lib/Target/X86/X86FloatingPoint.cpp

   1 //===-- FloatingPoint.cpp - Floating point Reg -> Stack converter ---------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the pass which converts floating point instructions from
  11 // virtual 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 // This pass is hampered by the lack of decent CFG manipulation routines for
  16 // machine code.  In particular, this wants to be able to split critical edges
  17 // as necessary, traverse the machine basic block CFG in depth-first order, and
  18 // allow there to be multiple machine basic blocks for each LLVM basicblock
  19 // (needed for critical edge splitting).
  20 //
  21 // In particular, this pass currently barfs on critical edges.  Because of this,
  22 // it requires the instruction selector to insert FP_REG_KILL instructions on
  23 // the exits of any basic block that has critical edges going from it, or which
  24 // branch to a critical basic block.
  25 //
  26 // FIXME: this is not implemented yet.  The stackifier pass only works on local
  27 // basic blocks.
  28 //
  29 //===----------------------------------------------------------------------===//
  30
  31 #define DEBUG_TYPE "fp"
  32 #include "X86.h"
  33 #include "X86InstrInfo.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  40 #include "Support/Debug.h"
  41 #include "Support/DepthFirstIterator.h"
  42 #include "Support/Statistic.h"
  43 #include "Support/STLExtras.h"
  44 #include <algorithm>
  45 #include <set>
  46 using namespace llvm;
  47
  48 namespace {
  49   Statistic<> NumFXCH("x86-codegen", "Number of fxch instructions inserted");
  50   Statistic<> NumFP  ("x86-codegen", "Number of floating point instructions");
  51
  52   struct FPS : public MachineFunctionPass {
  53     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  54
  55     virtual const char *getPassName() const { return "X86 FP Stackifier"; }
  56
  57     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  58       AU.addRequired<LiveVariables>();
  59       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  60     }
  61   private:
  62     LiveVariables     *LV;    // Live variable info for current function...
  63     MachineBasicBlock *MBB;   // Current basic block
  64     unsigned Stack[8];        // FP<n> Registers in each stack slot...
  65     unsigned RegMap[8];       // Track which stack slot contains each register
  66     unsigned StackTop;        // The current top of the FP stack.
  67
  68     void dumpStack() const {
  69       std::cerr << "Stack contents:";
  70       for (unsigned i = 0; i != StackTop; ++i) {
  71         std::cerr << " FP" << Stack[i];
  72         assert(RegMap[Stack[i]] == i && "Stack[] doesn't match RegMap[]!");
  73       }
  74       std::cerr << "\n";
  75     }
  76   private:
  77     // getSlot - Return the stack slot number a particular register number is
  78     // in...
  79     unsigned getSlot(unsigned RegNo) const {
  80       assert(RegNo < 8 && "Regno out of range!");
  81       return RegMap[RegNo];
  82     }
  83
  84     // getStackEntry - Return the X86::FP<n> register in register ST(i)
  85     unsigned getStackEntry(unsigned STi) const {
  86       assert(STi < StackTop && "Access past stack top!");
  87       return Stack[StackTop-1-STi];
  88     }
  89
  90     // getSTReg - Return the X86::ST(i) register which contains the specified
  91     // FP<RegNo> register
  92     unsigned getSTReg(unsigned RegNo) const {
  93       return StackTop - 1 - getSlot(RegNo) + llvm::X86::ST0;
  94     }
  95
  96     // pushReg - Push the specified FP<n> register onto the stack
  97     void pushReg(unsigned Reg) {
  98       assert(Reg < 8 && "Register number out of range!");
  99       assert(StackTop < 8 && "Stack overflow!");
 100       Stack[StackTop] = Reg;
 101       RegMap[Reg] = StackTop++;
 102     }
 103
 104     bool isAtTop(unsigned RegNo) const { return getSlot(RegNo) == StackTop-1; }
 105     void moveToTop(unsigned RegNo, MachineBasicBlock::iterator &I) {
 106       if (!isAtTop(RegNo)) {
 107         unsigned Slot = getSlot(RegNo);
 108         unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 109         unsigned RegOnTop = getStackEntry(0);
 110
 111         // Swap the slots the regs are in
 112         std::swap(RegMap[RegNo], RegMap[RegOnTop]);
 113
 114         // Swap stack slot contents
 115         assert(RegMap[RegOnTop] < StackTop);
 116         std::swap(Stack[RegMap[RegOnTop]], Stack[StackTop-1]);
 117
 118         // Emit an fxch to update the runtime processors version of the state
 119         BuildMI(*MBB, I, X86::FXCH, 1).addReg(STReg);
 120         NumFXCH++;
 121       }
 122     }
 123
 124     void duplicateToTop(unsigned RegNo, unsigned AsReg, MachineInstr *I) {
 125       unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 126       pushReg(AsReg);   // New register on top of stack
 127
 128       BuildMI(*MBB, I, X86::FLDrr, 1).addReg(STReg);
 129     }
 130
 131     // popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack
 132     // after the specified instruction.
