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/MachineInstrBuilder.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
  28 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  30 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
  31 #include "llvm/Support/CFG.h"
  32 using namespace llvm;
  33
  34 //#define SMART_FP 1
  35
  36 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
  37 /// instruction at as well as a basic block.  This is the version for when you
  38 /// have a destination register in mind.
  39 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
  40                                       MachineBasicBlock::iterator I,
  41                                       int Opcode, unsigned NumOperands,
  42                                       unsigned DestReg) {
  43   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands+1, true, true);
  44   MBB->insert(I, MI);
  45   return MachineInstrBuilder(MI).addReg(DestReg, MOTy::Def);
  46 }
  47
  48 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
  49 /// instruction at as well as a basic block.
  50 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
  51                                       MachineBasicBlock::iterator I,
  52                                       int Opcode, unsigned NumOperands) {
  53   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands, true, true);
  54   MBB->insert(I, MI);
  55   return MachineInstrBuilder(MI);
  56 }
  57
  58
  59 namespace {
  60   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
  61     TargetMachine &TM;
  62     MachineFunction *F;                 // The function we are compiling into
  63     MachineBasicBlock *BB;              // The current MBB we are compiling
  64     int VarArgsFrameIndex;              // FrameIndex for start of varargs area
  65
  66     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
  67
  68     // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
  69     std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
  70
  71     ISel(TargetMachine &tm) : TM(tm), F(0), BB(0) {}
  72
  73     /// runOnFunction - Top level implementation of instruction selection for
  74     /// the entire function.
  75     ///
  76     bool runOnFunction(Function &Fn) {
  77       // First pass over the function, lower any unknown intrinsic functions
  78       // with the IntrinsicLowering class.
  79       LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Fn);
  80
  81       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
  82
  83       // Create all of the machine basic blocks for the function...
  84       for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
  85         F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
  86
  87       BB = &F->front();
  88
  89       // Copy incoming arguments off of the stack...
  90       LoadArgumentsToVirtualRegs(Fn);
  91
  92       // Instruction select everything except PHI nodes
  93       visit(Fn);
  94
  95       // Select the PHI nodes
  96       SelectPHINodes();
  97
  98       RegMap.clear();
  99       MBBMap.clear();
 100       F = 0;
 101       // We always build a machine code representation for the function
 102       return true;
 103     }
 104
 105     virtual const char *getPassName() const {
 106       return "X86 Simple Instruction Selection";
 107     }
 108
 109     /// visitBasicBlock - This method is called when we are visiting a new basic
 110     /// block.  This simply creates a new MachineBasicBlock to emit code into
 111     /// and adds it to the current MachineFunction.  Subsequent visit* for
 112     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
 113     ///
 114     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
 115       BB = MBBMap[&LLVM_BB];
 116     }
 117
 118     /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
 119     /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
 120     /// equivalent LLVM code.
 121     void LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F);
 122
 123     /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function
 124     /// from the stack into virtual registers.
 125     ///
 126     void LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &F);
 127
 128     /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
 129     /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
 130     /// not the current one.
 131     ///
 132     void SelectPHINodes();
 133
 134     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
 135     // fixed X86 code for each instruction.
 136     //
 137
 138     // Control flow operators
 139     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
 140     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
 141
 142     struct ValueRecord {
 143       Value *Val;
 144       unsigned Reg;
 145       const Type *Ty;
 146       ValueRecord(unsigned R, const Type *T) : Val(0), Reg(R), Ty(T) {}
 147       ValueRecord(Value *V) : Val(V), Reg(0), Ty(V->getType()) {}
 148     };
 149     void doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
 150                 const std::vector<ValueRecord> &Args);
 151     void visitCallInst(CallInst &I);
 152     void visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &I);
 153
 154     // Arithmetic operators
 155     void visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OpcodeClass);
 156     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
 157     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
 158     void doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 159                     unsigned DestReg, const Type *DestTy,
 160                     unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg);
 161     void doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
 162                          MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 163                          unsigned DestReg, const Type *DestTy,
 164                          unsigned Op0Reg, unsigned Op1Val);
 165     void visitMul(BinaryOperator &B);
 166
 167     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
 168     void visitRem(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
 169     void visitDivRem(BinaryOperator &B);
 170
 171     // Bitwise operators
 172     void visitAnd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 2); }
 173     void visitOr (BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 3); }
 174     void visitXor(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 4); }
 175
 176     // Comparison operators...
 177     void visitSetCondInst(SetCondInst &I);
 178     unsigned EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
 179                             MachineBasicBlock *MBB,
 180                             MachineBasicBlock::iterator &MBBI);
 181
 182     // Memory Instructions
 183     void visitLoadInst(LoadInst &I);
 184     void visitStoreInst(StoreInst &I);
 185     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
 186     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
 187     void visitMallocInst(MallocInst &I);
 188     void visitFreeInst(FreeInst &I);
 189
 190     // Other operators
 191     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
 192     void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
 193     void visitCastInst(CastInst &I);
 194     void visitVANextInst(VANextInst &I);
 195     void visitVAArgInst(VAArgInst &I);
 196
 197     void visitInstruction(Instruction &I) {
 198       std::cerr << "Cannot instruction select: " << I;
 199       abort();
 200     }
 201
 202     /// promote32 - Make a value 32-bits wide, and put it somewhere.
 203     ///
 204     void promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR);
 205
 206     /// emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
 207     /// constant expression GEP support.
 208     ///
 209     void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator&IP,
 210                           Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
 211                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
 212
 213     /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
 214     /// constant expression cast support.
 215     void emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,MachineBasicBlock::iterator&IP,
 216                            Value *Src, const Type *DestTy, unsigned TargetReg);
 217
 218     /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
 219     /// and constant expression support.
 220     void emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
 221                                    MachineBasicBlock::iterator &IP,
 222                                    Value *Op0, Value *Op1,
 223                                    unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
 224
 225     void emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
 226                              MachineBasicBlock::iterator &IP,
 227                              unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg, bool isDiv,
 228                              const Type *Ty, unsigned TargetReg);
 229
 230     /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
 231     /// constant expression support.
 232     void emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *BB,
 233                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
 234                             Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
 235                             unsigned TargetReg);
 236
 237     /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
 238     /// constant expression support.
 239     void emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
 240                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
 241                             Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
 242                             const Type *ResultTy, unsigned DestReg);
 243
 244
 245     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
 246     /// specified constant into the specified register.
 247     ///
 248     void copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
 249                                 MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 250                                 Constant *C, unsigned Reg);
 251
 252     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number we haven't
 253     /// yet used.
 254     ///
 255     /// Long values are handled somewhat specially.  They are always allocated
 256     /// as pairs of 32 bit integer values.  The register number returned is the
 257     /// lower 32 bits of the long value, and the regNum+1 is the upper 32 bits
 258     /// of the long value.
 259     ///
 260     unsigned makeAnotherReg(const Type *Ty) {
 261       assert(dynamic_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo()) &&
 262              "Current target doesn't have X86 reg info??");
 263       const X86RegisterInfo *MRI =
 264         static_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
 265       if (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy) {
 266         const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Type::IntTy);
 267         // Create the lower part
 268         F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
 269         // Create the upper part.
 270         return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC)-1;
 271       }
 272
 273       // Add the mapping of regnumber => reg class to MachineFunction
 274       const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Ty);
 275       return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
 276     }
 277
 278     /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.  This
 279     /// is guaranteed to produce the same register number for a particular value
 280     /// every time it is queried.
 281     ///
 282     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
 283     unsigned getReg(Value *V) {
 284       // Just append to the end of the current bb.
 285       MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
 286       return getReg(V, BB, It);
 287     }
 288     unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
 289                     MachineBasicBlock::iterator &IPt) {
 290       unsigned &Reg = RegMap[V];
 291       if (Reg == 0) {
 292         Reg = makeAnotherReg(V->getType());
 293         RegMap[V] = Reg;
 294       }
 295
 296       // If this operand is a constant, emit the code to copy the constant into
 297       // the register here...
 298       //
 299       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
 300         copyConstantToRegister(MBB, IPt, C, Reg);
 301         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this constant if ref'd again
 302       } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 303         // Move the address of the global into the register
 304         BMI(MBB, IPt, X86::MOVir32, 1, Reg).addGlobalAddress(GV);
 305         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this address if ref'd again
 306       }
 307
 308       return Reg;
 309     }
 310   };
 311 }
 312
 313 /// TypeClass - Used by the X86 backend to group LLVM types by their basic X86
 314 /// Representation.
 315 ///
 316 enum TypeClass {
 317   cByte, cShort, cInt, cFP, cLong
 318 };
 319
 320 /// getClass - Turn a primitive type into a "class" number which is based on the
 321 /// size of the type, and whether or not it is floating point.
 322 ///
 323 static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
 324   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
 325   case Type::SByteTyID:
 326   case Type::UByteTyID:   return cByte;      // Byte operands are class #0
 327   case Type::ShortTyID:
 328   case Type::UShortTyID:  return cShort;     // Short operands are class #1
 329   case Type::IntTyID:
 330   case Type::UIntTyID:
 331   case Type::PointerTyID: return cInt;       // Int's and pointers are class #2
 332
 333   case Type::FloatTyID:
 334   case Type::DoubleTyID:  return cFP;        // Floating Point is #3
 335
 336   case Type::LongTyID:
 337   case Type::ULongTyID:   return cLong;      // Longs are class #4
 338   default:
 339     assert(0 && "Invalid type to getClass!");
 340     return cByte;  // not reached
 341   }
 342 }
 343
 344 // getClassB - Just like getClass, but treat boolean values as bytes.
 345 static inline TypeClass getClassB(const Type *Ty) {
 346   if (Ty == Type::BoolTy) return cByte;
 347   return getClass(Ty);
 348 }
 349
 350
 351 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
 352 /// specified constant into the specified register.
