lib/Target/X86/X86ISelSimple.cpp

   1 //===-- InstSelectSimple.cpp - A simple instruction selector for x86 ------===//
   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 a simple peephole instruction selector for the x86 target
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86.h"
  15 #include "X86InstrBuilder.h"
  16 #include "X86InstrInfo.h"
  17 #include "llvm/Constants.h"
  18 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  19 #include "llvm/Function.h"
  20 #include "llvm/Instructions.h"
  21 #include "llvm/IntrinsicLowering.h"
  22 #include "llvm/Pass.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  27 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  29 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  30 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  31 #include "llvm/Support/CFG.h"
  32 #include "Support/Statistic.h"
  33 using namespace llvm;
  34
  35 namespace {
  36   Statistic<>
  37   NumFPKill("x86-codegen", "Number of FP_REG_KILL instructions added");
  38 }
  39
  40 namespace {
  41   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
  42     TargetMachine &TM;
  43     MachineFunction *F;                 // The function we are compiling into
  44     MachineBasicBlock *BB;              // The current MBB we are compiling
  45     int VarArgsFrameIndex;              // FrameIndex for start of varargs area
  46     int ReturnAddressIndex;             // FrameIndex for the return address
  47
  48     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
  49
  50     // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
  51     std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
  52
  53     ISel(TargetMachine &tm) : TM(tm), F(0), BB(0) {}
  54
  55     /// runOnFunction - Top level implementation of instruction selection for
  56     /// the entire function.
  57     ///
  58     bool runOnFunction(Function &Fn) {
  59       // First pass over the function, lower any unknown intrinsic functions
  60       // with the IntrinsicLowering class.
  61       LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Fn);
  62
  63       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
  64
  65       // Create all of the machine basic blocks for the function...
  66       for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
  67         F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
  68
  69       BB = &F->front();
  70
  71       // Set up a frame object for the return address.  This is used by the
  72       // llvm.returnaddress & llvm.frameaddress intrinisics.
  73       ReturnAddressIndex = F->getFrameInfo()->CreateFixedObject(4, -4);
  74
  75       // Copy incoming arguments off of the stack...
  76       LoadArgumentsToVirtualRegs(Fn);
  77
  78       // Instruction select everything except PHI nodes
  79       visit(Fn);
  80
  81       // Select the PHI nodes
  82       SelectPHINodes();
  83
  84       // Insert the FP_REG_KILL instructions into blocks that need them.
  85       InsertFPRegKills();
  86
  87       RegMap.clear();
  88       MBBMap.clear();
  89       F = 0;
  90       // We always build a machine code representation for the function
  91       return true;
  92     }
  93
  94     virtual const char *getPassName() const {
  95       return "X86 Simple Instruction Selection";
  96     }
  97
  98     /// visitBasicBlock - This method is called when we are visiting a new basic
  99     /// block.  This simply creates a new MachineBasicBlock to emit code into
 100     /// and adds it to the current MachineFunction.  Subsequent visit* for
 101     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
 102     ///
 103     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
 104       BB = MBBMap[&LLVM_BB];
 105     }
 106
 107     /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
 108     /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
 109     /// equivalent LLVM code.
 110     void LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F);
 111
 112     /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function
 113     /// from the stack into virtual registers.
 114     ///
 115     void LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &F);
 116
 117     /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
 118     /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
 119     /// not the current one.
 120     ///
 121     void SelectPHINodes();
 122
 123     /// InsertFPRegKills - Insert FP_REG_KILL instructions into basic blocks
 124     /// that need them.  This only occurs due to the floating point stackifier
 125     /// not being aggressive enough to handle arbitrary global stackification.
 126     ///
 127     void InsertFPRegKills();
 128
 129     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
 130     // fixed X86 code for each instruction.
 131     //
 132
 133     // Control flow operators
 134     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
 135     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
 136
 137     struct ValueRecord {
 138       Value *Val;
 139       unsigned Reg;
 140       const Type *Ty;
 141       ValueRecord(unsigned R, const Type *T) : Val(0), Reg(R), Ty(T) {}
 142       ValueRecord(Value *V) : Val(V), Reg(0), Ty(V->getType()) {}
 143     };
 144     void doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
 145                 const std::vector<ValueRecord> &Args);
 146     void visitCallInst(CallInst &I);
 147     void visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &I);
 148
 149     // Arithmetic operators
 150     void visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OpcodeClass);
 151     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
 152     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
 153     void doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 154                     unsigned DestReg, const Type *DestTy,
 155                     unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg);
 156     void doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
 157                          MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 158                          unsigned DestReg, const Type *DestTy,
 159                          unsigned Op0Reg, unsigned Op1Val);
 160     void visitMul(BinaryOperator &B);
 161
 162     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
 163     void visitRem(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
 164     void visitDivRem(BinaryOperator &B);
 165
 166     // Bitwise operators
 167     void visitAnd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 2); }
 168     void visitOr (BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 3); }
 169     void visitXor(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 4); }
 170
 171     // Comparison operators...
 172     void visitSetCondInst(SetCondInst &I);
 173     unsigned EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
 174                             MachineBasicBlock *MBB,
 175                             MachineBasicBlock::iterator MBBI);
 176
 177     // Memory Instructions
 178     void visitLoadInst(LoadInst &I);
 179     void visitStoreInst(StoreInst &I);
 180     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
 181     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
 182     void visitMallocInst(MallocInst &I);
 183     void visitFreeInst(FreeInst &I);
 184
 185     // Other operators
 186     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
 187     void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
 188     void visitCastInst(CastInst &I);
 189     void visitVANextInst(VANextInst &I);
 190     void visitVAArgInst(VAArgInst &I);
 191
 192     void visitInstruction(Instruction &I) {
 193       std::cerr << "Cannot instruction select: " << I;
 194       abort();
 195     }
 196
 197     /// promote32 - Make a value 32-bits wide, and put it somewhere.
 198     ///
 199     void promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR);
 200
 201     // getGEPIndex - This is used to fold GEP instructions into X86 addressing
 202     // expressions.
 203     void getGEPIndex(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
 204                      std::vector<Value*> &GEPOps,
 205                      std::vector<const Type*> &GEPTypes, unsigned &BaseReg,
 206                      unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp);
 207
 208     /// isGEPFoldable - Return true if the specified GEP can be completely
 209     /// folded into the addressing mode of a load/store or lea instruction.
 210     bool isGEPFoldable(MachineBasicBlock *MBB,
 211                        Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
 212                        User::op_iterator IdxEnd, unsigned &BaseReg,
 213                        unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp);
 214
 215     /// emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
 216     /// constant expression GEP support.
 217     ///
 218     void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator IP,
 219                           Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
 220                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
 221
 222     /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
 223     /// constant expression cast support.
 224     void emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,MachineBasicBlock::iterator IP,
 225                            Value *Src, const Type *DestTy, unsigned TargetReg);
 226
 227     /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
 228     /// and constant expression support.
 229     void emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
 230                                    MachineBasicBlock::iterator IP,
 231                                    Value *Op0, Value *Op1,
 232                                    unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
 233
 234     void emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
 235                              MachineBasicBlock::iterator IP,
 236                              unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg, bool isDiv,
 237                              const Type *Ty, unsigned TargetReg);
 238
 239     /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
 240     /// constant expression support.
 241     void emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *BB,
 242                             MachineBasicBlock::iterator IP,
 243                             Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
 244                             unsigned TargetReg);
 245
 246     /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
 247     /// constant expression support.
 248     void emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
 249                             MachineBasicBlock::iterator IP,
 250                             Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
 251                             const Type *ResultTy, unsigned DestReg);
 252
 253
 254     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
 255     /// specified constant into the specified register.
 256     ///
 257     void copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
 258                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 259                                 Constant *C, unsigned Reg);
 260
 261     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number we haven't
 262     /// yet used.
 263     ///
 264     /// Long values are handled somewhat specially.  They are always allocated
 265     /// as pairs of 32 bit integer values.  The register number returned is the
 266     /// lower 32 bits of the long value, and the regNum+1 is the upper 32 bits
 267     /// of the long value.
 268     ///
 269     unsigned makeAnotherReg(const Type *Ty) {
 270       assert(dynamic_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo()) &&
 271              "Current target doesn't have X86 reg info??");
 272       const X86RegisterInfo *MRI =
 273         static_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
 274       if (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy) {
 275         const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Type::IntTy);
 276         // Create the lower part
 277         F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
 278         // Create the upper part.
 279         return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC)-1;
 280       }
 281
 282       // Add the mapping of regnumber => reg class to MachineFunction
 283       const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Ty);
 284       return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
 285     }
 286
 287     /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.  This
 288     /// is guaranteed to produce the same register number for a particular value
 289     /// every time it is queried.
 290     ///
 291     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
 292     unsigned getReg(Value *V) {
 293       // Just append to the end of the current bb.
 294       MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
 295       return getReg(V, BB, It);
 296     }
 297     unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
 298                     MachineBasicBlock::iterator IPt) {
 299       unsigned &Reg = RegMap[V];
 300       if (Reg == 0) {
 301         Reg = makeAnotherReg(V->getType());
 302         RegMap[V] = Reg;
 303       }
 304
 305       // If this operand is a constant, emit the code to copy the constant into
 306       // the register here...
 307       //
 308       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 309         copyConstantToRegister(MBB, IPt, C, Reg);
 310         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this constant if ref'd again
 311       } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 312         // Move the address of the global into the register
 313         BuildMI(*MBB, IPt, X86::MOV32ri, 1, Reg).addGlobalAddress(GV);
 314         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this address if ref'd again
 315       }
 316
 317       return Reg;
 318     }
 319   };
 320 }
 321
 322 /// TypeClass - Used by the X86 backend to group LLVM types by their basic X86
 323 /// Representation.
 324 ///
 325 enum TypeClass {
 326   cByte, cShort, cInt, cFP, cLong
 327 };
 328
 329 /// getClass - Turn a primitive type into a "class" number which is based on the
 330 /// size of the type, and whether or not it is floating point.
 331 ///
 332 static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
 333   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 334   case Type::SByteTyID:
 335   case Type::UByteTyID:   return cByte;      // Byte operands are class #0
 336   case Type::ShortTyID:
 337   case Type::UShortTyID:  return cShort;     // Short operands are class #1
 338   case Type::IntTyID:
 339   case Type::UIntTyID:
 340   case Type::PointerTyID: return cInt;       // Int's and pointers are class #2
 341
 342   case Type::FloatTyID:
 343   case Type::DoubleTyID:  return cFP;        // Floating Point is #3
 344
 345   case Type::LongTyID:
 346   case Type::ULongTyID:   return cLong;      // Longs are class #4
 347   default:
 348     assert(0 && "Invalid type to getClass!");
 349     return cByte;  // not reached
 350   }
 351 }
 352
 353 // getClassB - Just like getClass, but treat boolean values as bytes.
 354 static inline TypeClass getClassB(const Type *Ty) {
 355   if (Ty == Type::BoolTy) return cByte;
 356   return getClass(Ty);
 357 }
 358
 359
 360 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
 361 /// specified constant into the specified register.
 362 ///
 363 void ISel::copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
 364                                   MachineBasicBlock::iterator IP,
 365                                   Constant *C, unsigned R) {
 366   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 367     unsigned Class = 0;
 368     switch (CE->getOpcode()) {
 369     case Instruction::GetElementPtr:
 370       emitGEPOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0),
 371                        CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
 372       return;
 373     case Instruction::Cast:
 374       emitCastOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getType(), R);
 375       return;
 376
 377     case Instruction::Xor: ++Class; // FALL THROUGH
 378     case Instruction::Or:  ++Class; // FALL THROUGH
 379     case Instruction::And: ++Class; // FALL THROUGH
 380     case Instruction::Sub: ++Class; // FALL THROUGH
 381     case Instruction::Add:
 382       emitSimpleBinaryOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 383                                 Class, R);
 384       return;
 385
 386     case Instruction::Mul: {
 387       unsigned Op0Reg = getReg(CE->getOperand(0), MBB, IP);
 388       unsigned Op1Reg = getReg(CE->getOperand(1), MBB, IP);
 389       doMultiply(MBB, IP, R, CE->getType(), Op0Reg, Op1Reg);
 390       return;
 391     }
 392     case Instruction::Div:
 393     case Instruction::Rem: {
 394       unsigned Op0Reg = getReg(CE->getOperand(0), MBB, IP);
 395       unsigned Op1Reg = getReg(CE->getOperand(1), MBB, IP);
 396       emitDivRemOperation(MBB, IP, Op0Reg, Op1Reg,
 397                           CE->getOpcode() == Instruction::Div,
 398                           CE->getType(), R);
 399       return;
 400     }
 401
 402     case Instruction::SetNE:
 403     case Instruction::SetEQ:
 404     case Instruction::SetLT:
 405     case Instruction::SetGT:
 406     case Instruction::SetLE:
 407     case Instruction::SetGE:
 408       emitSetCCOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 409                          CE->getOpcode(), R);
 410       return;
 411
 412     case Instruction::Shl:
 413     case Instruction::Shr:
 414       emitShiftOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 415                          CE->getOpcode() == Instruction::Shl, CE->getType(), R);
 416       return;
 417
 418     default:
 419       std::cerr << "Offending expr: " << C << "\n";
 420       assert(0 && "Constant expression not yet handled!\n");
 421     }
 422   }
 423
 424   if (C->getType()->isIntegral()) {
 425     unsigned Class = getClassB(C->getType());
 426
 427     if (Class == cLong) {
 428       // Copy the value into the register pair.
