lib/Target/X86/X86FloatingPoint.cpp

   1 //===-- X86FloatingPoint.cpp - Floating point Reg -> Stack converter ------===//
   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 defines the pass which converts floating point instructions from
  11 // pseudo registers into register stack instructions.  This pass uses live
  12 // variable information to indicate where the FPn registers are used and their
  13 // lifetimes.
  14 //
  15 // The x87 hardware tracks liveness of the stack registers, so it is necessary
  16 // to implement exact liveness tracking between basic blocks. The CFG edges are
  17 // partitioned into bundles where the same FP registers must be live in
  18 // identical stack positions. Instructions are inserted at the end of each basic
  19 // block to rearrange the live registers to match the outgoing bundle.
  20 //
  21 // This approach avoids splitting critical edges at the potential cost of more
  22 // live register shuffling instructions when critical edges are present.
  23 //
  24 //===----------------------------------------------------------------------===//
  25
  26 #define DEBUG_TYPE "x86-codegen"
  27 #include "X86.h"
  28 #include "X86InstrInfo.h"
  29 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
  30 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  32 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  33 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  34 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  38 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  39 #include "llvm/Support/Debug.h"
  40 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  41 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  42 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  43 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  44 #include <algorithm>
  45 using namespace llvm;
  46
  47 STATISTIC(NumFXCH, "Number of fxch instructions inserted");
  48 STATISTIC(NumFP  , "Number of floating point instructions");
  49
  50 namespace {
  51   struct FPS : public MachineFunctionPass {
  52     static char ID;
  53     FPS() : MachineFunctionPass(ID) {
  54       // This is really only to keep valgrind quiet.
  55       // The logic in isLive() is too much for it.
  56       memset(Stack, 0, sizeof(Stack));
  57       memset(RegMap, 0, sizeof(RegMap));
  58     }
  59
  60     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  61       AU.setPreservesCFG();
  62       AU.addPreservedID(MachineLoopInfoID);
  63       AU.addPreservedID(MachineDominatorsID);
  64       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  65     }
  66
  67     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  68
  69     virtual const char *getPassName() const { return "X86 FP Stackifier"; }
  70
  71   private:
  72     const TargetInstrInfo *TII; // Machine instruction info.
  73
  74     // Two CFG edges are related if they leave the same block, or enter the same
  75     // block. The transitive closure of an edge under this relation is a
  76     // LiveBundle. It represents a set of CFG edges where the live FP stack
  77     // registers must be allocated identically in the x87 stack.
  78     //
  79     // A LiveBundle is usually all the edges leaving a block, or all the edges
  80     // entering a block, but it can contain more edges if critical edges are
  81     // present.
  82     //
  83     // The set of live FP registers in a LiveBundle is calculated by bundleCFG,
  84     // but the exact mapping of FP registers to stack slots is fixed later.
  85     struct LiveBundle {
  86       // Bit mask of live FP registers. Bit 0 = FP0, bit 1 = FP1, &c.
  87       unsigned Mask;
  88
  89       // Number of pre-assigned live registers in FixStack. This is 0 when the
  90       // stack order has not yet been fixed.
  91       unsigned FixCount;
  92
  93       // Assigned stack order for live-in registers.
  94       // FixStack[i] == getStackEntry(i) for all i < FixCount.
  95       unsigned char FixStack[8];
  96
  97       LiveBundle(unsigned m = 0) : Mask(m), FixCount(0) {}
  98
  99       // Have the live registers been assigned a stack order yet?
 100       bool isFixed() const { return !Mask || FixCount; }
 101     };
 102
 103     // Numbered LiveBundle structs. LiveBundles[0] is used for all CFG edges
 104     // with no live FP registers.
 105     SmallVector<LiveBundle, 8> LiveBundles;
 106
 107     // Map each MBB in the current function to an (ingoing, outgoing) index into
 108     // LiveBundles. Blocks with no FP registers live in or out map to (0, 0)
 109     // and are not actually stored in the map.
 110     DenseMap<MachineBasicBlock*, std::pair<unsigned, unsigned> > BlockBundle;
 111
 112     // Return a bitmask of FP registers in block's live-in list.
 113     unsigned calcLiveInMask(MachineBasicBlock *MBB) {
 114       unsigned Mask = 0;
 115       for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = MBB->livein_begin(),
 116            E = MBB->livein_end(); I != E; ++I) {
 117         unsigned Reg = *I - X86::FP0;
 118         if (Reg < 8)
 119           Mask |= 1 << Reg;
 120       }
 121       return Mask;
 122     }
 123
 124     // Partition all the CFG edges into LiveBundles.
 125     void bundleCFG(MachineFunction &MF);
 126
 127     MachineBasicBlock *MBB;     // Current basic block
 128     unsigned Stack[8];          // FP<n> Registers in each stack slot...
 129     unsigned RegMap[8];         // Track which stack slot contains each register
 130     unsigned StackTop;          // The current top of the FP stack.
 131
 132     // Set up our stack model to match the incoming registers to MBB.
 133     void setupBlockStack();
 134
 135     // Shuffle live registers to match the expectations of successor blocks.
 136     void finishBlockStack();
 137
 138     void dumpStack() const {
 139       dbgs() << "Stack contents:";
 140       for (unsigned i = 0; i != StackTop; ++i) {
 141         dbgs() << " FP" << Stack[i];
 142         assert(RegMap[Stack[i]] == i && "Stack[] doesn't match RegMap[]!");
 143       }
 144       dbgs() << "\n";
 145     }
 146
 147     /// getSlot - Return the stack slot number a particular register number is
 148     /// in.
 149     unsigned getSlot(unsigned RegNo) const {
 150       assert(RegNo < 8 && "Regno out of range!");
 151       return RegMap[RegNo];
 152     }
 153
 154     /// isLive - Is RegNo currently live in the stack?
 155     bool isLive(unsigned RegNo) const {
 156       unsigned Slot = getSlot(RegNo);
 157       return Slot < StackTop && Stack[Slot] == RegNo;
 158     }
 159
 160     /// getScratchReg - Return an FP register that is not currently in use.
 161     unsigned getScratchReg() {
 162       for (int i = 7; i >= 0; --i)
 163         if (!isLive(i))
 164           return i;
 165       llvm_unreachable("Ran out of scratch FP registers");
 166     }
 167
 168     /// getStackEntry - Return the X86::FP<n> register in register ST(i).
 169     unsigned getStackEntry(unsigned STi) const {
 170       assert(STi < StackTop && "Access past stack top!");
 171       return Stack[StackTop-1-STi];
 172     }
 173
 174     /// getSTReg - Return the X86::ST(i) register which contains the specified
 175     /// FP<RegNo> register.
 176     unsigned getSTReg(unsigned RegNo) const {
 177       return StackTop - 1 - getSlot(RegNo) + llvm::X86::ST0;
 178     }
 179
 180     // pushReg - Push the specified FP<n> register onto the stack.
 181     void pushReg(unsigned Reg) {
 182       assert(Reg < 8 && "Register number out of range!");
 183       assert(StackTop < 8 && "Stack overflow!");
 184       Stack[StackTop] = Reg;
 185       RegMap[Reg] = StackTop++;
 186     }
 187
 188     bool isAtTop(unsigned RegNo) const { return getSlot(RegNo) == StackTop-1; }
 189     void moveToTop(unsigned RegNo, MachineBasicBlock::iterator I) {
 190       DebugLoc dl = I == MBB->end() ? DebugLoc() : I->getDebugLoc();
 191       if (isAtTop(RegNo)) return;
 192
 193       unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 194       unsigned RegOnTop = getStackEntry(0);
 195
 196       // Swap the slots the regs are in.
 197       std::swap(RegMap[RegNo], RegMap[RegOnTop]);
 198
 199       // Swap stack slot contents.
 200       assert(RegMap[RegOnTop] < StackTop);
 201       std::swap(Stack[RegMap[RegOnTop]], Stack[StackTop-1]);
 202
 203       // Emit an fxch to update the runtime processors version of the state.
 204       BuildMI(*MBB, I, dl, TII->get(X86::XCH_F)).addReg(STReg);
 205       ++NumFXCH;
 206     }
 207
 208     void duplicateToTop(unsigned RegNo, unsigned AsReg, MachineInstr *I) {
 209       DebugLoc dl = I == MBB->end() ? DebugLoc() : I->getDebugLoc();
 210       unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 211       pushReg(AsReg);   // New register on top of stack
 212
 213       BuildMI(*MBB, I, dl, TII->get(X86::LD_Frr)).addReg(STReg);
 214     }
 215
 216     /// popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack
 217     /// after the specified instruction.
 218     void popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I);
 219
 220     /// freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register
 221     /// stack, so that it is no longer in a register.  If the register is
 222     /// currently at the top of the stack, we just pop the current instruction,
 223     /// otherwise we store the current top-of-stack into the specified slot,
 224     /// then pop the top of stack.
 225     void freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned Reg);
 226
 227     /// freeStackSlotBefore - Just the pop, no folding. Return the inserted
 228     /// instruction.
 229     MachineBasicBlock::iterator
 230     freeStackSlotBefore(MachineBasicBlock::iterator I, unsigned FPRegNo);
 231
 232     /// Adjust the live registers to be the set in Mask.
 233     void adjustLiveRegs(unsigned Mask, MachineBasicBlock::iterator I);
 234
 235     /// Shuffle the top FixCount stack entries susch that FP reg FixStack[0] is
 236     /// st(0), FP reg FixStack[1] is st(1) etc.
