Use MachineBasicBlock::transferSuccessors.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / TargetInstrInfo.h
index a0596e47c6e2a68e0673dc78b81c5b54d8b7508b..a2dc86f4a3ad08c028c80e1ee4ce8f7985a64c32 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 #ifndef LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
 #define LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
 
-#include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrDesc.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
-#include "llvm/Support/DataTypes.h"
-#include <vector>
-#include <cassert>
 
 namespace llvm {
 
-class MachineInstr;
-class TargetMachine;
-class MachineCodeForInstruction;
 class TargetRegisterClass;
 class LiveVariables;
+class CalleeSavedInfo;
+class SDNode;
+class SelectionDAG;
 
-//---------------------------------------------------------------------------
-// Data types used to define information about a single machine instruction
-//---------------------------------------------------------------------------
-
-typedef short MachineOpCode;
-typedef unsigned InstrSchedClass;
-
-//---------------------------------------------------------------------------
-// struct TargetInstrDescriptor:
-//  Predefined information about each machine instruction.
-//  Designed to initialized statically.
-//
-
-const unsigned M_BRANCH_FLAG           = 1 << 0;
-const unsigned M_CALL_FLAG             = 1 << 1;
-const unsigned M_RET_FLAG              = 1 << 2;
-const unsigned M_BARRIER_FLAG          = 1 << 3;
-const unsigned M_DELAY_SLOT_FLAG       = 1 << 4;
-const unsigned M_LOAD_FLAG             = 1 << 5;
-const unsigned M_STORE_FLAG            = 1 << 6;
-const unsigned M_INDIRECT_FLAG         = 1 << 7;
-
-// M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR - This is a 2-address instruction which can be
-// changed into a 3-address instruction if the first two operands cannot be
-// assigned to the same register.  The target must implement the
-// TargetInstrInfo::convertToThreeAddress method for this instruction.
-const unsigned M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR = 1 << 7;
-
-// This M_COMMUTABLE - is a 2- or 3-address instruction (of the form X = op Y,
-// Z), which produces the same result if Y and Z are exchanged.
-const unsigned M_COMMUTABLE            = 1 << 8;
-
-// M_TERMINATOR_FLAG - Is this instruction part of the terminator for a basic
-// block?  Typically this is things like return and branch instructions.
-// Various passes use this to insert code into the bottom of a basic block, but
-// before control flow occurs.
-const unsigned M_TERMINATOR_FLAG       = 1 << 9;
-
-// M_USES_CUSTOM_DAG_SCHED_INSERTION - Set if this instruction requires custom
-// insertion support when the DAG scheduler is inserting it into a machine basic
-// block.
-const unsigned M_USES_CUSTOM_DAG_SCHED_INSERTION = 1 << 10;
-
-// M_VARIABLE_OPS - Set if this instruction can have a variable number of extra
-// operands in addition to the minimum number operands specified.
-const unsigned M_VARIABLE_OPS = 1 << 11;
-
-// M_PREDICABLE - Set if this instruction has a predicate operand that
-// controls execution. It may be set to 'always'.
-const unsigned M_PREDICABLE = 1 << 12;
-
-// M_REMATERIALIZIBLE - Set if this instruction can be trivally re-materialized
-// at any time, e.g. constant generation, load from constant pool.
