A big X86 instruction rename. The instructions are renamed to make
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / PeepholeOptimizer.cpp
index 89008aeeca03a443f810ba17d621fa7a2e519cb0..bc29472621f78df0a0d43871c3cfbb12991adbc3 100644 (file)
 #include "X86.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
+#include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "Support/Statistic.h"
+#include "Support/STLExtras.h"
+
 using namespace llvm;
 
 namespace {
   Statistic<> NumPHOpts("x86-peephole",
                         "Number of peephole optimization performed");
+  Statistic<> NumPHMoves("x86-peephole", "Number of peephole moves folded");
   struct PH : public MachineFunctionPass {
     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 
@@ -49,16 +55,18 @@ bool PH::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 
 bool PH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
                          MachineBasicBlock::iterator &I) {
-  MachineInstr *MI = *I;
-  MachineInstr *Next = (I+1 != MBB.end()) ? *(I+1) : 0;
+  assert(I != MBB.end());
+  MachineBasicBlock::iterator NextI = next(I);
+
+  MachineInstr *MI = I;
+  MachineInstr *Next = (NextI != MBB.end()) ? &*NextI : (MachineInstr*)0;
   unsigned Size = 0;
   switch (MI->getOpcode()) {
-  case X86::MOVrr8:
-  case X86::MOVrr16:
-  case X86::MOVrr32:   // Destroy X = X copies...
+  case X86::MOV8rr:
+  case X86::MOV16rr:
+  case X86::MOV32rr:   // Destroy X = X copies...
     if (MI->getOperand(0).getReg() == MI->getOperand(1).getReg()) {
       I = MBB.erase(I);
-      delete MI;
       return true;
     }
     return false;
@@ -67,12 +75,7 @@ bool PH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
     // immediate despite the fact that the operands are 16 or 32 bits.  Because
     // this can save three bytes of code size (and icache space), we want to
     // shrink them if possible.
-  case X86::ADDri16:  case X86::ADDri32:
-  case X86::SUBri16:  case X86::SUBri32:
-  case X86::IMULri16: case X86::IMULri32:
-  case X86::ANDri16:  case X86::ANDri32:
-  case X86::ORri16:   case X86::ORri32:
-  case X86::XORri16:  case X86::XORri32:
+  case X86::IMUL16rri: case X86::IMUL32rri:
     assert(MI->getNumOperands() == 3 && "These should all have 3 operands!");
     if (MI->getOperand(2).isImmediate()) {
       int Val = MI->getOperand(2).getImmedValue();
@@ -81,41 +84,127 @@ bool PH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
         unsigned Opcode;
         switch (MI->getOpcode()) {
         default: assert(0 && "Unknown opcode value!");
-        case X86::ADDri16:  Opcode = X86::ADDri16b; break;
-        case X86::ADDri32:  Opcode = X86::ADDri32b; break;
-        case X86::SUBri16:  Opcode = X86::SUBri16b; break;
-        case X86::SUBri32:  Opcode = X86::SUBri32b; break;
-        case X86::IMULri16: Opcode = X86::IMULri16b; break;
-        case X86::IMULri32: Opcode = X86::IMULri32b; break;
-        case X86::ANDri16:  Opcode = X86::ANDri16b; break;
-        case X86::ANDri32:  Opcode = X86::ANDri32b; break;
-        case X86::ORri16:   Opcode = X86::ORri16b; break;
-        case X86::ORri32:   Opcode = X86::ORri32b; break;
-        case X86::XORri16:  Opcode = X86::XORri16b; break;
-        case X86::XORri32:  Opcode = X86::XORri32b; break;
+        case X86::IMUL16rri: Opcode = X86::IMUL16rri8; break;
+        case X86::IMUL32rri: Opcode = X86::IMUL32rri8; break;
         }
         unsigned R0 = MI->getOperand(0).getReg();
         unsigned R1 = MI->getOperand(1).getReg();
-        *I = BuildMI(Opcode, 2, R0).addReg(R1).addZImm((char)Val);
-        delete MI;
+        I = MBB.insert(MBB.erase(I),
+                       BuildMI(Opcode, 2, R0).addReg(R1).addZImm((char)Val));
+        return true;
+      }
+    }
+    return false;
+
+#if 0
+  case X86::IMUL16rmi: case X86::IMUL32rmi:
+    assert(MI->getNumOperands() == 6 && "These should all have 6 operands!");
+    if (MI->getOperand(5).isImmediate()) {
+      int Val = MI->getOperand(5).getImmedValue();
+      // If the value is the same when signed extended from 8 bits...