 237     void shuffleStackTop(const unsigned char *FixStack, unsigned FixCount,
 238                          MachineBasicBlock::iterator I);
 239
 240     bool processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB);
 241
 242     void handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 243     void handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 244     void handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I);
 245     void handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 246     void handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 247     void handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 248     void handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 249
 250     bool translateCopy(MachineInstr*);
 251   };
 252   char FPS::ID = 0;
 253 }
 254
 255 FunctionPass *llvm::createX86FloatingPointStackifierPass() { return new FPS(); }
 256
 257 /// getFPReg - Return the X86::FPx register number for the specified operand.
 258 /// For example, this returns 3 for X86::FP3.
 259 static unsigned getFPReg(const MachineOperand &MO) {
 260   assert(MO.isReg() && "Expected an FP register!");
 261   unsigned Reg = MO.getReg();
 262   assert(Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6 && "Expected FP register!");
 263   return Reg - X86::FP0;
 264 }
 265
 266 /// runOnMachineFunction - Loop over all of the basic blocks, transforming FP
 267 /// register references into FP stack references.
 268 ///
 269 bool FPS::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 270   // We only need to run this pass if there are any FP registers used in this
 271   // function.  If it is all integer, there is nothing for us to do!
 272   bool FPIsUsed = false;
 273
 274   assert(X86::FP6 == X86::FP0+6 && "Register enums aren't sorted right!");
 275   for (unsigned i = 0; i <= 6; ++i)
 276     if (MF.getRegInfo().isPhysRegUsed(X86::FP0+i)) {
 277       FPIsUsed = true;
 278       break;
 279     }
 280
 281   // Early exit.
 282   if (!FPIsUsed) return false;
 283
 284   TII = MF.getTarget().getInstrInfo();
 285
 286   // Prepare cross-MBB liveness.
 287   bundleCFG(MF);
 288
 289   StackTop = 0;
 290
 291   // Process the function in depth first order so that we process at least one
 292   // of the predecessors for every reachable block in the function.
 293   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> Processed;
 294   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
 295
 296   bool Changed = false;
 297   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> >
 298          I = df_ext_begin(Entry, Processed), E = df_ext_end(Entry, Processed);
 299        I != E; ++I)
 300     Changed |= processBasicBlock(MF, **I);
 301
 302   // Process any unreachable blocks in arbitrary order now.
 303   if (MF.size() != Processed.size())
 304     for (MachineFunction::iterator BB = MF.begin(), E = MF.end(); BB != E; ++BB)
 305       if (Processed.insert(BB))
 306         Changed |= processBasicBlock(MF, *BB);
 307
 308   BlockBundle.clear();
 309   LiveBundles.clear();
 310
 311   return Changed;
 312 }
 313
 314 /// bundleCFG - Scan all the basic blocks to determine consistent live-in and
 315 /// live-out sets for the FP registers. Consistent means that the set of
 316 /// registers live-out from a block is identical to the live-in set of all
 317 /// successors. This is not enforced by the normal live-in lists since
 318 /// registers may be implicitly defined, or not used by all successors.
 319 void FPS::bundleCFG(MachineFunction &MF) {
 320   assert(LiveBundles.empty() && "Stale data in LiveBundles");
 321   assert(BlockBundle.empty() && "Stale data in BlockBundle");
 322   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> PropDown, PropUp;
 323
 324   // LiveBundle[0] is the empty live-in set.
 325   LiveBundles.resize(1);
 326
 327   // First gather the actual live-in masks for all MBBs.
 328   for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I) {
 329     MachineBasicBlock *MBB = I;
 330     const unsigned Mask = calcLiveInMask(MBB);
 331     if (!Mask)
 332       continue;
 333     // Ingoing bundle index.
 334     unsigned &Idx = BlockBundle[MBB].first;
 335     // Already assigned an ingoing bundle?
 336     if (Idx)
 337       continue;
 338     // Allocate a new LiveBundle struct for this block's live-ins.
 339     const unsigned BundleIdx = Idx = LiveBundles.size();
 340     DEBUG(dbgs() << "Creating LB#" << BundleIdx << ": in:BB#"
 341                  << MBB->getNumber());
 342     LiveBundles.push_back(Mask);
 343     LiveBundle &Bundle = LiveBundles.back();
 344
 345     // Make sure all predecessors have the same live-out set.
 346     PropUp.insert(MBB);
 347
 348     // Keep pushing liveness up and down the CFG until convergence.
 349     // Only critical edges cause iteration here, but when they do, multiple
 350     // blocks can be assigned to the same LiveBundle index.
 351     do {
 352       // Assign BundleIdx as liveout from predecessors in PropUp.
 353       for (SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 16>::iterator I = PropUp.begin(),
 354            E = PropUp.end(); I != E; ++I) {
 355         MachineBasicBlock *MBB = *I;
 356         for (MachineBasicBlock::const_pred_iterator LinkI = MBB->pred_begin(),
 357              LinkE = MBB->pred_end(); LinkI != LinkE; ++LinkI) {
 358           MachineBasicBlock *PredMBB = *LinkI;
 359           // PredMBB's liveout bundle should be set to LIIdx.
 360           unsigned &Idx = BlockBundle[PredMBB].second;
 361           if (Idx) {
 362             assert(Idx == BundleIdx && "Inconsistent CFG");
 363             continue;
 364           }
 365           Idx = BundleIdx;
 366           DEBUG(dbgs() << " out:BB#" << PredMBB->getNumber());
 367           // Propagate to siblings.
 368           if (PredMBB->succ_size() > 1)
 369             PropDown.insert(PredMBB);
 370         }
 371       }
 372       PropUp.clear();
 373
 374       // Assign BundleIdx as livein to successors in PropDown.
 375       for (SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 16>::iterator I = PropDown.begin(),
 376            E = PropDown.end(); I != E; ++I) {
 377         MachineBasicBlock *MBB = *I;
 378         for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator LinkI = MBB->succ_begin(),
 379              LinkE = MBB->succ_end(); LinkI != LinkE; ++LinkI) {
 380           MachineBasicBlock *SuccMBB = *LinkI;
 381           // LinkMBB's livein bundle should be set to BundleIdx.
 382           unsigned &Idx = BlockBundle[SuccMBB].first;
 383           if (Idx) {
 384             assert(Idx == BundleIdx && "Inconsistent CFG");
 385             continue;
 386           }
 387           Idx = BundleIdx;
 388           DEBUG(dbgs() << " in:BB#" << SuccMBB->getNumber());
 389           // Propagate to siblings.
 390           if (SuccMBB->pred_size() > 1)
 391             PropUp.insert(SuccMBB);
 392           // Also accumulate the bundle liveness mask from the liveins here.
 393           Bundle.Mask |= calcLiveInMask(SuccMBB);
 394         }
 395       }
 396       PropDown.clear();
 397     } while (!PropUp.empty());
 398     DEBUG({
 399       dbgs() << " live:";
 400       for (unsigned i = 0; i < 8; ++i)
 401         if (Bundle.Mask & (1<<i))
 402           dbgs() << " %FP" << i;
 403       dbgs() << '\n';
 404     });
 405   }
 406 }
 407
 408 /// processBasicBlock - Loop over all of the instructions in the basic block,
 409 /// transforming FP instructions into their stack form.
 410 ///
 411 bool FPS::processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &BB) {
 412   bool Changed = false;
 413   MBB = &BB;
 414
 415   setupBlockStack();
 416
 417   for (MachineBasicBlock::iterator I = BB.begin(); I != BB.end(); ++I) {
 418     MachineInstr *MI = I;
 419     uint64_t Flags = MI->getDesc().TSFlags;
 420
 421     unsigned FPInstClass = Flags & X86II::FPTypeMask;
 422     if (MI->isInlineAsm())
 423       FPInstClass = X86II::SpecialFP;
 424
 425     if (MI->isCopy() && translateCopy(MI))
 426       FPInstClass = X86II::SpecialFP;
 427
 428     if (FPInstClass == X86II::NotFP)
 429       continue;  // Efficiently ignore non-fp insts!
 430
 431     MachineInstr *PrevMI = 0;
 432     if (I != BB.begin())
 433       PrevMI = prior(I);
 434
 435     ++NumFP;  // Keep track of # of pseudo instrs
 436     DEBUG(dbgs() << "\nFPInst:\t" << *MI);
 437
 438     // Get dead variables list now because the MI pointer may be deleted as part
 439     // of processing!
 440     SmallVector<unsigned, 8> DeadRegs;
 441     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 442       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 443       if (MO.isReg() && MO.isDead())
 444         DeadRegs.push_back(MO.getReg());
 445     }
 446
 447     switch (FPInstClass) {
 448     case X86II::ZeroArgFP:  handleZeroArgFP(I); break;
 449     case X86II::OneArgFP:   handleOneArgFP(I);  break;  // fstp ST(0)
 450     case X86II::OneArgFPRW: handleOneArgFPRW(I); break; // ST(0) = fsqrt(ST(0))
 451     case X86II::TwoArgFP:   handleTwoArgFP(I);  break;
 452     case X86II::CompareFP:  handleCompareFP(I); break;
 453     case X86II::CondMovFP:  handleCondMovFP(I); break;
 454     case X86II::SpecialFP:  handleSpecialFP(I); break;
 455     default: llvm_unreachable("Unknown FP Type!");
 456     }
 457
 458     // Check to see if any of the values defined by this instruction are dead
 459     // after definition.  If so, pop them.
