]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/Target/TargetInstrInfo.h
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[FreeBSD/releng/10.2.git] / contrib / llvm / include / llvm / Target / TargetInstrInfo.h
1 //===-- llvm/Target/TargetInstrInfo.h - Instruction Info --------*- C++ -*-===//
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 describes the target machine instruction set to the code generator.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #ifndef LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
15 #define LLVM_TARGET_TARGETINSTRINFO_H
16
17 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
18 #include "llvm/CodeGen/DFAPacketizer.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
20 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
21
22 namespace llvm {
23
24 class InstrItineraryData;
25 class LiveVariables;
26 class MCAsmInfo;
27 class MachineMemOperand;
28 class MachineRegisterInfo;
29 class MDNode;
30 class MCInst;
31 class MCSchedModel;
32 class SDNode;
33 class ScheduleHazardRecognizer;
34 class SelectionDAG;
35 class ScheduleDAG;
36 class TargetRegisterClass;
37 class TargetRegisterInfo;
38 class BranchProbability;
39
40 template<class T> class SmallVectorImpl;
41
42
43 //---------------------------------------------------------------------------
44 ///
45 /// TargetInstrInfo - Interface to description of machine instruction set
46 ///
47 class TargetInstrInfo : public MCInstrInfo {
48   TargetInstrInfo(const TargetInstrInfo &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
49   void operator=(const TargetInstrInfo &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
50 public:
51   TargetInstrInfo(int CFSetupOpcode = -1, int CFDestroyOpcode = -1)
52     : CallFrameSetupOpcode(CFSetupOpcode),
53       CallFrameDestroyOpcode(CFDestroyOpcode) {
54   }
55
56   virtual ~TargetInstrInfo();
57
58   /// getRegClass - Givem a machine instruction descriptor, returns the register
59   /// class constraint for OpNum, or NULL.
60   const TargetRegisterClass *getRegClass(const MCInstrDesc &TID,
61                                          unsigned OpNum,
62                                          const TargetRegisterInfo *TRI,
63                                          const MachineFunction &MF) const;
64
65   /// isTriviallyReMaterializable - Return true if the instruction is trivially
66   /// rematerializable, meaning it has no side effects and requires no operands
67   /// that aren't always available.
68   bool isTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
69                                    AliasAnalysis *AA = 0) const {
70     return MI->getOpcode() == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF ||
71            (MI->getDesc().isRematerializable() &&
72             (isReallyTriviallyReMaterializable(MI, AA) ||
73              isReallyTriviallyReMaterializableGeneric(MI, AA)));
74   }
75
76 protected:
77   /// isReallyTriviallyReMaterializable - For instructions with opcodes for
78   /// which the M_REMATERIALIZABLE flag is set, this hook lets the target
79   /// specify whether the instruction is actually trivially rematerializable,
80   /// taking into consideration its operands. This predicate must return false
81   /// if the instruction has any side effects other than producing a value, or
82   /// if it requres any address registers that are not always available.
83   virtual bool isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI,
84                                                  AliasAnalysis *AA) const {
85     return false;
86   }
87
88 private:
89   /// isReallyTriviallyReMaterializableGeneric - For instructions with opcodes
90   /// for which the M_REMATERIALIZABLE flag is set and the target hook
91   /// isReallyTriviallyReMaterializable returns false, this function does
92   /// target-independent tests to determine if the instruction is really
93   /// trivially rematerializable.
94   bool isReallyTriviallyReMaterializableGeneric(const MachineInstr *MI,
95                                                 AliasAnalysis *AA) const;
96
97 public:
98   /// getCallFrameSetup/DestroyOpcode - These methods return the opcode of the
99   /// frame setup/destroy instructions if they exist (-1 otherwise).  Some
100   /// targets use pseudo instructions in order to abstract away the difference
101   /// between operating with a frame pointer and operating without, through the
102   /// use of these two instructions.
103   ///
104   int getCallFrameSetupOpcode() const { return CallFrameSetupOpcode; }
105   int getCallFrameDestroyOpcode() const { return CallFrameDestroyOpcode; }
106
107   /// isCoalescableExtInstr - Return true if the instruction is a "coalescable"
108   /// extension instruction. That is, it's like a copy where it's legal for the
109   /// source to overlap the destination. e.g. X86::MOVSX64rr32. If this returns
110   /// true, then it's expected the pre-extension value is available as a subreg
111   /// of the result register. This also returns the sub-register index in
112   /// SubIdx.
113   virtual bool isCoalescableExtInstr(const MachineInstr &MI,
114                                      unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
115                                      unsigned &SubIdx) const {
116     return false;
117   }
118
119   /// isLoadFromStackSlot - If the specified machine instruction is a direct
120   /// load from a stack slot, return the virtual or physical register number of
121   /// the destination along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
122   /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
123   /// any side effects other than loading from the stack slot.
124   virtual unsigned isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
125                                        int &FrameIndex) const {
126     return 0;
127   }
128
129   /// isLoadFromStackSlotPostFE - Check for post-frame ptr elimination
130   /// stack locations as well.  This uses a heuristic so it isn't
131   /// reliable for correctness.
