7f3c5d80f1e55b436907fa2ba912592c3b506843
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMCodeEmitter.cpp
1 //===-- ARM/ARMCodeEmitter.cpp - Convert ARM code to machine code ---------===//
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 pass that transforms the ARM machine instructions into
11 // relocatable machine code.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #define DEBUG_TYPE "jit"
16 #include "ARM.h"
17 #include "ARMAddressingModes.h"
18 #include "ARMConstantPoolValue.h"
19 #include "ARMInstrInfo.h"
20 #include "ARMRelocations.h"
21 #include "ARMSubtarget.h"
22 #include "ARMTargetMachine.h"
23 #include "llvm/Constants.h"
24 #include "llvm/DerivedTypes.h"
25 #include "llvm/Function.h"
26 #include "llvm/PassManager.h"
27 #include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
33 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
34 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
35 #include "llvm/Support/Debug.h"
36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
37 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
38 #ifndef NDEBUG
39 #include <iomanip>
40 #endif
41 using namespace llvm;
42
43 STATISTIC(NumEmitted, "Number of machine instructions emitted");
44
45 namespace {
46
47   class ARMCodeEmitter : public MachineFunctionPass {
48     ARMJITInfo                *JTI;
49     const ARMInstrInfo        *II;
50     const TargetData          *TD;
51     const ARMSubtarget        *Subtarget;
52     TargetMachine             &TM;
53     JITCodeEmitter            &MCE;
54     MachineModuleInfo *MMI;
55     const std::vector<MachineConstantPoolEntry> *MCPEs;
56     const std::vector<MachineJumpTableEntry> *MJTEs;
57     bool IsPIC;
58
59     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
60       AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
61       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
62     }
63
64     static char ID;
65   public:
66     ARMCodeEmitter(TargetMachine &tm, JITCodeEmitter &mce)
67       : MachineFunctionPass(&ID), JTI(0),
68         II((const ARMInstrInfo *)tm.getInstrInfo()),
69         TD(tm.getTargetData()), TM(tm),
70     MCE(mce), MCPEs(0), MJTEs(0),
71     IsPIC(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {}
72
73     /// getBinaryCodeForInstr - This function, generated by the
74     /// CodeEmitterGenerator using TableGen, produces the binary encoding for
75     /// machine instructions.
76     unsigned getBinaryCodeForInstr(const MachineInstr &MI);
77
78     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
79
80     virtual const char *getPassName() const {
81       return "ARM Machine Code Emitter";
82     }
83
84     void emitInstruction(const MachineInstr &MI);
85
86   private:
87
88     void emitWordLE(unsigned Binary);
89     void emitDWordLE(uint64_t Binary);
90     void emitConstPoolInstruction(const MachineInstr &MI);
91     void emitMOVi32immInstruction(const MachineInstr &MI);
92     void emitMOVi2piecesInstruction(const MachineInstr &MI);
93     void emitLEApcrelJTInstruction(const MachineInstr &MI);
94     void emitPseudoMoveInstruction(const MachineInstr &MI);
95     void addPCLabel(unsigned LabelID);
96     void emitPseudoInstruction(const MachineInstr &MI);
97     unsigned getMachineSoRegOpValue(const MachineInstr &MI,
98                                     const TargetInstrDesc &TID,
99                                     const MachineOperand &MO,
100                                     unsigned OpIdx);
101
102     unsigned getMachineSoImmOpValue(unsigned SoImm);
103
104     unsigned getAddrModeSBit(const MachineInstr &MI,
105                              const TargetInstrDesc &TID) const;
106
107     void emitDataProcessingInstruction(const MachineInstr &MI,
108                                        unsigned ImplicitRd = 0,
109                                        unsigned ImplicitRn = 0);
110
111     void emitLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI,
112                                   unsigned ImplicitRd = 0,
113                                   unsigned ImplicitRn = 0);
114
115     void emitMiscLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI,
116                                       unsigned ImplicitRn = 0);
117
118     void emitLoadStoreMultipleInstruction(const MachineInstr &MI);
119
120     void emitMulFrmInstruction(const MachineInstr &MI);
121
122     void emitExtendInstruction(const MachineInstr &MI);
123
124     void emitMiscArithInstruction(const MachineInstr &MI);
125
126     void emitBranchInstruction(const MachineInstr &MI);
127
128     void emitInlineJumpTable(unsigned JTIndex);
129
130     void emitMiscBranchInstruction(const MachineInstr &MI);
131
132     void emitVFPArithInstruction(const MachineInstr &MI);
133
134     void emitVFPConversionInstruction(const MachineInstr &MI);
135
136     void emitVFPLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI);
137
138     void emitVFPLoadStoreMultipleInstruction(const MachineInstr &MI);
139
140     void emitMiscInstruction(const MachineInstr &MI);
141
142     void emitNEON1RegModImmInstruction(const MachineInstr &MI);
143     void emitNEON2RegInstruction(const MachineInstr &MI);
144     void emitNEON3RegInstruction(const MachineInstr &MI);
145
146     /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
147     /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
148     unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,const MachineOperand &MO);
149     unsigned getMachineOpValue(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
150       return getMachineOpValue(MI, MI.getOperand(OpIdx));
151     }
152
153     /// getMovi32Value - Return binary encoding of operand for movw/movt. If the
154     /// machine operand requires relocation, record the relocation and return
155     /// zero.