 460     for (unsigned i = 0, e = DeadRegs.size(); i != e; ++i) {
 461       unsigned Reg = DeadRegs[i];
 462       if (Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6) {
 463         DEBUG(dbgs() << "Register FP#" << Reg-X86::FP0 << " is dead!\n");
 464         freeStackSlotAfter(I, Reg-X86::FP0);
 465       }
 466     }
 467
 468     // Print out all of the instructions expanded to if -debug
 469     DEBUG(
 470       MachineBasicBlock::iterator PrevI(PrevMI);
 471       if (I == PrevI) {
 472         dbgs() << "Just deleted pseudo instruction\n";
 473       } else {
 474         MachineBasicBlock::iterator Start = I;
 475         // Rewind to first instruction newly inserted.
 476         while (Start != BB.begin() && prior(Start) != PrevI) --Start;
 477         dbgs() << "Inserted instructions:\n\t";
 478         Start->print(dbgs(), &MF.getTarget());
 479         while (++Start != llvm::next(I)) {}
 480       }
 481       dumpStack();
 482     );
 483
 484     Changed = true;
 485   }
 486
 487   finishBlockStack();
 488
 489   return Changed;
 490 }
 491
 492 /// setupBlockStack - Use the BlockBundle map to set up our model of the stack
 493 /// to match predecessors' live out stack.
 494 void FPS::setupBlockStack() {
 495   DEBUG(dbgs() << "\nSetting up live-ins for BB#" << MBB->getNumber()
 496                << " derived from " << MBB->getName() << ".\n");
 497   StackTop = 0;
 498   const LiveBundle &Bundle = LiveBundles[BlockBundle.lookup(MBB).first];
 499
 500   if (!Bundle.Mask) {
 501     DEBUG(dbgs() << "Block has no FP live-ins.\n");
 502     return;
 503   }
 504
 505   // Depth-first iteration should ensure that we always have an assigned stack.
 506   assert(Bundle.isFixed() && "Reached block before any predecessors");
 507
 508   // Push the fixed live-in registers.
 509   for (unsigned i = Bundle.FixCount; i > 0; --i) {
 510     MBB->addLiveIn(X86::ST0+i-1);
 511     DEBUG(dbgs() << "Live-in st(" << (i-1) << "): %FP"
 512                  << unsigned(Bundle.FixStack[i-1]) << '\n');
 513     pushReg(Bundle.FixStack[i-1]);
 514   }
 515
 516   // Kill off unwanted live-ins. This can happen with a critical edge.
 517   // FIXME: We could keep these live registers around as zombies. They may need
 518   // to be revived at the end of a short block. It might save a few instrs.
 519   adjustLiveRegs(calcLiveInMask(MBB), MBB->begin());
 520   DEBUG(MBB->dump());
 521 }
 522
 523 /// finishBlockStack - Revive live-outs that are implicitly defined out of
 524 /// MBB. Shuffle live registers to match the expected fixed stack of any
 525 /// predecessors, and ensure that all predecessors are expecting the same
 526 /// stack.
 527 void FPS::finishBlockStack() {
 528   // The RET handling below takes care of return blocks for us.
 529   if (MBB->succ_empty())
 530     return;
 531
 532   DEBUG(dbgs() << "Setting up live-outs for BB#" << MBB->getNumber()
 533                << " derived from " << MBB->getName() << ".\n");
 534
 535   unsigned BundleIdx = BlockBundle.lookup(MBB).second;
 536   LiveBundle &Bundle = LiveBundles[BundleIdx];
 537
 538   // We may need to kill and define some registers to match successors.
 539   // FIXME: This can probably be combined with the shuffle below.
 540   MachineBasicBlock::iterator Term = MBB->getFirstTerminator();
 541   adjustLiveRegs(Bundle.Mask, Term);
 542
 543   if (!Bundle.Mask) {
 544     DEBUG(dbgs() << "No live-outs.\n");
 545     return;
 546   }
 547
 548   // Has the stack order been fixed yet?
 549   DEBUG(dbgs() << "LB#" << BundleIdx << ": ");
 550   if (Bundle.isFixed()) {
 551     DEBUG(dbgs() << "Shuffling stack to match.\n");
 552     shuffleStackTop(Bundle.FixStack, Bundle.FixCount, Term);
 553   } else {
 554     // Not fixed yet, we get to choose.
 555     DEBUG(dbgs() << "Fixing stack order now.\n");
 556     Bundle.FixCount = StackTop;
 557     for (unsigned i = 0; i < StackTop; ++i)
 558       Bundle.FixStack[i] = getStackEntry(i);
 559   }
 560 }
 561
 562
 563 //===----------------------------------------------------------------------===//
 564 // Efficient Lookup Table Support
 565 //===----------------------------------------------------------------------===//
 566
 567 namespace {
 568   struct TableEntry {
 569     unsigned from;
 570     unsigned to;
 571     bool operator<(const TableEntry &TE) const { return from < TE.from; }
 572     friend bool operator<(const TableEntry &TE, unsigned V) {
 573       return TE.from < V;
 574     }
 575   };
 576 }
 577
 578 #ifndef NDEBUG
 579 static bool TableIsSorted(const TableEntry *Table, unsigned NumEntries) {
 580   for (unsigned i = 0; i != NumEntries-1; ++i)
 581     if (!(Table[i] < Table[i+1])) return false;
 582   return true;
 583 }
 584 #endif
 585
 586 static int Lookup(const TableEntry *Table, unsigned N, unsigned Opcode) {
 587   const TableEntry *I = std::lower_bound(Table, Table+N, Opcode);
 588   if (I != Table+N && I->from == Opcode)
 589     return I->to;
 590   return -1;
 591 }
 592
 593 #ifdef NDEBUG
 594 #define ASSERT_SORTED(TABLE)
 595 #else
 596 #define ASSERT_SORTED(TABLE)                                              \
 597   { static bool TABLE##Checked = false;                                   \
 598     if (!TABLE##Checked) {                                                \
 599        assert(TableIsSorted(TABLE, array_lengthof(TABLE)) &&              \
 600               "All lookup tables must be sorted for efficient access!");  \
 601        TABLE##Checked = true;                                             \
 602     }                                                                     \
 603   }
 604 #endif
 605
 606 //===----------------------------------------------------------------------===//
 607 // Register File -> Register Stack Mapping Methods
 608 //===----------------------------------------------------------------------===//
 609
 610 // OpcodeTable - Sorted map of register instructions to their stack version.
 611 // The first element is an register file pseudo instruction, the second is the
 612 // concrete X86 instruction which uses the register stack.
 613 //
 614 static const TableEntry OpcodeTable[] = {
 615   { X86::ABS_Fp32     , X86::ABS_F     },
 616   { X86::ABS_Fp64     , X86::ABS_F     },
 617   { X86::ABS_Fp80     , X86::ABS_F     },
 618   { X86::ADD_Fp32m    , X86::ADD_F32m  },
 619   { X86::ADD_Fp64m    , X86::ADD_F64m  },
 620   { X86::ADD_Fp64m32  , X86::ADD_F32m  },
 621   { X86::ADD_Fp80m32  , X86::ADD_F32m  },
 622   { X86::ADD_Fp80m64  , X86::ADD_F64m  },
 623   { X86::ADD_FpI16m32 , X86::ADD_FI16m },
 624   { X86::ADD_FpI16m64 , X86::ADD_FI16m },
 625   { X86::ADD_FpI16m80 , X86::ADD_FI16m },
 626   { X86::ADD_FpI32m32 , X86::ADD_FI32m },
 627   { X86::ADD_FpI32m64 , X86::ADD_FI32m },
 628   { X86::ADD_FpI32m80 , X86::ADD_FI32m },
 629   { X86::CHS_Fp32     , X86::CHS_F     },
 630   { X86::CHS_Fp64     , X86::CHS_F     },
 631   { X86::CHS_Fp80     , X86::CHS_F     },
 632   { X86::CMOVBE_Fp32  , X86::CMOVBE_F  },
 633   { X86::CMOVBE_Fp64  , X86::CMOVBE_F  },
 634   { X86::CMOVBE_Fp80  , X86::CMOVBE_F  },