132   virtual unsigned isLoadFromStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
133                                              int &FrameIndex) const {
134     return 0;
135   }
136
137   /// hasLoadFromStackSlot - If the specified machine instruction has
138   /// a load from a stack slot, return true along with the FrameIndex
139   /// of the loaded stack slot and the machine mem operand containing
140   /// the reference.  If not, return false.  Unlike
141   /// isLoadFromStackSlot, this returns true for any instructions that
142   /// loads from the stack.  This is just a hint, as some cases may be
143   /// missed.
144   virtual bool hasLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
145                                     const MachineMemOperand *&MMO,
146                                     int &FrameIndex) const;
147
148   /// isStoreToStackSlot - If the specified machine instruction is a direct
149   /// store to a stack slot, return the virtual or physical register number of
150   /// the source reg along with the FrameIndex of the loaded stack slot.  If
151   /// not, return 0.  This predicate must return 0 if the instruction has
152   /// any side effects other than storing to the stack slot.
153   virtual unsigned isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
154                                       int &FrameIndex) const {
155     return 0;
156   }
157
158   /// isStoreToStackSlotPostFE - Check for post-frame ptr elimination
159   /// stack locations as well.  This uses a heuristic so it isn't
160   /// reliable for correctness.
161   virtual unsigned isStoreToStackSlotPostFE(const MachineInstr *MI,
162                                             int &FrameIndex) const {
163     return 0;
164   }
165
166   /// hasStoreToStackSlot - If the specified machine instruction has a
167   /// store to a stack slot, return true along with the FrameIndex of
168   /// the loaded stack slot and the machine mem operand containing the
169   /// reference.  If not, return false.  Unlike isStoreToStackSlot,
170   /// this returns true for any instructions that stores to the
171   /// stack.  This is just a hint, as some cases may be missed.
172   virtual bool hasStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
173                                    const MachineMemOperand *&MMO,
174                                    int &FrameIndex) const;
175
176   /// isStackSlotCopy - Return true if the specified machine instruction
177   /// is a copy of one stack slot to another and has no other effect.
178   /// Provide the identity of the two frame indices.
179   virtual bool isStackSlotCopy(const MachineInstr *MI, int &DestFrameIndex,
180                                int &SrcFrameIndex) const {
181     return false;
182   }
183
184   /// Compute the size in bytes and offset within a stack slot of a spilled
185   /// register or subregister.
186   ///
187   /// \param [out] Size in bytes of the spilled value.
188   /// \param [out] Offset in bytes within the stack slot.
189   /// \returns true if both Size and Offset are successfully computed.
190   ///
191   /// Not all subregisters have computable spill slots. For example,
192   /// subregisters registers may not be byte-sized, and a pair of discontiguous
193   /// subregisters has no single offset.
194   ///
195   /// Targets with nontrivial bigendian implementations may need to override
196   /// this, particularly to support spilled vector registers.
197   virtual bool getStackSlotRange(const TargetRegisterClass *RC, unsigned SubIdx,
198                                  unsigned &Size, unsigned &Offset,
199                                  const TargetMachine *TM) const;
200
201   /// reMaterialize - Re-issue the specified 'original' instruction at the
202   /// specific location targeting a new destination register.
203   /// The register in Orig->getOperand(0).getReg() will be substituted by
204   /// DestReg:SubIdx. Any existing subreg index is preserved or composed with
205   /// SubIdx.
206   virtual void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
207                              MachineBasicBlock::iterator MI,
208                              unsigned DestReg, unsigned SubIdx,
209                              const MachineInstr *Orig,
210                              const TargetRegisterInfo &TRI) const;
211
212   /// duplicate - Create a duplicate of the Orig instruction in MF. This is like
213   /// MachineFunction::CloneMachineInstr(), but the target may update operands
214   /// that are required to be unique.
215   ///
216   /// The instruction must be duplicable as indicated by isNotDuplicable().
217   virtual MachineInstr *duplicate(MachineInstr *Orig,
218                                   MachineFunction &MF) const;
219
220   /// convertToThreeAddress - This method must be implemented by targets that
221   /// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
222   /// may be able to convert a two-address instruction into one or more true
223   /// three-address instructions on demand.  This allows the X86 target (for
224   /// example) to convert ADD and SHL instructions into LEA instructions if they
225   /// would require register copies due to two-addressness.
226   ///
227   /// This method returns a null pointer if the transformation cannot be
228   /// performed, otherwise it returns the last new instruction.
229   ///
230   virtual MachineInstr *
231   convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
232                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI, LiveVariables *LV) const {
233     return 0;
234   }
235
236   /// commuteInstruction - If a target has any instructions that are
237   /// commutable but require converting to different instructions or making
238   /// non-trivial changes to commute them, this method can overloaded to do
239   /// that.  The default implementation simply swaps the commutable operands.
240   /// If NewMI is false, MI is modified in place and returned; otherwise, a
241   /// new machine instruction is created and returned.  Do not call this
242   /// method for a non-commutable instruction, but there may be some cases
243   /// where this method fails and returns null.
244   virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI,
245                                            bool NewMI = false) const;
246
247   /// findCommutedOpIndices - If specified MI is commutable, return the two
248   /// operand indices that would swap value. Return false if the instruction
249   /// is not in a form which this routine understands.
250   virtual bool findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI, unsigned &SrcOpIdx1,
251                                      unsigned &SrcOpIdx2) const;
252
253   /// produceSameValue - Return true if two machine instructions would produce
254   /// identical values. By default, this is only true when the two instructions
255   /// are deemed identical except for defs. If this function is called when the
256   /// IR is still in SSA form, the caller can pass the MachineRegisterInfo for
257   /// aggressive checks.
