Implement cast bool to X
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86ISelSimple.cpp
index 40d757b645af08b77d53a2cf64f455e05f39e66c..a8ed6f69c0e6d74e329d4d51a954a47ab38ce472 100644 (file)
 
 using namespace MOTy;  // Get Use, Def, UseAndDef
 
+
+/// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
+/// instruction at as well as a basic block.
+/// this is the version for when you have a destination register in mind.
+inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
+                                      MachineBasicBlock::iterator &I,
+                                      MachineOpCode Opcode,
+                                      unsigned NumOperands,
+                                      unsigned DestReg) {
+  MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands+1, true, true);
+  I = ++MBB->insert(I, MI);
+  return MachineInstrBuilder(MI).addReg(DestReg, MOTy::Def);
+}
+
+/// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
+/// instruction at as well as a basic block.
+inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
+                                      MachineBasicBlock::iterator &I,
+                                      MachineOpCode Opcode,
+                                      unsigned NumOperands) {
+  MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands, true, true);
+  I = ++MBB->insert(I, MI);
+  return MachineInstrBuilder(MI);
+}
+
+
 namespace {
   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
     TargetMachine &TM;
@@ -35,6 +61,9 @@ namespace {
     unsigned CurReg;
     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
 
+    // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
+    std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
+
     ISel(TargetMachine &tm)
       : TM(tm), F(0), BB(0), CurReg(MRegisterInfo::FirstVirtualRegister) {}
 
@@ -43,8 +72,18 @@ namespace {
     ///
     bool runOnFunction(Function &Fn) {
       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
+
+      for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
+        F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
+
+      // Instruction select everything except PHI nodes
       visit(Fn);
+
+      // Select the PHI nodes
+      SelectPHINodes();
+
       RegMap.clear();
+      MBBMap.clear();
       CurReg = MRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
       F = 0;
       return false;  // We never modify the LLVM itself.
@@ -56,11 +95,16 @@ namespace {
     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
     ///
     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
-      BB = new MachineBasicBlock(&LLVM_BB);
-      // FIXME: Use the auto-insert form when it's available
-      F->getBasicBlockList().push_back(BB);
+      BB = MBBMap[&LLVM_BB];
     }
 
+
+    /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
+    /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
+    /// not the current one.
+    ///
+    void SelectPHINodes();
+
     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
     // fixed X86 code for each instruction.
     //
@@ -75,7 +119,9 @@ namespace {
     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
     void doMultiply(unsigned destReg, const Type *resultType,
-                   unsigned op0Reg, unsigned op1Reg);
+                   unsigned op0Reg, unsigned op1Reg,
+                    MachineBasicBlock *MBB,
+                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI);
     void visitMul(BinaryOperator &B);
 
     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
@@ -106,7 +152,7 @@ namespace {
     
     // Other operators
     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
-    void visitPHINode(PHINode &I);
+    void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
     void visitCastInst(CastInst &I);
 
     void visitInstruction(Instruction &I) {
@@ -120,13 +166,16 @@ namespace {
     // emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
     // constant expression GEP support.
     //
-    void emitGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
+    void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator&IP,
+                          Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
 
     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
     /// specified constant into the specified register.
     ///
-    void copyConstantToRegister(Constant *C, unsigned Reg);
+    void copyConstantToRegister(Constant *C, unsigned Reg,
+                                MachineBasicBlock *MBB,
+                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI);
 
     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number
     /// we haven't yet used.
@@ -142,6 +191,12 @@ namespace {
     ///
     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
     unsigned getReg(Value *V) {
+      // Just append to the end of the current bb.
+      MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
+      return getReg(V, BB, It);
+    }
+    unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
+                    MachineBasicBlock::iterator &IPt) {
       unsigned &Reg = RegMap[V];
       if (Reg == 0) {
         Reg = makeAnotherReg(V->getType());
@@ -152,30 +207,31 @@ namespace {
       // the register here...
       //
       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
-        copyConstantToRegister(C, Reg);
+        copyConstantToRegister(C, Reg, BB, IPt);
       } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
         // Move the address of the global into the register
-        BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, Reg).addReg(GV);
+        BMI(MBB, IPt, X86::MOVir32, 1, Reg).addReg(GV);
       } else if (Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
        // Find the position of the argument in the argument list.
        const Function *f = F->getFunction ();
-       int counter = 0, argPosition = -1;
+       // The function's arguments look like this:
+       // [EBP]     -- copy of old EBP
+       // [EBP + 4] -- return address
+       // [EBP + 8] -- first argument (leftmost lexically)
+       // So we want to start with counter = 2.
+       int counter = 2, argPos = -1;
        for (Function::const_aiterator ai = f->abegin (), ae = f->aend ();
             ai != ae; ++ai) {
-         ++counter;
          if (&(*ai) == A) {
-           argPosition = counter;
+           argPos = counter;
+           break; // Only need to find it once. ;-)
          }
+         ++counter;
        }
-       assert (argPosition != -1
+       assert (argPos != -1
                && "Argument not found in current function's argument list");
-       // Load it out of the stack frame at EBP + 4*argPosition.
-       // (First, load Reg with argPosition, then load Reg with DWORD
-       // PTR [EBP + 4*Reg].)
-       BuildMI (BB, X86::MOVir32, 1, Reg).addZImm (argPosition);
-       BuildMI (BB, X86::MOVmr32, 4,
-                Reg).addReg (X86::EBP).addZImm (4).addReg (Reg).addSImm (0);
-        // std::cerr << "ERROR: Arguments not implemented in SimpleInstSel\n";
+       // Load it out of the stack frame at EBP + 4*argPos.
+       addRegOffset(BMI(MBB, IPt, X86::MOVmr32, 4, Reg), X86::EBP, 4*argPos);
       }
 
