ARM asm parsing should handle pre-indexed writeback w/o immediate.
[oota-llvm.git] / lib / Target / Mips / MipsISelLowering.cpp
index 5266bbc9f5a93732eed7d748491efec435ea8933..56fe993e2b992dfb751a1bc0d9363fa7dfdb39d7 100644 (file)
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 using namespace llvm;
 
+// If I is a shifted mask, set the size (Size) and the first bit of the 
+// mask (Pos), and return true.
+// For example, if I is 0x003ff800, (Pos, Size) = (11, 11).  
+static bool IsShiftedMask(uint64_t I, uint64_t &Pos, uint64_t &Size) {
+  if (!isUInt<32>(I) || !isShiftedMask_32(I))
+     return false;
+
+  Size = CountPopulation_32(I);
+  Pos = CountTrailingZeros_32(I);
+  return true;
+}
+
 const char *MipsTargetLowering::getTargetNodeName(unsigned Opcode) const {
   switch (Opcode) {
   case MipsISD::JmpLink:           return "MipsISD::JmpLink";
@@ -61,6 +73,9 @@ const char *MipsTargetLowering::getTargetNodeName(unsigned Opcode) const {
   case MipsISD::ExtractElementF64: return "MipsISD::ExtractElementF64";
   case MipsISD::WrapperPIC:        return "MipsISD::WrapperPIC";
   case MipsISD::DynAlloc:          return "MipsISD::DynAlloc";
+  case MipsISD::Sync:              return "MipsISD::Sync";
+  case MipsISD::Ext:               return "MipsISD::Ext";
+  case MipsISD::Ins:               return "MipsISD::Ins";
   default:                         return NULL;
   }
 }
@@ -73,6 +88,7 @@ MipsTargetLowering(MipsTargetMachine &TM)
   // Mips does not have i1 type, so use i32 for
   // setcc operations results (slt, sgt, ...).
   setBooleanContents(ZeroOrOneBooleanContent);
+  setBooleanVectorContents(ZeroOrOneBooleanContent); // FIXME: Is this correct?
 
   // Set up the register classes
   addRegisterClass(MVT::i32, Mips::CPURegsRegisterClass);
@@ -159,7 +175,14 @@ MipsTargetLowering(MipsTargetMachine &TM)
   // Use the default for now
   setOperationAction(ISD::STACKSAVE,         MVT::Other, Expand);
   setOperationAction(ISD::STACKRESTORE,      MVT::Other, Expand);
-  setOperationAction(ISD::MEMBARRIER,        MVT::Other, Expand);
+
+  setOperationAction(ISD::MEMBARRIER,        MVT::Other, Custom);
+  setOperationAction(ISD::ATOMIC_FENCE,      MVT::Other, Custom);  
+
+  setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD,       MVT::i32,    Expand);  
+  setOperationAction(ISD::ATOMIC_STORE,      MVT::i32,    Expand);  
+
+  setInsertFencesForAtomic(true);
 
   if (Subtarget->isSingleFloat())
     setOperationAction(ISD::SELECT_CC, MVT::f64, Expand);
@@ -180,6 +203,8 @@ MipsTargetLowering(MipsTargetMachine &TM)
   setTargetDAGCombine(ISD::SDIVREM);
   setTargetDAGCombine(ISD::UDIVREM);
   setTargetDAGCombine(ISD::SETCC);
+  setTargetDAGCombine(ISD::AND);
+  setTargetDAGCombine(ISD::OR);
 
   setMinFunctionAlignment(2);
 
@@ -190,7 +215,12 @@ MipsTargetLowering(MipsTargetMachine &TM)
   setExceptionSelectorRegister(Mips::A1);
 }
 
-MVT::SimpleValueType MipsTargetLowering::getSetCCResultType(EVT VT) const {
+bool MipsTargetLowering::allowsUnalignedMemoryAccesses(EVT VT) const {
+  MVT::SimpleValueType SVT = VT.getSimpleVT().SimpleTy;
+  return SVT == MVT::i32 || SVT == MVT::i16; 
+}
+
+EVT MipsTargetLowering::getSetCCResultType(EVT VT) const {
   return MVT::i32;
 }
 
@@ -490,6 +520,101 @@ static SDValue PerformSETCCCombine(SDNode *N, SelectionDAG& DAG,
   return CreateCMovFP(DAG, Cond, True, False, N->getDebugLoc());
 }
 