 429       uint64_t Val = cast<ConstantInt>(C)->getRawValue();
 430       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addImm(Val & 0xFFFFFFFF);
 431       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R+1).addImm(Val >> 32);
 432       return;
 433     }
 434
 435     assert(Class <= cInt && "Type not handled yet!");
 436
 437     static const unsigned IntegralOpcodeTab[] = {
 438       X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri
 439     };
 440
 441     if (C->getType() == Type::BoolTy) {
 442       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8ri, 1, R).addImm(C == ConstantBool::True);
 443     } else {
 444       ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(C);
 445       BuildMI(*MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class],1,R).addImm(CI->getRawValue());
 446     }
 447   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 448     if (CFP->isExactlyValue(+0.0))
 449       BuildMI(*MBB, IP, X86::FLD0, 0, R);
 450     else if (CFP->isExactlyValue(+1.0))
 451       BuildMI(*MBB, IP, X86::FLD1, 0, R);
 452     else {
 453       // Otherwise we need to spill the constant to memory...
 454       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
 455       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
 456       const Type *Ty = CFP->getType();
 457
 458       assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
 459       unsigned LoadOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FLD32m : X86::FLD64m;
 460       addConstantPoolReference(BuildMI(*MBB, IP, LoadOpcode, 4, R), CPI);
 461     }
 462
 463   } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
 464     // Copy zero (null pointer) to the register.
 465     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addImm(0);
 466   } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
 467     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addGlobalAddress(CPR->getValue());
 468   } else {
 469     std::cerr << "Offending constant: " << C << "\n";
 470     assert(0 && "Type not handled yet!");
 471   }
 472 }
 473
 474 /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function from
 475 /// the stack into virtual registers.
 476 ///
 477 void ISel::LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &Fn) {
 478   // Emit instructions to load the arguments...  On entry to a function on the
 479   // X86, the stack frame looks like this:
 480   //
 481   // [ESP] -- return address
 482   // [ESP + 4] -- first argument (leftmost lexically)
 483   // [ESP + 8] -- second argument, if first argument is four bytes in size
 484   //    ...
 485   //
 486   unsigned ArgOffset = 0;   // Frame mechanisms handle retaddr slot
 487   MachineFrameInfo *MFI = F->getFrameInfo();
 488
 489   for (Function::aiterator I = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); I != E; ++I) {
 490     unsigned Reg = getReg(*I);
 491
 492     int FI;          // Frame object index
 493     switch (getClassB(I->getType())) {
 494     case cByte:
 495       FI = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
 496       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV8rm, 4, Reg), FI);
 497       break;
 498     case cShort:
 499       FI = MFI->CreateFixedObject(2, ArgOffset);
 500       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV16rm, 4, Reg), FI);
 501       break;
 502     case cInt:
 503       FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
 504       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg), FI);
 505       break;
 506     case cLong:
 507       FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
 508       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg), FI);
 509       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg+1), FI, 4);
 510       ArgOffset += 4;   // longs require 4 additional bytes
 511       break;
 512     case cFP:
 513       unsigned Opcode;
 514       if (I->getType() == Type::FloatTy) {
 515         Opcode = X86::FLD32m;
 516         FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
 517       } else {
 518         Opcode = X86::FLD64m;
 519         FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
 520         ArgOffset += 4;   // doubles require 4 additional bytes
 521       }
 522       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, Reg), FI);
 523       break;
 524     default:
 525       assert(0 && "Unhandled argument type!");
 526     }
 527     ArgOffset += 4;  // Each argument takes at least 4 bytes on the stack...
 528   }
 529
 530   // If the function takes variable number of arguments, add a frame offset for
 531   // the start of the first vararg value... this is used to expand
 532   // llvm.va_start.
 533   if (Fn.getFunctionType()->isVarArg())
 534     VarArgsFrameIndex = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
 535 }
 536
 537
 538 /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
 539 /// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
 540 /// the current one.
 541 ///
 542 void ISel::SelectPHINodes() {
 543   const TargetInstrInfo &TII = TM.getInstrInfo();
 544   const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
 545   for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
 546     const BasicBlock *BB = I;
 547     MachineBasicBlock &MBB = *MBBMap[I];
 548
 549     // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
 550     MachineBasicBlock::iterator PHIInsertPoint = MBB.begin();
 551     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
 552          PHINode *PN = const_cast<PHINode*>(dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
 553
 554       // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
 555       unsigned PHIReg = getReg(*PN);
 556       MachineInstr *PhiMI = BuildMI(MBB, PHIInsertPoint,
 557                                     X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg);
 558
 559       MachineInstr *LongPhiMI = 0;
 560       if (PN->getType() == Type::LongTy || PN->getType() == Type::ULongTy)
 561         LongPhiMI = BuildMI(MBB, PHIInsertPoint,
 562                             X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg+1);
 563
 564       // PHIValues - Map of blocks to incoming virtual registers.  We use this
 565       // so that we only initialize one incoming value for a particular block,
 566       // even if the block has multiple entries in the PHI node.
 567       //
 568       std::map<MachineBasicBlock*, unsigned> PHIValues;
 569
 570       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 571         MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
 572         unsigned ValReg;
 573         std::map<MachineBasicBlock*, unsigned>::iterator EntryIt =
 574           PHIValues.lower_bound(PredMBB);
 575
 576         if (EntryIt != PHIValues.end() && EntryIt->first == PredMBB) {
 577           // We already inserted an initialization of the register for this
 578           // predecessor.  Recycle it.
 579           ValReg = EntryIt->second;
 580
 581         } else {
 582           // Get the incoming value into a virtual register.
 583           //
 584           Value *Val = PN->getIncomingValue(i);
 585
 586           // If this is a constant or GlobalValue, we may have to insert code
 587           // into the basic block to compute it into a virtual register.
 588           if (isa<Constant>(Val) || isa<GlobalValue>(Val)) {
 589             // Because we don't want to clobber any values which might be in
 590             // physical registers with the computation of this constant (which
 591             // might be arbitrarily complex if it is a constant expression),
 592             // just insert the computation at the top of the basic block.
 593             MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->begin();
 594
 595             // Skip over any PHI nodes though!
 596             while (PI != PredMBB->end() && PI->getOpcode() == X86::PHI)
 597               ++PI;
 598
 599             ValReg = getReg(Val, PredMBB, PI);
 600           } else {
 601             ValReg = getReg(Val);
 602           }
 603
 604           // Remember that we inserted a value for this PHI for this predecessor
 605           PHIValues.insert(EntryIt, std::make_pair(PredMBB, ValReg));
 606         }
 607
 608         PhiMI->addRegOperand(ValReg);
 609         PhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
 610         if (LongPhiMI) {
 611           LongPhiMI->addRegOperand(ValReg+1);
 612           LongPhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
 613         }
 614       }
 615
 616       // Now that we emitted all of the incoming values for the PHI node, make
 617       // sure to reposition the InsertPoint after the PHI that we just added.
 618       // This is needed because we might have inserted a constant into this
 619       // block, right after the PHI's which is before the old insert point!
 620       PHIInsertPoint = LongPhiMI ? LongPhiMI : PhiMI;
 621       ++PHIInsertPoint;
 622     }
 623   }
 624 }
 625
 626 /// RequiresFPRegKill - The floating point stackifier pass cannot insert
 627 /// compensation code on critical edges.  As such, it requires that we kill all
 628 /// FP registers on the exit from any blocks that either ARE critical edges, or
 629 /// branch to a block that has incoming critical edges.
 630 ///
 631 /// Note that this kill instruction will eventually be eliminated when
 632 /// restrictions in the stackifier are relaxed.
 633 ///
 634 static bool RequiresFPRegKill(const BasicBlock *BB) {
 635 #if 0
 636   for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI!=E; ++SI) {
 637     const BasicBlock *Succ = *SI;
 638     pred_const_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
 639     ++PI;  // Block have at least one predecessory
 640     if (PI != PE) {             // If it has exactly one, this isn't crit edge
 641       // If this block has more than one predecessor, check all of the
 642       // predecessors to see if they have multiple successors.  If so, then the
 643       // block we are analyzing needs an FPRegKill.
 644       for (PI = pred_begin(Succ); PI != PE; ++PI) {
 645         const BasicBlock *Pred = *PI;
 646         succ_const_iterator SI2 = succ_begin(Pred);
 647         ++SI2;  // There must be at least one successor of this block.
 648         if (SI2 != succ_end(Pred))
 649           return true;   // Yes, we must insert the kill on this edge.
 650       }
 651     }
 652   }
 653   // If we got this far, there is no need to insert the kill instruction.
 654   return false;
 655 #else
 656   return true;
 657 #endif
 658 }
 659
 660 // InsertFPRegKills - Insert FP_REG_KILL instructions into basic blocks that
 661 // need them.  This only occurs due to the floating point stackifier not being
 662 // aggressive enough to handle arbitrary global stackification.
 663 //
 664 // Currently we insert an FP_REG_KILL instruction into each block that uses or
 665 // defines a floating point virtual register.
 666 //
 667 // When the global register allocators (like linear scan) finally update live
 668 // variable analysis, we can keep floating point values in registers across
 669 // portions of the CFG that do not involve critical edges.  This will be a big
 670 // win, but we are waiting on the global allocators before we can do this.
 671 //
 672 // With a bit of work, the floating point stackifier pass can be enhanced to
 673 // break critical edges as needed (to make a place to put compensation code),
 674 // but this will require some infrastructure improvements as well.
 675 //
 676 void ISel::InsertFPRegKills() {
 677   SSARegMap &RegMap = *F->getSSARegMap();
 678
 679   for (MachineFunction::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
 680     for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
 681       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 682       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
 683         if (MO.isRegister() && MO.getReg()) {
 684           unsigned Reg = MO.getReg();
 685           if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
 686             if (RegMap.getRegClass(Reg)->getSize() == 10)
 687               goto UsesFPReg;
 688         }
 689       }
 690     // If we haven't found an FP register use or def in this basic block, check
 691     // to see if any of our successors has an FP PHI node, which will cause a
 692     // copy to be inserted into this block.
 693     for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BB->getBasicBlock()),
 694            E = succ_end(BB->getBasicBlock()); SI != E; ++SI) {
 695       MachineBasicBlock *SBB = MBBMap[*SI];
 696       for (MachineBasicBlock::iterator I = SBB->begin();
 697            I != SBB->end() && I->getOpcode() == X86::PHI; ++I) {
 698         if (RegMap.getRegClass(I->getOperand(0).getReg())->getSize() == 10)
 699           goto UsesFPReg;
 700       }
 701     }
 702     continue;
 703   UsesFPReg:
 704     // Okay, this block uses an FP register.  If the block has successors (ie,
 705     // it's not an unwind/return), insert the FP_REG_KILL instruction.
 706     if (BB->getBasicBlock()->getTerminator()->getNumSuccessors() &&
 707         RequiresFPRegKill(BB->getBasicBlock())) {
 708       BuildMI(*BB, BB->getFirstTerminator(), X86::FP_REG_KILL, 0);
 709       ++NumFPKill;
 710     }
 711   }
 712 }
 713
 714
 715 // canFoldSetCCIntoBranch - Return the setcc instruction if we can fold it into
 716 // the conditional branch instruction which is the only user of the cc
 717 // instruction.  This is the case if the conditional branch is the only user of
 718 // the setcc, and if the setcc is in the same basic block as the conditional
 719 // branch.  We also don't handle long arguments below, so we reject them here as
 720 // well.