258   virtual bool produceSameValue(const MachineInstr *MI0,
259                                 const MachineInstr *MI1,
260                                 const MachineRegisterInfo *MRI = 0) const;
261
262   /// AnalyzeBranch - Analyze the branching code at the end of MBB, returning
263   /// true if it cannot be understood (e.g. it's a switch dispatch or isn't
264   /// implemented for a target).  Upon success, this returns false and returns
265   /// with the following information in various cases:
266   ///
267   /// 1. If this block ends with no branches (it just falls through to its succ)
268   ///    just return false, leaving TBB/FBB null.
269   /// 2. If this block ends with only an unconditional branch, it sets TBB to be
270   ///    the destination block.
271   /// 3. If this block ends with a conditional branch and it falls through to a
272   ///    successor block, it sets TBB to be the branch destination block and a
273   ///    list of operands that evaluate the condition. These operands can be
274   ///    passed to other TargetInstrInfo methods to create new branches.
275   /// 4. If this block ends with a conditional branch followed by an
276   ///    unconditional branch, it returns the 'true' destination in TBB, the
277   ///    'false' destination in FBB, and a list of operands that evaluate the
278   ///    condition.  These operands can be passed to other TargetInstrInfo
279   ///    methods to create new branches.
280   ///
281   /// Note that RemoveBranch and InsertBranch must be implemented to support
282   /// cases where this method returns success.
283   ///
284   /// If AllowModify is true, then this routine is allowed to modify the basic
285   /// block (e.g. delete instructions after the unconditional branch).
286   ///
287   virtual bool AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
288                              MachineBasicBlock *&FBB,
289                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
290                              bool AllowModify = false) const {
291     return true;
292   }
293
294   /// RemoveBranch - Remove the branching code at the end of the specific MBB.
295   /// This is only invoked in cases where AnalyzeBranch returns success. It
296   /// returns the number of instructions that were removed.
297   virtual unsigned RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
298     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::RemoveBranch!");
299   }
300
301   /// InsertBranch - Insert branch code into the end of the specified
302   /// MachineBasicBlock.  The operands to this method are the same as those
303   /// returned by AnalyzeBranch.  This is only invoked in cases where
304   /// AnalyzeBranch returns success. It returns the number of instructions
305   /// inserted.
306   ///
307   /// It is also invoked by tail merging to add unconditional branches in
308   /// cases where AnalyzeBranch doesn't apply because there was no original
309   /// branch to analyze.  At least this much must be implemented, else tail
310   /// merging needs to be disabled.
311   virtual unsigned InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
312                                 MachineBasicBlock *FBB,
313                                 const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
314                                 DebugLoc DL) const {
315     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::InsertBranch!");
316   }
317
318   /// ReplaceTailWithBranchTo - Delete the instruction OldInst and everything
319   /// after it, replacing it with an unconditional branch to NewDest. This is
320   /// used by the tail merging pass.
321   virtual void ReplaceTailWithBranchTo(MachineBasicBlock::iterator Tail,
322                                        MachineBasicBlock *NewDest) const;
323
324   /// isLegalToSplitMBBAt - Return true if it's legal to split the given basic
325   /// block at the specified instruction (i.e. instruction would be the start
326   /// of a new basic block).
327   virtual bool isLegalToSplitMBBAt(MachineBasicBlock &MBB,
328                                    MachineBasicBlock::iterator MBBI) const {
329     return true;
330   }
331
332   /// isProfitableToIfCvt - Return true if it's profitable to predicate
333   /// instructions with accumulated instruction latency of "NumCycles"
334   /// of the specified basic block, where the probability of the instructions
335   /// being executed is given by Probability, and Confidence is a measure
336   /// of our confidence that it will be properly predicted.
337   virtual
338   bool isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
339                            unsigned ExtraPredCycles,
340                            const BranchProbability &Probability) const {
341     return false;
342   }
343
344   /// isProfitableToIfCvt - Second variant of isProfitableToIfCvt, this one
345   /// checks for the case where two basic blocks from true and false path
346   /// of a if-then-else (diamond) are predicated on mutally exclusive
347   /// predicates, where the probability of the true path being taken is given
348   /// by Probability, and Confidence is a measure of our confidence that it
349   /// will be properly predicted.
350   virtual bool
351   isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
352                       unsigned NumTCycles, unsigned ExtraTCycles,
353                       MachineBasicBlock &FMBB,
354                       unsigned NumFCycles, unsigned ExtraFCycles,
355                       const BranchProbability &Probability) const {
356     return false;
357   }
358
359   /// isProfitableToDupForIfCvt - Return true if it's profitable for
360   /// if-converter to duplicate instructions of specified accumulated
361   /// instruction latencies in the specified MBB to enable if-conversion.
362   /// The probability of the instructions being executed is given by
363   /// Probability, and Confidence is a measure of our confidence that it
364   /// will be properly predicted.
365   virtual bool
366   isProfitableToDupForIfCvt(MachineBasicBlock &MBB, unsigned NumCycles,
367                             const BranchProbability &Probability) const {
368     return false;
369   }
370
371   /// isProfitableToUnpredicate - Return true if it's profitable to unpredicate
372   /// one side of a 'diamond', i.e. two sides of if-else predicated on mutually
373   /// exclusive predicates.
