Add PredicateOperand to all ARM instructions that have the condition field.
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMRegisterInfo.cpp
1 //===- ARMRegisterInfo.cpp - ARM Register Information -----------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the "Instituto Nokia de Tecnologia" and
6 // is distributed under the University of Illinois Open Source
7 // License. See LICENSE.TXT for details.
8 //
9 //===----------------------------------------------------------------------===//
10 //
11 // This file contains the ARM implementation of the MRegisterInfo class.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "ARM.h"
16 #include "ARMAddressingModes.h"
17 #include "ARMInstrInfo.h"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "ARMRegisterInfo.h"
20 #include "ARMSubtarget.h"
21 #include "llvm/Constants.h"
22 #include "llvm/DerivedTypes.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
28 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
29 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
30 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
32 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
33 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
35 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
36 #include <algorithm>
37 using namespace llvm;
38
39 static cl::opt<bool> ThumbRegScavenging("enable-thumb-reg-scavenging",
40                                cl::Hidden,
41                                cl::desc("Enable register scavenging on Thumb"));
42
43 unsigned ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
44   using namespace ARM;
45   switch (RegEnum) {
46   case R0:  case S0:  case D0:  return 0;
47   case R1:  case S1:  case D1:  return 1;
48   case R2:  case S2:  case D2:  return 2;
49   case R3:  case S3:  case D3:  return 3;
50   case R4:  case S4:  case D4:  return 4;
51   case R5:  case S5:  case D5:  return 5;
52   case R6:  case S6:  case D6:  return 6;
53   case R7:  case S7:  case D7:  return 7;
54   case R8:  case S8:  case D8:  return 8;
55   case R9:  case S9:  case D9:  return 9;
56   case R10: case S10: case D10: return 10;
57   case R11: case S11: case D11: return 11;
58   case R12: case S12: case D12: return 12;
59   case SP:  case S13: case D13: return 13;
60   case LR:  case S14: case D14: return 14;
61   case PC:  case S15: case D15: return 15;
62   case S16: return 16;
63   case S17: return 17;
64   case S18: return 18;
65   case S19: return 19;
66   case S20: return 20;
67   case S21: return 21;
68   case S22: return 22;
69   case S23: return 23;
70   case S24: return 24;
71   case S25: return 25;
72   case S26: return 26;
73   case S27: return 27;
74   case S28: return 28;
75   case S29: return 29;
76   case S30: return 30;
77   case S31: return 31;
78   default:
79     assert(0 && "Unknown ARM register!");
80     abort();
81   }
82 }
83
84 ARMRegisterInfo::ARMRegisterInfo(const TargetInstrInfo &tii,
85                                  const ARMSubtarget &sti)
86   : ARMGenRegisterInfo(ARM::ADJCALLSTACKDOWN, ARM::ADJCALLSTACKUP),
87     TII(tii), STI(sti),
88     FramePtr((STI.useThumbBacktraces() || STI.isThumb()) ? ARM::R7 : ARM::R11) {
89 }
90
91 bool ARMRegisterInfo::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
92                                                 MachineBasicBlock::iterator MI,
93                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
94   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
95   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
96   if (!AFI->isThumbFunction() || CSI.empty())
97     return false;
98
99   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MI, TII.get(ARM::tPUSH));
100   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
101     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
102     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
103     MBB.addLiveIn(Reg);
104     MIB.addReg(Reg, false/*isDef*/,false/*isImp*/,true/*isKill*/);
105   }
106   return true;
107 }
108
109 bool ARMRegisterInfo::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
110                                                  MachineBasicBlock::iterator MI,
111                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
112   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
113   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
114   if (!AFI->isThumbFunction() || CSI.empty())
115     return false;
116
117   bool isVarArg = AFI->getVarArgsRegSaveSize() > 0;
118   MachineInstr *PopMI = new MachineInstr(TII.get(ARM::tPOP));
119   MBB.insert(MI, PopMI);
120   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
121     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
122     if (Reg == ARM::LR) {
123       // Special epilogue for vararg functions. See emitEpilogue
124       if (isVarArg)
125         continue;
126       Reg = ARM::PC;
127       PopMI->setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tPOP_RET));
128       MBB.erase(MI);
129     }
130     PopMI->addRegOperand(Reg, true);
131   }
132   return true;
133 }
134
135 void ARMRegisterInfo::
136 storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
137                     unsigned SrcReg, int FI,
138                     const TargetRegisterClass *RC) const {
139   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
140     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
141     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
142     if (AFI->isThumbFunction())
143       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::tSpill)).addReg(SrcReg, false, false, true)
144         .addFrameIndex(FI).addImm(0);
145     else
146       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::STR)).addReg(SrcReg, false, false, true)
147           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
148   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass) {
149     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FSTD)).addReg(SrcReg, false, false, true)
150     .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
151   } else {
152     assert(RC == ARM::SPRRegisterClass && "Unknown regclass!");
153     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FSTS)).addReg(SrcReg, false, false, true)
154       .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
155   }
156 }
157
158 void ARMRegisterInfo::
159 loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
160                      unsigned DestReg, int FI,
161                      const TargetRegisterClass *RC) const {
162   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
163     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
164     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
165     if (AFI->isThumbFunction())
166       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::tRestore), DestReg)
167         .addFrameIndex(FI).addImm(0);
168     else
169       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::LDR), DestReg)
170       .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
171   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass) {
172     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FLDD), DestReg)
173       .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
174   } else {
175     assert(RC == ARM::SPRRegisterClass && "Unknown regclass!");
176     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FLDS), DestReg)
177       .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm((int64_t)ARMCC::AL);
178   }
179 }
180
181 void ARMRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
182                                    MachineBasicBlock::iterator I,
183                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
184                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
185   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
186     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
187     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
188     if (AFI->isThumbFunction())
189       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::tMOVr), DestReg).addReg(SrcReg);
190     else
191       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::MOVr), DestReg).addReg(SrcReg)
192         .addImm((int64_t)ARMCC::AL);
193   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass)
194     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FCPYS), DestReg).addReg(SrcReg)
195       .addImm((int64_t)ARMCC::AL);
196   else if (RC == ARM::DPRRegisterClass)
197     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FCPYD), DestReg).addReg(SrcReg)
198       .addImm((int64_t)ARMCC::AL);
199   else
200     abort();
201 }
202
203 /// emitLoadConstPool - Emits a load from constpool to materialize the
204 /// specified immediate.