+static SDValue PerformANDCombine(SDNode *N, SelectionDAG& DAG,
+                                 TargetLowering::DAGCombinerInfo &DCI,
+                                 const MipsSubtarget* Subtarget) {
+  // Pattern match EXT.
+  //  $dst = and ((sra or srl) $src , pos), (2**size - 1)
+  //  => ext $dst, $src, size, pos
+  if (DCI.isBeforeLegalizeOps() || !Subtarget->isMips32r2())
+    return SDValue();
+
+  SDValue ShiftRight = N->getOperand(0), Mask = N->getOperand(1);
+  
+  // Op's first operand must be a shift right.
+  if (ShiftRight.getOpcode() != ISD::SRA && ShiftRight.getOpcode() != ISD::SRL)
+    return SDValue();
+
+  // The second operand of the shift must be an immediate.
+  uint64_t Pos;
+  ConstantSDNode *CN;
+  if (!(CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(ShiftRight.getOperand(1))))
+    return SDValue();
+  
+  Pos = CN->getZExtValue();
+
+  uint64_t SMPos, SMSize;
+  // Op's second operand must be a shifted mask.
+  if (!(CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Mask)) ||
+      !IsShiftedMask(CN->getZExtValue(), SMPos, SMSize))
+    return SDValue();
+
+  // Return if the shifted mask does not start at bit 0 or the sum of its size
+  // and Pos exceeds the word's size.
+  if (SMPos != 0 || Pos + SMSize > 32)
+    return SDValue();
+
+  return DAG.getNode(MipsISD::Ext, N->getDebugLoc(), MVT::i32,
+                     ShiftRight.getOperand(0),
+                     DAG.getConstant(Pos, MVT::i32),
+                     DAG.getConstant(SMSize, MVT::i32));
+}
+  
+static SDValue PerformORCombine(SDNode *N, SelectionDAG& DAG,
+                                TargetLowering::DAGCombinerInfo &DCI,
+                                const MipsSubtarget* Subtarget) {
+  // Pattern match INS.
+  //  $dst = or (and $src1 , mask0), (and (shl $src, pos), mask1),
+  //  where mask1 = (2**size - 1) << pos, mask0 = ~mask1 
+  //  => ins $dst, $src, size, pos, $src1
+  if (DCI.isBeforeLegalizeOps() || !Subtarget->isMips32r2())
+    return SDValue();
+
+  SDValue And0 = N->getOperand(0), And1 = N->getOperand(1);
+  uint64_t SMPos0, SMSize0, SMPos1, SMSize1;
+  ConstantSDNode *CN;
+
+  // See if Op's first operand matches (and $src1 , mask0).
+  if (And0.getOpcode() != ISD::AND)
+    return SDValue();
+
+  if (!(CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(And0.getOperand(1))) ||
+      !IsShiftedMask(~CN->getSExtValue(), SMPos0, SMSize0))
+    return SDValue();
+
+  // See if Op's second operand matches (and (shl $src, pos), mask1).
+  if (And1.getOpcode() != ISD::AND)
+    return SDValue();
+  
+  if (!(CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(And1.getOperand(1))) ||
+      !IsShiftedMask(CN->getZExtValue(), SMPos1, SMSize1))
+    return SDValue();
+
+  // The shift masks must have the same position and size.
+  if (SMPos0 != SMPos1 || SMSize0 != SMSize1)
+    return SDValue();
+
+  SDValue Shl = And1.getOperand(0);
+  if (Shl.getOpcode() != ISD::SHL)
+    return SDValue();
+
+  if (!(CN = dyn_cast<ConstantSDNode>(Shl.getOperand(1))))
+    return SDValue();
+
+  unsigned Shamt = CN->getZExtValue();
+
+  // Return if the shift amount and the first bit position of mask are not the
+  // same.  
+  if (Shamt != SMPos0)
+    return SDValue();
+  
+  return DAG.getNode(MipsISD::Ins, N->getDebugLoc(), MVT::i32,
+                     Shl.getOperand(0),
+                     DAG.getConstant(SMPos0, MVT::i32),
+                     DAG.getConstant(SMSize0, MVT::i32),
+                     And0.getOperand(0));  
+}
+  
 SDValue  MipsTargetLowering::PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI)
   const {
   SelectionDAG &DAG = DCI.DAG;
@@ -506,6 +631,10 @@ SDValue  MipsTargetLowering::PerformDAGCombine(SDNode *N, DAGCombinerInfo &DCI)
     return PerformDivRemCombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
   case ISD::SETCC:
     return PerformSETCCCombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
+  case ISD::AND:
+    return PerformANDCombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
+  case ISD::OR:
+    return PerformORCombine(N, DAG, DCI, Subtarget);
   }
 
