lib/CodeGen/SelectionDAG/FastISel.cpp

   1 ///===-- FastISel.cpp - Implementation of the FastISel class --------------===//
   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 contains the implementation of the FastISel class.
  11 //
  12 // "Fast" instruction selection is designed to emit very poor code quickly.
  13 // Also, it is not designed to be able to do much lowering, so most illegal
  14 // types (e.g. i64 on 32-bit targets) and operations are not supported.  It is
  15 // also not intended to be able to do much optimization, except in a few cases
  16 // where doing optimizations reduces overall compile time.  For example, folding
  17 // constants into immediate fields is often done, because it's cheap and it
  18 // reduces the number of instructions later phases have to examine.
  19 //
  20 // "Fast" instruction selection is able to fail gracefully and transfer
  21 // control to the SelectionDAG selector for operations that it doesn't
  22 // support.  In many cases, this allows us to avoid duplicating a lot of
  23 // the complicated lowering logic that SelectionDAG currently has.
  24 //
  25 // The intended use for "fast" instruction selection is "-O0" mode
  26 // compilation, where the quality of the generated code is irrelevant when
  27 // weighed against the speed at which the code can be generated.  Also,
  28 // at -O0, the LLVM optimizers are not running, and this makes the
  29 // compile time of codegen a much higher portion of the overall compile
  30 // time.  Despite its limitations, "fast" instruction selection is able to
  31 // handle enough code on its own to provide noticeable overall speedups
  32 // in -O0 compiles.
  33 //
  34 // Basic operations are supported in a target-independent way, by reading
  35 // the same instruction descriptions that the SelectionDAG selector reads,
  36 // and identifying simple arithmetic operations that can be directly selected
  37 // from simple operators.  More complicated operations currently require
  38 // target-specific code.
  39 //
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 #include "llvm/Function.h"
  43 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  44 #include "llvm/Instructions.h"
  45 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  46 #include "llvm/LLVMContext.h"
  47 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  48 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  49 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  50 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  51 #include "llvm/CodeGen/DwarfWriter.h"
  52 #include "llvm/Analysis/DebugInfo.h"
  53 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  54 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  55 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  56 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  57 #include "SelectionDAGBuild.h"
  58 using namespace llvm;
  59
  60 unsigned FastISel::getRegForValue(Value *V) {
  61   EVT RealVT = TLI.getValueType(V->getType(), /*AllowUnknown=*/true);
  62   // Don't handle non-simple values in FastISel.
  63   if (!RealVT.isSimple())
  64     return 0;
  65
  66   // Ignore illegal types. We must do this before looking up the value
  67   // in ValueMap because Arguments are given virtual registers regardless
  68   // of whether FastISel can handle them.
  69   MVT VT = RealVT.getSimpleVT();
  70   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
  71     // Promote MVT::i1 to a legal type though, because it's common and easy.
  72     if (VT == MVT::i1)
  73       VT = TLI.getTypeToTransformTo(V->getContext(), VT).getSimpleVT();
  74     else
  75       return 0;
  76   }
  77
  78   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
  79   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
  80   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
  81   // def-dominatess-use requirement enforced.
  82   if (ValueMap.count(V))
  83     return ValueMap[V];
  84   unsigned Reg = LocalValueMap[V];
  85   if (Reg != 0)
  86     return Reg;
  87
  88   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
  89     if (CI->getValue().getActiveBits() <= 64)
  90       Reg = FastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
  91   } else if (isa<AllocaInst>(V)) {
  92     Reg = TargetMaterializeAlloca(cast<AllocaInst>(V));
  93   } else if (isa<ConstantPointerNull>(V)) {
  94     // Translate this as an integer zero so that it can be
  95     // local-CSE'd with actual integer zeros.
  96     Reg =
  97       getRegForValue(Constant::getNullValue(TD.getIntPtrType(V->getContext())));
  98   } else if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(V)) {
  99     Reg = FastEmit_f(VT, VT, ISD::ConstantFP, CF);
 100
 101     if (!Reg) {
 102       const APFloat &Flt = CF->getValueAPF();
 103       EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 104
 105       uint64_t x[2];
 106       uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 107       bool isExact;
 108       (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 109                                 APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 110       if (isExact) {
 111         APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 112
 113         unsigned IntegerReg =
 114           getRegForValue(ConstantInt::get(V->getContext(), IntVal));
 115         if (IntegerReg != 0)
 116           Reg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT, ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 117       }
 118     }
 119   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 120     if (!SelectOperator(CE, CE->getOpcode())) return 0;
 121     Reg = LocalValueMap[CE];
 122   } else if (isa<UndefValue>(V)) {
 123     Reg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 124     BuildMI(MBB, DL, TII.get(TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF), Reg);
 125   }
 126
 127   // If target-independent code couldn't handle the value, give target-specific
 128   // code a try.