205 static void emitLoadConstPool(MachineBasicBlock &MBB,
206                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
207                               unsigned DestReg, ARMCC::CondCodes Pred, int Val, 
208                               const TargetInstrInfo &TII, bool isThumb) {
209   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
210   MachineConstantPool *ConstantPool = MF.getConstantPool();
211   Constant *C = ConstantInt::get(Type::Int32Ty, Val);
212   unsigned Idx = ConstantPool->getConstantPoolIndex(C, 2);
213   if (isThumb)
214     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tLDRcp), DestReg).addConstantPoolIndex(Idx);
215   else
216     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::LDRcp), DestReg).addConstantPoolIndex(Idx)
217       .addReg(0).addImm(0).addImm((unsigned)Pred);
218 }
219
220 void ARMRegisterInfo::reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB,
221                                     MachineBasicBlock::iterator I,
222                                     unsigned DestReg,
223                                     const MachineInstr *Orig) const {
224   if (Orig->getOpcode() == ARM::MOVi2pieces) {
225     emitLoadConstPool(MBB, I, DestReg,
226                       (ARMCC::CondCodes)Orig->getOperand(2).getImmedValue(),
227                       Orig->getOperand(1).getImmedValue(),
228                       TII, false);
229     return;
230   }
231
232   MachineInstr *MI = Orig->clone();
233   MI->getOperand(0).setReg(DestReg);
234   MBB.insert(I, MI);
235 }
236
237 /// isLowRegister - Returns true if the register is low register r0-r7.
238 ///
239 static bool isLowRegister(unsigned Reg) {
240   using namespace ARM;
241   switch (Reg) {
242   case R0:  case R1:  case R2:  case R3:
243   case R4:  case R5:  case R6:  case R7:
244     return true;
245   default:
246     return false;
247   }
248 }
249
250 MachineInstr *ARMRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
251                                                  unsigned OpNum, int FI) const {
252   unsigned Opc = MI->getOpcode();
253   MachineInstr *NewMI = NULL;
254   switch (Opc) {
255   default: break;
256   case ARM::MOVr: {
257     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImmedValue();
258     if (OpNum == 0) { // move -> store
259       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
260       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::STR)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
261         .addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
262     } else {          // move -> load
263       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
264       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::LDR), DstReg).addFrameIndex(FI).addReg(0)
265         .addImm(0).addImm(Pred);
266     }
267     break;
268   }
269   case ARM::tMOVr: {
270     if (OpNum == 0) { // move -> store
271       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
272       if (isPhysicalRegister(SrcReg) && !isLowRegister(SrcReg))
273         // tSpill cannot take a high register operand.
274         break;
275       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::tSpill)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
276         .addImm(0);
277     } else {          // move -> load
278       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
279       if (isPhysicalRegister(DstReg) && !isLowRegister(DstReg))
280         // tRestore cannot target a high register operand.
281         break;
282       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::tRestore), DstReg).addFrameIndex(FI)
283         .addImm(0);
284     }
285     break;
286   }
287   case ARM::FCPYS: {
288     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImmedValue();
289     if (OpNum == 0) { // move -> store
290       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
291       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FSTS)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
292         .addImm(0).addImm(Pred);
293     } else {          // move -> load
294       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
295       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FLDS), DstReg).addFrameIndex(FI)
296         .addImm(0).addImm(Pred);
297     }
298     break;
299   }
300   case ARM::FCPYD: {
301     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImmedValue();
302     if (OpNum == 0) { // move -> store
303       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
304       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FSTD)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
305         .addImm(0).addImm(Pred);
306     } else {          // move -> load
307       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
308       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FLDD), DstReg).addFrameIndex(FI)
309         .addImm(0).addImm(Pred);
310     }
311     break;
312   }
313   }
314
315   if (NewMI)
316     NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
317   return NewMI;
318 }
319
320 const unsigned* ARMRegisterInfo::getCalleeSavedRegs() const {
321   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
322     ARM::LR, ARM::R11, ARM::R10, ARM::R9, ARM::R8,
323     ARM::R7, ARM::R6,  ARM::R5,  ARM::R4,
324
325     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
326     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
327     0
328   };
329
330   static const unsigned DarwinCalleeSavedRegs[] = {
331     ARM::LR,  ARM::R7,  ARM::R6, ARM::R5, ARM::R4,
332     ARM::R11, ARM::R10, ARM::R9, ARM::R8,
333
334     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
335     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
336     0
337   };
338   return STI.isTargetDarwin() ? DarwinCalleeSavedRegs : CalleeSavedRegs;
339 }
340
341 const TargetRegisterClass* const *
342 ARMRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses() const {
343   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
344     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
345     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
346     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
347
348     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
349     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
350     0
351   };
352   return CalleeSavedRegClasses;
353 }
354
355 BitVector ARMRegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
356   // FIXME: avoid re-calculating this everytime.
357   BitVector Reserved(getNumRegs());
358   Reserved.set(ARM::SP);
359   Reserved.set(ARM::PC);
360   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF))
361     Reserved.set(FramePtr);
362   // Some targets reserve R9.
363   if (STI.isR9Reserved())
364     Reserved.set(ARM::R9);
365   return Reserved;
366 }
367
368 bool
369 ARMRegisterInfo::isReservedReg(const MachineFunction &MF, unsigned Reg) const {
370   switch (Reg) {
371   default: break;
372   case ARM::SP:
373   case ARM::PC:
374     return true;
375   case ARM::R7:
376   case ARM::R11:
377     if (FramePtr == Reg && (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)))
378       return true;
379     break;
380   case ARM::R9:
381     return STI.isR9Reserved();
382   }
383
384   return false;
385 }
386
387 bool
388 ARMRegisterInfo::requiresRegisterScavenging(const MachineFunction &MF) const {
389   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
390   return ThumbRegScavenging || !AFI->isThumbFunction();
391 }
392
393 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
394 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
395 /// or if frame pointer elimination is disabled.
396 ///
397 bool ARMRegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
398   return NoFramePointerElim || MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
399 }
400
401 // hasReservedCallFrame - Under normal circumstances, when a frame pointer is
402 // not required, we reserve argument space for call sites in the function
403 // immediately on entry to the current function. This eliminates the need for
404 // add/sub sp brackets around call sites. Returns true if the call frame is
405 // included as part of the stack frame.
406 bool ARMRegisterInfo::hasReservedCallFrame(MachineFunction &MF) const {
407   const MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
408   unsigned CFSize = FFI->getMaxCallFrameSize();
409   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
410   // It's not always a good idea to include the call frame as part of the
411   // stack frame. ARM (especially Thumb) has small immediate offset to
412   // address the stack frame. So a large call frame can cause poor codegen
413   // and may even makes it impossible to scavenge a register.
414   if (AFI->isThumbFunction()) {
415     if (CFSize >= ((1 << 8) - 1) * 4 / 2) // Half of imm8 * 4
416       return false;
417   } else {
418     if (CFSize >= ((1 << 12) - 1) / 2)  // Half of imm12
419       return false;
420   }
421   return !hasFP(MF);
422 }
423
424 /// emitARMRegPlusImmediate - Emits a series of instructions to materialize
425 /// a destreg = basereg + immediate in ARM code.
426 static
427 void emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
428                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
429                              unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
430                              ARMCC::CondCodes Pred,
431                              int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
432   bool isSub = NumBytes < 0;
433   if (isSub) NumBytes = -NumBytes;
434
435   while (NumBytes) {
436     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(NumBytes);
437     unsigned ThisVal = NumBytes & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
438     assert(ThisVal && "Didn't extract field correctly");
439     
440     // We will handle these bits from offset, clear them.
