]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonExpandCondsets.cpp
MFV r339640,339641,339644:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / Hexagon / HexagonExpandCondsets.cpp
1 //===- HexagonExpandCondsets.cpp ------------------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9
10 // Replace mux instructions with the corresponding legal instructions.
11 // It is meant to work post-SSA, but still on virtual registers. It was
12 // originally placed between register coalescing and machine instruction
13 // scheduler.
14 // In this place in the optimization sequence, live interval analysis had
15 // been performed, and the live intervals should be preserved. A large part
16 // of the code deals with preserving the liveness information.
17 //
18 // Liveness tracking aside, the main functionality of this pass is divided
19 // into two steps. The first step is to replace an instruction
20 //   %0 = C2_mux %1, %2, %3
21 // with a pair of conditional transfers
22 //   %0 = A2_tfrt %1, %2
23 //   %0 = A2_tfrf %1, %3
24 // It is the intention that the execution of this pass could be terminated
25 // after this step, and the code generated would be functionally correct.
26 //
27 // If the uses of the source values %1 and %2 are kills, and their
28 // definitions are predicable, then in the second step, the conditional
29 // transfers will then be rewritten as predicated instructions. E.g.
30 //   %0 = A2_or %1, %2
31 //   %3 = A2_tfrt %99, killed %0
32 // will be rewritten as
33 //   %3 = A2_port %99, %1, %2
34 //
35 // This replacement has two variants: "up" and "down". Consider this case:
36 //   %0 = A2_or %1, %2
37 //   ... [intervening instructions] ...
38 //   %3 = A2_tfrt %99, killed %0
39 // variant "up":
40 //   %3 = A2_port %99, %1, %2
41 //   ... [intervening instructions, %0->vreg3] ...
42 //   [deleted]
43 // variant "down":
44 //   [deleted]
45 //   ... [intervening instructions] ...
46 //   %3 = A2_port %99, %1, %2
47 //
48 // Both, one or none of these variants may be valid, and checks are made
49 // to rule out inapplicable variants.
50 //
51 // As an additional optimization, before either of the two steps above is
52 // executed, the pass attempts to coalesce the target register with one of
53 // the source registers, e.g. given an instruction
54 //   %3 = C2_mux %0, %1, %2
55 // %3 will be coalesced with either %1 or %2. If this succeeds,
56 // the instruction would then be (for example)
57 //   %3 = C2_mux %0, %3, %2
58 // and, under certain circumstances, this could result in only one predicated
59 // instruction:
60 //   %3 = A2_tfrf %0, %2
61 //
62
63 // Splitting a definition of a register into two predicated transfers
64 // creates a complication in liveness tracking. Live interval computation
65 // will see both instructions as actual definitions, and will mark the
66 // first one as dead. The definition is not actually dead, and this
67 // situation will need to be fixed. For example:
68 //   dead %1 = A2_tfrt ...  ; marked as dead
69 //   %1 = A2_tfrf ...
70 //
71 // Since any of the individual predicated transfers may end up getting
72 // removed (in case it is an identity copy), some pre-existing def may
73 // be marked as dead after live interval recomputation:
74 //   dead %1 = ...          ; marked as dead
75 //   ...
76 //   %1 = A2_tfrf ...       ; if A2_tfrt is removed
77 // This case happens if %1 was used as a source in A2_tfrt, which means
78 // that is it actually live at the A2_tfrf, and so the now dead definition
79 // of %1 will need to be updated to non-dead at some point.
80 //
81 // This issue could be remedied by adding implicit uses to the predicated
82 // transfers, but this will create a problem with subsequent predication,
83 // since the transfers will no longer be possible to reorder. To avoid
84 // that, the initial splitting will not add any implicit uses. These
85 // implicit uses will be added later, after predication. The extra price,
86 // however, is that finding the locations where the implicit uses need
87 // to be added, and updating the live ranges will be more involved.
88
89 #include "HexagonInstrInfo.h"
90 #include "HexagonRegisterInfo.h"
91 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
92 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
93 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
94 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
95 #include "llvm/CodeGen/LiveInterval.h"
96 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervals.h"
97 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
98 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
99 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
100 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
101 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
102 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
103 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
104 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
105 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
106 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
107 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
108 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
109 #include "llvm/IR/Function.h"
110 #include "llvm/MC/LaneBitmask.h"
111 #include "llvm/Pass.h"
112 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
113 #include "llvm/Support/Debug.h"
114 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
115 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
116 #include <cassert>
117 #include <iterator>
118 #include <set>
119 #include <utility>
120
121 #define DEBUG_TYPE "expand-condsets"
122
123 using namespace llvm;
124
125 static cl::opt<unsigned> OptTfrLimit("expand-condsets-tfr-limit",
126   cl::init(~0U), cl::Hidden, cl::desc("Max number of mux expansions"));
127 static cl::opt<unsigned> OptCoaLimit("expand-condsets-coa-limit",
128   cl::init(~0U), cl::Hidden, cl::desc("Max number of segment coalescings"));
129
130 namespace llvm {
131
132   void initializeHexagonExpandCondsetsPass(PassRegistry&);
133   FunctionPass *createHexagonExpandCondsets();
134
135 } // end namespace llvm
136
137 namespace {
138
139   class HexagonExpandCondsets : public MachineFunctionPass {
140   public:
141     static char ID;
142
143     HexagonExpandCondsets() : MachineFunctionPass(ID) {
144       if (OptCoaLimit.getPosition())
145         CoaLimitActive = true, CoaLimit = OptCoaLimit;
146       if (OptTfrLimit.getPosition())
147         TfrLimitActive = true, TfrLimit = OptTfrLimit;
148       initializeHexagonExpandCondsetsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
149     }
150
151     StringRef getPassName() const override { return "Hexagon Expand Condsets"; }
152
153     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
154       AU.addRequired<LiveIntervals>();
155       AU.addPreserved<LiveIntervals>();
156       AU.addPreserved<SlotIndexes>();
157       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
158       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
159       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
160     }
161
162     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
163
164   private:
165     const HexagonInstrInfo *HII = nullptr;
166     const TargetRegisterInfo *TRI = nullptr;
167     MachineDominatorTree *MDT;
168     MachineRegisterInfo *MRI = nullptr;
