7c5b0f0bd83daa25a6da5b026e64d0cc5fcdde85
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMBaseInstrInfo.cpp
1 //===- ARMBaseInstrInfo.cpp - ARM Instruction Information -----------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains the Base ARM implementation of the TargetInstrInfo class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
15 #include "ARM.h"
16 #include "ARMAddressingModes.h"
17 #include "ARMGenInstrInfo.inc"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "ARMRegisterInfo.h"
20 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
21 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
26 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
27 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
28 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
29 #include "llvm/Support/Debug.h"
30 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
31 using namespace llvm;
32
33 static cl::opt<bool>
34 EnableARM3Addr("enable-arm-3-addr-conv", cl::Hidden,
35                cl::desc("Enable ARM 2-addr to 3-addr conv"));
36
37 ARMBaseInstrInfo::ARMBaseInstrInfo(const ARMSubtarget& STI)
38   : TargetInstrInfoImpl(ARMInsts, array_lengthof(ARMInsts)),
39     Subtarget(STI) {
40 }
41
42 MachineInstr *
43 ARMBaseInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
44                                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
45                                         LiveVariables *LV) const {
46   // FIXME: Thumb2 support.
47
48   if (!EnableARM3Addr)
49     return NULL;
50
51   MachineInstr *MI = MBBI;
52   MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
53   unsigned TSFlags = MI->getDesc().TSFlags;
54   bool isPre = false;
55   switch ((TSFlags & ARMII::IndexModeMask) >> ARMII::IndexModeShift) {
56   default: return NULL;
57   case ARMII::IndexModePre:
58     isPre = true;
59     break;
60   case ARMII::IndexModePost:
61     break;
62   }
63
64   // Try splitting an indexed load/store to an un-indexed one plus an add/sub
65   // operation.
66   unsigned MemOpc = getUnindexedOpcode(MI->getOpcode());
67   if (MemOpc == 0)
68     return NULL;
69
70   MachineInstr *UpdateMI = NULL;
71   MachineInstr *MemMI = NULL;
72   unsigned AddrMode = (TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
73   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
74   unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
75   bool isLoad = !TID.mayStore();
76   const MachineOperand &WB = isLoad ? MI->getOperand(1) : MI->getOperand(0);
77   const MachineOperand &Base = MI->getOperand(2);
78   const MachineOperand &Offset = MI->getOperand(NumOps-3);
79   unsigned WBReg = WB.getReg();
80   unsigned BaseReg = Base.getReg();
81   unsigned OffReg = Offset.getReg();
82   unsigned OffImm = MI->getOperand(NumOps-2).getImm();
83   ARMCC::CondCodes Pred = (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(NumOps-1).getImm();
84   switch (AddrMode) {
85   default:
86     assert(false && "Unknown indexed op!");
87     return NULL;
88   case ARMII::AddrMode2: {
89     bool isSub = ARM_AM::getAM2Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
90     unsigned Amt = ARM_AM::getAM2Offset(OffImm);
91     if (OffReg == 0) {
92       if (ARM_AM::getSOImmVal(Amt) == -1)
93         // Can't encode it in a so_imm operand. This transformation will
94         // add more than 1 instruction. Abandon!
95         return NULL;
96       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
97                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
98         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
99         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
100     } else if (Amt != 0) {
101       ARM_AM::ShiftOpc ShOpc = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(OffImm);
102       unsigned SOOpc = ARM_AM::getSORegOpc(ShOpc, Amt);
103       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
104                          get(isSub ? ARM::SUBrs : ARM::ADDrs), WBReg)
105         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg).addReg(0).addImm(SOOpc)
106         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
107     } else
108       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
109                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
110         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
111         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
112     break;
113   }
114   case ARMII::AddrMode3 : {
115     bool isSub = ARM_AM::getAM3Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
116     unsigned Amt = ARM_AM::getAM3Offset(OffImm);
117     if (OffReg == 0)
118       // Immediate is 8-bits. It's guaranteed to fit in a so_imm operand.
