Introduce the TargetInstrInfo::KILL machine instruction and get rid of the
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMBaseInstrInfo.cpp
1 //===- ARMBaseInstrInfo.cpp - ARM Instruction Information -----------*- 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 contains the Base ARM implementation of the TargetInstrInfo class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
15 #include "ARM.h"
16 #include "ARMAddressingModes.h"
17 #include "ARMGenInstrInfo.inc"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
24 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
25 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
27 using namespace llvm;
28
29 static cl::opt<bool>
30 EnableARM3Addr("enable-arm-3-addr-conv", cl::Hidden,
31                cl::desc("Enable ARM 2-addr to 3-addr conv"));
32
33 ARMBaseInstrInfo::ARMBaseInstrInfo()
34   : TargetInstrInfoImpl(ARMInsts, array_lengthof(ARMInsts)) {
35 }
36
37 MachineInstr *
38 ARMBaseInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
39                                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
40                                         LiveVariables *LV) const {
41   // FIXME: Thumb2 support.
42
43   if (!EnableARM3Addr)
44     return NULL;
45
46   MachineInstr *MI = MBBI;
47   MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
48   unsigned TSFlags = MI->getDesc().TSFlags;
49   bool isPre = false;
50   switch ((TSFlags & ARMII::IndexModeMask) >> ARMII::IndexModeShift) {
51   default: return NULL;
52   case ARMII::IndexModePre:
53     isPre = true;
54     break;
55   case ARMII::IndexModePost:
56     break;
57   }
58
59   // Try splitting an indexed load/store to an un-indexed one plus an add/sub
60   // operation.
61   unsigned MemOpc = getUnindexedOpcode(MI->getOpcode());
62   if (MemOpc == 0)
63     return NULL;
64
65   MachineInstr *UpdateMI = NULL;
66   MachineInstr *MemMI = NULL;
67   unsigned AddrMode = (TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
68   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
69   unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
70   bool isLoad = !TID.mayStore();
71   const MachineOperand &WB = isLoad ? MI->getOperand(1) : MI->getOperand(0);
72   const MachineOperand &Base = MI->getOperand(2);
73   const MachineOperand &Offset = MI->getOperand(NumOps-3);
74   unsigned WBReg = WB.getReg();
75   unsigned BaseReg = Base.getReg();
76   unsigned OffReg = Offset.getReg();
77   unsigned OffImm = MI->getOperand(NumOps-2).getImm();
78   ARMCC::CondCodes Pred = (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(NumOps-1).getImm();
79   switch (AddrMode) {
80   default:
81     assert(false && "Unknown indexed op!");
82     return NULL;
83   case ARMII::AddrMode2: {
84     bool isSub = ARM_AM::getAM2Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
85     unsigned Amt = ARM_AM::getAM2Offset(OffImm);
86     if (OffReg == 0) {
87       if (ARM_AM::getSOImmVal(Amt) == -1)
88         // Can't encode it in a so_imm operand. This transformation will
89         // add more than 1 instruction. Abandon!
90         return NULL;
91       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
92                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
93         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
94         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
95     } else if (Amt != 0) {
96       ARM_AM::ShiftOpc ShOpc = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(OffImm);
97       unsigned SOOpc = ARM_AM::getSORegOpc(ShOpc, Amt);
98       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
99                          get(isSub ? ARM::SUBrs : ARM::ADDrs), WBReg)
100         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg).addReg(0).addImm(SOOpc)
101         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
102     } else
103       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
104                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
105         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
106         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
107     break;
108   }
109   case ARMII::AddrMode3 : {
110     bool isSub = ARM_AM::getAM3Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
111     unsigned Amt = ARM_AM::getAM3Offset(OffImm);
112     if (OffReg == 0)
113       // Immediate is 8-bits. It's guaranteed to fit in a so_imm operand.
114       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
115                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
116         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
117         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
118     else
119       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
120                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
121         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
122         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
123     break;
124   }
125   }
126
127   std::vector<MachineInstr*> NewMIs;
128   if (isPre) {
129     if (isLoad)
130       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
131                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
132         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
133     else
134       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
135                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
136         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
137     NewMIs.push_back(MemMI);
138     NewMIs.push_back(UpdateMI);
139   } else {
140     if (isLoad)
141       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
142                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
143         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
144     else
145       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
146                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
147         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
148     if (WB.isDead())
149       UpdateMI->getOperand(0).setIsDead();
150     NewMIs.push_back(UpdateMI);
151     NewMIs.push_back(MemMI);
152   }
153
154   // Transfer LiveVariables states, kill / dead info.