169     LiveIntervals *LIS = nullptr;
170     bool CoaLimitActive = false;
171     bool TfrLimitActive = false;
172     unsigned CoaLimit;
173     unsigned TfrLimit;
174     unsigned CoaCounter = 0;
175     unsigned TfrCounter = 0;
176
177     struct RegisterRef {
178       RegisterRef(const MachineOperand &Op) : Reg(Op.getReg()),
179           Sub(Op.getSubReg()) {}
180       RegisterRef(unsigned R = 0, unsigned S = 0) : Reg(R), Sub(S) {}
181
182       bool operator== (RegisterRef RR) const {
183         return Reg == RR.Reg && Sub == RR.Sub;
184       }
185       bool operator!= (RegisterRef RR) const { return !operator==(RR); }
186       bool operator< (RegisterRef RR) const {
187         return Reg < RR.Reg || (Reg == RR.Reg && Sub < RR.Sub);
188       }
189
190       unsigned Reg, Sub;
191     };
192
193     using ReferenceMap = DenseMap<unsigned, unsigned>;
194     enum { Sub_Low = 0x1, Sub_High = 0x2, Sub_None = (Sub_Low | Sub_High) };
195     enum { Exec_Then = 0x10, Exec_Else = 0x20 };
196
197     unsigned getMaskForSub(unsigned Sub);
198     bool isCondset(const MachineInstr &MI);
199     LaneBitmask getLaneMask(unsigned Reg, unsigned Sub);
200
201     void addRefToMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map, unsigned Exec);
202     bool isRefInMap(RegisterRef, ReferenceMap &Map, unsigned Exec);
203
204     void updateDeadsInRange(unsigned Reg, LaneBitmask LM, LiveRange &Range);
205     void updateKillFlags(unsigned Reg);
206     void updateDeadFlags(unsigned Reg);
207     void recalculateLiveInterval(unsigned Reg);
208     void removeInstr(MachineInstr &MI);
209     void updateLiveness(std::set<unsigned> &RegSet, bool Recalc,
210         bool UpdateKills, bool UpdateDeads);
211
212     unsigned getCondTfrOpcode(const MachineOperand &SO, bool Cond);
213     MachineInstr *genCondTfrFor(MachineOperand &SrcOp,
214         MachineBasicBlock::iterator At, unsigned DstR,
215         unsigned DstSR, const MachineOperand &PredOp, bool PredSense,
216         bool ReadUndef, bool ImpUse);
217     bool split(MachineInstr &MI, std::set<unsigned> &UpdRegs);
218
219     bool isPredicable(MachineInstr *MI);
220     MachineInstr *getReachingDefForPred(RegisterRef RD,
221         MachineBasicBlock::iterator UseIt, unsigned PredR, bool Cond);
222     bool canMoveOver(MachineInstr &MI, ReferenceMap &Defs, ReferenceMap &Uses);
223     bool canMoveMemTo(MachineInstr &MI, MachineInstr &ToI, bool IsDown);
224     void predicateAt(const MachineOperand &DefOp, MachineInstr &MI,
225                      MachineBasicBlock::iterator Where,
226                      const MachineOperand &PredOp, bool Cond,
227                      std::set<unsigned> &UpdRegs);
228     void renameInRange(RegisterRef RO, RegisterRef RN, unsigned PredR,
229         bool Cond, MachineBasicBlock::iterator First,
230         MachineBasicBlock::iterator Last);
231     bool predicate(MachineInstr &TfrI, bool Cond, std::set<unsigned> &UpdRegs);
232     bool predicateInBlock(MachineBasicBlock &B,
233         std::set<unsigned> &UpdRegs);
234
235     bool isIntReg(RegisterRef RR, unsigned &BW);
236     bool isIntraBlocks(LiveInterval &LI);
237     bool coalesceRegisters(RegisterRef R1, RegisterRef R2);
238     bool coalesceSegments(const SmallVectorImpl<MachineInstr*> &Condsets,
239                           std::set<unsigned> &UpdRegs);
240   };
241
242 } // end anonymous namespace
243
244 char HexagonExpandCondsets::ID = 0;
245
246 namespace llvm {
247
248   char &HexagonExpandCondsetsID = HexagonExpandCondsets::ID;
249
250 } // end namespace llvm
251
252 INITIALIZE_PASS_BEGIN(HexagonExpandCondsets, "expand-condsets",
253   "Hexagon Expand Condsets", false, false)
254 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
255 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SlotIndexes)
256 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LiveIntervals)
257 INITIALIZE_PASS_END(HexagonExpandCondsets, "expand-condsets",
258   "Hexagon Expand Condsets", false, false)
259
260 unsigned HexagonExpandCondsets::getMaskForSub(unsigned Sub) {
261   switch (Sub) {
262     case Hexagon::isub_lo:
263     case Hexagon::vsub_lo:
264       return Sub_Low;
265     case Hexagon::isub_hi:
266     case Hexagon::vsub_hi:
267       return Sub_High;
268     case Hexagon::NoSubRegister:
269       return Sub_None;
270   }
271   llvm_unreachable("Invalid subregister");
272 }
273
274 bool HexagonExpandCondsets::isCondset(const MachineInstr &MI) {
275   unsigned Opc = MI.getOpcode();
276   switch (Opc) {
277     case Hexagon::C2_mux:
278     case Hexagon::C2_muxii:
279     case Hexagon::C2_muxir:
280     case Hexagon::C2_muxri:
281     case Hexagon::PS_pselect:
282         return true;
283       break;
284   }
285   return false;
286 }
287
288 LaneBitmask HexagonExpandCondsets::getLaneMask(unsigned Reg, unsigned Sub) {
289   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
290   return Sub != 0 ? TRI->getSubRegIndexLaneMask(Sub)
291                   : MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg);
292 }
293
294 void HexagonExpandCondsets::addRefToMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map,
295       unsigned Exec) {
296   unsigned Mask = getMaskForSub(RR.Sub) | Exec;
297   ReferenceMap::iterator F = Map.find(RR.Reg);
298   if (F == Map.end())
299     Map.insert(std::make_pair(RR.Reg, Mask));
300   else
301     F->second |= Mask;
302 }
303
304 bool HexagonExpandCondsets::isRefInMap(RegisterRef RR, ReferenceMap &Map,
305       unsigned Exec) {
306   ReferenceMap::iterator F = Map.find(RR.Reg);
307   if (F == Map.end())
308     return false;
309   unsigned Mask = getMaskForSub(RR.Sub) | Exec;
310   if (Mask & F->second)
311     return true;
312   return false;
313 }
314
315 void HexagonExpandCondsets::updateKillFlags(unsigned Reg) {
316   auto KillAt = [this,Reg] (SlotIndex K, LaneBitmask LM) -> void {
317     // Set the <kill> flag on a use of Reg whose lane mask is contained in LM.
318     MachineInstr *MI = LIS->getInstructionFromIndex(K);
319     for (auto &Op : MI->operands()) {
320       if (!Op.isReg() || !Op.isUse() || Op.getReg() != Reg)
321         continue;
322       LaneBitmask SLM = getLaneMask(Reg, Op.getSubReg());
323       if ((SLM & LM) == SLM) {
324         // Only set the kill flag on the first encountered use of Reg in this
325         // instruction.
326         Op.setIsKill(true);
327         break;
328       }
329     }
330   };
331
332   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
333   for (auto I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I) {
334     if (!I->end.isRegister())
335       continue;
336     // Do not mark the end of the segment as <kill>, if the next segment
337     // starts with a predicated instruction.
338     auto NextI = std::next(I);
339     if (NextI != E && NextI->start.isRegister()) {
340       MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(NextI->start);
341       if (HII->isPredicated(*DefI))
342         continue;
343     }
344     bool WholeReg = true;
345     if (LI.hasSubRanges()) {
346       auto EndsAtI = [I] (LiveInterval::SubRange &S) -> bool {
347         LiveRange::iterator F = S.find(I->end);
348         return F != S.end() && I->end == F->end;
349       };
350       // Check if all subranges end at I->end. If so, make sure to kill
351       // the whole register.