 133     void popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I);
 134
 135     // freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register stack,
 136     // so that it is no longer in a register.  If the register is currently at
 137     // the top of the stack, we just pop the current instruction, otherwise we
 138     // store the current top-of-stack into the specified slot, then pop the top
 139     // of stack.
 140     void freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned Reg);
 141
 142     bool processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB);
 143
 144     void handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 145     void handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 146     void handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I);
 147     void handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 148     void handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 149     void handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 150     void handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 151   };
 152 }
 153
 154 FunctionPass *llvm::createX86FloatingPointStackifierPass() { return new FPS(); }
 155
 156 /// runOnMachineFunction - Loop over all of the basic blocks, transforming FP
 157 /// register references into FP stack references.
 158 ///
 159 bool FPS::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 160   LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 161   StackTop = 0;
 162
 163   // Process the function in depth first order so that we process at least one
 164   // of the predecessors for every reachable block in the function.
 165   std::set<MachineBasicBlock*> Processed;
 166   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
 167
 168   bool Changed = false;
 169   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, std::set<MachineBasicBlock*> >
 170          I = df_ext_begin(Entry, Processed), E = df_ext_end(Entry, Processed);
 171        I != E; ++I)
 172     Changed |= processBasicBlock(MF, **I);
 173
 174   return Changed;
 175 }
 176
 177 /// processBasicBlock - Loop over all of the instructions in the basic block,
 178 /// transforming FP instructions into their stack form.
 179 ///
 180 bool FPS::processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &BB) {
 181   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
 182   bool Changed = false;
 183   MBB = &BB;
 184
 185   for (MachineBasicBlock::iterator I = BB.begin(); I != BB.end(); ++I) {
 186     MachineInstr *MI = I;
 187     unsigned Flags = TII.get(MI->getOpcode()).TSFlags;
 188     if ((Flags & X86II::FPTypeMask) == X86II::NotFP)
 189       continue;  // Efficiently ignore non-fp insts!
 190
 191     MachineInstr *PrevMI = 0;
 192     if (I != BB.begin())
 193         PrevMI = prior(I);
 194
 195     ++NumFP;  // Keep track of # of pseudo instrs
 196     DEBUG(std::cerr << "\nFPInst:\t";
 197           MI->print(std::cerr, MF.getTarget()));
 198
 199     // Get dead variables list now because the MI pointer may be deleted as part
 200     // of processing!
 201     LiveVariables::killed_iterator IB = LV->dead_begin(MI);
 202     LiveVariables::killed_iterator IE = LV->dead_end(MI);
 203
 204     DEBUG(const MRegisterInfo *MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 205           LiveVariables::killed_iterator I = LV->killed_begin(MI);
 206           LiveVariables::killed_iterator E = LV->killed_end(MI);
 207           if (I != E) {
 208             std::cerr << "Killed Operands:";
 209             for (; I != E; ++I)
 210               std::cerr << " %" << MRI->getName(I->second);
 211             std::cerr << "\n";
 212           });
 213
 214     switch (Flags & X86II::FPTypeMask) {
 215     case X86II::ZeroArgFP:  handleZeroArgFP(I); break;
 216     case X86II::OneArgFP:   handleOneArgFP(I);  break;  // fstp ST(0)
 217     case X86II::OneArgFPRW: handleOneArgFPRW(I); break; // ST(0) = fsqrt(ST(0))
 218     case X86II::TwoArgFP:
 219       if (I->getOpcode() != X86::FpUCOM && I->getOpcode() != X86::FpUCOMI)
 220         handleTwoArgFP(I);
 221       else
 222         handleCompareFP(I);
 223       break;
 224     case X86II::CondMovFP:  handleCondMovFP(I); break;
 225     case X86II::SpecialFP:  handleSpecialFP(I); break;
 226     default: assert(0 && "Unknown FP Type!");
 227     }
 228
 229     // Check to see if any of the values defined by this instruction are dead
 230     // after definition.  If so, pop them.