119       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
120                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
121         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
122         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
123     else
124       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
125                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
126         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
127         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
128     break;
129   }
130   }
131
132   std::vector<MachineInstr*> NewMIs;
133   if (isPre) {
134     if (isLoad)
135       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
136                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
137         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
138     else
139       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
140                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
141         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
142     NewMIs.push_back(MemMI);
143     NewMIs.push_back(UpdateMI);
144   } else {
145     if (isLoad)
146       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
147                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
148         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
149     else
150       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
151                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
152         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
153     if (WB.isDead())
154       UpdateMI->getOperand(0).setIsDead();
155     NewMIs.push_back(UpdateMI);
156     NewMIs.push_back(MemMI);
157   }
158
159   // Transfer LiveVariables states, kill / dead info.
160   if (LV) {
161     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
162       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
163       if (MO.isReg() && MO.getReg() &&
164           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
165         unsigned Reg = MO.getReg();
166
167         LiveVariables::VarInfo &VI = LV->getVarInfo(Reg);
168         if (MO.isDef()) {
169           MachineInstr *NewMI = (Reg == WBReg) ? UpdateMI : MemMI;
170           if (MO.isDead())
171             LV->addVirtualRegisterDead(Reg, NewMI);
172         }
173         if (MO.isUse() && MO.isKill()) {
174           for (unsigned j = 0; j < 2; ++j) {
175             // Look at the two new MI's in reverse order.
176             MachineInstr *NewMI = NewMIs[j];
177             if (!NewMI->readsRegister(Reg))
178               continue;
179             LV->addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
180             if (VI.removeKill(MI))
181               VI.Kills.push_back(NewMI);
182             break;
183           }
184         }
185       }
186     }
187   }
188
189   MFI->insert(MBBI, NewMIs[1]);
190   MFI->insert(MBBI, NewMIs[0]);
191   return NewMIs[0];
192 }
193
194 // Branch analysis.
195 bool
196 ARMBaseInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
197                                 MachineBasicBlock *&FBB,
198                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
199                                 bool AllowModify) const {
200   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
201   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
202   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I))
203     return false;
204
205   // Get the last instruction in the block.
206   MachineInstr *LastInst = I;
207
208   // If there is only one terminator instruction, process it.
209   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
210   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
211     if (isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
212       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
213       return false;
214     }
215     if (isCondBranchOpcode(LastOpc)) {
216       // Block ends with fall-through condbranch.
217       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
218       Cond.push_back(LastInst->getOperand(1));
219       Cond.push_back(LastInst->getOperand(2));
220       return false;
221     }
222     return true;  // Can't handle indirect branch.
223   }
224
225   // Get the instruction before it if it is a terminator.
226   MachineInstr *SecondLastInst = I;
227
228   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
229   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() && isUnpredicatedTerminator(--I))
230     return true;
231
232   // If the block ends with a B and a Bcc, handle it.
233   unsigned SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
234   if (isCondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
235     TBB =  SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
236     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(1));
237     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(2));
238     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
239     return false;
240   }
241
242   // If the block ends with two unconditional branches, handle it.  The second
243   // one is not executed, so remove it.
244   if (isUncondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
245     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
246     I = LastInst;
247     if (AllowModify)
248       I->eraseFromParent();
249     return false;
250   }
251
252   // ...likewise if it ends with a branch table followed by an unconditional
253   // branch. The branch folder can create these, and we must get rid of them for
254   // correctness of Thumb constant islands.
255   if ((isJumpTableBranchOpcode(SecondLastOpc) ||
256        isIndirectBranchOpcode(SecondLastOpc)) &&
257       isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
258     I = LastInst;
259     if (AllowModify)
260       I->eraseFromParent();
261     return true;
262   }
263
264   // Otherwise, can't handle this.
265   return true;
266 }
267
268
269 unsigned ARMBaseInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
270   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
271   if (I == MBB.begin()) return 0;
272   --I;
273   if (!isUncondBranchOpcode(I->getOpcode()) &&
274       !isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
275     return 0;
276
277   // Remove the branch.