155   if (LV) {
156     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
157       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
158       if (MO.isReg() && MO.getReg() &&
159           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
160         unsigned Reg = MO.getReg();
161
162         LiveVariables::VarInfo &VI = LV->getVarInfo(Reg);
163         if (MO.isDef()) {
164           MachineInstr *NewMI = (Reg == WBReg) ? UpdateMI : MemMI;
165           if (MO.isDead())
166             LV->addVirtualRegisterDead(Reg, NewMI);
167         }
168         if (MO.isUse() && MO.isKill()) {
169           for (unsigned j = 0; j < 2; ++j) {
170             // Look at the two new MI's in reverse order.
171             MachineInstr *NewMI = NewMIs[j];
172             if (!NewMI->readsRegister(Reg))
173               continue;
174             LV->addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
175             if (VI.removeKill(MI))
176               VI.Kills.push_back(NewMI);
177             break;
178           }
179         }
180       }
181     }
182   }
183
184   MFI->insert(MBBI, NewMIs[1]);
185   MFI->insert(MBBI, NewMIs[0]);
186   return NewMIs[0];
187 }
188
189 // Branch analysis.
190 bool
191 ARMBaseInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
192                                 MachineBasicBlock *&FBB,
193                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
194                                 bool AllowModify) const {
195   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
196   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
197   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I))
198     return false;
199
200   // Get the last instruction in the block.
201   MachineInstr *LastInst = I;
202
203   // If there is only one terminator instruction, process it.
204   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
205   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
206     if (isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
207       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
208       return false;
209     }
210     if (isCondBranchOpcode(LastOpc)) {
211       // Block ends with fall-through condbranch.
212       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
213       Cond.push_back(LastInst->getOperand(1));
214       Cond.push_back(LastInst->getOperand(2));
215       return false;
216     }
217     return true;  // Can't handle indirect branch.
218   }
219
220   // Get the instruction before it if it is a terminator.
221   MachineInstr *SecondLastInst = I;
222
223   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
224   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() && isUnpredicatedTerminator(--I))
225     return true;
226
227   // If the block ends with a B and a Bcc, handle it.
228   unsigned SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
229   if (isCondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
230     TBB =  SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
231     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(1));
232     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(2));
233     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
234     return false;
235   }
236
237   // If the block ends with two unconditional branches, handle it.  The second
238   // one is not executed, so remove it.
239   if (isUncondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
240     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
241     I = LastInst;
242     if (AllowModify)
243       I->eraseFromParent();
244     return false;
245   }
246
247   // ...likewise if it ends with a branch table followed by an unconditional
248   // branch. The branch folder can create these, and we must get rid of them for
249   // correctness of Thumb constant islands.
250   if (isJumpTableBranchOpcode(SecondLastOpc) &&
251       isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
252     I = LastInst;
253     if (AllowModify)
254       I->eraseFromParent();
255     return true;
256   }
257
258   // Otherwise, can't handle this.
259   return true;
260 }
261
262
263 unsigned ARMBaseInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
264   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
265   if (I == MBB.begin()) return 0;
266   --I;
267   if (!isUncondBranchOpcode(I->getOpcode()) &&
268       !isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
269     return 0;
270
271   // Remove the branch.
272   I->eraseFromParent();
273
274   I = MBB.end();
275
276   if (I == MBB.begin()) return 1;
277   --I;
278   if (!isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
279     return 1;
280
281   // Remove the branch.
282   I->eraseFromParent();
283   return 2;
284 }
285
286 unsigned
287 ARMBaseInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
288                                MachineBasicBlock *FBB,
289                              const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
290   // FIXME this should probably have a DebugLoc argument
291   DebugLoc dl = DebugLoc::getUnknownLoc();
292
293   ARMFunctionInfo *AFI = MBB.getParent()->getInfo<ARMFunctionInfo>();
294   int BOpc   = !AFI->isThumbFunction()
295     ? ARM::B : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2B : ARM::tB);
296   int BccOpc = !AFI->isThumbFunction()
297     ? ARM::Bcc : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2Bcc : ARM::tBcc);
298
299   // Shouldn't be a fall through.