 721 //
 722 static SetCondInst *canFoldSetCCIntoBranch(Value *V) {
 723   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
 724     if (SCI->hasOneUse() && isa<BranchInst>(SCI->use_back()) &&
 725         SCI->getParent() == cast<BranchInst>(SCI->use_back())->getParent()) {
 726       const Type *Ty = SCI->getOperand(0)->getType();
 727       if (Ty != Type::LongTy && Ty != Type::ULongTy)
 728         return SCI;
 729     }
 730   return 0;
 731 }
 732
 733 // Return a fixed numbering for setcc instructions which does not depend on the
 734 // order of the opcodes.
 735 //
 736 static unsigned getSetCCNumber(unsigned Opcode) {
 737   switch(Opcode) {
 738   default: assert(0 && "Unknown setcc instruction!");
 739   case Instruction::SetEQ: return 0;
 740   case Instruction::SetNE: return 1;
 741   case Instruction::SetLT: return 2;
 742   case Instruction::SetGE: return 3;
 743   case Instruction::SetGT: return 4;
 744   case Instruction::SetLE: return 5;
 745   }
 746 }
 747
 748 // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
 749 // -----    ----------  ------------
 750 // seteq -> sete        sete
 751 // setne -> setne       setne
 752 // setlt -> setl        setb
 753 // setge -> setge       setae
 754 // setgt -> setg        seta
 755 // setle -> setle       setbe
 756 // ----
 757 //          sets                       // Used by comparison with 0 optimization
 758 //          setns
 759 static const unsigned SetCCOpcodeTab[2][8] = {
 760   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETBr, X86::SETAEr, X86::SETAr, X86::SETBEr,
 761     0, 0 },
 762   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETLr, X86::SETGEr, X86::SETGr, X86::SETLEr,
 763     X86::SETSr, X86::SETNSr },
 764 };
 765
 766 // EmitComparison - This function emits a comparison of the two operands,
 767 // returning the extended setcc code to use.
 768 unsigned ISel::EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
 769                               MachineBasicBlock *MBB,
 770                               MachineBasicBlock::iterator IP) {
 771   // The arguments are already supposed to be of the same type.
 772   const Type *CompTy = Op0->getType();
 773   unsigned Class = getClassB(CompTy);
 774   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
 775
 776   // Special case handling of: cmp R, i
 777   if (Class == cByte || Class == cShort || Class == cInt)
 778     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 779       uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
 780
 781       // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
 782       Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
 783
 784       // If this is a comparison against zero, emit more efficient code.  We
 785       // can't handle unsigned comparisons against zero unless they are == or
 786       // !=.  These should have been strength reduced already anyway.
 787       if (Op1v == 0 && (CompTy->isSigned() || OpNum < 2)) {
 788         static const unsigned TESTTab[] = {
 789           X86::TEST8rr, X86::TEST16rr, X86::TEST32rr
 790         };
 791         BuildMI(*MBB, IP, TESTTab[Class], 2).addReg(Op0r).addReg(Op0r);
 792
 793         if (OpNum == 2) return 6;   // Map jl -> js
 794         if (OpNum == 3) return 7;   // Map jg -> jns
 795         return OpNum;
 796       }
 797
 798       static const unsigned CMPTab[] = {
 799         X86::CMP8ri, X86::CMP16ri, X86::CMP32ri
 800       };
 801
 802       BuildMI(*MBB, IP, CMPTab[Class], 2).addReg(Op0r).addImm(Op1v);
 803       return OpNum;
 804     }
 805
 806   // Special case handling of comparison against +/- 0.0
 807   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op1))
 808     if (CFP->isExactlyValue(+0.0) || CFP->isExactlyValue(-0.0)) {
 809       BuildMI(*MBB, IP, X86::FTST, 1).addReg(Op0r);
 810       BuildMI(*MBB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
 811       BuildMI(*MBB, IP, X86::SAHF, 1);
 812       return OpNum;
 813     }
 814
 815   unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
 816   switch (Class) {
 817   default: assert(0 && "Unknown type class!");
 818     // Emit: cmp <var1>, <var2> (do the comparison).  We can
 819     // compare 8-bit with 8-bit, 16-bit with 16-bit, 32-bit with
 820     // 32-bit.
 821   case cByte:
 822     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP8rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 823     break;
 824   case cShort:
 825     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP16rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 826     break;
 827   case cInt:
 828     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 829     break;
 830   case cFP:
 831     BuildMI(*MBB, IP, X86::FpUCOM, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 832     BuildMI(*MBB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
 833     BuildMI(*MBB, IP, X86::SAHF, 1);
 834     break;
 835
 836   case cLong:
 837     if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
 838       unsigned LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 839       unsigned HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 840       unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 841       BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32rr, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 842       BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32rr, 2, HiTmp).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
 843       BuildMI(*MBB, IP, X86::OR32rr,  2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
 844       break;  // Allow the sete or setne to be generated from flags set by OR
 845     } else {
 846       // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
 847       // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
 848       // example, a setlt for long would generate code like this:
 849       //
 850       // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Signedness depends on operands
 851       // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Always unsigned comparison
 852       // dest = hi(op1) == hi(op2) ? AL : BL;
 853       //
 854
 855       // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
 856       // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with their
 857       // aliases (because we don't have conditional byte moves).
 858       //
 859       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 860       BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
 861       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
 862       BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[CompTy->isSigned()][OpNum], 0, X86::BL);
 863       BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::BH);
 864       BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::AH);
 865       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVE16rr, 2, X86::BX).addReg(X86::BX)
 866                                                    .addReg(X86::AX);
 867       // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
 868       // register at this point for long values...
 869       return OpNum;
 870     }
 871   }
 872   return OpNum;
 873 }
 874
 875
 876 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
 877 /// register, then move it to wherever the result should be.
 878 ///
 879 void ISel::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
 880   if (canFoldSetCCIntoBranch(&I)) return;  // Fold this into a branch...
 881
 882   unsigned DestReg = getReg(I);
 883   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
 884   emitSetCCOperation(BB, MII, I.getOperand(0), I.getOperand(1), I.getOpcode(),
 885                      DestReg);
 886 }
 887
 888 /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
 889 /// constant expression support.
 890 void ISel::emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *MBB,
 891                               MachineBasicBlock::iterator IP,
 892                               Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
 893                               unsigned TargetReg) {
 894   unsigned OpNum = getSetCCNumber(Opcode);
 895   OpNum = EmitComparison(OpNum, Op0, Op1, MBB, IP);
 896
 897   const Type *CompTy = Op0->getType();
 898   unsigned CompClass = getClassB(CompTy);
 899   bool isSigned = CompTy->isSigned() && CompClass != cFP;
 900
 901   if (CompClass != cLong || OpNum < 2) {
 902     // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
 903     BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, TargetReg);
 904   } else {
 905     // Handle long comparisons by copying the value which is already in BL into
 906     // the register we want...
 907     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, TargetReg).addReg(X86::BL);
 908   }
 909 }
 910
 911
 912
 913
 914 /// promote32 - Emit instructions to turn a narrow operand into a 32-bit-wide
 915 /// operand, in the specified target register.
 916 void ISel::promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR) {
 917   bool isUnsigned = VR.Ty->isUnsigned();
 918
 919   // Make sure we have the register number for this value...
 920   unsigned Reg = VR.Val ? getReg(VR.Val) : VR.Reg;
 921
 922   switch (getClassB(VR.Ty)) {
 923   case cByte:
 924     // Extend value into target register (8->32)
 925     if (isUnsigned)
 926       BuildMI(BB, X86::MOVZX32rr8, 1, targetReg).addReg(Reg);
 927     else
 928       BuildMI(BB, X86::MOVSX32rr8, 1, targetReg).addReg(Reg);
 929     break;
 930   case cShort:
 931     // Extend value into target register (16->32)
 932     if (isUnsigned)
 933       BuildMI(BB, X86::MOVZX32rr16, 1, targetReg).addReg(Reg);
 934     else
 935       BuildMI(BB, X86::MOVSX32rr16, 1, targetReg).addReg(Reg);
 936     break;
 937   case cInt:
 938     // Move value into target register (32->32)
 939     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, targetReg).addReg(Reg);
 940     break;
 941   default:
 942     assert(0 && "Unpromotable operand class in promote32");
 943   }
 944 }
 945
 946 /// 'ret' instruction - Here we are interested in meeting the x86 ABI.  As such,
 947 /// we have the following possibilities:
 948 ///
 949 ///   ret void: No return value, simply emit a 'ret' instruction
 950 ///   ret sbyte, ubyte : Extend value into EAX and return
 951 ///   ret short, ushort: Extend value into EAX and return
 952 ///   ret int, uint    : Move value into EAX and return
 953 ///   ret pointer      : Move value into EAX and return
 954 ///   ret long, ulong  : Move value into EAX/EDX and return
 955 ///   ret float/double : Top of FP stack
 956 ///
 957 void ISel::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 958   if (I.getNumOperands() == 0) {
 959     BuildMI(BB, X86::RET, 0); // Just emit a 'ret' instruction
 960     return;
 961   }
 962
 963   Value *RetVal = I.getOperand(0);
 964   unsigned RetReg = getReg(RetVal);
 965   switch (getClassB(RetVal->getType())) {
 966   case cByte:   // integral return values: extend or move into EAX and return
 967   case cShort:
 968   case cInt:
 969     promote32(X86::EAX, ValueRecord(RetReg, RetVal->getType()));
 970     // Declare that EAX is live on exit
 971     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::EAX).addReg(X86::ESP);
 972     break;
 973   case cFP:                   // Floats & Doubles: Return in ST(0)
 974     BuildMI(BB, X86::FpSETRESULT, 1).addReg(RetReg);
 975     // Declare that top-of-stack is live on exit
 976     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::ST0).addReg(X86::ESP);
 977     break;
 978   case cLong:
 979     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(RetReg);
 980     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDX).addReg(RetReg+1);
 981     // Declare that EAX & EDX are live on exit
 982     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 3).addReg(X86::EAX).addReg(X86::EDX)
 983       .addReg(X86::ESP);
 984     break;
 985   default:
 986     visitInstruction(I);
 987   }
 988   // Emit a 'ret' instruction
 989   BuildMI(BB, X86::RET, 0);
 990 }
 991
 992 // getBlockAfter - Return the basic block which occurs lexically after the
 993 // specified one.
 994 static inline BasicBlock *getBlockAfter(BasicBlock *BB) {
 995   Function::iterator I = BB; ++I;  // Get iterator to next block
 996   return I != BB->getParent()->end() ? &*I : 0;
 997 }
 998
 999 /// visitBranchInst - Handle conditional and unconditional branches here.  Note
1000 /// that since code layout is frozen at this point, that if we are trying to
1001 /// jump to a block that is the immediate successor of the current block, we can
1002 /// just make a fall-through (but we don't currently).
1003 ///
1004 void ISel::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
1005   BasicBlock *NextBB = getBlockAfter(BI.getParent());  // BB after current one
1006
1007   if (!BI.isConditional()) {  // Unconditional branch?
1008     if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1009       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
1010     return;
1011   }
1012
1013   // See if we can fold the setcc into the branch itself...
1014   SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranch(BI.getCondition());
1015   if (SCI == 0) {
1016     // Nope, cannot fold setcc into this branch.  Emit a branch on a condition
1017     // computed some other way...
1018     unsigned condReg = getReg(BI.getCondition());
1019     BuildMI(BB, X86::CMP8ri, 2).addReg(condReg).addImm(0);
1020     if (BI.getSuccessor(1) == NextBB) {
1021       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1022         BuildMI(BB, X86::JNE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
1023     } else {
1024       BuildMI(BB, X86::JE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
1025
1026       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1027         BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
1028     }
1029     return;
1030   }
1031
1032   unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
1033   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
1034   OpNum = EmitComparison(OpNum, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), BB,MII);
1035
1036   const Type *CompTy = SCI->getOperand(0)->getType();
1037   bool isSigned = CompTy->isSigned() && getClassB(CompTy) != cFP;
1038
1039
1040   // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
1041   // -----    ----------  ------------
1042   // seteq -> je          je
1043   // setne -> jne         jne
1044   // setlt -> jl          jb
1045   // setge -> jge         jae
1046   // setgt -> jg          ja
1047   // setle -> jle         jbe
1048   // ----
1049   //          js                  // Used by comparison with 0 optimization
1050   //          jns
1051
1052   static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
1053     { X86::JE, X86::JNE, X86::JB, X86::JAE, X86::JA, X86::JBE, 0, 0 },
1054     { X86::JE, X86::JNE, X86::JL, X86::JGE, X86::JG, X86::JLE,
1055       X86::JS, X86::JNS },
1056   };
1057
1058   if (BI.getSuccessor(0) != NextBB) {
1059     BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
1060     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB)
1061       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
1062   } else {
1063     // Change to the inverse condition...