 635   { X86::CMOVB_Fp32   , X86::CMOVB_F   },
 636   { X86::CMOVB_Fp64   , X86::CMOVB_F  },
 637   { X86::CMOVB_Fp80   , X86::CMOVB_F  },
 638   { X86::CMOVE_Fp32   , X86::CMOVE_F  },
 639   { X86::CMOVE_Fp64   , X86::CMOVE_F   },
 640   { X86::CMOVE_Fp80   , X86::CMOVE_F   },
 641   { X86::CMOVNBE_Fp32 , X86::CMOVNBE_F },
 642   { X86::CMOVNBE_Fp64 , X86::CMOVNBE_F },
 643   { X86::CMOVNBE_Fp80 , X86::CMOVNBE_F },
 644   { X86::CMOVNB_Fp32  , X86::CMOVNB_F  },
 645   { X86::CMOVNB_Fp64  , X86::CMOVNB_F  },
 646   { X86::CMOVNB_Fp80  , X86::CMOVNB_F  },
 647   { X86::CMOVNE_Fp32  , X86::CMOVNE_F  },
 648   { X86::CMOVNE_Fp64  , X86::CMOVNE_F  },
 649   { X86::CMOVNE_Fp80  , X86::CMOVNE_F  },
 650   { X86::CMOVNP_Fp32  , X86::CMOVNP_F  },
 651   { X86::CMOVNP_Fp64  , X86::CMOVNP_F  },
 652   { X86::CMOVNP_Fp80  , X86::CMOVNP_F  },
 653   { X86::CMOVP_Fp32   , X86::CMOVP_F   },
 654   { X86::CMOVP_Fp64   , X86::CMOVP_F   },
 655   { X86::CMOVP_Fp80   , X86::CMOVP_F   },
 656   { X86::COS_Fp32     , X86::COS_F     },
 657   { X86::COS_Fp64     , X86::COS_F     },
 658   { X86::COS_Fp80     , X86::COS_F     },
 659   { X86::DIVR_Fp32m   , X86::DIVR_F32m },
 660   { X86::DIVR_Fp64m   , X86::DIVR_F64m },
 661   { X86::DIVR_Fp64m32 , X86::DIVR_F32m },
 662   { X86::DIVR_Fp80m32 , X86::DIVR_F32m },
 663   { X86::DIVR_Fp80m64 , X86::DIVR_F64m },
 664   { X86::DIVR_FpI16m32, X86::DIVR_FI16m},
 665   { X86::DIVR_FpI16m64, X86::DIVR_FI16m},
 666   { X86::DIVR_FpI16m80, X86::DIVR_FI16m},
 667   { X86::DIVR_FpI32m32, X86::DIVR_FI32m},
 668   { X86::DIVR_FpI32m64, X86::DIVR_FI32m},
 669   { X86::DIVR_FpI32m80, X86::DIVR_FI32m},
 670   { X86::DIV_Fp32m    , X86::DIV_F32m  },
 671   { X86::DIV_Fp64m    , X86::DIV_F64m  },
 672   { X86::DIV_Fp64m32  , X86::DIV_F32m  },
 673   { X86::DIV_Fp80m32  , X86::DIV_F32m  },
 674   { X86::DIV_Fp80m64  , X86::DIV_F64m  },
 675   { X86::DIV_FpI16m32 , X86::DIV_FI16m },
 676   { X86::DIV_FpI16m64 , X86::DIV_FI16m },
 677   { X86::DIV_FpI16m80 , X86::DIV_FI16m },
 678   { X86::DIV_FpI32m32 , X86::DIV_FI32m },
 679   { X86::DIV_FpI32m64 , X86::DIV_FI32m },
 680   { X86::DIV_FpI32m80 , X86::DIV_FI32m },
 681   { X86::ILD_Fp16m32  , X86::ILD_F16m  },
 682   { X86::ILD_Fp16m64  , X86::ILD_F16m  },
 683   { X86::ILD_Fp16m80  , X86::ILD_F16m  },
 684   { X86::ILD_Fp32m32  , X86::ILD_F32m  },
 685   { X86::ILD_Fp32m64  , X86::ILD_F32m  },
 686   { X86::ILD_Fp32m80  , X86::ILD_F32m  },
 687   { X86::ILD_Fp64m32  , X86::ILD_F64m  },
 688   { X86::ILD_Fp64m64  , X86::ILD_F64m  },
 689   { X86::ILD_Fp64m80  , X86::ILD_F64m  },
 690   { X86::ISTT_Fp16m32 , X86::ISTT_FP16m},
 691   { X86::ISTT_Fp16m64 , X86::ISTT_FP16m},
 692   { X86::ISTT_Fp16m80 , X86::ISTT_FP16m},
 693   { X86::ISTT_Fp32m32 , X86::ISTT_FP32m},
 694   { X86::ISTT_Fp32m64 , X86::ISTT_FP32m},
 695   { X86::ISTT_Fp32m80 , X86::ISTT_FP32m},
 696   { X86::ISTT_Fp64m32 , X86::ISTT_FP64m},
 697   { X86::ISTT_Fp64m64 , X86::ISTT_FP64m},
 698   { X86::ISTT_Fp64m80 , X86::ISTT_FP64m},
 699   { X86::IST_Fp16m32  , X86::IST_F16m  },
 700   { X86::IST_Fp16m64  , X86::IST_F16m  },
 701   { X86::IST_Fp16m80  , X86::IST_F16m  },
 702   { X86::IST_Fp32m32  , X86::IST_F32m  },
 703   { X86::IST_Fp32m64  , X86::IST_F32m  },
 704   { X86::IST_Fp32m80  , X86::IST_F32m  },
 705   { X86::IST_Fp64m32  , X86::IST_FP64m },
 706   { X86::IST_Fp64m64  , X86::IST_FP64m },
 707   { X86::IST_Fp64m80  , X86::IST_FP64m },
 708   { X86::LD_Fp032     , X86::LD_F0     },
 709   { X86::LD_Fp064     , X86::LD_F0     },
 710   { X86::LD_Fp080     , X86::LD_F0     },
 711   { X86::LD_Fp132     , X86::LD_F1     },
 712   { X86::LD_Fp164     , X86::LD_F1     },
 713   { X86::LD_Fp180     , X86::LD_F1     },
 714   { X86::LD_Fp32m     , X86::LD_F32m   },
 715   { X86::LD_Fp32m64   , X86::LD_F32m   },
 716   { X86::LD_Fp32m80   , X86::LD_F32m   },
 717   { X86::LD_Fp64m     , X86::LD_F64m   },
 718   { X86::LD_Fp64m80   , X86::LD_F64m   },
 719   { X86::LD_Fp80m     , X86::LD_F80m   },
 720   { X86::MUL_Fp32m    , X86::MUL_F32m  },
 721   { X86::MUL_Fp64m    , X86::MUL_F64m  },
 722   { X86::MUL_Fp64m32  , X86::MUL_F32m  },
 723   { X86::MUL_Fp80m32  , X86::MUL_F32m  },
 724   { X86::MUL_Fp80m64  , X86::MUL_F64m  },
 725   { X86::MUL_FpI16m32 , X86::MUL_FI16m },
 726   { X86::MUL_FpI16m64 , X86::MUL_FI16m },
 727   { X86::MUL_FpI16m80 , X86::MUL_FI16m },
 728   { X86::MUL_FpI32m32 , X86::MUL_FI32m },
 729   { X86::MUL_FpI32m64 , X86::MUL_FI32m },
 730   { X86::MUL_FpI32m80 , X86::MUL_FI32m },
 731   { X86::SIN_Fp32     , X86::SIN_F     },
 732   { X86::SIN_Fp64     , X86::SIN_F     },
 733   { X86::SIN_Fp80     , X86::SIN_F     },
 734   { X86::SQRT_Fp32    , X86::SQRT_F    },
 735   { X86::SQRT_Fp64    , X86::SQRT_F    },
 736   { X86::SQRT_Fp80    , X86::SQRT_F    },
 737   { X86::ST_Fp32m     , X86::ST_F32m   },
 738   { X86::ST_Fp64m     , X86::ST_F64m   },
 739   { X86::ST_Fp64m32   , X86::ST_F32m   },
 740   { X86::ST_Fp80m32   , X86::ST_F32m   },
 741   { X86::ST_Fp80m64   , X86::ST_F64m   },
 742   { X86::ST_FpP80m    , X86::ST_FP80m  },
 743   { X86::SUBR_Fp32m   , X86::SUBR_F32m },
 744   { X86::SUBR_Fp64m   , X86::SUBR_F64m },
 745   { X86::SUBR_Fp64m32 , X86::SUBR_F32m },
 746   { X86::SUBR_Fp80m32 , X86::SUBR_F32m },
 747   { X86::SUBR_Fp80m64 , X86::SUBR_F64m },
 748   { X86::SUBR_FpI16m32, X86::SUBR_FI16m},
 749   { X86::SUBR_FpI16m64, X86::SUBR_FI16m},
 750   { X86::SUBR_FpI16m80, X86::SUBR_FI16m},
 751   { X86::SUBR_FpI32m32, X86::SUBR_FI32m},
 752   { X86::SUBR_FpI32m64, X86::SUBR_FI32m},
 753   { X86::SUBR_FpI32m80, X86::SUBR_FI32m},
 754   { X86::SUB_Fp32m    , X86::SUB_F32m  },
 755   { X86::SUB_Fp64m    , X86::SUB_F64m  },
 756   { X86::SUB_Fp64m32  , X86::SUB_F32m  },
 757   { X86::SUB_Fp80m32  , X86::SUB_F32m  },
 758   { X86::SUB_Fp80m64  , X86::SUB_F64m  },
 759   { X86::SUB_FpI16m32 , X86::SUB_FI16m },
 760   { X86::SUB_FpI16m64 , X86::SUB_FI16m },
 761   { X86::SUB_FpI16m80 , X86::SUB_FI16m },
 762   { X86::SUB_FpI32m32 , X86::SUB_FI32m },
 763   { X86::SUB_FpI32m64 , X86::SUB_FI32m },
 764   { X86::SUB_FpI32m80 , X86::SUB_FI32m },
 765   { X86::TST_Fp32     , X86::TST_F     },
 766   { X86::TST_Fp64     , X86::TST_F     },
 767   { X86::TST_Fp80     , X86::TST_F     },
 768   { X86::UCOM_FpIr32  , X86::UCOM_FIr  },
 769   { X86::UCOM_FpIr64  , X86::UCOM_FIr  },
 770   { X86::UCOM_FpIr80  , X86::UCOM_FIr  },
 771   { X86::UCOM_Fpr32   , X86::UCOM_Fr   },
 772   { X86::UCOM_Fpr64   , X86::UCOM_Fr   },
 773   { X86::UCOM_Fpr80   , X86::UCOM_Fr   },
 774 };
 775
 776 static unsigned getConcreteOpcode(unsigned Opcode) {
 777   ASSERT_SORTED(OpcodeTable);
 778   int Opc = Lookup(OpcodeTable, array_lengthof(OpcodeTable), Opcode);
 779   assert(Opc != -1 && "FP Stack instruction not in OpcodeTable!");
 780   return Opc;
 781 }
 782
 783 //===----------------------------------------------------------------------===//
 784 // Helper Methods
 785 //===----------------------------------------------------------------------===//
 786
 787 // PopTable - Sorted map of instructions to their popping version.  The first
 788 // element is an instruction, the second is the version which pops.