 129   if (!Reg && isa<Constant>(V))
 130     Reg = TargetMaterializeConstant(cast<Constant>(V));
 131
 132   // Don't cache constant materializations in the general ValueMap.
 133   // To do so would require tracking what uses they dominate.
 134   if (Reg != 0)
 135     LocalValueMap[V] = Reg;
 136   return Reg;
 137 }
 138
 139 unsigned FastISel::lookUpRegForValue(Value *V) {
 140   // Look up the value to see if we already have a register for it. We
 141   // cache values defined by Instructions across blocks, and other values
 142   // only locally. This is because Instructions already have the SSA
 143   // def-dominatess-use requirement enforced.
 144   if (ValueMap.count(V))
 145     return ValueMap[V];
 146   return LocalValueMap[V];
 147 }
 148
 149 /// UpdateValueMap - Update the value map to include the new mapping for this
 150 /// instruction, or insert an extra copy to get the result in a previous
 151 /// determined register.
 152 /// NOTE: This is only necessary because we might select a block that uses
 153 /// a value before we select the block that defines the value.  It might be
 154 /// possible to fix this by selecting blocks in reverse postorder.
 155 unsigned FastISel::UpdateValueMap(Value* I, unsigned Reg) {
 156   if (!isa<Instruction>(I)) {
 157     LocalValueMap[I] = Reg;
 158     return Reg;
 159   }
 160
 161   unsigned &AssignedReg = ValueMap[I];
 162   if (AssignedReg == 0)
 163     AssignedReg = Reg;
 164   else if (Reg != AssignedReg) {
 165     const TargetRegisterClass *RegClass = MRI.getRegClass(Reg);
 166     TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), AssignedReg,
 167                      Reg, RegClass, RegClass);
 168   }
 169   return AssignedReg;
 170 }
 171
 172 unsigned FastISel::getRegForGEPIndex(Value *Idx) {
 173   unsigned IdxN = getRegForValue(Idx);
 174   if (IdxN == 0)
 175     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 176     return 0;
 177
 178   // If the index is smaller or larger than intptr_t, truncate or extend it.
 179   MVT PtrVT = TLI.getPointerTy();
 180   EVT IdxVT = EVT::getEVT(Idx->getType(), /*HandleUnknown=*/false);
 181   if (IdxVT.bitsLT(PtrVT))
 182     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::SIGN_EXTEND, IdxN);
 183   else if (IdxVT.bitsGT(PtrVT))
 184     IdxN = FastEmit_r(IdxVT.getSimpleVT(), PtrVT, ISD::TRUNCATE, IdxN);
 185   return IdxN;
 186 }
 187
 188 /// SelectBinaryOp - Select and emit code for a binary operator instruction,
 189 /// which has an opcode which directly corresponds to the given ISD opcode.
 190 ///
 191 bool FastISel::SelectBinaryOp(User *I, ISD::NodeType ISDOpcode) {
 192   EVT VT = EVT::getEVT(I->getType(), /*HandleUnknown=*/true);
 193   if (VT == MVT::Other || !VT.isSimple())
 194     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 195     return false;
 196
 197   // We only handle legal types. For example, on x86-32 the instruction
 198   // selector contains all of the 64-bit instructions from x86-64,
 199   // under the assumption that i64 won't be used if the target doesn't
 200   // support it.
 201   if (!TLI.isTypeLegal(VT)) {
 202     // MVT::i1 is special. Allow AND, OR, or XOR because they
 203     // don't require additional zeroing, which makes them easy.
 204     if (VT == MVT::i1 &&
 205         (ISDOpcode == ISD::AND || ISDOpcode == ISD::OR ||
 206          ISDOpcode == ISD::XOR))
 207       VT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), VT);
 208     else
 209       return false;
 210   }
 211
 212   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 213   if (Op0 == 0)
 214     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 215     return false;
 216
 217   // Check if the second operand is a constant and handle it appropriately.
 218   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
 219     unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 220                                      ISDOpcode, Op0, CI->getZExtValue());
 221     if (ResultReg != 0) {
 222       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 223       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 224       return true;
 225     }
 226   }
 227
 228   // Check if the second operand is a constant float.
 229   if (ConstantFP *CF = dyn_cast<ConstantFP>(I->getOperand(1))) {
 230     unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 231                                      ISDOpcode, Op0, CF);
 232     if (ResultReg != 0) {
 233       // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 234       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 235       return true;
 236     }
 237   }
 238
 239   unsigned Op1 = getRegForValue(I->getOperand(1));
 240   if (Op1 == 0)
 241     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 242     return false;
 243
 244   // Now we have both operands in registers. Emit the instruction.