156     unsigned getMovi32Value(const MachineInstr &MI,const MachineOperand &MO,
157                             unsigned Reloc);
158     unsigned getMovi32Value(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx,
159                             unsigned Reloc) {
160       return getMovi32Value(MI, MI.getOperand(OpIdx), Reloc);
161     }
162
163     /// getShiftOp - Return the shift opcode (bit[6:5]) of the immediate value.
164     ///
165     unsigned getShiftOp(unsigned Imm) const ;
166
167     /// Routines that handle operands which add machine relocations which are
168     /// fixed up by the relocation stage.
169     void emitGlobalAddress(const GlobalValue *GV, unsigned Reloc,
170                            bool MayNeedFarStub,  bool Indirect,
171                            intptr_t ACPV = 0);
172     void emitExternalSymbolAddress(const char *ES, unsigned Reloc);
173     void emitConstPoolAddress(unsigned CPI, unsigned Reloc);
174     void emitJumpTableAddress(unsigned JTIndex, unsigned Reloc);
175     void emitMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *BB, unsigned Reloc,
176                                intptr_t JTBase = 0);
177   };
178 }
179
180 char ARMCodeEmitter::ID = 0;
181
182 /// createARMJITCodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected ARM
183 /// code to the specified MCE object.
184 FunctionPass *llvm::createARMJITCodeEmitterPass(ARMBaseTargetMachine &TM,
185                                                 JITCodeEmitter &JCE) {
186   return new ARMCodeEmitter(TM, JCE);
187 }
188
189 bool ARMCodeEmitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
190   assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
191           MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
192          "JIT relocation model must be set to static or default!");
193   JTI = ((ARMTargetMachine &)MF.getTarget()).getJITInfo();
194   II = ((const ARMTargetMachine &)MF.getTarget()).getInstrInfo();
195   TD = ((const ARMTargetMachine &)MF.getTarget()).getTargetData();
196   Subtarget = &TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
197   MCPEs = &MF.getConstantPool()->getConstants();
198   MJTEs = 0;
199   if (MF.getJumpTableInfo()) MJTEs = &MF.getJumpTableInfo()->getJumpTables();
200   IsPIC = TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_;
201   JTI->Initialize(MF, IsPIC);
202   MMI = &getAnalysis<MachineModuleInfo>();
203   MCE.setModuleInfo(MMI);
204
205   do {
206     DEBUG(errs() << "JITTing function '"
207           << MF.getFunction()->getName() << "'\n");
208     MCE.startFunction(MF);
209     for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
210          MBB != E; ++MBB) {
211       MCE.StartMachineBasicBlock(MBB);
212       for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
213            I != E; ++I)
214         emitInstruction(*I);
215     }
216   } while (MCE.finishFunction(MF));
217
218   return false;
219 }
220
221 /// getShiftOp - Return the shift opcode (bit[6:5]) of the immediate value.
222 ///
223 unsigned ARMCodeEmitter::getShiftOp(unsigned Imm) const {
224   switch (ARM_AM::getAM2ShiftOpc(Imm)) {
225   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
226   case ARM_AM::asr: return 2;
227   case ARM_AM::lsl: return 0;
228   case ARM_AM::lsr: return 1;
229   case ARM_AM::ror:
230   case ARM_AM::rrx: return 3;
231   }
232   return 0;
233 }
234
235 /// getMovi32Value - Return binary encoding of operand for movw/movt. If the
236 /// machine operand requires relocation, record the relocation and return zero.
237 unsigned ARMCodeEmitter::getMovi32Value(const MachineInstr &MI,
238                                         const MachineOperand &MO,
239                                         unsigned Reloc) {
240   assert(((Reloc == ARM::reloc_arm_movt) || (Reloc == ARM::reloc_arm_movw))
241       && "Relocation to this function should be for movt or movw");
242
243   if (MO.isImm())
244     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
245   else if (MO.isGlobal())
246     emitGlobalAddress(MO.getGlobal(), Reloc, true, false);
247   else if (MO.isSymbol())
248     emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), Reloc);
249   else if (MO.isMBB())
250     emitMachineBasicBlock(MO.getMBB(), Reloc);
251   else {
252 #ifndef NDEBUG
253     errs() << MO;
254 #endif
255     llvm_unreachable("Unsupported operand type for movw/movt");
256   }
257   return 0;
258 }
259
260 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
261 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
262 unsigned ARMCodeEmitter::getMachineOpValue(const MachineInstr &MI,
263                                            const MachineOperand &MO) {
264   if (MO.isReg())
265     return ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
266   else if (MO.isImm())
267     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
268   else if (MO.isGlobal())
269     emitGlobalAddress(MO.getGlobal(), ARM::reloc_arm_branch, true, false);
270   else if (MO.isSymbol())
271     emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), ARM::reloc_arm_branch);
272   else if (MO.isCPI()) {
273     const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
274     // For VFP load, the immediate offset is multiplied by 4.