 789 //
 790 static const TableEntry PopTable[] = {
 791   { X86::ADD_FrST0 , X86::ADD_FPrST0  },
 792
 793   { X86::DIVR_FrST0, X86::DIVR_FPrST0 },
 794   { X86::DIV_FrST0 , X86::DIV_FPrST0  },
 795
 796   { X86::IST_F16m  , X86::IST_FP16m   },
 797   { X86::IST_F32m  , X86::IST_FP32m   },
 798
 799   { X86::MUL_FrST0 , X86::MUL_FPrST0  },
 800
 801   { X86::ST_F32m   , X86::ST_FP32m    },
 802   { X86::ST_F64m   , X86::ST_FP64m    },
 803   { X86::ST_Frr    , X86::ST_FPrr     },
 804
 805   { X86::SUBR_FrST0, X86::SUBR_FPrST0 },
 806   { X86::SUB_FrST0 , X86::SUB_FPrST0  },
 807
 808   { X86::UCOM_FIr  , X86::UCOM_FIPr   },
 809
 810   { X86::UCOM_FPr  , X86::UCOM_FPPr   },
 811   { X86::UCOM_Fr   , X86::UCOM_FPr    },
 812 };
 813
 814 /// popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack after
 815 /// the specified instruction.  This attempts to be sneaky and combine the pop
 816 /// into the instruction itself if possible.  The iterator is left pointing to
 817 /// the last instruction, be it a new pop instruction inserted, or the old
 818 /// instruction if it was modified in place.
 819 ///
 820 void FPS::popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 821   MachineInstr* MI = I;
 822   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 823   ASSERT_SORTED(PopTable);
 824   assert(StackTop > 0 && "Cannot pop empty stack!");
 825   RegMap[Stack[--StackTop]] = ~0;     // Update state
 826
 827   // Check to see if there is a popping version of this instruction...
 828   int Opcode = Lookup(PopTable, array_lengthof(PopTable), I->getOpcode());
 829   if (Opcode != -1) {
 830     I->setDesc(TII->get(Opcode));
 831     if (Opcode == X86::UCOM_FPPr)
 832       I->RemoveOperand(0);
 833   } else {    // Insert an explicit pop
 834     I = BuildMI(*MBB, ++I, dl, TII->get(X86::ST_FPrr)).addReg(X86::ST0);
 835   }
 836 }
 837
 838 /// freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register stack, so
 839 /// that it is no longer in a register.  If the register is currently at the top
 840 /// of the stack, we just pop the current instruction, otherwise we store the
 841 /// current top-of-stack into the specified slot, then pop the top of stack.
 842 void FPS::freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned FPRegNo) {
 843   if (getStackEntry(0) == FPRegNo) {  // already at the top of stack? easy.
 844     popStackAfter(I);
 845     return;
 846   }
 847
 848   // Otherwise, store the top of stack into the dead slot, killing the operand
 849   // without having to add in an explicit xchg then pop.
 850   //
 851   I = freeStackSlotBefore(++I, FPRegNo);
 852 }
 853
 854 /// freeStackSlotBefore - Free the specified register without trying any
 855 /// folding.
 856 MachineBasicBlock::iterator
 857 FPS::freeStackSlotBefore(MachineBasicBlock::iterator I, unsigned FPRegNo) {
 858   unsigned STReg    = getSTReg(FPRegNo);
 859   unsigned OldSlot  = getSlot(FPRegNo);
 860   unsigned TopReg   = Stack[StackTop-1];
 861   Stack[OldSlot]    = TopReg;
 862   RegMap[TopReg]    = OldSlot;
 863   RegMap[FPRegNo]   = ~0;
 864   Stack[--StackTop] = ~0;
 865   return BuildMI(*MBB, I, DebugLoc(), TII->get(X86::ST_FPrr)).addReg(STReg);
 866 }
 867
 868 /// adjustLiveRegs - Kill and revive registers such that exactly the FP
 869 /// registers with a bit in Mask are live.
 870 void FPS::adjustLiveRegs(unsigned Mask, MachineBasicBlock::iterator I) {
 871   unsigned Defs = Mask;
 872   unsigned Kills = 0;
 873   for (unsigned i = 0; i < StackTop; ++i) {
 874     unsigned RegNo = Stack[i];
 875     if (!(Defs & (1 << RegNo)))
 876       // This register is live, but we don't want it.
 877       Kills |= (1 << RegNo);
 878     else
 879       // We don't need to imp-def this live register.
 880       Defs &= ~(1 << RegNo);
 881   }
 882   assert((Kills & Defs) == 0 && "Register needs killing and def'ing?");
 883
 884   // Produce implicit-defs for free by using killed registers.
 885   while (Kills && Defs) {
 886     unsigned KReg = CountTrailingZeros_32(Kills);
 887     unsigned DReg = CountTrailingZeros_32(Defs);
 888     DEBUG(dbgs() << "Renaming %FP" << KReg << " as imp %FP" << DReg << "\n");
 889     std::swap(Stack[getSlot(KReg)], Stack[getSlot(DReg)]);
 890     std::swap(RegMap[KReg], RegMap[DReg]);
 891     Kills &= ~(1 << KReg);
 892     Defs &= ~(1 << DReg);
 893   }
 894
 895   // Kill registers by popping.
 896   if (Kills && I != MBB->begin()) {
 897     MachineBasicBlock::iterator I2 = llvm::prior(I);
 898     for (;;) {
 899       unsigned KReg = getStackEntry(0);
 900       if (!(Kills & (1 << KReg)))
 901         break;
 902       DEBUG(dbgs() << "Popping %FP" << KReg << "\n");
 903       popStackAfter(I2);
 904       Kills &= ~(1 << KReg);
 905     }
 906   }
 907
 908   // Manually kill the rest.
 909   while (Kills) {
 910     unsigned KReg = CountTrailingZeros_32(Kills);
 911     DEBUG(dbgs() << "Killing %FP" << KReg << "\n");
 912     freeStackSlotBefore(I, KReg);
 913     Kills &= ~(1 << KReg);
 914   }
 915
 916   // Load zeros for all the imp-defs.
 917   while(Defs) {
 918     unsigned DReg = CountTrailingZeros_32(Defs);
 919     DEBUG(dbgs() << "Defining %FP" << DReg << " as 0\n");
 920     BuildMI(*MBB, I, DebugLoc(), TII->get(X86::LD_F0));
 921     pushReg(DReg);
 922     Defs &= ~(1 << DReg);
 923   }
 924
 925   // Now we should have the correct registers live.
 926   DEBUG(dumpStack());
 927   assert(StackTop == CountPopulation_32(Mask) && "Live count mismatch");
 928 }
 929
 930 /// shuffleStackTop - emit fxch instructions before I to shuffle the top
 931 /// FixCount entries into the order given by FixStack.
 932 /// FIXME: Is there a better algorithm than insertion sort?
 933 void FPS::shuffleStackTop(const unsigned char *FixStack,
 934                           unsigned FixCount,
 935                           MachineBasicBlock::iterator I) {
 936   // Move items into place, starting from the desired stack bottom.
 937   while (FixCount--) {
 938     // Old register at position FixCount.
 939     unsigned OldReg = getStackEntry(FixCount);
 940     // Desired register at position FixCount.
 941     unsigned Reg = FixStack[FixCount];
 942     if (Reg == OldReg)
 943       continue;
 944     // (Reg st0) (OldReg st0) = (Reg OldReg st0)
 945     moveToTop(Reg, I);
 946     moveToTop(OldReg, I);
 947   }
 948   DEBUG(dumpStack());
 949 }
 950
 951
 952 //===----------------------------------------------------------------------===//
 953 // Instruction transformation implementation
 954 //===----------------------------------------------------------------------===//
 955
 956 /// handleZeroArgFP - ST(0) = fld0    ST(0) = flds <mem>
 957 ///
 958 void FPS::handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 959   MachineInstr *MI = I;
 960   unsigned DestReg = getFPReg(MI->getOperand(0));
 961
 962   // Change from the pseudo instruction to the concrete instruction.
 963   MI->RemoveOperand(0);   // Remove the explicit ST(0) operand
 964   MI->setDesc(TII->get(getConcreteOpcode(MI->getOpcode())));
 965
 966   // Result gets pushed on the stack.
 967   pushReg(DestReg);
 968 }
 969
 970 /// handleOneArgFP - fst <mem>, ST(0)
 971 ///
 972 void FPS::handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 973   MachineInstr *MI = I;
 974   unsigned NumOps = MI->getDesc().getNumOperands();
 975   assert((NumOps == X86::AddrNumOperands + 1 || NumOps == 1) &&
 976          "Can only handle fst* & ftst instructions!");
 977
 978   // Is this the last use of the source register?
