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[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / InstrSelection / InstrSelectionSupport.cpp
index 7fe91643a2ffabd4d84167953389e654734bb588..187da269c9c876429b79232fd74487e92df495f6 100644 (file)
@@ -1,49 +1,43 @@
-// $Id$ -*-c++-*-
-//***************************************************************************
-// File:
-//     InstrSelectionSupport.h
+//===-- InstrSelectionSupport.cpp -----------------------------------------===//
+//
+// Target-independent instruction selection code.  See SparcInstrSelection.cpp
+// for usage.
 // 
-// Purpose:
-//     Target-independent instruction selection code.
-//      See SparcInstrSelection.cpp for usage.
-//      
-// History:
-//     10/10/01         -  Vikram Adve  -  Created
-//**************************************************************************/
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/CodeGen/InstrSelectionSupport.h"
 #include "llvm/CodeGen/InstrSelection.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrAnnot.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineCodeForInstruction.h"
+#include "llvm/CodeGen/InstrForest.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Target/MachineRegInfo.h"
-#include "llvm/ConstPoolVals.h"
-#include "llvm/Instruction.h"
-#include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/iMemory.h"
-
+#include "llvm/Target/TargetRegInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/BasicBlock.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+using std::vector;
 
 //*************************** Local Functions ******************************/
 
 
+// Generate code to load the constant into a TmpInstruction (virtual reg) and
+// returns the virtual register.
+// 
 static TmpInstruction*
-InsertCodeToLoadConstant(Value* opValue,
+InsertCodeToLoadConstant(Function *F,
+                         Value* opValue,
                          Instruction* vmInstr,
                          vector<MachineInstr*>& loadConstVec,
                          TargetMachine& target)
 {
-  vector<TmpInstruction*> tempVec;
-  
   // Create a tmp virtual register to hold the constant.
-  TmpInstruction* tmpReg =
-    new TmpInstruction(TMP_INSTRUCTION_OPCODE, opValue, NULL);
-  vmInstr->getMachineInstrVec().addTempValue(tmpReg);
+  TmpInstruction* tmpReg = new TmpInstruction(opValue);
+  MachineCodeForInstruction &mcfi = MachineCodeForInstruction::get(vmInstr);
+  mcfi.addTemp(tmpReg);
   
-  target.getInstrInfo().CreateCodeToLoadConst(opValue, tmpReg,
-                                              loadConstVec, tempVec);
-  
-  // Register the new tmp values created for this m/c instruction sequence
-  for (unsigned i=0; i < tempVec.size(); i++)
-    vmInstr->getMachineInstrVec().addTempValue(tempVec[i]);
+  target.getInstrInfo().CreateCodeToLoadConst(target, F, opValue, tmpReg,
+                                              loadConstVec, mcfi);
   
   // Record the mapping from the tmp VM instruction to machine instruction.
   // Do this for all machine instructions that were not mapped to any
@@ -54,157 +48,33 @@ InsertCodeToLoadConstant(Value* opValue,
 }
 
