes->getExtTypes() != N->getExtTypes()) {
466     AddMatcher(new CheckTypeMatcher(N->getTypeNum(0)));
467     NodeNoTypes->setTypes(N->getExtTypes());
468     InferPossibleTypes();
469   }
470   
471   // If this node has a name associated with it, capture it in VariableMap. If
472   // we already saw this in the pattern, emit code to verify dagness.
473   if (!N->getName().empty()) {
474     unsigned &VarMapEntry = VariableMap[N->getName()];
475     if (VarMapEntry == 0) {
476       // If it is a named node, we must emit a 'Record' opcode.
477       VarMapEntry = ++NextRecordedOperandNo;
478       AddMatcher(new RecordMatcher("$" + N->getName()));
479     } else {
480       // If we get here, this is a second reference to a specific name.  Since
481       // we already have checked that the first reference is valid, we don't
482       // have to recursively match it, just check that it's the same as the
483       // previously named thing.
484       AddMatcher(new CheckSameMatcher(VarMapEntry-1));
485       return;
486     }
487   }
488   
489   if (N->isLeaf())
490     EmitLeafMatchCode(N);
491   else
492     EmitOperatorMatchCode(N, NodeNoTypes);
493 }
494
495 void MatcherGen::EmitMatcherCode() {
496   // If the pattern has a predicate on it (e.g. only enabled when a subtarget
497   // feature is around, do the check).
498   // FIXME: This should get emitted after the match code below to encourage
499   // sharing.  This can't happen until we get an X86ISD::AddrMode node made by
500   // dag combine, eliminating the horrible side-effect-full stuff from 
501   // X86's MatchAddress.
502   if (!Pattern.getPredicateCheck().empty())
503     AddMatcher(new 
504                  CheckPatternPredicateMatcher(Pattern.getPredicateCheck()));
505   
506   // Emit the matcher for the pattern structure and types.
507   EmitMatchCode(Pattern.getSrcPattern(), PatWithNoTypes);
508 }
509
510
511 //===----------------------------------------------------------------------===//
512 // Node Result Generation
513 //===----------------------------------------------------------------------===//
514
515 void MatcherGen::EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
516                                           SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps){
517   assert(!N->getName().empty() && "Operand not named!");
518   
519   unsigned SlotNo = getNamedArgumentSlot(N->getName());
520   
521   // A reference to a complex pattern gets all of the results of the complex
522   // pattern's match.
523   if (const ComplexPattern *CP = N->getComplexPatternInfo(CGP)) {
524     // The first slot entry is the node itself, the subsequent entries are the
525     // matched values.
526     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
527       ResultOps.push_back(SlotNo+i+1);
528     return;
529   }
530
531   // If this is an 'imm' or 'fpimm' node, make sure to convert it to the target
532   // version of the immediate so that it doesn't get selected due to some other
533   // node use.
534   if (!N->isLeaf()) {
535     StringRef OperatorName = N->getOperator()->getName();
536     if (OperatorName == "imm" || OperatorName == "fpimm") {
537       AddMatcher(new EmitConvertToTargetMatcher(SlotNo));
538       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
539       return;
540     }
541   }
542   
543   ResultOps.push_back(SlotNo);
544 }
545
546 void MatcherGen::EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
547                                          SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
548   assert(N->isLeaf() && "Must be a leaf");
549   
550   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
551     AddMatcher(new EmitIntegerMatcher(II->getValue(),N->getTypeNum(0)));
552     ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
553     return;
554   }
555   
556   // If this is an explicit register reference, handle it.
557   if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue())) {
558     if (DI->getDef()->isSubClassOf("Register")) {
559       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(DI->getDef(),
560                                                  N->getTypeNum(0)));
561       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
562       return;
563     }
564     
565     if (DI->getDef()->getName() == "zero_reg") {
566       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(0, N->getTypeNum(0)));
567       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
568       return;
569     }
570     
571     // Handle a reference to a register class. This is used
572     // in COPY_TO_SUBREG instructions.
573     if (DI->getDef()->isSubClassOf("RegisterClass")) {
574       std::string Value = getQualifiedName(DI->getDef()) + "RegClassID";
575       AddMatcher(new EmitStringIntegerMatcher(Value, MVT::i32));
576       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
577       return;
578     }
579   }
580   
581   errs() << "unhandled leaf node: \n";
582   N->dump();
583 }
584
585 /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
586 /// 
587 const TreePatternNode *MatcherGen::
588 GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Inst, const TreePatternNode *N) {
589   const TreePattern *InstPat = Inst.getPattern();
590   
591   // FIXME2?: Assume actual pattern comes before "implicit".
