contrib/llvm/utils/TableGen/DAGISelMatcherOpt.cpp

   1 //===- DAGISelMatcherOpt.cpp - Optimize a DAG Matcher ---------------------===//
   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 // This file implements the DAG Matcher optimizer.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "DAGISelMatcher.h"
  15 #include "CodeGenDAGPatterns.h"
  16 #include "llvm/ADT/StringSet.h"
  17 #include "llvm/Support/Debug.h"
  18 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  19 using namespace llvm;
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "isel-opt"
  22
  23 /// ContractNodes - Turn multiple matcher node patterns like 'MoveChild+Record'
  24 /// into single compound nodes like RecordChild.
  25 static void ContractNodes(std::unique_ptr<Matcher> &MatcherPtr,
  26                           const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
  27   // If we reached the end of the chain, we're done.
  28   Matcher *N = MatcherPtr.get();
  29   if (!N) return;
  30
  31   // If we have a scope node, walk down all of the children.
  32   if (ScopeMatcher *Scope = dyn_cast<ScopeMatcher>(N)) {
  33     for (unsigned i = 0, e = Scope->getNumChildren(); i != e; ++i) {
  34       std::unique_ptr<Matcher> Child(Scope->takeChild(i));
  35       ContractNodes(Child, CGP);
  36       Scope->resetChild(i, Child.release());
  37     }
  38     return;
  39   }
  40
  41   // If we found a movechild node with a node that comes in a 'foochild' form,
  42   // transform it.
  43   if (MoveChildMatcher *MC = dyn_cast<MoveChildMatcher>(N)) {
  44     Matcher *New = nullptr;
  45     if (RecordMatcher *RM = dyn_cast<RecordMatcher>(MC->getNext()))
  46       if (MC->getChildNo() < 8)  // Only have RecordChild0...7
  47         New = new RecordChildMatcher(MC->getChildNo(), RM->getWhatFor(),
  48                                      RM->getResultNo());
  49
  50     if (CheckTypeMatcher *CT = dyn_cast<CheckTypeMatcher>(MC->getNext()))
  51       if (MC->getChildNo() < 8 &&  // Only have CheckChildType0...7
  52           CT->getResNo() == 0)     // CheckChildType checks res #0
  53         New = new CheckChildTypeMatcher(MC->getChildNo(), CT->getType());
  54
  55     if (CheckSameMatcher *CS = dyn_cast<CheckSameMatcher>(MC->getNext()))
  56       if (MC->getChildNo() < 4)  // Only have CheckChildSame0...3
  57         New = new CheckChildSameMatcher(MC->getChildNo(), CS->getMatchNumber());
  58
  59     if (CheckIntegerMatcher *CS = dyn_cast<CheckIntegerMatcher>(MC->getNext()))
  60       if (MC->getChildNo() < 5)  // Only have CheckChildInteger0...4
  61         New = new CheckChildIntegerMatcher(MC->getChildNo(), CS->getValue());
  62
  63     if (New) {
  64       // Insert the new node.
  65       New->setNext(MatcherPtr.release());
  66       MatcherPtr.reset(New);
  67       // Remove the old one.
  68       MC->setNext(MC->getNext()->takeNext());
  69       return ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
  70     }
  71   }
  72
  73   // Zap movechild -> moveparent.
  74   if (MoveChildMatcher *MC = dyn_cast<MoveChildMatcher>(N))
  75     if (MoveParentMatcher *MP =
  76           dyn_cast<MoveParentMatcher>(MC->getNext())) {
  77       MatcherPtr.reset(MP->takeNext());
  78       return ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
  79     }
  80
  81   // Turn EmitNode->CompleteMatch into MorphNodeTo if we can.
  82   if (EmitNodeMatcher *EN = dyn_cast<EmitNodeMatcher>(N))
  83     if (CompleteMatchMatcher *CM =
  84           dyn_cast<CompleteMatchMatcher>(EN->getNext())) {
  85       // We can only use MorphNodeTo if the result values match up.
