look up instructions by record, not by name.
[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     // If this occurs in multiple register classes, they all have to agree.
41     assert(VT == RC.getValueTypeNum(0));
42   }
43   return VT;
44 }
45
46
47 namespace {
48   class MatcherGen {
49     const PatternToMatch &Pattern;
50     const CodeGenDAGPatterns &CGP;
51     
52     /// PatWithNoTypes - This is a clone of Pattern.getSrcPattern() that starts
53     /// out with all of the types removed.  This allows us to insert type checks
54     /// as we scan the tree.
55     TreePatternNode *PatWithNoTypes;
56     
57     /// VariableMap - A map from variable names ('$dst') to the recorded operand
58     /// number that they were captured as.  These are biased by 1 to make
59     /// insertion easier.
60     StringMap<unsigned> VariableMap;
61     
62     /// NextRecordedOperandNo - As we emit opcodes to record matched values in
63     /// the RecordedNodes array, this keeps track of which slot will be next to
64     /// record into.
65     unsigned NextRecordedOperandNo;
66     
67     /// MatchedChainNodes - This maintains the position in the recorded nodes
68     /// array of all of the recorded input nodes that have chains.
69     SmallVector<unsigned, 2> MatchedChainNodes;
70
71     /// MatchedFlagResultNodes - This maintains the position in the recorded
72     /// nodes array of all of the recorded input nodes that have flag results.
73     SmallVector<unsigned, 2> MatchedFlagResultNodes;
74     
75     /// MatchedComplexPatterns - This maintains a list of all of the
76     /// ComplexPatterns that we need to check.  The patterns are known to have
77     /// names which were recorded.  The second element of each pair is the first
78     /// slot number that the OPC_CheckComplexPat opcode drops the matched
79     /// results into.
80     SmallVector<std::pair<const TreePatternNode*,
81                           unsigned>, 2> MatchedComplexPatterns;
82     
83     /// PhysRegInputs - List list has an entry for each explicitly specified
84     /// physreg input to the pattern.  The first elt is the Register node, the
85     /// second is the recorded slot number the input pattern match saved it in.
86     SmallVector<std::pair<Record*, unsigned>, 2> PhysRegInputs;
87     
88     /// Matcher - This is the top level of the generated matcher, the result.
89     Matcher *TheMatcher;
90     
91     /// CurPredicate - As we emit matcher nodes, this points to the latest check
92     /// which should have future checks stuck into its Next position.
93     Matcher *CurPredicate;
94   public:
95     MatcherGen(const PatternToMatch &pattern, const CodeGenDAGPatterns &cgp);
96     
97     ~MatcherGen() {
98       delete PatWithNoTypes;
99     }
100     
101     bool EmitMatcherCode(unsigned Variant);
102     void EmitResultCode();
103     
104     Matcher *GetMatcher() const { return TheMatcher; }
105     Matcher *GetCurPredicate() const { return CurPredicate; }
106   private:
107     void AddMatcher(Matcher *NewNode);
108     void InferPossibleTypes();
109     
110     // Matcher Generation.
111     void EmitMatchCode(const TreePatternNode *N, TreePatternNode *NodeNoTypes);
112     void EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N);
113     void EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
114                                TreePatternNode *NodeNoTypes);
115     
116     // Result Code Generation.
117     unsigned getNamedArgumentSlot(StringRef Name) {
118       unsigned VarMapEntry = VariableMap[Name];
119       assert(VarMapEntry != 0 &&
120              "Variable referenced but not defined and not caught earlier!");
121       return VarMapEntry-1;
122     }
123
124     /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
125     const TreePatternNode *GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Ins,
126                                               const TreePatternNode *N);
127     
128     void EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
129                            SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
130     void EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
131                                   SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
132     void EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
133                                  SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
134     void EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
135                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
136     void EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
137                                         SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps);
138     };
139   
140 } // end anon namespace.
141
142 MatcherGen::MatcherGen(const PatternToMatch &pattern,
143                        const CodeGenDAGPatterns &cgp)
144 : Pattern(pattern), CGP(cgp), NextRecordedOperandNo(0),
145   TheMatcher(0), CurPredicate(0) {
146   // We need to produce the matcher tree for the patterns source pattern.  To do
147   // this we need to match the structure as well as the types.  To do the type
148   // matching, we want to figure out the fewest number of type checks we need to
149   // emit.  For example, if there is only one integer type supported by a
150   // target, there should be no type comparisons at all for integer patterns!
151   //
152   // To figure out the fewest number of type checks needed, clone the pattern,
153   // remove the types, then perform type inference on the pattern as a whole.
154   // If there are unresolved types, emit an explicit check for those types,
155   // apply the type to the tree, then rerun type inference.  Iterate until all
156   // types are resolved.