 245   unsigned ResultReg = FastEmit_rr(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 246                                    ISDOpcode, Op0, Op1);
 247   if (ResultReg == 0)
 248     // Target-specific code wasn't able to find a machine opcode for
 249     // the given ISD opcode and type. Halt "fast" selection and bail.
 250     return false;
 251
 252   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 253   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 254   return true;
 255 }
 256
 257 bool FastISel::SelectGetElementPtr(User *I) {
 258   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
 259   if (N == 0)
 260     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 261     return false;
 262
 263   const Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
 264   MVT VT = TLI.getPointerTy();
 265   for (GetElementPtrInst::op_iterator OI = I->op_begin()+1, E = I->op_end();
 266        OI != E; ++OI) {
 267     Value *Idx = *OI;
 268     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
 269       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
 270       if (Field) {
 271         // N = N + Offset
 272         uint64_t Offs = TD.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
 273         // FIXME: This can be optimized by combining the add with a
 274         // subsequent one.
 275         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 276         if (N == 0)
 277           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 278           return false;
 279       }
 280       Ty = StTy->getElementType(Field);
 281     } else {
 282       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
 283
 284       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
 285       if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
 286         if (CI->getZExtValue() == 0) continue;
 287         uint64_t Offs =
 288           TD.getTypeAllocSize(Ty)*cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
 289         N = FastEmit_ri_(VT, ISD::ADD, N, Offs, VT);
 290         if (N == 0)
 291           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 292           return false;
 293         continue;
 294       }
 295
 296       // N = N + Idx * ElementSize;
 297       uint64_t ElementSize = TD.getTypeAllocSize(Ty);
 298       unsigned IdxN = getRegForGEPIndex(Idx);
 299       if (IdxN == 0)
 300         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 301         return false;
 302
 303       if (ElementSize != 1) {
 304         IdxN = FastEmit_ri_(VT, ISD::MUL, IdxN, ElementSize, VT);
 305         if (IdxN == 0)
 306           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 307           return false;
 308       }
 309       N = FastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, IdxN);
 310       if (N == 0)
 311         // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 312         return false;
 313     }
 314   }
 315
 316   // We successfully emitted code for the given LLVM Instruction.
 317   UpdateValueMap(I, N);
 318   return true;
 319 }
 320
 321 bool FastISel::SelectCall(User *I) {
 322   Function *F = cast<CallInst>(I)->getCalledFunction();
 323   if (!F) return false;
 324
 325   unsigned IID = F->getIntrinsicID();
 326   switch (IID) {
 327   default: break;
 328   case Intrinsic::dbg_stoppoint:
 329   case Intrinsic::dbg_region_start:
 330   case Intrinsic::dbg_region_end:
 331   case Intrinsic::dbg_func_start:
 332     // FIXME - Remove this instructions once the dust settles.
 333     return true;
 334   case Intrinsic::dbg_declare: {
 335     DbgDeclareInst *DI = cast<DbgDeclareInst>(I);
 336     if (!isValidDebugInfoIntrinsic(*DI, CodeGenOpt::None) || !DW
 337         || !DW->ShouldEmitDwarfDebug())
 338       return true;
 339
 340     Value *Address = DI->getAddress();
 341     if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(Address))
 342       Address = BCI->getOperand(0);
 343     AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(Address);
 344     // Don't handle byval struct arguments or VLAs, for example.
 345     if (!AI) break;
 346     DenseMap<const AllocaInst*, int>::iterator SI =
 347       StaticAllocaMap.find(AI);
 348     if (SI == StaticAllocaMap.end()) break; // VLAs.
 349     int FI = SI->second;
 350     if (MMI) {
 351       MetadataContext &TheMetadata =
 352         DI->getParent()->getContext().getMetadata();
 353       unsigned MDDbgKind = TheMetadata.getMDKind("dbg");
 354       MDNode *Dbg = TheMetadata.getMD(MDDbgKind, DI);
 355       MMI->setVariableDbgInfo(DI->getVariable(), FI, Dbg);
 356     }
 357     return true;
 358   }
 359   case Intrinsic::eh_exception: {
 360     EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 361     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EXCEPTIONADDR, VT)) {
 362     default: break;
 363     case TargetLowering::Expand: {
 364       assert(MBB->isLandingPad() && "Call to eh.exception not in landing pad!");
 365       unsigned Reg = TLI.getExceptionAddressRegister();
 366       const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(VT);
 367       unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 368       bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 369                                            Reg, RC, RC);
 370       assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 371       InsertedCopy = InsertedCopy;
 372       UpdateValueMap(I, ResultReg);
 373       return true;
 374     }
 375     }
 376     break;
 377   }
 378   case Intrinsic::eh_selector: {
 379     EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 380     switch (TLI.getOperationAction(ISD::EHSELECTION, VT)) {
 381     default: break;
 382     case TargetLowering::Expand: {
 383       if (MMI) {
 384         if (MBB->isLandingPad())
 385           AddCatchInfo(*cast<CallInst>(I), MMI, MBB);
 386         else {
 387 #ifndef NDEBUG
 388           CatchInfoLost.insert(cast<CallInst>(I));
 389 #endif
 390           // FIXME: Mark exception selector register as live in.  Hack for PR1508.
