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[oota-llvm.git] / lib / Target / SparcV9 / InstrSelection / InstrForest.cpp
index 0ecf1c2fe99d2b8cdc10bf8f6e405d0f67529c37..c33faec9a04a6774f09bb2977f14aff52748a544 100644 (file)
@@ -1,12 +1,5 @@
-// $Id$
-//---------------------------------------------------------------------------
-// File:
-//     InstrForest.cpp
-// 
-// Purpose:
-//     Convert SSA graph to instruction trees for instruction selection.
-// 
-// Strategy:
+//===-- InstrForest.cpp - Build instruction forest for inst selection -----===//
+//
 //  The key goal is to group instructions into a single
 //  tree if one or more of them might be potentially combined into a single
 //  complex instruction in the target machine.
 //  and (2) O and I are part of the same basic block,
 //  and (3) O has only a single use, viz., I.
 // 
-// History:
-//     6/28/01  -  Vikram Adve  -  Created
-// 
-//---------------------------------------------------------------------------
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/CodeGen/InstrForest.h"
-#include "llvm/Method.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineCodeForInstruction.h"
+#include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/iTerminators.h"
 #include "llvm/iMemory.h"
-#include "llvm/ConstPoolVals.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
+#include "llvm/Constant.h"
+#include "llvm/Type.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/Support/STLExtras.h"
+#include "Support/STLExtras.h"
+#include <alloca.h>
+using std::cerr;
+using std::vector;
 
 //------------------------------------------------------------------------ 
 // class InstrTreeNode
 //------------------------------------------------------------------------ 
 
-void InstrTreeNode::dump(int dumpChildren, int indent) const {
+void
+InstrTreeNode::dump(int dumpChildren, int indent) const
+{
   dumpNode(indent);
   
-  if (dumpChildren) {
-    if (leftChild())
-      leftChild()->dump(dumpChildren, indent+1);
-    if (rightChild())
-      rightChild()->dump(dumpChildren, indent+1);
-  }
+  if (dumpChildren)
+    {
+      if (LeftChild)
+       LeftChild->dump(dumpChildren, indent+1);
+      if (RightChild)
+       RightChild->dump(dumpChildren, indent+1);
+    }
 }
 
 
 InstructionNode::InstructionNode(Instruction* I)
-  : InstrTreeNode(NTInstructionNode, I) {
+  : InstrTreeNode(NTInstructionNode, I),
+    codeIsFoldedIntoParent(false)
+{
   opLabel = I->getOpcode();
 