278   I->eraseFromParent();
279
280   I = MBB.end();
281
282   if (I == MBB.begin()) return 1;
283   --I;
284   if (!isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
285     return 1;
286
287   // Remove the branch.
288   I->eraseFromParent();
289   return 2;
290 }
291
292 unsigned
293 ARMBaseInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
294                                MachineBasicBlock *FBB,
295                              const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
296   // FIXME this should probably have a DebugLoc argument
297   DebugLoc dl = DebugLoc::getUnknownLoc();
298
299   ARMFunctionInfo *AFI = MBB.getParent()->getInfo<ARMFunctionInfo>();
300   int BOpc   = !AFI->isThumbFunction()
301     ? ARM::B : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2B : ARM::tB);
302   int BccOpc = !AFI->isThumbFunction()
303     ? ARM::Bcc : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2Bcc : ARM::tBcc);
304
305   // Shouldn't be a fall through.
306   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
307   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
308          "ARM branch conditions have two components!");
309
310   if (FBB == 0) {
311     if (Cond.empty()) // Unconditional branch?
312       BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(TBB);
313     else
314       BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
315         .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
316     return 1;
317   }
318
319   // Two-way conditional branch.
320   BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
321     .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
322   BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(FBB);
323   return 2;
324 }
325
326 bool ARMBaseInstrInfo::
327 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
328   ARMCC::CondCodes CC = (ARMCC::CondCodes)(int)Cond[0].getImm();
329   Cond[0].setImm(ARMCC::getOppositeCondition(CC));
330   return false;
331 }
332
333 bool ARMBaseInstrInfo::
334 PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
335                      const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
336   unsigned Opc = MI->getOpcode();
337   if (isUncondBranchOpcode(Opc)) {
338     MI->setDesc(get(getMatchingCondBranchOpcode(Opc)));
339     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Pred[0].getImm()));
340     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Pred[1].getReg(), false));
341     return true;
342   }
343
344   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
345   if (PIdx != -1) {
346     MachineOperand &PMO = MI->getOperand(PIdx);
347     PMO.setImm(Pred[0].getImm());
348     MI->getOperand(PIdx+1).setReg(Pred[1].getReg());
349     return true;
350   }
351   return false;
352 }
353
354 bool ARMBaseInstrInfo::
355 SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
356                   const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
357   if (Pred1.size() > 2 || Pred2.size() > 2)
358     return false;
359
360   ARMCC::CondCodes CC1 = (ARMCC::CondCodes)Pred1[0].getImm();
361   ARMCC::CondCodes CC2 = (ARMCC::CondCodes)Pred2[0].getImm();
362   if (CC1 == CC2)
363     return true;
364
365   switch (CC1) {
366   default:
367     return false;
368   case ARMCC::AL:
369     return true;
370   case ARMCC::HS:
371     return CC2 == ARMCC::HI;
372   case ARMCC::LS:
373     return CC2 == ARMCC::LO || CC2 == ARMCC::EQ;
374   case ARMCC::GE:
375     return CC2 == ARMCC::GT;
376   case ARMCC::LE:
377     return CC2 == ARMCC::LT;
378   }
379 }
380
381 bool ARMBaseInstrInfo::DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
382                                     std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
383   // FIXME: This confuses implicit_def with optional CPSR def.
384   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
385   if (!TID.getImplicitDefs() && !TID.hasOptionalDef())
386     return false;
387
388   bool Found = false;
389   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
390     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
391     if (MO.isReg() && MO.getReg() == ARM::CPSR) {
392       Pred.push_back(MO);
393       Found = true;
394     }
395   }
396
397   return Found;
398 }
399
400
401 /// FIXME: Works around a gcc miscompilation with -fstrict-aliasing
402 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
403                                 unsigned JTI) DISABLE_INLINE;
404 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
405                                 unsigned JTI) {
406   return JT[JTI].MBBs.size();
407 }
408
409 /// GetInstSize - Return the size of the specified MachineInstr.
410 ///
411 unsigned ARMBaseInstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
412   const MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
413   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
414   const MCAsmInfo *MAI = MF->getTarget().getMCAsmInfo();
415
416   // Basic size info comes from the TSFlags field.