1064     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB) {
1065       OpNum ^= 1;
1066       BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
1067     }
1068   }
1069 }
1070
1071
1072 /// doCall - This emits an abstract call instruction, setting up the arguments
1073 /// and the return value as appropriate.  For the actual function call itself,
1074 /// it inserts the specified CallMI instruction into the stream.
1075 ///
1076 void ISel::doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
1077                   const std::vector<ValueRecord> &Args) {
1078
1079   // Count how many bytes are to be pushed on the stack...
1080   unsigned NumBytes = 0;
1081
1082   if (!Args.empty()) {
1083     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i)
1084       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1085       case cByte: case cShort: case cInt:
1086         NumBytes += 4; break;
1087       case cLong:
1088         NumBytes += 8; break;
1089       case cFP:
1090         NumBytes += Args[i].Ty == Type::FloatTy ? 4 : 8;
1091         break;
1092       default: assert(0 && "Unknown class!");
1093       }
1094
1095     // Adjust the stack pointer for the new arguments...
1096     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addImm(NumBytes);
1097
1098     // Arguments go on the stack in reverse order, as specified by the ABI.
1099     unsigned ArgOffset = 0;
1100     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
1101       unsigned ArgReg;
1102       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1103       case cByte:
1104       case cShort:
1105         if (Args[i].Val && isa<ConstantInt>(Args[i].Val)) {
1106           // Zero/Sign extend constant, then stuff into memory.
1107           ConstantInt *Val = cast<ConstantInt>(Args[i].Val);
1108           Val = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getCast(Val, Type::IntTy));
1109           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5), X86::ESP, ArgOffset)
1110             .addImm(Val->getRawValue() & 0xFFFFFFFF);
1111         } else {
1112           // Promote arg to 32 bits wide into a temporary register...
1113           ArgReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1114           promote32(ArgReg, Args[i]);
1115           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1116                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1117         }
1118         break;
1119       case cInt:
1120         if (Args[i].Val && isa<ConstantInt>(Args[i].Val)) {
1121           unsigned Val = cast<ConstantInt>(Args[i].Val)->getRawValue();
1122           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1123                        X86::ESP, ArgOffset).addImm(Val);
1124         } else {
1125           ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1126           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1127                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1128         }
1129         break;
1130       case cLong:
1131         ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1132         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1133                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1134         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1135                      X86::ESP, ArgOffset+4).addReg(ArgReg+1);
1136         ArgOffset += 4;        // 8 byte entry, not 4.
1137         break;
1138
1139       case cFP:
1140         ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1141         if (Args[i].Ty == Type::FloatTy) {
1142           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FST32m, 5),
1143                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1144         } else {
1145           assert(Args[i].Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1146           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FST64m, 5),
1147                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1148           ArgOffset += 4;       // 8 byte entry, not 4.
1149         }
1150         break;
1151
1152       default: assert(0 && "Unknown class!");
1153       }
1154       ArgOffset += 4;
1155     }
1156   } else {
1157     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addImm(0);
1158   }
1159
1160   BB->push_back(CallMI);
1161
1162   BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKUP, 1).addImm(NumBytes);
1163
1164   // If there is a return value, scavenge the result from the location the call
1165   // leaves it in...
1166   //
1167   if (Ret.Ty != Type::VoidTy) {
1168     unsigned DestClass = getClassB(Ret.Ty);
1169     switch (DestClass) {
1170     case cByte:
1171     case cShort:
1172     case cInt: {
1173       // Integral results are in %eax, or the appropriate portion
1174       // thereof.
1175       static const unsigned regRegMove[] = {
1176         X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr
1177       };
1178       static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX };
1179       BuildMI(BB, regRegMove[DestClass], 1, Ret.Reg).addReg(AReg[DestClass]);
1180       break;
1181     }
1182     case cFP:     // Floating-point return values live in %ST(0)
1183       BuildMI(BB, X86::FpGETRESULT, 1, Ret.Reg);
1184       break;
1185     case cLong:   // Long values are left in EDX:EAX
1186       BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, Ret.Reg).addReg(X86::EAX);
1187       BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, Ret.Reg+1).addReg(X86::EDX);
1188       break;
1189     default: assert(0 && "Unknown class!");
1190     }
1191   }
1192 }
1193
1194
1195 /// visitCallInst - Push args on stack and do a procedure call instruction.
1196 void ISel::visitCallInst(CallInst &CI) {
1197   MachineInstr *TheCall;
1198   if (Function *F = CI.getCalledFunction()) {
1199     // Is it an intrinsic function call?
1200     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
1201       visitIntrinsicCall(ID, CI);   // Special intrinsics are not handled here
1202       return;
1203     }
1204
1205     // Emit a CALL instruction with PC-relative displacement.
1206     TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addGlobalAddress(F, true);
1207   } else {  // Emit an indirect call...
1208     unsigned Reg = getReg(CI.getCalledValue());
1209     TheCall = BuildMI(X86::CALL32r, 1).addReg(Reg);
1210   }
1211
1212   std::vector<ValueRecord> Args;
1213   for (unsigned i = 1, e = CI.getNumOperands(); i != e; ++i)
1214     Args.push_back(ValueRecord(CI.getOperand(i)));
1215
1216   unsigned DestReg = CI.getType() != Type::VoidTy ? getReg(CI) : 0;
1217   doCall(ValueRecord(DestReg, CI.getType()), TheCall, Args);
1218 }
1219
1220
1221 /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
1222 /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
1223 /// equivalent LLVM code.
1224 void ISel::LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F) {
1225   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
1226     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; )
1227       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++))
1228         if (Function *F = CI->getCalledFunction())
1229           switch (F->getIntrinsicID()) {
1230           case Intrinsic::not_intrinsic:
1231           case Intrinsic::va_start:
1232           case Intrinsic::va_copy:
1233           case Intrinsic::va_end:
1234           case Intrinsic::returnaddress:
1235           case Intrinsic::frameaddress:
1236           case Intrinsic::memcpy:
1237           case Intrinsic::memset:
1238             // We directly implement these intrinsics
1239             break;
1240           default:
1241             // All other intrinsic calls we must lower.
1242             Instruction *Before = CI->getPrev();
1243             TM.getIntrinsicLowering().LowerIntrinsicCall(CI);
1244             if (Before) {        // Move iterator to instruction after call
1245               I = Before;  ++I;
1246             } else {
1247               I = BB->begin();
1248             }
1249           }
1250
1251 }
1252
1253 void ISel::visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1254   unsigned TmpReg1, TmpReg2;
1255   switch (ID) {
1256   case Intrinsic::va_start:
1257     // Get the address of the first vararg value...
1258     TmpReg1 = getReg(CI);
1259     addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEA32r, 5, TmpReg1), VarArgsFrameIndex);
1260     return;
1261
1262   case Intrinsic::va_copy:
1263     TmpReg1 = getReg(CI);
1264     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));
1265     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, TmpReg1).addReg(TmpReg2);
1266     return;
1267   case Intrinsic::va_end: return;   // Noop on X86
1268
1269   case Intrinsic::returnaddress:
1270   case Intrinsic::frameaddress:
1271     TmpReg1 = getReg(CI);
1272     if (cast<Constant>(CI.getOperand(1))->isNullValue()) {
1273       if (ID == Intrinsic::returnaddress) {
1274         // Just load the return address
1275         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, TmpReg1),
1276                           ReturnAddressIndex);
1277       } else {
1278         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEA32r, 4, TmpReg1),
1279                           ReturnAddressIndex, -4);
1280       }
1281     } else {
1282       // Values other than zero are not implemented yet.
1283       BuildMI(BB, X86::MOV32ri, 1, TmpReg1).addImm(0);
1284     }
1285     return;
1286
1287   case Intrinsic::memcpy: {
1288     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memcpy call!");
1289     unsigned Align = 1;
1290     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1291       Align = AlignC->getRawValue();
1292       if (Align == 0) Align = 1;
1293     }
1294
1295     // Turn the byte code into # iterations
1296     unsigned CountReg;
1297     unsigned Opcode;
1298     switch (Align & 3) {
1299     case 2:   // WORD aligned
1300       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1301         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1302       } else {
1303         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1304         unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1305         BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(1);
1306       }
1307       Opcode = X86::REP_MOVSW;
1308       break;
1309     case 0:   // DWORD aligned
1310       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1311         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1312       } else {
1313         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1314         unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1315         BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(2);
1316       }
1317       Opcode = X86::REP_MOVSD;
1318       break;
1319     default:  // BYTE aligned
1320       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1321       Opcode = X86::REP_MOVSB;
1322       break;
1323     }
1324
1325     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1326     // destination in EDI, and the count in ECX.
1327     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1328     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1329     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1330     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1331     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ESI).addReg(TmpReg2);
1332     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1333     return;
1334   }
1335   case Intrinsic::memset: {
1336     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memset call!");
1337     unsigned Align = 1;
1338     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1339       Align = AlignC->getRawValue();
1340       if (Align == 0) Align = 1;
1341     }
1342
1343     // Turn the byte code into # iterations
1344     unsigned CountReg;
1345     unsigned Opcode;
1346     if (ConstantInt *ValC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(2))) {
1347       unsigned Val = ValC->getRawValue() & 255;
1348
1349       // If the value is a constant, then we can potentially use larger copies.
1350       switch (Align & 3) {
1351       case 2:   // WORD aligned
1352         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1353           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1354         } else {
1355           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1356           unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1357           BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(1);
1358         }
1359         BuildMI(BB, X86::MOV16ri, 1, X86::AX).addImm((Val << 8) | Val);
1360         Opcode = X86::REP_STOSW;
1361         break;
1362       case 0:   // DWORD aligned
1363         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1364           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1365         } else {
1366           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1367           unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1368           BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(2);
1369         }
1370         Val = (Val << 8) | Val;
1371         BuildMI(BB, X86::MOV32ri, 1, X86::EAX).addImm((Val << 16) | Val);
1372         Opcode = X86::REP_STOSD;
1373         break;
1374       default:  // BYTE aligned
1375         CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1376         BuildMI(BB, X86::MOV8ri, 1, X86::AL).addImm(Val);
1377         Opcode = X86::REP_STOSB;
1378         break;
1379       }
1380     } else {
1381       // If it's not a constant value we are storing, just fall back.  We could
1382       // try to be clever to form 16 bit and 32 bit values, but we don't yet.
1383       unsigned ValReg = getReg(CI.getOperand(2));
1384       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(ValReg);
1385       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1386       Opcode = X86::REP_STOSB;
1387     }
1388
1389     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1390     // destination in EDI, and the count in ECX.
1391     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1392     //TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1393     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1394     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1395     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1396     return;
1397   }
1398
1399   default: assert(0 && "Error: unknown intrinsics should have been lowered!");
1400   }
1401 }
1402
1403
1404 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
1405 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or, 4 for
1406 /// Xor.
1407 void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
1408   unsigned DestReg = getReg(B);
1409   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1410   emitSimpleBinaryOperation(BB, MI, B.getOperand(0), B.getOperand(1),
1411                             OperatorClass, DestReg);
1412 }
1413
1414 /// emitSimpleBinaryOperation - Implement simple binary operators for integral
1415 /// types...  OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for
1416 /// Or, 4 for Xor.
1417 ///
1418 /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
1419 /// and constant expression support.