 
-//---------------------------------------------------------------------------
-// Function GetConstantValueAsSignedInt
-// 
-// Convenience function to get the value of an integer constant, for an
-// appropriate integer or non-integer type that can be held in an integer.
-// The type of the argument must be the following:
-//      Signed or unsigned integer
-//      Boolean
-//      Pointer
-// 
-// isValidConstant is set to true if a valid constant was found.
-//---------------------------------------------------------------------------
-
-int64_t
-GetConstantValueAsSignedInt(const Value *V,
-                            bool &isValidConstant)
+MachineOperand::MachineOperandType
+ChooseRegOrImmed(int64_t intValue,
+                 bool isSigned,
+                MachineOpCode opCode,
+                const TargetMachine& target,
+                bool canUseImmed,
+                unsigned int& getMachineRegNum,
+                int64_t& getImmedValue)
 {
-  if (!isa<ConstPoolVal>(V))
-    {
-      isValidConstant = false;
-      return 0;
-    }
-  
-  isValidConstant = true;
-  
-  if (V->getType() == Type::BoolTy)
-    return (int64_t) ((ConstPoolBool*)V)->getValue();
-  
-  if (V->getType()->isIntegral())
+  MachineOperand::MachineOperandType opType=MachineOperand::MO_VirtualRegister;
+  getMachineRegNum = 0;
+  getImmedValue = 0;
+
+  if (canUseImmed &&
+      target.getInstrInfo().constantFitsInImmedField(opCode, intValue))
     {
-      if (V->getType()->isSigned())
-        return ((ConstPoolSInt*)V)->getValue();
-      
-      assert(V->getType()->isUnsigned());
-      uint64_t Val = ((ConstPoolUInt*)V)->getValue();
-      if (Val < INT64_MAX)     // then safe to cast to signed
-        return (int64_t)Val;
+      opType = isSigned? MachineOperand::MO_SignExtendedImmed
+                       : MachineOperand::MO_UnextendedImmed;
+      getImmedValue = intValue;
     }
-
-  isValidConstant = false;
-  return 0;
-}
-
-
-//---------------------------------------------------------------------------
-// Function: FoldGetElemChain
-// 
-// Purpose:
-//   Fold a chain of GetElementPtr instructions into an equivalent
-//   (Pointer, IndexVector) pair.  Returns the pointer Value, and
-//   stores the resulting IndexVector in argument chainIdxVec.
-//---------------------------------------------------------------------------
-
-Value*
-FoldGetElemChain(const InstructionNode* getElemInstrNode,
-                vector<ConstPoolVal*>& chainIdxVec)
-{
-  MemAccessInst* getElemInst = (MemAccessInst*)
-    getElemInstrNode->getInstruction();
-  
-  // Initialize return values from the incoming instruction
-  Value* ptrVal = getElemInst->getPtrOperand();
-  chainIdxVec = getElemInst->getIndexVec(); // copies index vector values
-  
-  // Now chase the chain of getElementInstr instructions, if any
-  InstrTreeNode* ptrChild = getElemInstrNode->leftChild();
-  while (ptrChild->getOpLabel() == Instruction::GetElementPtr ||
-        ptrChild->getOpLabel() == GetElemPtrIdx)
+  else if (intValue == 0 && target.getRegInfo().getZeroRegNum() >= 0)
     {
-      // Child is a GetElemPtr instruction
-      getElemInst = (MemAccessInst*)
-       ((InstructionNode*) ptrChild)->getInstruction();
-      const vector<ConstPoolVal*>& idxVec = getElemInst->getIndexVec();
-      
-      // Get the pointer value out of ptrChild and *prepend* its index vector
-      ptrVal = getElemInst->getPtrOperand();
-      chainIdxVec.insert(chainIdxVec.begin(), idxVec.begin(), idxVec.end());
-      
-      ptrChild = ptrChild->leftChild();
+      opType = MachineOperand::MO_MachineRegister;
+      getMachineRegNum = target.getRegInfo().getZeroRegNum();
     }
-  
-  return ptrVal;
-}
 
-
-//------------------------------------------------------------------------ 
-// Function Set2OperandsFromInstr
-// Function Set3OperandsFromInstr
-// 
-// For the common case of 2- and 3-operand arithmetic/logical instructions,
-// set the m/c instr. operands directly from the VM instruction's operands.
-// Check whether the first or second operand is 0 and can use a dedicated "0"
-// register.
-// Check whether the second operand should use an immediate field or register.
-// (First and third operands are never immediates for such instructions.)
-// 
-// Arguments:
-// canDiscardResult: Specifies that the result operand can be discarded
-//                  by using the dedicated "0"
-// 
-// op1position, op2position and resultPosition: Specify in which position
-//                  in the machine instruction the 3 operands (arg1, arg2
-//                  and result) should go.
-// 
-// RETURN VALUE: unsigned int flags, where
-//     flags & 0x01    => operand 1 is constant and needs a register
-//     flags & 0x02    => operand 2 is constant and needs a register
-//------------------------------------------------------------------------ 
-
-void
-Set2OperandsFromInstr(MachineInstr* minstr,
-                     InstructionNode* vmInstrNode,
-                     const TargetMachine& target,
-                     bool canDiscardResult,
-                     int op1Position,
-                     int resultPosition)
-{
-  Set3OperandsFromInstr(minstr, vmInstrNode, target,
-                       canDiscardResult, op1Position,
-                       /*op2Position*/ -1, resultPosition);
-}
-
-
-void
-Set3OperandsFromInstr(MachineInstr* minstr,
-                     InstructionNode* vmInstrNode,
-                     const TargetMachine& target,
-                     bool canDiscardResult,
-                     int op1Position,
-                     int op2Position,
-                     int resultPosition)
-{
-  assert(op1Position >= 0);
-  assert(resultPosition >= 0);
-  
-  // operand 1
-  minstr->SetMachineOperand(op1Position, MachineOperand::MO_VirtualRegister,
-                           vmInstrNode->leftChild()->getValue());   
-  
-  // operand 2 (if any)
-  if (op2Position >= 0)
-    minstr->SetMachineOperand(op2Position, MachineOperand::MO_VirtualRegister,
-                             vmInstrNode->rightChild()->getValue());   
-  
-  // result operand: if it can be discarded, use a dead register if one exists
-  if (canDiscardResult && target.getRegInfo().getZeroRegNum() >= 0)
-    minstr->SetMachineOperand(resultPosition,
-                             target.getRegInfo().getZeroRegNum());
-  else
-    minstr->SetMachineOperand(resultPosition,
-                             MachineOperand::MO_VirtualRegister, vmInstrNode->getValue());
+  return opType;
 }
 