300   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
301   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
302          "ARM branch conditions have two components!");
303
304   if (FBB == 0) {
305     if (Cond.empty()) // Unconditional branch?
306       BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(TBB);
307     else
308       BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
309         .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
310     return 1;
311   }
312
313   // Two-way conditional branch.
314   BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
315     .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
316   BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(FBB);
317   return 2;
318 }
319
320 bool ARMBaseInstrInfo::
321 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
322   ARMCC::CondCodes CC = (ARMCC::CondCodes)(int)Cond[0].getImm();
323   Cond[0].setImm(ARMCC::getOppositeCondition(CC));
324   return false;
325 }
326
327 bool ARMBaseInstrInfo::
328 PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
329                      const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
330   unsigned Opc = MI->getOpcode();
331   if (isUncondBranchOpcode(Opc)) {
332     MI->setDesc(get(getMatchingCondBranchOpcode(Opc)));
333     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Pred[0].getImm()));
334     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Pred[1].getReg(), false));
335     return true;
336   }
337
338   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
339   if (PIdx != -1) {
340     MachineOperand &PMO = MI->getOperand(PIdx);
341     PMO.setImm(Pred[0].getImm());
342     MI->getOperand(PIdx+1).setReg(Pred[1].getReg());
343     return true;
344   }
345   return false;
346 }
347
348 bool ARMBaseInstrInfo::
349 SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
350                   const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
351   if (Pred1.size() > 2 || Pred2.size() > 2)
352     return false;
353
354   ARMCC::CondCodes CC1 = (ARMCC::CondCodes)Pred1[0].getImm();
355   ARMCC::CondCodes CC2 = (ARMCC::CondCodes)Pred2[0].getImm();
356   if (CC1 == CC2)
357     return true;
358
359   switch (CC1) {
360   default:
361     return false;
362   case ARMCC::AL:
363     return true;
364   case ARMCC::HS:
365     return CC2 == ARMCC::HI;
366   case ARMCC::LS:
367     return CC2 == ARMCC::LO || CC2 == ARMCC::EQ;
368   case ARMCC::GE:
369     return CC2 == ARMCC::GT;
370   case ARMCC::LE:
371     return CC2 == ARMCC::LT;
372   }
373 }
374
375 bool ARMBaseInstrInfo::DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
376                                     std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
377   // FIXME: This confuses implicit_def with optional CPSR def.
378   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
379   if (!TID.getImplicitDefs() && !TID.hasOptionalDef())
380     return false;
381
382   bool Found = false;
383   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
384     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
385     if (MO.isReg() && MO.getReg() == ARM::CPSR) {
386       Pred.push_back(MO);
387       Found = true;
388     }
389   }
390
391   return Found;
392 }
393
394
395 /// FIXME: Works around a gcc miscompilation with -fstrict-aliasing
396 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
397                                 unsigned JTI) DISABLE_INLINE;
398 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
399                                 unsigned JTI) {
400   return JT[JTI].MBBs.size();
401 }
402
403 /// GetInstSize - Return the size of the specified MachineInstr.
404 ///
405 unsigned ARMBaseInstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
406   const MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
407   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
408   const MCAsmInfo *MAI = MF->getTarget().getMCAsmInfo();
409
410   // Basic size info comes from the TSFlags field.
411   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
412   unsigned TSFlags = TID.TSFlags;
413
414   unsigned Opc = MI->getOpcode();
415   switch ((TSFlags & ARMII::SizeMask) >> ARMII::SizeShift) {
416   default: {
417     // If this machine instr is an inline asm, measure it.
418     if (MI->getOpcode() == ARM::INLINEASM)
419       return getInlineAsmLength(MI->getOperand(0).getSymbolName(), *MAI);
420     if (MI->isLabel())
421       return 0;
422     switch (Opc) {
423     default:
424       llvm_unreachable("Unknown or unset size field for instr!");
425     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
426     case TargetInstrInfo::KILL:
427     case TargetInstrInfo::DBG_LABEL:
428     case TargetInstrInfo::EH_LABEL:
429       return 0;
430     }
431     break;
432   }
433   case ARMII::Size8Bytes: return 8;          // ARM instruction x 2.
434   case ARMII::Size4Bytes: return 4;          // ARM / Thumb2 instruction.
435   case ARMII::Size2Bytes: return 2;          // Thumb1 instruction.
436   case ARMII::SizeSpecial: {
437     switch (Opc) {
438     case ARM::CONSTPOOL_ENTRY:
439       // If this machine instr is a constant pool entry, its size is recorded as
440       // operand #2.