+      if (Val == (signed int)(signed char)Val) {
+        unsigned Opcode;
+        switch (MI->getOpcode()) {
+        default: assert(0 && "Unknown opcode value!");
+        case X86::IMUL16rmi: Opcode = X86::IMUL16rmi8; break;
+        case X86::IMUL32rmi: Opcode = X86::IMUL32rmi8; break;
+        }
+        unsigned R0 = MI->getOperand(0).getReg();
+        unsigned R1 = MI->getOperand(1).getReg();
+        unsigned Scale = MI->getOperand(2).getImmedValue();
+        unsigned R2 = MI->getOperand(3).getReg();
+        unsigned Offset = MI->getOperand(4).getImmedValue();
+        I = MBB.insert(MBB.erase(I),
+                       BuildMI(Opcode, 5, R0).addReg(R1).addZImm(Scale).
+                             addReg(R2).addSImm(Offset).addZImm((char)Val));
+        return true;
+      }
+    }
+    return false;
+#endif
+
+  case X86::ADD16ri:  case X86::ADD32ri:
+  case X86::SUB16ri:  case X86::SUB32ri:
+  case X86::AND16ri:  case X86::AND32ri:
+  case X86::OR16ri:   case X86::OR32ri:
+  case X86::XOR16ri:  case X86::XOR32ri:
+    assert(MI->getNumOperands() == 2 && "These should all have 2 operands!");
+    if (MI->getOperand(1).isImmediate()) {
+      int Val = MI->getOperand(1).getImmedValue();
+      // If the value is the same when signed extended from 8 bits...
+      if (Val == (signed int)(signed char)Val) {
+        unsigned Opcode;
+        switch (MI->getOpcode()) {
+        default: assert(0 && "Unknown opcode value!");
+        case X86::ADD16ri:  Opcode = X86::ADD16ri8; break;
+        case X86::ADD32ri:  Opcode = X86::ADD32ri8; break;
+        case X86::SUB16ri:  Opcode = X86::SUB16ri8; break;
+        case X86::SUB32ri:  Opcode = X86::SUB32ri8; break;
+        case X86::AND16ri:  Opcode = X86::AND16ri8; break;
+        case X86::AND32ri:  Opcode = X86::AND32ri8; break;
+        case X86::OR16ri:   Opcode = X86::OR16ri8; break;
+        case X86::OR32ri:   Opcode = X86::OR32ri8; break;
+        case X86::XOR16ri:  Opcode = X86::XOR16ri8; break;
+        case X86::XOR32ri:  Opcode = X86::XOR32ri8; break;
+        }
+        unsigned R0 = MI->getOperand(0).getReg();
+        I = MBB.insert(MBB.erase(I),
+                    BuildMI(Opcode, 1, R0, MachineOperand::UseAndDef)
+                      .addZImm((char)Val));
+        return true;
+      }
+    }
+    return false;
+
+  case X86::ADD16mi:  case X86::ADD32mi:
+  case X86::SUB16mi:  case X86::SUB32mi:
+  case X86::AND16mi:  case X86::AND32mi:
+  case X86::OR16mi:  case X86::OR32mi:
+  case X86::XOR16mi:  case X86::XOR32mi:
+    assert(MI->getNumOperands() == 5 && "These should all have 5 operands!");
+    if (MI->getOperand(4).isImmediate()) {
+      int Val = MI->getOperand(4).getImmedValue();
+      // If the value is the same when signed extended from 8 bits...
+      if (Val == (signed int)(signed char)Val) {
+        unsigned Opcode;
+        switch (MI->getOpcode()) {
+        default: assert(0 && "Unknown opcode value!");
+        case X86::ADD16mi:  Opcode = X86::ADD16mi8; break;
+        case X86::ADD32mi:  Opcode = X86::ADD32mi8; break;
+        case X86::SUB16mi:  Opcode = X86::SUB16mi8; break;
+        case X86::SUB32mi:  Opcode = X86::SUB32mi8; break;
+        case X86::AND16mi:  Opcode = X86::AND16mi8; break;
+        case X86::AND32mi:  Opcode = X86::AND32mi8; break;
+        case X86::OR16mi:   Opcode = X86::OR16mi8; break;
+        case X86::OR32mi:   Opcode = X86::OR32mi8; break;
+        case X86::XOR16mi:  Opcode = X86::XOR16mi8; break;
+        case X86::XOR32mi:  Opcode = X86::XOR32mi8; break;
+        }
+        unsigned R0 = MI->getOperand(0).getReg();
+        unsigned Scale = MI->getOperand(1).getImmedValue();
+        unsigned R1 = MI->getOperand(2).getReg();
+        unsigned Offset = MI->getOperand(3).getImmedValue();
+        I = MBB.insert(MBB.erase(I),
+                       BuildMI(Opcode, 5).addReg(R0).addZImm(Scale).
+                             addReg(R1).addSImm(Offset).addZImm((char)Val));
         return true;
       }
     }
     return false;
 