417   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
418   unsigned TSFlags = TID.TSFlags;
419
420   unsigned Opc = MI->getOpcode();
421   switch ((TSFlags & ARMII::SizeMask) >> ARMII::SizeShift) {
422   default: {
423     // If this machine instr is an inline asm, measure it.
424     if (MI->getOpcode() == ARM::INLINEASM)
425       return getInlineAsmLength(MI->getOperand(0).getSymbolName(), *MAI);
426     if (MI->isLabel())
427       return 0;
428     switch (Opc) {
429     default:
430       llvm_unreachable("Unknown or unset size field for instr!");
431     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
432     case TargetInstrInfo::KILL:
433     case TargetInstrInfo::DBG_LABEL:
434     case TargetInstrInfo::EH_LABEL:
435       return 0;
436     }
437     break;
438   }
439   case ARMII::Size8Bytes: return 8;          // ARM instruction x 2.
440   case ARMII::Size4Bytes: return 4;          // ARM / Thumb2 instruction.
441   case ARMII::Size2Bytes: return 2;          // Thumb1 instruction.
442   case ARMII::SizeSpecial: {
443     switch (Opc) {
444     case ARM::CONSTPOOL_ENTRY:
445       // If this machine instr is a constant pool entry, its size is recorded as
446       // operand #2.
447       return MI->getOperand(2).getImm();
448     case ARM::Int_eh_sjlj_setjmp:
449       return 24;
450     case ARM::t2Int_eh_sjlj_setjmp:
451       return 22;
452     case ARM::BR_JTr:
453     case ARM::BR_JTm:
454     case ARM::BR_JTadd:
455     case ARM::tBR_JTr:
456     case ARM::t2BR_JT:
457     case ARM::t2TBB:
458     case ARM::t2TBH: {
459       // These are jumptable branches, i.e. a branch followed by an inlined
460       // jumptable. The size is 4 + 4 * number of entries. For TBB, each
461       // entry is one byte; TBH two byte each.
462       unsigned EntrySize = (Opc == ARM::t2TBB)
463         ? 1 : ((Opc == ARM::t2TBH) ? 2 : 4);
464       unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
465       MachineOperand JTOP =
466         MI->getOperand(NumOps - (TID.isPredicable() ? 3 : 2));
467       unsigned JTI = JTOP.getIndex();
468       const MachineJumpTableInfo *MJTI = MF->getJumpTableInfo();
469       const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
470       assert(JTI < JT.size());
471       // Thumb instructions are 2 byte aligned, but JT entries are 4 byte
472       // 4 aligned. The assembler / linker may add 2 byte padding just before
473       // the JT entries.  The size does not include this padding; the
474       // constant islands pass does separate bookkeeping for it.
475       // FIXME: If we know the size of the function is less than (1 << 16) *2
476       // bytes, we can use 16-bit entries instead. Then there won't be an
477       // alignment issue.
478       unsigned InstSize = (Opc == ARM::tBR_JTr || Opc == ARM::t2BR_JT) ? 2 : 4;
479       unsigned NumEntries = getNumJTEntries(JT, JTI);
480       if (Opc == ARM::t2TBB && (NumEntries & 1))
481         // Make sure the instruction that follows TBB is 2-byte aligned.
482         // FIXME: Constant island pass should insert an "ALIGN" instruction
483         // instead.
484         ++NumEntries;
485       return NumEntries * EntrySize + InstSize;
486     }
487     default:
488       // Otherwise, pseudo-instruction sizes are zero.
489       return 0;
490     }
491   }
492   }
493   return 0; // Not reached
494 }
495
496 /// Return true if the instruction is a register to register move and
497 /// leave the source and dest operands in the passed parameters.