  86       unsigned RootResultFirst = EN->getFirstResultSlot();
  87       bool ResultsMatch = true;
  88       for (unsigned i = 0, e = CM->getNumResults(); i != e; ++i)
  89         if (CM->getResult(i) != RootResultFirst+i)
  90           ResultsMatch = false;
  91
  92       // If the selected node defines a subset of the glue/chain results, we
  93       // can't use MorphNodeTo.  For example, we can't use MorphNodeTo if the
  94       // matched pattern has a chain but the root node doesn't.
  95       const PatternToMatch &Pattern = CM->getPattern();
  96
  97       if (!EN->hasChain() &&
  98           Pattern.getSrcPattern()->NodeHasProperty(SDNPHasChain, CGP))
  99         ResultsMatch = false;
 100
 101       // If the matched node has glue and the output root doesn't, we can't
 102       // use MorphNodeTo.
 103       //
 104       // NOTE: Strictly speaking, we don't have to check for glue here
 105       // because the code in the pattern generator doesn't handle it right.  We
 106       // do it anyway for thoroughness.
 107       if (!EN->hasOutFlag() &&
 108           Pattern.getSrcPattern()->NodeHasProperty(SDNPOutGlue, CGP))
 109         ResultsMatch = false;
 110
 111
 112       // If the root result node defines more results than the source root node
 113       // *and* has a chain or glue input, then we can't match it because it
 114       // would end up replacing the extra result with the chain/glue.
 115 #if 0
 116       if ((EN->hasGlue() || EN->hasChain()) &&
 117           EN->getNumNonChainGlueVTs() > ... need to get no results reliably ...)
 118         ResultMatch = false;
 119 #endif
 120
 121       if (ResultsMatch) {
 122         const SmallVectorImpl<MVT::SimpleValueType> &VTs = EN->getVTList();
 123         const SmallVectorImpl<unsigned> &Operands = EN->getOperandList();
 124         MatcherPtr.reset(new MorphNodeToMatcher(EN->getOpcodeName(),
 125                                                 VTs, Operands,
 126                                                 EN->hasChain(), EN->hasInFlag(),
 127                                                 EN->hasOutFlag(),
 128                                                 EN->hasMemRefs(),
 129                                                 EN->getNumFixedArityOperands(),
 130                                                 Pattern));
 131         return;
 132       }
 133
 134       // FIXME2: Kill off all the SelectionDAG::SelectNodeTo and getMachineNode
 135       // variants.
 136     }
 137
 138   ContractNodes(N->getNextPtr(), CGP);
 139
 140
 141   // If we have a CheckType/CheckChildType/Record node followed by a
 142   // CheckOpcode, invert the two nodes.  We prefer to do structural checks
 143   // before type checks, as this opens opportunities for factoring on targets
 144   // like X86 where many operations are valid on multiple types.
 145   if ((isa<CheckTypeMatcher>(N) || isa<CheckChildTypeMatcher>(N) ||
 146        isa<RecordMatcher>(N)) &&
 147       isa<CheckOpcodeMatcher>(N->getNext())) {
 148     // Unlink the two nodes from the list.
 149     Matcher *CheckType = MatcherPtr.release();
 150     Matcher *CheckOpcode = CheckType->takeNext();
 151     Matcher *Tail = CheckOpcode->takeNext();
 152
 153     // Relink them.
 154     MatcherPtr.reset(CheckOpcode);
 155     CheckOpcode->setNext(CheckType);
 156     CheckType->setNext(Tail);
 157     return ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
 158   }
 159 }
 160
 161 /// FindNodeWithKind - Scan a series of matchers looking for a matcher with a
 162 /// specified kind.  Return null if we didn't find one otherwise return the
 163 /// matcher.
 164 static Matcher *FindNodeWithKind(Matcher *M, Matcher::KindTy Kind) {
 165   for (; M; M = M->getNext())
 166     if (M->getKind() == Kind)
 167       return M;
 168   return nullptr;
 169 }
 170
 171
 172 /// FactorNodes - Turn matches like this:
 173 ///   Scope
 174 ///     OPC_CheckType i32
 175 ///       ABC
 176 ///     OPC_CheckType i32
 177 ///       XYZ
 178 /// into:
 179 ///   OPC_CheckType i32
 180 ///     Scope
 181 ///       ABC
 182 ///       XYZ
 183 ///
 184 static void FactorNodes(std::unique_ptr<Matcher> &MatcherPtr) {
 185   // If we reached the end of the chain, we're done.