441       return MI->getOperand(2).getImm();
442     case ARM::Int_eh_sjlj_setjmp:
443       return 24;
444     case ARM::t2Int_eh_sjlj_setjmp:
445       return 20;
446     case ARM::BR_JTr:
447     case ARM::BR_JTm:
448     case ARM::BR_JTadd:
449     case ARM::tBR_JTr:
450     case ARM::t2BR_JT:
451     case ARM::t2TBB:
452     case ARM::t2TBH: {
453       // These are jumptable branches, i.e. a branch followed by an inlined
454       // jumptable. The size is 4 + 4 * number of entries. For TBB, each
455       // entry is one byte; TBH two byte each.
456       unsigned EntrySize = (Opc == ARM::t2TBB)
457         ? 1 : ((Opc == ARM::t2TBH) ? 2 : 4);
458       unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
459       MachineOperand JTOP =
460         MI->getOperand(NumOps - (TID.isPredicable() ? 3 : 2));
461       unsigned JTI = JTOP.getIndex();
462       const MachineJumpTableInfo *MJTI = MF->getJumpTableInfo();
463       const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
464       assert(JTI < JT.size());
465       // Thumb instructions are 2 byte aligned, but JT entries are 4 byte
466       // 4 aligned. The assembler / linker may add 2 byte padding just before
467       // the JT entries.  The size does not include this padding; the
468       // constant islands pass does separate bookkeeping for it.
469       // FIXME: If we know the size of the function is less than (1 << 16) *2
470       // bytes, we can use 16-bit entries instead. Then there won't be an
471       // alignment issue.
472       unsigned InstSize = (Opc == ARM::tBR_JTr || Opc == ARM::t2BR_JT) ? 2 : 4;
473       unsigned NumEntries = getNumJTEntries(JT, JTI);
474       if (Opc == ARM::t2TBB && (NumEntries & 1))
475         // Make sure the instruction that follows TBB is 2-byte aligned.
476         // FIXME: Constant island pass should insert an "ALIGN" instruction
477         // instead.
478         ++NumEntries;
479       return NumEntries * EntrySize + InstSize;
480     }
481     default:
482       // Otherwise, pseudo-instruction sizes are zero.
483       return 0;
484     }
485   }
486   }
487   return 0; // Not reached
488 }
489
490 /// Return true if the instruction is a register to register move and
491 /// leave the source and dest operands in the passed parameters.
492 ///
493 bool
494 ARMBaseInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr &MI,
495                               unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
496                               unsigned& SrcSubIdx, unsigned& DstSubIdx) const {
497   SrcSubIdx = DstSubIdx = 0; // No sub-registers.
498
499   switch (MI.getOpcode()) {
500   default: break;
501   case ARM::FCPYS:
502   case ARM::FCPYD:
503   case ARM::VMOVD:
504   case  ARM::VMOVQ: {
505     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
506     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
507     return true;
508   }
509   case ARM::MOVr:
510   case ARM::tMOVr:
511   case ARM::tMOVgpr2tgpr:
512   case ARM::tMOVtgpr2gpr:
513   case ARM::tMOVgpr2gpr:
514   case ARM::t2MOVr: {
515     assert(MI.getDesc().getNumOperands() >= 2 &&
516            MI.getOperand(0).isReg() &&
517            MI.getOperand(1).isReg() &&
518            "Invalid ARM MOV instruction");
519     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
520     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
521     return true;
522   }
523   }
524
525   return false;
526 }
527
528 unsigned
529 ARMBaseInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
530                                       int &FrameIndex) const {
531   switch (MI->getOpcode()) {
532   default: break;
533   case ARM::LDR:
534   case ARM::t2LDRs:  // FIXME: don't use t2LDRs to access frame.
535     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
536         MI->getOperand(2).isReg() &&
537         MI->getOperand(3).isImm() &&
538         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
539         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
540       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
541       return MI->getOperand(0).getReg();
542     }
543     break;
544   case ARM::t2LDRi12:
545   case ARM::tRestore:
546     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
547         MI->getOperand(2).isImm() &&
548         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
549       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
550       return MI->getOperand(0).getReg();
551     }
552     break;
553   case ARM::FLDD:
554   case ARM::FLDS:
555     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
556         MI->getOperand(2).isImm() &&
557         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
558       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
559       return MI->getOperand(0).getReg();
560     }
561     break;
562   }
563
564   return 0;
565 }
566
567 unsigned
568 ARMBaseInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
569                                      int &FrameIndex) const {
570   switch (MI->getOpcode()) {
571   default: break;
572   case ARM::STR:
573   case ARM::t2STRs: // FIXME: don't use t2STRs to access frame.