157   //
158   PatWithNoTypes = Pattern.getSrcPattern()->clone();
159   PatWithNoTypes->RemoveAllTypes();
160     
161   // If there are types that are manifestly known, infer them.
162   InferPossibleTypes();
163 }
164
165 /// InferPossibleTypes - As we emit the pattern, we end up generating type
166 /// checks and applying them to the 'PatWithNoTypes' tree.  As we do this, we
167 /// want to propagate implied types as far throughout the tree as possible so
168 /// that we avoid doing redundant type checks.  This does the type propagation.
169 void MatcherGen::InferPossibleTypes() {
170   // TP - Get *SOME* tree pattern, we don't care which.  It is only used for
171   // diagnostics, which we know are impossible at this point.
172   TreePattern &TP = *CGP.pf_begin()->second;
173   
174   try {
175     bool MadeChange = true;
176     while (MadeChange)
177       MadeChange = PatWithNoTypes->ApplyTypeConstraints(TP,
178                                                 true/*Ignore reg constraints*/);
179   } catch (...) {
180     errs() << "Type constraint application shouldn't fail!";
181     abort();
182   }
183 }
184
185
186 /// AddMatcher - Add a matcher node to the current graph we're building. 
187 void MatcherGen::AddMatcher(Matcher *NewNode) {
188   if (CurPredicate != 0)
189     CurPredicate->setNext(NewNode);
190   else
191     TheMatcher = NewNode;
192   CurPredicate = NewNode;
193 }
194
195
196 //===----------------------------------------------------------------------===//
197 // Pattern Match Generation
198 //===----------------------------------------------------------------------===//
199
200 /// EmitLeafMatchCode - Generate matching code for leaf nodes.
201 void MatcherGen::EmitLeafMatchCode(const TreePatternNode *N) {
202   assert(N->isLeaf() && "Not a leaf?");
203   
204   // Direct match against an integer constant.
205   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
206     // If this is the root of the dag we're matching, we emit a redundant opcode
207     // check to ensure that this gets folded into the normal top-level
208     // OpcodeSwitch.
209     if (N == Pattern.getSrcPattern()) {
210       const SDNodeInfo &NI = CGP.getSDNodeInfo(CGP.getSDNodeNamed("imm"));
211       AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(NI));
212     }
213
214     return AddMatcher(new CheckIntegerMatcher(II->getValue()));
215   }
216   
217   DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue());
218   if (DI == 0) {
219     errs() << "Unknown leaf kind: " << *DI << "\n";
220     abort();
221   }
222   
223   Record *LeafRec = DI->getDef();
224   if (// Handle register references.  Nothing to do here, they always match.
225       LeafRec->isSubClassOf("RegisterClass") || 
226       LeafRec->isSubClassOf("PointerLikeRegClass") ||
227       // Place holder for SRCVALUE nodes. Nothing to do here.
228       LeafRec->getName() == "srcvalue")
229     return;
230
231   // If we have a physreg reference like (mul gpr:$src, EAX) then we need to
232   // record the register 
233   if (LeafRec->isSubClassOf("Register")) {
234     AddMatcher(new RecordMatcher("physreg input "+LeafRec->getName(),
235                                  NextRecordedOperandNo));
236     PhysRegInputs.push_back(std::make_pair(LeafRec, NextRecordedOperandNo++));
237     return;
238   }
239   
240   if (LeafRec->isSubClassOf("ValueType"))
241     return AddMatcher(new CheckValueTypeMatcher(LeafRec->getName()));
242   
243   if (LeafRec->isSubClassOf("CondCode"))
244     return AddMatcher(new CheckCondCodeMatcher(LeafRec->getName()));
245   
246   if (LeafRec->isSubClassOf("ComplexPattern")) {
247     // We can't model ComplexPattern uses that don't have their name taken yet.
248     // The OPC_CheckComplexPattern operation implicitly records the results.
249     if (N->getName().empty()) {
250       errs() << "We expect complex pattern uses to have names: " << *N << "\n";
251       exit(1);
252     }
253
254     // Remember this ComplexPattern so that we can emit it after all the other
255     // structural matches are done.