275     unsigned Reloc =  ((TID.TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::VFPLdStFrm)
276       ? ARM::reloc_arm_vfp_cp_entry : ARM::reloc_arm_cp_entry;
277     emitConstPoolAddress(MO.getIndex(), Reloc);
278   } else if (MO.isJTI())
279     emitJumpTableAddress(MO.getIndex(), ARM::reloc_arm_relative);
280   else if (MO.isMBB())
281     emitMachineBasicBlock(MO.getMBB(), ARM::reloc_arm_branch);
282   else {
283 #ifndef NDEBUG
284     errs() << MO;
285 #endif
286     llvm_unreachable(0);
287   }
288   return 0;
289 }
290
291 /// emitGlobalAddress - Emit the specified address to the code stream.
292 ///
293 void ARMCodeEmitter::emitGlobalAddress(const GlobalValue *GV, unsigned Reloc,
294                                        bool MayNeedFarStub, bool Indirect,
295                                        intptr_t ACPV) {
296   MachineRelocation MR = Indirect
297     ? MachineRelocation::getIndirectSymbol(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
298                                            const_cast<GlobalValue *>(GV),
299                                            ACPV, MayNeedFarStub)
300     : MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
301                                const_cast<GlobalValue *>(GV), ACPV,
302                                MayNeedFarStub);
303   MCE.addRelocation(MR);
304 }
305
306 /// emitExternalSymbolAddress - Arrange for the address of an external symbol to
307 /// be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
308 /// relative.
309 void ARMCodeEmitter::emitExternalSymbolAddress(const char *ES, unsigned Reloc) {
310   MCE.addRelocation(MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
311                                                  Reloc, ES));
312 }
313
314 /// emitConstPoolAddress - Arrange for the address of an constant pool
315 /// to be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
316 /// relative.
317 void ARMCodeEmitter::emitConstPoolAddress(unsigned CPI, unsigned Reloc) {
318   // Tell JIT emitter we'll resolve the address.
319   MCE.addRelocation(MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
320                                                     Reloc, CPI, 0, true));
321 }
322
323 /// emitJumpTableAddress - Arrange for the address of a jump table to
324 /// be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
325 /// relative.
326 void ARMCodeEmitter::emitJumpTableAddress(unsigned JTIndex, unsigned Reloc) {
327   MCE.addRelocation(MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
328                                                     Reloc, JTIndex, 0, true));
329 }
330
331 /// emitMachineBasicBlock - Emit the specified address basic block.
332 void ARMCodeEmitter::emitMachineBasicBlock(MachineBasicBlock *BB,
333                                            unsigned Reloc, intptr_t JTBase) {
334   MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
335                                              Reloc, BB, JTBase));
336 }
337
338 void ARMCodeEmitter::emitWordLE(unsigned Binary) {
339   DEBUG(errs() << "  0x";
340         errs().write_hex(Binary) << "\n");
341   MCE.emitWordLE(Binary);
342 }
343
344 void ARMCodeEmitter::emitDWordLE(uint64_t Binary) {
345   DEBUG(errs() << "  0x";
346         errs().write_hex(Binary) << "\n");
347   MCE.emitDWordLE(Binary);
348 }
349
350 void ARMCodeEmitter::emitInstruction(const MachineInstr &MI) {
351   DEBUG(errs() << "JIT: " << (void*)MCE.getCurrentPCValue() << ":\t" << MI);
352
353   MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
354
355   ++NumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted
356   switch (MI.getDesc().TSFlags & ARMII::FormMask) {
357   default: {
358     llvm_unreachable("Unhandled instruction encoding format!");
359     break;
360   }
361   case ARMII::Pseudo:
362     emitPseudoInstruction(MI);
363     break;
364   case ARMII::DPFrm:
365   case ARMII::DPSoRegFrm:
366     emitDataProcessingInstruction(MI);
367     break;
368   case ARMII::LdFrm:
369   case ARMII::StFrm:
370     emitLoadStoreInstruction(MI);
371     break;
372   case ARMII::LdMiscFrm:
373   case ARMII::StMiscFrm:
374     emitMiscLoadStoreInstruction(MI);
375     break;
376   case ARMII::LdStMulFrm:
377     emitLoadStoreMultipleInstruction(MI);
378     break;
379   case ARMII::MulFrm:
380     emitMulFrmInstruction(MI);
381     break;
382   case ARMII::ExtFrm:
383     emitExtendInstruction(MI);
384     break;
385   case ARMII::ArithMiscFrm:
386     emitMiscArithInstruction(MI);
387     break;
388   case ARMII::BrFrm:
389     emitBranchInstruction(MI);
390     break;
391   case ARMII::BrMiscFrm:
392     emitMiscBranchInstruction(MI);
393     break;
394   // VFP instructions.