   return SDValue();
@@ -527,6 +656,8 @@ LowerOperation(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const
     case ISD::VASTART:            return LowerVASTART(Op, DAG);
     case ISD::FCOPYSIGN:          return LowerFCOPYSIGN(Op, DAG);
     case ISD::FRAMEADDR:          return LowerFRAMEADDR(Op, DAG);
+    case ISD::MEMBARRIER:         return LowerMEMBARRIER(Op, DAG);
+    case ISD::ATOMIC_FENCE:       return LowerATOMIC_FENCE(Op, DAG);
   }
   return SDValue();
 }
@@ -733,13 +864,13 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicBinary(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *BB,
   const TargetInstrInfo *TII = getTargetMachine().getInstrInfo();
   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 
-  unsigned Oldval = MI->getOperand(0).getReg();
+  unsigned OldVal = MI->getOperand(0).getReg();
   unsigned Ptr = MI->getOperand(1).getReg();
   unsigned Incr = MI->getOperand(2).getReg();
 
-  unsigned Tmp1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp3 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned StoreVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned AndRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned Success = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 
   // insert new blocks after the current block
   const BasicBlock *LLVM_BB = BB->getBasicBlock();
@@ -765,25 +896,27 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicBinary(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *BB,
 
   //  loopMBB:
   //    ll oldval, 0(ptr)
-  //    <binop> tmp1, oldval, incr
-  //    sc tmp3, tmp1, 0(ptr)
-  //    beq tmp3, $0, loopMBB
+  //    <binop> storeval, oldval, incr
+  //    sc success, storeval, 0(ptr)
+  //    beq success, $0, loopMBB
   BB = loopMBB;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), Oldval).addReg(Ptr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), OldVal).addReg(Ptr).addImm(0);
   if (Nand) {
-    //  and tmp2, oldval, incr
-    //  nor tmp1, $0, tmp2
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Tmp2).addReg(Oldval).addReg(Incr);
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), Tmp1).addReg(Mips::ZERO).addReg(Tmp2);
+    //  and andres, oldval, incr
+    //  nor storeval, $0, andres
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), AndRes).addReg(OldVal).addReg(Incr);
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), StoreVal)
+      .addReg(Mips::ZERO).addReg(AndRes);
   } else if (BinOpcode) {
-    //  <binop> tmp1, oldval, incr
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(BinOpcode), Tmp1).addReg(Oldval).addReg(Incr);
+    //  <binop> storeval, oldval, incr
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(BinOpcode), StoreVal).addReg(OldVal).addReg(Incr);
   } else {
-    Tmp1 = Incr;
+    StoreVal = Incr;
   }
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Tmp3).addReg(Tmp1).addReg(Ptr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Success)
+    .addReg(StoreVal).addReg(Ptr).addImm(0);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BEQ))
-    .addReg(Tmp3).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loopMBB);
+    .addReg(Success).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loopMBB);
 
   MI->eraseFromParent();   // The instruction is gone now.
 
@@ -808,24 +941,24 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicBinaryPartword(MachineInstr *MI,
   unsigned Ptr = MI->getOperand(1).getReg();
   unsigned Incr = MI->getOperand(2).getReg();
 
-  unsigned Addr = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Shift = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned AlignedAddr = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned ShiftAmt = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
   unsigned Mask = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
   unsigned Mask2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Newval = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Oldval = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned NewVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned OldVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
   unsigned Incr2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp3 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp6 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp7 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp8 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp9 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp10 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp11 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp12 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp13 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskLSB2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned PtrLSB2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskUpper = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned AndRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned BinOpRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedOldVal0 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned StoreVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedOldVal1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned SrlRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned SllRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned Success = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 
   // insert new blocks after the current block
   const BasicBlock *LLVM_BB = BB->getBasicBlock();
@@ -850,84 +983,94 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicBinaryPartword(MachineInstr *MI,
   sinkMBB->addSuccessor(exitMBB);
 
   //  thisMBB:
-  //    addiu   tmp1,$0,-4                # 0xfffffffc
-  //    and     addr,ptr,tmp1
-  //    andi    tmp2,ptr,3
-  //    sll     shift,tmp2,3
-  //    ori     tmp3,$0,255               # 0xff
-  //    sll     mask,tmp3,shift
+  //    addiu   masklsb2,$0,-4                # 0xfffffffc
+  //    and     alignedaddr,ptr,masklsb2
+  //    andi    ptrlsb2,ptr,3
+  //    sll     shiftamt,ptrlsb2,3
+  //    ori     maskupper,$0,255               # 0xff
+  //    sll     mask,maskupper,shiftamt
   //    nor     mask2,$0,mask
-  //    sll     incr2,incr,shift
+  //    sll     incr2,incr,shiftamt
 