   // Distinguish special cases of some instructions such as Ret and Br
   // 
-  if (opLabel == Instruction::Ret && ((ReturnInst*)I)->getReturnValue()) {
-    opLabel = RetValueOp;                       // ret(value) operation
-  } else if (opLabel == Instruction::Br && 
-            !((BranchInst*)I)->isUnconditional()) {
-    opLabel = BrCondOp;                // br(cond) operation
-  } else if (opLabel >= Instruction::SetEQ && opLabel <= Instruction::SetGT) {
-    opLabel = SetCCOp;         // common label for all SetCC ops
-  } else if (opLabel == Instruction::Alloca && I->getNumOperands() > 0) {
-    opLabel = AllocaN;          // Alloca(ptr, N) operation
-  } else if ((opLabel == Instruction::Load ||
-             opLabel == Instruction::GetElementPtr) &&
-            ((MemAccessInst*)I)->getFirstOffsetIdx() > 0) {
-    opLabel = opLabel + 100;            // load/getElem with index vector
-  } else if (opLabel == Instruction::Cast) {
-    const Type *ITy = I->getType();
-    switch(ITy->getPrimitiveID()) {
-    case Type::BoolTyID:    opLabel = ToBoolTy;    break;
-    case Type::UByteTyID:   opLabel = ToUByteTy;   break;
-    case Type::SByteTyID:   opLabel = ToSByteTy;   break;
-    case Type::UShortTyID:  opLabel = ToUShortTy;  break;
-    case Type::ShortTyID:   opLabel = ToShortTy;   break;
-    case Type::UIntTyID:    opLabel = ToUIntTy;    break;
-    case Type::IntTyID:     opLabel = ToIntTy;     break;
-    case Type::ULongTyID:   opLabel = ToULongTy;   break;
-    case Type::LongTyID:    opLabel = ToLongTy;    break;
-    case Type::FloatTyID:   opLabel = ToFloatTy;   break;
-    case Type::DoubleTyID:  opLabel = ToDoubleTy;  break;
-    case Type::ArrayTyID:   opLabel = ToArrayTy;   break;
-    case Type::PointerTyID: opLabel = ToPointerTy; break;
-    default:
-      // Just use `Cast' opcode otherwise. It's probably ignored.
-      break;
+  if (opLabel == Instruction::Ret && cast<ReturnInst>(I)->getReturnValue())
+    {
+      opLabel = RetValueOp;                     // ret(value) operation
+    }
+  else if (opLabel ==Instruction::Br && !cast<BranchInst>(I)->isUnconditional())
+    {
+      opLabel = BrCondOp;              // br(cond) operation
+    }
+  else if (opLabel >= Instruction::SetEQ && opLabel <= Instruction::SetGT)
+    {
+      opLabel = SetCCOp;               // common label for all SetCC ops
+    }
+  else if (opLabel == Instruction::Alloca && I->getNumOperands() > 0)
+    {
+      opLabel = AllocaN;                // Alloca(ptr, N) operation
+    }
+  else if (opLabel == Instruction::GetElementPtr &&
+          cast<GetElementPtrInst>(I)->hasIndices())
+    {
+      opLabel = opLabel + 100;          // getElem with index vector
+    }
+  else if (opLabel == Instruction::Xor &&
+           BinaryOperator::isNot(I))
+    {
+      opLabel = (I->getType() == Type::BoolTy)?  NotOp  // boolean Not operator
+                                              : BNotOp; // bitwise Not operator
+    }
+  else if (opLabel == Instruction::And ||
+           opLabel == Instruction::Or ||
+           opLabel == Instruction::Xor)
+    {
+      // Distinguish bitwise operators from logical operators!
+      if (I->getType() != Type::BoolTy)
+        opLabel = opLabel + 100;        // bitwise operator
+    }
+  else if (opLabel == Instruction::Cast)
+    {
+      const Type *ITy = I->getType();
+      switch(ITy->getPrimitiveID())
+       {
+       case Type::BoolTyID:    opLabel = ToBoolTy;    break;
+       case Type::UByteTyID:   opLabel = ToUByteTy;   break;
+       case Type::SByteTyID:   opLabel = ToSByteTy;   break;
+       case Type::UShortTyID:  opLabel = ToUShortTy;  break;
+       case Type::ShortTyID:   opLabel = ToShortTy;   break;
+       case Type::UIntTyID:    opLabel = ToUIntTy;    break;
+       case Type::IntTyID:     opLabel = ToIntTy;     break;
+       case Type::ULongTyID:   opLabel = ToULongTy;   break;
+       case Type::LongTyID:    opLabel = ToLongTy;    break;
+       case Type::FloatTyID:   opLabel = ToFloatTy;   break;
+       case Type::DoubleTyID:  opLabel = ToDoubleTy;  break;
+       case Type::ArrayTyID:   opLabel = ToArrayTy;   break;
+       case Type::PointerTyID: opLabel = ToPointerTy; break;
+       default:
+         // Just use `Cast' opcode otherwise. It's probably ignored.
+         break;
+       }
     }
-  }
 }
 
 
-void InstructionNode::dumpNode(int indent) const {
+void
+InstructionNode::dumpNode(int indent) const
+{
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
-  
-  cout << getInstruction()->getOpcodeName();
-  
-  const vector<MachineInstr*> &mvec = getInstruction()->getMachineInstrVec();
-  if (mvec.size() > 0)
-    cout << "\tMachine Instructions:  ";
-  for (unsigned int i=0; i < mvec.size(); i++) {
-    mvec[i]->dump(0);
-    if (i < mvec.size() - 1)
-      cout << ";  ";
-  }
-  
-  cout << endl;
+    cerr << "    ";
+  cerr << getInstruction()->getOpcodeName()
+       << " [label " << getOpLabel() << "]" << "\n";
 }
 
 
-void VRegListNode::dumpNode(int indent) const {
+void
+VRegListNode::dumpNode(int indent) const
+{
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    cerr << "    ";
   