256     MatchedComplexPatterns.push_back(std::make_pair(N, 0));
257     return;
258   }
259   
260   errs() << "Unknown leaf kind: " << *N << "\n";
261   abort();
262 }
263
264 void MatcherGen::EmitOperatorMatchCode(const TreePatternNode *N,
265                                        TreePatternNode *NodeNoTypes) {
266   assert(!N->isLeaf() && "Not an operator?");
267   const SDNodeInfo &CInfo = CGP.getSDNodeInfo(N->getOperator());
268   
269   // If this is an 'and R, 1234' where the operation is AND/OR and the RHS is
270   // a constant without a predicate fn that has more that one bit set, handle
271   // this as a special case.  This is usually for targets that have special
272   // handling of certain large constants (e.g. alpha with it's 8/16/32-bit
273   // handling stuff).  Using these instructions is often far more efficient
274   // than materializing the constant.  Unfortunately, both the instcombiner
275   // and the dag combiner can often infer that bits are dead, and thus drop
276   // them from the mask in the dag.  For example, it might turn 'AND X, 255'
277   // into 'AND X, 254' if it knows the low bit is set.  Emit code that checks
278   // to handle this.
279   if ((N->getOperator()->getName() == "and" || 
280        N->getOperator()->getName() == "or") &&
281       N->getChild(1)->isLeaf() && N->getChild(1)->getPredicateFns().empty() &&
282       N->getPredicateFns().empty()) {
283     if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getChild(1)->getLeafValue())) {
284       if (!isPowerOf2_32(II->getValue())) {  // Don't bother with single bits.
285         // If this is at the root of the pattern, we emit a redundant
286         // CheckOpcode so that the following checks get factored properly under
287         // a single opcode check.
288         if (N == Pattern.getSrcPattern())
289           AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
290
291         // Emit the CheckAndImm/CheckOrImm node.
292         if (N->getOperator()->getName() == "and")
293           AddMatcher(new CheckAndImmMatcher(II->getValue()));
294         else
295           AddMatcher(new CheckOrImmMatcher(II->getValue()));
296
297         // Match the LHS of the AND as appropriate.
298         AddMatcher(new MoveChildMatcher(0));
299         EmitMatchCode(N->getChild(0), NodeNoTypes->getChild(0));
300         AddMatcher(new MoveParentMatcher());
301         return;
302       }
303     }
304   }
305   
306   // Check that the current opcode lines up.
307   AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CInfo));
308   
309   // If this node has memory references (i.e. is a load or store), tell the
310   // interpreter to capture them in the memref array.
311   if (N->NodeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP))
312     AddMatcher(new RecordMemRefMatcher());
313   
314   // If this node has a chain, then the chain is operand #0 is the SDNode, and
315   // the child numbers of the node are all offset by one.
316   unsigned OpNo = 0;
317   if (N->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP)) {
318     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
319     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
320                                          "' chained node",
321                                  NextRecordedOperandNo));
322     // Remember all of the input chains our pattern will match.
323     MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
324     
325     // Don't look at the input chain when matching the tree pattern to the
326     // SDNode.
327     OpNo = 1;
328
329     // If this node is not the root and the subtree underneath it produces a
330     // chain, then the result of matching the node is also produce a chain.
331     // Beyond that, this means that we're also folding (at least) the root node
332     // into the node that produce the chain (for example, matching
333     // "(add reg, (load ptr))" as a add_with_memory on X86).  This is
334     // problematic, if the 'reg' node also uses the load (say, its chain).
335     // Graphically:
336     //
337     //         [LD]
338     //         ^  ^
339     //         |  \                              DAG's like cheese.
340     //        /    |
341     //       /    [YY]
342     //       |     ^
343     //      [XX]--/
344     //
345     // It would be invalid to fold XX and LD.  In this case, folding the two
346     // nodes together would induce a cycle in the DAG, making it a 'cyclic DAG'
347     // To prevent this, we emit a dynamic check for legality before allowing
348     // this to be folded.
349     //
350     const TreePatternNode *Root = Pattern.getSrcPattern();
351     if (N != Root) {                             // Not the root of the pattern.
352       // If there is a node between the root and this node, then we definitely
353       // need to emit the check.
354       bool NeedCheck = !Root->hasChild(N);
355       
356       // If it *is* an immediate child of the root, we can still need a check if
357       // the root SDNode has multiple inputs.  For us, this means that it is an
358       // intrinsic, has multiple operands, or has other inputs like chain or
359       // flag).
360       if (!NeedCheck) {
361         const SDNodeInfo &PInfo = CGP.getSDNodeInfo(Root->getOperator());
362         NeedCheck =
363           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_void_sdnode() ||
364           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_w_chain_sdnode() ||
365           Root->getOperator() == CGP.get_intrinsic_wo_chain_sdnode() ||
366           PInfo.getNumOperands() > 1 ||
367           PInfo.hasProperty(SDNPHasChain) ||
368           PInfo.hasProperty(SDNPInFlag) ||
369           PInfo.hasProperty(SDNPOptInFlag);
370       }
371       
372       if (NeedCheck)
373         AddMatcher(new CheckFoldableChainNodeMatcher());
374     }
375   }
376
377   // If this node has an output flag and isn't the root, remember it.