352       for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
353         if (EndsAtI(S))
354           KillAt(I->end, S.LaneMask);
355         else
356           WholeReg = false;
357       }
358     }
359     if (WholeReg)
360       KillAt(I->end, MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg));
361   }
362 }
363
364 void HexagonExpandCondsets::updateDeadsInRange(unsigned Reg, LaneBitmask LM,
365       LiveRange &Range) {
366   assert(TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg));
367   if (Range.empty())
368     return;
369
370   // Return two booleans: { def-modifes-reg, def-covers-reg }.
371   auto IsRegDef = [this,Reg,LM] (MachineOperand &Op) -> std::pair<bool,bool> {
372     if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
373       return { false, false };
374     unsigned DR = Op.getReg(), DSR = Op.getSubReg();
375     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(DR) || DR != Reg)
376       return { false, false };
377     LaneBitmask SLM = getLaneMask(DR, DSR);
378     LaneBitmask A = SLM & LM;
379     return { A.any(), A == SLM };
380   };
381
382   // The splitting step will create pairs of predicated definitions without
383   // any implicit uses (since implicit uses would interfere with predication).
384   // This can cause the reaching defs to become dead after live range
385   // recomputation, even though they are not really dead.
386   // We need to identify predicated defs that need implicit uses, and
387   // dead defs that are not really dead, and correct both problems.
388
389   auto Dominate = [this] (SetVector<MachineBasicBlock*> &Defs,
390                           MachineBasicBlock *Dest) -> bool {
391     for (MachineBasicBlock *D : Defs)
392       if (D != Dest && MDT->dominates(D, Dest))
393         return true;
394
395     MachineBasicBlock *Entry = &Dest->getParent()->front();
396     SetVector<MachineBasicBlock*> Work(Dest->pred_begin(), Dest->pred_end());
397     for (unsigned i = 0; i < Work.size(); ++i) {
398       MachineBasicBlock *B = Work[i];
399       if (Defs.count(B))
400         continue;
401       if (B == Entry)
402         return false;
403       for (auto *P : B->predecessors())
404         Work.insert(P);
405     }
406     return true;
407   };
408
409   // First, try to extend live range within individual basic blocks. This
410   // will leave us only with dead defs that do not reach any predicated
411   // defs in the same block.
412   SetVector<MachineBasicBlock*> Defs;
413   SmallVector<SlotIndex,4> PredDefs;
414   for (auto &Seg : Range) {
415     if (!Seg.start.isRegister())
416       continue;
417     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
418     Defs.insert(DefI->getParent());
419     if (HII->isPredicated(*DefI))
420       PredDefs.push_back(Seg.start);
421   }
422
423   SmallVector<SlotIndex,8> Undefs;
424   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
425   LI.computeSubRangeUndefs(Undefs, LM, *MRI, *LIS->getSlotIndexes());
426
427   for (auto &SI : PredDefs) {
428     MachineBasicBlock *BB = LIS->getMBBFromIndex(SI);
429     auto P = Range.extendInBlock(Undefs, LIS->getMBBStartIdx(BB), SI);
430     if (P.first != nullptr || P.second)
431       SI = SlotIndex();
432   }
433
434   // Calculate reachability for those predicated defs that were not handled
435   // by the in-block extension.
436   SmallVector<SlotIndex,4> ExtTo;
437   for (auto &SI : PredDefs) {
438     if (!SI.isValid())
439       continue;
440     MachineBasicBlock *BB = LIS->getMBBFromIndex(SI);
441     if (BB->pred_empty())
442       continue;
443     // If the defs from this range reach SI via all predecessors, it is live.
444     // It can happen that SI is reached by the defs through some paths, but
445     // not all. In the IR coming into this optimization, SI would not be
446     // considered live, since the defs would then not jointly dominate SI.
447     // That means that SI is an overwriting def, and no implicit use is
448     // needed at this point. Do not add SI to the extension points, since
449     // extendToIndices will abort if there is no joint dominance.
450     // If the abort was avoided by adding extra undefs added to Undefs,
451     // extendToIndices could actually indicate that SI is live, contrary
452     // to the original IR.
453     if (Dominate(Defs, BB))
454       ExtTo.push_back(SI);
455   }
456
457   if (!ExtTo.empty())
458     LIS->extendToIndices(Range, ExtTo, Undefs);
459
460   // Remove <dead> flags from all defs that are not dead after live range
461   // extension, and collect all def operands. They will be used to generate
462   // the necessary implicit uses.
463   // At the same time, add <dead> flag to all defs that are actually dead.
464   // This can happen, for example, when a mux with identical inputs is
465   // replaced with a COPY: the use of the predicate register disappears and
466   // the dead can become dead.
467   std::set<RegisterRef> DefRegs;
468   for (auto &Seg : Range) {
469     if (!Seg.start.isRegister())
470       continue;
471     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
472     for (auto &Op : DefI->operands()) {
473       auto P = IsRegDef(Op);
474       if (P.second && Seg.end.isDead()) {
475         Op.setIsDead(true);
476       } else if (P.first) {
477         DefRegs.insert(Op);
478         Op.setIsDead(false);
479       }
480     }
481   }
482
483   // Now, add implicit uses to each predicated def that is reached
484   // by other defs.
485   for (auto &Seg : Range) {
486     if (!Seg.start.isRegister() || !Range.liveAt(Seg.start.getPrevSlot()))
487       continue;
488     MachineInstr *DefI = LIS->getInstructionFromIndex(Seg.start);
489     if (!HII->isPredicated(*DefI))
490       continue;
491     // Construct the set of all necessary implicit uses, based on the def
492     // operands in the instruction. We need to tie the implicit uses to
493     // the corresponding defs.
494     std::map<RegisterRef,unsigned> ImpUses;
495     for (unsigned i = 0, e = DefI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
496       MachineOperand &Op = DefI->getOperand(i);
497       if (!Op.isReg() || !DefRegs.count(Op))
498         continue;
499       if (Op.isDef()) {
500         ImpUses.insert({Op, i});
501       } else {
502         // This function can be called for the same register with different
503         // lane masks. If the def in this instruction was for the whole
504         // register, we can get here more than once. Avoid adding multiple
505         // implicit uses (or adding an implicit use when an explicit one is
506         // present).