 231     for (; IB != IE; ++IB) {
 232       unsigned Reg = IB->second;
 233       if (Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6) {
 234         DEBUG(std::cerr << "Register FP#" << Reg-X86::FP0 << " is dead!\n");
 235         freeStackSlotAfter(I, Reg-X86::FP0);
 236       }
 237     }
 238
 239     // Print out all of the instructions expanded to if -debug
 240     DEBUG(
 241       MachineBasicBlock::iterator PrevI(PrevMI);
 242       if (I == PrevI) {
 243         std::cerr << "Just deleted pseudo instruction\n";
 244       } else {
 245         MachineBasicBlock::iterator Start = I;
 246         // Rewind to first instruction newly inserted.
 247         while (Start != BB.begin() && prior(Start) != PrevI) --Start;
 248         std::cerr << "Inserted instructions:\n\t";
 249         Start->print(std::cerr, MF.getTarget());
 250         while (++Start != next(I));
 251       }
 252       dumpStack();
 253     );
 254
 255     Changed = true;
 256   }
 257
 258   assert(StackTop == 0 && "Stack not empty at end of basic block?");
 259   return Changed;
 260 }
 261
 262 //===----------------------------------------------------------------------===//
 263 // Efficient Lookup Table Support
 264 //===----------------------------------------------------------------------===//
 265
 266 namespace {
 267   struct TableEntry {
 268     unsigned from;
 269     unsigned to;
 270     bool operator<(const TableEntry &TE) const { return from < TE.from; }
 271     bool operator<(unsigned V) const { return from < V; }
 272   };
 273 }
 274
 275 static bool TableIsSorted(const TableEntry *Table, unsigned NumEntries) {
 276   for (unsigned i = 0; i != NumEntries-1; ++i)
 277     if (!(Table[i] < Table[i+1])) return false;
 278   return true;
 279 }
 280
 281 static int Lookup(const TableEntry *Table, unsigned N, unsigned Opcode) {
 282   const TableEntry *I = std::lower_bound(Table, Table+N, Opcode);
 283   if (I != Table+N && I->from == Opcode)
 284     return I->to;
 285   return -1;
 286 }
 287
 288 #define ARRAY_SIZE(TABLE)  \
 289    (sizeof(TABLE)/sizeof(TABLE[0]))
 290
 291 #ifdef NDEBUG
 292 #define ASSERT_SORTED(TABLE)
 293 #else
 294 #define ASSERT_SORTED(TABLE)                                              \
 295   { static bool TABLE##Checked = false;                                   \
 296     if (!TABLE##Checked)                                                  \
 297        assert(TableIsSorted(TABLE, ARRAY_SIZE(TABLE)) &&                  \
 298               "All lookup tables must be sorted for efficient access!");  \
 299   }
 300 #endif
 301
 302
 303 //===----------------------------------------------------------------------===//
 304 // Helper Methods
 305 //===----------------------------------------------------------------------===//
 306
 307 // PopTable - Sorted map of instructions to their popping version.  The first
 308 // element is an instruction, the second is the version which pops.
 309 //
 310 static const TableEntry PopTable[] = {
 311   { X86::FADDrST0 , X86::FADDPrST0  },
 312
 313   { X86::FDIVRrST0, X86::FDIVRPrST0 },
 314   { X86::FDIVrST0 , X86::FDIVPrST0  },
 315
 316   { X86::FIST16m  , X86::FISTP16m   },
 317   { X86::FIST32m  , X86::FISTP32m   },
 318
 319   { X86::FMULrST0 , X86::FMULPrST0  },
 320
 321   { X86::FST32m   , X86::FSTP32m    },
 322   { X86::FST64m   , X86::FSTP64m    },
 323   { X86::FSTrr    , X86::FSTPrr     },
 324
 325   { X86::FSUBRrST0, X86::FSUBRPrST0 },
 326   { X86::FSUBrST0 , X86::FSUBPrST0  },
 327
 328   { X86::FUCOMIr  , X86::FUCOMIPr   },
 329
 330   { X86::FUCOMPr  , X86::FUCOMPPr   },
 331   { X86::FUCOMr   , X86::FUCOMPr    },
 332 };
 333
 334 /// popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack after
 335 /// the specified instruction.  This attempts to be sneaky and combine the pop
 336 /// into the instruction itself if possible.  The iterator is left pointing to
 337 /// the last instruction, be it a new pop instruction inserted, or the old
 338 /// instruction if it was modified in place.