 391           unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 392           if (Reg) MBB->addLiveIn(Reg);
 393         }
 394
 395         unsigned Reg = TLI.getExceptionSelectorRegister();
 396         EVT SrcVT = TLI.getPointerTy();
 397         const TargetRegisterClass *RC = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 398         unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 399         bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg, Reg,
 400                                              RC, RC);
 401         assert(InsertedCopy && "Can't copy address registers!");
 402         InsertedCopy = InsertedCopy;
 403
 404         // Cast the register to the type of the selector.
 405         if (SrcVT.bitsGT(MVT::i32))
 406           ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), MVT::i32, ISD::TRUNCATE,
 407                                  ResultReg);
 408         else if (SrcVT.bitsLT(MVT::i32))
 409           ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), MVT::i32,
 410                                  ISD::SIGN_EXTEND, ResultReg);
 411         if (ResultReg == 0)
 412           // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 413           return false;
 414
 415         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 416       } else {
 417         unsigned ResultReg =
 418           getRegForValue(Constant::getNullValue(I->getType()));
 419         UpdateValueMap(I, ResultReg);
 420       }
 421       return true;
 422     }
 423     }
 424     break;
 425   }
 426   }
 427   return false;
 428 }
 429
 430 bool FastISel::SelectCast(User *I, ISD::NodeType Opcode) {
 431   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 432   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 433
 434   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 435       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple())
 436     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 437     return false;
 438
 439   // Check if the destination type is legal. Or as a special case,
 440   // it may be i1 if we're doing a truncate because that's
 441   // easy and somewhat common.
 442   if (!TLI.isTypeLegal(DstVT))
 443     if (DstVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::TRUNCATE)
 444       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 445       return false;
 446
 447   // Check if the source operand is legal. Or as a special case,
 448   // it may be i1 if we're doing zero-extension because that's
 449   // easy and somewhat common.
 450   if (!TLI.isTypeLegal(SrcVT))
 451     if (SrcVT != MVT::i1 || Opcode != ISD::ZERO_EXTEND)
 452       // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 453       return false;
 454
 455   unsigned InputReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 456   if (!InputReg)
 457     // Unhandled operand.  Halt "fast" selection and bail.
 458     return false;
 459
 460   // If the operand is i1, arrange for the high bits in the register to be zero.
 461   if (SrcVT == MVT::i1) {
 462    SrcVT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), SrcVT);
 463    InputReg = FastEmitZExtFromI1(SrcVT.getSimpleVT(), InputReg);
 464    if (!InputReg)
 465      return false;
 466   }
 467   // If the result is i1, truncate to the target's type for i1 first.
 468   if (DstVT == MVT::i1)
 469     DstVT = TLI.getTypeToTransformTo(I->getContext(), DstVT);
 470
 471   unsigned ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(),
 472                                   DstVT.getSimpleVT(),
 473                                   Opcode,
 474                                   InputReg);
 475   if (!ResultReg)
 476     return false;
 477
 478   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 479   return true;
 480 }
 481
 482 bool FastISel::SelectBitCast(User *I) {
 483   // If the bitcast doesn't change the type, just use the operand value.
 484   if (I->getType() == I->getOperand(0)->getType()) {
 485     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 486     if (Reg == 0)
 487       return false;
 488     UpdateValueMap(I, Reg);
 489     return true;
 490   }
 491
 492   // Bitcasts of other values become reg-reg copies or BIT_CONVERT operators.
 493   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 494   EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 495
 496   if (SrcVT == MVT::Other || !SrcVT.isSimple() ||
 497       DstVT == MVT::Other || !DstVT.isSimple() ||
 498       !TLI.isTypeLegal(SrcVT) || !TLI.isTypeLegal(DstVT))
 499     // Unhandled type. Halt "fast" selection and bail.
 500     return false;
 501
 502   unsigned Op0 = getRegForValue(I->getOperand(0));
 503   if (Op0 == 0)
 504     // Unhandled operand. Halt "fast" selection and bail.