507         ImpUses.erase(Op);
508       }
509     }
510     if (ImpUses.empty())
511       continue;
512     MachineFunction &MF = *DefI->getParent()->getParent();
513     for (std::pair<RegisterRef, unsigned> P : ImpUses) {
514       RegisterRef R = P.first;
515       MachineInstrBuilder(MF, DefI).addReg(R.Reg, RegState::Implicit, R.Sub);
516       DefI->tieOperands(P.second, DefI->getNumOperands()-1);
517     }
518   }
519 }
520
521 void HexagonExpandCondsets::updateDeadFlags(unsigned Reg) {
522   LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
523   if (LI.hasSubRanges()) {
524     for (LiveInterval::SubRange &S : LI.subranges()) {
525       updateDeadsInRange(Reg, S.LaneMask, S);
526       LIS->shrinkToUses(S, Reg);
527     }
528     LI.clear();
529     LIS->constructMainRangeFromSubranges(LI);
530   } else {
531     updateDeadsInRange(Reg, MRI->getMaxLaneMaskForVReg(Reg), LI);
532   }
533 }
534
535 void HexagonExpandCondsets::recalculateLiveInterval(unsigned Reg) {
536   LIS->removeInterval(Reg);
537   LIS->createAndComputeVirtRegInterval(Reg);
538 }
539
540 void HexagonExpandCondsets::removeInstr(MachineInstr &MI) {
541   LIS->RemoveMachineInstrFromMaps(MI);
542   MI.eraseFromParent();
543 }
544
545 void HexagonExpandCondsets::updateLiveness(std::set<unsigned> &RegSet,
546       bool Recalc, bool UpdateKills, bool UpdateDeads) {
547   UpdateKills |= UpdateDeads;
548   for (auto R : RegSet) {
549     if (Recalc)
550       recalculateLiveInterval(R);
551     if (UpdateKills)
552       MRI->clearKillFlags(R);
553     if (UpdateDeads)
554       updateDeadFlags(R);
555     // Fixing <dead> flags may extend live ranges, so reset <kill> flags
556     // after that.
557     if (UpdateKills)
558       updateKillFlags(R);
559     LIS->getInterval(R).verify();
560   }
561 }
562
563 /// Get the opcode for a conditional transfer of the value in SO (source
564 /// operand). The condition (true/false) is given in Cond.
565 unsigned HexagonExpandCondsets::getCondTfrOpcode(const MachineOperand &SO,
566       bool IfTrue) {
567   using namespace Hexagon;
568
569   if (SO.isReg()) {
570     unsigned PhysR;
571     RegisterRef RS = SO;
572     if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RS.Reg)) {
573       const TargetRegisterClass *VC = MRI->getRegClass(RS.Reg);
574       assert(VC->begin() != VC->end() && "Empty register class");
575       PhysR = *VC->begin();
576     } else {
577       assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(RS.Reg));
578       PhysR = RS.Reg;
579     }
580     unsigned PhysS = (RS.Sub == 0) ? PhysR : TRI->getSubReg(PhysR, RS.Sub);
581     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(PhysS);
582     switch (TRI->getRegSizeInBits(*RC)) {
583       case 32:
584         return IfTrue ? A2_tfrt : A2_tfrf;
585       case 64:
586         return IfTrue ? A2_tfrpt : A2_tfrpf;
587     }
588     llvm_unreachable("Invalid register operand");
589   }
590   switch (SO.getType()) {
591     case MachineOperand::MO_Immediate:
592     case MachineOperand::MO_FPImmediate:
593     case MachineOperand::MO_ConstantPoolIndex:
594     case MachineOperand::MO_TargetIndex:
595     case MachineOperand::MO_JumpTableIndex:
596     case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
597     case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
598     case MachineOperand::MO_BlockAddress:
599       return IfTrue ? C2_cmoveit : C2_cmoveif;
600     default:
601       break;
602   }
603   llvm_unreachable("Unexpected source operand");
604 }
605
606 /// Generate a conditional transfer, copying the value SrcOp to the
607 /// destination register DstR:DstSR, and using the predicate register from
608 /// PredOp. The Cond argument specifies whether the predicate is to be
609 /// if(PredOp), or if(!PredOp).
610 MachineInstr *HexagonExpandCondsets::genCondTfrFor(MachineOperand &SrcOp,
611       MachineBasicBlock::iterator At,
612       unsigned DstR, unsigned DstSR, const MachineOperand &PredOp,
613       bool PredSense, bool ReadUndef, bool ImpUse) {
614   MachineInstr *MI = SrcOp.getParent();
615   MachineBasicBlock &B = *At->getParent();
616   const DebugLoc &DL = MI->getDebugLoc();
617
618   // Don't avoid identity copies here (i.e. if the source and the destination
619   // are the same registers). It is actually better to generate them here,
620   // since this would cause the copy to potentially be predicated in the next
621   // step. The predication will remove such a copy if it is unable to
622   /// predicate.
623
624   unsigned Opc = getCondTfrOpcode(SrcOp, PredSense);
625   unsigned DstState = RegState::Define | (ReadUndef ? RegState::Undef : 0);
626   unsigned PredState = getRegState(PredOp) & ~RegState::Kill;
627   MachineInstrBuilder MIB;
628
629   if (SrcOp.isReg()) {
630     unsigned SrcState = getRegState(SrcOp);
631     if (RegisterRef(SrcOp) == RegisterRef(DstR, DstSR))
632       SrcState &= ~RegState::Kill;
633     MIB = BuildMI(B, At, DL, HII->get(Opc))
634           .addReg(DstR, DstState, DstSR)
635           .addReg(PredOp.getReg(), PredState, PredOp.getSubReg())
636           .addReg(SrcOp.getReg(), SrcState, SrcOp.getSubReg());
637   } else {
638     MIB = BuildMI(B, At, DL, HII->get(Opc))
639               .addReg(DstR, DstState, DstSR)
640               .addReg(PredOp.getReg(), PredState, PredOp.getSubReg())
641               .add(SrcOp);
642   }
643
644   DEBUG(dbgs() << "created an initial copy: " << *MIB);
645   return &*MIB;
646 }
647
648 /// Replace a MUX instruction MI with a pair A2_tfrt/A2_tfrf. This function
649 /// performs all necessary changes to complete the replacement.
650 bool HexagonExpandCondsets::split(MachineInstr &MI,
651                                   std::set<unsigned> &UpdRegs) {
652   if (TfrLimitActive) {
653     if (TfrCounter >= TfrLimit)
654       return false;
655     TfrCounter++;
656   }
657   DEBUG(dbgs() << "\nsplitting " << printMBBReference(*MI.getParent()) << ": "
658                << MI);
659   MachineOperand &MD = MI.getOperand(0);  // Definition
660   MachineOperand &MP = MI.getOperand(1);  // Predicate register
661   assert(MD.isDef());
662   unsigned DR = MD.getReg(), DSR = MD.getSubReg();
663   bool ReadUndef = MD.isUndef();
664   MachineBasicBlock::iterator At = MI;
665
666   auto updateRegs = [&UpdRegs] (const MachineInstr &MI) -> void {
667     for (auto &Op : MI.operands())
668       if (Op.isReg())
669         UpdRegs.insert(Op.getReg());
670   };
671
672   // If this is a mux of the same register, just replace it with COPY.
673   // Ideally, this would happen earlier, so that register coalescing would
674   // see it.
675   MachineOperand &ST = MI.getOperand(2);
676   MachineOperand &SF = MI.getOperand(3);
677   if (ST.isReg() && SF.isReg()) {
678     RegisterRef RT(ST);
679     if (RT == RegisterRef(SF)) {
680       // Copy regs to update first.