1420 ///
1421 void ISel::emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1422                                      MachineBasicBlock::iterator IP,
1423                                      Value *Op0, Value *Op1,
1424                                      unsigned OperatorClass, unsigned DestReg) {
1425   unsigned Class = getClassB(Op0->getType());
1426
1427   // sub 0, X -> neg X
1428   if (OperatorClass == 1 && Class != cLong)
1429     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
1430       if (CI->isNullValue()) {
1431         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
1432         switch (Class) {
1433         default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1434         case cByte:
1435           BuildMI(*MBB, IP, X86::NEG8r, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1436           return;
1437         case cShort:
1438           BuildMI(*MBB, IP, X86::NEG16r, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1439           return;
1440         case cInt:
1441           BuildMI(*MBB, IP, X86::NEG32r, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1442           return;
1443         }
1444       }
1445     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op0))
1446       if (CFP->isExactlyValue(-0.0)) {
1447         // -0.0 - X === -X
1448         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
1449         BuildMI(*MBB, IP, X86::FCHS, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1450         return;
1451       }
1452
1453   if (!isa<ConstantInt>(Op1) || Class == cLong) {
1454     static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
1455       // Arithmetic operators
1456       { X86::ADD8rr, X86::ADD16rr, X86::ADD32rr, X86::FpADD },  // ADD
1457       { X86::SUB8rr, X86::SUB16rr, X86::SUB32rr, X86::FpSUB },  // SUB
1458
1459       // Bitwise operators
1460       { X86::AND8rr, X86::AND16rr, X86::AND32rr, 0 },  // AND
1461       { X86:: OR8rr, X86:: OR16rr, X86:: OR32rr, 0 },  // OR
1462       { X86::XOR8rr, X86::XOR16rr, X86::XOR32rr, 0 },  // XOR
1463     };
1464
1465     bool isLong = false;
1466     if (Class == cLong) {
1467       isLong = true;
1468       Class = cInt;          // Bottom 32 bits are handled just like ints
1469     }
1470
1471     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1472     assert(Opcode && "Floating point arguments to logical inst?");
1473     unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1474     unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
1475     BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1476
1477     if (isLong) {        // Handle the upper 32 bits of long values...
1478       static const unsigned TopTab[] = {
1479         X86::ADC32rr, X86::SBB32rr, X86::AND32rr, X86::OR32rr, X86::XOR32rr
1480       };
1481       BuildMI(*MBB, IP, TopTab[OperatorClass], 2,
1482           DestReg+1).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1483     }
1484     return;
1485   }
1486
1487   // Special case: op Reg, <const>
1488   ConstantInt *Op1C = cast<ConstantInt>(Op1);
1489   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1490
1491   // xor X, -1 -> not X
1492   if (OperatorClass == 4 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1493     static unsigned const NOTTab[] = { X86::NOT8r, X86::NOT16r, X86::NOT32r };
1494     BuildMI(*MBB, IP, NOTTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1495     return;
1496   }
1497
1498   // add X, -1 -> dec X
1499   if (OperatorClass == 0 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1500     static unsigned const DECTab[] = { X86::DEC8r, X86::DEC16r, X86::DEC32r };
1501     BuildMI(*MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1502     return;
1503   }
1504
1505   // add X, 1 -> inc X
1506   if (OperatorClass == 0 && Op1C->equalsInt(1)) {
1507     static unsigned const DECTab[] = { X86::INC8r, X86::INC16r, X86::INC32r };
1508     BuildMI(*MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1509     return;
1510   }
1511
1512   static const unsigned OpcodeTab[][3] = {
1513     // Arithmetic operators
1514     { X86::ADD8ri, X86::ADD16ri, X86::ADD32ri },  // ADD
1515     { X86::SUB8ri, X86::SUB16ri, X86::SUB32ri },  // SUB
1516
1517     // Bitwise operators
1518     { X86::AND8ri, X86::AND16ri, X86::AND32ri },  // AND
1519     { X86:: OR8ri, X86:: OR16ri, X86:: OR32ri },  // OR
1520     { X86::XOR8ri, X86::XOR16ri, X86::XOR32ri },  // XOR
1521   };
1522
1523   assert(Class < 3 && "General code handles 64-bit integer types!");
1524   unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1525   uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(Op1C)->getRawValue();
1526
1527   // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
1528   Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
1529   BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addImm(Op1v);
1530 }
1531
1532 /// doMultiply - Emit appropriate instructions to multiply together the
1533 /// registers op0Reg and op1Reg, and put the result in DestReg.  The type of the
1534 /// result should be given as DestTy.
1535 ///
1536 void ISel::doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
1537                       unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1538                       unsigned op0Reg, unsigned op1Reg) {
1539   unsigned Class = getClass(DestTy);
1540   switch (Class) {
1541   case cFP:              // Floating point multiply
1542     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::FpMUL, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1543     return;
1544   case cInt:
1545   case cShort:
1546     BuildMI(*MBB, MBBI, Class == cInt ? X86::IMUL32rr:X86::IMUL16rr, 2, DestReg)
1547       .addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1548     return;
1549   case cByte:
1550     // Must use the MUL instruction, which forces use of AL...
1551     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(op0Reg);
1552     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MUL8r, 1).addReg(op1Reg);
1553     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1554     return;
1555   default:
1556   case cLong: assert(0 && "doMultiply cannot operate on LONG values!");
1557   }
1558 }
1559
1560 // ExactLog2 - This function solves for (Val == 1 << (N-1)) and returns N.  It
1561 // returns zero when the input is not exactly a power of two.
1562 static unsigned ExactLog2(unsigned Val) {
1563   if (Val == 0) return 0;
1564   unsigned Count = 0;
1565   while (Val != 1) {
1566     if (Val & 1) return 0;
1567     Val >>= 1;
1568     ++Count;
1569   }
1570   return Count+1;
1571 }
1572
1573 void ISel::doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
1574                            MachineBasicBlock::iterator IP,
1575                            unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1576                            unsigned op0Reg, unsigned ConstRHS) {
1577   unsigned Class = getClass(DestTy);
1578
1579   // If the element size is exactly a power of 2, use a shift to get it.
1580   if (unsigned Shift = ExactLog2(ConstRHS)) {
1581     switch (Class) {
1582     default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1583     case cByte:
1584       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
1585       return;
1586     case cShort:
1587       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
1588       return;
1589     case cInt:
1590       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
1591       return;
1592     }
1593   }
1594
1595   if (Class == cShort) {
1596     BuildMI(*MBB, IP, X86::IMUL16rri,2,DestReg).addReg(op0Reg).addImm(ConstRHS);
1597     return;
1598   } else if (Class == cInt) {
1599     BuildMI(*MBB, IP, X86::IMUL32rri,2,DestReg).addReg(op0Reg).addImm(ConstRHS);
1600     return;
1601   }
1602
1603   // Most general case, emit a normal multiply...
1604   static const unsigned MOVriTab[] = {
1605     X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri
1606   };
1607
1608   unsigned TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
1609   BuildMI(*MBB, IP, MOVriTab[Class], 1, TmpReg).addImm(ConstRHS);
1610
1611   // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
1612   // elementSize, putting the result in OffsetReg.
1613   doMultiply(MBB, IP, DestReg, DestTy, op0Reg, TmpReg);
1614 }
1615
1616 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
1617 /// with the EAX register explicitly.
1618 ///
1619 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
1620   unsigned Op0Reg  = getReg(I.getOperand(0));
1621   unsigned DestReg = getReg(I);
1622
1623   // Simple scalar multiply?
1624   if (I.getType() != Type::LongTy && I.getType() != Type::ULongTy) {
1625     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
1626       unsigned Val = (unsigned)CI->getRawValue(); // Cannot be 64-bit constant
1627       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1628       doMultiplyConst(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Val);
1629     } else {
1630       unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1631       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1632       doMultiply(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Op1Reg);
1633     }
1634   } else {
1635     unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1636
1637     // Long value.  We have to do things the hard way...
1638     // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
1639     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
1640     BuildMI(BB, X86::MUL32r, 1).addReg(Op1Reg);  // AL*BL
1641
1642     unsigned OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1643     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);     // AL*BL
1644     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, OverflowReg).addReg(X86::EDX); // AL*BL >> 32
1645
1646     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1647     unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
1648     BuildMI(*BB, MBBI, X86::IMUL32rr,2,AHBLReg).addReg(Op0Reg+1).addReg(Op1Reg);
1649
1650     unsigned AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1651     BuildMI(*BB, MBBI, X86::ADD32rr, 2,                  // AH*BL+(AL*BL >> 32)
1652             AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
1653
1654     MBBI = BB->end();
1655     unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
1656     BuildMI(*BB, MBBI, X86::IMUL32rr,2,ALBHReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg+1);
1657
1658     BuildMI(*BB, MBBI, X86::ADD32rr, 2,         // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
1659             DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
1660   }
1661 }
1662
1663
1664 /// visitDivRem - Handle division and remainder instructions... these
1665 /// instruction both require the same instructions to be generated, they just
1666 /// select the result from a different register.  Note that both of these
1667 /// instructions work differently for signed and unsigned operands.
1668 ///
1669 void ISel::visitDivRem(BinaryOperator &I) {
1670   unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
1671   unsigned Op1Reg = getReg(I.getOperand(1));
1672   unsigned ResultReg = getReg(I);
1673
1674   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end();
1675   emitDivRemOperation(BB, IP, Op0Reg, Op1Reg, I.getOpcode() == Instruction::Div,
1676                       I.getType(), ResultReg);
1677 }
1678
1679 void ISel::emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
1680                                MachineBasicBlock::iterator IP,
1681                                unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg, bool isDiv,
1682                                const Type *Ty, unsigned ResultReg) {
1683   unsigned Class = getClass(Ty);
1684   switch (Class) {
1685   case cFP:              // Floating point divide
1686     if (isDiv) {
1687       BuildMI(*BB, IP, X86::FpDIV, 2, ResultReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg);
1688     } else {               // Floating point remainder...
1689       MachineInstr *TheCall =
1690         BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("fmod", true);
1691       std::vector<ValueRecord> Args;
1692       Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::DoubleTy));
1693       Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::DoubleTy));
1694       doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::DoubleTy), TheCall, Args);
1695     }
1696     return;
1697   case cLong: {
1698     static const char *FnName[] =
1699       { "__moddi3", "__divdi3", "__umoddi3", "__udivdi3" };
1700
1701     unsigned NameIdx = Ty->isUnsigned()*2 + isDiv;
1702     MachineInstr *TheCall =
1703       BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol(FnName[NameIdx], true);
1704
1705     std::vector<ValueRecord> Args;
1706     Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::LongTy));
1707     Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::LongTy));
1708     doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::LongTy), TheCall, Args);
1709     return;
1710   }
1711   case cByte: case cShort: case cInt:
1712     break;          // Small integrals, handled below...
1713   default: assert(0 && "Unknown class!");
1714   }
1715
1716   static const unsigned Regs[]     ={ X86::AL    , X86::AX     , X86::EAX     };
1717   static const unsigned MovOpcode[]={ X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr };
1718   static const unsigned SarOpcode[]={ X86::SAR8ri, X86::SAR16ri, X86::SAR32ri };
1719   static const unsigned ClrOpcode[]={ X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri };
1720   static const unsigned ExtRegs[]  ={ X86::AH    , X86::DX     , X86::EDX     };
1721
1722   static const unsigned DivOpcode[][4] = {
1723     { X86::DIV8r , X86::DIV16r , X86::DIV32r , 0 },  // Unsigned division
1724     { X86::IDIV8r, X86::IDIV16r, X86::IDIV32r, 0 },  // Signed division
1725   };
1726
1727   bool isSigned   = Ty->isSigned();
1728   unsigned Reg    = Regs[Class];
1729   unsigned ExtReg = ExtRegs[Class];
1730
1731   // Put the first operand into one of the A registers...
1732   BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg(Op0Reg);
1733
1734   if (isSigned) {
1735     // Emit a sign extension instruction...
1736     unsigned ShiftResult = makeAnotherReg(Ty);
1737     BuildMI(*BB, IP, SarOpcode[Class], 2,ShiftResult).addReg(Op0Reg).addImm(31);
1738     BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ExtReg).addReg(ShiftResult);
1739   } else {
1740     // If unsigned, emit a zeroing instruction... (reg = 0)
1741     BuildMI(*BB, IP, ClrOpcode[Class], 2, ExtReg).addImm(0);
1742   }
1743
1744   // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
1745   BuildMI(*BB, IP, DivOpcode[isSigned][Class], 1).addReg(Op1Reg);
1746
1747   // Figure out which register we want to pick the result out of...
1748   unsigned DestReg = isDiv ? Reg : ExtReg;
1749
1750   // Put the result into the destination register...
1751   BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(DestReg);
1752 }
1753
1754
1755 /// Shift instructions: 'shl', 'sar', 'shr' - Some special cases here
1756 /// for constant immediate shift values, and for constant immediate
1757 /// shift values equal to 1. Even the general case is sort of special,
1758 /// because the shift amount has to be in CL, not just any old register.
1759 ///
1760 void ISel::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
1761   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end ();
1762   emitShiftOperation (BB, IP, I.getOperand (0), I.getOperand (1),
1763                       I.getOpcode () == Instruction::Shl, I.getType (),
1764                       getReg (I));
1765 }
1766
1767 /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
1768 /// constant expression support.