441     NumBytes &= ~ThisVal;
442     
443     // Get the properly encoded SOImmVal field.
444     int SOImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(ThisVal);
445     assert(SOImmVal != -1 && "Bit extraction didn't work?");
446     
447     // Build the new ADD / SUB.
448     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), DestReg)
449       .addReg(BaseReg, false, false, true).addImm(SOImmVal)
450       .addImm((unsigned)Pred);
451     BaseReg = DestReg;
452   }
453 }
454
455 /// calcNumMI - Returns the number of instructions required to materialize
456 /// the specific add / sub r, c instruction.
457 static unsigned calcNumMI(int Opc, int ExtraOpc, unsigned Bytes,
458                           unsigned NumBits, unsigned Scale) {
459   unsigned NumMIs = 0;
460   unsigned Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
461
462   if (Opc == ARM::tADDrSPi) {
463     unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
464     Bytes -= ThisVal;
465     NumMIs++;
466     NumBits = 8;
467     Scale = 1;  // Followed by a number of tADDi8.
468     Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
469   }
470
471   NumMIs += Bytes / Chunk;
472   if ((Bytes % Chunk) != 0)
473     NumMIs++;
474   if (ExtraOpc)
475     NumMIs++;
476   return NumMIs;
477 }
478
479 /// emitThumbRegPlusImmInReg - Emits a series of instructions to materialize
480 /// a destreg = basereg + immediate in Thumb code. Materialize the immediate
481 /// in a register using mov / mvn sequences or load the immediate from a
482 /// constpool entry.
483 static
484 void emitThumbRegPlusImmInReg(MachineBasicBlock &MBB,
485                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
486                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
487                                int NumBytes, bool CanChangeCC,
488                                const TargetInstrInfo &TII) {
489     bool isHigh = !isLowRegister(DestReg) ||
490                   (BaseReg != 0 && !isLowRegister(BaseReg));
491     bool isSub = false;
492     // Subtract doesn't have high register version. Load the negative value
493     // if either base or dest register is a high register. Also, if do not
494     // issue sub as part of the sequence if condition register is to be
495     // preserved.
496     if (NumBytes < 0 && !isHigh && CanChangeCC) {
497       isSub = true;
498       NumBytes = -NumBytes;
499     }
500     unsigned LdReg = DestReg;
501     if (DestReg == ARM::SP) {
502       assert(BaseReg == ARM::SP && "Unexpected!");
503       LdReg = ARM::R3;
504       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R12)
505         .addReg(ARM::R3, false, false, true);
506     }
507
508     if (NumBytes <= 255 && NumBytes >= 0)
509       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVi8), LdReg).addImm(NumBytes);
510     else if (NumBytes < 0 && NumBytes >= -255) {
511       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVi8), LdReg).addImm(NumBytes);
512       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tNEG), LdReg)
513         .addReg(LdReg, false, false, true);
514     } else
515       emitLoadConstPool(MBB, MBBI, LdReg, ARMCC::AL, NumBytes, TII, true);
516
517     // Emit add / sub.
518     int Opc = (isSub) ? ARM::tSUBrr : (isHigh ? ARM::tADDhirr : ARM::tADDrr);
519     const MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Opc), DestReg);
520     if (DestReg == ARM::SP || isSub)
521       MIB.addReg(BaseReg).addReg(LdReg, false, false, true);
522     else
523       MIB.addReg(LdReg).addReg(BaseReg, false, false, true);
524     if (DestReg == ARM::SP)
525       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R3)
526         .addReg(ARM::R12, false, false, true);
527 }
528
529 /// emitThumbRegPlusImmediate - Emits a series of instructions to materialize
530 /// a destreg = basereg + immediate in Thumb code.
531 static
532 void emitThumbRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
533                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
534                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
535                                int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
536   bool isSub = NumBytes < 0;
537   unsigned Bytes = (unsigned)NumBytes;
538   if (isSub) Bytes = -NumBytes;
539   bool isMul4 = (Bytes & 3) == 0;
540   bool isTwoAddr = false;
541   bool DstNotEqBase = false;
542   unsigned NumBits = 1;
543   unsigned Scale = 1;
544   int Opc = 0;
545   int ExtraOpc = 0;
546
547   if (DestReg == BaseReg && BaseReg == ARM::SP) {
548     assert(isMul4 && "Thumb sp inc / dec size must be multiple of 4!");
549     NumBits = 7;
550     Scale = 4;
551     Opc = isSub ? ARM::tSUBspi : ARM::tADDspi;
552     isTwoAddr = true;
553   } else if (!isSub && BaseReg == ARM::SP) {
554     // r1 = add sp, 403
555     // =>
556     // r1 = add sp, 100 * 4
557     // r1 = add r1, 3
558     if (!isMul4) {
559       Bytes &= ~3;
560       ExtraOpc = ARM::tADDi3;
561     }
562     NumBits = 8;
563     Scale = 4;
564     Opc = ARM::tADDrSPi;
565   } else {
566     // sp = sub sp, c
567     // r1 = sub sp, c
568     // r8 = sub sp, c
569     if (DestReg != BaseReg)
570       DstNotEqBase = true;
571     NumBits = 8;
572     Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
573     isTwoAddr = true;
574   }
575
576   unsigned NumMIs = calcNumMI(Opc, ExtraOpc, Bytes, NumBits, Scale);
577   unsigned Threshold = (DestReg == ARM::SP) ? 3 : 2;
578   if (NumMIs > Threshold) {
579     // This will expand into too many instructions. Load the immediate from a
580     // constpool entry.
581     emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, MBBI, DestReg, BaseReg, NumBytes, true, TII);
582     return;
583   }
584
585   if (DstNotEqBase) {
586     if (isLowRegister(DestReg) && isLowRegister(BaseReg)) {
587       // If both are low registers, emit DestReg = add BaseReg, max(Imm, 7)
588       unsigned Chunk = (1 << 3) - 1;
589       unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
590       Bytes -= ThisVal;
591       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isSub ? ARM::tSUBi3 : ARM::tADDi3), DestReg)
592         .addReg(BaseReg, false, false, true).addImm(ThisVal);
593     } else {
594       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVr), DestReg)
595         .addReg(BaseReg, false, false, true);
596     }
597     BaseReg = DestReg;
598   }
599
600   unsigned Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
601   while (Bytes) {
602     unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
603     Bytes -= ThisVal;
604     ThisVal /= Scale;
605     // Build the new tADD / tSUB.
606     if (isTwoAddr)
607       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Opc), DestReg).addReg(DestReg).addImm(ThisVal);
608     else {
609       bool isKill = BaseReg != ARM::SP;
610       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Opc), DestReg)
611         .addReg(BaseReg, false, false, isKill).addImm(ThisVal);
612       BaseReg = DestReg;
613
614       if (Opc == ARM::tADDrSPi) {
615         // r4 = add sp, imm
616         // r4 = add r4, imm
617         // ...