498 ///
499 bool
500 ARMBaseInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr &MI,
501                               unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
502                               unsigned& SrcSubIdx, unsigned& DstSubIdx) const {
503   SrcSubIdx = DstSubIdx = 0; // No sub-registers.
504
505   switch (MI.getOpcode()) {
506   default: break;
507   case ARM::FCPYS:
508   case ARM::FCPYD:
509   case ARM::VMOVD:
510   case ARM::VMOVQ: {
511     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
512     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
513     return true;
514   }
515   case ARM::MOVr:
516   case ARM::tMOVr:
517   case ARM::tMOVgpr2tgpr:
518   case ARM::tMOVtgpr2gpr:
519   case ARM::tMOVgpr2gpr:
520   case ARM::t2MOVr: {
521     assert(MI.getDesc().getNumOperands() >= 2 &&
522            MI.getOperand(0).isReg() &&
523            MI.getOperand(1).isReg() &&
524            "Invalid ARM MOV instruction");
525     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
526     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
527     return true;
528   }
529   }
530
531   return false;
532 }
533
534 unsigned
535 ARMBaseInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
536                                       int &FrameIndex) const {
537   switch (MI->getOpcode()) {
538   default: break;
539   case ARM::LDR:
540   case ARM::t2LDRs:  // FIXME: don't use t2LDRs to access frame.
541     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
542         MI->getOperand(2).isReg() &&
543         MI->getOperand(3).isImm() &&
544         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
545         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
546       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
547       return MI->getOperand(0).getReg();
548     }
549     break;
550   case ARM::t2LDRi12:
551   case ARM::tRestore:
552     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
553         MI->getOperand(2).isImm() &&
554         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
555       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
556       return MI->getOperand(0).getReg();
557     }
558     break;
559   case ARM::FLDD:
560   case ARM::FLDS:
561     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
562         MI->getOperand(2).isImm() &&
563         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
564       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
565       return MI->getOperand(0).getReg();
566     }
567     break;
568   }
569
570   return 0;
571 }
572
573 unsigned
574 ARMBaseInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
575                                      int &FrameIndex) const {
576   switch (MI->getOpcode()) {
577   default: break;
578   case ARM::STR:
579   case ARM::t2STRs: // FIXME: don't use t2STRs to access frame.
580     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
581         MI->getOperand(2).isReg() &&
582         MI->getOperand(3).isImm() &&
583         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
584         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
585       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
586       return MI->getOperand(0).getReg();
587     }
588     break;
589   case ARM::t2STRi12:
590   case ARM::tSpill:
591     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
592         MI->getOperand(2).isImm() &&
593         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
594       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
595       return MI->getOperand(0).getReg();
596     }
597     break;
598   case ARM::FSTD:
599   case ARM::FSTS:
600     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
601         MI->getOperand(2).isImm() &&
602         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
603       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
604       return MI->getOperand(0).getReg();
605     }
606     break;
607   }
608
609   return 0;
610 }
611
612 bool
613 ARMBaseInstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
614                                MachineBasicBlock::iterator I,
615                                unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
616                                const TargetRegisterClass *DestRC,
617                                const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
618   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
619   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
620
621   if (DestRC != SrcRC) {
622     if (DestRC->getSize() != SrcRC->getSize())
623       return false;
624
625     // Allow DPR / DPR_VFP2 / DPR_8 cross-class copies.
626     // Allow QPR / QPR_VFP2 / QPR_8 cross-class copies.
627     if (DestRC->getSize() != 8 && DestRC->getSize() != 16)
628       return false;
629   }
630
631   if (DestRC == ARM::GPRRegisterClass) {
632     AddDefaultCC(AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::MOVr),
633                                         DestReg).addReg(SrcReg)));
634   } else if (DestRC == ARM::SPRRegisterClass) {
635     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYS), DestReg)
636                    .addReg(SrcReg));
637   } else if (DestRC == ARM::DPRRegisterClass) {
638     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYD), DestReg)
639                    .addReg(SrcReg));
640   } else if (DestRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
641              DestRC == ARM::DPR_8RegisterClass ||
642              SrcRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
643              SrcRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
644     // Always use neon reg-reg move if source or dest is NEON-only regclass.