1769 void ISel::emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1770                               MachineBasicBlock::iterator IP,
1771                               Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
1772                               const Type *ResultTy, unsigned DestReg) {
1773   unsigned SrcReg = getReg (Op, MBB, IP);
1774   bool isSigned = ResultTy->isSigned ();
1775   unsigned Class = getClass (ResultTy);
1776
1777   static const unsigned ConstantOperand[][4] = {
1778     { X86::SHR8ri, X86::SHR16ri, X86::SHR32ri, X86::SHRD32rri8 },  // SHR
1779     { X86::SAR8ri, X86::SAR16ri, X86::SAR32ri, X86::SHRD32rri8 },  // SAR
1780     { X86::SHL8ri, X86::SHL16ri, X86::SHL32ri, X86::SHLD32rri8 },  // SHL
1781     { X86::SHL8ri, X86::SHL16ri, X86::SHL32ri, X86::SHLD32rri8 },  // SAL = SHL
1782   };
1783
1784   static const unsigned NonConstantOperand[][4] = {
1785     { X86::SHR8rCL, X86::SHR16rCL, X86::SHR32rCL },  // SHR
1786     { X86::SAR8rCL, X86::SAR16rCL, X86::SAR32rCL },  // SAR
1787     { X86::SHL8rCL, X86::SHL16rCL, X86::SHL32rCL },  // SHL
1788     { X86::SHL8rCL, X86::SHL16rCL, X86::SHL32rCL },  // SAL = SHL
1789   };
1790
1791   // Longs, as usual, are handled specially...
1792   if (Class == cLong) {
1793     // If we have a constant shift, we can generate much more efficient code
1794     // than otherwise...
1795     //
1796     if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
1797       unsigned Amount = CUI->getValue();
1798       if (Amount < 32) {
1799         const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1800         if (isLeftShift) {
1801           BuildMI(*MBB, IP, Opc[3], 3,
1802               DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
1803           BuildMI(*MBB, IP, Opc[2], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
1804         } else {
1805           BuildMI(*MBB, IP, Opc[3], 3,
1806               DestReg).addReg(SrcReg  ).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
1807           BuildMI(*MBB, IP, Opc[2],2,DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
1808         }
1809       } else {                 // Shifting more than 32 bits
1810         Amount -= 32;
1811         if (isLeftShift) {
1812           BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri, 2,
1813               DestReg + 1).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
1814           BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1,
1815               DestReg).addImm(0);
1816         } else {
1817           unsigned Opcode = isSigned ? X86::SAR32ri : X86::SHR32ri;
1818           BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
1819           BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg+1).addImm(0);
1820         }
1821       }
1822     } else {
1823       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1824
1825       if (!isLeftShift && isSigned) {
1826         // If this is a SHR of a Long, then we need to do funny sign extension
1827         // stuff.  TmpReg gets the value to use as the high-part if we are
1828         // shifting more than 32 bits.
1829         BuildMI(*MBB, IP, X86::SAR32ri, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addImm(31);
1830       } else {
1831         // Other shifts use a fixed zero value if the shift is more than 32
1832         // bits.
1833         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, TmpReg).addImm(0);
1834       }
1835
1836       // Initialize CL with the shift amount...
1837       unsigned ShiftAmountReg = getReg(ShiftAmount, MBB, IP);
1838       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
1839
1840       unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1841       unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1842       if (isLeftShift) {
1843         // TmpReg2 = shld inHi, inLo
1844         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHLD32rrCL,2,TmpReg2).addReg(SrcReg+1)
1845                                                     .addReg(SrcReg);
1846         // TmpReg3 = shl  inLo, CL
1847         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32rCL, 1, TmpReg3).addReg(SrcReg);
1848
1849         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1850         BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8ri, 2).addReg(X86::CL).addImm(32);
1851
1852         // DestHi = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1853         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2,
1854                 DestReg+1).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1855         // DestLo = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1856         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2,
1857             DestReg).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1858       } else {
1859         // TmpReg2 = shrd inLo, inHi
1860         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHRD32rrCL,2,TmpReg2).addReg(SrcReg)
1861                                                     .addReg(SrcReg+1);
1862         // TmpReg3 = s[ah]r  inHi, CL
1863         BuildMI(*MBB, IP, isSigned ? X86::SAR32rCL : X86::SHR32rCL, 1, TmpReg3)
1864                        .addReg(SrcReg+1);
1865
1866         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1867         BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8ri, 2).addReg(X86::CL).addImm(32);
1868
1869         // DestLo = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1870         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2,
1871                 DestReg).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1872
1873         // DestHi = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1874         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2,
1875                 DestReg+1).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1876       }
1877     }
1878     return;
1879   }
1880
1881   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
1882     // The shift amount is constant, guaranteed to be a ubyte. Get its value.
1883     assert(CUI->getType() == Type::UByteTy && "Shift amount not a ubyte?");
1884
1885     const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1886     BuildMI(*MBB, IP, Opc[Class], 2,
1887         DestReg).addReg(SrcReg).addImm(CUI->getValue());
1888   } else {                  // The shift amount is non-constant.
1889     unsigned ShiftAmountReg = getReg (ShiftAmount, MBB, IP);
1890     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
1891
1892     const unsigned *Opc = NonConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1893     BuildMI(*MBB, IP, Opc[Class], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1894   }
1895 }
1896
1897
1898 /// visitLoadInst - Implement LLVM load instructions in terms of the x86 'mov'
1899 /// instruction.  The load and store instructions are the only place where we
1900 /// need to worry about the memory layout of the target machine.
1901 ///
1902 void ISel::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1903   unsigned DestReg = getReg(I);
1904   unsigned BaseReg = 0, Scale = 1, IndexReg = 0, Disp = 0;
1905   Value *Addr = I.getOperand(0);
1906   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Addr)) {
1907     if (isGEPFoldable(BB, GEP->getOperand(0), GEP->op_begin()+1, GEP->op_end(),
1908                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
1909       Addr = 0;  // Address is consumed!
1910   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
1911     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
1912       if (isGEPFoldable(BB, CE->getOperand(0), CE->op_begin()+1, CE->op_end(),
1913                         BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
1914         Addr = 0;
1915   }
1916
1917   if (Addr) {
1918     // If it's not foldable, reset addr mode.
1919     BaseReg = getReg(Addr);
1920     Scale = 1; IndexReg = 0; Disp = 0;
1921   }
1922
1923   unsigned Class = getClassB(I.getType());
1924   if (Class == cLong) {
1925     addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg),
1926                    BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
1927     addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1),
1928                    BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4);
1929     return;
1930   }
1931
1932   static const unsigned Opcodes[] = {
1933     X86::MOV8rm, X86::MOV16rm, X86::MOV32rm, X86::FLD32m
1934   };
1935   unsigned Opcode = Opcodes[Class];
1936   if (I.getType() == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FLD64m;
1937   addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 4, DestReg),
1938                  BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
1939 }
1940
1941 /// visitStoreInst - Implement LLVM store instructions in terms of the x86 'mov'
1942 /// instruction.
1943 ///
1944 void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
1945   unsigned BaseReg = 0, Scale = 1, IndexReg = 0, Disp = 0;
1946   Value *Addr = I.getOperand(1);
1947   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Addr)) {
1948     if (isGEPFoldable(BB, GEP->getOperand(0), GEP->op_begin()+1, GEP->op_end(),
1949                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
1950       Addr = 0;  // Address is consumed!
1951   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
1952     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
1953       if (isGEPFoldable(BB, CE->getOperand(0), CE->op_begin()+1, CE->op_end(),
1954                         BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
1955         Addr = 0;
1956   }
1957
1958   if (Addr) {
1959     // If it's not foldable, reset addr mode.
1960     BaseReg = getReg(Addr);
1961     Scale = 1; IndexReg = 0; Disp = 0;
1962   }
1963
1964   const Type *ValTy = I.getOperand(0)->getType();
1965   unsigned Class = getClassB(ValTy);
1966
1967   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
1968     uint64_t Val = CI->getRawValue();
1969     if (Class == cLong) {
1970       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1971                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(Val & ~0U);
1972       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1973                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4).addImm(Val>>32);
1974     } else {
1975       static const unsigned Opcodes[] = {
1976         X86::MOV8mi, X86::MOV16mi, X86::MOV32mi
1977       };
1978       unsigned Opcode = Opcodes[Class];
1979       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5),
1980                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(Val);
1981     }
1982   } else if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(I.getOperand(0))) {
1983     addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV8mi, 5),
1984                    BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(CB->getValue());
1985   } else {
1986     if (Class == cLong) {
1987       unsigned ValReg = getReg(I.getOperand(0));
1988       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1989                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addReg(ValReg);
1990       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1991                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4).addReg(ValReg+1);
1992     } else {
1993       unsigned ValReg = getReg(I.getOperand(0));
1994       static const unsigned Opcodes[] = {
1995         X86::MOV8mr, X86::MOV16mr, X86::MOV32mr, X86::FST32m
1996       };
1997       unsigned Opcode = Opcodes[Class];
1998       if (ValTy == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FST64m;
1999       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 1+4),
2000                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addReg(ValReg);
2001     }
2002   }
2003 }
2004
2005
2006 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without
2007 /// sign extension going on.
2008 void ISel::visitCastInst(CastInst &CI) {
2009   Value *Op = CI.getOperand(0);
2010   // If this is a cast from a 32-bit integer to a Long type, and the only uses
2011   // of the case are GEP instructions, then the cast does not need to be
2012   // generated explicitly, it will be folded into the GEP.
2013   if (CI.getType() == Type::LongTy &&
2014       (Op->getType() == Type::IntTy || Op->getType() == Type::UIntTy)) {
2015     bool AllUsesAreGEPs = true;
2016     for (Value::use_iterator I = CI.use_begin(), E = CI.use_end(); I != E; ++I)
2017       if (!isa<GetElementPtrInst>(*I)) {
2018         AllUsesAreGEPs = false;
2019         break;
2020       }
2021
2022     // No need to codegen this cast if all users are getelementptr instrs...
2023     if (AllUsesAreGEPs) return;
2024   }
2025
2026   unsigned DestReg = getReg(CI);
2027   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
2028   emitCastOperation(BB, MI, Op, CI.getType(), DestReg);
2029 }
2030
2031 /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
2032 /// constant expression cast support.
2033 void ISel::emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,
2034                              MachineBasicBlock::iterator IP,
2035                              Value *Src, const Type *DestTy,
2036                              unsigned DestReg) {
2037   unsigned SrcReg = getReg(Src, BB, IP);
2038   const Type *SrcTy = Src->getType();
2039   unsigned SrcClass = getClassB(SrcTy);
2040   unsigned DestClass = getClassB(DestTy);
2041
2042   // Implement casts to bool by using compare on the operand followed by set if
2043   // not zero on the result.
2044   if (DestTy == Type::BoolTy) {
2045     switch (SrcClass) {
2046     case cByte:
2047       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST8rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
2048       break;
2049     case cShort:
2050       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST16rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
2051       break;
2052     case cInt:
2053       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST32rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
2054       break;
2055     case cLong: {
2056       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2057       BuildMI(*BB, IP, X86::OR32rr, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
2058       break;
2059     }
2060     case cFP:
2061       BuildMI(*BB, IP, X86::FTST, 1).addReg(SrcReg);
2062       BuildMI(*BB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
2063       BuildMI(*BB, IP, X86::SAHF, 1);
2064       break;
2065     }
2066
2067     // If the zero flag is not set, then the value is true, set the byte to
2068     // true.
2069     BuildMI(*BB, IP, X86::SETNEr, 1, DestReg);
2070     return;
2071   }
2072
2073   static const unsigned RegRegMove[] = {
2074     X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr, X86::FpMOV, X86::MOV32rr
2075   };
2076
2077   // Implement casts between values of the same type class (as determined by
2078   // getClass) by using a register-to-register move.
2079   if (SrcClass == DestClass) {
2080     if (SrcClass <= cInt || (SrcClass == cFP && SrcTy == DestTy)) {
2081       BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
2082     } else if (SrcClass == cFP) {
2083       if (SrcTy == Type::FloatTy) {  // double -> float
2084         assert(DestTy == Type::DoubleTy && "Unknown cFP member!");
2085         BuildMI(*BB, IP, X86::FpMOV, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
2086       } else {                       // float -> double
2087         assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DestTy == Type::FloatTy &&
2088                "Unknown cFP member!");
2089         // Truncate from double to float by storing to memory as short, then
2090         // reading it back.