 979   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(NumOps-1));
 980   bool KillsSrc = MI->killsRegister(X86::FP0+Reg);
 981
 982   // FISTP64m is strange because there isn't a non-popping versions.
 983   // If we have one _and_ we don't want to pop the operand, duplicate the value
 984   // on the stack instead of moving it.  This ensure that popping the value is
 985   // always ok.
 986   // Ditto FISTTP16m, FISTTP32m, FISTTP64m, ST_FpP80m.
 987   //
 988   if (!KillsSrc &&
 989       (MI->getOpcode() == X86::IST_Fp64m32 ||
 990        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp16m32 ||
 991        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp32m32 ||
 992        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp64m32 ||
 993        MI->getOpcode() == X86::IST_Fp64m64 ||
 994        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp16m64 ||
 995        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp32m64 ||
 996        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp64m64 ||
 997        MI->getOpcode() == X86::IST_Fp64m80 ||
 998        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp16m80 ||
 999        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp32m80 ||
1000        MI->getOpcode() == X86::ISTT_Fp64m80 ||
1001        MI->getOpcode() == X86::ST_FpP80m)) {
1002     duplicateToTop(Reg, getScratchReg(), I);
1003   } else {
1004     moveToTop(Reg, I);            // Move to the top of the stack...
1005   }
1006
1007   // Convert from the pseudo instruction to the concrete instruction.
1008   MI->RemoveOperand(NumOps-1);    // Remove explicit ST(0) operand
1009   MI->setDesc(TII->get(getConcreteOpcode(MI->getOpcode())));
1010
1011   if (MI->getOpcode() == X86::IST_FP64m ||
1012       MI->getOpcode() == X86::ISTT_FP16m ||
1013       MI->getOpcode() == X86::ISTT_FP32m ||
1014       MI->getOpcode() == X86::ISTT_FP64m ||
1015       MI->getOpcode() == X86::ST_FP80m) {
1016     assert(StackTop > 0 && "Stack empty??");
1017     --StackTop;
1018   } else if (KillsSrc) { // Last use of operand?
1019     popStackAfter(I);
1020   }
1021 }
1022
1023
1024 /// handleOneArgFPRW: Handle instructions that read from the top of stack and
1025 /// replace the value with a newly computed value.  These instructions may have
1026 /// non-fp operands after their FP operands.
1027 ///
1028 ///  Examples:
1029 ///     R1 = fchs R2
1030 ///     R1 = fadd R2, [mem]
1031 ///
1032 void FPS::handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I) {
1033   MachineInstr *MI = I;
1034 #ifndef NDEBUG
1035   unsigned NumOps = MI->getDesc().getNumOperands();
1036   assert(NumOps >= 2 && "FPRW instructions must have 2 ops!!");
1037 #endif
1038
1039   // Is this the last use of the source register?
1040   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(1));
1041   bool KillsSrc = MI->killsRegister(X86::FP0+Reg);
1042
1043   if (KillsSrc) {
1044     // If this is the last use of the source register, just make sure it's on
1045     // the top of the stack.
1046     moveToTop(Reg, I);
1047     assert(StackTop > 0 && "Stack cannot be empty!");
1048     --StackTop;
1049     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
1050   } else {
1051     // If this is not the last use of the source register, _copy_ it to the top
1052     // of the stack.
1053     duplicateToTop(Reg, getFPReg(MI->getOperand(0)), I);
1054   }
1055
1056   // Change from the pseudo instruction to the concrete instruction.
1057   MI->RemoveOperand(1);   // Drop the source operand.
1058   MI->RemoveOperand(0);   // Drop the destination operand.
1059   MI->setDesc(TII->get(getConcreteOpcode(MI->getOpcode())));
1060 }
1061
1062
1063 //===----------------------------------------------------------------------===//
1064 // Define tables of various ways to map pseudo instructions
1065 //
1066
1067 // ForwardST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(0) op ST(i)
1068 static const TableEntry ForwardST0Table[] = {
1069   { X86::ADD_Fp32  , X86::ADD_FST0r },
1070   { X86::ADD_Fp64  , X86::ADD_FST0r },
1071   { X86::ADD_Fp80  , X86::ADD_FST0r },
1072   { X86::DIV_Fp32  , X86::DIV_FST0r },
1073   { X86::DIV_Fp64  , X86::DIV_FST0r },
1074   { X86::DIV_Fp80  , X86::DIV_FST0r },
1075   { X86::MUL_Fp32  , X86::MUL_FST0r },
1076   { X86::MUL_Fp64  , X86::MUL_FST0r },
1077   { X86::MUL_Fp80  , X86::MUL_FST0r },
1078   { X86::SUB_Fp32  , X86::SUB_FST0r },
1079   { X86::SUB_Fp64  , X86::SUB_FST0r },
1080   { X86::SUB_Fp80  , X86::SUB_FST0r },
1081 };
1082
1083 // ReverseST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(i) op ST(0)
1084 static const TableEntry ReverseST0Table[] = {
1085   { X86::ADD_Fp32  , X86::ADD_FST0r  },   // commutative
1086   { X86::ADD_Fp64  , X86::ADD_FST0r  },   // commutative
1087   { X86::ADD_Fp80  , X86::ADD_FST0r  },   // commutative
1088   { X86::DIV_Fp32  , X86::DIVR_FST0r },
1089   { X86::DIV_Fp64  , X86::DIVR_FST0r },
1090   { X86::DIV_Fp80  , X86::DIVR_FST0r },
1091   { X86::MUL_Fp32  , X86::MUL_FST0r  },   // commutative
1092   { X86::MUL_Fp64  , X86::MUL_FST0r  },   // commutative
1093   { X86::MUL_Fp80  , X86::MUL_FST0r  },   // commutative
1094   { X86::SUB_Fp32  , X86::SUBR_FST0r },
1095   { X86::SUB_Fp64  , X86::SUBR_FST0r },
1096   { X86::SUB_Fp80  , X86::SUBR_FST0r },
1097 };
1098
1099 // ForwardSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(0) op ST(i)
1100 static const TableEntry ForwardSTiTable[] = {
1101   { X86::ADD_Fp32  , X86::ADD_FrST0  },   // commutative
1102   { X86::ADD_Fp64  , X86::ADD_FrST0  },   // commutative
1103   { X86::ADD_Fp80  , X86::ADD_FrST0  },   // commutative
1104   { X86::DIV_Fp32  , X86::DIVR_FrST0 },
1105   { X86::DIV_Fp64  , X86::DIVR_FrST0 },
1106   { X86::DIV_Fp80  , X86::DIVR_FrST0 },
1107   { X86::MUL_Fp32  , X86::MUL_FrST0  },   // commutative
1108   { X86::MUL_Fp64  , X86::MUL_FrST0  },   // commutative
1109   { X86::MUL_Fp80  , X86::MUL_FrST0  },   // commutative
1110   { X86::SUB_Fp32  , X86::SUBR_FrST0 },
1111   { X86::SUB_Fp64  , X86::SUBR_FrST0 },
1112   { X86::SUB_Fp80  , X86::SUBR_FrST0 },
1113 };
1114
1115 // ReverseSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(i) op ST(0)
1116 static const TableEntry ReverseSTiTable[] = {
1117   { X86::ADD_Fp32  , X86::ADD_FrST0 },
1118   { X86::ADD_Fp64  , X86::ADD_FrST0 },
1119   { X86::ADD_Fp80  , X86::ADD_FrST0 },
1120   { X86::DIV_Fp32  , X86::DIV_FrST0 },
1121   { X86::DIV_Fp64  , X86::DIV_FrST0 },
1122   { X86::DIV_Fp80  , X86::DIV_FrST0 },
1123   { X86::MUL_Fp32  , X86::MUL_FrST0 },
1124   { X86::MUL_Fp64  , X86::MUL_FrST0 },
1125   { X86::MUL_Fp80  , X86::MUL_FrST0 },
1126   { X86::SUB_Fp32  , X86::SUB_FrST0 },
1127   { X86::SUB_Fp64  , X86::SUB_FrST0 },
1128   { X86::SUB_Fp80  , X86::SUB_FrST0 },
1129 };
1130
1131
1132 /// handleTwoArgFP - Handle instructions like FADD and friends which are virtual
1133 /// instructions which need to be simplified and possibly transformed.
1134 ///
1135 /// Result: ST(0) = fsub  ST(0), ST(i)
1136 ///         ST(i) = fsub  ST(0), ST(i)
1137 ///         ST(0) = fsubr ST(0), ST(i)
1138 ///         ST(i) = fsubr ST(0), ST(i)
1139 ///
1140 void FPS::handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
1141   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
1142   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
1143   MachineInstr *MI = I;
1144
1145   unsigned NumOperands = MI->getDesc().getNumOperands();
1146   assert(NumOperands == 3 && "Illegal TwoArgFP instruction!");
1147   unsigned Dest = getFPReg(MI->getOperand(0));
1148   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
1149   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
1150   bool KillsOp0 = MI->killsRegister(X86::FP0+Op0);
1151   bool KillsOp1 = MI->killsRegister(X86::FP0+Op1);
1152   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
1153
1154   unsigned TOS = getStackEntry(0);
1155
1156   // One of our operands must be on the top of the stack.  If neither is yet, we
1157   // need to move one.
1158   if (Op0 != TOS && Op1 != TOS) {   // No operand at TOS?