 186   Matcher *N = MatcherPtr.get();
 187   if (!N) return;
 188
 189   // If this is not a push node, just scan for one.
 190   ScopeMatcher *Scope = dyn_cast<ScopeMatcher>(N);
 191   if (!Scope)
 192     return FactorNodes(N->getNextPtr());
 193
 194   // Okay, pull together the children of the scope node into a vector so we can
 195   // inspect it more easily.
 196   SmallVector<Matcher*, 32> OptionsToMatch;
 197
 198   for (unsigned i = 0, e = Scope->getNumChildren(); i != e; ++i) {
 199     // Factor the subexpression.
 200     std::unique_ptr<Matcher> Child(Scope->takeChild(i));
 201     FactorNodes(Child);
 202
 203     if (Child) {
 204       // If the child is a ScopeMatcher we can just merge its contents.
 205       if (auto *SM = dyn_cast<ScopeMatcher>(Child.get())) {
 206         for (unsigned j = 0, e = SM->getNumChildren(); j != e; ++j)
 207           OptionsToMatch.push_back(SM->takeChild(j));
 208       } else {
 209         OptionsToMatch.push_back(Child.release());
 210       }
 211     }
 212   }
 213
 214   SmallVector<Matcher*, 32> NewOptionsToMatch;
 215
 216   // Loop over options to match, merging neighboring patterns with identical
 217   // starting nodes into a shared matcher.
 218   for (unsigned OptionIdx = 0, e = OptionsToMatch.size(); OptionIdx != e;) {
 219     // Find the set of matchers that start with this node.
 220     Matcher *Optn = OptionsToMatch[OptionIdx++];
 221
 222     if (OptionIdx == e) {
 223       NewOptionsToMatch.push_back(Optn);
 224       continue;
 225     }
 226
 227     // See if the next option starts with the same matcher.  If the two
 228     // neighbors *do* start with the same matcher, we can factor the matcher out
 229     // of at least these two patterns.  See what the maximal set we can merge
 230     // together is.
 231     SmallVector<Matcher*, 8> EqualMatchers;
 232     EqualMatchers.push_back(Optn);
 233
 234     // Factor all of the known-equal matchers after this one into the same
 235     // group.
 236     while (OptionIdx != e && OptionsToMatch[OptionIdx]->isEqual(Optn))
 237       EqualMatchers.push_back(OptionsToMatch[OptionIdx++]);
 238
 239     // If we found a non-equal matcher, see if it is contradictory with the
 240     // current node.  If so, we know that the ordering relation between the
 241     // current sets of nodes and this node don't matter.  Look past it to see if
 242     // we can merge anything else into this matching group.
 243     unsigned Scan = OptionIdx;
 244     while (1) {
 245       // If we ran out of stuff to scan, we're done.
 246       if (Scan == e) break;
 247
 248       Matcher *ScanMatcher = OptionsToMatch[Scan];
 249
 250       // If we found an entry that matches out matcher, merge it into the set to
 251       // handle.
 252       if (Optn->isEqual(ScanMatcher)) {
 253         // If is equal after all, add the option to EqualMatchers and remove it
 254         // from OptionsToMatch.
 255         EqualMatchers.push_back(ScanMatcher);
 256         OptionsToMatch.erase(OptionsToMatch.begin()+Scan);
 257         --e;
 258         continue;
 259       }
 260
 261       // If the option we're checking for contradicts the start of the list,
 262       // skip over it.
 263       if (Optn->isContradictory(ScanMatcher)) {
 264         ++Scan;
 265         continue;
 266       }
 267
 268       // If we're scanning for a simple node, see if it occurs later in the
 269       // sequence.  If so, and if we can move it up, it might be contradictory
 270       // or the same as what we're looking for.  If so, reorder it.
 271       if (Optn->isSimplePredicateOrRecordNode()) {
 272         Matcher *M2 = FindNodeWithKind(ScanMatcher, Optn->getKind());
 273         if (M2 && M2 != ScanMatcher &&
 274             M2->canMoveBefore(ScanMatcher) &&
 275             (M2->isEqual(Optn) || M2->isContradictory(Optn))) {
 276           Matcher *MatcherWithoutM2 = ScanMatcher->unlinkNode(M2);
 277           M2->setNext(MatcherWithoutM2);
 278           OptionsToMatch[Scan] = M2;
 279           continue;
 280         }
 281       }
 282
 283       // Otherwise, we don't know how to handle this entry, we have to bail.