2091         unsigned FltAlign = TM.getTargetData().getFloatAlignment();
2092         int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(4, FltAlign);
2093         addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FST32m, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
2094         addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLD32m, 5, DestReg), FrameIdx);
2095       }
2096     } else if (SrcClass == cLong) {
2097       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
2098       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg+1);
2099     } else {
2100       assert(0 && "Cannot handle this type of cast instruction!");
2101       abort();
2102     }
2103     return;
2104   }
2105
2106   // Handle cast of SMALLER int to LARGER int using a move with sign extension
2107   // or zero extension, depending on whether the source type was signed.
2108   if (SrcClass <= cInt && (DestClass <= cInt || DestClass == cLong) &&
2109       SrcClass < DestClass) {
2110     bool isLong = DestClass == cLong;
2111     if (isLong) DestClass = cInt;
2112
2113     static const unsigned Opc[][4] = {
2114       { X86::MOVSX16rr8, X86::MOVSX32rr8, X86::MOVSX32rr16, X86::MOV32rr }, // s
2115       { X86::MOVZX16rr8, X86::MOVZX32rr8, X86::MOVZX32rr16, X86::MOV32rr }  // u
2116     };
2117
2118     bool isUnsigned = SrcTy->isUnsigned();
2119     BuildMI(*BB, IP, Opc[isUnsigned][SrcClass + DestClass - 1], 1,
2120         DestReg).addReg(SrcReg);
2121
2122     if (isLong) {  // Handle upper 32 bits as appropriate...
2123       if (isUnsigned)     // Zero out top bits...
2124         BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg+1).addImm(0);
2125       else                // Sign extend bottom half...
2126         BuildMI(*BB, IP, X86::SAR32ri, 2, DestReg+1).addReg(DestReg).addImm(31);
2127     }
2128     return;
2129   }
2130
2131   // Special case long -> int ...
2132   if (SrcClass == cLong && DestClass == cInt) {
2133     BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
2134     return;
2135   }
2136
2137   // Handle cast of LARGER int to SMALLER int using a move to EAX followed by a
2138   // move out of AX or AL.
2139   if ((SrcClass <= cInt || SrcClass == cLong) && DestClass <= cInt
2140       && SrcClass > DestClass) {
2141     static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX, 0, X86::EAX };
2142     BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, AReg[SrcClass]).addReg(SrcReg);
2143     BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[DestClass], 1, DestReg).addReg(AReg[DestClass]);
2144     return;
2145   }
2146
2147   // Handle casts from integer to floating point now...
2148   if (DestClass == cFP) {
2149     // Promote the integer to a type supported by FLD.  We do this because there
2150     // are no unsigned FLD instructions, so we must promote an unsigned value to
2151     // a larger signed value, then use FLD on the larger value.
2152     //
2153     const Type *PromoteType = 0;
2154     unsigned PromoteOpcode;
2155     unsigned RealDestReg = DestReg;
2156     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {
2157     case Type::BoolTyID:
2158     case Type::SByteTyID:
2159       // We don't have the facilities for directly loading byte sized data from
2160       // memory (even signed).  Promote it to 16 bits.
2161       PromoteType = Type::ShortTy;
2162       PromoteOpcode = X86::MOVSX16rr8;
2163       break;
2164     case Type::UByteTyID:
2165       PromoteType = Type::ShortTy;
2166       PromoteOpcode = X86::MOVZX16rr8;
2167       break;
2168     case Type::UShortTyID:
2169       PromoteType = Type::IntTy;
2170       PromoteOpcode = X86::MOVZX32rr16;
2171       break;
2172     case Type::UIntTyID: {
2173       // Make a 64 bit temporary... and zero out the top of it...
2174       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
2175       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
2176       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32ri, 1, TmpReg+1).addImm(0);
2177       SrcTy = Type::LongTy;
2178       SrcClass = cLong;
2179       SrcReg = TmpReg;
2180       break;
2181     }
2182     case Type::ULongTyID:
2183       // Don't fild into the read destination.
2184       DestReg = makeAnotherReg(Type::DoubleTy);
2185       break;
2186     default:  // No promotion needed...
2187       break;
2188     }
2189
2190     if (PromoteType) {
2191       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(PromoteType);
2192       unsigned Opc = SrcTy->isSigned() ? X86::MOVSX16rr8 : X86::MOVZX16rr8;
2193       BuildMI(*BB, IP, Opc, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
2194       SrcTy = PromoteType;
2195       SrcClass = getClass(PromoteType);
2196       SrcReg = TmpReg;
2197     }
2198
2199     // Spill the integer to memory and reload it from there...
2200     int FrameIdx =
2201       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(SrcTy, TM.getTargetData());
2202
2203     if (SrcClass == cLong) {
2204       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32mr, 5),
2205                         FrameIdx).addReg(SrcReg);
2206       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32mr, 5),
2207                         FrameIdx, 4).addReg(SrcReg+1);
2208     } else {
2209       static const unsigned Op1[] = { X86::MOV8mr, X86::MOV16mr, X86::MOV32mr };
2210       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op1[SrcClass], 5),
2211                         FrameIdx).addReg(SrcReg);
2212     }
2213
2214     static const unsigned Op2[] =
2215       { 0/*byte*/, X86::FILD16m, X86::FILD32m, 0/*FP*/, X86::FILD64m };
2216     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op2[SrcClass], 5, DestReg), FrameIdx);
2217
2218     // We need special handling for unsigned 64-bit integer sources.  If the
2219     // input number has the "sign bit" set, then we loaded it incorrectly as a
2220     // negative 64-bit number.  In this case, add an offset value.
2221     if (SrcTy == Type::ULongTy) {
2222       // Emit a test instruction to see if the dynamic input value was signed.
2223       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST32rr, 2).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg+1);
2224
2225       // If the sign bit is set, get a pointer to an offset, otherwise get a
2226       // pointer to a zero.
2227       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
2228       unsigned Zero = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2229       Constant *Null = Constant::getNullValue(Type::UIntTy);
2230       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, X86::LEA32r, 5, Zero),
2231                                CP->getConstantPoolIndex(Null));
2232       unsigned Offset = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2233       Constant *OffsetCst = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, 0x5f800000);
2234
2235       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, X86::LEA32r, 5, Offset),
2236                                CP->getConstantPoolIndex(OffsetCst));
2237       unsigned Addr = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2238       BuildMI(*BB, IP, X86::CMOVS32rr, 2, Addr).addReg(Zero).addReg(Offset);
2239
2240       // Load the constant for an add.  FIXME: this could make an 'fadd' that
2241       // reads directly from memory, but we don't support these yet.
2242       unsigned ConstReg = makeAnotherReg(Type::DoubleTy);
2243       addDirectMem(BuildMI(*BB, IP, X86::FLD32m, 4, ConstReg), Addr);
2244
2245       BuildMI(*BB, IP, X86::FpADD, 2, RealDestReg)
2246                 .addReg(ConstReg).addReg(DestReg);
2247     }
2248
2249     return;
2250   }
2251
2252   // Handle casts from floating point to integer now...
2253   if (SrcClass == cFP) {
2254     // Change the floating point control register to use "round towards zero"
2255     // mode when truncating to an integer value.
2256     //
2257     int CWFrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(2, 2);
2258     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FNSTCW16m, 4), CWFrameIdx);
2259
2260     // Load the old value of the high byte of the control word...
2261     unsigned HighPartOfCW = makeAnotherReg(Type::UByteTy);
2262     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8rm, 4, HighPartOfCW),
2263                       CWFrameIdx, 1);
2264
2265     // Set the high part to be round to zero...
2266     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8mi, 5),
2267                       CWFrameIdx, 1).addImm(12);
2268
2269     // Reload the modified control word now...
2270     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLDCW16m, 4), CWFrameIdx);
2271
2272     // Restore the memory image of control word to original value
2273     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8mr, 5),
2274                       CWFrameIdx, 1).addReg(HighPartOfCW);
2275
2276     // We don't have the facilities for directly storing byte sized data to
2277     // memory.  Promote it to 16 bits.  We also must promote unsigned values to
2278     // larger classes because we only have signed FP stores.
2279     unsigned StoreClass  = DestClass;
2280     const Type *StoreTy  = DestTy;
2281     if (StoreClass == cByte || DestTy->isUnsigned())
2282       switch (StoreClass) {
2283       case cByte:  StoreTy = Type::ShortTy; StoreClass = cShort; break;
2284       case cShort: StoreTy = Type::IntTy;   StoreClass = cInt;   break;
2285       case cInt:   StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
2286       // The following treatment of cLong may not be perfectly right,
2287       // but it survives chains of casts of the form
2288       // double->ulong->double.
2289       case cLong:  StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
2290       default: assert(0 && "Unknown store class!");
2291       }
2292
2293     // Spill the integer to memory and reload it from there...
2294     int FrameIdx =
2295       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(StoreTy, TM.getTargetData());
2296
2297     static const unsigned Op1[] =
2298       { 0, X86::FIST16m, X86::FIST32m, 0, X86::FISTP64m };
2299     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op1[StoreClass], 5),
2300                       FrameIdx).addReg(SrcReg);
2301
2302     if (DestClass == cLong) {
2303       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rm, 4, DestReg), FrameIdx);
2304       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1),
2305                         FrameIdx, 4);
2306     } else {
2307       static const unsigned Op2[] = { X86::MOV8rm, X86::MOV16rm, X86::MOV32rm };
2308       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op2[DestClass], 4, DestReg), FrameIdx);
2309     }
2310
2311     // Reload the original control word now...
2312     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLDCW16m, 4), CWFrameIdx);
2313     return;
2314   }
2315
2316   // Anything we haven't handled already, we can't (yet) handle at all.
2317   assert(0 && "Unhandled cast instruction!");
2318   abort();
2319 }
2320
2321 /// visitVANextInst - Implement the va_next instruction...
2322 ///
2323 void ISel::visitVANextInst(VANextInst &I) {
2324   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2325   unsigned DestReg = getReg(I);
2326
2327   unsigned Size;
2328   switch (I.getArgType()->getPrimitiveID()) {
2329   default:
2330     std::cerr << I;
2331     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2332     return;
2333   case Type::PointerTyID:
2334   case Type::UIntTyID:
2335   case Type::IntTyID:
2336     Size = 4;
2337     break;
2338   case Type::ULongTyID:
2339   case Type::LongTyID:
2340   case Type::DoubleTyID:
2341     Size = 8;
2342     break;
2343   }
2344
2345   // Increment the VAList pointer...
2346   BuildMI(BB, X86::ADD32ri, 2, DestReg).addReg(VAList).addImm(Size);
2347 }
2348
2349 void ISel::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
2350   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2351   unsigned DestReg = getReg(I);
2352
2353   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
2354   default:
2355     std::cerr << I;
2356     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2357     return;
2358   case Type::PointerTyID:
2359   case Type::UIntTyID:
2360   case Type::IntTyID:
2361     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg), VAList);
2362     break;
2363   case Type::ULongTyID:
2364   case Type::LongTyID:
2365     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg), VAList);
2366     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1), VAList, 4);
2367     break;
2368   case Type::DoubleTyID:
2369     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::FLD64m, 4, DestReg), VAList);
2370     break;
2371   }
2372 }
2373
2374
2375 void ISel::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
2376   // If this GEP instruction will be folded into all of its users, we don't need
2377   // to explicitly calculate it!
2378   unsigned A, B, C, D;
2379   if (isGEPFoldable(0, I.getOperand(0), I.op_begin()+1, I.op_end(), A,B,C,D)) {
2380     // Check all of the users of the instruction to see if they are loads and
2381     // stores.
2382     bool AllWillFold = true;
2383     for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), E = I.use_end(); UI != E; ++UI)
2384       if (cast<Instruction>(*UI)->getOpcode() != Instruction::Load)
2385         if (cast<Instruction>(*UI)->getOpcode() != Instruction::Store ||
2386             cast<Instruction>(*UI)->getOperand(0) == &I) {
2387           AllWillFold = false;
2388           break;
2389         }
2390
2391     // If the instruction is foldable, and will be folded into all users, don't
2392     // emit it!
2393     if (AllWillFold) return;
2394   }
2395
2396   unsigned outputReg = getReg(I);
2397   emitGEPOperation(BB, BB->end(), I.getOperand(0),
2398                    I.op_begin()+1, I.op_end(), outputReg);
2399 }
2400
2401 /// getGEPIndex - Inspect the getelementptr operands specified with GEPOps and
2402 /// GEPTypes (the derived types being stepped through at each level).  On return
2403 /// from this function, if some indexes of the instruction are representable as
2404 /// an X86 lea instruction, the machine operands are put into the Ops
2405 /// instruction and the consumed indexes are poped from the GEPOps/GEPTypes
2406 /// lists.  Otherwise, GEPOps.size() is returned.  If this returns a an
2407 /// addressing mode that only partially consumes the input, the BaseReg input of
2408 /// the addressing mode must be left free.