592   TreePatternNode *InstPatNode;
593   if (InstPat)
594     InstPatNode = InstPat->getTree(0);
595   else if (/*isRoot*/ N == Pattern.getDstPattern())
596     InstPatNode = Pattern.getSrcPattern();
597   else
598     return 0;
599   
600   if (InstPatNode && !InstPatNode->isLeaf() &&
601       InstPatNode->getOperator()->getName() == "set")
602     InstPatNode = InstPatNode->getChild(InstPatNode->getNumChildren()-1);
603   
604   return InstPatNode;
605 }
606
607 void MatcherGen::
608 EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
609                                SmallVectorImpl<unsigned> &OutputOps) {
610   Record *Op = N->getOperator();
611   const CodeGenTarget &CGT = CGP.getTargetInfo();
612   CodeGenInstruction &II = CGT.getInstruction(Op->getName());
613   const DAGInstruction &Inst = CGP.getInstruction(Op);
614   
615   // If we can, get the pattern for the instruction we're generating.  We derive
616   // a variety of information from this pattern, such as whether it has a chain.
617   //
618   // FIXME2: This is extremely dubious for several reasons, not the least of
619   // which it gives special status to instructions with patterns that Pat<>
620   // nodes can't duplicate.
621   const TreePatternNode *InstPatNode = GetInstPatternNode(Inst, N);
622
623   // NodeHasChain - Whether the instruction node we're creating takes chains.  
624   bool NodeHasChain = InstPatNode &&
625                       InstPatNode->TreeHasProperty(SDNPHasChain, CGP);
626   
627   bool isRoot = N == Pattern.getDstPattern();
628
629   // TreeHasOutFlag - True if this tree has a flag.
630   bool TreeHasInFlag = false, TreeHasOutFlag = false;
631   if (isRoot) {
632     const TreePatternNode *SrcPat = Pattern.getSrcPattern();
633     TreeHasInFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
634                     SrcPat->TreeHasProperty(SDNPInFlag, CGP);
635   
636     // FIXME2: this is checking the entire pattern, not just the node in
637     // question, doing this just for the root seems like a total hack.
638     TreeHasOutFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP);
639   }
640
641   // NumResults - This is the number of results produced by the instruction in
642   // the "outs" list.
643   unsigned NumResults = Inst.getNumResults();    
644
645   // Loop over all of the operands of the instruction pattern, emitting code
646   // to fill them all in.  The node 'N' usually has number children equal to
647   // the number of input operands of the instruction.  However, in cases
648   // where there are predicate operands for an instruction, we need to fill
649   // in the 'execute always' values.  Match up the node operands to the
650   // instruction operands to do this.
651   SmallVector<unsigned, 8> InstOps;
652   for (unsigned ChildNo = 0, InstOpNo = NumResults, e = II.OperandList.size();
653        InstOpNo != e; ++InstOpNo) {
654     
655     // Determine what to emit for this operand.
656     Record *OperandNode = II.OperandList[InstOpNo].Rec;
657     if ((OperandNode->isSubClassOf("PredicateOperand") ||
658          OperandNode->isSubClassOf("OptionalDefOperand")) &&
659         !CGP.getDefaultOperand(OperandNode).DefaultOps.empty()) {
660       // This is a predicate or optional def operand; emit the
661       // 'default ops' operands.
662       const DAGDefaultOperand &DefaultOp =
663         CGP.getDefaultOperand(II.OperandList[InstOpNo].Rec);
664       for (unsigned i = 0, e = DefaultOp.DefaultOps.size(); i != e; ++i)
665         EmitResultOperand(DefaultOp.DefaultOps[i], InstOps);
666       continue;
667     }
668     
669     // Otherwise this is a normal operand or a predicate operand without
670     // 'execute always'; emit it.
671     EmitResultOperand(N->getChild(ChildNo), InstOps);
672     ++ChildNo;
673   }
674   
675   // Nodes that match patterns with (potentially multiple) chain inputs have to
676   // merge them together into a token factor.
677   if (NodeHasChain && !EmittedMergeInputChains) {
678     // FIXME2: Move this out of emitresult to a top level place.