   int64_t MaskImm = (Size == 1) ? 255 : 65535;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ADDiu), Tmp1).addReg(Mips::ZERO).addImm(-4);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Addr).addReg(Ptr).addReg(Tmp1);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), Tmp2).addReg(Ptr).addImm(3);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Shift).addReg(Tmp2).addImm(3);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ORi), Tmp3).addReg(Mips::ZERO).addImm(MaskImm);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Mask).addReg(Tmp3).addReg(Shift);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ADDiu), MaskLSB2)
+    .addReg(Mips::ZERO).addImm(-4);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), AlignedAddr)
+    .addReg(Ptr).addReg(MaskLSB2);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), PtrLSB2).addReg(Ptr).addImm(3);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), ShiftAmt).addReg(PtrLSB2).addImm(3);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ORi), MaskUpper)
+    .addReg(Mips::ZERO).addImm(MaskImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLLV), Mask)
+    .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskUpper);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), Mask2).addReg(Mips::ZERO).addReg(Mask);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Incr2).addReg(Incr).addReg(Shift);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLLV), Incr2).addReg(ShiftAmt).addReg(Incr);
 
 
   // atomic.load.binop
   // loopMBB:
-  //   ll      oldval,0(addr)
-  //   binop   tmp7,oldval,incr2
-  //   and     newval,tmp7,mask
-  //   and     tmp8,oldval,mask2
-  //   or      tmp9,tmp8,newval
-  //   sc      tmp13,tmp9,0(addr)
-  //   beq     tmp13,$0,loopMBB
-  
+  //   ll      oldval,0(alignedaddr)
+  //   binop   binopres,oldval,incr2
+  //   and     newval,binopres,mask
+  //   and     maskedoldval0,oldval,mask2
+  //   or      storeval,maskedoldval0,newval
+  //   sc      success,storeval,0(alignedaddr)
+  //   beq     success,$0,loopMBB
+
   // atomic.swap
   // loopMBB:
-  //   ll      oldval,0(addr)
+  //   ll      oldval,0(alignedaddr)
   //   and     newval,incr2,mask
-  //   and     tmp8,oldval,mask2
-  //   or      tmp9,tmp8,newval
-  //   sc      tmp13,tmp9,0(addr)
-  //   beq     tmp13,$0,loopMBB
+  //   and     maskedoldval0,oldval,mask2
+  //   or      storeval,maskedoldval0,newval
+  //   sc      success,storeval,0(alignedaddr)
+  //   beq     success,$0,loopMBB
 
   BB = loopMBB;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), Oldval).addReg(Addr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), OldVal).addReg(AlignedAddr).addImm(0);
   if (Nand) {
-    //  and tmp6, oldval, incr2
-    //  nor tmp7, $0, tmp6
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Tmp6).addReg(Oldval).addReg(Incr2);
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), Tmp7).addReg(Mips::ZERO).addReg(Tmp6);
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Newval).addReg(Tmp7).addReg(Mask);
+    //  and andres, oldval, incr2
+    //  nor binopres, $0, andres
+    //  and newval, binopres, mask
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), AndRes).addReg(OldVal).addReg(Incr2);
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), BinOpRes)
+      .addReg(Mips::ZERO).addReg(AndRes);
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), NewVal).addReg(BinOpRes).addReg(Mask);
   } else if (BinOpcode) {
-    //  <binop> tmp7, oldval, incr2
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(BinOpcode), Tmp7).addReg(Oldval).addReg(Incr2);
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Newval).addReg(Tmp7).addReg(Mask);
+    //  <binop> binopres, oldval, incr2
+    //  and newval, binopres, mask
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(BinOpcode), BinOpRes).addReg(OldVal).addReg(Incr2);
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), NewVal).addReg(BinOpRes).addReg(Mask);
   } else {// atomic.swap
-    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), Newval).addReg(Incr2).addReg(Mask);    
+    //  and newval, incr2, mask
+    BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), NewVal).addReg(Incr2).addReg(Mask);
   }
     
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Tmp8).addReg(Oldval).addReg(Mask2);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::OR), Tmp9).addReg(Tmp8).addReg(Newval);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Tmp13)
-    .addReg(Tmp9).addReg(Addr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), MaskedOldVal0)
+    .addReg(OldVal).addReg(Mask2);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::OR), StoreVal)
+    .addReg(MaskedOldVal0).addReg(NewVal);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Success)
+    .addReg(StoreVal).addReg(AlignedAddr).addImm(0);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BEQ))
-    .addReg(Tmp13).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loopMBB);
+    .addReg(Success).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loopMBB);
 