 505     return false;
 506
 507   // First, try to perform the bitcast by inserting a reg-reg copy.
 508   unsigned ResultReg = 0;
 509   if (SrcVT.getSimpleVT() == DstVT.getSimpleVT()) {
 510     TargetRegisterClass* SrcClass = TLI.getRegClassFor(SrcVT);
 511     TargetRegisterClass* DstClass = TLI.getRegClassFor(DstVT);
 512     ResultReg = createResultReg(DstClass);
 513
 514     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 515                                          Op0, DstClass, SrcClass);
 516     if (!InsertedCopy)
 517       ResultReg = 0;
 518   }
 519
 520   // If the reg-reg copy failed, select a BIT_CONVERT opcode.
 521   if (!ResultReg)
 522     ResultReg = FastEmit_r(SrcVT.getSimpleVT(), DstVT.getSimpleVT(),
 523                            ISD::BIT_CONVERT, Op0);
 524
 525   if (!ResultReg)
 526     return false;
 527
 528   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 529   return true;
 530 }
 531
 532 bool
 533 FastISel::SelectInstruction(Instruction *I) {
 534   return SelectOperator(I, I->getOpcode());
 535 }
 536
 537 /// FastEmitBranch - Emit an unconditional branch to the given block,
 538 /// unless it is the immediate (fall-through) successor, and update
 539 /// the CFG.
 540 void
 541 FastISel::FastEmitBranch(MachineBasicBlock *MSucc) {
 542   MachineFunction::iterator NextMBB =
 543      next(MachineFunction::iterator(MBB));
 544
 545   if (MBB->isLayoutSuccessor(MSucc)) {
 546     // The unconditional fall-through case, which needs no instructions.
 547   } else {
 548     // The unconditional branch case.
 549     TII.InsertBranch(*MBB, MSucc, NULL, SmallVector<MachineOperand, 0>());
 550   }
 551   MBB->addSuccessor(MSucc);
 552 }
 553
 554 /// SelectFNeg - Emit an FNeg operation.
 555 ///
 556 bool
 557 FastISel::SelectFNeg(User *I) {
 558   unsigned OpReg = getRegForValue(BinaryOperator::getFNegArgument(I));
 559   if (OpReg == 0) return false;
 560
 561   // If the target has ISD::FNEG, use it.
 562   EVT VT = TLI.getValueType(I->getType());
 563   unsigned ResultReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 564                                   ISD::FNEG, OpReg);
 565   if (ResultReg != 0) {
 566     UpdateValueMap(I, ResultReg);
 567     return true;
 568   }
 569
 570   // Bitcast the value to integer, twiddle the sign bit with xor,
 571   // and then bitcast it back to floating-point.
 572   if (VT.getSizeInBits() > 64) return false;
 573   EVT IntVT = EVT::getIntegerVT(I->getContext(), VT.getSizeInBits());
 574   if (!TLI.isTypeLegal(IntVT))
 575     return false;
 576
 577   unsigned IntReg = FastEmit_r(VT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 578                                ISD::BIT_CONVERT, OpReg);
 579   if (IntReg == 0)
 580     return false;
 581
 582   unsigned IntResultReg = FastEmit_ri_(IntVT.getSimpleVT(), ISD::XOR, IntReg,
 583                                        UINT64_C(1) << (VT.getSizeInBits()-1),
 584                                        IntVT.getSimpleVT());
 585   if (IntResultReg == 0)
 586     return false;
 587
 588   ResultReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT.getSimpleVT(),
 589                          ISD::BIT_CONVERT, IntResultReg);
 590   if (ResultReg == 0)
 591     return false;
 592
 593   UpdateValueMap(I, ResultReg);
 594   return true;
 595 }
 596
 597 bool
 598 FastISel::SelectOperator(User *I, unsigned Opcode) {
 599   switch (Opcode) {
 600   case Instruction::Add:
 601     return SelectBinaryOp(I, ISD::ADD);
 602   case Instruction::FAdd:
 603     return SelectBinaryOp(I, ISD::FADD);
 604   case Instruction::Sub:
 605     return SelectBinaryOp(I, ISD::SUB);
 606   case Instruction::FSub:
 607     // FNeg is currently represented in LLVM IR as a special case of FSub.