-const unsigned M_REMATERIALIZIBLE = 1 << 13;
-
-// M_NOT_DUPLICABLE - Set if this instruction cannot be safely duplicated.
-// (e.g. instructions with unique labels attached).
-const unsigned M_NOT_DUPLICABLE = 1 << 14;
-
-// M_HAS_OPTIONAL_DEF - Set if this instruction has an optional definition, e.g.
-// ARM instructions which can set condition code if 's' bit is set.
-const unsigned M_HAS_OPTIONAL_DEF = 1 << 15;
-
-// Machine operand flags
-// M_LOOK_UP_PTR_REG_CLASS - Set if this operand is a pointer value and it
-// requires a callback to look up its register class.
-const unsigned M_LOOK_UP_PTR_REG_CLASS = 1 << 0;
-
-/// M_PREDICATE_OPERAND - Set if this is one of the operands that made up of the
-/// predicate operand that controls an M_PREDICATED instruction.
-const unsigned M_PREDICATE_OPERAND = 1 << 1;
-
-/// M_OPTIONAL_DEF_OPERAND - Set if this operand is a optional def.
-///
-const unsigned M_OPTIONAL_DEF_OPERAND = 1 << 2;
-
-namespace TOI {
-  // Operand constraints: only "tied_to" for now.
-  enum OperandConstraint {
-    TIED_TO = 0  // Must be allocated the same register as.
-  };
-}
-
-/// TargetOperandInfo - This holds information about one operand of a machine
-/// instruction, indicating the register class for register operands, etc.
-///
-class TargetOperandInfo {
-public:
-  /// RegClass - This specifies the register class enumeration of the operand 
-  /// if the operand is a register.  If not, this contains 0.
-  unsigned short RegClass;
-  unsigned short Flags;
-  /// Lower 16 bits are used to specify which constraints are set. The higher 16
-  /// bits are used to specify the value of constraints (4 bits each).
-  unsigned int Constraints;
-  /// Currently no other information.
-};
-
-
-class TargetInstrDescriptor {
-public:
-  MachineOpCode   Opcode;        // The opcode.
-  unsigned short  numOperands;   // Num of args (may be more if variable_ops).
-  unsigned short  numDefs;       // Num of args that are definitions.
-  const char *    Name;          // Assembly language mnemonic for the opcode.
-  InstrSchedClass schedClass;    // enum  identifying instr sched class
-  unsigned        Flags;         // flags identifying machine instr class
-  unsigned        TSFlags;       // Target Specific Flag values
-  const unsigned *ImplicitUses;  // Registers implicitly read by this instr
-  const unsigned *ImplicitDefs;  // Registers implicitly defined by this instr
-  const TargetOperandInfo *OpInfo; // 'numOperands' entries about operands.
-
-  /// getOperandConstraint - Returns the value of the specific constraint if
-  /// it is set. Returns -1 if it is not set.
-  int getOperandConstraint(unsigned OpNum,
-                           TOI::OperandConstraint Constraint) const {
-    assert((OpNum < numOperands || (Flags & M_VARIABLE_OPS)) &&
-           "Invalid operand # of TargetInstrInfo");
-    if (OpNum < numOperands &&
-        (OpInfo[OpNum].Constraints & (1 << Constraint))) {
-      unsigned Pos = 16 + Constraint * 4;
-      return (int)(OpInfo[OpNum].Constraints >> Pos) & 0xf;
-    }
-    return -1;
-  }
-
-  /// findTiedToSrcOperand - Returns the operand that is tied to the specified
-  /// dest operand. Returns -1 if there isn't one.
-  int findTiedToSrcOperand(unsigned OpNum) const;
-};
+template<class T> class SmallVectorImpl;
 