       return Reg;
@@ -219,10 +275,13 @@ static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
 /// specified constant into the specified register.
 ///
-void ISel::copyConstantToRegister(Constant *C, unsigned R) {
+void ISel::copyConstantToRegister(Constant *C, unsigned R,
+                                  MachineBasicBlock *MBB,
+                                  MachineBasicBlock::iterator &IP) {
   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr) {
-      emitGEPOperation(CE->getOperand(0), CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
+      emitGEPOperation(BB, IP, CE->getOperand(0),
+                       CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
       return;
     }
 
@@ -240,23 +299,59 @@ void ISel::copyConstantToRegister(Constant *C, unsigned R) {
 
     if (C->getType()->isSigned()) {
       ConstantSInt *CSI = cast<ConstantSInt>(C);
-      BuildMI(BB, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addSImm(CSI->getValue());
+      BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addSImm(CSI->getValue());
     } else {
       ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(C);
-      BuildMI(BB, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CUI->getValue());
+      BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CUI->getValue());
     }
-  } else if (isa <ConstantPointerNull> (C)) {
+  } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
     // Copy zero (null pointer) to the register.
-    BuildMI (BB, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(0);
+    BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(0);
   } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
-    unsigned SrcReg = getReg(CPR->getValue());
-    BuildMI (BB, X86::MOVrr32, 1, R).addReg(SrcReg);
+    unsigned SrcReg = getReg(CPR->getValue(), BB, IP);
+    BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, R).addReg(SrcReg);
   } else {
     std::cerr << "Offending constant: " << C << "\n";
     assert(0 && "Type not handled yet!");
   }
 }
 
+/// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
+/// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
+/// the current one.
+///
+void ISel::SelectPHINodes() {
+  const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
+  for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
+    const BasicBlock *BB = I;
+    MachineBasicBlock *MBB = MBBMap[I];
+
+    // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
+    unsigned NumPHIs = 0;
+    for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
+         PHINode *PN = (PHINode*)dyn_cast<PHINode>(&*I); ++I) {
+      // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
+      MachineInstr *MI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), getReg(*PN));
+      MBB->insert(MBB->begin()+NumPHIs++, MI); // Insert it at the top of the BB
+
+      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+        MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
+
+        // Get the incoming value into a virtual register.  If it is not already
+        // available in a virtual register, insert the computation code into
+        // PredMBB
+        MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->end()-1;
+        MI->addRegOperand(getReg(PN->getIncomingValue(i), PredMBB, PI));
+                                 
+
+        // FIXME: Pass in the MachineBasicBlocks instead of the basic blocks...
+        MI->addPCDispOperand(PN->getIncomingBlock(i));  // PredMBB
+      }
+    }
+  }
+}
+
+
 
 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
 /// register, then move it to wherever the result should be. 
@@ -555,7 +650,8 @@ void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
 /// The type of the result should be given as resultType.
 void
 ISel::doMultiply(unsigned destReg, const Type *resultType,
-                unsigned op0Reg, unsigned op1Reg)
+                unsigned op0Reg, unsigned op1Reg,
+                 MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI)
 {
   unsigned Class = getClass (resultType);
 
@@ -570,21 +666,23 @@ ISel::doMultiply(unsigned destReg, const Type *resultType,
 
   // Emit a MOV to put the first operand into the appropriately-sized
   // subreg of EAX.
-  BuildMI (BB, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg (op0Reg);
+  BMI(MBB, MBBI, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg (op0Reg);
   
   // Emit the appropriate multiply instruction.
-  BuildMI (BB, MulOpcode[Class], 1).addReg (op1Reg);
+  BMI(MBB, MBBI, MulOpcode[Class], 1).addReg (op1Reg);
 
   // Emit another MOV to put the result into the destination register.
-  BuildMI (BB, MovOpcode[Class], 1, destReg).addReg (Reg);
+  BMI(MBB, MBBI, MovOpcode[Class], 1, destReg).addReg (Reg);
 }
 
 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
 /// with the EAX register explicitly.
 ///
 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
+  MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
   doMultiply (getReg (I), I.getType (),
-             getReg (I.getOperand (0)), getReg (I.getOperand (1)));
+             getReg (I.getOperand (0)), getReg (I.getOperand (1)),
+              BB, MBBI);
 }
 
 
@@ -730,20 +828,6 @@ void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
 }
 