681       updateRegs(MI);
682       MI.setDesc(HII->get(TargetOpcode::COPY));
683       unsigned S = getRegState(ST);
684       while (MI.getNumOperands() > 1)
685         MI.RemoveOperand(MI.getNumOperands()-1);
686       MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
687       MachineInstrBuilder(MF, MI).addReg(RT.Reg, S, RT.Sub);
688       return true;
689     }
690   }
691
692   // First, create the two invididual conditional transfers, and add each
693   // of them to the live intervals information. Do that first and then remove
694   // the old instruction from live intervals.
695   MachineInstr *TfrT =
696       genCondTfrFor(ST, At, DR, DSR, MP, true, ReadUndef, false);
697   MachineInstr *TfrF =
698       genCondTfrFor(SF, At, DR, DSR, MP, false, ReadUndef, true);
699   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*TfrT);
700   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*TfrF);
701
702   // Will need to recalculate live intervals for all registers in MI.
703   updateRegs(MI);
704
705   removeInstr(MI);
706   return true;
707 }
708
709 bool HexagonExpandCondsets::isPredicable(MachineInstr *MI) {
710   if (HII->isPredicated(*MI) || !HII->isPredicable(*MI))
711     return false;
712   if (MI->hasUnmodeledSideEffects() || MI->mayStore())
713     return false;
714   // Reject instructions with multiple defs (e.g. post-increment loads).
715   bool HasDef = false;
716   for (auto &Op : MI->operands()) {
717     if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
718       continue;
719     if (HasDef)
720       return false;
721     HasDef = true;
722   }
723   for (auto &Mo : MI->memoperands())
724     if (Mo->isVolatile())
725       return false;
726   return true;
727 }
728
729 /// Find the reaching definition for a predicated use of RD. The RD is used
730 /// under the conditions given by PredR and Cond, and this function will ignore
731 /// definitions that set RD under the opposite conditions.
732 MachineInstr *HexagonExpandCondsets::getReachingDefForPred(RegisterRef RD,
733       MachineBasicBlock::iterator UseIt, unsigned PredR, bool Cond) {
734   MachineBasicBlock &B = *UseIt->getParent();
735   MachineBasicBlock::iterator I = UseIt, S = B.begin();
736   if (I == S)
737     return nullptr;
738
739   bool PredValid = true;
740   do {
741     --I;
742     MachineInstr *MI = &*I;
743     // Check if this instruction can be ignored, i.e. if it is predicated
744     // on the complementary condition.
745     if (PredValid && HII->isPredicated(*MI)) {
746       if (MI->readsRegister(PredR) && (Cond != HII->isPredicatedTrue(*MI)))
747         continue;
748     }
749
750     // Check the defs. If the PredR is defined, invalidate it. If RD is
751     // defined, return the instruction or 0, depending on the circumstances.
752     for (auto &Op : MI->operands()) {
753       if (!Op.isReg() || !Op.isDef())
754         continue;
755       RegisterRef RR = Op;
756       if (RR.Reg == PredR) {
757         PredValid = false;
758         continue;
759       }
760       if (RR.Reg != RD.Reg)
761         continue;
762       // If the "Reg" part agrees, there is still the subregister to check.
763       // If we are looking for %1:loreg, we can skip %1:hireg, but
764       // not %1 (w/o subregisters).
765       if (RR.Sub == RD.Sub)
766         return MI;
767       if (RR.Sub == 0 || RD.Sub == 0)
768         return nullptr;
769       // We have different subregisters, so we can continue looking.
770     }
771   } while (I != S);
772
773   return nullptr;
774 }
775
776 /// Check if the instruction MI can be safely moved over a set of instructions
777 /// whose side-effects (in terms of register defs and uses) are expressed in
778 /// the maps Defs and Uses. These maps reflect the conditional defs and uses
779 /// that depend on the same predicate register to allow moving instructions
780 /// over instructions predicated on the opposite condition.
781 bool HexagonExpandCondsets::canMoveOver(MachineInstr &MI, ReferenceMap &Defs,
782                                         ReferenceMap &Uses) {
783   // In order to be able to safely move MI over instructions that define
784   // "Defs" and use "Uses", no def operand from MI can be defined or used
785   // and no use operand can be defined.
786   for (auto &Op : MI.operands()) {
787     if (!Op.isReg())
788       continue;
789     RegisterRef RR = Op;
790     // For physical register we would need to check register aliases, etc.
791     // and we don't want to bother with that. It would be of little value
792     // before the actual register rewriting (from virtual to physical).
793     if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
794       return false;
795     // No redefs for any operand.
796     if (isRefInMap(RR, Defs, Exec_Then))
797       return false;
798     // For defs, there cannot be uses.
799     if (Op.isDef() && isRefInMap(RR, Uses, Exec_Then))
800       return false;
801   }
802   return true;
803 }
804
805 /// Check if the instruction accessing memory (TheI) can be moved to the
806 /// location ToI.
807 bool HexagonExpandCondsets::canMoveMemTo(MachineInstr &TheI, MachineInstr &ToI,
808                                          bool IsDown) {
809   bool IsLoad = TheI.mayLoad(), IsStore = TheI.mayStore();
810   if (!IsLoad && !IsStore)
811     return true;
812   if (HII->areMemAccessesTriviallyDisjoint(TheI, ToI))
813     return true;
814   if (TheI.hasUnmodeledSideEffects())
815     return false;
816
817   MachineBasicBlock::iterator StartI = IsDown ? TheI : ToI;
818   MachineBasicBlock::iterator EndI = IsDown ? ToI : TheI;
819   bool Ordered = TheI.hasOrderedMemoryRef();
820
821   // Search for aliased memory reference in (StartI, EndI).
822   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(StartI); I != EndI; ++I) {
823     MachineInstr *MI = &*I;
824     if (MI->hasUnmodeledSideEffects())
825       return false;
826     bool L = MI->mayLoad(), S = MI->mayStore();
827     if (!L && !S)
828       continue;
829     if (Ordered && MI->hasOrderedMemoryRef())
830       return false;
831
832     bool Conflict = (L && IsStore) || S;
833     if (Conflict)
834       return false;
835   }
836   return true;
837 }
838
839 /// Generate a predicated version of MI (where the condition is given via
840 /// PredR and Cond) at the point indicated by Where.
841 void HexagonExpandCondsets::predicateAt(const MachineOperand &DefOp,
842                                         MachineInstr &MI,
843                                         MachineBasicBlock::iterator Where,
844                                         const MachineOperand &PredOp, bool Cond,
845                                         std::set<unsigned> &UpdRegs) {
846   // The problem with updating live intervals is that we can move one def
847   // past another def. In particular, this can happen when moving an A2_tfrt
848   // over an A2_tfrf defining the same register. From the point of view of
849   // live intervals, these two instructions are two separate definitions,
850   // and each one starts another live segment. LiveIntervals's "handleMove"
851   // does not allow such moves, so we need to handle it ourselves. To avoid
852   // invalidating liveness data while we are using it, the move will be
853   // implemented in 4 steps: (1) add a clone of the instruction MI at the
854   // target location, (2) update liveness, (3) delete the old instruction,
855   // and (4) update liveness again.