645     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VMOVD), DestReg).addReg(SrcReg);
646   } else if (DestRC == ARM::QPRRegisterClass ||
647              DestRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass ||
648              DestRC == ARM::QPR_8RegisterClass) {
649     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VMOVQ), DestReg).addReg(SrcReg);
650   } else {
651     return false;
652   }
653
654   return true;
655 }
656
657 void ARMBaseInstrInfo::
658 storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
659                     unsigned SrcReg, bool isKill, int FI,
660                     const TargetRegisterClass *RC) const {
661   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
662   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
663   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
664   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
665
666   MachineMemOperand *MMO =
667     MF.getMachineMemOperand(PseudoSourceValue::getFixedStack(FI),
668                             MachineMemOperand::MOStore, 0,
669                             MFI.getObjectSize(FI),
670                             MFI.getObjectAlignment(FI));
671
672   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
673     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::STR))
674                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
675                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addMemOperand(MMO));
676   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
677              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
678              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
679     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTD))
680                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
681                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
682   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
683     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTS))
684                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
685                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
686   } else {
687     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
688             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) && "Unknown regclass!");
689     // FIXME: Neon instructions should support predicates
690     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VSTRQ)).addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
691       .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO);
692   }
693 }
694
695 void ARMBaseInstrInfo::
696 loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
697                      unsigned DestReg, int FI,
698                      const TargetRegisterClass *RC) const {
699   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
700   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
701   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
702   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
703
704   MachineMemOperand *MMO =
705     MF.getMachineMemOperand(PseudoSourceValue::getFixedStack(FI),
706                             MachineMemOperand::MOLoad, 0,
707                             MFI.getObjectSize(FI),
708                             MFI.getObjectAlignment(FI));
709
710   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
711     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::LDR), DestReg)
712                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addMemOperand(MMO));
713   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
714              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
715              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
716     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDD), DestReg)
717                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
718   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
719     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDS), DestReg)
720                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
721   } else {
722     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
723             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass ||
724             RC == ARM::QPR_8RegisterClass) && "Unknown regclass!");
725     // FIXME: Neon instructions should support predicates
726     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VLDRQ), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0).
727       addMemOperand(MMO);
728   }
729 }
730
731 MachineInstr *ARMBaseInstrInfo::
732 foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
733                       const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops, int FI) const {
734   if (Ops.size() != 1) return NULL;
735
736   unsigned OpNum = Ops[0];
737   unsigned Opc = MI->getOpcode();
738   MachineInstr *NewMI = NULL;
739   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
740     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
741     if (MI->getOperand(4).getReg() == ARM::CPSR && !MI->getOperand(4).isDead())
742       return NULL;
743     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
744     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
745     if (OpNum == 0) { // move -> store
746       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
747       unsigned SrcSubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
748       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
749       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
750       if (Opc == ARM::MOVr)
751         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::STR))
752           .addReg(SrcReg,
753                   getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef),
754                   SrcSubReg)
755           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
756       else // ARM::t2MOVr
757         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
758           .addReg(SrcReg,
759                   getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef),
760                   SrcSubReg)
761           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
762     } else {          // move -> load
763       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
764       unsigned DstSubReg = MI->getOperand(0).getSubReg();
765       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
766       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
767       if (Opc == ARM::MOVr)
768         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::LDR))
769           .addReg(DstReg,
770                   RegState::Define |
771                   getDeadRegState(isDead) |
772                   getUndefRegState(isUndef), DstSubReg)
773           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
774       else // ARM::t2MOVr
775         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
776           .addReg(DstReg,
777                   RegState::Define |
778                   getDeadRegState(isDead) |
779                   getUndefRegState(isUndef), DstSubReg)
780           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
781     }
782   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