1159     // We can choose to move either operand to the top of the stack.  If one of
1160     // the operands is killed by this instruction, we want that one so that we
1161     // can update right on top of the old version.
1162     if (KillsOp0) {
1163       moveToTop(Op0, I);         // Move dead operand to TOS.
1164       TOS = Op0;
1165     } else if (KillsOp1) {
1166       moveToTop(Op1, I);
1167       TOS = Op1;
1168     } else {
1169       // All of the operands are live after this instruction executes, so we
1170       // cannot update on top of any operand.  Because of this, we must
1171       // duplicate one of the stack elements to the top.  It doesn't matter
1172       // which one we pick.
1173       //
1174       duplicateToTop(Op0, Dest, I);
1175       Op0 = TOS = Dest;
1176       KillsOp0 = true;
1177     }
1178   } else if (!KillsOp0 && !KillsOp1) {
1179     // If we DO have one of our operands at the top of the stack, but we don't
1180     // have a dead operand, we must duplicate one of the operands to a new slot
1181     // on the stack.
1182     duplicateToTop(Op0, Dest, I);
1183     Op0 = TOS = Dest;
1184     KillsOp0 = true;
1185   }
1186
1187   // Now we know that one of our operands is on the top of the stack, and at
1188   // least one of our operands is killed by this instruction.
1189   assert((TOS == Op0 || TOS == Op1) && (KillsOp0 || KillsOp1) &&
1190          "Stack conditions not set up right!");
1191
1192   // We decide which form to use based on what is on the top of the stack, and
1193   // which operand is killed by this instruction.
1194   const TableEntry *InstTable;
1195   bool isForward = TOS == Op0;
1196   bool updateST0 = (TOS == Op0 && !KillsOp1) || (TOS == Op1 && !KillsOp0);
1197   if (updateST0) {
1198     if (isForward)
1199       InstTable = ForwardST0Table;
1200     else
1201       InstTable = ReverseST0Table;
1202   } else {
1203     if (isForward)
1204       InstTable = ForwardSTiTable;
1205     else
1206       InstTable = ReverseSTiTable;
1207   }
1208
1209   int Opcode = Lookup(InstTable, array_lengthof(ForwardST0Table),
1210                       MI->getOpcode());
1211   assert(Opcode != -1 && "Unknown TwoArgFP pseudo instruction!");
1212
1213   // NotTOS - The register which is not on the top of stack...
1214   unsigned NotTOS = (TOS == Op0) ? Op1 : Op0;
1215
1216   // Replace the old instruction with a new instruction
1217   MBB->remove(I++);
1218   I = BuildMI(*MBB, I, dl, TII->get(Opcode)).addReg(getSTReg(NotTOS));
1219
1220   // If both operands are killed, pop one off of the stack in addition to
1221   // overwriting the other one.
1222   if (KillsOp0 && KillsOp1 && Op0 != Op1) {
1223     assert(!updateST0 && "Should have updated other operand!");
1224     popStackAfter(I);   // Pop the top of stack
1225   }
1226
1227   // Update stack information so that we know the destination register is now on
1228   // the stack.
1229   unsigned UpdatedSlot = getSlot(updateST0 ? TOS : NotTOS);
1230   assert(UpdatedSlot < StackTop && Dest < 7);
1231   Stack[UpdatedSlot]   = Dest;
1232   RegMap[Dest]         = UpdatedSlot;
1233   MBB->getParent()->DeleteMachineInstr(MI); // Remove the old instruction
1234 }
1235
1236 /// handleCompareFP - Handle FUCOM and FUCOMI instructions, which have two FP
1237 /// register arguments and no explicit destinations.
1238 ///
1239 void FPS::handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
1240   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
1241   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
1242   MachineInstr *MI = I;
1243
1244   unsigned NumOperands = MI->getDesc().getNumOperands();
1245   assert(NumOperands == 2 && "Illegal FUCOM* instruction!");
1246   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
1247   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
1248   bool KillsOp0 = MI->killsRegister(X86::FP0+Op0);
1249   bool KillsOp1 = MI->killsRegister(X86::FP0+Op1);
1250
1251   // Make sure the first operand is on the top of stack, the other one can be
1252   // anywhere.
1253   moveToTop(Op0, I);
1254
1255   // Change from the pseudo instruction to the concrete instruction.
1256   MI->getOperand(0).setReg(getSTReg(Op1));
1257   MI->RemoveOperand(1);
1258   MI->setDesc(TII->get(getConcreteOpcode(MI->getOpcode())));
1259
1260   // If any of the operands are killed by this instruction, free them.
1261   if (KillsOp0) freeStackSlotAfter(I, Op0);
1262   if (KillsOp1 && Op0 != Op1) freeStackSlotAfter(I, Op1);
1263 }
1264
1265 /// handleCondMovFP - Handle two address conditional move instructions.  These
1266 /// instructions move a st(i) register to st(0) iff a condition is true.  These
1267 /// instructions require that the first operand is at the top of the stack, but
1268 /// otherwise don't modify the stack at all.
1269 void FPS::handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
1270   MachineInstr *MI = I;
1271
1272   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(0));
1273   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(2));
1274   bool KillsOp1 = MI->killsRegister(X86::FP0+Op1);
1275
1276   // The first operand *must* be on the top of the stack.
1277   moveToTop(Op0, I);
1278
1279   // Change the second operand to the stack register that the operand is in.
1280   // Change from the pseudo instruction to the concrete instruction.
1281   MI->RemoveOperand(0);
1282   MI->RemoveOperand(1);
1283   MI->getOperand(0).setReg(getSTReg(Op1));
1284   MI->setDesc(TII->get(getConcreteOpcode(MI->getOpcode())));
1285
1286   // If we kill the second operand, make sure to pop it from the stack.
1287   if (Op0 != Op1 && KillsOp1) {
1288     // Get this value off of the register stack.
1289     freeStackSlotAfter(I, Op1);
1290   }
1291 }
1292
1293
1294 /// handleSpecialFP - Handle special instructions which behave unlike other
1295 /// floating point instructions.  This is primarily intended for use by pseudo
1296 /// instructions.
1297 ///
1298 void FPS::handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
1299   MachineInstr *MI = I;
1300   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
1301   switch (MI->getOpcode()) {
1302   default: llvm_unreachable("Unknown SpecialFP instruction!");
1303   case X86::FpGET_ST0_32:// Appears immediately after a call returning FP type!
1304   case X86::FpGET_ST0_64:// Appears immediately after a call returning FP type!
1305   case X86::FpGET_ST0_80:// Appears immediately after a call returning FP type!
1306     assert(StackTop == 0 && "Stack should be empty after a call!");
1307     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
1308     break;
1309   case X86::FpGET_ST1_32:// Appears immediately after a call returning FP type!
1310   case X86::FpGET_ST1_64:// Appears immediately after a call returning FP type!
1311   case X86::FpGET_ST1_80:{// Appears immediately after a call returning FP type!
1312     // FpGET_ST1 should occur right after a FpGET_ST0 for a call or inline asm.
1313     // The pattern we expect is:
1314     //  CALL
1315     //  FP1 = FpGET_ST0
1316     //  FP4 = FpGET_ST1
1317     //
1318     // At this point, we've pushed FP1 on the top of stack, so it should be
1319     // present if it isn't dead.  If it was dead, we already emitted a pop to
1320     // remove it from the stack and StackTop = 0.
1321
1322     // Push FP4 as top of stack next.
1323     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
1324
1325     // If StackTop was 0 before we pushed our operand, then ST(0) must have been
1326     // dead.  In this case, the ST(1) value is the only thing that is live, so
1327     // it should be on the TOS (after the pop that was emitted) and is.  Just
1328     // continue in this case.
1329     if (StackTop == 1)
1330       break;
1331
1332     // Because pushReg just pushed ST(1) as TOS, we now have to swap the two top
1333     // elements so that our accounting is correct.
1334     unsigned RegOnTop = getStackEntry(0);
1335     unsigned RegNo = getStackEntry(1);
1336
1337     // Swap the slots the regs are in.
1338     std::swap(RegMap[RegNo], RegMap[RegOnTop]);
1339
1340     // Swap stack slot contents.
1341     assert(RegMap[RegOnTop] < StackTop);
1342     std::swap(Stack[RegMap[RegOnTop]], Stack[StackTop-1]);
1343     break;
1344   }
1345   case X86::FpSET_ST0_32:
1346   case X86::FpSET_ST0_64:
1347   case X86::FpSET_ST0_80: {
1348     // FpSET_ST0_80 is generated by copyRegToReg for setting up inline asm
1349     // arguments that use an st constraint. We expect a sequence of
1350     // instructions: Fp_SET_ST0 Fp_SET_ST1? INLINEASM
1351     unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(0));
1352
1353     if (!MI->killsRegister(X86::FP0 + Op0)) {
1354       // Duplicate Op0 into a temporary on the stack top.
1355       duplicateToTop(Op0, getScratchReg(), I);
1356     } else {
1357       // Op0 is killed, so just swap it into position.
1358       moveToTop(Op0, I);
1359     }
1360     --StackTop;   // "Forget" we have something on the top of stack!
1361     break;
1362   }
1363   case X86::FpSET_ST1_32:
1364   case X86::FpSET_ST1_64:
1365   case X86::FpSET_ST1_80: {
1366     // Set up st(1) for inline asm. We are assuming that st(0) has already been
1367     // set up by FpSET_ST0, and our StackTop is off by one because of it.