374   /// e.g.
375   ///   subeq  r0, r1, #1
376   ///   addne  r0, r1, #1
377   /// =>
378   ///   sub    r0, r1, #1
379   ///   addne  r0, r1, #1
380   ///
381   /// This may be profitable is conditional instructions are always executed.
382   virtual bool isProfitableToUnpredicate(MachineBasicBlock &TMBB,
383                                          MachineBasicBlock &FMBB) const {
384     return false;
385   }
386
387   /// canInsertSelect - Return true if it is possible to insert a select
388   /// instruction that chooses between TrueReg and FalseReg based on the
389   /// condition code in Cond.
390   ///
391   /// When successful, also return the latency in cycles from TrueReg,
392   /// FalseReg, and Cond to the destination register. In most cases, a select
393   /// instruction will be 1 cycle, so CondCycles = TrueCycles = FalseCycles = 1
394   ///
395   /// Some x86 implementations have 2-cycle cmov instructions.
396   ///
397   /// @param MBB         Block where select instruction would be inserted.
398   /// @param Cond        Condition returned by AnalyzeBranch.
399   /// @param TrueReg     Virtual register to select when Cond is true.
400   /// @param FalseReg    Virtual register to select when Cond is false.
401   /// @param CondCycles  Latency from Cond+Branch to select output.
402   /// @param TrueCycles  Latency from TrueReg to select output.
403   /// @param FalseCycles Latency from FalseReg to select output.
404   virtual bool canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
405                                const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
406                                unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
407                                int &CondCycles,
408                                int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
409     return false;
410   }
411
412   /// insertSelect - Insert a select instruction into MBB before I that will
413   /// copy TrueReg to DstReg when Cond is true, and FalseReg to DstReg when
414   /// Cond is false.
415   ///
416   /// This function can only be called after canInsertSelect() returned true.
417   /// The condition in Cond comes from AnalyzeBranch, and it can be assumed
418   /// that the same flags or registers required by Cond are available at the
419   /// insertion point.
420   ///
421   /// @param MBB      Block where select instruction should be inserted.
422   /// @param I        Insertion point.
423   /// @param DL       Source location for debugging.
424   /// @param DstReg   Virtual register to be defined by select instruction.
425   /// @param Cond     Condition as computed by AnalyzeBranch.
426   /// @param TrueReg  Virtual register to copy when Cond is true.
427   /// @param FalseReg Virtual register to copy when Cons is false.
428   virtual void insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
429                             MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
430                             unsigned DstReg,
431                             const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
432                             unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
433     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::insertSelect!");
434   }
435
436   /// analyzeSelect - Analyze the given select instruction, returning true if
437   /// it cannot be understood. It is assumed that MI->isSelect() is true.
438   ///
439   /// When successful, return the controlling condition and the operands that
440   /// determine the true and false result values.
441   ///
442   ///   Result = SELECT Cond, TrueOp, FalseOp
443   ///
444   /// Some targets can optimize select instructions, for example by predicating
445   /// the instruction defining one of the operands. Such targets should set
446   /// Optimizable.
447   ///
448   /// @param         MI Select instruction to analyze.
449   /// @param Cond    Condition controlling the select.
450   /// @param TrueOp  Operand number of the value selected when Cond is true.
451   /// @param FalseOp Operand number of the value selected when Cond is false.
452   /// @param Optimizable Returned as true if MI is optimizable.
453   /// @returns False on success.
454   virtual bool analyzeSelect(const MachineInstr *MI,
455                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
456                              unsigned &TrueOp, unsigned &FalseOp,
457                              bool &Optimizable) const {
458     assert(MI && MI->getDesc().isSelect() && "MI must be a select instruction");
459     return true;
460   }
461
462   /// optimizeSelect - Given a select instruction that was understood by
463   /// analyzeSelect and returned Optimizable = true, attempt to optimize MI by
464   /// merging it with one of its operands. Returns NULL on failure.
465   ///
466   /// When successful, returns the new select instruction. The client is
467   /// responsible for deleting MI.
468   ///
469   /// If both sides of the select can be optimized, PreferFalse is used to pick
470   /// a side.
471   ///
472   /// @param MI          Optimizable select instruction.
473   /// @param PreferFalse Try to optimize FalseOp instead of TrueOp.
474   /// @returns Optimized instruction or NULL.
475   virtual MachineInstr *optimizeSelect(MachineInstr *MI,
476                                        bool PreferFalse = false) const {
477     // This function must be implemented if Optimizable is ever set.
478     llvm_unreachable("Target must implement TargetInstrInfo::optimizeSelect!");
479   }
480
481   /// copyPhysReg - Emit instructions to copy a pair of physical registers.
482   ///
483   /// This function should support copies within any legal register class as
484   /// well as any cross-class copies created during instruction selection.
485   ///
486   /// The source and destination registers may overlap, which may require a
487   /// careful implementation when multiple copy instructions are required for
488   /// large registers. See for example the ARM target.