395   case ARMII::VFPUnaryFrm:
396   case ARMII::VFPBinaryFrm:
397     emitVFPArithInstruction(MI);
398     break;
399   case ARMII::VFPConv1Frm:
400   case ARMII::VFPConv2Frm:
401   case ARMII::VFPConv3Frm:
402   case ARMII::VFPConv4Frm:
403   case ARMII::VFPConv5Frm:
404     emitVFPConversionInstruction(MI);
405     break;
406   case ARMII::VFPLdStFrm:
407     emitVFPLoadStoreInstruction(MI);
408     break;
409   case ARMII::VFPLdStMulFrm:
410     emitVFPLoadStoreMultipleInstruction(MI);
411     break;
412   case ARMII::VFPMiscFrm:
413     emitMiscInstruction(MI);
414     break;
415   // NEON instructions.
416   case ARMII::N1RegModImmFrm:
417     emitNEON1RegModImmInstruction(MI);
418     break;
419   case ARMII::N2RegFrm:
420     emitNEON2RegInstruction(MI);
421     break;
422   case ARMII::N3RegFrm:
423     emitNEON3RegInstruction(MI);
424     break;
425   }
426   MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
427 }
428
429 void ARMCodeEmitter::emitConstPoolInstruction(const MachineInstr &MI) {
430   unsigned CPI = MI.getOperand(0).getImm();       // CP instruction index.
431   unsigned CPIndex = MI.getOperand(1).getIndex(); // Actual cp entry index.
432   const MachineConstantPoolEntry &MCPE = (*MCPEs)[CPIndex];
433
434   // Remember the CONSTPOOL_ENTRY address for later relocation.
435   JTI->addConstantPoolEntryAddr(CPI, MCE.getCurrentPCValue());
436
437   // Emit constpool island entry. In most cases, the actual values will be
438   // resolved and relocated after code emission.
439   if (MCPE.isMachineConstantPoolEntry()) {
440     ARMConstantPoolValue *ACPV =
441       static_cast<ARMConstantPoolValue*>(MCPE.Val.MachineCPVal);
442
443     DEBUG(errs() << "  ** ARM constant pool #" << CPI << " @ "
444           << (void*)MCE.getCurrentPCValue() << " " << *ACPV << '\n');
445
446     assert(ACPV->isGlobalValue() && "unsupported constant pool value");
447     const GlobalValue *GV = ACPV->getGV();
448     if (GV) {
449       Reloc::Model RelocM = TM.getRelocationModel();
450       emitGlobalAddress(GV, ARM::reloc_arm_machine_cp_entry,
451                         isa<Function>(GV),
452                         Subtarget->GVIsIndirectSymbol(GV, RelocM),
453                         (intptr_t)ACPV);
454      } else  {
455       emitExternalSymbolAddress(ACPV->getSymbol(), ARM::reloc_arm_absolute);
456     }
457     emitWordLE(0);
458   } else {
459     const Constant *CV = MCPE.Val.ConstVal;
460
461     DEBUG({
462         errs() << "  ** Constant pool #" << CPI << " @ "
463                << (void*)MCE.getCurrentPCValue() << " ";
464         if (const Function *F = dyn_cast<Function>(CV))
465           errs() << F->getName();
466         else
467           errs() << *CV;
468         errs() << '\n';
469       });
470
471     if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(CV)) {
472       emitGlobalAddress(GV, ARM::reloc_arm_absolute, isa<Function>(GV), false);
473       emitWordLE(0);
474     } else if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(CV)) {
475       uint32_t Val = *(uint32_t*)CI->getValue().getRawData();
476       emitWordLE(Val);
477     } else if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CV)) {
478       if (CFP->getType()->isFloatTy())
479         emitWordLE(CFP->getValueAPF().bitcastToAPInt().getZExtValue());
480       else if (CFP->getType()->isDoubleTy())
481         emitDWordLE(CFP->getValueAPF().bitcastToAPInt().getZExtValue());
482       else {
483         llvm_unreachable("Unable to handle this constantpool entry!");
484       }
485     } else {
486       llvm_unreachable("Unable to handle this constantpool entry!");
487     }
488   }
489 }
490
491 void ARMCodeEmitter::emitMOVi32immInstruction(const MachineInstr &MI) {
492   const MachineOperand &MO0 = MI.getOperand(0);
493   const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
494
495   // Emit the 'movw' instruction.
496   unsigned Binary = 0x30 << 20;  // mov: Insts{27-20} = 0b00110000
497
498   unsigned Lo16 = getMovi32Value(MI, MO1, ARM::reloc_arm_movw) & 0xFFFF;
499
500   // Set the conditional execution predicate.
501   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
502
503   // Encode Rd.
504   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO0) << ARMII::RegRdShift;
505
506   // Encode imm16 as imm4:imm12
507   Binary |= Lo16 & 0xFFF; // Insts{11-0} = imm12
508   Binary |= ((Lo16 >> 12) & 0xF) << 16; // Insts{19-16} = imm4
509   emitWordLE(Binary);
510
511   unsigned Hi16 = getMovi32Value(MI, MO1, ARM::reloc_arm_movt) >> 16;
512   // Emit the 'movt' instruction.