783              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
784              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
785     if (OpNum == 0) { // move -> store
786       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
787       unsigned SrcSubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
788       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
789       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
790       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
791         .addReg(SrcReg,
792                 getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef),
793                 SrcSubReg)
794         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
795     } else {          // move -> load
796       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
797       unsigned DstSubReg = MI->getOperand(0).getSubReg();
798       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
799       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
800       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
801         .addReg(DstReg,
802                 RegState::Define |
803                 getDeadRegState(isDead) |
804                 getUndefRegState(isUndef),
805                 DstSubReg)
806         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
807     }
808   } else if (Opc == ARM::FCPYS) {
809     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
810     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
811     if (OpNum == 0) { // move -> store
812       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
813       unsigned SrcSubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
814       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
815       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
816       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTS))
817         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef),
818                 SrcSubReg)
819         .addFrameIndex(FI)
820         .addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
821     } else {          // move -> load
822       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
823       unsigned DstSubReg = MI->getOperand(0).getSubReg();
824       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
825       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
826       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDS))
827         .addReg(DstReg,
828                 RegState::Define |
829                 getDeadRegState(isDead) |
830                 getUndefRegState(isUndef),
831                 DstSubReg)
832         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
833     }
834   }
835   else if (Opc == ARM::FCPYD) {
836     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
837     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
838     if (OpNum == 0) { // move -> store
839       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
840       unsigned SrcSubReg = MI->getOperand(1).getSubReg();
841       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
842       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
843       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTD))
844         .addReg(SrcReg,
845                 getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef),
846                 SrcSubReg)
847         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
848     } else {          // move -> load
849       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
850       unsigned DstSubReg = MI->getOperand(0).getSubReg();
851       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
852       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
853       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDD))
854         .addReg(DstReg,
855                 RegState::Define |
856                 getDeadRegState(isDead) |
857                 getUndefRegState(isUndef),
858                 DstSubReg)
859         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
860     }
861   }
862
863   return NewMI;
864 }
865
866 MachineInstr*
867 ARMBaseInstrInfo::foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
868                                         MachineInstr* MI,
869                                         const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
870                                         MachineInstr* LoadMI) const {
871   // FIXME
872   return 0;
873 }
874
875 bool
876 ARMBaseInstrInfo::canFoldMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
877                                    const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops) const {
878   if (Ops.size() != 1) return false;
879
880   unsigned Opc = MI->getOpcode();
881   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
882     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
883     return MI->getOperand(4).getReg() != ARM::CPSR ||
884       MI->getOperand(4).isDead();
885   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
886              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
887              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
888     return true;
889   } else if (Opc == ARM::FCPYS || Opc == ARM::FCPYD) {
890     return true;
891   } else if (Opc == ARM::VMOVD || Opc == ARM::VMOVQ) {
892     return false; // FIXME
893   }
894
895   return false;
896 }
897
898 /// getInstrPredicate - If instruction is predicated, returns its predicate
899 /// condition, otherwise returns AL. It also returns the condition code
900 /// register by reference.
901 ARMCC::CondCodes
902 llvm::getInstrPredicate(const MachineInstr *MI, unsigned &PredReg) {
903   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
904   if (PIdx == -1) {
905     PredReg = 0;
906     return ARMCC::AL;
907   }
908
909   PredReg = MI->getOperand(PIdx+1).getReg();
910   return (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(PIdx).getImm();
911 }
912
913
914 int llvm::getMatchingCondBranchOpcode(int Opc) {
915   if (Opc == ARM::B)
916     return ARM::Bcc;
917   else if (Opc == ARM::tB)
918     return ARM::tBcc;
919   else if (Opc == ARM::t2B)
920       return ARM::t2Bcc;
921
922   llvm_unreachable("Unknown unconditional branch opcode!");
923   return 0;
924 }
925
926
927 void llvm::emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
928                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
929                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg, int NumBytes,
930                                ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
931                                const ARMBaseInstrInfo &TII) {
932   bool isSub = NumBytes < 0;
933   if (isSub) NumBytes = -NumBytes;
934
935   while (NumBytes) {
936     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(NumBytes);
937     unsigned ThisVal = NumBytes & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
938     assert(ThisVal && "Didn't extract field correctly");
939
940     // We will handle these bits from offset, clear them.
941     NumBytes &= ~ThisVal;
942
943     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisVal) != -1 && "Bit extraction didn't work?");
944
945     // Build the new ADD / SUB.