 
 //---------------------------------------------------------------------------
@@ -165,14 +33,13 @@ public:
 /// TargetInstrInfo - Interface to description of machine instructions
 ///
 class TargetInstrInfo {
-  const TargetInstrDescriptor* desc;    // raw array to allow static init'n
-  unsigned NumOpcodes;                  // number of entries in the desc array
-  unsigned numRealOpCodes;              // number of non-dummy op codes
+  const TargetInstrDesc *Descriptors; // Raw array to allow static init'n
+  unsigned NumOpcodes;                // Number of entries in the desc array
 
   TargetInstrInfo(const TargetInstrInfo &);  // DO NOT IMPLEMENT
   void operator=(const TargetInstrInfo &);   // DO NOT IMPLEMENT
 public:
-  TargetInstrInfo(const TargetInstrDescriptor *desc, unsigned NumOpcodes);
+  TargetInstrInfo(const TargetInstrDesc *desc, unsigned NumOpcodes);
   virtual ~TargetInstrInfo();
 
   // Invariant opcodes: All instruction sets have these as their low opcodes.
@@ -180,8 +47,11 @@ public:
     PHI = 0,
     INLINEASM = 1,
     LABEL = 2,
-    EXTRACT_SUBREG = 3,
-    INSERT_SUBREG = 4
+    DECLARE = 3,
+    EXTRACT_SUBREG = 4,
+    INSERT_SUBREG = 5,
+    IMPLICIT_DEF = 6,
+    SUBREG_TO_REG = 7
   };
 
   unsigned getNumOpcodes() const { return NumOpcodes; }
@@ -189,110 +59,16 @@ public:
   /// get - Return the machine instruction descriptor that corresponds to the
   /// specified instruction opcode.
   ///
-  const TargetInstrDescriptor& get(MachineOpCode Opcode) const {
-    assert((unsigned)Opcode < NumOpcodes);
-    return desc[Opcode];
-  }
-
-  const char *getName(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Name;
-  }
-
-  int getNumOperands(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).numOperands;
-  }
-
-  int getNumDefs(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).numDefs;
-  }
-
-  InstrSchedClass getSchedClass(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).schedClass;
-  }
-
-  const unsigned *getImplicitUses(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).ImplicitUses;
-  }
-
-  const unsigned *getImplicitDefs(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).ImplicitDefs;
-  }
-
-
-  //
-  // Query instruction class flags according to the machine-independent
-  // flags listed above.
-  //
-  bool isReturn(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_RET_FLAG;
-  }
-
-  bool isCommutableInstr(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_COMMUTABLE;
-  }
-  bool isTerminatorInstr(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_TERMINATOR_FLAG;
-  }
-  
-  bool isBranch(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_BRANCH_FLAG;
-  }
-  
-  bool isIndirectBranch(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_INDIRECT_FLAG;
-  }
-  
-  /// isBarrier - Returns true if the specified instruction stops control flow
-  /// from executing the instruction immediately following it.  Examples include
-  /// unconditional branches and return instructions.
-  bool isBarrier(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_BARRIER_FLAG;
-  }
-  
-  bool isCall(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_CALL_FLAG;
-  }
-  bool isLoad(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_LOAD_FLAG;
-  }
-  bool isStore(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_STORE_FLAG;
-  }
-  
-  /// hasDelaySlot - Returns true if the specified instruction has a delay slot
-  /// which must be filled by the code generator.
-  bool hasDelaySlot(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_DELAY_SLOT_FLAG;
-  }
-  
-  /// usesCustomDAGSchedInsertionHook - Return true if this instruction requires
-  /// custom insertion support when the DAG scheduler is inserting it into a
-  /// machine basic block.
-  bool usesCustomDAGSchedInsertionHook(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_USES_CUSTOM_DAG_SCHED_INSERTION;
-  }
-
-  bool hasVariableOperands(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_VARIABLE_OPS;
-  }
-
-  bool isPredicable(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_PREDICABLE;
-  }
-
-  bool isNotDuplicable(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_NOT_DUPLICABLE;
-  }
-
-  bool hasOptionalDef(MachineOpCode Opcode) const {
-    return get(Opcode).Flags & M_HAS_OPTIONAL_DEF;
+  const TargetInstrDesc &get(unsigned Opcode) const {
+    assert(Opcode < NumOpcodes && "Invalid opcode!");
+    return Descriptors[Opcode];
   }
 
   /// isTriviallyReMaterializable - Return true if the instruction is trivially
   /// rematerializable, meaning it has no side effects and requires no operands
   /// that aren't always available.
-  bool isTriviallyReMaterializable(MachineInstr *MI) const {
-    return (MI->getInstrDescriptor()->Flags & M_REMATERIALIZIBLE) &&
+  bool isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI) const {
+    return MI->getDesc().isRematerializable() &&
            isReallyTriviallyReMaterializable(MI);
   }
 