 608     if (BinaryOperator::isFNeg(I))
 609       return SelectFNeg(I);
 610     return SelectBinaryOp(I, ISD::FSUB);
 611   case Instruction::Mul:
 612     return SelectBinaryOp(I, ISD::MUL);
 613   case Instruction::FMul:
 614     return SelectBinaryOp(I, ISD::FMUL);
 615   case Instruction::SDiv:
 616     return SelectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
 617   case Instruction::UDiv:
 618     return SelectBinaryOp(I, ISD::UDIV);
 619   case Instruction::FDiv:
 620     return SelectBinaryOp(I, ISD::FDIV);
 621   case Instruction::SRem:
 622     return SelectBinaryOp(I, ISD::SREM);
 623   case Instruction::URem:
 624     return SelectBinaryOp(I, ISD::UREM);
 625   case Instruction::FRem:
 626     return SelectBinaryOp(I, ISD::FREM);
 627   case Instruction::Shl:
 628     return SelectBinaryOp(I, ISD::SHL);
 629   case Instruction::LShr:
 630     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRL);
 631   case Instruction::AShr:
 632     return SelectBinaryOp(I, ISD::SRA);
 633   case Instruction::And:
 634     return SelectBinaryOp(I, ISD::AND);
 635   case Instruction::Or:
 636     return SelectBinaryOp(I, ISD::OR);
 637   case Instruction::Xor:
 638     return SelectBinaryOp(I, ISD::XOR);
 639
 640   case Instruction::GetElementPtr:
 641     return SelectGetElementPtr(I);
 642
 643   case Instruction::Br: {
 644     BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
 645
 646     if (BI->isUnconditional()) {
 647       BasicBlock *LLVMSucc = BI->getSuccessor(0);
 648       MachineBasicBlock *MSucc = MBBMap[LLVMSucc];
 649       FastEmitBranch(MSucc);
 650       return true;
 651     }
 652
 653     // Conditional branches are not handed yet.
 654     // Halt "fast" selection and bail.
 655     return false;
 656   }
 657
 658   case Instruction::Unreachable:
 659     // Nothing to emit.
 660     return true;
 661
 662   case Instruction::PHI:
 663     // PHI nodes are already emitted.
 664     return true;
 665
 666   case Instruction::Alloca:
 667     // FunctionLowering has the static-sized case covered.
 668     if (StaticAllocaMap.count(cast<AllocaInst>(I)))
 669       return true;
 670
 671     // Dynamic-sized alloca is not handled yet.
 672     return false;
 673
 674   case Instruction::Call:
 675     return SelectCall(I);
 676
 677   case Instruction::BitCast:
 678     return SelectBitCast(I);
 679
 680   case Instruction::FPToSI:
 681     return SelectCast(I, ISD::FP_TO_SINT);
 682   case Instruction::ZExt:
 683     return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 684   case Instruction::SExt:
 685     return SelectCast(I, ISD::SIGN_EXTEND);
 686   case Instruction::Trunc:
 687     return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 688   case Instruction::SIToFP:
 689     return SelectCast(I, ISD::SINT_TO_FP);
 690
 691   case Instruction::IntToPtr: // Deliberate fall-through.
 692   case Instruction::PtrToInt: {
 693     EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType());
 694     EVT DstVT = TLI.getValueType(I->getType());
 695     if (DstVT.bitsGT(SrcVT))
 696       return SelectCast(I, ISD::ZERO_EXTEND);
 697     if (DstVT.bitsLT(SrcVT))
 698       return SelectCast(I, ISD::TRUNCATE);
 699     unsigned Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
 700     if (Reg == 0) return false;
 701     UpdateValueMap(I, Reg);
 702     return true;
 703   }
 704
 705   default:
 706     // Unhandled instruction. Halt "fast" selection and bail.