   //  sinkMBB:
-  //    and     tmp10,oldval,mask
-  //    srl     tmp11,tmp10,shift
-  //    sll     tmp12,tmp11,24
-  //    sra     dest,tmp12,24
+  //    and     maskedoldval1,oldval,mask
+  //    srl     srlres,maskedoldval1,shiftamt
+  //    sll     sllres,srlres,24
+  //    sra     dest,sllres,24
   BB = sinkMBB;
   int64_t ShiftImm = (Size == 1) ? 24 : 16;
 
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Tmp10)
-    .addReg(Oldval).addReg(Mask);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRL), Tmp11)
-      .addReg(Tmp10).addReg(Shift);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Tmp12)
-      .addReg(Tmp11).addImm(ShiftImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), MaskedOldVal1)
+    .addReg(OldVal).addReg(Mask);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRLV), SrlRes)
+      .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskedOldVal1);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), SllRes)
+      .addReg(SrlRes).addImm(ShiftImm);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRA), Dest)
-      .addReg(Tmp12).addImm(ShiftImm);
+      .addReg(SllRes).addImm(ShiftImm);
 
   MI->eraseFromParent();   // The instruction is gone now.
 
@@ -948,10 +1091,10 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicCmpSwap(MachineInstr *MI,
 
   unsigned Dest    = MI->getOperand(0).getReg();
   unsigned Ptr     = MI->getOperand(1).getReg();
-  unsigned Oldval  = MI->getOperand(2).getReg();
-  unsigned Newval  = MI->getOperand(3).getReg();
+  unsigned OldVal  = MI->getOperand(2).getReg();
+  unsigned NewVal  = MI->getOperand(3).getReg();
 
-  unsigned Tmp3 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned Success = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 
   // insert new blocks after the current block
   const BasicBlock *LLVM_BB = BB->getBasicBlock();
@@ -985,15 +1128,16 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicCmpSwap(MachineInstr *MI,
   BB = loop1MBB;
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), Dest).addReg(Ptr).addImm(0);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BNE))
-    .addReg(Dest).addReg(Oldval).addMBB(exitMBB);
+    .addReg(Dest).addReg(OldVal).addMBB(exitMBB);
 
   // loop2MBB:
-  //   sc tmp3, tmp1, 0(ptr)
-  //   beq tmp3, $0, loop1MBB
+  //   sc success, newval, 0(ptr)
+  //   beq success, $0, loop1MBB
   BB = loop2MBB;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Tmp3).addReg(Newval).addReg(Ptr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Success)
+    .addReg(NewVal).addReg(Ptr).addImm(0);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BEQ))
-    .addReg(Tmp3).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loop1MBB);
+    .addReg(Success).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loop1MBB);
 
   MI->eraseFromParent();   // The instruction is gone now.
 
@@ -1015,27 +1159,27 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicCmpSwapPartword(MachineInstr *MI,
 
   unsigned Dest    = MI->getOperand(0).getReg();
   unsigned Ptr     = MI->getOperand(1).getReg();
-  unsigned Oldval  = MI->getOperand(2).getReg();
-  unsigned Newval  = MI->getOperand(3).getReg();
+  unsigned CmpVal  = MI->getOperand(2).getReg();
+  unsigned NewVal  = MI->getOperand(3).getReg();
 
-  unsigned Addr = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Shift = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned AlignedAddr = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned ShiftAmt = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
   unsigned Mask = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
   unsigned Mask2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Oldval2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Oldval3 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Oldval4 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Newval2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp3 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp4 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp5 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp6 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp7 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp8 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp9 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
-  unsigned Tmp10 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned ShiftedCmpVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned OldVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedOldVal0 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned ShiftedNewVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskLSB2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned PtrLSB2 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskUpper = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedCmpVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedNewVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned MaskedOldVal1 = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned StoreVal = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned SrlRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned SllRes = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
+  unsigned Success = RegInfo.createVirtualRegister(RC);
 
   // insert new blocks after the current block
   const BasicBlock *LLVM_BB = BB->getBasicBlock();
@@ -1065,66 +1209,77 @@ MipsTargetLowering::EmitAtomicCmpSwapPartword(MachineInstr *MI,
 