513   Binary = 0x34 << 20; // movt: Insts{27-20} = 0b00110100
514
515   // Set the conditional execution predicate.
516   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
517
518   // Encode Rd.
519   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO0) << ARMII::RegRdShift;
520
521   // Encode imm16 as imm4:imm1, same as movw above.
522   Binary |= Hi16 & 0xFFF;
523   Binary |= ((Hi16 >> 12) & 0xF) << 16;
524   emitWordLE(Binary);
525 }
526
527 void ARMCodeEmitter::emitMOVi2piecesInstruction(const MachineInstr &MI) {
528   const MachineOperand &MO0 = MI.getOperand(0);
529   const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
530   assert(MO1.isImm() && ARM_AM::isSOImmTwoPartVal(MO1.getImm()) &&
531                                                   "Not a valid so_imm value!");
532   unsigned V1 = ARM_AM::getSOImmTwoPartFirst(MO1.getImm());
533   unsigned V2 = ARM_AM::getSOImmTwoPartSecond(MO1.getImm());
534
535   // Emit the 'mov' instruction.
536   unsigned Binary = 0xd << 21;  // mov: Insts{24-21} = 0b1101
537
538   // Set the conditional execution predicate.
539   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
540
541   // Encode Rd.
542   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO0) << ARMII::RegRdShift;
543
544   // Encode so_imm.
545   // Set bit I(25) to identify this is the immediate form of <shifter_op>
546   Binary |= 1 << ARMII::I_BitShift;
547   Binary |= getMachineSoImmOpValue(V1);
548   emitWordLE(Binary);
549
550   // Now the 'orr' instruction.
551   Binary = 0xc << 21;  // orr: Insts{24-21} = 0b1100
552
553   // Set the conditional execution predicate.
554   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
555
556   // Encode Rd.
557   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO0) << ARMII::RegRdShift;
558
559   // Encode Rn.
560   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO0) << ARMII::RegRnShift;
561
562   // Encode so_imm.
563   // Set bit I(25) to identify this is the immediate form of <shifter_op>
564   Binary |= 1 << ARMII::I_BitShift;
565   Binary |= getMachineSoImmOpValue(V2);
566   emitWordLE(Binary);
567 }
568
569 void ARMCodeEmitter::emitLEApcrelJTInstruction(const MachineInstr &MI) {
570   // It's basically add r, pc, (LJTI - $+8)
571
572   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
573
574   // Emit the 'add' instruction.
575   unsigned Binary = 0x4 << 21;  // add: Insts{24-31} = 0b0100
576
577   // Set the conditional execution predicate
578   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
579
580   // Encode S bit if MI modifies CPSR.
581   Binary |= getAddrModeSBit(MI, TID);
582
583   // Encode Rd.
584   Binary |= getMachineOpValue(MI, 0) << ARMII::RegRdShift;
585
586   // Encode Rn which is PC.
587   Binary |= ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ARM::PC) << ARMII::RegRnShift;
588
589   // Encode the displacement.
590   Binary |= 1 << ARMII::I_BitShift;
591   emitJumpTableAddress(MI.getOperand(1).getIndex(), ARM::reloc_arm_jt_base);
592
593   emitWordLE(Binary);
594 }
595
596 void ARMCodeEmitter::emitPseudoMoveInstruction(const MachineInstr &MI) {
597   unsigned Opcode = MI.getDesc().Opcode;
598
599   // Part of binary is determined by TableGn.
600   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
601
602   // Set the conditional execution predicate
603   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
604
605   // Encode S bit if MI modifies CPSR.
606   if (Opcode == ARM::MOVsrl_flag || Opcode == ARM::MOVsra_flag)
607     Binary |= 1 << ARMII::S_BitShift;
608
609   // Encode register def if there is one.
610   Binary |= getMachineOpValue(MI, 0) << ARMII::RegRdShift;
611
612   // Encode the shift operation.
613   switch (Opcode) {
614   default: break;
615   case ARM::MOVrx:
616     // rrx
617     Binary |= 0x6 << 4;
618     break;
619   case ARM::MOVsrl_flag:
620     // lsr #1
621     Binary |= (0x2 << 4) | (1 << 7);
622     break;
623   case ARM::MOVsra_flag:
624     // asr #1
625     Binary |= (0x4 << 4) | (1 << 7);
626     break;
627   }
628
629   // Encode register Rm.
630   Binary |= getMachineOpValue(MI, 1);
631
632   emitWordLE(Binary);
633 }
634
635 void ARMCodeEmitter::addPCLabel(unsigned LabelID) {
636   DEBUG(errs() << "  ** LPC" << LabelID << " @ "
637         << (void*)MCE.getCurrentPCValue() << '\n');
638   JTI->addPCLabelAddr(LabelID, MCE.getCurrentPCValue());
639 }
640
641 void ARMCodeEmitter::emitPseudoInstruction(const MachineInstr &MI) {
642   unsigned Opcode = MI.getDesc().Opcode;
643   switch (Opcode) {
644   default:
645     llvm_unreachable("ARMCodeEmitter::emitPseudoInstruction");
646   case TargetOpcode::INLINEASM: {
647     // We allow inline assembler nodes with empty bodies - they can
648     // implicitly define registers, which is ok for JIT.