489   virtual void copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
490                            MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc DL,
491                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
492                            bool KillSrc) const {
493     llvm_unreachable("Target didn't implement TargetInstrInfo::copyPhysReg!");
494   }
495
496   /// storeRegToStackSlot - Store the specified register of the given register
497   /// class to the specified stack frame index. The store instruction is to be
498   /// added to the given machine basic block before the specified machine
499   /// instruction. If isKill is true, the register operand is the last use and
500   /// must be marked kill.
501   virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
502                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
503                                    unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
504                                    const TargetRegisterClass *RC,
505                                    const TargetRegisterInfo *TRI) const {
506     llvm_unreachable("Target didn't implement "
507                      "TargetInstrInfo::storeRegToStackSlot!");
508   }
509
510   /// loadRegFromStackSlot - Load the specified register of the given register
511   /// class from the specified stack frame index. The load instruction is to be
512   /// added to the given machine basic block before the specified machine
513   /// instruction.
514   virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
515                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
516                                     unsigned DestReg, int FrameIndex,
517                                     const TargetRegisterClass *RC,
518                                     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
519     llvm_unreachable("Target didn't implement "
520                      "TargetInstrInfo::loadRegFromStackSlot!");
521   }
522
523   /// expandPostRAPseudo - This function is called for all pseudo instructions
524   /// that remain after register allocation. Many pseudo instructions are
525   /// created to help register allocation. This is the place to convert them
526   /// into real instructions. The target can edit MI in place, or it can insert
527   /// new instructions and erase MI. The function should return true if
528   /// anything was changed.
529   virtual bool expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
530     return false;
531   }
532
533   /// foldMemoryOperand - Attempt to fold a load or store of the specified stack
534   /// slot into the specified machine instruction for the specified operand(s).
535   /// If this is possible, a new instruction is returned with the specified
536   /// operand folded, otherwise NULL is returned.
537   /// The new instruction is inserted before MI, and the client is responsible
538   /// for removing the old instruction.
539   MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineBasicBlock::iterator MI,
540                                   const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
541                                   int FrameIndex) const;
542
543   /// foldMemoryOperand - Same as the previous version except it allows folding
544   /// of any load and store from / to any address, not just from a specific
545   /// stack slot.
546   MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineBasicBlock::iterator MI,
547                                   const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
548                                   MachineInstr* LoadMI) const;
549
550 protected:
551   /// foldMemoryOperandImpl - Target-dependent implementation for
552   /// foldMemoryOperand. Target-independent code in foldMemoryOperand will
553   /// take care of adding a MachineMemOperand to the newly created instruction.
554   virtual MachineInstr* foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
555                                           MachineInstr* MI,
556                                           const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
557                                           int FrameIndex) const {
558     return 0;
559   }
560
561   /// foldMemoryOperandImpl - Target-dependent implementation for
562   /// foldMemoryOperand. Target-independent code in foldMemoryOperand will
563   /// take care of adding a MachineMemOperand to the newly created instruction.
564   virtual MachineInstr* foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
565                                               MachineInstr* MI,
566                                           const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
567                                               MachineInstr* LoadMI) const {
568     return 0;
569   }
570
571 public:
572   /// canFoldMemoryOperand - Returns true for the specified load / store if
573   /// folding is possible.
574   virtual
575   bool canFoldMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
576                             const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops) const;
577
578   /// unfoldMemoryOperand - Separate a single instruction which folded a load or
579   /// a store or a load and a store into two or more instruction. If this is
580   /// possible, returns true as well as the new instructions by reference.
581   virtual bool unfoldMemoryOperand(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
582                                 unsigned Reg, bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
583                                  SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const{
584     return false;
585   }
586
587   virtual bool unfoldMemoryOperand(SelectionDAG &DAG, SDNode *N,
588                                    SmallVectorImpl<SDNode*> &NewNodes) const {
589     return false;
590   }
591
592   /// getOpcodeAfterMemoryUnfold - Returns the opcode of the would be new
593   /// instruction after load / store are unfolded from an instruction of the
594   /// specified opcode. It returns zero if the specified unfolding is not
595   /// possible. If LoadRegIndex is non-null, it is filled in with the operand
596   /// index of the operand which will hold the register holding the loaded
597   /// value.
598   virtual unsigned getOpcodeAfterMemoryUnfold(unsigned Opc,
599                                       bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
600                                       unsigned *LoadRegIndex = 0) const {
601     return 0;
602   }
603
604   /// areLoadsFromSameBasePtr - This is used by the pre-regalloc scheduler
605   /// to determine if two loads are loading from the same base address. It
606   /// should only return true if the base pointers are the same and the
607   /// only differences between the two addresses are the offset. It also returns
608   /// the offsets by reference.
609   virtual bool areLoadsFromSameBasePtr(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
610                                     int64_t &Offset1, int64_t &Offset2) const {
611     return false;
612   }
613
614   /// shouldScheduleLoadsNear - This is a used by the pre-regalloc scheduler to
615   /// determine (in conjunction with areLoadsFromSameBasePtr) if two loads should
616   /// be scheduled togther. On some targets if two loads are loading from
617   /// addresses in the same cache line, it's better if they are scheduled
618   /// together. This function takes two integers that represent the load offsets
619   /// from the common base address. It returns true if it decides it's desirable
620   /// to schedule the two loads together. "NumLoads" is the number of loads that
621   /// have already been scheduled after Load1.