 707     return false;
 708   }
 709 }
 710
 711 FastISel::FastISel(MachineFunction &mf,
 712                    MachineModuleInfo *mmi,
 713                    DwarfWriter *dw,
 714                    DenseMap<const Value *, unsigned> &vm,
 715                    DenseMap<const BasicBlock *, MachineBasicBlock *> &bm,
 716                    DenseMap<const AllocaInst *, int> &am
 717 #ifndef NDEBUG
 718                    , SmallSet<Instruction*, 8> &cil
 719 #endif
 720                    )
 721   : MBB(0),
 722     ValueMap(vm),
 723     MBBMap(bm),
 724     StaticAllocaMap(am),
 725 #ifndef NDEBUG
 726     CatchInfoLost(cil),
 727 #endif
 728     MF(mf),
 729     MMI(mmi),
 730     DW(dw),
 731     MRI(MF.getRegInfo()),
 732     MFI(*MF.getFrameInfo()),
 733     MCP(*MF.getConstantPool()),
 734     TM(MF.getTarget()),
 735     TD(*TM.getTargetData()),
 736     TII(*TM.getInstrInfo()),
 737     TLI(*TM.getTargetLowering()) {
 738 }
 739
 740 FastISel::~FastISel() {}
 741
 742 unsigned FastISel::FastEmit_(MVT, MVT,
 743                              ISD::NodeType) {
 744   return 0;
 745 }
 746
 747 unsigned FastISel::FastEmit_r(MVT, MVT,
 748                               ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/) {
 749   return 0;
 750 }
 751
 752 unsigned FastISel::FastEmit_rr(MVT, MVT,
 753                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 754                                unsigned /*Op0*/) {
 755   return 0;
 756 }
 757
 758 unsigned FastISel::FastEmit_i(MVT, MVT, ISD::NodeType, uint64_t /*Imm*/) {
 759   return 0;
 760 }
 761
 762 unsigned FastISel::FastEmit_f(MVT, MVT,
 763                               ISD::NodeType, ConstantFP * /*FPImm*/) {
 764   return 0;
 765 }
 766
 767 unsigned FastISel::FastEmit_ri(MVT, MVT,
 768                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 769                                uint64_t /*Imm*/) {
 770   return 0;
 771 }
 772
 773 unsigned FastISel::FastEmit_rf(MVT, MVT,
 774                                ISD::NodeType, unsigned /*Op0*/,
 775                                ConstantFP * /*FPImm*/) {
 776   return 0;
 777 }
 778
 779 unsigned FastISel::FastEmit_rri(MVT, MVT,
 780                                 ISD::NodeType,
 781                                 unsigned /*Op0*/, unsigned /*Op1*/,
 782                                 uint64_t /*Imm*/) {
 783   return 0;
 784 }
 785
 786 /// FastEmit_ri_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 787 /// to emit an instruction with an immediate operand using FastEmit_ri.
 788 /// If that fails, it materializes the immediate into a register and try
 789 /// FastEmit_rr instead.
 790 unsigned FastISel::FastEmit_ri_(MVT VT, ISD::NodeType Opcode,
 791                                 unsigned Op0, uint64_t Imm,
 792                                 MVT ImmType) {
 793   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the ri form.
 794   unsigned ResultReg = FastEmit_ri(VT, VT, Opcode, Op0, Imm);
 795   if (ResultReg != 0)
 796     return ResultReg;
 797   unsigned MaterialReg = FastEmit_i(ImmType, ImmType, ISD::Constant, Imm);
 798   if (MaterialReg == 0)
 799     return 0;
 800   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 801 }
 802
 803 /// FastEmit_rf_ - This method is a wrapper of FastEmit_ri. It first tries
 804 /// to emit an instruction with a floating-point immediate operand using
 805 /// FastEmit_rf. If that fails, it materializes the immediate into a register
 806 /// and try FastEmit_rr instead.
 807 unsigned FastISel::FastEmit_rf_(MVT VT, ISD::NodeType Opcode,
 808                                 unsigned Op0, ConstantFP *FPImm,
 809                                 MVT ImmType) {
 810   // First check if immediate type is legal. If not, we can't use the rf form.
 811   unsigned ResultReg = FastEmit_rf(VT, VT, Opcode, Op0, FPImm);
 812   if (ResultReg != 0)
 813     return ResultReg;
 814
 815   // Materialize the constant in a register.
 816   unsigned MaterialReg = FastEmit_f(ImmType, ImmType, ISD::ConstantFP, FPImm);
 817   if (MaterialReg == 0) {
 818     // If the target doesn't have a way to directly enter a floating-point
 819     // value into a register, use an alternate approach.
 820     // TODO: The current approach only supports floating-point constants
 821     // that can be constructed by conversion from integer values. This should
 822     // be replaced by code that creates a load from a constant-pool entry,
 823     // which will require some target-specific work.