649     if (MI.getOperand(0).getSymbolName()[0]) {
650       report_fatal_error("JIT does not support inline asm!");
651     }
652     break;
653   }
654   case TargetOpcode::DBG_LABEL:
655   case TargetOpcode::EH_LABEL:
656     MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
657     break;
658   case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
659   case TargetOpcode::KILL:
660     // Do nothing.
661     break;
662   case ARM::CONSTPOOL_ENTRY:
663     emitConstPoolInstruction(MI);
664     break;
665   case ARM::PICADD: {
666     // Remember of the address of the PC label for relocation later.
667     addPCLabel(MI.getOperand(2).getImm());
668     // PICADD is just an add instruction that implicitly read pc.
669     emitDataProcessingInstruction(MI, 0, ARM::PC);
670     break;
671   }
672   case ARM::PICLDR:
673   case ARM::PICLDRB:
674   case ARM::PICSTR:
675   case ARM::PICSTRB: {
676     // Remember of the address of the PC label for relocation later.
677     addPCLabel(MI.getOperand(2).getImm());
678     // These are just load / store instructions that implicitly read pc.
679     emitLoadStoreInstruction(MI, 0, ARM::PC);
680     break;
681   }
682   case ARM::PICLDRH:
683   case ARM::PICLDRSH:
684   case ARM::PICLDRSB:
685   case ARM::PICSTRH: {
686     // Remember of the address of the PC label for relocation later.
687     addPCLabel(MI.getOperand(2).getImm());
688     // These are just load / store instructions that implicitly read pc.
689     emitMiscLoadStoreInstruction(MI, ARM::PC);
690     break;
691   }
692
693   case ARM::MOVi32imm:
694     emitMOVi32immInstruction(MI);
695     break;
696
697   case ARM::MOVi2pieces:
698     // Two instructions to materialize a constant.
699     emitMOVi2piecesInstruction(MI);
700     break;
701   case ARM::LEApcrelJT:
702     // Materialize jumptable address.
703     emitLEApcrelJTInstruction(MI);
704     break;
705   case ARM::MOVrx:
706   case ARM::MOVsrl_flag:
707   case ARM::MOVsra_flag:
708     emitPseudoMoveInstruction(MI);
709     break;
710   }
711 }
712
713 unsigned ARMCodeEmitter::getMachineSoRegOpValue(const MachineInstr &MI,
714                                                 const TargetInstrDesc &TID,
715                                                 const MachineOperand &MO,
716                                                 unsigned OpIdx) {
717   unsigned Binary = getMachineOpValue(MI, MO);
718
719   const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
720   const MachineOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 2);
721   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO2.getImm());
722
723   // Encode the shift opcode.
724   unsigned SBits = 0;
725   unsigned Rs = MO1.getReg();
726   if (Rs) {
727     // Set shift operand (bit[7:4]).
728     // LSL - 0001
729     // LSR - 0011
730     // ASR - 0101
731     // ROR - 0111
732     // RRX - 0110 and bit[11:8] clear.
733     switch (SOpc) {
734     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
735     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x1; break;
736     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x3; break;
737     case ARM_AM::asr: SBits = 0x5; break;
738     case ARM_AM::ror: SBits = 0x7; break;
739     case ARM_AM::rrx: SBits = 0x6; break;
740     }
741   } else {
742     // Set shift operand (bit[6:4]).
743     // LSL - 000
744     // LSR - 010
745     // ASR - 100
746     // ROR - 110
747     switch (SOpc) {
748     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
749     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
750     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
751     case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
752     case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
753     }
754   }
755   Binary |= SBits << 4;
756   if (SOpc == ARM_AM::rrx)
757     return Binary;
758
759   // Encode the shift operation Rs or shift_imm (except rrx).
760   if (Rs) {
761     // Encode Rs bit[11:8].
762     assert(ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) == 0);
763     return Binary |
764       (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(Rs) << ARMII::RegRsShift);
765   }
766
767   // Encode shift_imm bit[11:7].
768   return Binary | ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) << 7;
769 }
770
771 unsigned ARMCodeEmitter::getMachineSoImmOpValue(unsigned SoImm) {
772   int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(SoImm);
773   assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
774
775   // Encode rotate_imm.
776   unsigned Binary = (ARM_AM::getSOImmValRot((unsigned)SoImmVal) >> 1)
777     << ARMII::SoRotImmShift;
778
779   // Encode immed_8.
