Make sure to initialize the TheDef field!
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / DAGISelEmitter.h
index 20ead35a79d432b1f811f063b2e4fc6ca3030d8a..35606f7787c2319387600a7c75d20fb19ca87983 100644 (file)
 
 #include "TableGenBackend.h"
 #include "CodeGenTarget.h"
+#include <set>
 
 namespace llvm {
   class Record;
-  class Init;
+  struct Init;
+  class ListInit;
   class DagInit;
+  class SDNodeInfo;
   class TreePattern;
+  class TreePatternNode;
   class DAGISelEmitter;
+  class ComplexPattern;
+  
+  /// MVT::DAGISelGenValueType - These are some extended forms of MVT::ValueType
+  /// that we use as lattice values during type inferrence.
+  namespace MVT {
+    enum DAGISelGenValueType {
+      isFP  = MVT::LAST_VALUETYPE,
+      isInt,
+      isUnknown
+    };
+  }
+  
+  /// SDTypeConstraint - This is a discriminated union of constraints,
+  /// corresponding to the SDTypeConstraint tablegen class in Target.td.
+  struct SDTypeConstraint {
+    SDTypeConstraint(Record *R);
+    
+    unsigned OperandNo;   // The operand # this constraint applies to.
+    enum { 
+      SDTCisVT, SDTCisPtrTy, SDTCisInt, SDTCisFP, SDTCisSameAs, 
+      SDTCisVTSmallerThanOp, SDTCisOpSmallerThanOp, SDTCisIntVectorOfSameSize
+    } ConstraintType;
+    
+    union {   // The discriminated union.
+      struct {
+        MVT::ValueType VT;
+      } SDTCisVT_Info;
+      struct {
+        unsigned OtherOperandNum;
+      } SDTCisSameAs_Info;
+      struct {
+        unsigned OtherOperandNum;
+      } SDTCisVTSmallerThanOp_Info;
+      struct {
+        unsigned BigOperandNum;
+      } SDTCisOpSmallerThanOp_Info;
+      struct {
+        unsigned OtherOperandNum;
+      } SDTCisIntVectorOfSameSize_Info;
+    } x;
+
+    /// ApplyTypeConstraint - Given a node in a pattern, apply this type
+    /// constraint to the nodes operands.  This returns true if it makes a
+    /// change, false otherwise.  If a type contradiction is found, throw an
+    /// exception.
+    bool ApplyTypeConstraint(TreePatternNode *N, const SDNodeInfo &NodeInfo,
+                             TreePattern &TP) const;
+    
+    /// getOperandNum - Return the node corresponding to operand #OpNo in tree
+    /// N, which has NumResults results.
+    TreePatternNode *getOperandNum(unsigned OpNo, TreePatternNode *N,
+                                   unsigned NumResults) const;
+  };
   
   /// SDNodeInfo - One of these records is created for each SDNode instance in
   /// the target .td file.  This represents the various dag nodes we will be
@@ -31,22 +88,51 @@ namespace llvm {
     Record *Def;
     std::string EnumName;
     std::string SDClassName;
+    unsigned Properties;
+    unsigned NumResults;
+    int NumOperands;
+    std::vector<SDTypeConstraint> TypeConstraints;
   public:
     SDNodeInfo(Record *R);  // Parse the specified record.
     