 339 ///
 340 void FPS::popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 341   ASSERT_SORTED(PopTable);
 342   assert(StackTop > 0 && "Cannot pop empty stack!");
 343   RegMap[Stack[--StackTop]] = ~0;     // Update state
 344
 345   // Check to see if there is a popping version of this instruction...
 346   int Opcode = Lookup(PopTable, ARRAY_SIZE(PopTable), I->getOpcode());
 347   if (Opcode != -1) {
 348     I->setOpcode(Opcode);
 349     if (Opcode == X86::FUCOMPPr)
 350       I->RemoveOperand(0);
 351
 352   } else {    // Insert an explicit pop
 353     I = BuildMI(*MBB, ++I, X86::FSTPrr, 1).addReg(X86::ST0);
 354   }
 355 }
 356
 357 /// freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register stack, so
 358 /// that it is no longer in a register.  If the register is currently at the top
 359 /// of the stack, we just pop the current instruction, otherwise we store the
 360 /// current top-of-stack into the specified slot, then pop the top of stack.
 361 void FPS::freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned FPRegNo) {
 362   if (getStackEntry(0) == FPRegNo) {  // already at the top of stack? easy.
 363     popStackAfter(I);
 364     return;
 365   }
 366
 367   // Otherwise, store the top of stack into the dead slot, killing the operand
 368   // without having to add in an explicit xchg then pop.
 369   //
 370   unsigned STReg    = getSTReg(FPRegNo);
 371   unsigned OldSlot  = getSlot(FPRegNo);
 372   unsigned TopReg   = Stack[StackTop-1];
 373   Stack[OldSlot]    = TopReg;
 374   RegMap[TopReg]    = OldSlot;
 375   RegMap[FPRegNo]   = ~0;
 376   Stack[--StackTop] = ~0;
 377   I = BuildMI(*MBB, ++I, X86::FSTPrr, 1).addReg(STReg);
 378 }
 379
 380
 381 static unsigned getFPReg(const MachineOperand &MO) {
 382   assert(MO.isRegister() && "Expected an FP register!");
 383   unsigned Reg = MO.getReg();
 384   assert(Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6 && "Expected FP register!");
 385   return Reg - X86::FP0;
 386 }
 387
 388
 389 //===----------------------------------------------------------------------===//
 390 // Instruction transformation implementation
 391 //===----------------------------------------------------------------------===//
 392
 393 /// handleZeroArgFP - ST(0) = fld0    ST(0) = flds <mem>
 394 ///
 395 void FPS::handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 396   MachineInstr *MI = I;
 397   unsigned DestReg = getFPReg(MI->getOperand(0));
 398   MI->RemoveOperand(0);   // Remove the explicit ST(0) operand
 399
 400   // Result gets pushed on the stack...
 401   pushReg(DestReg);
 402 }
 403
 404 /// handleOneArgFP - fst <mem>, ST(0)
 405 ///
 406 void FPS::handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 407   MachineInstr *MI = I;
 408   assert((MI->getNumOperands() == 5 || MI->getNumOperands() == 1) &&
 409          "Can only handle fst* & ftst instructions!");
 410
 411   // Is this the last use of the source register?
 412   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1));
 413   bool KillsSrc = false;
 414   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 415          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 416     KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+Reg;
 417
 418   // FSTP80r and FISTP64r are strange because there are no non-popping versions.
 419   // If we have one _and_ we don't want to pop the operand, duplicate the value
 420   // on the stack instead of moving it.  This ensure that popping the value is
 421   // always ok.