378   if (N->NodeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP) && 
379       N != Pattern.getSrcPattern()) {
380     // TODO: This redundantly records nodes with both flags and chains.
381     
382     // Record the node and remember it in our chained nodes list.
383     AddMatcher(new RecordMatcher("'" + N->getOperator()->getName() +
384                                          "' flag output node",
385                                  NextRecordedOperandNo));
386     // Remember all of the nodes with output flags our pattern will match.
387     MatchedFlagResultNodes.push_back(NextRecordedOperandNo++);
388   }
389   
390   // If this node is known to have an input flag or if it *might* have an input
391   // flag, capture it as the flag input of the pattern.
392   if (N->NodeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
393       N->NodeHasProperty(SDNPInFlag, CGP))
394     AddMatcher(new CaptureFlagInputMatcher());
395       
396   for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i, ++OpNo) {
397     // Get the code suitable for matching this child.  Move to the child, check
398     // it then move back to the parent.
399     AddMatcher(new MoveChildMatcher(OpNo));
400     EmitMatchCode(N->getChild(i), NodeNoTypes->getChild(i));
401     AddMatcher(new MoveParentMatcher());
402   }
403 }
404
405
406 void MatcherGen::EmitMatchCode(const TreePatternNode *N,
407                                TreePatternNode *NodeNoTypes) {
408   // If N and NodeNoTypes don't agree on a type, then this is a case where we
409   // need to do a type check.  Emit the check, apply the tyep to NodeNoTypes and
410   // reinfer any correlated types.
411   bool DoTypeCheck = false;
412   if (NodeNoTypes->getExtType() != N->getExtType()) {
413     NodeNoTypes->setType(N->getExtType());
414     InferPossibleTypes();
415     DoTypeCheck = true;
416   }
417   
418   // If this node has a name associated with it, capture it in VariableMap. If
419   // we already saw this in the pattern, emit code to verify dagness.
420   if (!N->getName().empty()) {
421     unsigned &VarMapEntry = VariableMap[N->getName()];
422     if (VarMapEntry == 0) {
423       // If it is a named node, we must emit a 'Record' opcode.
424       AddMatcher(new RecordMatcher("$" + N->getName(), NextRecordedOperandNo));
425       VarMapEntry = ++NextRecordedOperandNo;
426     } else {
427       // If we get here, this is a second reference to a specific name.  Since
428       // we already have checked that the first reference is valid, we don't
429       // have to recursively match it, just check that it's the same as the
430       // previously named thing.
431       AddMatcher(new CheckSameMatcher(VarMapEntry-1));
432       return;
433     }
434   }
435   
436   if (N->isLeaf())
437     EmitLeafMatchCode(N);
438   else
439     EmitOperatorMatchCode(N, NodeNoTypes);
440   
441   // If there are node predicates for this node, generate their checks.
442   for (unsigned i = 0, e = N->getPredicateFns().size(); i != e; ++i)
443     AddMatcher(new CheckPredicateMatcher(N->getPredicateFns()[i]));
444   
445   if (DoTypeCheck)
446     AddMatcher(new CheckTypeMatcher(N->getType()));
447 }
448
449 /// EmitMatcherCode - Generate the code that matches the predicate of this
450 /// pattern for the specified Variant.  If the variant is invalid this returns
451 /// true and does not generate code, if it is valid, it returns false.
452 bool MatcherGen::EmitMatcherCode(unsigned Variant) {
453   // If the root of the pattern is a ComplexPattern and if it is specified to
454   // match some number of root opcodes, these are considered to be our variants.
455   // Depending on which variant we're generating code for, emit the root opcode
456   // check.
457   if (const ComplexPattern *CP =
458                    Pattern.getSrcPattern()->getComplexPatternInfo(CGP)) {
459     const std::vector<Record*> &OpNodes = CP->getRootNodes();
460     assert(!OpNodes.empty() &&"Complex Pattern must specify what it can match");
461     if (Variant >= OpNodes.size()) return true;
462     
463     AddMatcher(new CheckOpcodeMatcher(CGP.getSDNodeInfo(OpNodes[Variant])));
464   } else {
465     if (Variant != 0) return true;
466   }
467     
468   // Emit the matcher for the pattern structure and types.
469   EmitMatchCode(Pattern.getSrcPattern(), PatWithNoTypes);
470   
471   // If the pattern has a predicate on it (e.g. only enabled when a subtarget
472   // feature is around, do the check).
473   if (!Pattern.getPredicateCheck().empty())
474     AddMatcher(new CheckPatternPredicateMatcher(Pattern.getPredicateCheck()));
475   
476   // Now that we've completed the structural type match, emit any ComplexPattern
477   // checks (e.g. addrmode matches).  We emit this after the structural match
478   // because they are generally more expensive to evaluate and more difficult to
479   // factor.