856
857   MachineBasicBlock &B = *MI.getParent();
858   DebugLoc DL = Where->getDebugLoc();  // "Where" points to an instruction.
859   unsigned Opc = MI.getOpcode();
860   unsigned PredOpc = HII->getCondOpcode(Opc, !Cond);
861   MachineInstrBuilder MB = BuildMI(B, Where, DL, HII->get(PredOpc));
862   unsigned Ox = 0, NP = MI.getNumOperands();
863   // Skip all defs from MI first.
864   while (Ox < NP) {
865     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Ox);
866     if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
867       break;
868     Ox++;
869   }
870   // Add the new def, then the predicate register, then the rest of the
871   // operands.
872   MB.addReg(DefOp.getReg(), getRegState(DefOp), DefOp.getSubReg());
873   MB.addReg(PredOp.getReg(), PredOp.isUndef() ? RegState::Undef : 0,
874             PredOp.getSubReg());
875   while (Ox < NP) {
876     MachineOperand &MO = MI.getOperand(Ox);
877     if (!MO.isReg() || !MO.isImplicit())
878       MB.add(MO);
879     Ox++;
880   }
881
882   MachineFunction &MF = *B.getParent();
883   MachineInstr::mmo_iterator I = MI.memoperands_begin();
884   unsigned NR = std::distance(I, MI.memoperands_end());
885   MachineInstr::mmo_iterator MemRefs = MF.allocateMemRefsArray(NR);
886   for (unsigned i = 0; i < NR; ++i)
887     MemRefs[i] = *I++;
888   MB.setMemRefs(MemRefs, MemRefs+NR);
889
890   MachineInstr *NewI = MB;
891   NewI->clearKillInfo();
892   LIS->InsertMachineInstrInMaps(*NewI);
893
894   for (auto &Op : NewI->operands())
895     if (Op.isReg())
896       UpdRegs.insert(Op.getReg());
897 }
898
899 /// In the range [First, Last], rename all references to the "old" register RO
900 /// to the "new" register RN, but only in instructions predicated on the given
901 /// condition.
902 void HexagonExpandCondsets::renameInRange(RegisterRef RO, RegisterRef RN,
903       unsigned PredR, bool Cond, MachineBasicBlock::iterator First,
904       MachineBasicBlock::iterator Last) {
905   MachineBasicBlock::iterator End = std::next(Last);
906   for (MachineBasicBlock::iterator I = First; I != End; ++I) {
907     MachineInstr *MI = &*I;
908     // Do not touch instructions that are not predicated, or are predicated
909     // on the opposite condition.
910     if (!HII->isPredicated(*MI))
911       continue;
912     if (!MI->readsRegister(PredR) || (Cond != HII->isPredicatedTrue(*MI)))
913       continue;
914
915     for (auto &Op : MI->operands()) {
916       if (!Op.isReg() || RO != RegisterRef(Op))
917         continue;
918       Op.setReg(RN.Reg);
919       Op.setSubReg(RN.Sub);
920       // In practice, this isn't supposed to see any defs.
921       assert(!Op.isDef() && "Not expecting a def");
922     }
923   }
924 }
925
926 /// For a given conditional copy, predicate the definition of the source of
927 /// the copy under the given condition (using the same predicate register as
928 /// the copy).
929 bool HexagonExpandCondsets::predicate(MachineInstr &TfrI, bool Cond,
930                                       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
931   // TfrI - A2_tfr[tf] Instruction (not A2_tfrsi).
932   unsigned Opc = TfrI.getOpcode();
933   (void)Opc;
934   assert(Opc == Hexagon::A2_tfrt || Opc == Hexagon::A2_tfrf);
935   DEBUG(dbgs() << "\nattempt to predicate if-" << (Cond ? "true" : "false")
936                << ": " << TfrI);
937
938   MachineOperand &MD = TfrI.getOperand(0);
939   MachineOperand &MP = TfrI.getOperand(1);
940   MachineOperand &MS = TfrI.getOperand(2);
941   // The source operand should be a <kill>. This is not strictly necessary,
942   // but it makes things a lot simpler. Otherwise, we would need to rename
943   // some registers, which would complicate the transformation considerably.
944   if (!MS.isKill())
945     return false;
946   // Avoid predicating instructions that define a subregister if subregister
947   // liveness tracking is not enabled.
948   if (MD.getSubReg() && !MRI->shouldTrackSubRegLiveness(MD.getReg()))
949     return false;
950
951   RegisterRef RT(MS);
952   unsigned PredR = MP.getReg();
953   MachineInstr *DefI = getReachingDefForPred(RT, TfrI, PredR, Cond);
954   if (!DefI || !isPredicable(DefI))
955     return false;
956
957   DEBUG(dbgs() << "Source def: " << *DefI);
958
959   // Collect the information about registers defined and used between the
960   // DefI and the TfrI.
961   // Map: reg -> bitmask of subregs
962   ReferenceMap Uses, Defs;
963   MachineBasicBlock::iterator DefIt = DefI, TfrIt = TfrI;
964
965   // Check if the predicate register is valid between DefI and TfrI.
966   // If it is, we can then ignore instructions predicated on the negated
967   // conditions when collecting def and use information.
968   bool PredValid = true;
969   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(DefIt); I != TfrIt; ++I) {
970     if (!I->modifiesRegister(PredR, nullptr))
971       continue;
972     PredValid = false;
973     break;
974   }
975
976   for (MachineBasicBlock::iterator I = std::next(DefIt); I != TfrIt; ++I) {
977     MachineInstr *MI = &*I;
978     // If this instruction is predicated on the same register, it could
979     // potentially be ignored.
980     // By default assume that the instruction executes on the same condition
981     // as TfrI (Exec_Then), and also on the opposite one (Exec_Else).
982     unsigned Exec = Exec_Then | Exec_Else;
983     if (PredValid && HII->isPredicated(*MI) && MI->readsRegister(PredR))
984       Exec = (Cond == HII->isPredicatedTrue(*MI)) ? Exec_Then : Exec_Else;
985
986     for (auto &Op : MI->operands()) {
987       if (!Op.isReg())
988         continue;
989       // We don't want to deal with physical registers. The reason is that
990       // they can be aliased with other physical registers. Aliased virtual
991       // registers must share the same register number, and can only differ
992       // in the subregisters, which we are keeping track of. Physical
993       // registers ters no longer have subregisters---their super- and
994       // subregisters are other physical registers, and we are not checking
995       // that.
996       RegisterRef RR = Op;
997       if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
998         return false;
999
1000       ReferenceMap &Map = Op.isDef() ? Defs : Uses;
1001       if (Op.isDef() && Op.isUndef()) {
1002         assert(RR.Sub && "Expecting a subregister on <def,read-undef>");
1003         // If this is a <def,read-undef>, then it invalidates the non-written
1004         // part of the register. For the purpose of checking the validity of
1005         // the move, assume that it modifies the whole register.
1006         RR.Sub = 0;
1007       }
1008       addRefToMap(RR, Map, Exec);
1009     }
1010   }
1011
1012   // The situation:
1013   //   RT = DefI
1014   //   ...