+    unsigned getNumResults() const { return NumResults; }
+    int getNumOperands() const { return NumOperands; }
     Record *getRecord() const { return Def; }
     const std::string &getEnumName() const { return EnumName; }
     const std::string &getSDClassName() const { return SDClassName; }
+    
+    const std::vector<SDTypeConstraint> &getTypeConstraints() const {
+      return TypeConstraints;
+    }
+    
+    // SelectionDAG node properties.
+    enum SDNP { SDNPCommutative, SDNPAssociative, SDNPHasChain,
+                SDNPOutFlag, SDNPInFlag, SDNPOptInFlag  };
+
+    /// hasProperty - Return true if this node has the specified property.
+    ///
+    bool hasProperty(enum SDNP Prop) const { return Properties & (1 << Prop); }
+
+    /// ApplyTypeConstraints - Given a node in a pattern, apply the type
+    /// constraints for this node to the operands of the node.  This returns
+    /// true if it makes a change, false otherwise.  If a type contradiction is
+    /// found, throw an exception.
+    bool ApplyTypeConstraints(TreePatternNode *N, TreePattern &TP) const {
+      bool MadeChange = false;
+      for (unsigned i = 0, e = TypeConstraints.size(); i != e; ++i)
+        MadeChange |= TypeConstraints[i].ApplyTypeConstraint(N, *this, TP);
+      return MadeChange;
+    }
   };
 
   /// FIXME: TreePatternNode's can be shared in some cases (due to dag-shaped
   /// patterns), and as such should be ref counted.  We currently just leak all
   /// TreePatternNode objects!
   class TreePatternNode {
-    /// The inferred type for this node, or MVT::LAST_VALUETYPE if it hasn't
+    /// The inferred type for this node, or MVT::isUnknown if it hasn't
     /// been determined yet.
-    MVT::ValueType Ty;
-
+    std::vector<unsigned char> Types;
+    
     /// Operator - The Record for the operator if this is an interior node (not
     /// a leaf).
     Record *Operator;
@@ -63,20 +149,41 @@ namespace llvm {
     /// for a match.  If this string is empty, no predicate is involved.
     std::string PredicateFn;
     
+    /// TransformFn - The transformation function to execute on this node before
+    /// it can be substituted into the resulting instruction on a pattern match.
+    Record *TransformFn;
+    
     std::vector<TreePatternNode*> Children;
   public:
     TreePatternNode(Record *Op, const std::vector<TreePatternNode*> &Ch) 
-      : Ty(MVT::LAST_VALUETYPE), Operator(Op), Val(0), Children(Ch) {}
+      : Types(), Operator(Op), Val(0), TransformFn(0),
+      Children(Ch) { Types.push_back(MVT::isUnknown); }
     TreePatternNode(Init *val)    // leaf ctor
-      : Ty(MVT::LAST_VALUETYPE), Operator(0), Val(val) {}
+      : Types(), Operator(0), Val(val), TransformFn(0) {
+      Types.push_back(MVT::isUnknown);
+    }
     ~TreePatternNode();
     
     const std::string &getName() const { return Name; }
     void setName(const std::string &N) { Name = N; }
     
     bool isLeaf() const { return Val != 0; }
-    MVT::ValueType getType() const { return Ty; }
-    void setType(MVT::ValueType VT) { Ty = VT; }
+    bool hasTypeSet() const { return Types[0] < MVT::LAST_VALUETYPE; }
+    bool isTypeCompletelyUnknown() const {
+      return Types[0] == MVT::isUnknown;
+    }
+    MVT::ValueType getTypeNum(unsigned Num) const {
+      assert(hasTypeSet() && "Doesn't have a type yet!");
+      assert(Types.size() > Num && "Type num out of range!");
+      return (MVT::ValueType)Types[Num];
+    }
+    unsigned char getExtTypeNum(unsigned Num) const { 
+      assert(Types.size() > Num && "Extended type num out of range!");
+      return Types[Num]; 
+    }
+    const std::vector<unsigned char> &getExtTypes() const { return Types; }
+    void setTypes(const std::vector<unsigned char> &T) { Types = T; }
+    void removeTypes() { Types = std::vector<unsigned char>(1,MVT::isUnknown); }
     
     Init *getLeafValue() const { assert(isLeaf()); return Val; }
     Record *getOperator() const { assert(!isLeaf()); return Operator; }
@@ -87,8 +194,12 @@ namespace llvm {
       Children[i] = N;
     }
     