480   for (unsigned i = 0, e = MatchedComplexPatterns.size(); i != e; ++i) {
481     const TreePatternNode *N = MatchedComplexPatterns[i].first;
482     
483     // Remember where the results of this match get stuck.
484     MatchedComplexPatterns[i].second = NextRecordedOperandNo;
485
486     // Get the slot we recorded the value in from the name on the node.
487     unsigned RecNodeEntry = VariableMap[N->getName()];
488     assert(!N->getName().empty() && RecNodeEntry &&
489            "Complex pattern should have a name and slot");
490     --RecNodeEntry;  // Entries in VariableMap are biased.
491     
492     const ComplexPattern &CP =
493       CGP.getComplexPattern(((DefInit*)N->getLeafValue())->getDef());
494     
495     // Emit a CheckComplexPat operation, which does the match (aborting if it
496     // fails) and pushes the matched operands onto the recorded nodes list.
497     AddMatcher(new CheckComplexPatMatcher(CP, RecNodeEntry,
498                                           N->getName(), NextRecordedOperandNo));
499     
500     // Record the right number of operands.
501     NextRecordedOperandNo += CP.getNumOperands();
502     if (CP.hasProperty(SDNPHasChain)) {
503       // If the complex pattern has a chain, then we need to keep track of the
504       // fact that we just recorded a chain input.  The chain input will be
505       // matched as the last operand of the predicate if it was successful.
506       ++NextRecordedOperandNo; // Chained node operand.
507     
508       // It is the last operand recorded.
509       assert(NextRecordedOperandNo > 1 &&
510              "Should have recorded input/result chains at least!");
511       MatchedChainNodes.push_back(NextRecordedOperandNo-1);
512     }
513     
514     // TODO: Complex patterns can't have output flags, if they did, we'd want
515     // to record them.
516   }
517   
518   return false;
519 }
520
521
522 //===----------------------------------------------------------------------===//
523 // Node Result Generation
524 //===----------------------------------------------------------------------===//
525
526 void MatcherGen::EmitResultOfNamedOperand(const TreePatternNode *N,
527                                           SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps){
528   assert(!N->getName().empty() && "Operand not named!");
529   
530   // A reference to a complex pattern gets all of the results of the complex
531   // pattern's match.
532   if (const ComplexPattern *CP = N->getComplexPatternInfo(CGP)) {
533     unsigned SlotNo = 0;
534     for (unsigned i = 0, e = MatchedComplexPatterns.size(); i != e; ++i)
535       if (MatchedComplexPatterns[i].first->getName() == N->getName()) {
536         SlotNo = MatchedComplexPatterns[i].second;
537         break;
538       }
539     assert(SlotNo != 0 && "Didn't get a slot number assigned?");
540     
541     // The first slot entry is the node itself, the subsequent entries are the
542     // matched values.
543     for (unsigned i = 0, e = CP->getNumOperands(); i != e; ++i)
544       ResultOps.push_back(SlotNo+i);
545     return;
546   }
547
548   unsigned SlotNo = getNamedArgumentSlot(N->getName());
549
550   // If this is an 'imm' or 'fpimm' node, make sure to convert it to the target
551   // version of the immediate so that it doesn't get selected due to some other
552   // node use.
553   if (!N->isLeaf()) {
554     StringRef OperatorName = N->getOperator()->getName();
555     if (OperatorName == "imm" || OperatorName == "fpimm") {
556       AddMatcher(new EmitConvertToTargetMatcher(SlotNo));
557       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
558       return;
559     }
560   }
561   
562   ResultOps.push_back(SlotNo);
563 }
564
565 void MatcherGen::EmitResultLeafAsOperand(const TreePatternNode *N,
566                                          SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
567   assert(N->isLeaf() && "Must be a leaf");
568   
569   if (IntInit *II = dynamic_cast<IntInit*>(N->getLeafValue())) {
570     AddMatcher(new EmitIntegerMatcher(II->getValue(), N->getType()));
571     ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
572     return;
573   }
574   
575   // If this is an explicit register reference, handle it.
576   if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue())) {
577     if (DI->getDef()->isSubClassOf("Register")) {
578       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(DI->getDef(), N->getType()));
579       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
580       return;
581     }
582     
583     if (DI->getDef()->getName() == "zero_reg") {
584       AddMatcher(new EmitRegisterMatcher(0, N->getType()));
585       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
586       return;
587     }
588     
589     // Handle a reference to a register class. This is used
590     // in COPY_TO_SUBREG instructions.