 353 ///
 354 void ISel::copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
 355                                   MachineBasicBlock::iterator &IP,
 356                                   Constant *C, unsigned R) {
 357   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
 358     unsigned Class = 0;
 359     switch (CE->getOpcode()) {
 360     case Instruction::GetElementPtr:
 361       emitGEPOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0),
 362                        CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
 363       return;
 364     case Instruction::Cast:
 365       emitCastOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getType(), R);
 366       return;
 367
 368     case Instruction::Xor: ++Class; // FALL THROUGH
 369     case Instruction::Or:  ++Class; // FALL THROUGH
 370     case Instruction::And: ++Class; // FALL THROUGH
 371     case Instruction::Sub: ++Class; // FALL THROUGH
 372     case Instruction::Add:
 373       emitSimpleBinaryOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 374                                 Class, R);
 375       return;
 376
 377     case Instruction::Mul: {
 378       unsigned Op0Reg = getReg(CE->getOperand(0), MBB, IP);
 379       unsigned Op1Reg = getReg(CE->getOperand(1), MBB, IP);
 380       doMultiply(MBB, IP, R, CE->getType(), Op0Reg, Op1Reg);
 381       return;
 382     }
 383     case Instruction::Div:
 384     case Instruction::Rem: {
 385       unsigned Op0Reg = getReg(CE->getOperand(0), MBB, IP);
 386       unsigned Op1Reg = getReg(CE->getOperand(1), MBB, IP);
 387       emitDivRemOperation(MBB, IP, Op0Reg, Op1Reg,
 388                           CE->getOpcode() == Instruction::Div,
 389                           CE->getType(), R);
 390       return;
 391     }
 392
 393     case Instruction::SetNE:
 394     case Instruction::SetEQ:
 395     case Instruction::SetLT:
 396     case Instruction::SetGT:
 397     case Instruction::SetLE:
 398     case Instruction::SetGE:
 399       emitSetCCOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 400                          CE->getOpcode(), R);
 401       return;
 402
 403     case Instruction::Shl:
 404     case Instruction::Shr:
 405       emitShiftOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
 406                          CE->getOpcode() == Instruction::Shl, CE->getType(), R);
 407       return;
 408
 409     default:
 410       std::cerr << "Offending expr: " << C << "\n";
 411       assert(0 && "Constant expression not yet handled!\n");
 412     }
 413   }
 414
 415   if (C->getType()->isIntegral()) {
 416     unsigned Class = getClassB(C->getType());
 417
 418     if (Class == cLong) {
 419       // Copy the value into the register pair.
 420       uint64_t Val = cast<ConstantInt>(C)->getRawValue();
 421       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(Val & 0xFFFFFFFF);
 422       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R+1).addZImm(Val >> 32);
 423       return;
 424     }
 425
 426     assert(Class <= cInt && "Type not handled yet!");
 427
 428     static const unsigned IntegralOpcodeTab[] = {
 429       X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32
 430     };
 431
 432     if (C->getType() == Type::BoolTy) {
 433       BMI(MBB, IP, X86::MOVir8, 1, R).addZImm(C == ConstantBool::True);
 434     } else {
 435       ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(C);
 436       BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CI->getRawValue());
 437     }
 438   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
 439     if (CFP->isExactlyValue(+0.0))
 440       BMI(MBB, IP, X86::FLD0, 0, R);
 441     else if (CFP->isExactlyValue(+1.0))
 442       BMI(MBB, IP, X86::FLD1, 0, R);
 443     else {
 444       // Otherwise we need to spill the constant to memory...
 445       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
 446       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
 447       const Type *Ty = CFP->getType();
 448
 449       assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
 450       unsigned LoadOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FLDr32 : X86::FLDr64;
 451       addConstantPoolReference(BMI(MBB, IP, LoadOpcode, 4, R), CPI);
 452     }
 453
 454   } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
 455     // Copy zero (null pointer) to the register.
 456     BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(0);
 457   } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
 458     unsigned SrcReg = getReg(CPR->getValue(), MBB, IP);
 459     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, R).addReg(SrcReg);
 460   } else {
 461     std::cerr << "Offending constant: " << C << "\n";
 462     assert(0 && "Type not handled yet!");
 463   }
 464 }
 465
 466 /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function from
 467 /// the stack into virtual registers.
 468 ///
 469 void ISel::LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &Fn) {
 470   // Emit instructions to load the arguments...  On entry to a function on the
 471   // X86, the stack frame looks like this:
 472   //
 473   // [ESP] -- return address
 474   // [ESP + 4] -- first argument (leftmost lexically)
 475   // [ESP + 8] -- second argument, if first argument is four bytes in size
 476   //    ...
 477   //
 478   unsigned ArgOffset = 0;   // Frame mechanisms handle retaddr slot
 479   MachineFrameInfo *MFI = F->getFrameInfo();
 480
 481   for (Function::aiterator I = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); I != E; ++I) {
 482     unsigned Reg = getReg(*I);
 483
 484     int FI;          // Frame object index
 485     switch (getClassB(I->getType())) {
 486     case cByte:
 487       FI = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
 488       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr8, 4, Reg), FI);
 489       break;
 490     case cShort:
 491       FI = MFI->CreateFixedObject(2, ArgOffset);
 492       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr16, 4, Reg), FI);
 493       break;
 494     case cInt:
 495       FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
 496       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
 497       break;
 498     case cLong:
 499       FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
 500       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
 501       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg+1), FI, 4);
 502       ArgOffset += 4;   // longs require 4 additional bytes
 503       break;
 504     case cFP:
 505       unsigned Opcode;
 506       if (I->getType() == Type::FloatTy) {
 507         Opcode = X86::FLDr32;
 508         FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
 509       } else {
 510         Opcode = X86::FLDr64;
 511         FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
 512         ArgOffset += 4;   // doubles require 4 additional bytes
 513       }
 514       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, Reg), FI);
 515       break;
 516     default:
 517       assert(0 && "Unhandled argument type!");
 518     }
 519     ArgOffset += 4;  // Each argument takes at least 4 bytes on the stack...
 520   }
 521
 522   // If the function takes variable number of arguments, add a frame offset for
 523   // the start of the first vararg value... this is used to expand
 524   // llvm.va_start.
 525   if (Fn.getFunctionType()->isVarArg())
 526     VarArgsFrameIndex = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
 527 }
 528
 529
 530 /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
 531 /// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
 532 /// the current one.
 533 ///
 534 void ISel::SelectPHINodes() {
 535   const TargetInstrInfo &TII = TM.getInstrInfo();
 536   const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
 537   for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
 538     const BasicBlock *BB = I;
 539     MachineBasicBlock *MBB = MBBMap[I];
 540
 541     // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
 542     MachineInstr* instr = MBB->begin();
 543     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
 544          PHINode *PN = const_cast<PHINode*>(dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
 545
 546       // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
 547       unsigned PHIReg = getReg(*PN);
 548       MachineInstr *PhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg);
 549       MBB->insert(instr, PhiMI);
 550
 551       MachineInstr *LongPhiMI = 0;
 552       if (PN->getType() == Type::LongTy || PN->getType() == Type::ULongTy) {
 553         LongPhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg+1);
 554         MBB->insert(instr, LongPhiMI);
 555       }
 556
 557       // PHIValues - Map of blocks to incoming virtual registers.  We use this
 558       // so that we only initialize one incoming value for a particular block,
 559       // even if the block has multiple entries in the PHI node.
 560       //
 561       std::map<MachineBasicBlock*, unsigned> PHIValues;
 562
 563       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 564         MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
 565         unsigned ValReg;
 566         std::map<MachineBasicBlock*, unsigned>::iterator EntryIt =
 567           PHIValues.lower_bound(PredMBB);
 568
 569         if (EntryIt != PHIValues.end() && EntryIt->first == PredMBB) {
 570           // We already inserted an initialization of the register for this
 571           // predecessor.  Recycle it.
 572           ValReg = EntryIt->second;
 573
 574         } else {
 575           // Get the incoming value into a virtual register.
 576           //
 577           Value *Val = PN->getIncomingValue(i);
 578
 579           // If this is a constant or GlobalValue, we may have to insert code
 580           // into the basic block to compute it into a virtual register.
 581           if (isa<Constant>(Val) || isa<GlobalValue>(Val)) {
 582             // Because we don't want to clobber any values which might be in
 583             // physical registers with the computation of this constant (which
 584             // might be arbitrarily complex if it is a constant expression),
 585             // just insert the computation at the top of the basic block.
 586             MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->begin();
 587
 588             // Skip over any PHI nodes though!
 589             while (PI != PredMBB->end() && PI->getOpcode() == X86::PHI)
 590               ++PI;
 591
 592             ValReg = getReg(Val, PredMBB, PI);
 593           } else {
 594             ValReg = getReg(Val);
 595           }
 596
 597           // Remember that we inserted a value for this PHI for this predecessor
 598           PHIValues.insert(EntryIt, std::make_pair(PredMBB, ValReg));
 599         }
 600
 601         PhiMI->addRegOperand(ValReg);
 602         PhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
 603         if (LongPhiMI) {
 604           LongPhiMI->addRegOperand(ValReg+1);
 605           LongPhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
 606         }
 607       }
 608     }
 609   }
 610 }
 611
 612 // canFoldSetCCIntoBranch - Return the setcc instruction if we can fold it into
 613 // the conditional branch instruction which is the only user of the cc
 614 // instruction.  This is the case if the conditional branch is the only user of
 615 // the setcc, and if the setcc is in the same basic block as the conditional
 616 // branch.  We also don't handle long arguments below, so we reject them here as
 617 // well.
 618 //
 619 static SetCondInst *canFoldSetCCIntoBranch(Value *V) {
 620   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
 621     if (SCI->hasOneUse() && isa<BranchInst>(SCI->use_back()) &&
 622         SCI->getParent() == cast<BranchInst>(SCI->use_back())->getParent()) {
 623       const Type *Ty = SCI->getOperand(0)->getType();
 624       if (Ty != Type::LongTy && Ty != Type::ULongTy)
 625         return SCI;
 626     }
 627   return 0;
 628 }
 629
 630 // Return a fixed numbering for setcc instructions which does not depend on the
 631 // order of the opcodes.
 632 //
 633 static unsigned getSetCCNumber(unsigned Opcode) {
 634   switch(Opcode) {
 635   default: assert(0 && "Unknown setcc instruction!");
 636   case Instruction::SetEQ: return 0;
 637   case Instruction::SetNE: return 1;
 638   case Instruction::SetLT: return 2;
 639   case Instruction::SetGE: return 3;
 640   case Instruction::SetGT: return 4;
 641   case Instruction::SetLE: return 5;
 642   }
 643 }
 644
 645 // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
 646 // -----    ----------  ------------
 647 // seteq -> sete        sete
 648 // setne -> setne       setne
 649 // setlt -> setl        setb
 650 // setge -> setge       setae
 651 // setgt -> setg        seta
 652 // setle -> setle       setbe
 653 // ----
 654 //          sets                       // Used by comparison with 0 optimization
 655 //          setns
 656 static const unsigned SetCCOpcodeTab[2][8] = {
 657   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETBr, X86::SETAEr, X86::SETAr, X86::SETBEr,
 658     0, 0 },
 659   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETLr, X86::SETGEr, X86::SETGr, X86::SETLEr,
 660     X86::SETSr, X86::SETNSr },
 661 };
 662
 663 // EmitComparison - This function emits a comparison of the two operands,
 664 // returning the extended setcc code to use.