618         NumBits = 8;
619         Scale = 1;
620         Chunk = ((1 << NumBits) - 1) * Scale;
621         Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
622         isTwoAddr = true;
623       }
624     }
625   }
626
627   if (ExtraOpc)
628     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ExtraOpc), DestReg)
629       .addReg(DestReg, false, false, true)
630       .addImm(((unsigned)NumBytes) & 3);
631 }
632
633 static
634 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
635                   ARMCC::CondCodes Pred, int NumBytes, bool isThumb,
636                   const TargetInstrInfo &TII) {
637   if (isThumb)
638     emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes, TII);
639   else
640     emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, ARM::SP, ARM::SP, Pred, NumBytes, TII);
641 }
642
643 void ARMRegisterInfo::
644 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
645                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
646   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
647     // If we have alloca, convert as follows:
648     // ADJCALLSTACKDOWN -> sub, sp, sp, amount
649     // ADJCALLSTACKUP   -> add, sp, sp, amount
650     MachineInstr *Old = I;
651     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
652     if (Amount != 0) {
653       ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
654       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
655       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
656       // alignment boundary.
657       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
658       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
659
660       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
661       unsigned Opc = Old->getOpcode();
662       bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
663       ARMCC::CondCodes Pred = isThumb
664         ? ARMCC::AL : (ARMCC::CondCodes)Old->getOperand(1).getImmedValue();
665       if (Opc == ARM::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == ARM::tADJCALLSTACKDOWN) {
666         emitSPUpdate(MBB, I, Pred, -Amount, isThumb, TII);
667       } else {
668         assert(Opc == ARM::ADJCALLSTACKUP || Opc == ARM::tADJCALLSTACKUP);
669         emitSPUpdate(MBB, I, Pred, Amount, isThumb, TII);
670       }
671     }
672   }
673   MBB.erase(I);
674 }
675
676 /// emitThumbConstant - Emit a series of instructions to materialize a
677 /// constant.
678 static void emitThumbConstant(MachineBasicBlock &MBB,
679                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
680                               unsigned DestReg, int Imm,
681                               const TargetInstrInfo &TII) {
682   bool isSub = Imm < 0;
683   if (isSub) Imm = -Imm;
684
685   int Chunk = (1 << 8) - 1;
686   int ThisVal = (Imm > Chunk) ? Chunk : Imm;
687   Imm -= ThisVal;
688   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVi8), DestReg).addImm(ThisVal);
689   if (Imm > 0) 
690     emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, DestReg, DestReg, Imm, TII);
691   if (isSub)
692     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tNEG), DestReg)
693       .addReg(DestReg, false, false, true);
694 }
695
696 /// findScratchRegister - Find a 'free' ARM register. If register scavenger
697 /// is not being used, R12 is available. Otherwise, try for a call-clobbered
698 /// register first and then a spilled callee-saved register if that fails.
699 static
700 unsigned findScratchRegister(RegScavenger *RS, const TargetRegisterClass *RC,
701                              ARMFunctionInfo *AFI) {
702   unsigned Reg = RS ? RS->FindUnusedReg(RC, true) : (unsigned) ARM::R12;
703   if (Reg == 0)
704     // Try a already spilled CS register.
705     Reg = RS->FindUnusedReg(RC, AFI->getSpilledCSRegisters());
706
707   return Reg;
708 }
709
710 void ARMRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
711                                           int SPAdj, RegScavenger *RS) const{
712   unsigned i = 0;
713   MachineInstr &MI = *II;
714   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
715   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
716   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
717   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
718
719   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
720     ++i;
721     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
722   }
723   
724   unsigned FrameReg = ARM::SP;
725   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
726   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) + 
727                MF.getFrameInfo()->getStackSize() + SPAdj;
728
729   if (AFI->isGPRCalleeSavedArea1Frame(FrameIndex))
730     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea1Offset();
731   else if (AFI->isGPRCalleeSavedArea2Frame(FrameIndex))
732     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea2Offset();
733   else if (AFI->isDPRCalleeSavedAreaFrame(FrameIndex))
734     Offset -= AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset();
735   else if (hasFP(MF)) {
736     assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
737     // There is alloca()'s in this function, must reference off the frame
738     // pointer instead.
739     FrameReg = getFrameRegister(MF);
740     Offset -= AFI->getFramePtrSpillOffset();
741   }
742
743   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
744   const TargetInstrDescriptor &Desc = TII.get(Opcode);
745   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
746   bool isSub = false;
747
748   if (Opcode == ARM::ADDri) {
749     Offset += MI.getOperand(i+1).getImm();
750     if (Offset == 0) {
751       // Turn it into a move.
752       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::MOVr));
753       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
754       MI.RemoveOperand(i+1);
755       return;
756     } else if (Offset < 0) {
757       Offset = -Offset;
758       isSub = true;
759       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::SUBri));
760     }
761
762     // Common case: small offset, fits into instruction.
763     int ImmedOffset = ARM_AM::getSOImmVal(Offset);
764     if (ImmedOffset != -1) {
765       // Replace the FrameIndex with sp / fp
766       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
767       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(ImmedOffset);
768       return;
769     }
770     
771     // Otherwise, we fallback to common code below to form the imm offset with
772     // a sequence of ADDri instructions.  First though, pull as much of the imm
773     // into this ADDri as possible.
774     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(Offset);
775     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
776     
777     // We will handle these bits from offset, clear them.
778     Offset &= ~ThisImmVal;
779     
780     // Get the properly encoded SOImmVal field.
781     int ThisSOImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(ThisImmVal);
782     assert(ThisSOImmVal != -1 && "Bit extraction didn't work?");    
783     MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(ThisSOImmVal);
784   } else if (Opcode == ARM::tADDrSPi) {
785     Offset += MI.getOperand(i+1).getImm();
786
787     // Can't use tADDrSPi if it's based off the frame pointer.
788     unsigned NumBits = 0;
789     unsigned Scale = 1;
790     if (FrameReg != ARM::SP) {
791       Opcode = ARM::tADDi3;
792       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tADDi3));
793       NumBits = 3;
794     } else {
795       NumBits = 8;
796       Scale = 4;
797       assert((Offset & 3) == 0 &&
798              "Thumb add/sub sp, #imm immediate must be multiple of 4!");
799     }
800
801     if (Offset == 0) {
802       // Turn it into a move.
803       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tMOVr));
804       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
805       MI.RemoveOperand(i+1);
806       return;
807     }
808
809     // Common case: small offset, fits into instruction.
810     unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
811     if (((Offset / Scale) & ~Mask) == 0) {
812       // Replace the FrameIndex with sp / fp
813       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
814       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset / Scale);
815       return;
816     }
817
818     unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
819     unsigned Bytes = (Offset > 0) ? Offset : -Offset;
820     unsigned NumMIs = calcNumMI(Opcode, 0, Bytes, NumBits, Scale);
821     // MI would expand into a large number of instructions. Don't try to
822     // simplify the immediate.