 422   //
 423   if ((MI->getOpcode() == X86::FSTP80m ||
 424        MI->getOpcode() == X86::FISTP64m) && !KillsSrc) {
 425     duplicateToTop(Reg, 7 /*temp register*/, I);
 426   } else {
 427     moveToTop(Reg, I);            // Move to the top of the stack...
 428   }
 429   MI->RemoveOperand(MI->getNumOperands()-1);    // Remove explicit ST(0) operand
 430
 431   if (MI->getOpcode() == X86::FSTP80m || MI->getOpcode() == X86::FISTP64m) {
 432     assert(StackTop > 0 && "Stack empty??");
 433     --StackTop;
 434   } else if (KillsSrc) { // Last use of operand?
 435     popStackAfter(I);
 436   }
 437 }
 438
 439
 440 /// handleOneArgFPRW: Handle instructions that read from the top of stack and
 441 /// replace the value with a newly computed value.  These instructions may have
 442 /// non-fp operands after their FP operands.
 443 ///
 444 ///  Examples:
 445 ///     R1 = fchs R2
 446 ///     R1 = fadd R2, [mem]
 447 ///
 448 void FPS::handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 449   MachineInstr *MI = I;
 450   assert(MI->getNumOperands() >= 2 && "FPRW instructions must have 2 ops!!");
 451
 452   // Is this the last use of the source register?
 453   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(1));
 454   bool KillsSrc = false;
 455   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 456          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 457     KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+Reg;
 458
 459   if (KillsSrc) {
 460     // If this is the last use of the source register, just make sure it's on
 461     // the top of the stack.
 462     moveToTop(Reg, I);
 463     assert(StackTop > 0 && "Stack cannot be empty!");
 464     --StackTop;
 465     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
 466   } else {
 467     // If this is not the last use of the source register, _copy_ it to the top
 468     // of the stack.
 469     duplicateToTop(Reg, getFPReg(MI->getOperand(0)), I);
 470   }
 471
 472   MI->RemoveOperand(1);   // Drop the source operand.
 473   MI->RemoveOperand(0);   // Drop the destination operand.
 474 }
 475
 476
 477 //===----------------------------------------------------------------------===//
 478 // Define tables of various ways to map pseudo instructions
 479 //
 480
 481 // ForwardST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(0) op ST(i)
 482 static const TableEntry ForwardST0Table[] = {
 483   { X86::FpADD  , X86::FADDST0r },
 484   { X86::FpDIV  , X86::FDIVST0r },
 485   { X86::FpMUL  , X86::FMULST0r },
 486   { X86::FpSUB  , X86::FSUBST0r },
 487 };
 488
 489 // ReverseST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(i) op ST(0)
 490 static const TableEntry ReverseST0Table[] = {
 491   { X86::FpADD  , X86::FADDST0r  },   // commutative
 492   { X86::FpDIV  , X86::FDIVRST0r },
 493   { X86::FpMUL  , X86::FMULST0r  },   // commutative
 494   { X86::FpSUB  , X86::FSUBRST0r },
 495 };
 496
 497 // ForwardSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(0) op ST(i)
 498 static const TableEntry ForwardSTiTable[] = {
 499   { X86::FpADD  , X86::FADDrST0  },   // commutative
 500   { X86::FpDIV  , X86::FDIVRrST0 },
 501   { X86::FpMUL  , X86::FMULrST0  },   // commutative
 502   { X86::FpSUB  , X86::FSUBRrST0 },
 503 };
 504
 505 // ReverseSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(i) op ST(0)
 506 static const TableEntry ReverseSTiTable[] = {
 507   { X86::FpADD  , X86::FADDrST0 },
 508   { X86::FpDIV  , X86::FDIVrST0 },
 509   { X86::FpMUL  , X86::FMULrST0 },
 510   { X86::FpSUB  , X86::FSUBrST0 },
 511 };
 512
 513
 514 /// handleTwoArgFP - Handle instructions like FADD and friends which are virtual
 515 /// instructions which need to be simplified and possibly transformed.