+    
     const std::string &getPredicateFn() const { return PredicateFn; }
     void setPredicateFn(const std::string &Fn) { PredicateFn = Fn; }
+
+    Record *getTransformFn() const { return TransformFn; }
+    void setTransformFn(Record *Fn) { TransformFn = Fn; }
     
     void print(std::ostream &OS) const;
     void dump() const;
@@ -99,6 +210,14 @@ namespace llvm {
     ///
     TreePatternNode *clone() const;
     
+    /// isIsomorphicTo - Return true if this node is recursively isomorphic to
+    /// the specified node.  For this comparison, all of the state of the node
+    /// is considered, except for the assigned name.  Nodes with differing names
+    /// that are otherwise identical are considered isomorphic.
+    bool isIsomorphicTo(const TreePatternNode *N) const;
+    
+    /// SubstituteFormalArguments - Replace the formal arguments in this tree
+    /// with actual values specified by ArgMap.
     void SubstituteFormalArguments(std::map<std::string,
                                             TreePatternNode*> &ArgMap);
 
@@ -106,23 +225,43 @@ namespace llvm {
     /// fragments, inline them into place, giving us a pattern without any
     /// PatFrag references.
     TreePatternNode *InlinePatternFragments(TreePattern &TP);
-        
+    
+    /// ApplyTypeConstraints - Apply all of the type constraints relevent to
+    /// this node and its children in the tree.  This returns true if it makes a
+    /// change, false otherwise.  If a type contradiction is found, throw an
+    /// exception.
+    bool ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP, bool NotRegisters);
+    
+    /// UpdateNodeType - Set the node type of N to VT if VT contains
+    /// information.  If N already contains a conflicting type, then throw an
+    /// exception.  This returns true if any information was updated.
+    ///
+    bool UpdateNodeType(const std::vector<unsigned char> &ExtVTs,
+                        TreePattern &TP);
+    bool UpdateNodeType(unsigned char ExtVT, TreePattern &TP) {
+      std::vector<unsigned char> ExtVTs(1, ExtVT);
+      return UpdateNodeType(ExtVTs, TP);
+    }
+    
+    /// ContainsUnresolvedType - Return true if this tree contains any
+    /// unresolved types.
+    bool ContainsUnresolvedType() const {
+      if (!hasTypeSet()) return true;
+      for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i)
+        if (getChild(i)->ContainsUnresolvedType()) return true;
+      return false;
+    }
+    
+    /// canPatternMatch - If it is impossible for this pattern to match on this
+    /// target, fill in Reason and return false.  Otherwise, return true.
+    bool canPatternMatch(std::string &Reason, DAGISelEmitter &ISE);
   };
   
   
-  /// TreePattern - Represent a pattern of one form or another.  Currently, two
-  /// types of patterns are possible: Instructions and PatFrags.
+  /// TreePattern - Represent a pattern, used for instructions, pattern
+  /// fragments, etc.
   ///
   class TreePattern {
-  public:
-    enum PatternType {
-      PatFrag, Instruction
-    };
-  private:
-    /// PTy - The type of pattern this is.
-    ///
-    PatternType PTy;
-    
     /// Trees - The list of pattern trees which corresponds to this pattern.
     /// Note that PatFrag's only have a single tree.
     ///
@@ -139,20 +278,30 @@ namespace llvm {
     /// ISE - the DAG isel emitter coordinating this madness.
     ///
     DAGISelEmitter &ISE;
+
+    /// isInputPattern - True if this is an input pattern, something to match.
+    /// False if this is an output pattern, something to emit.
+    bool isInputPattern;
   public:
       
     /// TreePattern constructor - Parse the specified DagInits into the
     /// current record.
-    TreePattern(PatternType pty, Record *TheRec,
-                const std::vector<DagInit *> &RawPat, DAGISelEmitter &ise);
+    TreePattern(Record *TheRec, ListInit *RawPat, bool isInput,
+                DAGISelEmitter &ise);
+    TreePattern(Record *TheRec, DagInit *Pat, bool isInput,
+                DAGISelEmitter &ise);
+    TreePattern(Record *TheRec, TreePatternNode *Pat, bool isInput,
+                DAGISelEmitter &ise);
         