823     if (NumMIs > 2) {
824       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, DestReg, FrameReg, Offset, TII);
825       MBB.erase(II);
826       return;
827     }
828
829     if (Offset > 0) {
830       // Translate r0 = add sp, imm to
831       // r0 = add sp, 255*4
832       // r0 = add r0, (imm - 255*4)
833       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
834       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Mask);
835       Offset = (Offset - Mask * Scale);
836       MachineBasicBlock::iterator NII = next(II);
837       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, NII, DestReg, DestReg, Offset, TII);
838     } else {
839       // Translate r0 = add sp, -imm to
840       // r0 = -imm (this is then translated into a series of instructons)
841       // r0 = add r0, sp
842       emitThumbConstant(MBB, II, DestReg, Offset, TII);
843       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tADDhirr));
844       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(DestReg, false, false, true);
845       MI.getOperand(i+1).ChangeToRegister(FrameReg, false);
846     }
847     return;
848   } else {
849     unsigned ImmIdx = 0;
850     int InstrOffs = 0;
851     unsigned NumBits = 0;
852     unsigned Scale = 1;
853     switch (AddrMode) {
854     case ARMII::AddrMode2: {
855       ImmIdx = i+2;
856       InstrOffs = ARM_AM::getAM2Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
857       if (ARM_AM::getAM2Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
858         InstrOffs *= -1;
859       NumBits = 12;
860       break;
861     }
862     case ARMII::AddrMode3: {
863       ImmIdx = i+2;
864       InstrOffs = ARM_AM::getAM3Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
865       if (ARM_AM::getAM3Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
866         InstrOffs *= -1;
867       NumBits = 8;
868       break;
869     }
870     case ARMII::AddrMode5: {
871       ImmIdx = i+1;
872       InstrOffs = ARM_AM::getAM5Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
873       if (ARM_AM::getAM5Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
874         InstrOffs *= -1;
875       NumBits = 8;
876       Scale = 4;
877       break;
878     }
879     case ARMII::AddrModeTs: {
880       ImmIdx = i+1;
881       InstrOffs = MI.getOperand(ImmIdx).getImm();
882       NumBits = (FrameReg == ARM::SP) ? 8 : 5;
883       Scale = 4;
884       break;
885     }
886     default:
887       assert(0 && "Unsupported addressing mode!");
888       abort();
889       break;
890     }
891
892     Offset += InstrOffs * Scale;
893     assert((Offset & (Scale-1)) == 0 && "Can't encode this offset!");
894     if (Offset < 0 && !isThumb) {
895       Offset = -Offset;
896       isSub = true;
897     }
898
899     // Common case: small offset, fits into instruction.
900     MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
901     int ImmedOffset = Offset / Scale;
902     unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
903     if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
904       // Replace the FrameIndex with sp
905       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
906       if (isSub)
907         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
908       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
909       return;
910     }
911
912     bool isThumSpillRestore = Opcode == ARM::tRestore || Opcode == ARM::tSpill;
913     if (AddrMode == ARMII::AddrModeTs) {
914       // Thumb tLDRspi, tSTRspi. These will change to instructions that use
915       // a different base register.
916       NumBits = 5;
917       Mask = (1 << NumBits) - 1;
918     }
919     // If this is a thumb spill / restore, we will be using a constpool load to
920     // materialize the offset.
921     if (AddrMode == ARMII::AddrModeTs && isThumSpillRestore)
922       ImmOp.ChangeToImmediate(0);
923     else {
924       // Otherwise, it didn't fit. Pull in what we can to simplify the immed.
925       ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
926       if (isSub)
927         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
928       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
929       Offset &= ~(Mask*Scale);
930     }
931   }
932   
933   // If we get here, the immediate doesn't fit into the instruction.  We folded
934   // as much as possible above, handle the rest, providing a register that is
935   // SP+LargeImm.
936   assert(Offset && "This code isn't needed if offset already handled!");
937
938   if (isThumb) {
939     if (TII.isLoad(Opcode)) {
940       // Use the destination register to materialize sp + offset.
941       unsigned TmpReg = MI.getOperand(0).getReg();
942       bool UseRR = false;
943       if (Opcode == ARM::tRestore) {
944         if (FrameReg == ARM::SP)
945           emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, II, TmpReg, FrameReg,Offset,false,TII);
946         else {
947           emitLoadConstPool(MBB, II, TmpReg, ARMCC::AL, Offset, TII, true);
948           UseRR = true;
949         }
950       } else
951         emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, TmpReg, FrameReg, Offset, TII);
952       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tLDR));
953       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(TmpReg, false, false, true);
954       if (UseRR)
955         MI.addRegOperand(FrameReg, false);  // Use [reg, reg] addrmode.
956       else
957         MI.addRegOperand(0, false); // tLDR has an extra register operand.
958     } else if (TII.isStore(Opcode)) {
959       // FIXME! This is horrific!!! We need register scavenging.
960       // Our temporary workaround has marked r3 unavailable. Of course, r3 is
961       // also a ABI register so it's possible that is is the register that is
962       // being storing here. If that's the case, we do the following:
963       // r12 = r2
964       // Use r2 to materialize sp + offset
965       // str r3, r2
966       // r2 = r12
967       unsigned ValReg = MI.getOperand(0).getReg();
968       unsigned TmpReg = ARM::R3;
969       bool UseRR = false;
970       if (ValReg == ARM::R3) {
971         BuildMI(MBB, II, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R12)
972           .addReg(ARM::R2, false, false, true);
973         TmpReg = ARM::R2;
974       }
975       if (TmpReg == ARM::R3 && AFI->isR3LiveIn())
976         BuildMI(MBB, II, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R12)
977           .addReg(ARM::R3, false, false, true);
978       if (Opcode == ARM::tSpill) {
979         if (FrameReg == ARM::SP)
980           emitThumbRegPlusImmInReg(MBB, II, TmpReg, FrameReg,Offset,false,TII);
981         else {
982           emitLoadConstPool(MBB, II, TmpReg, ARMCC::AL, Offset, TII, true);
983           UseRR = true;
984         }
985       } else
986         emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, TmpReg, FrameReg, Offset, TII);
987       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tSTR));
988       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(TmpReg, false, false, true);
989       if (UseRR)
990         MI.addRegOperand(FrameReg, false);  // Use [reg, reg] addrmode.
991       else
992         MI.addRegOperand(0, false); // tSTR has an extra register operand.
993
994       MachineBasicBlock::iterator NII = next(II);
995       if (ValReg == ARM::R3)
996         BuildMI(MBB, NII, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R2)
997           .addReg(ARM::R12, false, false, true);
998       if (TmpReg == ARM::R3 && AFI->isR3LiveIn())
999         BuildMI(MBB, NII, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R3)
1000           .addReg(ARM::R12, false, false, true);
1001     } else
1002       assert(false && "Unexpected opcode!");
1003   } else {
1004     // Insert a set of r12 with the full address: r12 = sp + offset
1005     // If the offset we have is too large to fit into the instruction, we need
1006     // to form it with a series of ADDri's.  Do this by taking 8-bit chunks
1007     // out of 'Offset'.
1008     unsigned ScratchReg = findScratchRegister(RS, &ARM::GPRRegClass, AFI);
1009     if (ScratchReg == 0)
1010       // No register is "free". Scavenge a register.