574     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
575         MI->getOperand(2).isReg() &&
576         MI->getOperand(3).isImm() &&
577         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
578         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
579       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
580       return MI->getOperand(0).getReg();
581     }
582     break;
583   case ARM::t2STRi12:
584   case ARM::tSpill:
585     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
586         MI->getOperand(2).isImm() &&
587         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
588       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
589       return MI->getOperand(0).getReg();
590     }
591     break;
592   case ARM::FSTD:
593   case ARM::FSTS:
594     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
595         MI->getOperand(2).isImm() &&
596         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
597       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
598       return MI->getOperand(0).getReg();
599     }
600     break;
601   }
602
603   return 0;
604 }
605
606 bool
607 ARMBaseInstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
608                                MachineBasicBlock::iterator I,
609                                unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
610                                const TargetRegisterClass *DestRC,
611                                const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
612   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
613   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
614
615   if (DestRC != SrcRC) {
616     // Allow DPR / DPR_VFP2 / DPR_8 cross-class copies
617     // Allow QPR / QPR_VFP2 cross-class copies
618     if (DestRC == ARM::DPRRegisterClass) {
619       if (SrcRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
620           SrcRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
621       } else
622         return false;
623     } else if (DestRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) {
624       if (SrcRC == ARM::DPRRegisterClass ||
625           SrcRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
626       } else
627         return false;
628     } else if (DestRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
629       if (SrcRC == ARM::DPRRegisterClass ||
630           SrcRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) {
631       } else
632         return false;
633     } else if ((DestRC == ARM::QPRRegisterClass &&
634                 SrcRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) ||
635                (DestRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass &&
636                 SrcRC == ARM::QPRRegisterClass)) {
637     } else
638       return false;
639   }
640
641   if (DestRC == ARM::GPRRegisterClass) {
642     AddDefaultCC(AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::MOVr),
643                                         DestReg).addReg(SrcReg)));
644   } else if (DestRC == ARM::SPRRegisterClass) {
645     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYS), DestReg)
646                    .addReg(SrcReg));
647   } else if ((DestRC == ARM::DPRRegisterClass) ||
648              (DestRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) ||
649              (DestRC == ARM::DPR_8RegisterClass)) {
650     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYD), DestReg)
651                    .addReg(SrcReg));
652   } else if (DestRC == ARM::QPRRegisterClass ||
653              DestRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) {
654     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VMOVQ), DestReg).addReg(SrcReg);
655   } else {
656     return false;
657   }
658
659   return true;
660 }
661
662 void ARMBaseInstrInfo::
663 storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
664                     unsigned SrcReg, bool isKill, int FI,
665                     const TargetRegisterClass *RC) const {
666   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
667   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
668
669   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
670     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::STR))
671                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
672                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0));
673   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
674              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
675              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
676     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTD))
677                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
678                    .addFrameIndex(FI).addImm(0));
679   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
680     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTS))
681                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
682                    .addFrameIndex(FI).addImm(0));
683   } else {
684     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
685             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) && "Unknown regclass!");
686     // FIXME: Neon instructions should support predicates
687     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VSTRQ)).addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
688       .addFrameIndex(FI).addImm(0);
689   }
690 }
691
692 void ARMBaseInstrInfo::
693 loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
694                      unsigned DestReg, int FI,
695                      const TargetRegisterClass *RC) const {
696   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
697   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
698
699   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
700     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::LDR), DestReg)
701                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0));
702   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
703              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
704              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
705     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDD), DestReg)
706                    .addFrameIndex(FI).addImm(0));
707   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
708     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDS), DestReg)
709                    .addFrameIndex(FI).addImm(0));
710   } else {
711     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
712             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) && "Unknown regclass!");
713     // FIXME: Neon instructions should support predicates
714     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VLDRQ), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
715   }
716 }
717
718 MachineInstr *ARMBaseInstrInfo::
719 foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
720                       const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops, int FI) const {
721   if (Ops.size() != 1) return NULL;
722
723   unsigned OpNum = Ops[0];
724   unsigned Opc = MI->getOpcode();
725   MachineInstr *NewMI = NULL;
726   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
727     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
728     if (MI->getOperand(4).getReg() == ARM::CPSR && !MI->getOperand(4).isDead())
729       return NULL;
730     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
731     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
732     if (OpNum == 0) { // move -> store
733       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
734       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
735       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