 
@@ -216,30 +86,15 @@ ChooseRegOrImmed(Value* val,
                 unsigned int& getMachineRegNum,
                 int64_t& getImmedValue)
 {
-  MachineOperand::MachineOperandType opType =
-    MachineOperand::MO_VirtualRegister;
   getMachineRegNum = 0;
   getImmedValue = 0;
-  
-  // Check for the common case first: argument is not constant
-  // 
-  ConstPoolVal *CPV = dyn_cast<ConstPoolVal>(val);
-  if (!CPV) return opType;
-
-  if (CPV->getType() == Type::BoolTy)
-    {
-      ConstPoolBool *CPB = (ConstPoolBool*)CPV;
-      if (!CPB->getValue() && target.getRegInfo().getZeroRegNum() >= 0)
-       {
-         getMachineRegNum = target.getRegInfo().getZeroRegNum();
-         return MachineOperand::MO_MachineRegister;
-       }
 
-      getImmedValue = 1;
-      return MachineOperand::MO_SignExtendedImmed;
-    }
-  
-  if (!CPV->getType()->isIntegral()) return opType;
+  // To use reg or immed, constant needs to be integer, bool, or a NULL pointer
+  Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(val);
+  if (CPV == NULL ||
+      (! CPV->getType()->isIntegral() &&
+       ! (isa<PointerType>(CPV->getType()) && CPV->isNullValue())))
+    return MachineOperand::MO_VirtualRegister;
 
   // Now get the constant value and check if it fits in the IMMED field.
   // Take advantage of the fact that the max unsigned value will rarely
@@ -247,33 +102,31 @@ ChooseRegOrImmed(Value* val,
   // unsigned constants to signed).
   // 
   int64_t intValue;
-  if (CPV->getType()->isSigned())
-    {
-      intValue = ((ConstPoolSInt*)CPV)->getValue();
-    }
+  if (isa<PointerType>(CPV->getType()))
+    intValue = 0;                       // We checked above that it is NULL 
+  else if (ConstantBool* CB = dyn_cast<ConstantBool>(CPV))
+    intValue = (int64_t) CB->getValue();
+  else if (CPV->getType()->isSigned())
+    intValue = cast<ConstantSInt>(CPV)->getValue();
   else
-    {
-      uint64_t V = ((ConstPoolUInt*)CPV)->getValue();
-      if (V >= INT64_MAX) return opType;
-      intValue = (int64_t)V;
+    { // get the int value and sign-extend if original was less than 64 bits
+      intValue = (int64_t) cast<ConstantUInt>(CPV)->getValue();
+      switch(CPV->getType()->getPrimitiveID())
+        {
+        case Type::UByteTyID:  intValue = (int64_t) (int8_t) intValue; break;
+        case Type::UShortTyID: intValue = (int64_t) (short)  intValue; break;
+        case Type::UIntTyID:   intValue = (int64_t) (int)    intValue; break;
+        default: break;
+        }
     }
 
-  if (intValue == 0 && target.getRegInfo().getZeroRegNum() >= 0)
-    {
-      opType = MachineOperand::MO_MachineRegister;
-      getMachineRegNum = target.getRegInfo().getZeroRegNum();
-    }
-  else if (canUseImmed &&
-          target.getInstrInfo().constantFitsInImmedField(opCode, intValue))
-    {
-      opType = MachineOperand::MO_SignExtendedImmed;
-      getImmedValue = intValue;
-    }
-  
-  return opType;
+  return ChooseRegOrImmed(intValue, CPV->getType()->isSigned(),
+                          opCode, target, canUseImmed,
+                          getMachineRegNum, getImmedValue);
 }
 