1011       ScratchReg = RS->scavengeRegister(&ARM::GPRRegClass, II, SPAdj);
1012     MachineOperand *MO = MI.findFirstPredOperand();
1013     ARMCC::CondCodes Pred = MO ?
1014       (ARMCC::CondCodes)MO->getImmedValue() : ARMCC::AL;
1015     emitARMRegPlusImmediate(MBB, II, ScratchReg, FrameReg, Pred,
1016                             isSub ? -Offset : Offset, TII);
1017     MI.getOperand(i).ChangeToRegister(ScratchReg, false, false, true);
1018   }
1019 }
1020
1021 static unsigned estimateStackSize(MachineFunction &MF, MachineFrameInfo *MFI) {
1022   const MachineFrameInfo *FFI = MF.getFrameInfo();
1023   int Offset = 0;
1024   for (int i = FFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
1025     int FixedOff = -FFI->getObjectOffset(i);
1026     if (FixedOff > Offset) Offset = FixedOff;
1027   }
1028   for (unsigned i = 0, e = FFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
1029     Offset += FFI->getObjectSize(i);
1030     unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
1031     // Adjust to alignment boundary
1032     Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
1033   }
1034   return (unsigned)Offset;
1035 }
1036
1037 void
1038 ARMRegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
1039                                                       RegScavenger *RS) const {
1040   // This tells PEI to spill the FP as if it is any other callee-save register
1041   // to take advantage the eliminateFrameIndex machinery. This also ensures it
1042   // is spilled in the order specified by getCalleeSavedRegs() to make it easier
1043   // to combine multiple loads / stores.
1044   bool CanEliminateFrame = true;
1045   bool CS1Spilled = false;
1046   bool LRSpilled = false;
1047   unsigned NumGPRSpills = 0;
1048   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS1GPRs;
1049   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS2GPRs;
1050   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1051
1052   // Don't spill FP if the frame can be eliminated. This is determined
1053   // by scanning the callee-save registers to see if any is used.
1054   const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
1055   const TargetRegisterClass* const *CSRegClasses = getCalleeSavedRegClasses();
1056   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
1057     unsigned Reg = CSRegs[i];
1058     bool Spilled = false;
1059     if (MF.isPhysRegUsed(Reg)) {
1060       AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
1061       Spilled = true;
1062       CanEliminateFrame = false;
1063     } else {
1064       // Check alias registers too.
1065       for (const unsigned *Aliases = getAliasSet(Reg); *Aliases; ++Aliases) {
1066         if (MF.isPhysRegUsed(*Aliases)) {
1067           Spilled = true;
1068           CanEliminateFrame = false;
1069         }
1070       }
1071     }
1072
1073     if (CSRegClasses[i] == &ARM::GPRRegClass) {
1074       if (Spilled) {
1075         NumGPRSpills++;
1076
1077         if (!STI.isTargetDarwin()) {
1078           if (Reg == ARM::LR)
1079             LRSpilled = true;
1080           CS1Spilled = true;
1081           continue;
1082         }
1083
1084         // Keep track if LR and any of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
1085         switch (Reg) {
1086         case ARM::LR:
1087           LRSpilled = true;
1088           // Fallthrough
1089         case ARM::R4:
1090         case ARM::R5:
1091         case ARM::R6:
1092         case ARM::R7:
1093           CS1Spilled = true;
1094           break;
1095         default:
1096           break;
1097         }
1098       } else { 
1099         if (!STI.isTargetDarwin()) {
1100           UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
1101           continue;
1102         }
1103
1104         switch (Reg) {
1105         case ARM::R4:
1106         case ARM::R5:
1107         case ARM::R6:
1108         case ARM::R7:
1109         case ARM::LR:
1110           UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
1111           break;
1112         default:
1113           UnspilledCS2GPRs.push_back(Reg);
1114           break;
1115         }
1116       }
1117     }
1118   }
1119
1120   bool ForceLRSpill = false;
1121   if (!LRSpilled && AFI->isThumbFunction()) {
1122     unsigned FnSize = ARM::GetFunctionSize(MF);
1123     // Force LR to be spilled if the Thumb function size is > 2048. This enables
1124     // use of BL to implement far jump. If it turns out that it's not needed
1125     // then the branch fix up path will undo it.
1126     if (FnSize >= (1 << 11)) {
1127       CanEliminateFrame = false;
1128       ForceLRSpill = true;
1129     }
1130   }
1131
1132   bool ExtraCSSpill = false;
1133   if (!CanEliminateFrame || hasFP(MF)) {
1134     AFI->setHasStackFrame(true);
1135
1136     // If LR is not spilled, but at least one of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
1137     // Spill LR as well so we can fold BX_RET to the registers restore (LDM).
1138     if (!LRSpilled && CS1Spilled) {
1139       MF.setPhysRegUsed(ARM::LR);
1140       AFI->setCSRegisterIsSpilled(ARM::LR);
1141       NumGPRSpills++;
1142       UnspilledCS1GPRs.erase(std::find(UnspilledCS1GPRs.begin(),
1143                                     UnspilledCS1GPRs.end(), (unsigned)ARM::LR));
1144       ForceLRSpill = false;
1145       ExtraCSSpill = true;
1146     }
1147
1148     // Darwin ABI requires FP to point to the stack slot that contains the
1149     // previous FP.
1150     if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)) {
1151       MF.setPhysRegUsed(FramePtr);
1152       NumGPRSpills++;
1153     }
1154
1155     // If stack and double are 8-byte aligned and we are spilling an odd number
1156     // of GPRs. Spill one extra callee save GPR so we won't have to pad between
1157     // the integer and double callee save areas.
1158     unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
1159     if (TargetAlign == 8 && (NumGPRSpills & 1)) {
1160       if (CS1Spilled && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
1161         for (unsigned i = 0, e = UnspilledCS1GPRs.size(); i != e; ++i) {
1162           unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs[i];
1163           // Don't spiil high register if the function is thumb
1164           if (!AFI->isThumbFunction() || isLowRegister(Reg) || Reg == ARM::LR) {
1165             MF.setPhysRegUsed(Reg);
1166             AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
1167             if (!isReservedReg(MF, Reg))
1168               ExtraCSSpill = true;
1169             break;
1170           }
1171         }
1172       } else if (!UnspilledCS2GPRs.empty() &&
1173                  !AFI->isThumbFunction()) {
1174         unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.front();
1175         MF.setPhysRegUsed(Reg);
1176         AFI->setCSRegisterIsSpilled(Reg);
1177         if (!isReservedReg(MF, Reg))
1178           ExtraCSSpill = true;
1179       }
1180     }
1181
1182     // Estimate if we might need to scavenge a register at some point in order
1183     // to materialize a stack offset. If so, either spill one additiona
1184     // callee-saved register or reserve a special spill slot to facilitate
1185     // register scavenging.