622   virtual bool shouldScheduleLoadsNear(SDNode *Load1, SDNode *Load2,
623                                        int64_t Offset1, int64_t Offset2,
624                                        unsigned NumLoads) const {
625     return false;
626   }
627
628   /// \brief Get the base register and byte offset of a load/store instr.
629   virtual bool getLdStBaseRegImmOfs(MachineInstr *LdSt,
630                                     unsigned &BaseReg, unsigned &Offset,
631                                     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
632     return false;
633   }
634
635   virtual bool enableClusterLoads() const { return false; }
636
637   virtual bool shouldClusterLoads(MachineInstr *FirstLdSt,
638                                   MachineInstr *SecondLdSt,
639                                   unsigned NumLoads) const {
640     return false;
641   }
642
643   /// \brief Can this target fuse the given instructions if they are scheduled
644   /// adjacent.
645   virtual bool shouldScheduleAdjacent(MachineInstr* First,
646                                       MachineInstr *Second) const {
647     return false;
648   }
649
650   /// ReverseBranchCondition - Reverses the branch condition of the specified
651   /// condition list, returning false on success and true if it cannot be
652   /// reversed.
653   virtual
654   bool ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
655     return true;
656   }
657
658   /// insertNoop - Insert a noop into the instruction stream at the specified
659   /// point.
660   virtual void insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
661                           MachineBasicBlock::iterator MI) const;
662
663
664   /// getNoopForMachoTarget - Return the noop instruction to use for a noop.
665   virtual void getNoopForMachoTarget(MCInst &NopInst) const {
666     // Default to just using 'nop' string.
667   }
668
669
670   /// isPredicated - Returns true if the instruction is already predicated.
671   ///
672   virtual bool isPredicated(const MachineInstr *MI) const {
673     return false;
674   }
675
676   /// isUnpredicatedTerminator - Returns true if the instruction is a
677   /// terminator instruction that has not been predicated.
678   virtual bool isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr *MI) const;
679
680   /// PredicateInstruction - Convert the instruction into a predicated
681   /// instruction. It returns true if the operation was successful.
682   virtual
683   bool PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
684                         const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const;
685
686   /// SubsumesPredicate - Returns true if the first specified predicate
687   /// subsumes the second, e.g. GE subsumes GT.
688   virtual
689   bool SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
690                          const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
691     return false;
692   }
693
694   /// DefinesPredicate - If the specified instruction defines any predicate
695   /// or condition code register(s) used for predication, returns true as well
696   /// as the definition predicate(s) by reference.
697   virtual bool DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
698                                 std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
699     return false;
700   }
701
702   /// isPredicable - Return true if the specified instruction can be predicated.
703   /// By default, this returns true for every instruction with a
704   /// PredicateOperand.
705   virtual bool isPredicable(MachineInstr *MI) const {
706     return MI->getDesc().isPredicable();
707   }
708
709   /// isSafeToMoveRegClassDefs - Return true if it's safe to move a machine
710   /// instruction that defines the specified register class.
711   virtual bool isSafeToMoveRegClassDefs(const TargetRegisterClass *RC) const {
712     return true;
713   }
714
715   /// isSchedulingBoundary - Test if the given instruction should be
716   /// considered a scheduling boundary. This primarily includes labels and
717   /// terminators.
718   virtual bool isSchedulingBoundary(const MachineInstr *MI,
719                                     const MachineBasicBlock *MBB,
720                                     const MachineFunction &MF) const;
721
722   /// Measure the specified inline asm to determine an approximation of its
723   /// length.
724   virtual unsigned getInlineAsmLength(const char *Str,
725                                       const MCAsmInfo &MAI) const;
726
727   /// CreateTargetHazardRecognizer - Allocate and return a hazard recognizer to
728   /// use for this target when scheduling the machine instructions before
729   /// register allocation.
730   virtual ScheduleHazardRecognizer*
731   CreateTargetHazardRecognizer(const TargetMachine *TM,
732                                const ScheduleDAG *DAG) const;
733
734   /// CreateTargetMIHazardRecognizer - Allocate and return a hazard recognizer
735   /// to use for this target when scheduling the machine instructions before
736   /// register allocation.
737   virtual ScheduleHazardRecognizer*
738   CreateTargetMIHazardRecognizer(const InstrItineraryData*,
739                                  const ScheduleDAG *DAG) const;
740
741   /// CreateTargetPostRAHazardRecognizer - Allocate and return a hazard
742   /// recognizer to use for this target when scheduling the machine instructions
743   /// after register allocation.
744   virtual ScheduleHazardRecognizer*
745   CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData*,
746                                      const ScheduleDAG *DAG) const;
747
748   /// Provide a global flag for disabling the PreRA hazard recognizer that
749   /// targets may choose to honor.
750   bool usePreRAHazardRecognizer() const;
751
752   /// analyzeCompare - For a comparison instruction, return the source registers
753   /// in SrcReg and SrcReg2 if having two register operands, and the value it
754   /// compares against in CmpValue. Return true if the comparison instruction
755   /// can be analyzed.
756   virtual bool analyzeCompare(const MachineInstr *MI,
757                               unsigned &SrcReg, unsigned &SrcReg2,
758                               int &Mask, int &Value) const {
759     return false;
760   }
761
762   /// optimizeCompareInstr - See if the comparison instruction can be converted
763   /// into something more efficient. E.g., on ARM most instructions can set the
764   /// flags register, obviating the need for a separate CMP.