780   Binary |= ARM_AM::getSOImmValImm((unsigned)SoImmVal);
781   return Binary;
782 }
783
784 unsigned ARMCodeEmitter::getAddrModeSBit(const MachineInstr &MI,
785                                          const TargetInstrDesc &TID) const {
786   for (unsigned i = MI.getNumOperands(), e = TID.getNumOperands(); i != e; --i){
787     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i-1);
788     if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == ARM::CPSR)
789       return 1 << ARMII::S_BitShift;
790   }
791   return 0;
792 }
793
794 void ARMCodeEmitter::emitDataProcessingInstruction(const MachineInstr &MI,
795                                                    unsigned ImplicitRd,
796                                                    unsigned ImplicitRn) {
797   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
798
799   // Part of binary is determined by TableGn.
800   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
801
802   // Set the conditional execution predicate
803   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
804
805   // Encode S bit if MI modifies CPSR.
806   Binary |= getAddrModeSBit(MI, TID);
807
808   // Encode register def if there is one.
809   unsigned NumDefs = TID.getNumDefs();
810   unsigned OpIdx = 0;
811   if (NumDefs)
812     Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdShift;
813   else if (ImplicitRd)
814     // Special handling for implicit use (e.g. PC).
815     Binary |= (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ImplicitRd)
816                << ARMII::RegRdShift);
817
818   if (TID.Opcode == ARM::MOVi16) {
819       // Get immediate from MI.
820       unsigned Lo16 = getMovi32Value(MI, MI.getOperand(OpIdx),
821                       ARM::reloc_arm_movw);
822       // Encode imm which is the same as in emitMOVi32immInstruction().
823       Binary |= Lo16 & 0xFFF;
824       Binary |= ((Lo16 >> 12) & 0xF) << 16;
825       emitWordLE(Binary);
826       return;
827   } else if(TID.Opcode == ARM::MOVTi16) {
828       unsigned Hi16 = (getMovi32Value(MI, MI.getOperand(OpIdx),
829                        ARM::reloc_arm_movt) >> 16);
830       Binary |= Hi16 & 0xFFF;
831       Binary |= ((Hi16 >> 12) & 0xF) << 16;
832       emitWordLE(Binary);
833       return;
834   } else if ((TID.Opcode == ARM::BFC) || (TID.Opcode == ARM::BFI)) {
835       uint32_t v = ~MI.getOperand(2).getImm();
836       int32_t lsb = CountTrailingZeros_32(v);
837       int32_t msb = (32 - CountLeadingZeros_32(v)) - 1;
838       // Instr{20-16} = msb, Instr{11-7} = lsb
839       Binary |= (msb & 0x1F) << 16;
840       Binary |= (lsb & 0x1F) << 7;
841       emitWordLE(Binary);
842       return;
843   } else if ((TID.Opcode == ARM::UBFX) || (TID.Opcode == ARM::SBFX)) {
844       // Encode Rn in Instr{0-3}
845       Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++);
846
847       uint32_t lsb = MI.getOperand(OpIdx++).getImm();
848       uint32_t widthm1 = MI.getOperand(OpIdx++).getImm() - 1;
849
850       // Instr{20-16} = widthm1, Instr{11-7} = lsb
851       Binary |= (widthm1 & 0x1F) << 16;
852       Binary |= (lsb & 0x1F) << 7;
853       emitWordLE(Binary);
854       return;
855   }
856
857   // If this is a two-address operand, skip it. e.g. MOVCCr operand 1.
858   if (TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
859     ++OpIdx;
860
861   // Encode first non-shifter register operand if there is one.
862   bool isUnary = TID.TSFlags & ARMII::UnaryDP;
863   if (!isUnary) {
864     if (ImplicitRn)
865       // Special handling for implicit use (e.g. PC).
866       Binary |= (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ImplicitRn)
867                  << ARMII::RegRnShift);
868     else {
869       Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx) << ARMII::RegRnShift;
870       ++OpIdx;
871     }
872   }
873
874   // Encode shifter operand.
875   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
876   if ((TID.TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::DPSoRegFrm) {
877     // Encode SoReg.
878     emitWordLE(Binary | getMachineSoRegOpValue(MI, TID, MO, OpIdx));
879     return;
880   }
881
882   if (MO.isReg()) {
883     // Encode register Rm.
884     emitWordLE(Binary | ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg()));
885     return;
886   }
887
888   // Encode so_imm.
889   Binary |= getMachineSoImmOpValue((unsigned)MO.getImm());
890
891   emitWordLE(Binary);
892 }
893
894 void ARMCodeEmitter::emitLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI,
895                                               unsigned ImplicitRd,
896                                               unsigned ImplicitRn) {
897   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
898   unsigned Form = TID.TSFlags & ARMII::FormMask;
899   bool IsPrePost = (TID.TSFlags & ARMII::IndexModeMask) != 0;
900
901   // Part of binary is determined by TableGn.
902   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
903
904   // Set the conditional execution predicate
905   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
906
907   unsigned OpIdx = 0;
908
909   // Operand 0 of a pre- and post-indexed store is the address base
910   // writeback. Skip it.
911   bool Skipped = false;
912   if (IsPrePost && Form == ARMII::StFrm) {
913     ++OpIdx;
914     Skipped = true;
915   }
916
917   // Set first operand
918   if (ImplicitRd)
919     // Special handling for implicit use (e.g. PC).