 
+
 //---------------------------------------------------------------------------
 // Function: FixConstantOperandsForInstr
 // 
@@ -294,56 +147,93 @@ FixConstantOperandsForInstr(Instruction* vmInstr,
                             MachineInstr* minstr,
                             TargetMachine& target)
 {
-  vector<MachineInstr*> loadConstVec;
-  
-  const MachineInstrDescriptor& instrDesc =
-    target.getInstrInfo().getDescriptor(minstr->getOpCode());
+  vector<MachineInstr*> MVec;
   
+  MachineOpCode opCode = minstr->getOpCode();
+  const TargetInstrInfo& instrInfo = target.getInstrInfo();
+  int resultPos = instrInfo.getResultPos(opCode);
+  int immedPos = instrInfo.getImmedConstantPos(opCode);
+
+  Function *F = vmInstr->getParent()->getParent();
+
   for (unsigned op=0; op < minstr->getNumOperands(); op++)
     {
       const MachineOperand& mop = minstr->getOperand(op);
           
-      // skip the result position (for efficiency below) and any other
-      // positions already marked as not a virtual register
-      if (instrDesc.resultPos == (int) op || 
-          mop.getOperandType() != MachineOperand::MO_VirtualRegister ||
-          mop.getVRegValue() == NULL)
+      // Skip the result position, preallocated machine registers, or operands
+      // that cannot be constants (CC regs or PC-relative displacements)
+      if (resultPos == (int)op ||
+          mop.getType() == MachineOperand::MO_MachineRegister ||
+          mop.getType() == MachineOperand::MO_CCRegister ||
+          mop.getType() == MachineOperand::MO_PCRelativeDisp)
+        continue;
+
+      bool constantThatMustBeLoaded = false;
+      unsigned int machineRegNum = 0;
+      int64_t immedValue = 0;
+      Value* opValue = NULL;
+      MachineOperand::MachineOperandType opType =
+        MachineOperand::MO_VirtualRegister;
+
+      // Operand may be a virtual register or a compile-time constant
+      if (mop.getType() == MachineOperand::MO_VirtualRegister)
         {
-          continue;
+          assert(mop.getVRegValue() != NULL);
+          opValue = mop.getVRegValue();
+          if (Constant *opConst = dyn_cast<Constant>(opValue)) {
+            opType = ChooseRegOrImmed(opConst, opCode, target,
+                                      (immedPos == (int)op), machineRegNum,
+                                      immedValue);
+            if (opType == MachineOperand::MO_VirtualRegister)
+              constantThatMustBeLoaded = true;
+          }
         }
-          
-      Value* opValue = mop.getVRegValue();
-      bool constantThatMustBeLoaded = false;
-      
-      if (isa<ConstPoolVal>(opValue))
+      else
         {
-          unsigned int machineRegNum;
-          int64_t immedValue;
-          MachineOperand::MachineOperandType opType =
-            ChooseRegOrImmed(opValue, minstr->getOpCode(), target,
-                             /*canUseImmed*/ (op == 1),
-                             machineRegNum, immedValue);
-              
-          if (opType == MachineOperand::MO_MachineRegister)
-            minstr->SetMachineOperand(op, machineRegNum);
-          else if (opType == MachineOperand::MO_VirtualRegister)
-            constantThatMustBeLoaded = true; // load is generated below
-          else
-            minstr->SetMachineOperand(op, opType, immedValue);
+          assert(mop.isImmediate());
+          bool isSigned = mop.getType() == MachineOperand::MO_SignExtendedImmed;
+
+          // Bit-selection flags indicate an instruction that is extracting
+          // bits from its operand so ignore this even if it is a big constant.
+          if (mop.opHiBits32() || mop.opLoBits32() ||
+              mop.opHiBits64() || mop.opLoBits64())
+            continue;
+
+          opType = ChooseRegOrImmed(mop.getImmedValue(), isSigned,
+                                    opCode, target, (immedPos == (int)op), 
+                                    machineRegNum, immedValue);
+
+          if (opType == mop.getType()) 
+            continue;           // no change: this is the most common case
+
+          if (opType == MachineOperand::MO_VirtualRegister)
+            {
+              constantThatMustBeLoaded = true;
+              opValue = isSigned
+                ? (Value*)ConstantSInt::get(Type::LongTy, immedValue)
+                : (Value*)ConstantUInt::get(Type::ULongTy,(uint64_t)immedValue);
+            }
         }
 