765   virtual bool optimizeCompareInstr(MachineInstr *CmpInstr,
766                                     unsigned SrcReg, unsigned SrcReg2,
767                                     int Mask, int Value,
768                                     const MachineRegisterInfo *MRI) const {
769     return false;
770   }
771
772   /// optimizeLoadInstr - Try to remove the load by folding it to a register
773   /// operand at the use. We fold the load instructions if and only if the
774   /// def and use are in the same BB. We only look at one load and see
775   /// whether it can be folded into MI. FoldAsLoadDefReg is the virtual register
776   /// defined by the load we are trying to fold. DefMI returns the machine
777   /// instruction that defines FoldAsLoadDefReg, and the function returns
778   /// the machine instruction generated due to folding.
779   virtual MachineInstr* optimizeLoadInstr(MachineInstr *MI,
780                         const MachineRegisterInfo *MRI,
781                         unsigned &FoldAsLoadDefReg,
782                         MachineInstr *&DefMI) const {
783     return 0;
784   }
785
786   /// FoldImmediate - 'Reg' is known to be defined by a move immediate
787   /// instruction, try to fold the immediate into the use instruction.
788   /// If MRI->hasOneNonDBGUse(Reg) is true, and this function returns true,
789   /// then the caller may assume that DefMI has been erased from its parent
790   /// block. The caller may assume that it will not be erased by this
791   /// function otherwise.
792   virtual bool FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
793                              unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
794     return false;
795   }
796
797   /// getNumMicroOps - Return the number of u-operations the given machine
798   /// instruction will be decoded to on the target cpu. The itinerary's
799   /// IssueWidth is the number of microops that can be dispatched each
800   /// cycle. An instruction with zero microops takes no dispatch resources.
801   virtual unsigned getNumMicroOps(const InstrItineraryData *ItinData,
802                                   const MachineInstr *MI) const;
803
804   /// isZeroCost - Return true for pseudo instructions that don't consume any
805   /// machine resources in their current form. These are common cases that the
806   /// scheduler should consider free, rather than conservatively handling them
807   /// as instructions with no itinerary.
808   bool isZeroCost(unsigned Opcode) const {
809     return Opcode <= TargetOpcode::COPY;
810   }
811
812   virtual int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
813                                 SDNode *DefNode, unsigned DefIdx,
814                                 SDNode *UseNode, unsigned UseIdx) const;
815
816   /// getOperandLatency - Compute and return the use operand latency of a given
817   /// pair of def and use.
818   /// In most cases, the static scheduling itinerary was enough to determine the
819   /// operand latency. But it may not be possible for instructions with variable
820   /// number of defs / uses.
821   ///
822   /// This is a raw interface to the itinerary that may be directly overriden by
823   /// a target. Use computeOperandLatency to get the best estimate of latency.
824   virtual int getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
825                                 const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
826                                 const MachineInstr *UseMI,
827                                 unsigned UseIdx) const;
828
829   /// computeOperandLatency - Compute and return the latency of the given data
830   /// dependent def and use when the operand indices are already known.
831   unsigned computeOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
832                                  const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
833                                  const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx)
834     const;
835
836   /// getInstrLatency - Compute the instruction latency of a given instruction.
837   /// If the instruction has higher cost when predicated, it's returned via
838   /// PredCost.
839   virtual unsigned getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
840                                    const MachineInstr *MI,
841                                    unsigned *PredCost = 0) const;
842
843   virtual unsigned getPredicationCost(const MachineInstr *MI) const;
844
845   virtual int getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
846                               SDNode *Node) const;
847
848   /// Return the default expected latency for a def based on it's opcode.
849   unsigned defaultDefLatency(const MCSchedModel *SchedModel,
850                              const MachineInstr *DefMI) const;
851
852   int computeDefOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
853                                const MachineInstr *DefMI) const;
854
855   /// isHighLatencyDef - Return true if this opcode has high latency to its
856   /// result.
857   virtual bool isHighLatencyDef(int opc) const { return false; }
858
859   /// hasHighOperandLatency - Compute operand latency between a def of 'Reg'
860   /// and an use in the current loop, return true if the target considered
861   /// it 'high'. This is used by optimization passes such as machine LICM to
862   /// determine whether it makes sense to hoist an instruction out even in
863   /// high register pressure situation.
864   virtual
865   bool hasHighOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
866                              const MachineRegisterInfo *MRI,
867                              const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
868                              const MachineInstr *UseMI, unsigned UseIdx) const {
869     return false;
870   }
871
872   /// hasLowDefLatency - Compute operand latency of a def of 'Reg', return true
873   /// if the target considered it 'low'.
874   virtual
875   bool hasLowDefLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
876                         const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx) const;
877
878   /// verifyInstruction - Perform target specific instruction verification.
879   virtual
880   bool verifyInstruction(const MachineInstr *MI, StringRef &ErrInfo) const {
881     return true;
882   }
883
884   /// getExecutionDomain - Return the current execution domain and bit mask of
885   /// possible domains for instruction.
886   ///
887   /// Some micro-architectures have multiple execution domains, and multiple
888   /// opcodes that perform the same operation in different domains.  For
889   /// example, the x86 architecture provides the por, orps, and orpd
890   /// instructions that all do the same thing.  There is a latency penalty if a
891   /// register is written in one domain and read in another.