 #if 0
-  case X86::MOVir32: Size++;
-  case X86::MOVir16: Size++;
-  case X86::MOVir8:
+  case X86::MOV32ri: Size++;
+  case X86::MOV16ri: Size++;
+  case X86::MOV8ri:
     // FIXME: We can only do this transformation if we know that flags are not
     // used here, because XOR clobbers the flags!
     if (MI->getOperand(1).isImmediate()) {         // avoid mov EAX, <value>
       int Val = MI->getOperand(1).getImmedValue();
       if (Val == 0) {                              // mov EAX, 0 -> xor EAX, EAX
-       static const unsigned Opcode[] ={X86::XORrr8,X86::XORrr16,X86::XORrr32};
+       static const unsigned Opcode[] ={X86::XOR8rr,X86::XOR16rr,X86::XOR32rr};
        unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
-       *I = BuildMI(Opcode[Size], 2, Reg).addReg(Reg).addReg(Reg);
-       delete MI;
+       I = MBB.insert(MBB.erase(I),
+                       BuildMI(Opcode[Size], 2, Reg).addReg(Reg).addReg(Reg));
        return true;
       } else if (Val == -1) {                     // mov EAX, -1 -> or EAX, -1
        // TODO: 'or Reg, -1' has a smaller encoding than 'mov Reg, -1'
@@ -123,12 +212,10 @@ bool PH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
     }
     return false;
 #endif
-  case X86::BSWAPr32:        // Change bswap EAX, bswap EAX into nothing
-    if (Next->getOpcode() == X86::BSWAPr32 &&
+  case X86::BSWAP32r:        // Change bswap EAX, bswap EAX into nothing
+    if (Next->getOpcode() == X86::BSWAP32r &&
        MI->getOperand(0).getReg() == Next->getOperand(0).getReg()) {
       I = MBB.erase(MBB.erase(I));
-      delete MI;
-      delete Next;
       return true;
     }
     return false;
@@ -144,7 +231,7 @@ namespace {
     // getDefinition - Return the machine instruction that defines the specified
     // SSA virtual register.
     MachineInstr *getDefinition(unsigned Reg) {
-      assert(Reg >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister &&
+      assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg) &&
              "use-def chains only exist for SSA registers!");
       assert(Reg - MRegisterInfo::FirstVirtualRegister < DefiningInst.size() &&
              "Unknown register number!");
@@ -171,11 +258,11 @@ namespace {
     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
       for (MachineFunction::iterator BI = MF.begin(), E = MF.end(); BI!=E; ++BI)
         for (MachineBasicBlock::iterator I = BI->begin(); I != BI->end(); ++I) {
-          MachineInstr *MI = *I;
-          for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-            MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-            if (MO.isVirtualRegister() && MO.isDef() && !MO.isUse())
-              setDefinition(MO.getReg(), MI);
+          for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+            MachineOperand &MO = I->getOperand(i);
+            if (MO.isRegister() && MO.isDef() && !MO.isUse() &&
+                MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg()))
+              setDefinition(MO.getReg(), I);
           }
         }
       return false;
@@ -233,7 +320,8 @@ namespace {
     /// register, return the machine instruction defining it, otherwise, return
     /// null.
     MachineInstr *getDefiningInst(MachineOperand &MO) {
-      if (MO.isDef() || !MO.isVirtualRegister()) return 0;
+      if (MO.isDef() || !MO.isRegister() ||
+          !MRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) return 0;
       return UDC->getDefinition(MO.getReg());
     }
 
@@ -299,7 +387,7 @@ bool SSAPH::OptimizeAddress(MachineInstr *MI, unsigned OpNo) {
   // Attempt to fold instructions used by the base register into the instruction
   if (MachineInstr *DefInst = getDefiningInst(BaseRegOp)) {
     switch (DefInst->getOpcode()) {
-    case X86::MOVir32:
+    case X86::MOV32ri:
       // If there is no displacement set for this instruction set one now.
       // FIXME: If we can fold two immediates together, we should do so!
       if (DisplacementOp.isImmediate() && !DisplacementOp.getImmedValue()) {
@@ -310,7 +398,7 @@ bool SSAPH::OptimizeAddress(MachineInstr *MI, unsigned OpNo) {
       }
       break;
 