591     if (DI->getDef()->isSubClassOf("RegisterClass")) {
592       std::string Value = getQualifiedName(DI->getDef()) + "RegClassID";
593       AddMatcher(new EmitStringIntegerMatcher(Value, MVT::i32));
594       ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
595       return;
596     }
597   }
598   
599   errs() << "unhandled leaf node: \n";
600   N->dump();
601 }
602
603 /// GetInstPatternNode - Get the pattern for an instruction.
604 /// 
605 const TreePatternNode *MatcherGen::
606 GetInstPatternNode(const DAGInstruction &Inst, const TreePatternNode *N) {
607   const TreePattern *InstPat = Inst.getPattern();
608   
609   // FIXME2?: Assume actual pattern comes before "implicit".
610   TreePatternNode *InstPatNode;
611   if (InstPat)
612     InstPatNode = InstPat->getTree(0);
613   else if (/*isRoot*/ N == Pattern.getDstPattern())
614     InstPatNode = Pattern.getSrcPattern();
615   else
616     return 0;
617   
618   if (InstPatNode && !InstPatNode->isLeaf() &&
619       InstPatNode->getOperator()->getName() == "set")
620     InstPatNode = InstPatNode->getChild(InstPatNode->getNumChildren()-1);
621   
622   return InstPatNode;
623 }
624
625 void MatcherGen::
626 EmitResultInstructionAsOperand(const TreePatternNode *N,
627                                SmallVectorImpl<unsigned> &OutputOps) {
628   Record *Op = N->getOperator();
629   const CodeGenTarget &CGT = CGP.getTargetInfo();
630   CodeGenInstruction &II = CGT.getInstruction(Op);
631   const DAGInstruction &Inst = CGP.getInstruction(Op);
632   
633   // If we can, get the pattern for the instruction we're generating.  We derive
634   // a variety of information from this pattern, such as whether it has a chain.
635   //
636   // FIXME2: This is extremely dubious for several reasons, not the least of
637   // which it gives special status to instructions with patterns that Pat<>
638   // nodes can't duplicate.
639   const TreePatternNode *InstPatNode = GetInstPatternNode(Inst, N);
640
641   // NodeHasChain - Whether the instruction node we're creating takes chains.  
642   bool NodeHasChain = InstPatNode &&
643                       InstPatNode->TreeHasProperty(SDNPHasChain, CGP);
644   
645   bool isRoot = N == Pattern.getDstPattern();
646
647   // TreeHasOutFlag - True if this tree has a flag.
648   bool TreeHasInFlag = false, TreeHasOutFlag = false;
649   if (isRoot) {
650     const TreePatternNode *SrcPat = Pattern.getSrcPattern();
651     TreeHasInFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOptInFlag, CGP) ||
652                     SrcPat->TreeHasProperty(SDNPInFlag, CGP);
653   
654     // FIXME2: this is checking the entire pattern, not just the node in
655     // question, doing this just for the root seems like a total hack.
656     TreeHasOutFlag = SrcPat->TreeHasProperty(SDNPOutFlag, CGP);
657   }
658
659   // NumResults - This is the number of results produced by the instruction in
660   // the "outs" list.
661   unsigned NumResults = Inst.getNumResults();    
662
663   // Loop over all of the operands of the instruction pattern, emitting code
664   // to fill them all in.  The node 'N' usually has number children equal to
665   // the number of input operands of the instruction.  However, in cases
666   // where there are predicate operands for an instruction, we need to fill
667   // in the 'execute always' values.  Match up the node operands to the
668   // instruction operands to do this.
669   SmallVector<unsigned, 8> InstOps;
670   for (unsigned ChildNo = 0, InstOpNo = NumResults, e = II.OperandList.size();
671        InstOpNo != e; ++InstOpNo) {
672     
673     // Determine what to emit for this operand.
674     Record *OperandNode = II.OperandList[InstOpNo].Rec;
675     if ((OperandNode->isSubClassOf("PredicateOperand") ||
676          OperandNode->isSubClassOf("OptionalDefOperand")) &&
677         !CGP.getDefaultOperand(OperandNode).DefaultOps.empty()) {
678       // This is a predicate or optional def operand; emit the
679       // 'default ops' operands.
680       const DAGDefaultOperand &DefaultOp =
681         CGP.getDefaultOperand(II.OperandList[InstOpNo].Rec);
682       for (unsigned i = 0, e = DefaultOp.DefaultOps.size(); i != e; ++i)
683         EmitResultOperand(DefaultOp.DefaultOps[i], InstOps);
684       continue;
685     }
686     
687     // Otherwise this is a normal operand or a predicate operand without
688     // 'execute always'; emit it.
689     EmitResultOperand(N->getChild(ChildNo), InstOps);
690     ++ChildNo;
691   }
692   
693   // If this node has an input flag or explicitly specified input physregs, we
694   // need to add chained and flagged copyfromreg nodes and materialize the flag
695   // input.