-    /// getPatternType - Return what flavor of Record this pattern originated from
-    ///
-    PatternType getPatternType() const { return PTy; }
-    
     /// getTrees - Return the tree patterns which corresponds to this pattern.
     ///
     const std::vector<TreePatternNode*> &getTrees() const { return Trees; }
+    unsigned getNumTrees() const { return Trees.size(); }
+    TreePatternNode *getTree(unsigned i) const { return Trees[i]; }
+    TreePatternNode *getOnlyTree() const {
+      assert(Trees.size() == 1 && "Doesn't have exactly one pattern!");
+      return Trees[0];
+    }
         
     /// getRecord - Return the actual TableGen record corresponding to this
     /// pattern.
@@ -164,6 +313,7 @@ namespace llvm {
       assert(i < Args.size() && "Argument reference out of range!");
       return Args[i];
     }
+    std::vector<std::string> &getArgList() { return Args; }
     
     DAGISelEmitter &getDAGISelEmitter() const { return ISE; }
 
@@ -175,6 +325,11 @@ namespace llvm {
         Trees[i] = Trees[i]->InlinePatternFragments(*this);
     }
     
+    /// InferAllTypes - Infer/propagate as many types throughout the expression
+    /// patterns as possible.  Return true if all types are infered, false
+    /// otherwise.  Throw an exception if a type contradiction is found.
+    bool InferAllTypes();
+    
     /// error - Throw an exception, prefixing it with information about this
     /// pattern.
     void error(const std::string &Msg) const;
@@ -183,42 +338,148 @@ namespace llvm {
     void dump() const;
     
   private:
-    MVT::ValueType getIntrinsicType(Record *R) const;
     TreePatternNode *ParseTreePattern(DagInit *DI);
   };
+
+
+  class DAGInstruction {
+    TreePattern *Pattern;
+    std::vector<Record*> Results;
+    std::vector<Record*> Operands;
+    std::vector<Record*> ImpResults;
+    std::vector<Record*> ImpOperands;
+    TreePatternNode *ResultPattern;
+  public:
+    DAGInstruction(TreePattern *TP,
+                   const std::vector<Record*> &results,
+                   const std::vector<Record*> &operands,
+                   const std::vector<Record*> &impresults,
+                   const std::vector<Record*> &impoperands)
+      : Pattern(TP), Results(results), Operands(operands), 
+        ImpResults(impresults), ImpOperands(impoperands),
+        ResultPattern(0) {}
+
+    TreePattern *getPattern() const { return Pattern; }
+    unsigned getNumResults() const { return Results.size(); }
+    unsigned getNumOperands() const { return Operands.size(); }
+    unsigned getNumImpResults() const { return ImpResults.size(); }
+    unsigned getNumImpOperands() const { return ImpOperands.size(); }
+    
+    void setResultPattern(TreePatternNode *R) { ResultPattern = R; }
+    
+    Record *getResult(unsigned RN) const {
+      assert(RN < Results.size());
+      return Results[RN];
+    }
+    
+    Record *getOperand(unsigned ON) const {
+      assert(ON < Operands.size());
+      return Operands[ON];
+    }
+
+    Record *getImpResult(unsigned RN) const {
+      assert(RN < ImpResults.size());
+      return ImpResults[RN];
+    }
+    
+    Record *getImpOperand(unsigned ON) const {
+      assert(ON < ImpOperands.size());
+      return ImpOperands[ON];
+    }
+
+    TreePatternNode *getResultPattern() const { return ResultPattern; }
+  };
   