 284       break;
 285     }
 286
 287     if (Scan != e &&
 288         // Don't print it's obvious nothing extra could be merged anyway.
 289         Scan+1 != e) {
 290       DEBUG(errs() << "Couldn't merge this:\n";
 291             Optn->print(errs(), 4);
 292             errs() << "into this:\n";
 293             OptionsToMatch[Scan]->print(errs(), 4);
 294             if (Scan+1 != e)
 295               OptionsToMatch[Scan+1]->printOne(errs());
 296             if (Scan+2 < e)
 297               OptionsToMatch[Scan+2]->printOne(errs());
 298             errs() << "\n");
 299     }
 300
 301     // If we only found one option starting with this matcher, no factoring is
 302     // possible.
 303     if (EqualMatchers.size() == 1) {
 304       NewOptionsToMatch.push_back(EqualMatchers[0]);
 305       continue;
 306     }
 307
 308     // Factor these checks by pulling the first node off each entry and
 309     // discarding it.  Take the first one off the first entry to reuse.
 310     Matcher *Shared = Optn;
 311     Optn = Optn->takeNext();
 312     EqualMatchers[0] = Optn;
 313
 314     // Remove and delete the first node from the other matchers we're factoring.
 315     for (unsigned i = 1, e = EqualMatchers.size(); i != e; ++i) {
 316       Matcher *Tmp = EqualMatchers[i]->takeNext();
 317       delete EqualMatchers[i];
 318       EqualMatchers[i] = Tmp;
 319     }
 320
 321     Shared->setNext(new ScopeMatcher(EqualMatchers));
 322
 323     // Recursively factor the newly created node.
 324     FactorNodes(Shared->getNextPtr());
 325
 326     NewOptionsToMatch.push_back(Shared);
 327   }
 328
 329   // If we're down to a single pattern to match, then we don't need this scope
 330   // anymore.
 331   if (NewOptionsToMatch.size() == 1) {
 332     MatcherPtr.reset(NewOptionsToMatch[0]);
 333     return;
 334   }
 335
 336   if (NewOptionsToMatch.empty()) {
 337     MatcherPtr.reset();
 338     return;
 339   }
 340
 341   // If our factoring failed (didn't achieve anything) see if we can simplify in
 342   // other ways.
 343
 344   // Check to see if all of the leading entries are now opcode checks.  If so,
 345   // we can convert this Scope to be a OpcodeSwitch instead.
 346   bool AllOpcodeChecks = true, AllTypeChecks = true;
 347   for (unsigned i = 0, e = NewOptionsToMatch.size(); i != e; ++i) {
 348     // Check to see if this breaks a series of CheckOpcodeMatchers.
 349     if (AllOpcodeChecks &&
 350         !isa<CheckOpcodeMatcher>(NewOptionsToMatch[i])) {
 351 #if 0
 352       if (i > 3) {
 353         errs() << "FAILING OPC #" << i << "\n";
 354         NewOptionsToMatch[i]->dump();
 355       }
 356 #endif
 357       AllOpcodeChecks = false;
 358     }
 359
 360     // Check to see if this breaks a series of CheckTypeMatcher's.
 361     if (AllTypeChecks) {
 362       CheckTypeMatcher *CTM =
 363         cast_or_null<CheckTypeMatcher>(FindNodeWithKind(NewOptionsToMatch[i],
 364                                                         Matcher::CheckType));
 365       if (!CTM ||
 366           // iPTR checks could alias any other case without us knowing, don't
 367           // bother with them.
 368           CTM->getType() == MVT::iPTR ||
 369           // SwitchType only works for result #0.
 370           CTM->getResNo() != 0 ||
 371           // If the CheckType isn't at the start of the list, see if we can move
 372           // it there.
