The BLX instruction is encoded differently than the BL, because why not? In
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMRegisterInfo.td
index ab73a595326d536f425b159d59855193baaf9b9e..462b158b38f2fd3faca7e1de135fe192305df2ba 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs -------------------*- C++ -*-===//
+//===- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs --------------*- tablegen -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -153,11 +153,11 @@ def Q15 : ARMReg<15, "q15", [D30, D31]>;
 
 // Pseudo 256-bit registers to represent pairs of Q registers. These should
 // never be present in the emitted code.
-// These are used for NEON load / store instructions, e.g. vld4, vst3.
-// NOTE: It's possible to define more QQ registers since technical the
-// starting D register number doesn't have to be multiple of 4. e.g. 
-// D1, D2, D3, D4 would be a legal quad. But that would make the sub-register
-// stuffs very messy.
+// These are used for NEON load / store instructions, e.g., vld4, vst3.
+// NOTE: It's possible to define more QQ registers since technically the
+// starting D register number doesn't have to be multiple of 4, e.g.,
+// D1, D2, D3, D4 would be a legal quad, but that would make the subregister
+// stuff very messy.
 let SubRegIndices = [qsub_0, qsub_1] in {
 let CompositeIndices = [(dsub_2 qsub_1, dsub_0), (dsub_3 qsub_1, dsub_1),
                         (ssub_4 qsub_1, ssub_0), (ssub_5 qsub_1, ssub_1),
@@ -197,9 +197,9 @@ def QQQQ3 : ARMReg<3, "qqqq3", [QQ6, QQ7]>;
 }
 
 // Current Program Status Register.
-def CPSR  : ARMReg<0, "cpsr">;
-
-def FPSCR : ARMReg<1, "fpscr">;
+def CPSR    : ARMReg<0, "cpsr">;
+def FPSCR   : ARMReg<1, "fpscr">;
+def ITSTATE : ARMReg<2, "itstate">;
 
 // Register classes.
 //
@@ -220,41 +220,11 @@ def GPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6,
     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
   }];
   let MethodBodies = [{
-    // FP is R11, R9 is available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_1[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7,
-      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10,
-      ARM::R11 };
-    // FP is R11, R9 is not available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_2[] = {
+    static const unsigned ARM_GPR_AO[] = {
       ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
       ARM::R12,ARM::LR,
       ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7,
-      ARM::R8, ARM::R10,
-      ARM::R11 };
-    // FP is R7, R9 is available as non-callee-saved register.
-    // This is used by Darwin.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_3[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R9, ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R10,ARM::R11,ARM::R7 };
-    // FP is R7, R9 is not available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_4[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R10,ARM::R11,
-      ARM::R7 };
-    // FP is R7, R9 is available as callee-saved register.
-    // This is used by non-Darwin platform in Thumb mode.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_5[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10,ARM::R11,ARM::R7 };
+      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10, ARM::R11 };
 
     // For Thumb1 mode, we don't want to allocate hi regs at all, as we
     // don't know how to spill them. If we make our prologue/epilogue code
@@ -270,85 +240,122 @@ def GPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6,
       const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
       if (Subtarget.isThumb1Only())
         return THUMB_GPR_AO;
-      if (Subtarget.isTargetDarwin()) {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          return ARM_GPR_AO_4;
-        else
-          return ARM_GPR_AO_3;
-      } else {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          return ARM_GPR_AO_2;
-        else if (Subtarget.isThumb())
-          return ARM_GPR_AO_5;
-        else
-          return ARM_GPR_AO_1;
-      }
+      return ARM_GPR_AO;
     }
 