 516 ///
 517 /// Result: ST(0) = fsub  ST(0), ST(i)
 518 ///         ST(i) = fsub  ST(0), ST(i)
 519 ///         ST(0) = fsubr ST(0), ST(i)
 520 ///         ST(i) = fsubr ST(0), ST(i)
 521 ///
 522 void FPS::handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 523   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
 524   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
 525   MachineInstr *MI = I;
 526
 527   unsigned NumOperands = MI->getNumOperands();
 528   assert(NumOperands == 3 && "Illegal TwoArgFP instruction!");
 529   unsigned Dest = getFPReg(MI->getOperand(0));
 530   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
 531   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
 532   bool KillsOp0 = false, KillsOp1 = false;
 533
 534   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 535          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI) {
 536     KillsOp0 |= (KI->second == X86::FP0+Op0);
 537     KillsOp1 |= (KI->second == X86::FP0+Op1);
 538   }
 539
 540   unsigned TOS = getStackEntry(0);
 541
 542   // One of our operands must be on the top of the stack.  If neither is yet, we
 543   // need to move one.
 544   if (Op0 != TOS && Op1 != TOS) {   // No operand at TOS?
 545     // We can choose to move either operand to the top of the stack.  If one of
 546     // the operands is killed by this instruction, we want that one so that we
 547     // can update right on top of the old version.
 548     if (KillsOp0) {
 549       moveToTop(Op0, I);         // Move dead operand to TOS.
 550       TOS = Op0;
 551     } else if (KillsOp1) {
 552       moveToTop(Op1, I);
 553       TOS = Op1;
 554     } else {
 555       // All of the operands are live after this instruction executes, so we
 556       // cannot update on top of any operand.  Because of this, we must
 557       // duplicate one of the stack elements to the top.  It doesn't matter
 558       // which one we pick.
 559       //
 560       duplicateToTop(Op0, Dest, I);
 561       Op0 = TOS = Dest;
 562       KillsOp0 = true;
 563     }
 564   } else if (!KillsOp0 && !KillsOp1) {
 565     // If we DO have one of our operands at the top of the stack, but we don't
 566     // have a dead operand, we must duplicate one of the operands to a new slot
 567     // on the stack.
 568     duplicateToTop(Op0, Dest, I);
 569     Op0 = TOS = Dest;
 570     KillsOp0 = true;
 571   }
 572
 573   // Now we know that one of our operands is on the top of the stack, and at
 574   // least one of our operands is killed by this instruction.
 575   assert((TOS == Op0 || TOS == Op1) && (KillsOp0 || KillsOp1) &&
 576          "Stack conditions not set up right!");
 577
 578   // We decide which form to use based on what is on the top of the stack, and
 579   // which operand is killed by this instruction.
 580   const TableEntry *InstTable;
 581   bool isForward = TOS == Op0;
 582   bool updateST0 = (TOS == Op0 && !KillsOp1) || (TOS == Op1 && !KillsOp0);
 583   if (updateST0) {
 584     if (isForward)
 585       InstTable = ForwardST0Table;
 586     else
 587       InstTable = ReverseST0Table;
 588   } else {
 589     if (isForward)
 590       InstTable = ForwardSTiTable;
 591     else
 592       InstTable = ReverseSTiTable;
 593   }
 594
 595   int Opcode = Lookup(InstTable, ARRAY_SIZE(ForwardST0Table), MI->getOpcode());
 596   assert(Opcode != -1 && "Unknown TwoArgFP pseudo instruction!");
 597
 598   // NotTOS - The register which is not on the top of stack...
 599   unsigned NotTOS = (TOS == Op0) ? Op1 : Op0;
 600
 601   // Replace the old instruction with a new instruction
 602   MBB->remove(I++);
 603   I = BuildMI(*MBB, I, Opcode, 1).addReg(getSTReg(NotTOS));
 604
 605   // If both operands are killed, pop one off of the stack in addition to
 606   // overwriting the other one.
 607   if (KillsOp0 && KillsOp1 && Op0 != Op1) {
 608     assert(!updateST0 && "Should have updated other operand!");
 609     popStackAfter(I);   // Pop the top of stack
 610   }
 611
 612   // Update stack information so that we know the destination register is now on
 613   // the stack.
 614   unsigned UpdatedSlot = getSlot(updateST0 ? TOS : NotTOS);
 615   assert(UpdatedSlot < StackTop && Dest < 7);
 616   Stack[UpdatedSlot]   = Dest;
 617   RegMap[Dest]         = UpdatedSlot;
 618   delete MI;   // Remove the old instruction
 619 }
 620
 621 /// handleCompareFP - Handle FpUCOM and FpUCOMI instructions, which have two FP
 622 /// register arguments and no explicit destinations.