@@ -305,18 +81,11 @@ protected:
   /// return false if the instruction has any side effects other than
   /// producing a value, or if it requres any address registers that are not
   /// always available.
-  virtual bool isReallyTriviallyReMaterializable(MachineInstr *MI) const {
+  virtual bool isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI) const {
     return true;
   }
 
 public:
-  /// getOperandConstraint - Returns the value of the specific constraint if
-  /// it is set. Returns -1 if it is not set.
-  int getOperandConstraint(MachineOpCode Opcode, unsigned OpNum,
-                           TOI::OperandConstraint Constraint) const {
-    return get(Opcode).getOperandConstraint(OpNum, Constraint);
-  }
-
   /// Return true if the instruction is a register to register move
   /// and leave the source and dest operands in the passed parameters.
   virtual bool isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
@@ -343,6 +112,23 @@ public:
     return 0;
   }
 
+  /// reMaterialize - Re-issue the specified 'original' instruction at the
+  /// specific location targeting a new destination register.
+  virtual void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
+                             MachineBasicBlock::iterator MI,
+                             unsigned DestReg,
+                             const MachineInstr *Orig) const = 0;
+
+  /// isInvariantLoad - Return true if the specified instruction (which is
+  /// marked mayLoad) is loading from a location whose value is invariant across
+  /// the function.  For example, loading a value from the constant pool or from
+  /// from the argument area of a function if it does not change.  This should
+  /// only return true of *all* loads the instruction does are invariant (if it
+  /// does multiple loads).
+  virtual bool isInvariantLoad(MachineInstr *MI) const {
+    return false;
+  }
+  
   /// convertToThreeAddress - This method must be implemented by targets that
   /// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
   /// may be able to convert a two-address instruction into one or more true
@@ -369,7 +155,18 @@ public:
   /// return a new machine instruction.  If an instruction cannot commute, it
   /// can also return null.
   ///
-  virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI) const;
+  /// If NewMI is true, then a new machine instruction must be created.
+  ///
+  virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI,
+                                           bool NewMI = false) const = 0;
+
+  /// CommuteChangesDestination - Return true if commuting the specified
+  /// instruction will also changes the destination operand. Also return the
+  /// current operand index of the would be new destination register by
+  /// reference. This can happen when the commutable instruction is also a
+  /// two-address instruction.
+  virtual bool CommuteChangesDestination(MachineInstr *MI,
+                                         unsigned &OpIdx) const = 0;
 
   /// AnalyzeBranch - Analyze the branching code at the end of MBB, returning
   /// true if it cannot be understood (e.g. it's a switch dispatch or isn't
@@ -421,6 +218,117 @@ public:
     return 0;
   }
   