   // FIXME: computation of newval2 can be moved to loop2MBB.
   //  thisMBB:
-  //    addiu   tmp1,$0,-4                # 0xfffffffc
-  //    and     addr,ptr,tmp1
-  //    andi    tmp2,ptr,3
-  //    sll     shift,tmp2,3
-  //    ori     tmp3,$0,255               # 0xff
-  //    sll     mask,tmp3,shift
+  //    addiu   masklsb2,$0,-4                # 0xfffffffc
+  //    and     alignedaddr,ptr,masklsb2
+  //    andi    ptrlsb2,ptr,3
+  //    sll     shiftamt,ptrlsb2,3
+  //    ori     maskupper,$0,255               # 0xff
+  //    sll     mask,maskupper,shiftamt
   //    nor     mask2,$0,mask
-  //    andi    tmp4,oldval,255
-  //    sll     oldval2,tmp4,shift
-  //    andi    tmp5,newval,255
-  //    sll     newval2,tmp5,shift
+  //    andi    maskedcmpval,cmpval,255
+  //    sll     shiftedcmpval,maskedcmpval,shiftamt
+  //    andi    maskednewval,newval,255
+  //    sll     shiftednewval,maskednewval,shiftamt
   int64_t MaskImm = (Size == 1) ? 255 : 65535;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ADDiu), Tmp1).addReg(Mips::ZERO).addImm(-4);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Addr).addReg(Ptr).addReg(Tmp1);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), Tmp2).addReg(Ptr).addImm(3);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Shift).addReg(Tmp2).addImm(3);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ORi), Tmp3).addReg(Mips::ZERO).addImm(MaskImm);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Mask).addReg(Tmp3).addReg(Shift);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ADDiu), MaskLSB2)
+    .addReg(Mips::ZERO).addImm(-4);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), AlignedAddr)
+    .addReg(Ptr).addReg(MaskLSB2);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), PtrLSB2).addReg(Ptr).addImm(3);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), ShiftAmt).addReg(PtrLSB2).addImm(3);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ORi), MaskUpper)
+    .addReg(Mips::ZERO).addImm(MaskImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLLV), Mask)
+    .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskUpper);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::NOR), Mask2).addReg(Mips::ZERO).addReg(Mask);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), Tmp4).addReg(Oldval).addImm(MaskImm);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Oldval2).addReg(Tmp4).addReg(Shift);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), Tmp5).addReg(Newval).addImm(MaskImm);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Newval2).addReg(Tmp5).addReg(Shift);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), MaskedCmpVal)
+    .addReg(CmpVal).addImm(MaskImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLLV), ShiftedCmpVal)
+    .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskedCmpVal);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::ANDi), MaskedNewVal)
+    .addReg(NewVal).addImm(MaskImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLLV), ShiftedNewVal)
+    .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskedNewVal);
 
   //  loop1MBB:
-  //    ll      oldval3,0(addr)
-  //    and     oldval4,oldval3,mask
-  //    bne     oldval4,oldval2,sinkMBB
+  //    ll      oldval,0(alginedaddr)
+  //    and     maskedoldval0,oldval,mask
+  //    bne     maskedoldval0,shiftedcmpval,sinkMBB
   BB = loop1MBB;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), Oldval3).addReg(Addr).addImm(0);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Oldval4).addReg(Oldval3).addReg(Mask);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::LL), OldVal).addReg(AlignedAddr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), MaskedOldVal0)
+    .addReg(OldVal).addReg(Mask);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BNE))
-      .addReg(Oldval4).addReg(Oldval2).addMBB(sinkMBB);
+    .addReg(MaskedOldVal0).addReg(ShiftedCmpVal).addMBB(sinkMBB);
 
   //  loop2MBB:
-  //    and     tmp6,oldval3,mask2
-  //    or      tmp7,tmp6,newval2
-  //    sc      tmp10,tmp7,0(addr)
-  //    beq     tmp10,$0,loop1MBB
+  //    and     maskedoldval1,oldval,mask2
+  //    or      storeval,maskedoldval1,shiftednewval
+  //    sc      success,storeval,0(alignedaddr)
+  //    beq     success,$0,loop1MBB
   BB = loop2MBB;
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), Tmp6).addReg(Oldval3).addReg(Mask2);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::OR), Tmp7).addReg(Tmp6).addReg(Newval2);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Tmp10)
-      .addReg(Tmp7).addReg(Addr).addImm(0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::AND), MaskedOldVal1)
+    .addReg(OldVal).addReg(Mask2);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::OR), StoreVal)
+    .addReg(MaskedOldVal1).addReg(ShiftedNewVal);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SC), Success)
+      .addReg(StoreVal).addReg(AlignedAddr).addImm(0);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::BEQ))
-      .addReg(Tmp10).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loop1MBB);
+      .addReg(Success).addReg(Mips::ZERO).addMBB(loop1MBB);
 