 665 unsigned ISel::EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
 666                               MachineBasicBlock *MBB,
 667                               MachineBasicBlock::iterator &IP) {
 668   // The arguments are already supposed to be of the same type.
 669   const Type *CompTy = Op0->getType();
 670   unsigned Class = getClassB(CompTy);
 671   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
 672
 673   // Special case handling of: cmp R, i
 674   if (Class == cByte || Class == cShort || Class == cInt)
 675     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
 676       uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
 677
 678       // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
 679       Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
 680
 681       // If this is a comparison against zero, emit more efficient code.  We
 682       // can't handle unsigned comparisons against zero unless they are == or
 683       // !=.  These should have been strength reduced already anyway.
 684       if (Op1v == 0 && (CompTy->isSigned() || OpNum < 2)) {
 685         static const unsigned TESTTab[] = {
 686           X86::TESTrr8, X86::TESTrr16, X86::TESTrr32
 687         };
 688         BMI(MBB, IP, TESTTab[Class], 2).addReg(Op0r).addReg(Op0r);
 689
 690         if (OpNum == 2) return 6;   // Map jl -> js
 691         if (OpNum == 3) return 7;   // Map jg -> jns
 692         return OpNum;
 693       }
 694
 695       static const unsigned CMPTab[] = {
 696         X86::CMPri8, X86::CMPri16, X86::CMPri32
 697       };
 698
 699       BMI(MBB, IP, CMPTab[Class], 2).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);
 700       return OpNum;
 701     }
 702
 703   // Special case handling of comparison against +/- 0.0
 704   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op1))
 705     if (CFP->isExactlyValue(+0.0) || CFP->isExactlyValue(-0.0)) {
 706       BMI(MBB, IP, X86::FTST, 1).addReg(Op0r);
 707       BMI(MBB, IP, X86::FNSTSWr8, 0);
 708       BMI(MBB, IP, X86::SAHF, 1);
 709       return OpNum;
 710     }
 711
 712   unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
 713   switch (Class) {
 714   default: assert(0 && "Unknown type class!");
 715     // Emit: cmp <var1>, <var2> (do the comparison).  We can
 716     // compare 8-bit with 8-bit, 16-bit with 16-bit, 32-bit with
 717     // 32-bit.
 718   case cByte:
 719     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr8, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 720     break;
 721   case cShort:
 722     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr16, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 723     break;
 724   case cInt:
 725     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 726     break;
 727   case cFP:
 728     BMI(MBB, IP, X86::FpUCOM, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 729     BMI(MBB, IP, X86::FNSTSWr8, 0);
 730     BMI(MBB, IP, X86::SAHF, 1);
 731     break;
 732
 733   case cLong:
 734     if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
 735       unsigned LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 736       unsigned HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 737       unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
 738       BMI(MBB, IP, X86::XORrr32, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 739       BMI(MBB, IP, X86::XORrr32, 2, HiTmp).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
 740       BMI(MBB, IP, X86::ORrr32,  2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
 741       break;  // Allow the sete or setne to be generated from flags set by OR
 742     } else {
 743       // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
 744       // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
 745       // example, a setlt for long would generate code like this:
 746       //
 747       // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Signedness depends on operands
 748       // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Always unsigned comparison
 749       // dest = hi(op1) == hi(op2) ? AL : BL;
 750       //
 751
 752       // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
 753       // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with their
 754       // aliases (because we don't have conditional byte moves).
 755       //
 756       BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
 757       BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
 758       BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
 759       BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[CompTy->isSigned()][OpNum], 0, X86::BL);
 760       BMI(MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::BH);
 761       BMI(MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::AH);
 762       BMI(MBB, IP, X86::CMOVErr16, 2, X86::BX).addReg(X86::BX).addReg(X86::AX);
 763       // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
 764       // register at this point for long values...
 765       return OpNum;
 766     }
 767   }
 768   return OpNum;
 769 }
 770
 771
 772 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
 773 /// register, then move it to wherever the result should be.
 774 ///
 775 void ISel::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
 776   if (canFoldSetCCIntoBranch(&I)) return;  // Fold this into a branch...
 777
 778   unsigned DestReg = getReg(I);
 779   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
 780   emitSetCCOperation(BB, MII, I.getOperand(0), I.getOperand(1), I.getOpcode(),
 781                      DestReg);
 782 }
 783
 784 /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
 785 /// constant expression support.
 786 void ISel::emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *MBB,
 787                               MachineBasicBlock::iterator &IP,
 788                               Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
 789                               unsigned TargetReg) {
 790   unsigned OpNum = getSetCCNumber(Opcode);
 791   OpNum = EmitComparison(OpNum, Op0, Op1, MBB, IP);
 792
 793   const Type *CompTy = Op0->getType();
 794   unsigned CompClass = getClassB(CompTy);
 795   bool isSigned = CompTy->isSigned() && CompClass != cFP;
 796
 797   if (CompClass != cLong || OpNum < 2) {
 798     // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
 799     BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, TargetReg);
 800   } else {
 801     // Handle long comparisons by copying the value which is already in BL into
 802     // the register we want...
 803     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr8, 1, TargetReg).addReg(X86::BL);
 804   }
 805 }
 806
 807
 808
 809
 810 /// promote32 - Emit instructions to turn a narrow operand into a 32-bit-wide
 811 /// operand, in the specified target register.
 812 void ISel::promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR) {
 813   bool isUnsigned = VR.Ty->isUnsigned();
 814
 815   // Make sure we have the register number for this value...
 816   unsigned Reg = VR.Val ? getReg(VR.Val) : VR.Reg;
 817
 818   switch (getClassB(VR.Ty)) {
 819   case cByte:
 820     // Extend value into target register (8->32)
 821     if (isUnsigned)
 822       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r8, 1, targetReg).addReg(Reg);
 823     else
 824       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r8, 1, targetReg).addReg(Reg);
 825     break;
 826   case cShort:
 827     // Extend value into target register (16->32)
 828     if (isUnsigned)
 829       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r16, 1, targetReg).addReg(Reg);
 830     else
 831       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r16, 1, targetReg).addReg(Reg);
 832     break;
 833   case cInt:
 834     // Move value into target register (32->32)
 835     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, targetReg).addReg(Reg);
 836     break;
 837   default:
 838     assert(0 && "Unpromotable operand class in promote32");
 839   }
 840 }
 841
 842 /// 'ret' instruction - Here we are interested in meeting the x86 ABI.  As such,
 843 /// we have the following possibilities:
 844 ///
 845 ///   ret void: No return value, simply emit a 'ret' instruction
 846 ///   ret sbyte, ubyte : Extend value into EAX and return
 847 ///   ret short, ushort: Extend value into EAX and return
 848 ///   ret int, uint    : Move value into EAX and return
 849 ///   ret pointer      : Move value into EAX and return
 850 ///   ret long, ulong  : Move value into EAX/EDX and return
 851 ///   ret float/double : Top of FP stack
 852 ///
 853 void ISel::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
 854   if (I.getNumOperands() == 0) {
 855 #ifndef SMART_FP
 856     BuildMI(BB, X86::FP_REG_KILL, 0);
 857 #endif
 858     BuildMI(BB, X86::RET, 0); // Just emit a 'ret' instruction
 859     return;
 860   }
 861
 862   Value *RetVal = I.getOperand(0);
 863   unsigned RetReg = getReg(RetVal);
 864   switch (getClassB(RetVal->getType())) {
 865   case cByte:   // integral return values: extend or move into EAX and return
 866   case cShort:
 867   case cInt:
 868     promote32(X86::EAX, ValueRecord(RetReg, RetVal->getType()));
 869     // Declare that EAX is live on exit
 870     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::EAX).addReg(X86::ESP);
 871     break;
 872   case cFP:                   // Floats & Doubles: Return in ST(0)
 873     BuildMI(BB, X86::FpSETRESULT, 1).addReg(RetReg);
 874     // Declare that top-of-stack is live on exit
 875     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::ST0).addReg(X86::ESP);
 876     break;
 877   case cLong:
 878     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(RetReg);
 879     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EDX).addReg(RetReg+1);
 880     // Declare that EAX & EDX are live on exit
 881     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 3).addReg(X86::EAX).addReg(X86::EDX)
 882       .addReg(X86::ESP);
 883     break;
 884   default:
 885     visitInstruction(I);
 886   }
 887   // Emit a 'ret' instruction
 888 #ifndef SMART_FP
 889   BuildMI(BB, X86::FP_REG_KILL, 0);
 890 #endif
 891   BuildMI(BB, X86::RET, 0);
 892 }
 893
 894 // getBlockAfter - Return the basic block which occurs lexically after the
 895 // specified one.
 896 static inline BasicBlock *getBlockAfter(BasicBlock *BB) {
 897   Function::iterator I = BB; ++I;  // Get iterator to next block
 898   return I != BB->getParent()->end() ? &*I : 0;
 899 }
 900
 901 /// RequiresFPRegKill - The floating point stackifier pass cannot insert
 902 /// compensation code on critical edges.  As such, it requires that we kill all
 903 /// FP registers on the exit from any blocks that either ARE critical edges, or
 904 /// branch to a block that has incoming critical edges.
 905 ///
 906 /// Note that this kill instruction will eventually be eliminated when
 907 /// restrictions in the stackifier are relaxed.
 908 ///
 909 static bool RequiresFPRegKill(const BasicBlock *BB) {
 910 #ifdef SMART_FP
 911   for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI!=E; ++SI) {
 912     const BasicBlock *Succ = *SI;
 913     pred_const_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
 914     ++PI;  // Block have at least one predecessory
 915     if (PI != PE) {             // If it has exactly one, this isn't crit edge
 916       // If this block has more than one predecessor, check all of the
 917       // predecessors to see if they have multiple successors.  If so, then the
 918       // block we are analyzing needs an FPRegKill.
 919       for (PI = pred_begin(Succ); PI != PE; ++PI) {
 920         const BasicBlock *Pred = *PI;
 921         succ_const_iterator SI2 = succ_begin(Pred);
 922         ++SI2;  // There must be at least one successor of this block.