679     assert(!MatchedChainNodes.empty() &&
680            "How can this node have chain if no inputs do?");
681     // Otherwise, we have to emit an operation to merge the input chains and
682     // set this as the current input chain.
683     AddMatcher(new EmitMergeInputChainsMatcher
684                         (MatchedChainNodes.data(), MatchedChainNodes.size()));
685     EmittedMergeInputChains = true;
686   }
687   
688   // If this node has an input flag or explicitly specified input physregs, we
689   // need to add chained and flagged copyfromreg nodes and materialize the flag
690   // input.
691   if (isRoot && !PhysRegInputs.empty()) {
692     // Emit all of the CopyToReg nodes for the input physical registers.  These
693     // occur in patterns like (mul:i8 AL:i8, GR8:i8:$src).
694     for (unsigned i = 0, e = PhysRegInputs.size(); i != e; ++i)
695       AddMatcher(new EmitCopyToRegMatcher(PhysRegInputs[i].second,
696                                                   PhysRegInputs[i].first));
697     // Even if the node has no other flag inputs, the resultant node must be
698     // flagged to the CopyFromReg nodes we just generated.
699     TreeHasInFlag = true;
700   }
701   
702   // Result order: node results, chain, flags
703   
704   // Determine the result types.
705   SmallVector<MVT::SimpleValueType, 4> ResultVTs;
706   if (NumResults != 0 && N->getTypeNum(0) != MVT::isVoid) {
707     // FIXME2: If the node has multiple results, we should add them.  For now,
708     // preserve existing behavior?!
709     ResultVTs.push_back(N->getTypeNum(0));
710   }
711
712   
713   // If this is the root instruction of a pattern that has physical registers in
714   // its result pattern, add output VTs for them.  For example, X86 has:
715   //   (set AL, (mul ...))
716   // This also handles implicit results like:
717   //   (implicit EFLAGS)
718   if (isRoot && Pattern.getDstRegs().size() != 0) {
719     for (unsigned i = 0; i != Pattern.getDstRegs().size(); ++i)
720       if (Pattern.getDstRegs()[i]->isSubClassOf("Register"))
721         ResultVTs.push_back(getRegisterValueType(Pattern.getDstRegs()[i], CGT));
722   }
723
724   // FIXME2: Instead of using the isVariadic flag on the instruction, we should
725   // have an SDNP that indicates variadicism.  The TargetInstrInfo isVariadic
726   // property should be inferred from this when an instruction has a pattern.
727   int NumFixedArityOperands = -1;
728   if (isRoot && II.isVariadic)
729     NumFixedArityOperands = Pattern.getSrcPattern()->getNumChildren();
730   
731   // If this is the root node and any of the nodes matched nodes in the input
732   // pattern have MemRefs in them, have the interpreter collect them and plop
733   // them onto this node.
734   //
735   // FIXME3: This is actively incorrect for result patterns where the root of
736   // the pattern is not the memory reference and is also incorrect when the
737   // result pattern has multiple memory-referencing instructions.  For example,
738   // in the X86 backend, this pattern causes the memrefs to get attached to the
739   // CVTSS2SDrr instead of the MOVSSrm:
740   //
741   //  def : Pat<(extloadf32 addr:$src),
742   //            (CVTSS2SDrr (MOVSSrm addr:$src))>;
743   //
744   bool NodeHasMemRefs =
745     isRoot && Pattern.getSrcPattern()->TreeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP);
746
747   AddMatcher(new EmitNodeMatcher(II.Namespace+"::"+II.TheDef->getName(),
748                                  ResultVTs.data(), ResultVTs.size(),
749                                  InstOps.data(), InstOps.size(),
750                                  NodeHasChain, TreeHasInFlag, TreeHasOutFlag,
751                                  NodeHasMemRefs, NumFixedArityOperands,
752                                  NextRecordedOperandNo));
753   
754   // The non-chain and non-flag results of the newly emitted node get recorded.
755   for (unsigned i = 0, e = ResultVTs.size(); i != e; ++i) {
756     if (ResultVTs[i] == MVT::Other || ResultVTs[i] == MVT::Flag) break;
757     OutputOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
758   }
759 }
760
761 void MatcherGen::
762 EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
763                                SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
764   assert(N->getOperator()->isSubClassOf("SDNodeXForm") && "Not SDNodeXForm?");
765
766   // Emit the operand.
767   SmallVector<unsigned, 8> InputOps;
768   
769   // FIXME2: Could easily generalize this to support multiple inputs and outputs
770   // to the SDNodeXForm.  For now we just support one input and one output like
771   // the old instruction selector.