-  cout << "List" << endl;
+  cerr << "List" << "\n";
 }
 
 
-void VRegNode::dumpNode(int indent) const {
+void
+VRegNode::dumpNode(int indent) const
+{
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    cerr << "    ";
   
-  cout << "VReg " << getValue() << "\t(type "
-       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << endl;
+  cerr << "VReg " << getValue() << "\t(type "
+       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << "\n";
 }
 
-void ConstantNode::dumpNode(int indent) const {
+void
+ConstantNode::dumpNode(int indent) const
+{
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    cerr << "    ";
   
-  cout << "Constant " << getValue() << "\t(type "
-       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << endl;
+  cerr << "Constant " << getValue() << "\t(type "
+       << (int) getValue()->getValueType() << ")" << "\n";
 }
 
-void LabelNode::dumpNode(int indent) const {
+void
+LabelNode::dumpNode(int indent) const
+{
   for (int i=0; i < indent; i++)
-    cout << "    ";
+    cerr << "    ";
   
-  cout << "Label " << getValue() << endl;
+  cerr << "Label " << getValue() << "\n";
 }
 
 //------------------------------------------------------------------------
@@ -146,52 +168,87 @@ void LabelNode::dumpNode(int indent) const {
 // A forest of instruction trees, usually for a single method.
 //------------------------------------------------------------------------ 
 
-void InstrForest::dump() const {
-  for (hash_set<InstructionNode*>::const_iterator I = treeRoots.begin();
-       I != treeRoots.end(); ++I)
+InstrForest::InstrForest(Function *F)
+{
+  for (Function::iterator BB = F->begin(), FE = F->end(); BB != FE; ++BB) {
+    for(BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; ++I)
+      buildTreeForInstruction(I);
+  }
+}
+
+InstrForest::~InstrForest()
+{
+  for_each(treeRoots.begin(), treeRoots.end(), deleter<InstructionNode>);
+}
+
+void
+InstrForest::dump() const
+{
+  for (const_root_iterator I = roots_begin(); I != roots_end(); ++I)
     (*I)->dump(/*dumpChildren*/ 1, /*indent*/ 0);
 }
 
-inline void InstrForest::noteTreeNodeForInstr(Instruction *instr,
-                                             InstructionNode *treeNode) {
-  assert(treeNode->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode);
+inline void
+InstrForest::eraseRoot(InstructionNode* node)
+{
+  for (RootSet::reverse_iterator RI=treeRoots.rbegin(), RE=treeRoots.rend();
+       RI != RE; ++RI)
+    if (*RI == node)
+      treeRoots.erase(RI.base()-1);
+}
+
+inline void
+InstrForest::noteTreeNodeForInstr(Instruction *instr,
+                                 InstructionNode *treeNode)
+{
   (*this)[instr] = treeNode;
-  treeRoots.insert(treeNode);          // mark node as root of a new tree
+  treeRoots.push_back(treeNode);       // mark node as root of a new tree
 }
 
 
-inline void InstrForest::setLeftChild(InstrTreeNode *Par, InstrTreeNode *Chld) {
-  Par->LeftChild = Chld;
-  Chld->Parent = Par;
-  if (Chld->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode)
-    treeRoots.erase((InstructionNode*)Chld); // no longer a tree root
+inline void
+InstrForest::setLeftChild(InstrTreeNode *parent, InstrTreeNode *child)
+{
+  parent->LeftChild = child;
+  child->Parent = parent;
+  if (InstructionNode* instrNode = dyn_cast<InstructionNode>(child))
+    eraseRoot(instrNode); // no longer a tree root
 }
 
-
-inline void InstrForest::setRightChild(InstrTreeNode *Par, InstrTreeNode *Chld){
-  Par->RightChild = Chld;
-  Chld->Parent = Par;
-  if (Chld->getNodeType() == InstrTreeNode::NTInstructionNode)
-    treeRoots.erase((InstructionNode*)Chld); // no longer a tree root
+inline void
+InstrForest::setRightChild(InstrTreeNode *parent, InstrTreeNode *child)
+{
+  parent->RightChild = child;
+  child->Parent = parent;
+  if (InstructionNode* instrNode = dyn_cast<InstructionNode>(child))
+    eraseRoot(instrNode); // no longer a tree root
 }
 