 373           !CTM->canMoveBefore(NewOptionsToMatch[i])) {
 374 #if 0
 375         if (i > 3 && AllTypeChecks) {
 376           errs() << "FAILING TYPE #" << i << "\n";
 377           NewOptionsToMatch[i]->dump();
 378         }
 379 #endif
 380         AllTypeChecks = false;
 381       }
 382     }
 383   }
 384
 385   // If all the options are CheckOpcode's, we can form the SwitchOpcode, woot.
 386   if (AllOpcodeChecks) {
 387     StringSet<> Opcodes;
 388     SmallVector<std::pair<const SDNodeInfo*, Matcher*>, 8> Cases;
 389     for (unsigned i = 0, e = NewOptionsToMatch.size(); i != e; ++i) {
 390       CheckOpcodeMatcher *COM = cast<CheckOpcodeMatcher>(NewOptionsToMatch[i]);
 391       assert(Opcodes.insert(COM->getOpcode().getEnumName()).second &&
 392              "Duplicate opcodes not factored?");
 393       Cases.push_back(std::make_pair(&COM->getOpcode(), COM->takeNext()));
 394       delete COM;
 395     }
 396
 397     MatcherPtr.reset(new SwitchOpcodeMatcher(Cases));
 398     return;
 399   }
 400
 401   // If all the options are CheckType's, we can form the SwitchType, woot.
 402   if (AllTypeChecks) {
 403     DenseMap<unsigned, unsigned> TypeEntry;
 404     SmallVector<std::pair<MVT::SimpleValueType, Matcher*>, 8> Cases;
 405     for (unsigned i = 0, e = NewOptionsToMatch.size(); i != e; ++i) {
 406       CheckTypeMatcher *CTM =
 407         cast_or_null<CheckTypeMatcher>(FindNodeWithKind(NewOptionsToMatch[i],
 408                                                         Matcher::CheckType));
 409       Matcher *MatcherWithoutCTM = NewOptionsToMatch[i]->unlinkNode(CTM);
 410       MVT::SimpleValueType CTMTy = CTM->getType();
 411       delete CTM;
 412
 413       unsigned &Entry = TypeEntry[CTMTy];
 414       if (Entry != 0) {
 415         // If we have unfactored duplicate types, then we should factor them.
 416         Matcher *PrevMatcher = Cases[Entry-1].second;
 417         if (ScopeMatcher *SM = dyn_cast<ScopeMatcher>(PrevMatcher)) {
 418           SM->setNumChildren(SM->getNumChildren()+1);
 419           SM->resetChild(SM->getNumChildren()-1, MatcherWithoutCTM);
 420           continue;
 421         }
 422
 423         Matcher *Entries[2] = { PrevMatcher, MatcherWithoutCTM };
 424         Cases[Entry-1].second = new ScopeMatcher(Entries);
 425         continue;
 426       }
 427
 428       Entry = Cases.size()+1;
 429       Cases.push_back(std::make_pair(CTMTy, MatcherWithoutCTM));
 430     }
 431
 432     // Make sure we recursively factor any scopes we may have created.
 433     for (auto &M : Cases) {
 434       if (ScopeMatcher *SM = dyn_cast<ScopeMatcher>(M.second)) {
 435         std::unique_ptr<Matcher> Scope(SM);
 436         FactorNodes(Scope);
 437         M.second = Scope.release();
 438         assert(M.second && "null matcher");
 439       }
 440     }
 441
 442     if (Cases.size() != 1) {
 443       MatcherPtr.reset(new SwitchTypeMatcher(Cases));
 444     } else {
 445       // If we factored and ended up with one case, create it now.
 446       MatcherPtr.reset(new CheckTypeMatcher(Cases[0].first, 0));
 447       MatcherPtr->setNext(Cases[0].second);
 448     }
 449     return;
 450   }
 451
 452
 453   // Reassemble the Scope node with the adjusted children.
 454   Scope->setNumChildren(NewOptionsToMatch.size());
 455   for (unsigned i = 0, e = NewOptionsToMatch.size(); i != e; ++i)
 456     Scope->resetChild(i, NewOptionsToMatch[i]);
 457 }
 458
 459 void
 460 llvm::OptimizeMatcher(std::unique_ptr<Matcher> &MatcherPtr,
 461                       const CodeGenDAGPatterns &CGP) {
 462   ContractNodes(MatcherPtr, CGP);
 463   FactorNodes(MatcherPtr);
 464 }