 623 ///
 624 void FPS::handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 625   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
 626   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
 627   MachineInstr *MI = I;
 628
 629   unsigned NumOperands = MI->getNumOperands();
 630   assert(NumOperands == 2 && "Illegal FpUCOM* instruction!");
 631   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
 632   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
 633   bool KillsOp0 = false, KillsOp1 = false;
 634
 635   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 636          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI) {
 637     KillsOp0 |= (KI->second == X86::FP0+Op0);
 638     KillsOp1 |= (KI->second == X86::FP0+Op1);
 639   }
 640
 641   // Make sure the first operand is on the top of stack, the other one can be
 642   // anywhere.
 643   moveToTop(Op0, I);
 644
 645   // Replace the old instruction with a new instruction
 646   MBB->remove(I++);
 647   unsigned Opcode = MI->getOpcode() == X86::FpUCOM ? X86::FUCOMr : X86::FUCOMIr;
 648   I = BuildMI(*MBB, I, Opcode, 1).addReg(getSTReg(Op1));
 649
 650   // If any of the operands are killed by this instruction, free them.
 651   if (KillsOp0) freeStackSlotAfter(I, Op0);
 652   if (KillsOp1 && Op0 != Op1) freeStackSlotAfter(I, Op1);
 653   delete MI;   // Remove the old instruction
 654 }
 655
 656 /// handleCondMovFP - Handle two address conditional move instructions.  These
 657 /// instructions move a st(i) register to st(0) iff a condition is true.  These
 658 /// instructions require that the first operand is at the top of the stack, but
 659 /// otherwise don't modify the stack at all.
 660 void FPS::handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 661   MachineInstr *MI = I;
 662
 663   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(0));
 664   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(1));
 665
 666   // The first operand *must* be on the top of the stack.
 667   moveToTop(Op0, I);
 668
 669   // Change the second operand to the stack register that the operand is in.
 670   MI->RemoveOperand(0);
 671   MI->getOperand(0).setReg(getSTReg(Op1));
 672
 673   // If we kill the second operand, make sure to pop it from the stack.
 674   if (Op0 != Op1)
 675     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 676            E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 677       if (KI->second == X86::FP0+Op1) {
 678         // Get this value off of the register stack.
 679         freeStackSlotAfter(I, Op1);
 680         break;
 681       }
 682 }
 683
 684
 685 /// handleSpecialFP - Handle special instructions which behave unlike other
 686 /// floating point instructions.  This is primarily intended for use by pseudo
 687 /// instructions.
 688 ///
 689 void FPS::handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 690   MachineInstr *MI = I;
 691   switch (MI->getOpcode()) {
 692   default: assert(0 && "Unknown SpecialFP instruction!");
 693   case X86::FpGETRESULT:  // Appears immediately after a call returning FP type!
 694     assert(StackTop == 0 && "Stack should be empty after a call!");
 695     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
 696     break;
 697   case X86::FpSETRESULT:
 698     assert(StackTop == 1 && "Stack should have one element on it to return!");
 699     --StackTop;   // "Forget" we have something on the top of stack!
 700     break;
 701   case X86::FpMOV: {
 702     unsigned SrcReg = getFPReg(MI->getOperand(1));
 703     unsigned DestReg = getFPReg(MI->getOperand(0));
 704     bool KillsSrc = false;
 705     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 706            E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 707       KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+SrcReg;
 708
 709     if (KillsSrc) {
 710       // If the input operand is killed, we can just change the owner of the
 711       // incoming stack slot into the result.
 712       unsigned Slot = getSlot(SrcReg);
 713       assert(Slot < 7 && DestReg < 7 && "FpMOV operands invalid!");
 714       Stack[Slot] = DestReg;
 715       RegMap[DestReg] = Slot;
 716
 717     } else {
 718       // For FMOV we just duplicate the specified value to a new stack slot.
 719       // This could be made better, but would require substantial changes.
 720       duplicateToTop(SrcReg, DestReg, I);
 721     }
 722     break;
 723   }
 724   }
 725
 726   I = MBB->erase(I);  // Remove the pseudo instruction
 727   --I;
 728 }