 
-InstructionNode *InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *Inst) {
-  InstructionNode *treeNode = getTreeNodeForInstr(Inst);
-  if (treeNode) {
-    // treeNode has already been constructed for this instruction
-    assert(treeNode->getInstruction() == Inst);
-    return treeNode;
-  }
+InstructionNode*
+InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *instr)
+{
+  InstructionNode *treeNode = getTreeNodeForInstr(instr);
+  if (treeNode)
+    {
+      // treeNode has already been constructed for this instruction
+      assert(treeNode->getInstruction() == instr);
+      return treeNode;
+    }
   
   // Otherwise, create a new tree node for this instruction.
   // 
-  treeNode = new InstructionNode(Inst);
-  noteTreeNodeForInstr(Inst, treeNode);
+  treeNode = new InstructionNode(instr);
+  noteTreeNodeForInstr(instr, treeNode);
+  
+  if (instr->getOpcode() == Instruction::Call)
+    { // Operands of call instruction
+      return treeNode;
+    }
   
   // If the instruction has more than 2 instruction operands,
   // then we need to create artificial list nodes to hold them.
-  // (Note that we only not count operands that get tree nodes, and not
+  // (Note that we only count operands that get tree nodes, and not
   // others such as branch labels for a branch or switch instruction.)
   //
   // To do this efficiently, we'll walk all operands, build treeNodes
@@ -201,60 +258,70 @@ InstructionNode *InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *Inst) {
   // if a fixed array is too small.
   // 
   int numChildren = 0;
-  const unsigned int MAX_CHILD = 8;
-  static InstrTreeNode *fixedChildArray[MAX_CHILD];
   InstrTreeNode **childArray =
-    (Inst->getNumOperands() > MAX_CHILD)
-    ? new (InstrTreeNode*)[Inst->getNumOperands()] : fixedChildArray;
+    (InstrTreeNode **)alloca(instr->getNumOperands()*sizeof(InstrTreeNode *));
   
   //
   // Walk the operands of the instruction
   // 
-  for (Instruction::op_iterator O = Inst->op_begin(); O != Inst->op_end(); ++O){
-    Value* operand = *O;
+  for (Instruction::op_iterator O = instr->op_begin(); O!=instr->op_end(); ++O)
+    {
+      Value* operand = *O;
       
-    // Check if the operand is a data value, not an branch label, type,
-    // method or module.  If the operand is an address type (i.e., label
-    // or method) that is used in an non-branching operation, e.g., `add'.
-    // that should be considered a data value.
+      // Check if the operand is a data value, not an branch label, type,
+      // method or module.  If the operand is an address type (i.e., label
+      // or method) that is used in an non-branching operation, e.g., `add'.
+      // that should be considered a data value.
     
-    // Check latter condition here just to simplify the next IF.
-    bool includeAddressOperand =
-      (operand->isBasicBlock() || operand->isMethod())
-      && !Inst->isTerminator();
+      // Check latter condition here just to simplify the next IF.
+      bool includeAddressOperand =
+       (isa<BasicBlock>(operand) || isa<Function>(operand))
+       && !instr->isTerminator();
     
-    if (includeAddressOperand || operand->isInstruction() ||
-       operand->isConstant() || operand->isMethodArgument()) {
-      // This operand is a data value
+      if (includeAddressOperand || isa<Instruction>(operand) ||
+         isa<Constant>(operand) || isa<Argument>(operand) ||
+         isa<GlobalVariable>(operand))
+       {
+         // This operand is a data value
        