 824     const APFloat &Flt = FPImm->getValueAPF();
 825     EVT IntVT = TLI.getPointerTy();
 826
 827     uint64_t x[2];
 828     uint32_t IntBitWidth = IntVT.getSizeInBits();
 829     bool isExact;
 830     (void) Flt.convertToInteger(x, IntBitWidth, /*isSigned=*/true,
 831                              APFloat::rmTowardZero, &isExact);
 832     if (!isExact)
 833       return 0;
 834     APInt IntVal(IntBitWidth, 2, x);
 835
 836     unsigned IntegerReg = FastEmit_i(IntVT.getSimpleVT(), IntVT.getSimpleVT(),
 837                                      ISD::Constant, IntVal.getZExtValue());
 838     if (IntegerReg == 0)
 839       return 0;
 840     MaterialReg = FastEmit_r(IntVT.getSimpleVT(), VT,
 841                              ISD::SINT_TO_FP, IntegerReg);
 842     if (MaterialReg == 0)
 843       return 0;
 844   }
 845   return FastEmit_rr(VT, VT, Opcode, Op0, MaterialReg);
 846 }
 847
 848 unsigned FastISel::createResultReg(const TargetRegisterClass* RC) {
 849   return MRI.createVirtualRegister(RC);
 850 }
 851
 852 unsigned FastISel::FastEmitInst_(unsigned MachineInstOpcode,
 853                                  const TargetRegisterClass* RC) {
 854   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 855   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 856
 857   BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg);
 858   return ResultReg;
 859 }
 860
 861 unsigned FastISel::FastEmitInst_r(unsigned MachineInstOpcode,
 862                                   const TargetRegisterClass *RC,
 863                                   unsigned Op0) {
 864   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 865   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 866
 867   if (II.getNumDefs() >= 1)
 868     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0);
 869   else {
 870     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0);
 871     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 872                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 873     if (!InsertedCopy)
 874       ResultReg = 0;
 875   }
 876
 877   return ResultReg;
 878 }
 879
 880 unsigned FastISel::FastEmitInst_rr(unsigned MachineInstOpcode,
 881                                    const TargetRegisterClass *RC,
 882                                    unsigned Op0, unsigned Op1) {
 883   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 884   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 885
 886   if (II.getNumDefs() >= 1)
 887     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1);
 888   else {
 889     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1);
 890     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 891                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 892     if (!InsertedCopy)
 893       ResultReg = 0;
 894   }
 895   return ResultReg;
 896 }
 897
 898 unsigned FastISel::FastEmitInst_ri(unsigned MachineInstOpcode,
 899                                    const TargetRegisterClass *RC,
 900                                    unsigned Op0, uint64_t Imm) {
 901   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 902   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 903
 904   if (II.getNumDefs() >= 1)
 905     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Imm);
 906   else {
 907     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Imm);
 908     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 909                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 910     if (!InsertedCopy)
 911       ResultReg = 0;
 912   }
 913   return ResultReg;
 914 }
 915
 916 unsigned FastISel::FastEmitInst_rf(unsigned MachineInstOpcode,
 917                                    const TargetRegisterClass *RC,
 918                                    unsigned Op0, ConstantFP *FPImm) {
 919   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 920   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 921
 922   if (II.getNumDefs() >= 1)
 923     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 924   else {
 925     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addFPImm(FPImm);
 926     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 927                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 928     if (!InsertedCopy)
 929       ResultReg = 0;
 930   }
 931   return ResultReg;
 932 }
 933
 934 unsigned FastISel::FastEmitInst_rri(unsigned MachineInstOpcode,
 935                                     const TargetRegisterClass *RC,
 936                                     unsigned Op0, unsigned Op1, uint64_t Imm) {
 937   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 938   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 939
 940   if (II.getNumDefs() >= 1)
 941     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 942   else {
 943     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addReg(Op1).addImm(Imm);
 944     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 945                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 946     if (!InsertedCopy)
 947       ResultReg = 0;
 948   }
 949   return ResultReg;
 950 }
 951
 952 unsigned FastISel::FastEmitInst_i(unsigned MachineInstOpcode,
 953                                   const TargetRegisterClass *RC,
 954                                   uint64_t Imm) {
 955   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 956   const TargetInstrDesc &II = TII.get(MachineInstOpcode);
 957
 958   if (II.getNumDefs() >= 1)
 959     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addImm(Imm);
 960   else {
 961     BuildMI(MBB, DL, II).addImm(Imm);
 962     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 963                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 964     if (!InsertedCopy)
 965       ResultReg = 0;
 966   }
 967   return ResultReg;
 968 }
 969
 970 unsigned FastISel::FastEmitInst_extractsubreg(MVT RetVT,
 971                                               unsigned Op0, uint32_t Idx) {
 972   const TargetRegisterClass* RC = MRI.getRegClass(Op0);
 973
 974   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(RetVT));
 975   const TargetInstrDesc &II = TII.get(TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG);
 976
 977   if (II.getNumDefs() >= 1)
 978     BuildMI(MBB, DL, II, ResultReg).addReg(Op0).addImm(Idx);
 979   else {
 980     BuildMI(MBB, DL, II).addReg(Op0).addImm(Idx);
 981     bool InsertedCopy = TII.copyRegToReg(*MBB, MBB->end(), ResultReg,
 982                                          II.ImplicitDefs[0], RC, RC);
 983     if (!InsertedCopy)
 984       ResultReg = 0;
 985   }
 986   return ResultReg;
 987 }
 988
 989 /// FastEmitZExtFromI1 - Emit MachineInstrs to compute the value of Op
 990 /// with all but the least significant bit set to zero.
 991 unsigned FastISel::FastEmitZExtFromI1(MVT VT, unsigned Op) {
 992   return FastEmit_ri(VT, VT, ISD::AND, Op, 1);
 993 }