     GPRClass::iterator
     GPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
       const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      GPRClass::iterator I;
-
-      if (Subtarget.isThumb1Only()) {
-        I = THUMB_GPR_AO + (sizeof(THUMB_GPR_AO)/sizeof(unsigned));
-        // Mac OS X requires FP not to be clobbered for backtracing purpose.
-        return (Subtarget.isTargetDarwin() || RI->hasFP(MF)) ? I-1 : I;
-      }
-
-      if (Subtarget.isTargetDarwin()) {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          I = ARM_GPR_AO_4 + (sizeof(ARM_GPR_AO_4)/sizeof(unsigned));
-        else
-          I = ARM_GPR_AO_3 + (sizeof(ARM_GPR_AO_3)/sizeof(unsigned));
-      } else {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          I = ARM_GPR_AO_2 + (sizeof(ARM_GPR_AO_2)/sizeof(unsigned));
-        else if (Subtarget.isThumb())
-          I = ARM_GPR_AO_5 + (sizeof(ARM_GPR_AO_5)/sizeof(unsigned));
-        else
-          I = ARM_GPR_AO_1 + (sizeof(ARM_GPR_AO_1)/sizeof(unsigned));
-      }
-
-      // Mac OS X requires FP not to be clobbered for backtracing purpose.
-      return (Subtarget.isTargetDarwin() || RI->hasFP(MF)) ? I-1 : I;
+      if (Subtarget.isThumb1Only())
+        return THUMB_GPR_AO + (sizeof(THUMB_GPR_AO)/sizeof(unsigned));
+      return ARM_GPR_AO + (sizeof(ARM_GPR_AO)/sizeof(unsigned));
+    }
+  }];
+}
+
+// restricted GPR register class. Many Thumb2 instructions allow the full
+// register range for operands, but have undefined behaviours when PC
+// or SP (R13 or R15) are used. The ARM ARM refers to these operands
+// via the BadReg() pseudo-code description.
+def rGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6,
+                                            R7, R8, R9, R10, R11, R12, LR]> {
+  let MethodProtos = [{
+    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
+    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
+  }];
+  let MethodBodies = [{
+    static const unsigned ARM_rGPR_AO[] = {
+      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
+      ARM::R12,ARM::LR,
+      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7,
+      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10,
+      ARM::R11 };
+
+    // For Thumb1 mode, we don't want to allocate hi regs at all, as we
+    // don't know how to spill them. If we make our prologue/epilogue code
+    // smarter at some point, we can go back to using the above allocation
+    // orders for the Thumb1 instructions that know how to use hi regs.
+    static const unsigned THUMB_rGPR_AO[] = {
+      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
+      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7 };
+
+    rGPRClass::iterator
+    rGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
+      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
+      if (Subtarget.isThumb1Only())
+        return THUMB_rGPR_AO;
+      return ARM_rGPR_AO;
+    }
+
+    rGPRClass::iterator
+    rGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
+      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
+      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
+
+      if (Subtarget.isThumb1Only())
+        return THUMB_rGPR_AO + (sizeof(THUMB_rGPR_AO)/sizeof(unsigned));
+      return ARM_rGPR_AO + (sizeof(ARM_rGPR_AO)/sizeof(unsigned));
     }
   }];
 }
 
 // Thumb registers are R0-R7 normally. Some instructions can still use
 // the general GPR register class above (MOV, e.g.)
-def tGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7]> {
+def tGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7]> {}
+
+// For tail calls, we can't use callee-saved registers, as they are restored
+// to the saved value before the tail call, which would clobber a call address.
+// Note, getMinimalPhysRegClass(R0) returns tGPR because of the names of
+// this class and the preceding one(!)  This is what we want.
+def tcGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R9, R12]> {
   let MethodProtos = [{
     iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
   }];
   let MethodBodies = [{
-    static const unsigned THUMB_tGPR_AO[] = {
+    // R9 is available.
+    static const unsigned ARM_GPR_R9_TC[] = {
       ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7 };
+      ARM::R9, ARM::R12 };
+    // R9 is not available.
+    static const unsigned ARM_GPR_NOR9_TC[] = {
+      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
+      ARM::R12 };
 
-    // FP is R7, only low registers available.
-    tGPRClass::iterator
-    tGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      return THUMB_tGPR_AO;
+    // For Thumb1 mode, we don't want to allocate hi regs at all, as we
+    // don't know how to spill them. If we make our prologue/epilogue code
+    // smarter at some point, we can go back to using the above allocation
+    // orders for the Thumb1 instructions that know how to use hi regs.
+    static const unsigned THUMB_GPR_AO_TC[] = {
+      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3 };
+
+    tcGPRClass::iterator
+    tcGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
+      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
+      if (Subtarget.isThumb1Only())
+        return THUMB_GPR_AO_TC;
+      return Subtarget.isTargetDarwin() ? ARM_GPR_R9_TC : ARM_GPR_NOR9_TC;
     }
 
-    tGPRClass::iterator
-    tGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
+    tcGPRClass::iterator
+    tcGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
       const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      tGPRClass::iterator I =
-        THUMB_tGPR_AO + (sizeof(THUMB_tGPR_AO)/sizeof(unsigned));
-      // Mac OS X requires FP not to be clobbered for backtracing purpose.
-      return (Subtarget.isTargetDarwin() || RI->hasFP(MF)) ? I-1 : I;
+
+      if (Subtarget.isThumb1Only())
+        return THUMB_GPR_AO_TC + (sizeof(THUMB_GPR_AO_TC)/sizeof(unsigned));
+
+      return Subtarget.isTargetDarwin() ?
+        ARM_GPR_R9_TC + (sizeof(ARM_GPR_R9_TC)/sizeof(unsigned)) :
+        ARM_GPR_NOR9_TC + (sizeof(ARM_GPR_NOR9_TC)/sizeof(unsigned));
     }
   }];
 }
 