696   if (isRoot && !PhysRegInputs.empty()) {
697     // Emit all of the CopyToReg nodes for the input physical registers.  These
698     // occur in patterns like (mul:i8 AL:i8, GR8:i8:$src).
699     for (unsigned i = 0, e = PhysRegInputs.size(); i != e; ++i)
700       AddMatcher(new EmitCopyToRegMatcher(PhysRegInputs[i].second,
701                                           PhysRegInputs[i].first));
702     // Even if the node has no other flag inputs, the resultant node must be
703     // flagged to the CopyFromReg nodes we just generated.
704     TreeHasInFlag = true;
705   }
706   
707   // Result order: node results, chain, flags
708   
709   // Determine the result types.
710   SmallVector<MVT::SimpleValueType, 4> ResultVTs;
711   if (N->getType() != MVT::isVoid) {
712     // FIXME2: If the node has multiple results, we should add them.  For now,
713     // preserve existing behavior?!
714     ResultVTs.push_back(N->getType());
715   }
716   
717   // If this is the root instruction of a pattern that has physical registers in
718   // its result pattern, add output VTs for them.  For example, X86 has:
719   //   (set AL, (mul ...))
720   // This also handles implicit results like:
721   //   (implicit EFLAGS)
722   if (isRoot && Pattern.getDstRegs().size() != 0) {
723     // If the root came from an implicit def in the instruction handling stuff,
724     // don't re-add it.
725     Record *HandledReg = 0;
726     if (NumResults == 0 && N->getType() != MVT::isVoid &&
727         !II.ImplicitDefs.empty())
728       HandledReg = II.ImplicitDefs[0];
729     
730     for (unsigned i = 0; i != Pattern.getDstRegs().size(); ++i) {
731       Record *Reg = Pattern.getDstRegs()[i];
732       if (!Reg->isSubClassOf("Register") || Reg == HandledReg) continue;
733       ResultVTs.push_back(getRegisterValueType(Reg, CGT));
734     }
735   }
736
737   // FIXME2: Instead of using the isVariadic flag on the instruction, we should
738   // have an SDNP that indicates variadicism.  The TargetInstrInfo isVariadic
739   // property should be inferred from this when an instruction has a pattern.
740   int NumFixedArityOperands = -1;
741   if (isRoot && II.isVariadic)
742     NumFixedArityOperands = Pattern.getSrcPattern()->getNumChildren();
743   
744   // If this is the root node and any of the nodes matched nodes in the input
745   // pattern have MemRefs in them, have the interpreter collect them and plop
746   // them onto this node.
747   //
748   // FIXME3: This is actively incorrect for result patterns where the root of
749   // the pattern is not the memory reference and is also incorrect when the
750   // result pattern has multiple memory-referencing instructions.  For example,
751   // in the X86 backend, this pattern causes the memrefs to get attached to the
752   // CVTSS2SDrr instead of the MOVSSrm:
753   //
754   //  def : Pat<(extloadf32 addr:$src),
755   //            (CVTSS2SDrr (MOVSSrm addr:$src))>;
756   //
757   bool NodeHasMemRefs =
758     isRoot && Pattern.getSrcPattern()->TreeHasProperty(SDNPMemOperand, CGP);
759
760   AddMatcher(new EmitNodeMatcher(II.Namespace+"::"+II.TheDef->getName(),
761                                  ResultVTs.data(), ResultVTs.size(),
762                                  InstOps.data(), InstOps.size(),
763                                  NodeHasChain, TreeHasInFlag, TreeHasOutFlag,
764                                  NodeHasMemRefs, NumFixedArityOperands,
765                                  NextRecordedOperandNo));
766   
767   // The non-chain and non-flag results of the newly emitted node get recorded.
768   for (unsigned i = 0, e = ResultVTs.size(); i != e; ++i) {
769     if (ResultVTs[i] == MVT::Other || ResultVTs[i] == MVT::Flag) break;
770     OutputOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
771   }
772 }
773
774 void MatcherGen::
775 EmitResultSDNodeXFormAsOperand(const TreePatternNode *N,
776                                SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
777   assert(N->getOperator()->isSubClassOf("SDNodeXForm") && "Not SDNodeXForm?");
778
779   // Emit the operand.
780   SmallVector<unsigned, 8> InputOps;
781   
782   // FIXME2: Could easily generalize this to support multiple inputs and outputs
783   // to the SDNodeXForm.  For now we just support one input and one output like
784   // the old instruction selector.
785   assert(N->getNumChildren() == 1);
786   EmitResultOperand(N->getChild(0), InputOps);
787
788   // The input currently must have produced exactly one result.