 923         if (SI2 != succ_end(Pred))
 924           return true;   // Yes, we must insert the kill on this edge.
 925       }
 926     }
 927   }
 928   // If we got this far, there is no need to insert the kill instruction.
 929   return false;
 930 #else
 931   return true;
 932 #endif
 933 }
 934
 935 /// visitBranchInst - Handle conditional and unconditional branches here.  Note
 936 /// that since code layout is frozen at this point, that if we are trying to
 937 /// jump to a block that is the immediate successor of the current block, we can
 938 /// just make a fall-through (but we don't currently).
 939 ///
 940 void ISel::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
 941   BasicBlock *NextBB = getBlockAfter(BI.getParent());  // BB after current one
 942
 943   if (!BI.isConditional()) {  // Unconditional branch?
 944     if (RequiresFPRegKill(BI.getParent()))
 945       BuildMI(BB, X86::FP_REG_KILL, 0);
 946     if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
 947       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
 948     return;
 949   }
 950
 951   // See if we can fold the setcc into the branch itself...
 952   SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranch(BI.getCondition());
 953   if (SCI == 0) {
 954     // Nope, cannot fold setcc into this branch.  Emit a branch on a condition
 955     // computed some other way...
 956     unsigned condReg = getReg(BI.getCondition());
 957     BuildMI(BB, X86::CMPri8, 2).addReg(condReg).addZImm(0);
 958     if (RequiresFPRegKill(BI.getParent()))
 959       BuildMI(BB, X86::FP_REG_KILL, 0);
 960     if (BI.getSuccessor(1) == NextBB) {
 961       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
 962         BuildMI(BB, X86::JNE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
 963     } else {
 964       BuildMI(BB, X86::JE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
 965
 966       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
 967         BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
 968     }
 969     return;
 970   }
 971
 972   unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
 973   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
 974   OpNum = EmitComparison(OpNum, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), BB,MII);
 975
 976   const Type *CompTy = SCI->getOperand(0)->getType();
 977   bool isSigned = CompTy->isSigned() && getClassB(CompTy) != cFP;
 978
 979
 980   // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
 981   // -----    ----------  ------------
 982   // seteq -> je          je
 983   // setne -> jne         jne
 984   // setlt -> jl          jb
 985   // setge -> jge         jae
 986   // setgt -> jg          ja
 987   // setle -> jle         jbe
 988   // ----
 989   //          js                  // Used by comparison with 0 optimization
 990   //          jns
 991
 992   static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
 993     { X86::JE, X86::JNE, X86::JB, X86::JAE, X86::JA, X86::JBE, 0, 0 },
 994     { X86::JE, X86::JNE, X86::JL, X86::JGE, X86::JG, X86::JLE,
 995       X86::JS, X86::JNS },
 996   };
 997
 998   if (RequiresFPRegKill(BI.getParent()))
 999     BuildMI(BB, X86::FP_REG_KILL, 0);
1000   if (BI.getSuccessor(0) != NextBB) {
1001     BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
1002     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB)
1003       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
1004   } else {
1005     // Change to the inverse condition...
1006     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB) {
1007       OpNum ^= 1;
1008       BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
1009     }
1010   }
1011 }
1012
1013
1014 /// doCall - This emits an abstract call instruction, setting up the arguments
1015 /// and the return value as appropriate.  For the actual function call itself,
1016 /// it inserts the specified CallMI instruction into the stream.
1017 ///
1018 void ISel::doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
1019                   const std::vector<ValueRecord> &Args) {
1020
1021   // Count how many bytes are to be pushed on the stack...
1022   unsigned NumBytes = 0;
1023
1024   if (!Args.empty()) {
1025     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i)
1026       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1027       case cByte: case cShort: case cInt:
1028         NumBytes += 4; break;
1029       case cLong:
1030         NumBytes += 8; break;
1031       case cFP:
1032         NumBytes += Args[i].Ty == Type::FloatTy ? 4 : 8;
1033         break;
1034       default: assert(0 && "Unknown class!");
1035       }
1036
1037     // Adjust the stack pointer for the new arguments...
1038     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(NumBytes);
1039
1040     // Arguments go on the stack in reverse order, as specified by the ABI.
1041     unsigned ArgOffset = 0;
1042     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
1043       unsigned ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1044       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1045       case cByte:
1046       case cShort: {
1047         // Promote arg to 32 bits wide into a temporary register...
1048         unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1049         promote32(R, Args[i]);
1050         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1051                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(R);
1052         break;
1053       }
1054       case cInt:
1055         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1056                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1057         break;
1058       case cLong:
1059         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1060                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1061         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1062                      X86::ESP, ArgOffset+4).addReg(ArgReg+1);
1063         ArgOffset += 4;        // 8 byte entry, not 4.
1064         break;
1065
1066       case cFP:
1067         if (Args[i].Ty == Type::FloatTy) {
1068           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr32, 5),
1069                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1070         } else {
1071           assert(Args[i].Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1072           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr64, 5),
1073                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1074           ArgOffset += 4;       // 8 byte entry, not 4.
1075         }
1076         break;
1077
1078       default: assert(0 && "Unknown class!");
1079       }
1080       ArgOffset += 4;
1081     }
1082   } else {
1083     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(0);
1084   }
1085
1086   BB->push_back(CallMI);
1087
1088   BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKUP, 1).addZImm(NumBytes);
1089
1090   // If there is a return value, scavenge the result from the location the call
1091   // leaves it in...
1092   //
1093   if (Ret.Ty != Type::VoidTy) {
1094     unsigned DestClass = getClassB(Ret.Ty);
1095     switch (DestClass) {
1096     case cByte:
1097     case cShort:
1098     case cInt: {
1099       // Integral results are in %eax, or the appropriate portion
1100       // thereof.
1101       static const unsigned regRegMove[] = {
1102         X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32
1103       };
1104       static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX };
1105       BuildMI(BB, regRegMove[DestClass], 1, Ret.Reg).addReg(AReg[DestClass]);
1106       break;
1107     }
1108     case cFP:     // Floating-point return values live in %ST(0)
1109       BuildMI(BB, X86::FpGETRESULT, 1, Ret.Reg);
1110       break;
1111     case cLong:   // Long values are left in EDX:EAX
1112       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg).addReg(X86::EAX);
1113       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg+1).addReg(X86::EDX);
1114       break;
1115     default: assert(0 && "Unknown class!");
1116     }
1117   }
1118 }
1119
1120
1121 /// visitCallInst - Push args on stack and do a procedure call instruction.
1122 void ISel::visitCallInst(CallInst &CI) {
1123   MachineInstr *TheCall;
1124   if (Function *F = CI.getCalledFunction()) {
1125     // Is it an intrinsic function call?
1126     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
1127       visitIntrinsicCall(ID, CI);   // Special intrinsics are not handled here
1128       return;
1129     }
1130
1131     // Emit a CALL instruction with PC-relative displacement.
1132     TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addGlobalAddress(F, true);
1133   } else {  // Emit an indirect call...
1134     unsigned Reg = getReg(CI.getCalledValue());
1135     TheCall = BuildMI(X86::CALLr32, 1).addReg(Reg);
1136   }
1137
1138   std::vector<ValueRecord> Args;
1139   for (unsigned i = 1, e = CI.getNumOperands(); i != e; ++i)
1140     Args.push_back(ValueRecord(CI.getOperand(i)));
1141
1142   unsigned DestReg = CI.getType() != Type::VoidTy ? getReg(CI) : 0;
1143   doCall(ValueRecord(DestReg, CI.getType()), TheCall, Args);
1144 }
1145
1146
1147 /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
1148 /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
1149 /// equivalent LLVM code.
1150 void ISel::LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F) {
1151   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
1152     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; )
1153       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++))
1154         if (Function *F = CI->getCalledFunction())
1155           switch (F->getIntrinsicID()) {
1156           case Intrinsic::not_intrinsic:
1157           case Intrinsic::va_start:
1158           case Intrinsic::va_copy:
1159           case Intrinsic::va_end:
1160           case Intrinsic::memcpy:
1161           case Intrinsic::memset:
1162             // We directly implement these intrinsics
1163             break;
1164           default:
1165             // All other intrinsic calls we must lower.
1166             Instruction *Before = CI->getPrev();
1167             TM.getIntrinsicLowering().LowerIntrinsicCall(CI);
1168             if (Before) {        // Move iterator to instruction after call
1169               I = Before;  ++I;
1170             } else {
1171               I = BB->begin();
1172             }
1173           }
1174
1175 }
1176
1177 void ISel::visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1178   unsigned TmpReg1, TmpReg2;
1179   switch (ID) {
1180   case Intrinsic::va_start:
1181     // Get the address of the first vararg value...
1182     TmpReg1 = getReg(CI);
1183     addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, TmpReg1), VarArgsFrameIndex);
1184     return;
1185
1186   case Intrinsic::va_copy:
1187     TmpReg1 = getReg(CI);
1188     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));
1189     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, TmpReg1).addReg(TmpReg2);
1190     return;
1191   case Intrinsic::va_end: return;   // Noop on X86
1192
1193   case Intrinsic::memcpy: {
1194     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memcpy call!");
1195     unsigned Align = 1;
1196     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1197       Align = AlignC->getRawValue();
1198       if (Align == 0) Align = 1;
1199     }
1200
1201     // Turn the byte code into # iterations
1202     unsigned ByteReg;
1203     unsigned CountReg;
1204     unsigned Opcode;
1205     switch (Align & 3) {
1206     case 2:   // WORD aligned
1207       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1208         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1209       } else {
1210         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1211         BuildMI(BB, X86::SHRir32, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addZImm(1);
1212       }
1213       Opcode = X86::REP_MOVSW;
1214       break;
1215     case 0:   // DWORD aligned
1216       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1217         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1218       } else {
1219         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1220         BuildMI(BB, X86::SHRir32, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addZImm(2);
1221       }
1222       Opcode = X86::REP_MOVSD;
1223       break;
1224     case 1:   // BYTE aligned
1225     case 3:   // BYTE aligned
1226       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1227       Opcode = X86::REP_MOVSB;
1228       break;
1229     }
1230
1231     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1232     // destination in EDI, and the count in ECX.