736       if (Opc == ARM::MOVr)
737         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::STR))
738           .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
739           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
740       else // ARM::t2MOVr
741         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
742           .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
743           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
744     } else {          // move -> load
745       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
746       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
747       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
748       if (Opc == ARM::MOVr)
749         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::LDR))
750           .addReg(DstReg,
751                   RegState::Define |
752                   getDeadRegState(isDead) |
753                   getUndefRegState(isUndef))
754           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
755       else // ARM::t2MOVr
756         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
757           .addReg(DstReg,
758                   RegState::Define |
759                   getDeadRegState(isDead) |
760                   getUndefRegState(isUndef))
761           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
762     }
763   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
764              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
765              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
766     if (OpNum == 0) { // move -> store
767       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
768       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
769       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
770       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
771         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
772         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
773     } else {          // move -> load
774       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
775       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
776       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
777       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
778         .addReg(DstReg,
779                 RegState::Define |
780                 getDeadRegState(isDead) |
781                 getUndefRegState(isUndef))
782         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
783     }
784   } else if (Opc == ARM::FCPYS) {
785     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
786     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
787     if (OpNum == 0) { // move -> store
788       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
789       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
790       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
791       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTS))
792         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
793         .addFrameIndex(FI)
794         .addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
795     } else {          // move -> load
796       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
797       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
798       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
799       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDS))
800         .addReg(DstReg,
801                 RegState::Define |
802                 getDeadRegState(isDead) |
803                 getUndefRegState(isUndef))
804         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
805     }
806   }
807   else if (Opc == ARM::FCPYD) {
808     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
809     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
810     if (OpNum == 0) { // move -> store
811       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
812       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
813       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
814       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTD))
815         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
816         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
817     } else {          // move -> load
818       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
819       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
820       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
821       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDD))
822         .addReg(DstReg,
823                 RegState::Define |
824                 getDeadRegState(isDead) |
825                 getUndefRegState(isUndef))
826         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
827     }
828   }
829
830   return NewMI;
831 }
832
833 MachineInstr*
834 ARMBaseInstrInfo::foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
835                                         MachineInstr* MI,
836                                         const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
837                                         MachineInstr* LoadMI) const {
838   // FIXME
839   return 0;
840 }
841
842 bool
843 ARMBaseInstrInfo::canFoldMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
844                                    const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops) const {
845   if (Ops.size() != 1) return false;
846
847   unsigned Opc = MI->getOpcode();
848   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
849     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
850     return MI->getOperand(4).getReg() != ARM::CPSR ||
851       MI->getOperand(4).isDead();
852   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
853              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
854              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
855     return true;
856   } else if (Opc == ARM::FCPYS || Opc == ARM::FCPYD) {
857     return true;
858   } else if (Opc == ARM::VMOVD || Opc == ARM::VMOVQ) {
859     return false; // FIXME
860   }
861
862   return false;
863 }
864
865 /// getInstrPredicate - If instruction is predicated, returns its predicate
866 /// condition, otherwise returns AL. It also returns the condition code
867 /// register by reference.
868 ARMCC::CondCodes
869 llvm::getInstrPredicate(const MachineInstr *MI, unsigned &PredReg) {
870   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
871   if (PIdx == -1) {
872     PredReg = 0;
873     return ARMCC::AL;
874   }
875
876   PredReg = MI->getOperand(PIdx+1).getReg();
877   return (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(PIdx).getImm();
878 }
879
880
881 int llvm::getMatchingCondBranchOpcode(int Opc) {
882   if (Opc == ARM::B)
883     return ARM::Bcc;
884   else if (Opc == ARM::tB)
885     return ARM::tBcc;
886   else if (Opc == ARM::t2B)
887       return ARM::t2Bcc;
888
889   llvm_unreachable("Unknown unconditional branch opcode!");
890   return 0;
891 }
892
893
894 void llvm::emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
895                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
896                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg, int NumBytes,
897                                ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
898                                const ARMBaseInstrInfo &TII) {
899   bool isSub = NumBytes < 0;
900   if (isSub) NumBytes = -NumBytes;
901
902   while (NumBytes) {
903     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(NumBytes);
904     unsigned ThisVal = NumBytes & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
905     assert(ThisVal && "Didn't extract field correctly");
906
907     // We will handle these bits from offset, clear them.