789   assert(InputOps.size() == 1 && "Unexpected input to SDNodeXForm");
790
791   AddMatcher(new EmitNodeXFormMatcher(InputOps[0], N->getOperator()));
792   ResultOps.push_back(NextRecordedOperandNo++);
793 }
794
795 void MatcherGen::EmitResultOperand(const TreePatternNode *N,
796                                    SmallVectorImpl<unsigned> &ResultOps) {
797   // This is something selected from the pattern we matched.
798   if (!N->getName().empty())
799     return EmitResultOfNamedOperand(N, ResultOps);
800
801   if (N->isLeaf())
802     return EmitResultLeafAsOperand(N, ResultOps);
803
804   Record *OpRec = N->getOperator();
805   if (OpRec->isSubClassOf("Instruction"))
806     return EmitResultInstructionAsOperand(N, ResultOps);
807   if (OpRec->isSubClassOf("SDNodeXForm"))
808     return EmitResultSDNodeXFormAsOperand(N, ResultOps);
809   errs() << "Unknown result node to emit code for: " << *N << '\n';
810   throw std::string("Unknown node in result pattern!");
811 }
812
813 void MatcherGen::EmitResultCode() {
814   // Patterns that match nodes with (potentially multiple) chain inputs have to
815   // merge them together into a token factor.  This informs the generated code
816   // what all the chained nodes are.
817   if (!MatchedChainNodes.empty())
818     AddMatcher(new EmitMergeInputChainsMatcher
819                (MatchedChainNodes.data(), MatchedChainNodes.size()));
820   
821   // Codegen the root of the result pattern, capturing the resulting values.
822   SmallVector<unsigned, 8> Ops;
823   EmitResultOperand(Pattern.getDstPattern(), Ops);
824
825   // At this point, we have however many values the result pattern produces.
826   // However, the input pattern might not need all of these.  If there are
827   // excess values at the end (such as condition codes etc) just lop them off.
828   // This doesn't need to worry about flags or chains, just explicit results.
829   //
830   // FIXME2: This doesn't work because there is currently no way to get an
831   // accurate count of the # results the source pattern sets.  This is because
832   // of the "parallel" construct in X86 land, which looks like this:
833   //
834   //def : Pat<(parallel (X86and_flag GR8:$src1, GR8:$src2),
835   //           (implicit EFLAGS)),
836   //  (AND8rr GR8:$src1, GR8:$src2)>;
837   //
838   // This idiom means to match the two-result node X86and_flag (which is
839   // declared as returning a single result, because we can't match multi-result
840   // nodes yet).  In this case, we would have to know that the input has two
841   // results.  However, mul8r is modelled exactly the same way, but without
842   // implicit defs included.  The fix is to support multiple results directly
843   // and eliminate 'parallel'.
844   //
845   // FIXME2: When this is fixed, we should revert the terrible hack in the
846   // OPC_EmitNode code in the interpreter.
847 #if 0
848   const TreePatternNode *Src = Pattern.getSrcPattern();
849   unsigned NumSrcResults = Src->getTypeNum(0) != MVT::isVoid ? 1 : 0;
850   NumSrcResults += Pattern.getDstRegs().size();
851   assert(Ops.size() >= NumSrcResults && "Didn't provide enough results");
852   Ops.resize(NumSrcResults);
853 #endif
854
855   // If the matched pattern covers nodes which define a flag result, emit a node
856   // that tells the matcher about them so that it can update their results.
857   if (!MatchedFlagResultNodes.empty())
858     AddMatcher(new MarkFlagResultsMatcher(MatchedFlagResultNodes.data(),
859                                           MatchedFlagResultNodes.size()));
860   
861   AddMatcher(new CompleteMatchMatcher(Ops.data(), Ops.size(), Pattern));
862 }
863
864
865 /// ConvertPatternToMatcher - Create the matcher for the specified pattern with
866 /// the specified variant.  If the variant number is invalid, this returns null.
867 Matcher *llvm::ConvertPatternToMatcher(const PatternToMatch &Pattern,
868                                        unsigned Variant,
869                                        const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
870   MatcherGen Gen(Pattern, CGP);
871
872   // Generate the code for the matcher.
873   if (Gen.EmitMatcherCode(Variant))
874     return 0;
875   
876   // FIXME2: Kill extra MoveParent commands at the end of the matcher sequence.
877   // FIXME2: Split result code out to another table, and make the matcher end
878   // with an "Emit <index>" command.  This allows result generation stuff to be
879   // shared and factored?
880   
881   // If the match succeeds, then we generate Pattern.
882   Gen.EmitResultCode();
883
884   // Unconditional match.
885   return Gen.GetMatcher();
886 }
887
888
889