1233     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1234     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1235     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1236     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1237     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::ESI).addReg(TmpReg2);
1238     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1239     return;
1240   }
1241   case Intrinsic::memset: {
1242     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memset call!");
1243     unsigned Align = 1;
1244     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1245       Align = AlignC->getRawValue();
1246       if (Align == 0) Align = 1;
1247     }
1248
1249     // Turn the byte code into # iterations
1250     unsigned ByteReg;
1251     unsigned CountReg;
1252     unsigned Opcode;
1253     if (ConstantInt *ValC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(2))) {
1254       unsigned Val = ValC->getRawValue() & 255;
1255
1256       // If the value is a constant, then we can potentially use larger copies.
1257       switch (Align & 3) {
1258       case 2:   // WORD aligned
1259         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1260           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1261         } else {
1262           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1263           BuildMI(BB, X86::SHRir32, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addZImm(1);
1264         }
1265         BuildMI(BB, X86::MOVir16, 1, X86::AX).addZImm((Val << 8) | Val);
1266         Opcode = X86::REP_STOSW;
1267         break;
1268       case 0:   // DWORD aligned
1269         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1270           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1271         } else {
1272           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1273           BuildMI(BB, X86::SHRir32, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addZImm(2);
1274         }
1275         Val = (Val << 8) | Val;
1276         BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, X86::EAX).addZImm((Val << 16) | Val);
1277         Opcode = X86::REP_STOSD;
1278         break;
1279       case 1:   // BYTE aligned
1280       case 3:   // BYTE aligned
1281         CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1282         BuildMI(BB, X86::MOVir8, 1, X86::AL).addZImm(Val);
1283         Opcode = X86::REP_STOSB;
1284         break;
1285       }
1286     } else {
1287       // If it's not a constant value we are storing, just fall back.  We could
1288       // try to be clever to form 16 bit and 32 bit values, but we don't yet.
1289       unsigned ValReg = getReg(CI.getOperand(2));
1290       BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, X86::AL).addReg(ValReg);
1291       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1292       Opcode = X86::REP_STOSB;
1293     }
1294
1295     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1296     // destination in EDI, and the count in ECX.
1297     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1298     //TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1299     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1300     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1301     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1302     return;
1303   }
1304
1305   default: assert(0 && "Error: unknown intrinsics should have been lowered!");
1306   }
1307 }
1308
1309
1310 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
1311 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or, 4 for
1312 /// Xor.
1313 void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
1314   unsigned DestReg = getReg(B);
1315   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1316   emitSimpleBinaryOperation(BB, MI, B.getOperand(0), B.getOperand(1),
1317                             OperatorClass, DestReg);
1318 }
1319
1320 /// emitSimpleBinaryOperation - Implement simple binary operators for integral
1321 /// types...  OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for
1322 /// Or, 4 for Xor.
1323 ///
1324 /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
1325 /// and constant expression support.
1326 ///
1327 void ISel::emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1328                                      MachineBasicBlock::iterator &IP,
1329                                      Value *Op0, Value *Op1,
1330                                      unsigned OperatorClass, unsigned DestReg) {
1331   unsigned Class = getClassB(Op0->getType());
1332
1333   // sub 0, X -> neg X
1334   if (OperatorClass == 1 && Class != cLong)
1335     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
1336       if (CI->isNullValue()) {
1337         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
1338         switch (Class) {
1339         default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1340         case cByte:
1341           BMI(MBB, IP, X86::NEGr8, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1342           return;
1343         case cShort:
1344           BMI(MBB, IP, X86::NEGr16, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1345           return;
1346         case cInt:
1347           BMI(MBB, IP, X86::NEGr32, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1348           return;
1349         }
1350       }
1351     } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op0))
1352       if (CFP->isExactlyValue(-0.0)) {
1353         // -0.0 - X === -X
1354         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
1355         BMI(MBB, IP, X86::FCHS, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1356         return;
1357       }
1358
1359   if (!isa<ConstantInt>(Op1) || Class == cLong) {
1360     static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
1361       // Arithmetic operators
1362       { X86::ADDrr8, X86::ADDrr16, X86::ADDrr32, X86::FpADD },  // ADD
1363       { X86::SUBrr8, X86::SUBrr16, X86::SUBrr32, X86::FpSUB },  // SUB
1364
1365       // Bitwise operators
1366       { X86::ANDrr8, X86::ANDrr16, X86::ANDrr32, 0 },  // AND
1367       { X86:: ORrr8, X86:: ORrr16, X86:: ORrr32, 0 },  // OR
1368       { X86::XORrr8, X86::XORrr16, X86::XORrr32, 0 },  // XOR
1369     };
1370
1371     bool isLong = false;
1372     if (Class == cLong) {
1373       isLong = true;
1374       Class = cInt;          // Bottom 32 bits are handled just like ints
1375     }
1376
1377     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1378     assert(Opcode && "Floating point arguments to logical inst?");
1379     unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1380     unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
1381     BMI(MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1382
1383     if (isLong) {        // Handle the upper 32 bits of long values...
1384       static const unsigned TopTab[] = {
1385         X86::ADCrr32, X86::SBBrr32, X86::ANDrr32, X86::ORrr32, X86::XORrr32
1386       };
1387       BMI(MBB, IP, TopTab[OperatorClass], 2,
1388           DestReg+1).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1389     }
1390     return;
1391   }
1392
1393   // Special case: op Reg, <const>
1394   ConstantInt *Op1C = cast<ConstantInt>(Op1);
1395   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1396
1397   // xor X, -1 -> not X
1398   if (OperatorClass == 4 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1399     static unsigned const NOTTab[] = { X86::NOTr8, X86::NOTr16, X86::NOTr32 };
1400     BMI(MBB, IP, NOTTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1401     return;
1402   }
1403
1404   // add X, -1 -> dec X
1405   if (OperatorClass == 0 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1406     static unsigned const DECTab[] = { X86::DECr8, X86::DECr16, X86::DECr32 };
1407     BMI(MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1408     return;
1409   }
1410
1411   // add X, 1 -> inc X
1412   if (OperatorClass == 0 && Op1C->equalsInt(1)) {
1413     static unsigned const DECTab[] = { X86::INCr8, X86::INCr16, X86::INCr32 };
1414     BMI(MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1415     return;
1416   }
1417
1418   static const unsigned OpcodeTab[][3] = {
1419     // Arithmetic operators
1420     { X86::ADDri8, X86::ADDri16, X86::ADDri32 },  // ADD
1421     { X86::SUBri8, X86::SUBri16, X86::SUBri32 },  // SUB
1422
1423     // Bitwise operators
1424     { X86::ANDri8, X86::ANDri16, X86::ANDri32 },  // AND
1425     { X86:: ORri8, X86:: ORri16, X86:: ORri32 },  // OR
1426     { X86::XORri8, X86::XORri16, X86::XORri32 },  // XOR
1427   };
1428
1429   assert(Class < 3 && "General code handles 64-bit integer types!");
1430   unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1431   uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(Op1C)->getRawValue();
1432
1433   // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
1434   Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
1435   BMI(MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);
1436 }
1437
1438 /// doMultiply - Emit appropriate instructions to multiply together the
1439 /// registers op0Reg and op1Reg, and put the result in DestReg.  The type of the
1440 /// result should be given as DestTy.
1441 ///
1442 void ISel::doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1443                       unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1444                       unsigned op0Reg, unsigned op1Reg) {
1445   unsigned Class = getClass(DestTy);
1446   switch (Class) {
1447   case cFP:              // Floating point multiply
1448     BMI(BB, MBBI, X86::FpMUL, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1449     return;
1450   case cInt:
1451   case cShort:
1452     BMI(BB, MBBI, Class == cInt ? X86::IMULrr32 : X86::IMULrr16, 2, DestReg)
1453       .addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1454     return;
1455   case cByte:
1456     // Must use the MUL instruction, which forces use of AL...
1457     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, X86::AL).addReg(op0Reg);
1458     BMI(MBB, MBBI, X86::MULr8, 1).addReg(op1Reg);
1459     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1460     return;
1461   default:
1462   case cLong: assert(0 && "doMultiply cannot operate on LONG values!");
1463   }
1464 }
1465
1466 // ExactLog2 - This function solves for (Val == 1 << (N-1)) and returns N.  It
1467 // returns zero when the input is not exactly a power of two.
1468 static unsigned ExactLog2(unsigned Val) {
1469   if (Val == 0) return 0;
1470   unsigned Count = 0;
1471   while (Val != 1) {
1472     if (Val & 1) return 0;
1473     Val >>= 1;
1474     ++Count;
1475   }
1476   return Count+1;
1477 }
1478
1479 void ISel::doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
1480                            MachineBasicBlock::iterator &IP,
1481                            unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1482                            unsigned op0Reg, unsigned ConstRHS) {
1483   unsigned Class = getClass(DestTy);
1484
1485   // If the element size is exactly a power of 2, use a shift to get it.
1486   if (unsigned Shift = ExactLog2(ConstRHS)) {
1487     switch (Class) {
1488     default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1489     case cByte:
1490       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1491       return;
1492     case cShort:
1493       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1494       return;
1495     case cInt:
1496       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1497       return;
1498     }
1499   }
1500
1501   if (Class == cShort) {
1502     BMI(MBB, IP, X86::IMULri16, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(ConstRHS);
1503     return;
1504   } else if (Class == cInt) {
1505     BMI(MBB, IP, X86::IMULri32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(ConstRHS);
1506     return;
1507   }
1508
1509   // Most general case, emit a normal multiply...
1510   static const unsigned MOVirTab[] = {
1511     X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32
1512   };
1513
1514   unsigned TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
1515   BMI(MBB, IP, MOVirTab[Class], 1, TmpReg).addZImm(ConstRHS);
1516
1517   // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
1518   // elementSize, putting the result in OffsetReg.
1519   doMultiply(MBB, IP, DestReg, DestTy, op0Reg, TmpReg);
1520 }
1521
1522 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
1523 /// with the EAX register explicitly.
1524 ///
1525 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
1526   unsigned Op0Reg  = getReg(I.getOperand(0));
1527   unsigned DestReg = getReg(I);
1528
1529   // Simple scalar multiply?
1530   if (I.getType() != Type::LongTy && I.getType() != Type::ULongTy) {
1531     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
1532       unsigned Val = (unsigned)CI->getRawValue(); // Cannot be 64-bit constant
1533       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1534       doMultiplyConst(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Val);
1535     } else {
1536       unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1537       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1538       doMultiply(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Op1Reg);
1539     }
1540   } else {
1541     unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1542
1543     // Long value.  We have to do things the hard way...