+  /// copyRegToReg - Add a copy between a pair of registers
+  virtual void copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                            MachineBasicBlock::iterator MI,
+                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                            const TargetRegisterClass *DestRC,
+                            const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::copyRegToReg!");
+  }
+  
+  virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                   unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
+                                   const TargetRegisterClass *RC) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::storeRegToStackSlot!");
+  }
+
+  virtual void storeRegToAddr(MachineFunction &MF, unsigned SrcReg, bool isKill,
+                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Addr,
+                              const TargetRegisterClass *RC,
+                              SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::storeRegToAddr!");
+  }
+
+  virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                    unsigned DestReg, int FrameIndex,
+                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::loadRegFromStackSlot!");
+  }
+
+  virtual void loadRegFromAddr(MachineFunction &MF, unsigned DestReg,
+                               SmallVectorImpl<MachineOperand> &Addr,
+                               const TargetRegisterClass *RC,
+                               SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::loadRegFromAddr!");
+  }
+  
+  /// spillCalleeSavedRegisters - Issues instruction(s) to spill all callee
+  /// saved registers and returns true if it isn't possible / profitable to do
+  /// so by issuing a series of store instructions via
+  /// storeRegToStackSlot(). Returns false otherwise.
+  virtual bool spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
+                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
+    return false;
+  }
+
+  /// restoreCalleeSavedRegisters - Issues instruction(s) to restore all callee
+  /// saved registers and returns true if it isn't possible / profitable to do
+  /// so by issuing a series of load instructions via loadRegToStackSlot().
+  /// Returns false otherwise.
+  virtual bool restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
+                                           MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
+    return false;
+  }
+  
+  /// foldMemoryOperand - Attempt to fold a load or store of the specified stack
+  /// slot into the specified machine instruction for the specified operand(s).
+  /// If this is possible, a new instruction is returned with the specified
+  /// operand folded, otherwise NULL is returned. The client is responsible for
+  /// removing the old instruction and adding the new one in the instruction
+  /// stream.
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineFunction &MF,
+                                          MachineInstr* MI,
+                                          SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
+                                          int FrameIndex) const {
+    return 0;
+  }
+
+  /// foldMemoryOperand - Same as the previous version except it allows folding
+  /// of any load and store from / to any address, not just from a specific
+  /// stack slot.
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineFunction &MF,
+                                          MachineInstr* MI,
+                                          SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
+                                          MachineInstr* LoadMI) const {
+    return 0;
+  }
+
+  /// canFoldMemoryOperand - Returns true if the specified load / store is
+  /// folding is possible.
+  virtual
+  bool canFoldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
+                            SmallVectorImpl<unsigned> &Ops) const{
+    return false;
+  }
+
+  /// unfoldMemoryOperand - Separate a single instruction which folded a load or
+  /// a store or a load and a store into two or more instruction. If this is
+  /// possible, returns true as well as the new instructions by reference.
+  virtual bool unfoldMemoryOperand(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
+                                unsigned Reg, bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
+                                  SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const{
+    return false;
+  }
+
+  virtual bool unfoldMemoryOperand(SelectionDAG &DAG, SDNode *N,
+                                   SmallVectorImpl<SDNode*> &NewNodes) const {
+    return false;
+  }
+
+  /// getOpcodeAfterMemoryUnfold - Returns the opcode of the would be new
+  /// instruction after load / store are unfolded from an instruction of the
+  /// specified opcode. It returns zero if the specified unfolding is not
+  /// possible.
+  virtual unsigned getOpcodeAfterMemoryUnfold(unsigned Opc,
+                                      bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore) const {
+    return 0;
+  }
+  
   /// BlockHasNoFallThrough - Return true if the specified block does not
   /// fall-through into its successor block.  This is primarily used when a
   /// branch is unanalyzable.  It is useful for things like unconditional
@@ -458,7 +366,7 @@ public:
   /// instruction. It returns true if the operation was successful.
   virtual
   bool PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
-                            const std::vector<MachineOperand> &Pred) const;
+                            const std::vector<MachineOperand> &Pred) const = 0;
 
   /// SubsumesPredicate - Returns true if the first specified predicate
   /// subsumes the second, e.g. GE subsumes GT.
@@ -483,6 +391,40 @@ public:
     abort();
     return 0; // Must return a value in order to compile with VS 2005
   }
+
+  /// GetInstSize - Returns the size of the specified Instruction.
+  /// 
+  virtual unsigned GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
+    assert(0 && "Target didn't implement TargetInstrInfo::GetInstSize!");
+    return 0;
+  }
+
+  /// GetFunctionSizeInBytes - Returns the size of the specified MachineFunction.
+  /// 
+  virtual unsigned GetFunctionSizeInBytes(const MachineFunction &MF) const = 0;
+
+};
+
+/// TargetInstrInfoImpl - This is the default implementation of
+/// TargetInstrInfo, which just provides a couple of default implementations
+/// for various methods.  This separated out because it is implemented in
+/// libcodegen, not in libtarget.
+class TargetInstrInfoImpl : public TargetInstrInfo {
+protected:
+  TargetInstrInfoImpl(const TargetInstrDesc *desc, unsigned NumOpcodes)
+  : TargetInstrInfo(desc, NumOpcodes) {}
+public:
+  virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI,
+                                           bool NewMI = false) const;
+  virtual bool CommuteChangesDestination(MachineInstr *MI,
+                                         unsigned &OpIdx) const;
+  virtual bool PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
+                              const std::vector<MachineOperand> &Pred) const;
+  virtual void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
+                             MachineBasicBlock::iterator MI,
+                             unsigned DestReg,
+                             const MachineInstr *Orig) const;
+  virtual unsigned GetFunctionSizeInBytes(const MachineFunction &MF) const;
 };
 
 } // End llvm namespace