946     unsigned Opc = isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri;
947     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg)
948       .addReg(BaseReg, RegState::Kill).addImm(ThisVal)
949       .addImm((unsigned)Pred).addReg(PredReg).addReg(0);
950     BaseReg = DestReg;
951   }
952 }
953
954 bool llvm::rewriteARMFrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
955                                 unsigned FrameReg, int &Offset,
956                                 const ARMBaseInstrInfo &TII) {
957   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
958   const TargetInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
959   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
960   bool isSub = false;
961
962   // Memory operands in inline assembly always use AddrMode2.
963   if (Opcode == ARM::INLINEASM)
964     AddrMode = ARMII::AddrMode2;
965
966   if (Opcode == ARM::ADDri) {
967     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
968     if (Offset == 0) {
969       // Turn it into a move.
970       MI.setDesc(TII.get(ARM::MOVr));
971       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
972       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
973       Offset = 0;
974       return true;
975     } else if (Offset < 0) {
976       Offset = -Offset;
977       isSub = true;
978       MI.setDesc(TII.get(ARM::SUBri));
979     }
980
981     // Common case: small offset, fits into instruction.
982     if (ARM_AM::getSOImmVal(Offset) != -1) {
983       // Replace the FrameIndex with sp / fp
984       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
985       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Offset);
986       Offset = 0;
987       return true;
988     }
989
990     // Otherwise, pull as much of the immedidate into this ADDri/SUBri
991     // as possible.
992     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(Offset);
993     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
994
995     // We will handle these bits from offset, clear them.
996     Offset &= ~ThisImmVal;
997
998     // Get the properly encoded SOImmVal field.
999     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisImmVal) != -1 &&
1000            "Bit extraction didn't work?");
1001     MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(ThisImmVal);
1002  } else {
1003     unsigned ImmIdx = 0;
1004     int InstrOffs = 0;
1005     unsigned NumBits = 0;
1006     unsigned Scale = 1;
1007     switch (AddrMode) {
1008     case ARMII::AddrMode2: {
1009       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
1010       InstrOffs = ARM_AM::getAM2Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1011       if (ARM_AM::getAM2Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1012         InstrOffs *= -1;
1013       NumBits = 12;
1014       break;
1015     }
1016     case ARMII::AddrMode3: {
1017       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
1018       InstrOffs = ARM_AM::getAM3Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1019       if (ARM_AM::getAM3Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1020         InstrOffs *= -1;
1021       NumBits = 8;
1022       break;
1023     }
1024     case ARMII::AddrMode4:
1025       // Can't fold any offset even if it's zero.
1026       return false;
1027     case ARMII::AddrMode5: {
1028       ImmIdx = FrameRegIdx+1;
1029       InstrOffs = ARM_AM::getAM5Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1030       if (ARM_AM::getAM5Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1031         InstrOffs *= -1;
1032       NumBits = 8;
1033       Scale = 4;
1034       break;
1035     }
1036     default:
1037       llvm_unreachable("Unsupported addressing mode!");
1038       break;
1039     }
1040
1041     Offset += InstrOffs * Scale;
1042     assert((Offset & (Scale-1)) == 0 && "Can't encode this offset!");
1043     if (Offset < 0) {
1044       Offset = -Offset;
1045       isSub = true;
1046     }
1047
1048     // Attempt to fold address comp. if opcode has offset bits
1049     if (NumBits > 0) {
1050       // Common case: small offset, fits into instruction.
1051       MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
1052       int ImmedOffset = Offset / Scale;
1053       unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
1054       if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
1055         // Replace the FrameIndex with sp
1056         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
1057         if (isSub)
1058           ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1059         ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1060         Offset = 0;
1061         return true;
1062       }
1063
1064       // Otherwise, it didn't fit. Pull in what we can to simplify the immed.
1065       ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
1066       if (isSub)
1067         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1068       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1069       Offset &= ~(Mask*Scale);
1070     }
1071   }
1072
1073   Offset = (isSub) ? -Offset : Offset;
1074   return Offset == 0;
1075 }