1544     // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
1545     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
1546     BuildMI(BB, X86::MULr32, 1).addReg(Op1Reg);  // AL*BL
1547
1548     unsigned OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1549     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);     // AL*BL
1550     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, OverflowReg).addReg(X86::EDX); // AL*BL >> 32
1551
1552     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1553     unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
1554     BMI(BB, MBBI, X86::IMULrr32, 2, AHBLReg).addReg(Op0Reg+1).addReg(Op1Reg);
1555
1556     unsigned AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1557     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,                         // AH*BL+(AL*BL >> 32)
1558             AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
1559
1560     MBBI = BB->end();
1561     unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
1562     BMI(BB, MBBI, X86::IMULrr32, 2, ALBHReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg+1);
1563
1564     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,               // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
1565             DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
1566   }
1567 }
1568
1569
1570 /// visitDivRem - Handle division and remainder instructions... these
1571 /// instruction both require the same instructions to be generated, they just
1572 /// select the result from a different register.  Note that both of these
1573 /// instructions work differently for signed and unsigned operands.
1574 ///
1575 void ISel::visitDivRem(BinaryOperator &I) {
1576   unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
1577   unsigned Op1Reg = getReg(I.getOperand(1));
1578   unsigned ResultReg = getReg(I);
1579
1580   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end();
1581   emitDivRemOperation(BB, IP, Op0Reg, Op1Reg, I.getOpcode() == Instruction::Div,
1582                       I.getType(), ResultReg);
1583 }
1584
1585 void ISel::emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
1586                                MachineBasicBlock::iterator &IP,
1587                                unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg, bool isDiv,
1588                                const Type *Ty, unsigned ResultReg) {
1589   unsigned Class = getClass(Ty);
1590   switch (Class) {
1591   case cFP:              // Floating point divide
1592     if (isDiv) {
1593       BMI(BB, IP, X86::FpDIV, 2, ResultReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg);
1594     } else {               // Floating point remainder...
1595       MachineInstr *TheCall =
1596         BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("fmod", true);
1597       std::vector<ValueRecord> Args;
1598       Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::DoubleTy));
1599       Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::DoubleTy));
1600       doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::DoubleTy), TheCall, Args);
1601     }
1602     return;
1603   case cLong: {
1604     static const char *FnName[] =
1605       { "__moddi3", "__divdi3", "__umoddi3", "__udivdi3" };
1606
1607     unsigned NameIdx = Ty->isUnsigned()*2 + isDiv;
1608     MachineInstr *TheCall =
1609       BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol(FnName[NameIdx], true);
1610
1611     std::vector<ValueRecord> Args;
1612     Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::LongTy));
1613     Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::LongTy));
1614     doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::LongTy), TheCall, Args);
1615     return;
1616   }
1617   case cByte: case cShort: case cInt:
1618     break;          // Small integrals, handled below...
1619   default: assert(0 && "Unknown class!");
1620   }
1621
1622   static const unsigned Regs[]     ={ X86::AL    , X86::AX     , X86::EAX     };
1623   static const unsigned MovOpcode[]={ X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32 };
1624   static const unsigned SarOpcode[]={ X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32 };
1625   static const unsigned ClrOpcode[]={ X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32 };
1626   static const unsigned ExtRegs[]  ={ X86::AH    , X86::DX     , X86::EDX     };
1627
1628   static const unsigned DivOpcode[][4] = {
1629     { X86::DIVr8 , X86::DIVr16 , X86::DIVr32 , 0 },  // Unsigned division
1630     { X86::IDIVr8, X86::IDIVr16, X86::IDIVr32, 0 },  // Signed division
1631   };
1632
1633   bool isSigned   = Ty->isSigned();
1634   unsigned Reg    = Regs[Class];
1635   unsigned ExtReg = ExtRegs[Class];
1636
1637   // Put the first operand into one of the A registers...
1638   BMI(BB, IP, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg(Op0Reg);
1639
1640   if (isSigned) {
1641     // Emit a sign extension instruction...
1642     unsigned ShiftResult = makeAnotherReg(Ty);
1643     BMI(BB, IP, SarOpcode[Class], 2, ShiftResult).addReg(Op0Reg).addZImm(31);
1644     BMI(BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ExtReg).addReg(ShiftResult);
1645   } else {
1646     // If unsigned, emit a zeroing instruction... (reg = 0)
1647     BMI(BB, IP, ClrOpcode[Class], 2, ExtReg).addZImm(0);
1648   }
1649
1650   // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
1651   BMI(BB, IP, DivOpcode[isSigned][Class], 1).addReg(Op1Reg);
1652
1653   // Figure out which register we want to pick the result out of...
1654   unsigned DestReg = isDiv ? Reg : ExtReg;
1655
1656   // Put the result into the destination register...
1657   BMI(BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(DestReg);
1658 }
1659
1660
1661 /// Shift instructions: 'shl', 'sar', 'shr' - Some special cases here
1662 /// for constant immediate shift values, and for constant immediate
1663 /// shift values equal to 1. Even the general case is sort of special,
1664 /// because the shift amount has to be in CL, not just any old register.
1665 ///
1666 void ISel::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
1667   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end ();
1668   emitShiftOperation (BB, IP, I.getOperand (0), I.getOperand (1),
1669                       I.getOpcode () == Instruction::Shl, I.getType (),
1670                       getReg (I));
1671 }
1672
1673 /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
1674 /// constant expression support.
1675 void ISel::emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1676                               MachineBasicBlock::iterator &IP,
1677                               Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
1678                               const Type *ResultTy, unsigned DestReg) {
1679   unsigned SrcReg = getReg (Op, MBB, IP);
1680   bool isSigned = ResultTy->isSigned ();
1681   unsigned Class = getClass (ResultTy);
1682
1683   static const unsigned ConstantOperand[][4] = {
1684     { X86::SHRir8, X86::SHRir16, X86::SHRir32, X86::SHRDir32 },  // SHR
1685     { X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32, X86::SHRDir32 },  // SAR
1686     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SHL
1687     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SAL = SHL
1688   };
1689
1690   static const unsigned NonConstantOperand[][4] = {
1691     { X86::SHRrr8, X86::SHRrr16, X86::SHRrr32 },  // SHR
1692     { X86::SARrr8, X86::SARrr16, X86::SARrr32 },  // SAR
1693     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SHL
1694     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SAL = SHL
1695   };
1696
1697   // Longs, as usual, are handled specially...
1698   if (Class == cLong) {
1699     // If we have a constant shift, we can generate much more efficient code
1700     // than otherwise...
1701     //
1702     if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
1703       unsigned Amount = CUI->getValue();
1704       if (Amount < 32) {
1705         const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1706         if (isLeftShift) {
1707           BMI(MBB, IP, Opc[3], 3,
1708               DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1709           BMI(MBB, IP, Opc[2], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1710         } else {
1711           BMI(MBB, IP, Opc[3], 3,
1712               DestReg).addReg(SrcReg  ).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1713           BMI(MBB, IP, Opc[2], 2, DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1714         }
1715       } else {                 // Shifting more than 32 bits
1716         Amount -= 32;
1717         if (isLeftShift) {
1718           BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2,
1719               DestReg + 1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1720           BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1,
1721               DestReg).addZImm(0);
1722         } else {
1723           unsigned Opcode = isSigned ? X86::SARir32 : X86::SHRir32;
1724           BMI(MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1725           BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1726         }
1727       }
1728     } else {
1729       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1730
1731       if (!isLeftShift && isSigned) {
1732         // If this is a SHR of a Long, then we need to do funny sign extension
1733         // stuff.  TmpReg gets the value to use as the high-part if we are
1734         // shifting more than 32 bits.
1735         BMI(MBB, IP, X86::SARir32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addZImm(31);
1736       } else {
1737         // Other shifts use a fixed zero value if the shift is more than 32
1738         // bits.
1739         BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, TmpReg).addZImm(0);
1740       }
1741
1742       // Initialize CL with the shift amount...
1743       unsigned ShiftAmountReg = getReg(ShiftAmount, MBB, IP);
1744       BMI(MBB, IP, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
1745
1746       unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1747       unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1748       if (isLeftShift) {
1749         // TmpReg2 = shld inHi, inLo
1750         BMI(MBB, IP, X86::SHLDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg);
1751         // TmpReg3 = shl  inLo, CL
1752         BMI(MBB, IP, X86::SHLrr32, 1, TmpReg3).addReg(SrcReg);
1753
1754         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1755         BMI(MBB, IP, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1756
1757         // DestHi = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1758         BMI(MBB, IP, X86::CMOVNErr32, 2,
1759                 DestReg+1).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1760         // DestLo = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1761         BMI(MBB, IP, X86::CMOVNErr32, 2,
1762             DestReg).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1763       } else {
1764         // TmpReg2 = shrd inLo, inHi
1765         BMI(MBB, IP, X86::SHRDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1766         // TmpReg3 = s[ah]r  inHi, CL
1767         BMI(MBB, IP, isSigned ? X86::SARrr32 : X86::SHRrr32, 1, TmpReg3)
1768                        .addReg(SrcReg+1);
1769
1770         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1771         BMI(MBB, IP, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1772
1773         // DestLo = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1774         BMI(MBB, IP, X86::CMOVNErr32, 2,
1775                 DestReg).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1776
1777         // DestHi = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1778         BMI(MBB, IP, X86::CMOVNErr32, 2,
1779                 DestReg+1).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1780       }
1781     }
1782     return;
1783   }
1784
1785   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
1786     // The shift amount is constant, guaranteed to be a ubyte. Get its value.
1787     assert(CUI->getType() == Type::UByteTy && "Shift amount not a ubyte?");
1788
1789     const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1790     BMI(MBB, IP, Opc[Class], 2,
1791         DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(CUI->getValue());
1792   } else {                  // The shift amount is non-constant.
1793     unsigned ShiftAmountReg = getReg (ShiftAmount, MBB, IP);
1794     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
1795
1796     const unsigned *Opc = NonConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1797     BMI(MBB, IP, Opc[Class], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1798   }
1799 }
1800
1801
1802 /// visitLoadInst - Implement LLVM load instructions in terms of the x86 'mov'
1803 /// instruction.  The load and store instructions are the only place where we
1804 /// need to worry about the memory layout of the target machine.