2409 ///
2410 /// Note that there is one fewer entry in GEPTypes than there is in GEPOps.
2411 ///
2412 void ISel::getGEPIndex(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
2413                        std::vector<Value*> &GEPOps,
2414                        std::vector<const Type*> &GEPTypes, unsigned &BaseReg,
2415                        unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp) {
2416   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
2417
2418   // Clear out the state we are working with...
2419   BaseReg = 0;    // No base register
2420   Scale = 1;      // Unit scale
2421   IndexReg = 0;   // No index register
2422   Disp = 0;       // No displacement
2423
2424   // While there are GEP indexes that can be folded into the current address,
2425   // keep processing them.
2426   while (!GEPTypes.empty()) {
2427     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(GEPTypes.back())) {
2428       // It's a struct access.  CUI is the index into the structure,
2429       // which names the field. This index must have unsigned type.
2430       const ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(GEPOps.back());
2431
2432       // Use the TargetData structure to pick out what the layout of the
2433       // structure is in memory.  Since the structure index must be constant, we
2434       // can get its value and use it to find the right byte offset from the
2435       // StructLayout class's list of structure member offsets.
2436       Disp += TD.getStructLayout(StTy)->MemberOffsets[CUI->getValue()];
2437       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
2438       GEPTypes.pop_back();
2439     } else {
2440       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
2441       const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(GEPTypes.back());
2442       Value *idx = GEPOps.back();
2443
2444       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
2445       // indices, we may not know its actual value at code-generation
2446       // time.
2447       assert(idx->getType() == Type::LongTy && "Bad GEP array index!");
2448
2449       // If idx is a constant, fold it into the offset.
2450       unsigned TypeSize = TD.getTypeSize(SqTy->getElementType());
2451       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
2452         Disp += TypeSize*CSI->getValue();
2453       } else {
2454         // If the index reg is already taken, we can't handle this index.
2455         if (IndexReg) return;
2456
2457         // If this is a size that we can handle, then add the index as
2458         switch (TypeSize) {
2459         case 1: case 2: case 4: case 8:
2460           // These are all acceptable scales on X86.
2461           Scale = TypeSize;
2462           break;
2463         default:
2464           // Otherwise, we can't handle this scale
2465           return;
2466         }
2467
2468         if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
2469           if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
2470               CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
2471             idx = CI->getOperand(0);
2472
2473         IndexReg = MBB ? getReg(idx, MBB, IP) : 1;
2474       }
2475
2476       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
2477       GEPTypes.pop_back();
2478     }
2479   }
2480
2481   // GEPTypes is empty, which means we have a single operand left.  See if we
2482   // can set it as the base register.
2483   //
2484   // FIXME: When addressing modes are more powerful/correct, we could load
2485   // global addresses directly as 32-bit immediates.
2486   assert(BaseReg == 0);
2487   BaseReg = MBB ? getReg(GEPOps[0], MBB, IP) : 1;
2488   GEPOps.pop_back();        // Consume the last GEP operand
2489 }
2490
2491
2492 /// isGEPFoldable - Return true if the specified GEP can be completely
2493 /// folded into the addressing mode of a load/store or lea instruction.
2494 bool ISel::isGEPFoldable(MachineBasicBlock *MBB,
2495                          Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
2496                          User::op_iterator IdxEnd, unsigned &BaseReg,
2497                          unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp) {
2498   if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(Src))
2499     Src = CPR->getValue();
2500
2501   std::vector<Value*> GEPOps;
2502   GEPOps.resize(IdxEnd-IdxBegin+1);
2503   GEPOps[0] = Src;
2504   std::copy(IdxBegin, IdxEnd, GEPOps.begin()+1);
2505
2506   std::vector<const Type*> GEPTypes;
2507   GEPTypes.assign(gep_type_begin(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd),
2508                   gep_type_end(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd));
2509
2510   MachineBasicBlock::iterator IP;
2511   if (MBB) IP = MBB->end();
2512   getGEPIndex(MBB, IP, GEPOps, GEPTypes, BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2513
2514   // We can fold it away iff the getGEPIndex call eliminated all operands.
2515   return GEPOps.empty();
2516 }
2517
2518 void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
2519                             MachineBasicBlock::iterator IP,
2520                             Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
2521                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
2522   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
2523   if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(Src))
2524     Src = CPR->getValue();
2525
2526   std::vector<Value*> GEPOps;
2527   GEPOps.resize(IdxEnd-IdxBegin+1);
2528   GEPOps[0] = Src;
2529   std::copy(IdxBegin, IdxEnd, GEPOps.begin()+1);
2530
2531   std::vector<const Type*> GEPTypes;
2532   GEPTypes.assign(gep_type_begin(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd),
2533                   gep_type_end(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd));
2534
2535   // Keep emitting instructions until we consume the entire GEP instruction.
2536   while (!GEPOps.empty()) {
2537     unsigned OldSize = GEPOps.size();
2538     unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
2539     getGEPIndex(MBB, IP, GEPOps, GEPTypes, BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2540
2541     if (GEPOps.size() != OldSize) {
2542       // getGEPIndex consumed some of the input.  Build an LEA instruction here.
2543       unsigned NextTarget = 0;
2544       if (!GEPOps.empty()) {
2545         assert(BaseReg == 0 &&
2546            "getGEPIndex should have left the base register open for chaining!");
2547         NextTarget = BaseReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2548       }
2549
2550       if (IndexReg == 0 && Disp == 0)
2551         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
2552       else
2553         addFullAddress(BuildMI(*MBB, IP, X86::LEA32r, 5, TargetReg),
2554                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2555       --IP;
2556       TargetReg = NextTarget;
2557     } else if (GEPTypes.empty()) {
2558       // The getGEPIndex operation didn't want to build an LEA.  Check to see if
2559       // all operands are consumed but the base pointer.  If so, just load it
2560       // into the register.
2561       if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(GEPOps[0])) {
2562         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, TargetReg).addGlobalAddress(GV);
2563       } else {
2564         unsigned BaseReg = getReg(GEPOps[0], MBB, IP);
2565         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
2566       }
2567       break;                // we are now done
2568
2569     } else {
2570       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
2571       const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(GEPTypes.back());
2572       Value *idx = GEPOps.back();
2573       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
2574       GEPTypes.pop_back();
2575
2576       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
2577       // indices, we may not know its actual value at code-generation
2578       // time.
2579       assert(idx->getType() == Type::LongTy && "Bad GEP array index!");
2580
2581       // Most GEP instructions use a [cast (int/uint) to LongTy] as their
2582       // operand on X86.  Handle this case directly now...
2583       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
2584         if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
2585             CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
2586           idx = CI->getOperand(0);
2587
2588       // We want to add BaseReg to(idxReg * sizeof ElementType). First, we
2589       // must find the size of the pointed-to type (Not coincidentally, the next
2590       // type is the type of the elements in the array).
2591       const Type *ElTy = SqTy->getElementType();
2592       unsigned elementSize = TD.getTypeSize(ElTy);
2593
2594       // If idxReg is a constant, we don't need to perform the multiply!
2595       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
2596         if (!CSI->isNullValue()) {
2597           unsigned Offset = elementSize*CSI->getValue();
2598           unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2599           BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32ri, 2, TargetReg)
2600                                 .addReg(Reg).addImm(Offset);
2601           --IP;            // Insert the next instruction before this one.
2602           TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
2603         }
2604       } else if (elementSize == 1) {
2605         // If the element size is 1, we don't have to multiply, just add
2606         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2607         unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2608         BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32rr, 2,TargetReg).addReg(Reg).addReg(idxReg);
2609         --IP;            // Insert the next instruction before this one.
2610         TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
2611       } else {
2612         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2613         unsigned OffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2614
2615         // Make sure we can back the iterator up to point to the first
2616         // instruction emitted.
2617         MachineBasicBlock::iterator BeforeIt = IP;
2618         if (IP == MBB->begin())
2619           BeforeIt = MBB->end();
2620         else
2621           --BeforeIt;
2622         doMultiplyConst(MBB, IP, OffsetReg, Type::IntTy, idxReg, elementSize);
2623
2624         // Emit an ADD to add OffsetReg to the basePtr.
2625         unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2626         BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32rr, 2, TargetReg)
2627                           .addReg(Reg).addReg(OffsetReg);
2628
2629         // Step to the first instruction of the multiply.
2630         if (BeforeIt == MBB->end())
2631           IP = MBB->begin();
2632         else
2633           IP = ++BeforeIt;
2634
2635         TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
2636       }
2637     }
2638   }
2639 }
2640
2641
2642 /// visitAllocaInst - If this is a fixed size alloca, allocate space from the
2643 /// frame manager, otherwise do it the hard way.
2644 ///
2645 void ISel::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
2646   // Find the data size of the alloca inst's getAllocatedType.
2647   const Type *Ty = I.getAllocatedType();
2648   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
2649
2650   // If this is a fixed size alloca in the entry block for the function,
2651   // statically stack allocate the space.
2652   //
2653   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getArraySize())) {
2654     if (I.getParent() == I.getParent()->getParent()->begin()) {
2655       TySize *= CUI->getValue();   // Get total allocated size...
2656       unsigned Alignment = TM.getTargetData().getTypeAlignment(Ty);
2657
2658       // Create a new stack object using the frame manager...
2659       int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(TySize, Alignment);
2660       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEA32r, 5, getReg(I)), FrameIdx);
2661       return;
2662     }
2663   }
2664
2665   // Create a register to hold the temporary result of multiplying the type size
2666   // constant by the variable amount.
2667   unsigned TotalSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2668   unsigned SrcReg1 = getReg(I.getArraySize());
2669
2670   // TotalSizeReg = mul <numelements>, <TypeSize>
2671   MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2672   doMultiplyConst(BB, MBBI, TotalSizeReg, Type::UIntTy, SrcReg1, TySize);
2673
2674   // AddedSize = add <TotalSizeReg>, 15
2675   unsigned AddedSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2676   BuildMI(BB, X86::ADD32ri, 2, AddedSizeReg).addReg(TotalSizeReg).addImm(15);
2677
2678   // AlignedSize = and <AddedSize>, ~15
2679   unsigned AlignedSize = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2680   BuildMI(BB, X86::AND32ri, 2, AlignedSize).addReg(AddedSizeReg).addImm(~15);
2681
2682   // Subtract size from stack pointer, thereby allocating some space.
2683   BuildMI(BB, X86::SUB32rr, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addReg(AlignedSize);
2684
2685   // Put a pointer to the space into the result register, by copying
2686   // the stack pointer.
2687   BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, getReg(I)).addReg(X86::ESP);
2688
2689   // Inform the Frame Information that we have just allocated a variable-sized
2690   // object.
2691   F->getFrameInfo()->CreateVariableSizedObject();
2692 }
2693
2694 /// visitMallocInst - Malloc instructions are code generated into direct calls
2695 /// to the library malloc.
2696 ///
2697 void ISel::visitMallocInst(MallocInst &I) {
2698   unsigned AllocSize = TM.getTargetData().getTypeSize(I.getAllocatedType());
2699   unsigned Arg;
2700
2701   if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(0))) {
2702     Arg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, C->getValue() * AllocSize));
2703   } else {
2704     Arg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2705     unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
2706     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2707     doMultiplyConst(BB, MBBI, Arg, Type::UIntTy, Op0Reg, AllocSize);
2708   }
2709
2710   std::vector<ValueRecord> Args;
2711   Args.push_back(ValueRecord(Arg, Type::UIntTy));
2712   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2713                                   1).addExternalSymbol("malloc", true);
2714   doCall(ValueRecord(getReg(I), I.getType()), TheCall, Args);
2715 }
2716
2717
2718 /// visitFreeInst - Free instructions are code gen'd to call the free libc
2719 /// function.
2720 ///
2721 void ISel::visitFreeInst(FreeInst &I) {
2722   std::vector<ValueRecord> Args;
2723   Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
2724   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2725                                   1).addExternalSymbol("free", true);
2726   doCall(ValueRecord(0, Type::VoidTy), TheCall, Args);
2727 }
2728
2729 /// createX86SimpleInstructionSelector - This pass converts an LLVM function
2730 /// into a machine code representation is a very simple peep-hole fashion.  The
2731 /// generated code sucks but the implementation is nice and simple.
2732 ///
2733 FunctionPass *llvm::createX86SimpleInstructionSelector(TargetMachine &TM) {
2734   return new ISel(TM);
2735 }