908     NumBytes &= ~ThisVal;
909
910     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisVal) != -1 && "Bit extraction didn't work?");
911
912     // Build the new ADD / SUB.
913     unsigned Opc = isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri;
914     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg)
915       .addReg(BaseReg, RegState::Kill).addImm(ThisVal)
916       .addImm((unsigned)Pred).addReg(PredReg).addReg(0);
917     BaseReg = DestReg;
918   }
919 }
920
921 bool llvm::rewriteARMFrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
922                                 unsigned FrameReg, int &Offset,
923                                 const ARMBaseInstrInfo &TII) {
924   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
925   const TargetInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
926   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
927   bool isSub = false;
928
929   // Memory operands in inline assembly always use AddrMode2.
930   if (Opcode == ARM::INLINEASM)
931     AddrMode = ARMII::AddrMode2;
932
933   if (Opcode == ARM::ADDri) {
934     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
935     if (Offset == 0) {
936       // Turn it into a move.
937       MI.setDesc(TII.get(ARM::MOVr));
938       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
939       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
940       Offset = 0;
941       return true;
942     } else if (Offset < 0) {
943       Offset = -Offset;
944       isSub = true;
945       MI.setDesc(TII.get(ARM::SUBri));
946     }
947
948     // Common case: small offset, fits into instruction.
949     if (ARM_AM::getSOImmVal(Offset) != -1) {
950       // Replace the FrameIndex with sp / fp
951       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
952       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Offset);
953       Offset = 0;
954       return true;
955     }
956
957     // Otherwise, pull as much of the immedidate into this ADDri/SUBri
958     // as possible.
959     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(Offset);
960     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
961
962     // We will handle these bits from offset, clear them.
963     Offset &= ~ThisImmVal;
964
965     // Get the properly encoded SOImmVal field.
966     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisImmVal) != -1 &&
967            "Bit extraction didn't work?");
968     MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(ThisImmVal);
969  } else {
970     unsigned ImmIdx = 0;
971     int InstrOffs = 0;
972     unsigned NumBits = 0;
973     unsigned Scale = 1;
974     switch (AddrMode) {
975     case ARMII::AddrMode2: {
976       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
977       InstrOffs = ARM_AM::getAM2Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
978       if (ARM_AM::getAM2Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
979         InstrOffs *= -1;
980       NumBits = 12;
981       break;
982     }
983     case ARMII::AddrMode3: {
984       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
985       InstrOffs = ARM_AM::getAM3Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
986       if (ARM_AM::getAM3Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
987         InstrOffs *= -1;
988       NumBits = 8;
989       break;
990     }
991     case ARMII::AddrMode4:
992       // Can't fold any offset even if it's zero.
993       return false;
994     case ARMII::AddrMode5: {
995       ImmIdx = FrameRegIdx+1;
996       InstrOffs = ARM_AM::getAM5Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
997       if (ARM_AM::getAM5Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
998         InstrOffs *= -1;
999       NumBits = 8;
1000       Scale = 4;
1001       break;
1002     }
1003     default:
1004       llvm_unreachable("Unsupported addressing mode!");
1005       break;
1006     }
1007
1008     Offset += InstrOffs * Scale;
1009     assert((Offset & (Scale-1)) == 0 && "Can't encode this offset!");
1010     if (Offset < 0) {
1011       Offset = -Offset;
1012       isSub = true;
1013     }
1014
1015     // Attempt to fold address comp. if opcode has offset bits
1016     if (NumBits > 0) {
1017       // Common case: small offset, fits into instruction.
1018       MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
1019       int ImmedOffset = Offset / Scale;
1020       unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
1021       if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
1022         // Replace the FrameIndex with sp
1023         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
1024         if (isSub)
1025           ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1026         ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1027         Offset = 0;
1028         return true;
1029       }
1030
1031       // Otherwise, it didn't fit. Pull in what we can to simplify the immed.
1032       ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
1033       if (isSub)
1034         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1035       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1036       Offset &= ~(Mask*Scale);
1037     }
1038   }
1039
1040   Offset = (isSub) ? -Offset : Offset;
1041   return Offset == 0;
1042 }