-      if (constantThatMustBeLoaded || isa<GlobalValue>(opValue))
-        { // opValue is a constant that must be explicitly loaded into a reg.
-          TmpInstruction* tmpReg = InsertCodeToLoadConstant(opValue, vmInstr,
-                                                        loadConstVec, target);
-          minstr->SetMachineOperand(op, MachineOperand::MO_VirtualRegister,
-                                        tmpReg);
+      if (opType == MachineOperand::MO_MachineRegister)
+        minstr->SetMachineOperandReg(op, machineRegNum);
+      else if (opType == MachineOperand::MO_SignExtendedImmed ||
+               opType == MachineOperand::MO_UnextendedImmed)
+        minstr->SetMachineOperandConst(op, opType, immedValue);
+      else if (constantThatMustBeLoaded ||
+               (opValue && isa<GlobalValue>(opValue)))
+        { // opValue is a constant that must be explicitly loaded into a reg
+          assert(opValue);
+          TmpInstruction* tmpReg = InsertCodeToLoadConstant(F, opValue, vmInstr,
+                                                            MVec, target);
+          minstr->SetMachineOperandVal(op, MachineOperand::MO_VirtualRegister,
+                                       tmpReg);
         }
     }
   
-  // 
-  // Also, check for implicit operands used (not those defined) by the
-  // machine instruction.  These include:
+  // Also, check for implicit operands used by the machine instruction
+  // (no need to check those defined since they cannot be constants).
+  // These include:
   // -- arguments to a Call
   // -- return value of a Return
   // Any such operand that is a constant value needs to be fixed also.
@@ -351,54 +241,32 @@ FixConstantOperandsForInstr(Instruction* vmInstr,
   // have no immediate fields, so the constant always needs to be loaded
   // into a register.
   // 
+  bool isCall = instrInfo.isCall(opCode);
+  unsigned lastCallArgNum = 0;          // unused if not a call
+  CallArgsDescriptor* argDesc = NULL;   // unused if not a call
+  if (isCall)
+    argDesc = CallArgsDescriptor::get(minstr);
+  
   for (unsigned i=0, N=minstr->getNumImplicitRefs(); i < N; ++i)
-    if (isa<ConstPoolVal>(minstr->getImplicitRef(i)) ||
+    if (isa<Constant>(minstr->getImplicitRef(i)) ||
         isa<GlobalValue>(minstr->getImplicitRef(i)))
       {
+        Value* oldVal = minstr->getImplicitRef(i);
         TmpInstruction* tmpReg =
-          InsertCodeToLoadConstant(minstr->getImplicitRef(i), vmInstr,
-                                   loadConstVec, target);
+          InsertCodeToLoadConstant(F, oldVal, vmInstr, MVec, target);
         minstr->setImplicitRef(i, tmpReg);
+        
+        if (isCall)
+          { // find and replace the argument in the CallArgsDescriptor
+            unsigned i=lastCallArgNum;
+            while (argDesc->getArgInfo(i).getArgVal() != oldVal)
+              ++i;
+            assert(i < argDesc->getNumArgs() &&
+                   "Constant operands to a call *must* be in the arg list");
+            lastCallArgNum = i;
+            argDesc->getArgInfo(i).replaceArgVal(tmpReg);
+          }
       }
   
-  return loadConstVec;
-}
-
-
-#undef SAVE_TO_MOVE_BACK_TO_SPARCISSCPP
-#ifdef SAVE_TO_MOVE_BACK_TO_SPARCISSCPP
-unsigned
-FixConstantOperands(const InstructionNode* vmInstrNode,
-                    TargetMachine& target)
-{
-  Instruction* vmInstr = vmInstrNode->getInstruction();
-  MachineCodeForVMInstr& mvec = vmInstr->getMachineInstrVec();
-  
-  for (unsigned i=0; i < mvec.size(); i++)
-    {
-      vector<MachineInsr*> loadConstVec =
-        FixConstantOperandsForInstr(mvec[i], target);
-    }
-  
-  // 
-  // Finally, inserted the generated instructions in the vector
-  // to be returned.
-  // 
-  unsigned numNew = loadConstVec.size();
-  if (numNew > 0)
-    {
-      // Insert the new instructions *before* the old ones by moving
-      // the old ones over `numNew' positions (last-to-first, of course!).
-      // We do check *after* returning that we did not exceed the vector mvec.
-      for (int i=numInstr-1; i >= 0; i--)
-        mvec[i+numNew] = mvec[i];
-      
-      for (unsigned i=0; i < numNew; i++)
-        mvec[i] = loadConstVec[i];
-    }
-  
-  return (numInstr + numNew);
+  return MVec;
 }
-#endif SAVE_TO_MOVE_BACK_TO_SPARCISSCPP
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