1805 ///
1806 void ISel::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1807   unsigned SrcAddrReg = getReg(I.getOperand(0));
1808   unsigned DestReg = getReg(I);
1809
1810   unsigned Class = getClassB(I.getType());
1811
1812   if (Class == cLong) {
1813     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), SrcAddrReg);
1814     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), SrcAddrReg, 4);
1815     return;
1816   }
1817
1818   static const unsigned Opcodes[] = {
1819     X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32, X86::FLDr32
1820   };
1821   unsigned Opcode = Opcodes[Class];
1822   if (I.getType() == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FLDr64;
1823   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode, 4, DestReg), SrcAddrReg);
1824 }
1825
1826 /// visitStoreInst - Implement LLVM store instructions in terms of the x86 'mov'
1827 /// instruction.
1828 ///
1829 void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
1830   unsigned ValReg      = getReg(I.getOperand(0));
1831   unsigned AddressReg  = getReg(I.getOperand(1));
1832
1833   const Type *ValTy = I.getOperand(0)->getType();
1834   unsigned Class = getClassB(ValTy);
1835
1836   if (Class == cLong) {
1837     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1838     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg,4).addReg(ValReg+1);
1839     return;
1840   }
1841
1842   static const unsigned Opcodes[] = {
1843     X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32, X86::FSTr32
1844   };
1845   unsigned Opcode = Opcodes[Class];
1846   if (ValTy == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FSTr64;
1847   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode, 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1848 }
1849
1850
1851 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without
1852 /// sign extension going on.
1853 void ISel::visitCastInst(CastInst &CI) {
1854   Value *Op = CI.getOperand(0);
1855   // If this is a cast from a 32-bit integer to a Long type, and the only uses
1856   // of the case are GEP instructions, then the cast does not need to be
1857   // generated explicitly, it will be folded into the GEP.
1858   if (CI.getType() == Type::LongTy &&
1859       (Op->getType() == Type::IntTy || Op->getType() == Type::UIntTy)) {
1860     bool AllUsesAreGEPs = true;
1861     for (Value::use_iterator I = CI.use_begin(), E = CI.use_end(); I != E; ++I)
1862       if (!isa<GetElementPtrInst>(*I)) {
1863         AllUsesAreGEPs = false;
1864         break;
1865       }
1866
1867     // No need to codegen this cast if all users are getelementptr instrs...
1868     if (AllUsesAreGEPs) return;
1869   }
1870
1871   unsigned DestReg = getReg(CI);
1872   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1873   emitCastOperation(BB, MI, Op, CI.getType(), DestReg);
1874 }
1875
1876 /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
1877 /// constant expression cast support.
1878 void ISel::emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,
1879                              MachineBasicBlock::iterator &IP,
1880                              Value *Src, const Type *DestTy,
1881                              unsigned DestReg) {
1882   unsigned SrcReg = getReg(Src, BB, IP);
1883   const Type *SrcTy = Src->getType();
1884   unsigned SrcClass = getClassB(SrcTy);
1885   unsigned DestClass = getClassB(DestTy);
1886
1887   // Implement casts to bool by using compare on the operand followed by set if
1888   // not zero on the result.
1889   if (DestTy == Type::BoolTy) {
1890     switch (SrcClass) {
1891     case cByte:
1892       BMI(BB, IP, X86::TESTrr8, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1893       break;
1894     case cShort:
1895       BMI(BB, IP, X86::TESTrr16, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1896       break;
1897     case cInt:
1898       BMI(BB, IP, X86::TESTrr32, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1899       break;
1900     case cLong: {
1901       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1902       BMI(BB, IP, X86::ORrr32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1903       break;
1904     }
1905     case cFP:
1906       assert(0 && "FIXME: implement cast FP to bool");
1907       abort();
1908     }
1909
1910     // If the zero flag is not set, then the value is true, set the byte to
1911     // true.
1912     BMI(BB, IP, X86::SETNEr, 1, DestReg);
1913     return;
1914   }
1915
1916   static const unsigned RegRegMove[] = {
1917     X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32, X86::FpMOV, X86::MOVrr32
1918   };
1919
1920   // Implement casts between values of the same type class (as determined by
1921   // getClass) by using a register-to-register move.
1922   if (SrcClass == DestClass) {
1923     if (SrcClass <= cInt || (SrcClass == cFP && SrcTy == DestTy)) {
1924       BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1925     } else if (SrcClass == cFP) {
1926       if (SrcTy == Type::FloatTy) {  // double -> float
1927         assert(DestTy == Type::DoubleTy && "Unknown cFP member!");
1928         BMI(BB, IP, X86::FpMOV, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1929       } else {                       // float -> double
1930         assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DestTy == Type::FloatTy &&
1931                "Unknown cFP member!");
1932         // Truncate from double to float by storing to memory as short, then
1933         // reading it back.
1934         unsigned FltAlign = TM.getTargetData().getFloatAlignment();
1935         int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(4, FltAlign);
1936         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FSTr32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1937         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDr32, 5, DestReg), FrameIdx);
1938       }
1939     } else if (SrcClass == cLong) {
1940       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1941       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg+1);
1942     } else {
1943       assert(0 && "Cannot handle this type of cast instruction!");
1944       abort();
1945     }
1946     return;
1947   }
1948
1949   // Handle cast of SMALLER int to LARGER int using a move with sign extension
1950   // or zero extension, depending on whether the source type was signed.
1951   if (SrcClass <= cInt && (DestClass <= cInt || DestClass == cLong) &&
1952       SrcClass < DestClass) {
1953     bool isLong = DestClass == cLong;
1954     if (isLong) DestClass = cInt;
1955
1956     static const unsigned Opc[][4] = {
1957       { X86::MOVSXr16r8, X86::MOVSXr32r8, X86::MOVSXr32r16, X86::MOVrr32 }, // s
1958       { X86::MOVZXr16r8, X86::MOVZXr32r8, X86::MOVZXr32r16, X86::MOVrr32 }  // u
1959     };
1960
1961     bool isUnsigned = SrcTy->isUnsigned();
1962     BMI(BB, IP, Opc[isUnsigned][SrcClass + DestClass - 1], 1,
1963         DestReg).addReg(SrcReg);
1964
1965     if (isLong) {  // Handle upper 32 bits as appropriate...
1966       if (isUnsigned)     // Zero out top bits...
1967         BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1968       else                // Sign extend bottom half...
1969         BMI(BB, IP, X86::SARir32, 2, DestReg+1).addReg(DestReg).addZImm(31);
1970     }
1971     return;
1972   }
1973
1974   // Special case long -> int ...
1975   if (SrcClass == cLong && DestClass == cInt) {
1976     BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1977     return;
1978   }
1979
1980   // Handle cast of LARGER int to SMALLER int using a move to EAX followed by a
1981   // move out of AX or AL.
1982   if ((SrcClass <= cInt || SrcClass == cLong) && DestClass <= cInt
1983       && SrcClass > DestClass) {
1984     static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX, 0, X86::EAX };
1985     BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, AReg[SrcClass]).addReg(SrcReg);
1986     BMI(BB, IP, RegRegMove[DestClass], 1, DestReg).addReg(AReg[DestClass]);
1987     return;
1988   }
1989
1990   // Handle casts from integer to floating point now...
1991   if (DestClass == cFP) {
1992     // Promote the integer to a type supported by FLD.  We do this because there
1993     // are no unsigned FLD instructions, so we must promote an unsigned value to
1994     // a larger signed value, then use FLD on the larger value.
1995     //
1996     const Type *PromoteType = 0;
1997     unsigned PromoteOpcode;
1998     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {
1999     case Type::BoolTyID:
2000     case Type::SByteTyID:
2001       // We don't have the facilities for directly loading byte sized data from
2002       // memory (even signed).  Promote it to 16 bits.
2003       PromoteType = Type::ShortTy;
2004       PromoteOpcode = X86::MOVSXr16r8;
2005       break;
2006     case Type::UByteTyID:
2007       PromoteType = Type::ShortTy;
2008       PromoteOpcode = X86::MOVZXr16r8;
2009       break;
2010     case Type::UShortTyID:
2011       PromoteType = Type::IntTy;
2012       PromoteOpcode = X86::MOVZXr32r16;
2013       break;
2014     case Type::UIntTyID: {
2015       // Make a 64 bit temporary... and zero out the top of it...
2016       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
2017       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
2018       BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, TmpReg+1).addZImm(0);
2019       SrcTy = Type::LongTy;
2020       SrcClass = cLong;
2021       SrcReg = TmpReg;
2022       break;
2023     }
2024     case Type::ULongTyID:
2025       assert("FIXME: not implemented: cast ulong X to fp type!");
2026     default:  // No promotion needed...
2027       break;
2028     }
2029
2030     if (PromoteType) {
2031       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(PromoteType);
2032       BMI(BB, IP, SrcTy->isSigned() ? X86::MOVSXr16r8 : X86::MOVZXr16r8,
2033           1, TmpReg).addReg(SrcReg);
2034       SrcTy = PromoteType;
2035       SrcClass = getClass(PromoteType);
2036       SrcReg = TmpReg;
2037     }
2038
2039     // Spill the integer to memory and reload it from there...
2040     int FrameIdx =
2041       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(SrcTy, TM.getTargetData());
2042
2043     if (SrcClass == cLong) {
2044       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
2045       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5),
2046                         FrameIdx, 4).addReg(SrcReg+1);
2047     } else {
2048       static const unsigned Op1[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
2049       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[SrcClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
2050     }
2051
2052     static const unsigned Op2[] =
2053       { 0/*byte*/, X86::FILDr16, X86::FILDr32, 0/*FP*/, X86::FILDr64 };
2054     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[SrcClass], 5, DestReg), FrameIdx);
2055     return;
2056   }
2057
2058   // Handle casts from floating point to integer now...
2059   if (SrcClass == cFP) {
2060     // Change the floating point control register to use "round towards zero"
2061     // mode when truncating to an integer value.
2062     //
2063     int CWFrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(2, 2);
2064     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FNSTCWm16, 4), CWFrameIdx);
2065
2066     // Load the old value of the high byte of the control word...
2067     unsigned HighPartOfCW = makeAnotherReg(Type::UByteTy);
2068     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr8, 4, HighPartOfCW), CWFrameIdx, 1);
2069
2070     // Set the high part to be round to zero...
2071     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVim8, 5), CWFrameIdx, 1).addZImm(12);
2072
2073     // Reload the modified control word now...
2074     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
2075
2076     // Restore the memory image of control word to original value
2077     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm8, 5),
2078                       CWFrameIdx, 1).addReg(HighPartOfCW);
2079
2080     // We don't have the facilities for directly storing byte sized data to
2081     // memory.  Promote it to 16 bits.  We also must promote unsigned values to
2082     // larger classes because we only have signed FP stores.