 
-/// visitPHINode - Turn an LLVM PHI node into an X86 PHI node...
-///
-void ISel::visitPHINode(PHINode &PN) {
-  MachineInstr *MI = BuildMI(BB, X86::PHI, PN.getNumOperands(), getReg(PN));
-
-  for (unsigned i = 0, e = PN.getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-    // FIXME: This will put constants after the PHI nodes in the block, which
-    // is invalid.  They should be put inline into the PHI node eventually.
-    //
-    MI->addRegOperand(getReg(PN.getIncomingValue(i)));
-    MI->addPCDispOperand(PN.getIncomingBlock(i));
-  }
-}
-
 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without
 /// sign extension going on.
 void
@@ -770,7 +854,7 @@ ISel::visitCastInst (CastInst &CI)
   // 4) cast {int, uint, ptr} to {short, ushort}
   //    cast {int, uint, ptr} to {sbyte, ubyte}
   //    cast {short, ushort} to {sbyte, ubyte}
-  //
+
   // 1) Implement casts to bool by using compare on the operand followed
   // by set if not zero on the result.
   if (targetType == Type::BoolTy)
@@ -779,10 +863,11 @@ ISel::visitCastInst (CastInst &CI)
       BuildMI (BB, X86::SETNEr, 1, destReg);
       return;
     }
+
   // 2) Implement casts between values of the same type class (as determined
   // by getClass) by using a register-to-register move.
-  unsigned int srcClass = getClass (sourceType);
-  unsigned int targClass = getClass (targetType);
+  unsigned srcClass = sourceType == Type::BoolTy ? cByte : getClass(sourceType);
+  unsigned targClass = getClass (targetType);
   static const unsigned regRegMove[] = {
     X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32
   };
@@ -836,14 +921,18 @@ ISel::visitCastInst (CastInst &CI)
 void
 ISel::visitGetElementPtrInst (GetElementPtrInst &I)
 {
-  emitGEPOperation(I.getOperand(0), I.op_begin()+1, I.op_end(), getReg(I));
+  MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
+  emitGEPOperation(BB, MI, I.getOperand(0),
+                   I.op_begin()+1, I.op_end(), getReg(I));
 }
 
-void ISel::emitGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
+void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
+                            MachineBasicBlock::iterator &IP,
+                            Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
   const Type *Ty = Src->getType();
-  unsigned basePtrReg = getReg(Src);
+  unsigned basePtrReg = getReg(Src, BB, IP);
 
   // GEPs have zero or more indices; we must perform a struct access
   // or array access for each one.
@@ -866,8 +955,8 @@ void ISel::emitGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
       unsigned memberOffset =
        TD.getStructLayout (StTy)->MemberOffsets[idxValue];
       // Emit an ADD to add memberOffset to the basePtr.
-      BuildMI (BB, X86::ADDri32, 2,
-              nextBasePtrReg).addReg (basePtrReg).addZImm (memberOffset);
+      BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,
+          nextBasePtrReg).addReg (basePtrReg).addZImm (memberOffset);
       // The next type is the member of the structure selected by the
       // index.
       Ty = StTy->getElementTypes ()[idxValue];
@@ -885,19 +974,20 @@ void ISel::emitGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
       // elements in the array.)
       Ty = SqTy->getElementType ();
       unsigned elementSize = TD.getTypeSize (Ty);
-      unsigned elementSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
-      copyConstantToRegister (ConstantInt::get (typeOfSequentialTypeIndex,
-                                               elementSize),
-                             elementSizeReg);
-      unsigned idxReg = getReg (idx);
+      unsigned elementSizeReg = makeAnotherReg(typeOfSequentialTypeIndex);
+      copyConstantToRegister(ConstantSInt::get(typeOfSequentialTypeIndex,
+                                              elementSize), elementSizeReg,
+                             BB, IP);
+                             
+      unsigned idxReg = getReg(idx, BB, IP);
       // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
       // elementSize, putting the result in memberOffsetReg.
       unsigned memberOffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
       doMultiply (memberOffsetReg, typeOfSequentialTypeIndex,
-                 elementSizeReg, idxReg);
+                 elementSizeReg, idxReg, BB, IP);
       // Emit an ADD to add memberOffsetReg to the basePtr.
-      BuildMI (BB, X86::ADDrr32, 2,
-              nextBasePtrReg).addReg (basePtrReg).addReg (memberOffsetReg);
+      BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2,
+          nextBasePtrReg).addReg (basePtrReg).addReg (memberOffsetReg);
     }
     // Now that we are here, further indices refer to subtypes of this
     // one, so we don't need to worry about basePtrReg itself, anymore.
@@ -907,7 +997,7 @@ void ISel::emitGEPOperation(Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
   // basePtrReg.  Move it to the register where we were expected to
   // put the answer.  A 32-bit move should do it, because we are in
   // ILP32 land.
-  BuildMI (BB, X86::MOVrr32, 1, TargetReg).addReg (basePtrReg);
+  BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, TargetReg).addReg (basePtrReg);
 }