1015   //   RD = TfrI ..., RT
1016
1017   // If the register-in-the-middle (RT) is used or redefined between
1018   // DefI and TfrI, we may not be able proceed with this transformation.
1019   // We can ignore a def that will not execute together with TfrI, and a
1020   // use that will. If there is such a use (that does execute together with
1021   // TfrI), we will not be able to move DefI down. If there is a use that
1022   // executed if TfrI's condition is false, then RT must be available
1023   // unconditionally (cannot be predicated).
1024   // Essentially, we need to be able to rename RT to RD in this segment.
1025   if (isRefInMap(RT, Defs, Exec_Then) || isRefInMap(RT, Uses, Exec_Else))
1026     return false;
1027   RegisterRef RD = MD;
1028   // If the predicate register is defined between DefI and TfrI, the only
1029   // potential thing to do would be to move the DefI down to TfrI, and then
1030   // predicate. The reaching def (DefI) must be movable down to the location
1031   // of the TfrI.
1032   // If the target register of the TfrI (RD) is not used or defined between
1033   // DefI and TfrI, consider moving TfrI up to DefI.
1034   bool CanUp =   canMoveOver(TfrI, Defs, Uses);
1035   bool CanDown = canMoveOver(*DefI, Defs, Uses);
1036   // The TfrI does not access memory, but DefI could. Check if it's safe
1037   // to move DefI down to TfrI.
1038   if (DefI->mayLoad() || DefI->mayStore())
1039     if (!canMoveMemTo(*DefI, TfrI, true))
1040       CanDown = false;
1041
1042   DEBUG(dbgs() << "Can move up: " << (CanUp ? "yes" : "no")
1043                << ", can move down: " << (CanDown ? "yes\n" : "no\n"));
1044   MachineBasicBlock::iterator PastDefIt = std::next(DefIt);
1045   if (CanUp)
1046     predicateAt(MD, *DefI, PastDefIt, MP, Cond, UpdRegs);
1047   else if (CanDown)
1048     predicateAt(MD, *DefI, TfrIt, MP, Cond, UpdRegs);
1049   else
1050     return false;
1051
1052   if (RT != RD) {
1053     renameInRange(RT, RD, PredR, Cond, PastDefIt, TfrIt);
1054     UpdRegs.insert(RT.Reg);
1055   }
1056
1057   removeInstr(TfrI);
1058   removeInstr(*DefI);
1059   return true;
1060 }
1061
1062 /// Predicate all cases of conditional copies in the specified block.
1063 bool HexagonExpandCondsets::predicateInBlock(MachineBasicBlock &B,
1064       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
1065   bool Changed = false;
1066   MachineBasicBlock::iterator I, E, NextI;
1067   for (I = B.begin(), E = B.end(); I != E; I = NextI) {
1068     NextI = std::next(I);
1069     unsigned Opc = I->getOpcode();
1070     if (Opc == Hexagon::A2_tfrt || Opc == Hexagon::A2_tfrf) {
1071       bool Done = predicate(*I, (Opc == Hexagon::A2_tfrt), UpdRegs);
1072       if (!Done) {
1073         // If we didn't predicate I, we may need to remove it in case it is
1074         // an "identity" copy, e.g.  %1 = A2_tfrt %2, %1.
1075         if (RegisterRef(I->getOperand(0)) == RegisterRef(I->getOperand(2))) {
1076           for (auto &Op : I->operands())
1077             if (Op.isReg())
1078               UpdRegs.insert(Op.getReg());
1079           removeInstr(*I);
1080         }
1081       }
1082       Changed |= Done;
1083     }
1084   }
1085   return Changed;
1086 }
1087
1088 bool HexagonExpandCondsets::isIntReg(RegisterRef RR, unsigned &BW) {
1089   if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RR.Reg))
1090     return false;
1091   const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClass(RR.Reg);
1092   if (RC == &Hexagon::IntRegsRegClass) {
1093     BW = 32;
1094     return true;
1095   }
1096   if (RC == &Hexagon::DoubleRegsRegClass) {
1097     BW = (RR.Sub != 0) ? 32 : 64;
1098     return true;
1099   }
1100   return false;
1101 }
1102
1103 bool HexagonExpandCondsets::isIntraBlocks(LiveInterval &LI) {
1104   for (LiveInterval::iterator I = LI.begin(), E = LI.end(); I != E; ++I) {
1105     LiveRange::Segment &LR = *I;
1106     // Range must start at a register...
1107     if (!LR.start.isRegister())
1108       return false;
1109     // ...and end in a register or in a dead slot.
1110     if (!LR.end.isRegister() && !LR.end.isDead())
1111       return false;
1112   }
1113   return true;
1114 }
1115
1116 bool HexagonExpandCondsets::coalesceRegisters(RegisterRef R1, RegisterRef R2) {
1117   if (CoaLimitActive) {
1118     if (CoaCounter >= CoaLimit)
1119       return false;
1120     CoaCounter++;
1121   }
1122   unsigned BW1, BW2;
1123   if (!isIntReg(R1, BW1) || !isIntReg(R2, BW2) || BW1 != BW2)
1124     return false;
1125   if (MRI->isLiveIn(R1.Reg))
1126     return false;
1127   if (MRI->isLiveIn(R2.Reg))
1128     return false;
1129
1130   LiveInterval &L1 = LIS->getInterval(R1.Reg);
1131   LiveInterval &L2 = LIS->getInterval(R2.Reg);
1132   if (L2.empty())
1133     return false;
1134   if (L1.hasSubRanges() || L2.hasSubRanges())
1135     return false;
1136   bool Overlap = L1.overlaps(L2);
1137
1138   DEBUG(dbgs() << "compatible registers: ("
1139                << (Overlap ? "overlap" : "disjoint") << ")\n  "
1140                << printReg(R1.Reg, TRI, R1.Sub) << "  " << L1 << "\n  "
1141                << printReg(R2.Reg, TRI, R2.Sub) << "  " << L2 << "\n");
1142   if (R1.Sub || R2.Sub)
1143     return false;
1144   if (Overlap)
1145     return false;
1146
1147   // Coalescing could have a negative impact on scheduling, so try to limit
1148   // to some reasonable extent. Only consider coalescing segments, when one
1149   // of them does not cross basic block boundaries.
1150   if (!isIntraBlocks(L1) && !isIntraBlocks(L2))
1151     return false;
1152
1153   MRI->replaceRegWith(R2.Reg, R1.Reg);
1154
1155   // Move all live segments from L2 to L1.