892   ///
893   /// This function returns a pair (domain, mask) containing the execution
894   /// domain of MI, and a bit mask of possible domains.  The setExecutionDomain
895   /// function can be used to change the opcode to one of the domains in the
896   /// bit mask.  Instructions whose execution domain can't be changed should
897   /// return a 0 mask.
898   ///
899   /// The execution domain numbers don't have any special meaning except domain
900   /// 0 is used for instructions that are not associated with any interesting
901   /// execution domain.
902   ///
903   virtual std::pair<uint16_t, uint16_t>
904   getExecutionDomain(const MachineInstr *MI) const {
905     return std::make_pair(0, 0);
906   }
907
908   /// setExecutionDomain - Change the opcode of MI to execute in Domain.
909   ///
910   /// The bit (1 << Domain) must be set in the mask returned from
911   /// getExecutionDomain(MI).
912   ///
913   virtual void setExecutionDomain(MachineInstr *MI, unsigned Domain) const {}
914
915
916   /// getPartialRegUpdateClearance - Returns the preferred minimum clearance
917   /// before an instruction with an unwanted partial register update.
918   ///
919   /// Some instructions only write part of a register, and implicitly need to
920   /// read the other parts of the register.  This may cause unwanted stalls
921   /// preventing otherwise unrelated instructions from executing in parallel in
922   /// an out-of-order CPU.
923   ///
924   /// For example, the x86 instruction cvtsi2ss writes its result to bits
925   /// [31:0] of the destination xmm register. Bits [127:32] are unaffected, so
926   /// the instruction needs to wait for the old value of the register to become
927   /// available:
928   ///
929   ///   addps %xmm1, %xmm0
930   ///   movaps %xmm0, (%rax)
931   ///   cvtsi2ss %rbx, %xmm0
932   ///
933   /// In the code above, the cvtsi2ss instruction needs to wait for the addps
934   /// instruction before it can issue, even though the high bits of %xmm0
935   /// probably aren't needed.
936   ///
937   /// This hook returns the preferred clearance before MI, measured in
938   /// instructions.  Other defs of MI's operand OpNum are avoided in the last N
939   /// instructions before MI.  It should only return a positive value for
940   /// unwanted dependencies.  If the old bits of the defined register have
941   /// useful values, or if MI is determined to otherwise read the dependency,
942   /// the hook should return 0.
943   ///
944   /// The unwanted dependency may be handled by:
945   ///
946   /// 1. Allocating the same register for an MI def and use.  That makes the
947   ///    unwanted dependency identical to a required dependency.
948   ///
949   /// 2. Allocating a register for the def that has no defs in the previous N
950   ///    instructions.
951   ///
952   /// 3. Calling breakPartialRegDependency() with the same arguments.  This
953   ///    allows the target to insert a dependency breaking instruction.
954   ///
955   virtual unsigned
956   getPartialRegUpdateClearance(const MachineInstr *MI, unsigned OpNum,
957                                const TargetRegisterInfo *TRI) const {
958     // The default implementation returns 0 for no partial register dependency.
959     return 0;
960   }
961
962   /// \brief Return the minimum clearance before an instruction that reads an
963   /// unused register.
964   ///
965   /// For example, AVX instructions may copy part of an register operand into
966   /// the unused high bits of the destination register.
967   ///
968   /// vcvtsi2sdq %rax, %xmm0<undef>, %xmm14
969   ///
970   /// In the code above, vcvtsi2sdq copies %xmm0[127:64] into %xmm14 creating a
971   /// false dependence on any previous write to %xmm0.
972   ///
973   /// This hook works similarly to getPartialRegUpdateClearance, except that it
974   /// does not take an operand index. Instead sets \p OpNum to the index of the
975   /// unused register.
976   virtual unsigned getUndefRegClearance(const MachineInstr *MI, unsigned &OpNum,
977                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
978     // The default implementation returns 0 for no undef register dependency.
979     return 0;
980   }
981
982   /// breakPartialRegDependency - Insert a dependency-breaking instruction
983   /// before MI to eliminate an unwanted dependency on OpNum.
984   ///
985   /// If it wasn't possible to avoid a def in the last N instructions before MI
986   /// (see getPartialRegUpdateClearance), this hook will be called to break the
987   /// unwanted dependency.
988   ///
989   /// On x86, an xorps instruction can be used as a dependency breaker:
990   ///
991   ///   addps %xmm1, %xmm0
992   ///   movaps %xmm0, (%rax)
993   ///   xorps %xmm0, %xmm0
994   ///   cvtsi2ss %rbx, %xmm0
995   ///
996   /// An <imp-kill> operand should be added to MI if an instruction was
997   /// inserted.  This ties the instructions together in the post-ra scheduler.
998   ///
999   virtual void
1000   breakPartialRegDependency(MachineBasicBlock::iterator MI, unsigned OpNum,
1001                             const TargetRegisterInfo *TRI) const {}
1002
1003   /// Create machine specific model for scheduling.
1004   virtual DFAPacketizer*
1005     CreateTargetScheduleState(const TargetMachine*, const ScheduleDAG*) const {
1006     return NULL;
1007   }
1008
1009 private:
1010   int CallFrameSetupOpcode, CallFrameDestroyOpcode;
1011 };
1012
1013 } // End llvm namespace
1014
1015 #endif