2083     unsigned StoreClass  = DestClass;
2084     const Type *StoreTy  = DestTy;
2085     if (StoreClass == cByte || DestTy->isUnsigned())
2086       switch (StoreClass) {
2087       case cByte:  StoreTy = Type::ShortTy; StoreClass = cShort; break;
2088       case cShort: StoreTy = Type::IntTy;   StoreClass = cInt;   break;
2089       case cInt:   StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
2090       // The following treatment of cLong may not be perfectly right,
2091       // but it survives chains of casts of the form
2092       // double->ulong->double.
2093       case cLong:  StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
2094       default: assert(0 && "Unknown store class!");
2095       }
2096
2097     // Spill the integer to memory and reload it from there...
2098     int FrameIdx =
2099       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(StoreTy, TM.getTargetData());
2100
2101     static const unsigned Op1[] =
2102       { 0, X86::FISTr16, X86::FISTr32, 0, X86::FISTPr64 };
2103     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[StoreClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
2104
2105     if (DestClass == cLong) {
2106       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg), FrameIdx);
2107       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), FrameIdx, 4);
2108     } else {
2109       static const unsigned Op2[] = { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32 };
2110       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[DestClass], 4, DestReg), FrameIdx);
2111     }
2112
2113     // Reload the original control word now...
2114     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
2115     return;
2116   }
2117
2118   // Anything we haven't handled already, we can't (yet) handle at all.
2119   assert(0 && "Unhandled cast instruction!");
2120   abort();
2121 }
2122
2123 /// visitVANextInst - Implement the va_next instruction...
2124 ///
2125 void ISel::visitVANextInst(VANextInst &I) {
2126   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2127   unsigned DestReg = getReg(I);
2128
2129   unsigned Size;
2130   switch (I.getArgType()->getPrimitiveID()) {
2131   default:
2132     std::cerr << I;
2133     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2134     return;
2135   case Type::PointerTyID:
2136   case Type::UIntTyID:
2137   case Type::IntTyID:
2138     Size = 4;
2139     break;
2140   case Type::ULongTyID:
2141   case Type::LongTyID:
2142   case Type::DoubleTyID:
2143     Size = 8;
2144     break;
2145   }
2146
2147   // Increment the VAList pointer...
2148   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, DestReg).addReg(VAList).addZImm(Size);
2149 }
2150
2151 void ISel::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
2152   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2153   unsigned DestReg = getReg(I);
2154
2155   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
2156   default:
2157     std::cerr << I;
2158     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2159     return;
2160   case Type::PointerTyID:
2161   case Type::UIntTyID:
2162   case Type::IntTyID:
2163     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
2164     break;
2165   case Type::ULongTyID:
2166   case Type::LongTyID:
2167     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
2168     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), VAList, 4);
2169     break;
2170   case Type::DoubleTyID:
2171     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::FLDr64, 4, DestReg), VAList);
2172     break;
2173   }
2174 }
2175
2176
2177 void ISel::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
2178   unsigned outputReg = getReg(I);
2179   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
2180   emitGEPOperation(BB, MI, I.getOperand(0),
2181                    I.op_begin()+1, I.op_end(), outputReg);
2182 }
2183
2184 void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
2185                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
2186                             Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
2187                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
2188   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
2189   const Type *Ty = Src->getType();
2190   unsigned BaseReg = getReg(Src, MBB, IP);
2191
2192   // GEPs have zero or more indices; we must perform a struct access
2193   // or array access for each one.
2194   for (GetElementPtrInst::op_iterator oi = IdxBegin,
2195          oe = IdxEnd; oi != oe; ++oi) {
2196     Value *idx = *oi;
2197     unsigned NextReg = BaseReg;
2198     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
2199       // It's a struct access.  idx is the index into the structure,
2200       // which names the field. This index must have ubyte type.
2201       const ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(idx);
2202       assert(CUI->getType() == Type::UByteTy
2203               && "Funny-looking structure index in GEP");
2204       // Use the TargetData structure to pick out what the layout of
2205       // the structure is in memory.  Since the structure index must
2206       // be constant, we can get its value and use it to find the
2207       // right byte offset from the StructLayout class's list of
2208       // structure member offsets.
2209       unsigned idxValue = CUI->getValue();
2210       unsigned FieldOff = TD.getStructLayout(StTy)->MemberOffsets[idxValue];
2211       if (FieldOff) {
2212         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2213         // Emit an ADD to add FieldOff to the basePtr.
2214         BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(FieldOff);
2215       }
2216       // The next type is the member of the structure selected by the
2217       // index.
2218       Ty = StTy->getElementType(idxValue);
2219     } else if (const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(Ty)) {
2220       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
2221
2222       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
2223       // indices, we may not know its actual value at code-generation
2224       // time.
2225       assert(idx->getType() == Type::LongTy && "Bad GEP array index!");
2226
2227       // Most GEP instructions use a [cast (int/uint) to LongTy] as their
2228       // operand on X86.  Handle this case directly now...
2229       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
2230         if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
2231             CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
2232           idx = CI->getOperand(0);
2233
2234       // We want to add BaseReg to(idxReg * sizeof ElementType). First, we
2235       // must find the size of the pointed-to type (Not coincidentally, the next
2236       // type is the type of the elements in the array).
2237       Ty = SqTy->getElementType();
2238       unsigned elementSize = TD.getTypeSize(Ty);
2239
2240       // If idxReg is a constant, we don't need to perform the multiply!
2241       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
2242         if (!CSI->isNullValue()) {
2243           unsigned Offset = elementSize*CSI->getValue();
2244           NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2245           BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(Offset);
2246         }
2247       } else if (elementSize == 1) {
2248         // If the element size is 1, we don't have to multiply, just add
2249         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2250         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2251         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2, NextReg).addReg(BaseReg).addReg(idxReg);
2252       } else {
2253         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2254         unsigned OffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2255
2256         doMultiplyConst(MBB, IP, OffsetReg, Type::IntTy, idxReg, elementSize);
2257
2258         // Emit an ADD to add OffsetReg to the basePtr.
2259         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2260         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addReg(OffsetReg);
2261       }
2262     }
2263     // Now that we are here, further indices refer to subtypes of this
2264     // one, so we don't need to worry about BaseReg itself, anymore.
2265     BaseReg = NextReg;
2266   }
2267   // After we have processed all the indices, the result is left in
2268   // BaseReg.  Move it to the register where we were expected to
2269   // put the answer.  A 32-bit move should do it, because we are in
2270   // ILP32 land.
2271   BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
2272 }
2273
2274
2275 /// visitAllocaInst - If this is a fixed size alloca, allocate space from the
2276 /// frame manager, otherwise do it the hard way.
2277 ///
2278 void ISel::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
2279   // Find the data size of the alloca inst's getAllocatedType.
2280   const Type *Ty = I.getAllocatedType();
2281   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
2282
2283   // If this is a fixed size alloca in the entry block for the function,
2284   // statically stack allocate the space.
2285   //
2286   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getArraySize())) {
2287     if (I.getParent() == I.getParent()->getParent()->begin()) {
2288       TySize *= CUI->getValue();   // Get total allocated size...
2289       unsigned Alignment = TM.getTargetData().getTypeAlignment(Ty);
2290
2291       // Create a new stack object using the frame manager...
2292       int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(TySize, Alignment);
2293       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, getReg(I)), FrameIdx);
2294       return;
2295     }
2296   }
2297
2298   // Create a register to hold the temporary result of multiplying the type size
2299   // constant by the variable amount.
2300   unsigned TotalSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2301   unsigned SrcReg1 = getReg(I.getArraySize());
2302
2303   // TotalSizeReg = mul <numelements>, <TypeSize>
2304   MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2305   doMultiplyConst(BB, MBBI, TotalSizeReg, Type::UIntTy, SrcReg1, TySize);
2306
2307   // AddedSize = add <TotalSizeReg>, 15
2308   unsigned AddedSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2309   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, AddedSizeReg).addReg(TotalSizeReg).addZImm(15);
2310
2311   // AlignedSize = and <AddedSize>, ~15
2312   unsigned AlignedSize = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2313   BuildMI(BB, X86::ANDri32, 2, AlignedSize).addReg(AddedSizeReg).addZImm(~15);
2314
2315   // Subtract size from stack pointer, thereby allocating some space.
2316   BuildMI(BB, X86::SUBrr32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addReg(AlignedSize);
2317
2318   // Put a pointer to the space into the result register, by copying
2319   // the stack pointer.
2320   BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, getReg(I)).addReg(X86::ESP);
2321
2322   // Inform the Frame Information that we have just allocated a variable-sized
2323   // object.
2324   F->getFrameInfo()->CreateVariableSizedObject();
2325 }
2326
2327 /// visitMallocInst - Malloc instructions are code generated into direct calls
2328 /// to the library malloc.
2329 ///
2330 void ISel::visitMallocInst(MallocInst &I) {
2331   unsigned AllocSize = TM.getTargetData().getTypeSize(I.getAllocatedType());
2332   unsigned Arg;
2333
2334   if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(0))) {
2335     Arg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, C->getValue() * AllocSize));
2336   } else {
2337     Arg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2338     unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
2339     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2340     doMultiplyConst(BB, MBBI, Arg, Type::UIntTy, Op0Reg, AllocSize);
2341   }
2342
2343   std::vector<ValueRecord> Args;
2344   Args.push_back(ValueRecord(Arg, Type::UIntTy));
2345   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2346                                   1).addExternalSymbol("malloc", true);
2347   doCall(ValueRecord(getReg(I), I.getType()), TheCall, Args);
2348 }
2349
2350
2351 /// visitFreeInst - Free instructions are code gen'd to call the free libc
2352 /// function.
2353 ///
2354 void ISel::visitFreeInst(FreeInst &I) {
2355   std::vector<ValueRecord> Args;
2356   Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
2357   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2358                                   1).addExternalSymbol("free", true);
2359   doCall(ValueRecord(0, Type::VoidTy), TheCall, Args);
2360 }
2361
2362 /// createX86SimpleInstructionSelector - This pass converts an LLVM function
2363 /// into a machine code representation is a very simple peep-hole fashion.  The
2364 /// generated code sucks but the implementation is nice and simple.
2365 ///
2366 FunctionPass *llvm::createX86SimpleInstructionSelector(TargetMachine &TM) {
2367   return new ISel(TM);
2368 }