1368     unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(0));
1369     // Restore the actual StackTop from before Fp_SET_ST0.
1370     // Note we can't handle Fp_SET_ST1 without a preceeding Fp_SET_ST0, and we
1371     // are not enforcing the constraint.
1372     ++StackTop;
1373     unsigned RegOnTop = getStackEntry(0); // This reg must remain in st(0).
1374     if (!MI->killsRegister(X86::FP0 + Op0)) {
1375       duplicateToTop(Op0, getScratchReg(), I);
1376       moveToTop(RegOnTop, I);
1377     } else if (getSTReg(Op0) != X86::ST1) {
1378       // We have the wrong value at st(1). Shuffle! Untested!
1379       moveToTop(getStackEntry(1), I);
1380       moveToTop(Op0, I);
1381       moveToTop(RegOnTop, I);
1382     }
1383     assert(StackTop >= 2 && "Too few live registers");
1384     StackTop -= 2; // "Forget" both st(0) and st(1).
1385     break;
1386   }
1387   case X86::MOV_Fp3232:
1388   case X86::MOV_Fp3264:
1389   case X86::MOV_Fp6432:
1390   case X86::MOV_Fp6464:
1391   case X86::MOV_Fp3280:
1392   case X86::MOV_Fp6480:
1393   case X86::MOV_Fp8032:
1394   case X86::MOV_Fp8064:
1395   case X86::MOV_Fp8080: {
1396     const MachineOperand &MO1 = MI->getOperand(1);
1397     unsigned SrcReg = getFPReg(MO1);
1398
1399     const MachineOperand &MO0 = MI->getOperand(0);
1400     unsigned DestReg = getFPReg(MO0);
1401     if (MI->killsRegister(X86::FP0+SrcReg)) {
1402       // If the input operand is killed, we can just change the owner of the
1403       // incoming stack slot into the result.
1404       unsigned Slot = getSlot(SrcReg);
1405       assert(Slot < 7 && DestReg < 7 && "FpMOV operands invalid!");
1406       Stack[Slot] = DestReg;
1407       RegMap[DestReg] = Slot;
1408
1409     } else {
1410       // For FMOV we just duplicate the specified value to a new stack slot.
1411       // This could be made better, but would require substantial changes.
1412       duplicateToTop(SrcReg, DestReg, I);
1413     }
1414     }
1415     break;
1416   case TargetOpcode::INLINEASM: {
1417     // The inline asm MachineInstr currently only *uses* FP registers for the
1418     // 'f' constraint.  These should be turned into the current ST(x) register
1419     // in the machine instr.  Also, any kills should be explicitly popped after
1420     // the inline asm.
1421     unsigned Kills = 0;
1422     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1423       MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
1424       if (!Op.isReg() || Op.getReg() < X86::FP0 || Op.getReg() > X86::FP6)
1425         continue;
1426       assert(Op.isUse() && "Only handle inline asm uses right now");
1427
1428       unsigned FPReg = getFPReg(Op);
1429       Op.setReg(getSTReg(FPReg));
1430
1431       // If we kill this operand, make sure to pop it from the stack after the
1432       // asm.  We just remember it for now, and pop them all off at the end in
1433       // a batch.
1434       if (Op.isKill())
1435         Kills |= 1U << FPReg;
1436     }
1437
1438     // If this asm kills any FP registers (is the last use of them) we must
1439     // explicitly emit pop instructions for them.  Do this now after the asm has
1440     // executed so that the ST(x) numbers are not off (which would happen if we
1441     // did this inline with operand rewriting).
1442     //
1443     // Note: this might be a non-optimal pop sequence.  We might be able to do
1444     // better by trying to pop in stack order or something.
1445     MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MI;
1446     while (Kills) {
1447       unsigned FPReg = CountTrailingZeros_32(Kills);
1448       freeStackSlotAfter(InsertPt, FPReg);
1449       Kills &= ~(1U << FPReg);
1450     }
1451     // Don't delete the inline asm!
1452     return;
1453   }
1454
1455   case X86::RET:
1456   case X86::RETI:
1457     // If RET has an FP register use operand, pass the first one in ST(0) and
1458     // the second one in ST(1).
1459
1460     // Find the register operands.
1461     unsigned FirstFPRegOp = ~0U, SecondFPRegOp = ~0U;
1462     unsigned LiveMask = 0;
1463
1464     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1465       MachineOperand &Op = MI->getOperand(i);
1466       if (!Op.isReg() || Op.getReg() < X86::FP0 || Op.getReg() > X86::FP6)
1467         continue;
1468       // FP Register uses must be kills unless there are two uses of the same
1469       // register, in which case only one will be a kill.
1470       assert(Op.isUse() &&
1471              (Op.isKill() ||                        // Marked kill.
1472               getFPReg(Op) == FirstFPRegOp ||       // Second instance.
1473               MI->killsRegister(Op.getReg())) &&    // Later use is marked kill.
1474              "Ret only defs operands, and values aren't live beyond it");
1475
1476       if (FirstFPRegOp == ~0U)
1477         FirstFPRegOp = getFPReg(Op);
1478       else {
1479         assert(SecondFPRegOp == ~0U && "More than two fp operands!");
1480         SecondFPRegOp = getFPReg(Op);
1481       }
1482       LiveMask |= (1 << getFPReg(Op));
1483
1484       // Remove the operand so that later passes don't see it.
1485       MI->RemoveOperand(i);
1486       --i, --e;
1487     }
1488
1489     // We may have been carrying spurious live-ins, so make sure only the returned
1490     // registers are left live.
1491     adjustLiveRegs(LiveMask, MI);
1492     if (!LiveMask) return;  // Quick check to see if any are possible.
1493
1494     // There are only four possibilities here:
1495     // 1) we are returning a single FP value.  In this case, it has to be in
1496     //    ST(0) already, so just declare success by removing the value from the
1497     //    FP Stack.
1498     if (SecondFPRegOp == ~0U) {
1499       // Assert that the top of stack contains the right FP register.
1500       assert(StackTop == 1 && FirstFPRegOp == getStackEntry(0) &&
1501              "Top of stack not the right register for RET!");
1502
1503       // Ok, everything is good, mark the value as not being on the stack
1504       // anymore so that our assertion about the stack being empty at end of
1505       // block doesn't fire.
1506       StackTop = 0;
1507       return;
1508     }
1509
1510     // Otherwise, we are returning two values:
1511     // 2) If returning the same value for both, we only have one thing in the FP
1512     //    stack.  Consider:  RET FP1, FP1
1513     if (StackTop == 1) {
1514       assert(FirstFPRegOp == SecondFPRegOp && FirstFPRegOp == getStackEntry(0)&&
1515              "Stack misconfiguration for RET!");
1516
1517       // Duplicate the TOS so that we return it twice.  Just pick some other FPx
1518       // register to hold it.
1519       unsigned NewReg = getScratchReg();
1520       duplicateToTop(FirstFPRegOp, NewReg, MI);
1521       FirstFPRegOp = NewReg;
1522     }
1523
1524     /// Okay we know we have two different FPx operands now:
1525     assert(StackTop == 2 && "Must have two values live!");
1526
1527     /// 3) If SecondFPRegOp is currently in ST(0) and FirstFPRegOp is currently
1528     ///    in ST(1).  In this case, emit an fxch.
1529     if (getStackEntry(0) == SecondFPRegOp) {
1530       assert(getStackEntry(1) == FirstFPRegOp && "Unknown regs live");
1531       moveToTop(FirstFPRegOp, MI);
1532     }
1533
1534     /// 4) Finally, FirstFPRegOp must be in ST(0) and SecondFPRegOp must be in
1535     /// ST(1).  Just remove both from our understanding of the stack and return.
1536     assert(getStackEntry(0) == FirstFPRegOp && "Unknown regs live");
1537     assert(getStackEntry(1) == SecondFPRegOp && "Unknown regs live");
1538     StackTop = 0;
1539     return;
1540   }
1541
1542   I = MBB->erase(I);  // Remove the pseudo instruction
1543
1544   // We want to leave I pointing to the previous instruction, but what if we
1545   // just erased the first instruction?
1546   if (I == MBB->begin()) {
1547     DEBUG(dbgs() << "Inserting dummy KILL\n");
1548     I = BuildMI(*MBB, I, DebugLoc(), TII->get(TargetOpcode::KILL));
1549   } else
1550     --I;
1551 }
1552
1553 // Translate a COPY instruction to a pseudo-op that handleSpecialFP understands.
1554 bool FPS::translateCopy(MachineInstr *MI) {
1555   unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
1556   unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1557
1558   if (DstReg == X86::ST0) {
1559     MI->setDesc(TII->get(X86::FpSET_ST0_80));
1560     MI->RemoveOperand(0);
1561     return true;
1562   }
1563   if (DstReg == X86::ST1) {
1564     MI->setDesc(TII->get(X86::FpSET_ST1_80));
1565     MI->RemoveOperand(0);
1566     return true;
1567   }
1568   if (SrcReg == X86::ST0) {
1569     MI->setDesc(TII->get(X86::FpGET_ST0_80));
1570     return true;
1571   }
1572   if (SrcReg == X86::ST1) {
1573     MI->setDesc(TII->get(X86::FpGET_ST1_80));
1574     return true;
1575   }
1576   if (X86::RFP80RegClass.contains(DstReg, SrcReg)) {
1577     MI->setDesc(TII->get(X86::MOV_Fp8080));
1578     return true;
1579   }
1580   return false;
1581 }