-    case X86::ADDrr32:
+    case X86::ADD32rr:
       // If the source is a register-register add, and we do not yet have an
       // index register, fold the add into the memory address.
       if (IndexReg == 0) {
@@ -321,7 +409,7 @@ bool SSAPH::OptimizeAddress(MachineInstr *MI, unsigned OpNo) {
       }
       break;
 
-    case X86::SHLir32:
+    case X86::SHL32ri:
       // If this shift could be folded into the index portion of the address if
       // it were the index register, move it to the index register operand now,
       // so it will be folded in below.
@@ -339,7 +427,7 @@ bool SSAPH::OptimizeAddress(MachineInstr *MI, unsigned OpNo) {
   // Attempt to fold instructions used by the index into the instruction
   if (MachineInstr *DefInst = getDefiningInst(IndexRegOp)) {
     switch (DefInst->getOpcode()) {
-    case X86::SHLir32: {
+    case X86::SHL32ri: {
       // Figure out what the resulting scale would be if we folded this shift.
       unsigned ResScale = Scale * (1 << DefInst->getOperand(2).getImmedValue());
       if (isValidScaleAmount(ResScale)) {
@@ -357,41 +445,48 @@ bool SSAPH::OptimizeAddress(MachineInstr *MI, unsigned OpNo) {
 
 bool SSAPH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
                              MachineBasicBlock::iterator &I) {
-  MachineInstr *MI = *I;
-  MachineInstr *Next = (I+1 != MBB.end()) ? *(I+1) : 0;
+    MachineBasicBlock::iterator NextI = next(I);
+
+  MachineInstr *MI = I;
+  MachineInstr *Next = (NextI != MBB.end()) ? &*NextI : (MachineInstr*)0;
 
   bool Changed = false;
 
+  const TargetInstrInfo &TII = MBB.getParent()->getTarget().getInstrInfo();
+
   // Scan the operands of this instruction.  If any operands are
   // register-register copies, replace the operand with the source.
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
     // Is this an SSA register use?
-    if (MachineInstr *DefInst = getDefiningInst(MI->getOperand(i)))
+    if (MachineInstr *DefInst = getDefiningInst(MI->getOperand(i))) {
       // If the operand is a vreg-vreg copy, it is always safe to replace the
       // source value with the input operand.
-      if (DefInst->getOpcode() == X86::MOVrr8  ||
-          DefInst->getOpcode() == X86::MOVrr16 ||
-          DefInst->getOpcode() == X86::MOVrr32) {
-        // Don't propagate physical registers into PHI nodes...
-        if (MI->getOpcode() != X86::PHI ||
-            DefInst->getOperand(1).isVirtualRegister())
-        Changed = Propagate(MI, i, DefInst, 1);
+      unsigned Source, Dest;
+      if (TII.isMoveInstr(*DefInst, Source, Dest)) {
+        // Don't propagate physical registers into any instructions.
+        if (DefInst->getOperand(1).isRegister() &&
+            MRegisterInfo::isVirtualRegister(Source)) {
+          MI->getOperand(i).setReg(Source);
+          Changed = true;
+          ++NumPHMoves;
+        }
       }
+    }
   
   
   // Perform instruction specific optimizations.
   switch (MI->getOpcode()) {
 
     // Register to memory stores.  Format: <base,scale,indexreg,immdisp>, srcreg
-  case X86::MOVrm32: case X86::MOVrm16: case X86::MOVrm8:
-  case X86::MOVim32: case X86::MOVim16: case X86::MOVim8:
+  case X86::MOV32mr: case X86::MOV16mr: case X86::MOV8mr:
+  case X86::MOV32mi: case X86::MOV16mi: case X86::MOV8mi:
     // Check to see if we can fold the source instruction into this one...
     if (MachineInstr *SrcInst = getDefiningInst(MI->getOperand(4))) {
       switch (SrcInst->getOpcode()) {
         // Fold the immediate value into the store, if possible.
-      case X86::MOVir8:  return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOVim8);
-      case X86::MOVir16: return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOVim16);
-      case X86::MOVir32: return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOVim32);
+      case X86::MOV8ri:  return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOV8mi);
+      case X86::MOV16ri: return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOV16mi);
+      case X86::MOV32ri: return Propagate(MI, 4, SrcInst, 1, X86::MOV32mi);
       default: break;
       }
     }
@@ -401,9 +496,9 @@ bool SSAPH::PeepholeOptimize(MachineBasicBlock &MBB,
       return true;
     break;
 
-  case X86::MOVmr32:
-  case X86::MOVmr16:
-  case X86::MOVmr8:
+  case X86::MOV32rm:
+  case X86::MOV16rm:
+  case X86::MOV8rm:
     // If we can optimize the addressing expression, do so now.
     if (OptimizeAddress(MI, 1))
       return true;