   //  sinkMBB:
-  //    srl     tmp8,oldval4,shift
-  //    sll     tmp9,tmp8,24
-  //    sra     dest,tmp9,24
+  //    srl     srlres,maskedoldval0,shiftamt
+  //    sll     sllres,srlres,24
+  //    sra     dest,sllres,24
   BB = sinkMBB;
   int64_t ShiftImm = (Size == 1) ? 24 : 16;
 
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRL), Tmp8)
-      .addReg(Oldval4).addReg(Shift);
-  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), Tmp9)
-      .addReg(Tmp8).addImm(ShiftImm);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRLV), SrlRes)
+      .addReg(ShiftAmt).addReg(MaskedOldVal0);
+  BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SLL), SllRes)
+      .addReg(SrlRes).addImm(ShiftImm);
   BuildMI(BB, dl, TII->get(Mips::SRA), Dest)
-      .addReg(Tmp9).addImm(ShiftImm);
+      .addReg(SllRes).addImm(ShiftImm);
 
   MI->eraseFromParent();   // The instruction is gone now.
 
@@ -1501,6 +1656,25 @@ LowerFRAMEADDR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
   return FrameAddr;
 }
 
+// TODO: set SType according to the desired memory barrier behavior.
+SDValue MipsTargetLowering::LowerMEMBARRIER(SDValue Op,
+                                            SelectionDAG& DAG) const {
+  unsigned SType = 0;
+  DebugLoc dl = Op.getDebugLoc();
+  return DAG.getNode(MipsISD::Sync, dl, MVT::Other, Op.getOperand(0),
+                     DAG.getConstant(SType, MVT::i32));
+}
+
+SDValue MipsTargetLowering::LowerATOMIC_FENCE(SDValue Op,
+                                              SelectionDAG& DAG) const {
+  // FIXME: Need pseudo-fence for 'singlethread' fences
+  // FIXME: Set SType for weaker fences where supported/appropriate.
+  unsigned SType = 0;
+  DebugLoc dl = Op.getDebugLoc();
+  return DAG.getNode(MipsISD::Sync, dl, MVT::Other, Op.getOperand(0),
+                     DAG.getConstant(SType, MVT::i32));
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //                      Calling Convention Implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -1630,41 +1804,90 @@ WriteByValArg(SDValue& Chain, DebugLoc dl,
               SmallVector<SDValue, 8>& MemOpChains, int& LastFI,
               MachineFrameInfo *MFI, SelectionDAG &DAG, SDValue Arg,
               const CCValAssign &VA, const ISD::ArgFlagsTy& Flags,
-              MVT PtrType) {
-  unsigned FirstWord = VA.getLocMemOffset() / 4;
-  unsigned NumWords = (Flags.getByValSize() + 3) / 4;
-  unsigned LastWord = FirstWord + NumWords;
-  unsigned CurWord;
-
-  // copy the first 4 words of byval arg to registers A0 - A3
-  for (CurWord = FirstWord; CurWord < std::min(LastWord, O32IntRegsSize);
-       ++CurWord) {
+              MVT PtrType, bool isLittle) {
+  unsigned LocMemOffset = VA.getLocMemOffset();
+  unsigned Offset = 0;
+  uint32_t RemainingSize = Flags.getByValSize();
+  unsigned ByValAlign = Flags.getByValAlign();
+
+  // Copy the first 4 words of byval arg to registers A0 - A3.
+  // FIXME: Use a stricter alignment if it enables better optimization in passes
+  //        run later.
+  for (; RemainingSize >= 4 && LocMemOffset < 4 * 4;
+       Offset += 4, RemainingSize -= 4, LocMemOffset += 4) {
     SDValue LoadPtr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, MVT::i32, Arg,
-                                  DAG.getConstant((CurWord - FirstWord) * 4,
-                                                  MVT::i32));
+                                  DAG.getConstant(Offset, MVT::i32));
     SDValue LoadVal = DAG.getLoad(MVT::i32, dl, Chain, LoadPtr,
                                   MachinePointerInfo(),
-                                  false, false, 0);
+                                  false, false, std::min(ByValAlign,
+                                                         (unsigned )4));
     MemOpChains.push_back(LoadVal.getValue(1));
-    unsigned DstReg = O32IntRegs[CurWord];
+    unsigned DstReg = O32IntRegs[LocMemOffset / 4];
     RegsToPass.push_back(std::make_pair(DstReg, LoadVal));
   }
 