1186     if (RS && !ExtraCSSpill && !AFI->isThumbFunction()) {
1187       MachineFrameInfo  *MFI = MF.getFrameInfo();
1188       unsigned Size = estimateStackSize(MF, MFI);
1189       unsigned Limit = (1 << 12) - 1;
1190       for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(),E = MF.end();BB != E; ++BB)
1191         for (MachineBasicBlock::iterator I= BB->begin(); I != BB->end(); ++I) {
1192           for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i)
1193             if (I->getOperand(i).isFrameIndex()) {
1194               unsigned Opcode = I->getOpcode();
1195               const TargetInstrDescriptor &Desc = TII.get(Opcode);
1196               unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
1197               if (AddrMode == ARMII::AddrMode3) {
1198                 Limit = (1 << 8) - 1;
1199                 goto DoneEstimating;
1200               } else if (AddrMode == ARMII::AddrMode5) {
1201                 unsigned ThisLimit = ((1 << 8) - 1) * 4;
1202                 if (ThisLimit < Limit)
1203                   Limit = ThisLimit;
1204               }
1205             }
1206         }
1207     DoneEstimating:
1208       if (Size >= Limit) {
1209         // If any non-reserved CS register isn't spilled, just spill one or two
1210         // extra. That should take care of it!
1211         unsigned NumExtras = TargetAlign / 4;
1212         SmallVector<unsigned, 2> Extras;
1213         while (NumExtras && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
1214           unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs.back();
1215           UnspilledCS1GPRs.pop_back();
1216           if (!isReservedReg(MF, Reg)) {
1217             Extras.push_back(Reg);
1218             NumExtras--;
1219           }
1220         }
1221         while (NumExtras && !UnspilledCS2GPRs.empty()) {
1222           unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.back();
1223           UnspilledCS2GPRs.pop_back();
1224           if (!isReservedReg(MF, Reg)) {
1225             Extras.push_back(Reg);
1226             NumExtras--;
1227           }
1228         }
1229         if (Extras.size() && NumExtras == 0) {
1230           for (unsigned i = 0, e = Extras.size(); i != e; ++i) {
1231             MF.setPhysRegUsed(Extras[i]);
1232             AFI->setCSRegisterIsSpilled(Extras[i]);
1233           }
1234         } else {
1235           // Reserve a slot closest to SP or frame pointer.
1236           const TargetRegisterClass *RC = &ARM::GPRRegClass;
1237           RS->setScavengingFrameIndex(MFI->CreateStackObject(RC->getSize(),
1238                                                            RC->getAlignment()));
1239         }
1240       }
1241     }
1242   }
1243
1244   if (ForceLRSpill) {
1245     MF.setPhysRegUsed(ARM::LR);
1246     AFI->setCSRegisterIsSpilled(ARM::LR);
1247     AFI->setLRIsSpilledForFarJump(true);
1248   }
1249 }
1250
1251 /// Move iterator pass the next bunch of callee save load / store ops for
1252 /// the particular spill area (1: integer area 1, 2: integer area 2,
1253 /// 3: fp area, 0: don't care).
1254 static void movePastCSLoadStoreOps(MachineBasicBlock &MBB,
1255                                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1256                                    int Opc, unsigned Area,
1257                                    const ARMSubtarget &STI) {
1258   while (MBBI != MBB.end() &&
1259          MBBI->getOpcode() == Opc && MBBI->getOperand(1).isFrameIndex()) {
1260     if (Area != 0) {
1261       bool Done = false;
1262       unsigned Category = 0;
1263       switch (MBBI->getOperand(0).getReg()) {
1264       case ARM::R4:  case ARM::R5:  case ARM::R6: case ARM::R7:
1265       case ARM::LR:
1266         Category = 1;
1267         break;
1268       case ARM::R8:  case ARM::R9:  case ARM::R10: case ARM::R11:
1269         Category = STI.isTargetDarwin() ? 2 : 1;
1270         break;
1271       case ARM::D8:  case ARM::D9:  case ARM::D10: case ARM::D11:
1272       case ARM::D12: case ARM::D13: case ARM::D14: case ARM::D15:
1273         Category = 3;
1274         break;
1275       default:
1276         Done = true;
1277         break;
1278       }
1279       if (Done || Category != Area)
1280         break;
1281     }
1282
1283     ++MBBI;
1284   }
1285 }
1286
1287 void ARMRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
1288   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
1289   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
1290   MachineFrameInfo  *MFI = MF.getFrameInfo();
1291   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1292   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
1293   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
1294   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
1295   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
1296
1297   if (isThumb) {
1298     // Check if R3 is live in. It might have to be used as a scratch register.
1299     for (MachineFunction::livein_iterator I=MF.livein_begin(),E=MF.livein_end();
1300          I != E; ++I) {
1301       if ((*I).first == ARM::R3) {
1302         AFI->setR3IsLiveIn(true);
1303         break;
1304       }
1305     }
1306
1307     // Thumb add/sub sp, imm8 instructions implicitly multiply the offset by 4.
1308     NumBytes = (NumBytes + 3) & ~3;
1309     MFI->setStackSize(NumBytes);
1310   }
1311
1312   // Determine the sizes of each callee-save spill areas and record which frame
1313   // belongs to which callee-save spill areas.
1314   unsigned GPRCS1Size = 0, GPRCS2Size = 0, DPRCSSize = 0;
1315   int FramePtrSpillFI = 0;
1316
1317   if (VARegSaveSize)
1318     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -VARegSaveSize, isThumb, TII);
1319
1320   if (!AFI->hasStackFrame()) {
1321     if (NumBytes != 0)
1322       emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -NumBytes, isThumb, TII);
1323     return;
1324   }
1325
1326   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1327     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1328     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1329     switch (Reg) {
1330     case ARM::R4:
1331     case ARM::R5:
1332     case ARM::R6:
1333     case ARM::R7:
1334     case ARM::LR:
1335       if (Reg == FramePtr)
1336         FramePtrSpillFI = FI;
1337       AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
1338       GPRCS1Size += 4;
1339       break;
1340     case ARM::R8:
1341     case ARM::R9:
1342     case ARM::R10:
1343     case ARM::R11:
1344       if (Reg == FramePtr)
1345         FramePtrSpillFI = FI;
1346       if (STI.isTargetDarwin()) {
1347         AFI->addGPRCalleeSavedArea2Frame(FI);
1348         GPRCS2Size += 4;
1349       } else {
1350         AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
1351         GPRCS1Size += 4;
1352       }
1353       break;
1354     default:
1355       AFI->addDPRCalleeSavedAreaFrame(FI);
1356       DPRCSSize += 8;
1357     }
1358   }
1359
1360   if (!isThumb) {
1361     // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 1.
1362     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -GPRCS1Size, isThumb, TII);
1363     movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, 1, STI);
1364   } else if (MBBI != MBB.end() && MBBI->getOpcode() == ARM::tPUSH)
1365     ++MBBI;
1366
1367   // Darwin ABI requires FP to point to the stack slot that contains the
1368   // previous FP.
1369   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF)) {
1370     MachineInstrBuilder MIB =
1371       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isThumb ? ARM::tADDrSPi : ARM::ADDri),FramePtr)
1372       .addFrameIndex(FramePtrSpillFI).addImm(0);
1373     if (!isThumb) MIB.addImm(ARMCC::AL);
1374   }
1375
1376   if (!isThumb) {
1377     // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 2.