-      // An instruction that computes the incoming value is added as a
-      // child of the current instruction if:
-      //   the value has only a single use
-      //   AND both instructions are in the same basic block.
-      // 
-      // (Note that if the value has only a single use (viz., `instr'),
-      //  the def of the value can be safely moved just before instr
-      //  and therefore it is safe to combine these two instructions.)
-      // 
-      // In all other cases, the virtual register holding the value
-      // is used directly, i.e., made a child of the instruction node.
-      // 
-      InstrTreeNode* opTreeNode;
-      if (operand->isInstruction() && operand->use_size() == 1 &&
-         ((Instruction*)operand)->getParent() == Inst->getParent()) {
-       // Recursively create a treeNode for it.
-       opTreeNode = buildTreeForInstruction((Instruction*)operand);
-      } else if (ConstPoolVal *CPV = operand->castConstant()) {
-       // Create a leaf node for a constant
-       opTreeNode = new ConstantNode(CPV);
-      } else {
-       // Create a leaf node for the virtual register
-       opTreeNode = new VRegNode(operand);
-      }
+         // An instruction that computes the incoming value is added as a
+         // child of the current instruction if:
+         //   the value has only a single use
+         //   AND both instructions are in the same basic block.
+         //   AND the current instruction is not a PHI (because the incoming
+         //            value is conceptually in a predecessor block,
+         //            even though it may be in the same static block)
+         // 
+         // (Note that if the value has only a single use (viz., `instr'),
+         //  the def of the value can be safely moved just before instr
+         //  and therefore it is safe to combine these two instructions.)
+         // 
+         // In all other cases, the virtual register holding the value
+         // is used directly, i.e., made a child of the instruction node.
+         // 
+         InstrTreeNode* opTreeNode;
+         if (isa<Instruction>(operand) && operand->use_size() == 1 &&
+             cast<Instruction>(operand)->getParent() == instr->getParent() &&
+             instr->getOpcode() != Instruction::PHINode &&
+             instr->getOpcode() != Instruction::Call)
+           {
+             // Recursively create a treeNode for it.
+             opTreeNode = buildTreeForInstruction((Instruction*)operand);
+           }
+         else if (Constant *CPV = dyn_cast<Constant>(operand))
+           {
+             // Create a leaf node for a constant
+             opTreeNode = new ConstantNode(CPV);
+           }
+         else
+           {
+             // Create a leaf node for the virtual register
+             opTreeNode = new VRegNode(operand);
+           }
 
-      childArray[numChildren++] = opTreeNode;
+         childArray[numChildren++] = opTreeNode;
+       }
     }
-  }
   
   //-------------------------------------------------------------------- 
   // Add any selected operands as children in the tree.
@@ -267,14 +334,15 @@ InstructionNode *InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *Inst) {
   
   InstrTreeNode *parent = treeNode;
   
-  if (numChildren > 2) {
-    unsigned instrOpcode = treeNode->getInstruction()->getOpcode();
-    assert(instrOpcode == Instruction::PHINode ||
-          instrOpcode == Instruction::Call ||
-          instrOpcode == Instruction::Load ||
-          instrOpcode == Instruction::Store ||
-          instrOpcode == Instruction::GetElementPtr);
-  }
+  if (numChildren > 2)
+    {
+      unsigned instrOpcode = treeNode->getInstruction()->getOpcode();
+      assert(instrOpcode == Instruction::PHINode ||
+            instrOpcode == Instruction::Call ||
+            instrOpcode == Instruction::Load ||
+            instrOpcode == Instruction::Store ||
+            instrOpcode == Instruction::GetElementPtr);
+    }
   
   // Insert the first child as a direct child
   if (numChildren >= 1)
@@ -283,28 +351,21 @@ InstructionNode *InstrForest::buildTreeForInstruction(Instruction *Inst) {
   int n;
   
   // Create a list node for children 2 .. N-1, if any
-  for (n = numChildren-1; n >= 2; n--) {
-    // We have more than two children
-    InstrTreeNode *listNode = new VRegListNode();
-    setRightChild(parent, listNode);
-    setLeftChild(listNode, childArray[numChildren - n]);
-    parent = listNode;
-  }
+  for (n = numChildren-1; n >= 2; n--)
+    {
+      // We have more than two children
+      InstrTreeNode *listNode = new VRegListNode();
+      setRightChild(parent, listNode);
+      setLeftChild(listNode, childArray[numChildren - n]);
+      parent = listNode;
+    }
   
   // Now insert the last remaining child (if any).
-  if (numChildren >= 2) {
-    assert(n == 1);
-    setRightChild(parent, childArray[numChildren - 1]);
-  }
-  
-  if (childArray != fixedChildArray)
-    delete [] childArray; 
+  if (numChildren >= 2)
+    {
+      assert(n == 1);
+      setRightChild(parent, childArray[numChildren - 1]);
+    }
   
   return treeNode;
 }
-
-
-InstrForest::InstrForest(Method *M) {
-  for_each(M->inst_begin(), M->inst_end(),
-          bind_obj(this, &InstrForest::buildTreeForInstruction));
-}