772   assert(N->getNumChildren() == 1);
773   EmitResultOperand(N->getChild(0), InputOps);
774
775   // The input currently must have produced exactly one result.
776   assert(InputOps.size() == 1 && "Unexpected input to SDNodeXForm");
777
778   AddMatcher(new EmitNodeXFormMatcher(InputOps[0], N->getOperator()));
779   ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
780 }
781
782 void MatcherGen::EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
783                                    SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
784   // This is something selected from the pattern we matched.
785   if (!N->getName().empty())
786     return EmitResultOfNamedOperand(N, ResultOps);
787
788   if (N->isLeaf())
789     return EmitResultLeafAsOperand(N, ResultOps);
790
791   Record *OpRec = N->getOperator();
792   if (OpRec->isSubClassOf("Instruction"))
793     return EmitResultInstructionAsOperand(N, ResultOps);
794   if (OpRec->isSubClassOf("SDNodeXForm"))
795     return EmitResultSDNodeXFormAsOperand(N, ResultOps);
796   errs() << "Unknown result node to emit code for: " << *N << '\n';
797   throw std::string("Unknown node in result pattern!");
798 }
799
800 void MatcherGen::EmitResultCode() {
801   // Codegen the root of the result pattern, capturing the resulting values.
802   SmallVector<unsigned, 8> Ops;
803   EmitResultOperand(Pattern.getDstPattern(), Ops);
804
805   // At this point, we have however many values the result pattern produces.
806   // However, the input pattern might not need all of these.  If there are
807   // excess values at the end (such as condition codes etc) just lop them off.
808   // This doesn't need to worry about flags or chains, just explicit results.
809   //
810   // FIXME2: This doesn't work because there is currently no way to get an
811   // accurate count of the # results the source pattern sets.  This is because
812   // of the "parallel" construct in X86 land, which looks like this:
813   //
814   //def : Pat<(parallel (X86and_flag GR8:$src1, GR8:$src2),
815   //           (implicit EFLAGS)),
816   //  (AND8rr GR8:$src1, GR8:$src2)>;
817   //
818   // This idiom means to match the two-result node X86and_flag (which is
819   // declared as returning a single result, because we can't match multi-result
820   // nodes yet).  In this case, we would have to know that the input has two
821   // results.  However, mul8r is modelled exactly the same way, but without
822   // implicit defs included.  The fix is to support multiple results directly
823   // and eliminate 'parallel'.
824   //
825   // FIXME2: When this is fixed, we should revert the terrible hack in the
826   // OPC_EmitNode code in the interpreter.
827 #if 0
828   const TreePatternNode *Src = Pattern.getSrcPattern();
829   unsigned NumSrcResults = Src->getTypeNum(0) != MVT::isVoid ? 1 : 0;
830   NumSrcResults += Pattern.getDstRegs().size();
831   assert(Ops.size() >= NumSrcResults && "Didn't provide enough results");
832   Ops.resize(NumSrcResults);
833 #endif
834
835   // If the matched pattern covers nodes which define a flag result, emit a node
836   // that tells the matcher about them so that it can update their results.
837   if (!MatchedFlagResultNodes.empty())
838     AddMatcher(new MarkFlagResultsMatcher(MatchedFlagResultNodes.data(),
839                                           MatchedFlagResultNodes.size()));
840   
841   
842   // We know that the resulting pattern has exactly one result/
843   // FIXME2: why?  what about something like (set a,b,c, (complexpat))
844   // FIXME2: Implicit results should be pushed here I guess?
845   AddMatcher(new CompleteMatchMatcher(Ops.data(), Ops.size(), Pattern));
846 }
847
848
849 Matcher *llvm::ConvertPatternToMatcher(const PatternToMatch &Pattern,
850                                        const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
851   MatcherGen Gen(Pattern, CGP);
852
853   // Generate the code for the matcher.
854   Gen.EmitMatcherCode();
855   
856   
857   // FIXME2: Kill extra MoveParent commands at the end of the matcher sequence.
858   // FIXME2: Split result code out to another table, and make the matcher end
859   // with an "Emit <index>" command.  This allows result generation stuff to be
860   // shared and factored?
861   
862   // If the match succeeds, then we generate Pattern.
863   Gen.EmitResultCode();
864
865   // Unconditional match.
866   return Gen.GetMatcher();
867 }
868
869
870