1378     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -GPRCS2Size, false, TII);
1379
1380     // Build the new SUBri to adjust SP for FP callee-save spill area.
1381     movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, 2, STI);
1382     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -DPRCSSize, false, TII);
1383   }
1384
1385   // Determine starting offsets of spill areas.
1386   unsigned DPRCSOffset  = NumBytes - (GPRCS1Size + GPRCS2Size + DPRCSSize);
1387   unsigned GPRCS2Offset = DPRCSOffset + DPRCSSize;
1388   unsigned GPRCS1Offset = GPRCS2Offset + GPRCS2Size;
1389   AFI->setFramePtrSpillOffset(MFI->getObjectOffset(FramePtrSpillFI) + NumBytes);
1390   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Offset(GPRCS1Offset);
1391   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Offset(GPRCS2Offset);
1392   AFI->setDPRCalleeSavedAreaOffset(DPRCSOffset);
1393   
1394   NumBytes = DPRCSOffset;
1395   if (NumBytes) {
1396     // Insert it after all the callee-save spills.
1397     if (!isThumb)
1398       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::FSTD, 3, STI);
1399     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, -NumBytes, isThumb, TII);
1400   }
1401
1402   if(STI.isTargetELF() && hasFP(MF)) {
1403     MFI->setOffsetAdjustment(MFI->getOffsetAdjustment() -
1404                              AFI->getFramePtrSpillOffset());
1405   }
1406
1407   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Size(GPRCS1Size);
1408   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Size(GPRCS2Size);
1409   AFI->setDPRCalleeSavedAreaSize(DPRCSSize);
1410 }
1411
1412 static bool isCalleeSavedRegister(unsigned Reg, const unsigned *CSRegs) {
1413   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i)
1414     if (Reg == CSRegs[i])
1415       return true;
1416   return false;
1417 }
1418
1419 static bool isCSRestore(MachineInstr *MI, const unsigned *CSRegs) {
1420   return ((MI->getOpcode() == ARM::FLDD ||
1421            MI->getOpcode() == ARM::LDR  ||
1422            MI->getOpcode() == ARM::tRestore) &&
1423           MI->getOperand(1).isFrameIndex() &&
1424           isCalleeSavedRegister(MI->getOperand(0).getReg(), CSRegs));
1425 }
1426
1427 void ARMRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1428                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
1429   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
1430   assert((MBBI->getOpcode() == ARM::BX_RET ||
1431           MBBI->getOpcode() == ARM::tBX_RET ||
1432           MBBI->getOpcode() == ARM::tPOP_RET) &&
1433          "Can only insert epilog into returning blocks");
1434
1435   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1436   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1437   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
1438   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
1439   int NumBytes = (int)MFI->getStackSize();
1440   if (!AFI->hasStackFrame()) {
1441     if (NumBytes != 0)
1442       emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, NumBytes, isThumb, TII);
1443   } else {
1444     // Unwind MBBI to point to first LDR / FLDD.
1445     const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
1446     if (MBBI != MBB.begin()) {
1447       do
1448         --MBBI;
1449       while (MBBI != MBB.begin() && isCSRestore(MBBI, CSRegs));
1450       if (!isCSRestore(MBBI, CSRegs))
1451         ++MBBI;
1452     }
1453
1454     // Move SP to start of FP callee save spill area.
1455     NumBytes -= (AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size() +
1456                  AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() +
1457                  AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize());
1458     if (isThumb) {
1459       if (hasFP(MF)) {
1460         NumBytes = AFI->getFramePtrSpillOffset() - NumBytes;
1461         // Reset SP based on frame pointer only if the stack frame extends beyond
1462         // frame pointer stack slot or target is ELF and the function has FP.
1463         if (NumBytes)
1464           emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, ARM::SP, FramePtr, -NumBytes, TII);
1465         else
1466           BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::SP).addReg(FramePtr);
1467       } else {
1468         if (MBBI->getOpcode() == ARM::tBX_RET &&
1469             &MBB.front() != MBBI &&
1470             prior(MBBI)->getOpcode() == ARM::tPOP) {
1471           MachineBasicBlock::iterator PMBBI = prior(MBBI);
1472           emitSPUpdate(MBB, PMBBI, ARMCC::AL, NumBytes, isThumb, TII);
1473         } else
1474           emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, NumBytes, isThumb, TII);
1475       }
1476     } else {
1477       // Darwin ABI requires FP to point to the stack slot that contains the
1478       // previous FP.
1479       if ((STI.isTargetDarwin() && NumBytes) || hasFP(MF)) {
1480         NumBytes = AFI->getFramePtrSpillOffset() - NumBytes;
1481         // Reset SP based on frame pointer only if the stack frame extends beyond
1482         // frame pointer stack slot or target is ELF and the function has FP.
1483         if (AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() ||
1484             AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize()  ||
1485             AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset()||
1486             hasFP(MF))
1487           if (NumBytes)
1488             BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::SUBri), ARM::SP).addReg(FramePtr)
1489               .addImm(NumBytes).addImm((unsigned)ARMCC::AL);
1490           else
1491             BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::MOVr), ARM::SP).addReg(FramePtr)
1492               .addImm((unsigned)ARMCC::AL);
1493       } else if (NumBytes) {
1494         emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, NumBytes, false, TII);
1495       }
1496
1497       // Move SP to start of integer callee save spill area 2.
1498       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::FLDD, 3, STI);
1499       emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize(),
1500                    false, TII);
1501
1502       // Move SP to start of integer callee save spill area 1.
1503       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, 2, STI);
1504       emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size(),
1505                    false, TII);
1506
1507       // Move SP to SP upon entry to the function.
1508       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, 1, STI);
1509       emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size(),
1510                    false, TII);
1511     }
1512   }
1513
1514   if (VARegSaveSize) {
1515     if (isThumb)
1516       // Epilogue for vararg functions: pop LR to R3 and branch off it.
1517       // FIXME: Verify this is still ok when R3 is no longer being reserved.
1518       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tPOP)).addReg(ARM::R3);
1519
1520     emitSPUpdate(MBB, MBBI, ARMCC::AL, VARegSaveSize, isThumb, TII);
1521
1522     if (isThumb) {
1523       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tBX_RET_vararg)).addReg(ARM::R3);
1524       MBB.erase(MBBI);
1525     }
1526   }
1527 }
1528
1529 unsigned ARMRegisterInfo::getRARegister() const {
1530   return ARM::LR;
1531 }
1532
1533 unsigned ARMRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
1534   if (STI.isTargetDarwin() || hasFP(MF))
1535     return (STI.useThumbBacktraces() || STI.isThumb()) ? ARM::R7 : ARM::R11;
1536   else
1537     return ARM::SP;
1538 }
1539
1540 unsigned ARMRegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
1541   assert(0 && "What is the exception register");
1542   return 0;
1543 }
1544
1545 unsigned ARMRegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
1546   assert(0 && "What is the exception handler register");
1547   return 0;
1548 }
1549
1550 #include "ARMGenRegisterInfo.inc"
1551