-  
-  
-/// InstrSelectorEmitter - The top-level class which coordinates construction
+/// PatternToMatch - Used by DAGISelEmitter to keep tab of patterns processed
+/// to produce isel.
+struct PatternToMatch {
+  PatternToMatch(ListInit *preds, TreePatternNode *src, TreePatternNode *dst):
+    Predicates(preds), SrcPattern(src), DstPattern(dst) {};
+
+  ListInit        *Predicates;  // Top level predicate conditions to match.
+  TreePatternNode *SrcPattern;  // Source pattern to match.
+  TreePatternNode *DstPattern;  // Resulting pattern.
+
+  ListInit        *getPredicates() const { return Predicates; }
+  TreePatternNode *getSrcPattern() const { return SrcPattern; }
+  TreePatternNode *getDstPattern() const { return DstPattern; }
+};
+
+/// DAGISelEmitter - The top-level class which coordinates construction
 /// and emission of the instruction selector.
 ///
 class DAGISelEmitter : public TableGenBackend {
+private:
   RecordKeeper &Records;
   CodeGenTarget Target;
-
+  
   std::map<Record*, SDNodeInfo> SDNodes;
+  std::map<Record*, std::pair<Record*, std::string> > SDNodeXForms;
+  std::map<Record*, ComplexPattern> ComplexPatterns;
   std::map<Record*, TreePattern*> PatternFragments;
-  std::vector<TreePattern*> Instructions;
+  std::map<Record*, DAGInstruction> Instructions;
+  
+  /// PatternsToMatch - All of the things we are matching on the DAG.  The first
+  /// value is the pattern to match, the second pattern is the result to
+  /// emit.
+  std::vector<PatternToMatch> PatternsToMatch;
 public:
   DAGISelEmitter(RecordKeeper &R) : Records(R) {}
 
   // run - Output the isel, returning true on failure.
   void run(std::ostream &OS);
   
+  const CodeGenTarget &getTargetInfo() const { return Target; }
+  
+  Record *getSDNodeNamed(const std::string &Name) const;
+  
   const SDNodeInfo &getSDNodeInfo(Record *R) const {
     assert(SDNodes.count(R) && "Unknown node!");
     return SDNodes.find(R)->second;
   }
 
+  const std::pair<Record*, std::string> &getSDNodeTransform(Record *R) const {
+    assert(SDNodeXForms.count(R) && "Invalid transform!");
+    return SDNodeXForms.find(R)->second;
+  }
+
+  const ComplexPattern &getComplexPattern(Record *R) const {
+    assert(ComplexPatterns.count(R) && "Unknown addressing mode!");
+    return ComplexPatterns.find(R)->second;
+  }
+  
   TreePattern *getPatternFragment(Record *R) const {
     assert(PatternFragments.count(R) && "Invalid pattern fragment request!");
     return PatternFragments.find(R)->second;
   }
   
+  const DAGInstruction &getInstruction(Record *R) const {
+    assert(Instructions.count(R) && "Unknown instruction!");
+    return Instructions.find(R)->second;
+  }
+  
 private:
   void ParseNodeInfo();
-  void ParseAndResolvePatternFragments(std::ostream &OS);
-  void ParseAndResolveInstructions();
+  void ParseNodeTransforms(std::ostream &OS);
+  void ParseComplexPatterns();
+  void ParsePatternFragments(std::ostream &OS);
+  void ParseInstructions();
+  void ParsePatterns();
+  void GenerateVariants();
+  void FindPatternInputsAndOutputs(TreePattern *I, TreePatternNode *Pat,
+                                   std::map<std::string,
+                                            TreePatternNode*> &InstInputs,
+                                   std::map<std::string,
+                                            TreePatternNode*> &InstResults,
+                                   std::vector<Record*> &InstImpInputs,
+                                   std::vector<Record*> &InstImpResults);
+  void GenerateCodeForPattern(PatternToMatch &Pattern,
+                      std::vector<std::pair<bool, std::string> > &GeneratedCode,
+                         std::set<std::pair<bool, std::string> > &GeneratedDecl,
+                              bool UseGoto);
+  void EmitPatterns(std::vector<std::pair<PatternToMatch*, 
+                    std::vector<std::pair<bool, std::string> > > > &Patterns, 
+                    unsigned Indent, std::ostream &OS);
   void EmitInstructionSelector(std::ostream &OS);
 };