-  // copy remaining part of byval arg to stack.
-  if (CurWord < LastWord) {
-    unsigned SizeInBytes = (LastWord - CurWord) * 4;
-    SDValue Src = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, MVT::i32, Arg,
-                              DAG.getConstant((CurWord - FirstWord) * 4,
-                                              MVT::i32));
-    LastFI = MFI->CreateFixedObject(SizeInBytes, CurWord * 4, true);
-    SDValue Dst = DAG.getFrameIndex(LastFI, PtrType);
-    Chain = DAG.getMemcpy(Chain, dl, Dst, Src,
-                          DAG.getConstant(SizeInBytes, MVT::i32),
-                          /*Align*/4,
-                          /*isVolatile=*/false, /*AlwaysInline=*/false,
-                          MachinePointerInfo(0), MachinePointerInfo(0));
-    MemOpChains.push_back(Chain);
+  if (RemainingSize == 0)
+    return;
+
+  // If there still is a register available for argument passing, write the
+  // remaining part of the structure to it using subword loads and shifts.
+  if (LocMemOffset < 4 * 4) {
+    assert(RemainingSize <= 3 && RemainingSize >= 1 &&
+           "There must be one to three bytes remaining.");
+    unsigned LoadSize = (RemainingSize == 3 ? 2 : RemainingSize);
+    SDValue LoadPtr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, MVT::i32, Arg,
+                                  DAG.getConstant(Offset, MVT::i32));
+    unsigned Alignment = std::min(ByValAlign, (unsigned )4);
+    SDValue LoadVal = DAG.getExtLoad(ISD::ZEXTLOAD, dl, MVT::i32, Chain,
+                                     LoadPtr, MachinePointerInfo(),
+                                     MVT::getIntegerVT(LoadSize * 8), false,
+                                     false, Alignment);
+    MemOpChains.push_back(LoadVal.getValue(1));
+
+    // If target is big endian, shift it to the most significant half-word or
+    // byte.
+    if (!isLittle)
+      LoadVal = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, MVT::i32, LoadVal,
+                            DAG.getConstant(32 - LoadSize * 8, MVT::i32));
+
+    Offset += LoadSize;
+    RemainingSize -= LoadSize;
+
+    // Read second subword if necessary.
+    if (RemainingSize != 0)  {
+      assert(RemainingSize == 1 && "There must be one byte remaining.");
+      LoadPtr = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, MVT::i32, Arg, 
+                            DAG.getConstant(Offset, MVT::i32));
+      unsigned Alignment = std::min(ByValAlign, (unsigned )2);
+      SDValue Subword = DAG.getExtLoad(ISD::ZEXTLOAD, dl, MVT::i32, Chain,
+                                       LoadPtr, MachinePointerInfo(),
+                                       MVT::i8, false, false, Alignment);
+      MemOpChains.push_back(Subword.getValue(1));
+      // Insert the loaded byte to LoadVal.
+      // FIXME: Use INS if supported by target.
+      unsigned ShiftAmt = isLittle ? 16 : 8;
+      SDValue Shift = DAG.getNode(ISD::SHL, dl, MVT::i32, Subword,
+                                  DAG.getConstant(ShiftAmt, MVT::i32));
+      LoadVal = DAG.getNode(ISD::OR, dl, MVT::i32, LoadVal, Shift);
+    }
+
+    unsigned DstReg = O32IntRegs[LocMemOffset / 4];
+    RegsToPass.push_back(std::make_pair(DstReg, LoadVal));
+    return;
   }
+
+  // Create a fixed object on stack at offset LocMemOffset and copy
+  // remaining part of byval arg to it using memcpy.
+  SDValue Src = DAG.getNode(ISD::ADD, dl, MVT::i32, Arg,
+                            DAG.getConstant(Offset, MVT::i32));
+  LastFI = MFI->CreateFixedObject(RemainingSize, LocMemOffset, true);
+  SDValue Dst = DAG.getFrameIndex(LastFI, PtrType);
+  Chain = DAG.getMemcpy(Chain, dl, Dst, Src,
+                        DAG.getConstant(RemainingSize, MVT::i32),
+                        std::min(ByValAlign, (unsigned)4),
+                        /*isVolatile=*/false, /*AlwaysInline=*/false,
+                        MachinePointerInfo(0), MachinePointerInfo(0));
+  MemOpChains.push_back(Chain);
 }
 
 /// LowerCall - functions arguments are copied from virtual regs to
@@ -1797,7 +2020,7 @@ MipsTargetLowering::LowerCall(SDValue Chain, SDValue Callee,
       assert(Flags.getByValSize() &&
              "ByVal args of size 0 should have been ignored by front-end.");
       WriteByValArg(Chain, dl, RegsToPass, MemOpChains, LastFI, MFI, DAG, Arg,
-                    VA, Flags, getPointerTy());
+                    VA, Flags, getPointerTy(), Subtarget->isLittle());
       continue;
     }