1156   using ValueInfoMap = DenseMap<VNInfo *, VNInfo *>;
1157   ValueInfoMap VM;
1158   for (LiveInterval::iterator I = L2.begin(), E = L2.end(); I != E; ++I) {
1159     VNInfo *NewVN, *OldVN = I->valno;
1160     ValueInfoMap::iterator F = VM.find(OldVN);
1161     if (F == VM.end()) {
1162       NewVN = L1.getNextValue(I->valno->def, LIS->getVNInfoAllocator());
1163       VM.insert(std::make_pair(OldVN, NewVN));
1164     } else {
1165       NewVN = F->second;
1166     }
1167     L1.addSegment(LiveRange::Segment(I->start, I->end, NewVN));
1168   }
1169   while (L2.begin() != L2.end())
1170     L2.removeSegment(*L2.begin());
1171   LIS->removeInterval(R2.Reg);
1172
1173   updateKillFlags(R1.Reg);
1174   DEBUG(dbgs() << "coalesced: " << L1 << "\n");
1175   L1.verify();
1176
1177   return true;
1178 }
1179
1180 /// Attempt to coalesce one of the source registers to a MUX instruction with
1181 /// the destination register. This could lead to having only one predicated
1182 /// instruction in the end instead of two.
1183 bool HexagonExpandCondsets::coalesceSegments(
1184       const SmallVectorImpl<MachineInstr*> &Condsets,
1185       std::set<unsigned> &UpdRegs) {
1186   SmallVector<MachineInstr*,16> TwoRegs;
1187   for (MachineInstr *MI : Condsets) {
1188     MachineOperand &S1 = MI->getOperand(2), &S2 = MI->getOperand(3);
1189     if (!S1.isReg() && !S2.isReg())
1190       continue;
1191     TwoRegs.push_back(MI);
1192   }
1193
1194   bool Changed = false;
1195   for (MachineInstr *CI : TwoRegs) {
1196     RegisterRef RD = CI->getOperand(0);
1197     RegisterRef RP = CI->getOperand(1);
1198     MachineOperand &S1 = CI->getOperand(2), &S2 = CI->getOperand(3);
1199     bool Done = false;
1200     // Consider this case:
1201     //   %1 = instr1 ...
1202     //   %2 = instr2 ...
1203     //   %0 = C2_mux ..., %1, %2
1204     // If %0 was coalesced with %1, we could end up with the following
1205     // code:
1206     //   %0 = instr1 ...
1207     //   %2 = instr2 ...
1208     //   %0 = A2_tfrf ..., %2
1209     // which will later become:
1210     //   %0 = instr1 ...
1211     //   %0 = instr2_cNotPt ...
1212     // i.e. there will be an unconditional definition (instr1) of %0
1213     // followed by a conditional one. The output dependency was there before
1214     // and it unavoidable, but if instr1 is predicable, we will no longer be
1215     // able to predicate it here.
1216     // To avoid this scenario, don't coalesce the destination register with
1217     // a source register that is defined by a predicable instruction.
1218     if (S1.isReg()) {
1219       RegisterRef RS = S1;
1220       MachineInstr *RDef = getReachingDefForPred(RS, CI, RP.Reg, true);
1221       if (!RDef || !HII->isPredicable(*RDef)) {
1222         Done = coalesceRegisters(RD, RegisterRef(S1));
1223         if (Done) {
1224           UpdRegs.insert(RD.Reg);
1225           UpdRegs.insert(S1.getReg());
1226         }
1227       }
1228     }
1229     if (!Done && S2.isReg()) {
1230       RegisterRef RS = S2;
1231       MachineInstr *RDef = getReachingDefForPred(RS, CI, RP.Reg, false);
1232       if (!RDef || !HII->isPredicable(*RDef)) {
1233         Done = coalesceRegisters(RD, RegisterRef(S2));
1234         if (Done) {
1235           UpdRegs.insert(RD.Reg);
1236           UpdRegs.insert(S2.getReg());
1237         }
1238       }
1239     }
1240     Changed |= Done;
1241   }
1242   return Changed;
1243 }
1244
1245 bool HexagonExpandCondsets::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1246   if (skipFunction(MF.getFunction()))
1247     return false;
1248
1249   HII = static_cast<const HexagonInstrInfo*>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
1250   TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1251   MDT = &getAnalysis<MachineDominatorTree>();
1252   LIS = &getAnalysis<LiveIntervals>();
1253   MRI = &MF.getRegInfo();
1254
1255   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "Before expand-condsets\n",
1256                    MF.getFunction().getParent()));
1257
1258   bool Changed = false;
1259   std::set<unsigned> CoalUpd, PredUpd;
1260
1261   SmallVector<MachineInstr*,16> Condsets;
1262   for (auto &B : MF)
1263     for (auto &I : B)
1264       if (isCondset(I))
1265         Condsets.push_back(&I);
1266
1267   // Try to coalesce the target of a mux with one of its sources.
1268   // This could eliminate a register copy in some circumstances.
1269   Changed |= coalesceSegments(Condsets, CoalUpd);
1270
1271   // Update kill flags on all source operands. This is done here because
1272   // at this moment (when expand-condsets runs), there are no kill flags
1273   // in the IR (they have been removed by live range analysis).
1274   // Updating them right before we split is the easiest, because splitting
1275   // adds definitions which would interfere with updating kills afterwards.
1276   std::set<unsigned> KillUpd;
1277   for (MachineInstr *MI : Condsets)
1278     for (MachineOperand &Op : MI->operands())
1279       if (Op.isReg() && Op.isUse())
1280         if (!CoalUpd.count(Op.getReg()))
1281           KillUpd.insert(Op.getReg());
1282   updateLiveness(KillUpd, false, true, false);
1283   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After coalescing\n",
1284                    MF.getFunction().getParent()));
1285
1286   // First, simply split all muxes into a pair of conditional transfers
1287   // and update the live intervals to reflect the new arrangement. The
1288   // goal is to update the kill flags, since predication will rely on
1289   // them.
1290   for (MachineInstr *MI : Condsets)
1291     Changed |= split(*MI, PredUpd);
1292   Condsets.clear(); // The contents of Condsets are invalid here anyway.
1293
1294   // Do not update live ranges after splitting. Recalculation of live
1295   // intervals removes kill flags, which were preserved by splitting on
1296   // the source operands of condsets. These kill flags are needed by
1297   // predication, and after splitting they are difficult to recalculate
1298   // (because of predicated defs), so make sure they are left untouched.
1299   // Predication does not use live intervals.
1300   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After splitting\n",
1301                    MF.getFunction().getParent()));
1302
1303   // Traverse all blocks and collapse predicable instructions feeding
1304   // conditional transfers into predicated instructions.
1305   // Walk over all the instructions again, so we may catch pre-existing
1306   // cases that were not created in the previous step.
1307   for (auto &B : MF)
1308     Changed |= predicateInBlock(B, PredUpd);
1309   DEBUG(LIS->print(dbgs() << "After predicating\n",
1310                    MF.getFunction().getParent()));
1311
1312   PredUpd.insert(CoalUpd.begin(), CoalUpd.end());
1313   updateLiveness(PredUpd, true, true, true);
1314
1315   DEBUG({
1316     if (Changed)
1317       LIS->print(dbgs() << "After expand-condsets\n",
1318                  MF.getFunction().getParent());
1319   });
1320
1321   return Changed;
1322 }
1323
1324 //===----------------------------------------------------------------------===//
1325 //                         Public Constructor Functions
1326 //===----------------------------------------------------------------------===//
1327
1328 FunctionPass *llvm::createHexagonExpandCondsets() {
1329   return new HexagonExpandCondsets();
1330 }