+
 // Scalar single precision floating point register class..
 def SPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, [S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8,
   S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18, S19, S20, S21, S22,
@@ -374,27 +381,29 @@ def DPR : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32], 64,
     iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
   }];
   let MethodBodies = [{
-    // VFP2
+    // VFP2 / VFPv3-D16
     static const unsigned ARM_DPR_VFP2[] = {
       ARM::D0,  ARM::D1,  ARM::D2,  ARM::D3,
       ARM::D4,  ARM::D5,  ARM::D6,  ARM::D7,
       ARM::D8,  ARM::D9,  ARM::D10, ARM::D11,
       ARM::D12, ARM::D13, ARM::D14, ARM::D15 };
-    // VFP3
+    // VFP3: D8-D15 are callee saved and should be allocated last.
+    // Save other low registers for use as DPR_VFP2 and DPR_8 classes.
     static const unsigned ARM_DPR_VFP3[] = {
-      ARM::D0,  ARM::D1,  ARM::D2,  ARM::D3,
-      ARM::D4,  ARM::D5,  ARM::D6,  ARM::D7,
-      ARM::D8,  ARM::D9,  ARM::D10, ARM::D11,
-      ARM::D12, ARM::D13, ARM::D14, ARM::D15,
       ARM::D16, ARM::D17, ARM::D18, ARM::D19,
       ARM::D20, ARM::D21, ARM::D22, ARM::D23,
       ARM::D24, ARM::D25, ARM::D26, ARM::D27,
-      ARM::D28, ARM::D29, ARM::D30, ARM::D31 };
+      ARM::D28, ARM::D29, ARM::D30, ARM::D31,
+      ARM::D0,  ARM::D1,  ARM::D2,  ARM::D3,
+      ARM::D4,  ARM::D5,  ARM::D6,  ARM::D7,
+      ARM::D8,  ARM::D9,  ARM::D10, ARM::D11,
+      ARM::D12, ARM::D13, ARM::D14, ARM::D15 };
+
     DPRClass::iterator
     DPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
       const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.hasVFP3())
+      if (Subtarget.hasVFP3() && !Subtarget.hasD16())
         return ARM_DPR_VFP3;
       return ARM_DPR_VFP2;
     }
@@ -403,7 +412,7 @@ def DPR : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32], 64,
     DPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
       const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
       const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.hasVFP3())
+      if (Subtarget.hasVFP3() && !Subtarget.hasD16())
         return ARM_DPR_VFP3 + (sizeof(ARM_DPR_VFP3)/sizeof(unsigned));
       else
         return ARM_DPR_VFP2 + (sizeof(ARM_DPR_VFP2)/sizeof(unsigned));
@@ -431,6 +440,29 @@ def QPR : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64], 128,
                         [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7,
                          Q8,  Q9,  Q10, Q11, Q12, Q13, Q14, Q15]> {
   let SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1)];
+  let MethodProtos = [{
+    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
+    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
+  }];
+  let MethodBodies = [{
+    // Q4-Q7 are callee saved and should be allocated last.
+    // Save other low registers for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
+    static const unsigned ARM_QPR[] = {
+      ARM::Q8,  ARM::Q9,  ARM::Q10, ARM::Q11,
+      ARM::Q12, ARM::Q13, ARM::Q14, ARM::Q15,
+      ARM::Q0,  ARM::Q1,  ARM::Q2,  ARM::Q3,
+      ARM::Q4,  ARM::Q5,  ARM::Q6,  ARM::Q7 };
+
+    QPRClass::iterator
+    QPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QPR;
+    }
+
+    QPRClass::iterator
+    QPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QPR + (sizeof(ARM_QPR)/sizeof(unsigned));
+    }
+  }];
 }
 
 // Subset of QPR that have 32-bit SPR subregs.
@@ -456,6 +488,27 @@ def QQPR : RegisterClass<"ARM", [v4i64],
                          [QQ0, QQ1, QQ2, QQ3, QQ4, QQ5, QQ6, QQ7]> {
   let SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3),
                        (QPR qsub_0, qsub_1)];
+  let MethodProtos = [{
+    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
+    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
+  }];
+  let MethodBodies = [{
+    // QQ2-QQ3 are callee saved and should be allocated last.
+    // Save other low registers for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
+    static const unsigned ARM_QQPR[] = {
+      ARM::QQ4, ARM::QQ5, ARM::QQ6, ARM::QQ7,
+      ARM::QQ0, ARM::QQ1, ARM::QQ2, ARM::QQ3 };
+
+    QQPRClass::iterator
+    QQPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QQPR;
+    }
+
+    QQPRClass::iterator
+    QQPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QQPR + (sizeof(ARM_QQPR)/sizeof(unsigned));
+    }
+  }];
 }
 
 // Subset of QQPR that have 32-bit SPR subregs.
@@ -476,8 +529,27 @@ def QQQQPR : RegisterClass<"ARM", [v8i64],
   let SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3,
                             dsub_4, dsub_5, dsub_6, dsub_7),
                        (QPR qsub_0, qsub_1, qsub_2, qsub_3)];
+  let MethodProtos = [{
+    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
+    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
+  }];
+  let MethodBodies = [{
+    // QQQQ1 is callee saved and should be allocated last.
+    // Save QQQQ0 for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
+    static const unsigned ARM_QQQQPR[] = {
+      ARM::QQQQ2, ARM::QQQQ3, ARM::QQQQ0, ARM::QQQQ1 };
+
+    QQQQPRClass::iterator
+    QQQQPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QQQQPR;
+    }
+
+    QQQQPRClass::iterator
+    QQQQPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
+      return ARM_QQQQPR + (sizeof(ARM_QQQQPR)/sizeof(unsigned));
+    }
+  }];
 }
 
 // Condition code registers.
 def CCR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [CPSR]>;
-