920     Binary |= (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ImplicitRd)
921                << ARMII::RegRdShift);
922   else
923     Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdShift;
924
925   // Set second operand
926   if (ImplicitRn)
927     // Special handling for implicit use (e.g. PC).
928     Binary |= (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ImplicitRn)
929                << ARMII::RegRnShift);
930   else
931     Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRnShift;
932
933   // If this is a two-address operand, skip it. e.g. LDR_PRE.
934   if (!Skipped && TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
935     ++OpIdx;
936
937   const MachineOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx);
938   unsigned AM2Opc = (ImplicitRn == ARM::PC)
939     ? 0 : MI.getOperand(OpIdx+1).getImm();
940
941   // Set bit U(23) according to sign of immed value (positive or negative).
942   Binary |= ((ARM_AM::getAM2Op(AM2Opc) == ARM_AM::add ? 1 : 0) <<
943              ARMII::U_BitShift);
944   if (!MO2.getReg()) { // is immediate
945     if (ARM_AM::getAM2Offset(AM2Opc))
946       // Set the value of offset_12 field
947       Binary |= ARM_AM::getAM2Offset(AM2Opc);
948     emitWordLE(Binary);
949     return;
950   }
951
952   // Set bit I(25), because this is not in immediate enconding.
953   Binary |= 1 << ARMII::I_BitShift;
954   assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO2.getReg()));
955   // Set bit[3:0] to the corresponding Rm register
956   Binary |= ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO2.getReg());
957
958   // If this instr is in scaled register offset/index instruction, set
959   // shift_immed(bit[11:7]) and shift(bit[6:5]) fields.
960   if (unsigned ShImm = ARM_AM::getAM2Offset(AM2Opc)) {
961     Binary |= getShiftOp(AM2Opc) << ARMII::ShiftImmShift;  // shift
962     Binary |= ShImm              << ARMII::ShiftShift;     // shift_immed
963   }
964
965   emitWordLE(Binary);
966 }
967
968 void ARMCodeEmitter::emitMiscLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI,
969                                                   unsigned ImplicitRn) {
970   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
971   unsigned Form = TID.TSFlags & ARMII::FormMask;
972   bool IsPrePost = (TID.TSFlags & ARMII::IndexModeMask) != 0;
973
974   // Part of binary is determined by TableGn.
975   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
976
977   // Set the conditional execution predicate
978   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
979
980   unsigned OpIdx = 0;
981
982   // Operand 0 of a pre- and post-indexed store is the address base
983   // writeback. Skip it.
984   bool Skipped = false;
985   if (IsPrePost && Form == ARMII::StMiscFrm) {
986     ++OpIdx;
987     Skipped = true;
988   }
989
990   // Set first operand
991   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdShift;
992
993   // Skip LDRD and STRD's second operand.
994   if (TID.Opcode == ARM::LDRD || TID.Opcode == ARM::STRD)
995     ++OpIdx;
996
997   // Set second operand
998   if (ImplicitRn)
999     // Special handling for implicit use (e.g. PC).
1000     Binary |= (ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ImplicitRn)
1001                << ARMII::RegRnShift);
1002   else
1003     Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRnShift;
1004
1005   // If this is a two-address operand, skip it. e.g. LDRH_POST.
1006   if (!Skipped && TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
1007     ++OpIdx;
1008
1009   const MachineOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx);
1010   unsigned AM3Opc = (ImplicitRn == ARM::PC)
1011     ? 0 : MI.getOperand(OpIdx+1).getImm();
1012
1013   // Set bit U(23) according to sign of immed value (positive or negative)
1014   Binary |= ((ARM_AM::getAM3Op(AM3Opc) == ARM_AM::add ? 1 : 0) <<
1015              ARMII::U_BitShift);
1016
1017   // If this instr is in register offset/index encoding, set bit[3:0]
1018   // to the corresponding Rm register.
1019   if (MO2.getReg()) {
1020     Binary |= ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO2.getReg());
1021     emitWordLE(Binary);
1022     return;
1023   }
1024
1025   // This instr is in immediate offset/index encoding, set bit 22 to 1.
1026   Binary |= 1 << ARMII::AM3_I_BitShift;
1027   if (unsigned ImmOffs = ARM_AM::getAM3Offset(AM3Opc)) {
1028     // Set operands
1029     Binary |= (ImmOffs >> 4) << ARMII::ImmHiShift;  // immedH
1030     Binary |= (ImmOffs & 0xF);                      // immedL
1031   }
1032
1033   emitWordLE(Binary);
1034 }
1035
1036 static unsigned getAddrModeUPBits(unsigned Mode) {
1037   unsigned Binary = 0;
1038
1039   // Set addressing mode by modifying bits U(23) and P(24)
1040   // IA - Increment after  - bit U = 1 and bit P = 0
1041   // IB - Increment before - bit U = 1 and bit P = 1
1042   // DA - Decrement after  - bit U = 0 and bit P = 0
1043   // DB - Decrement before - bit U = 0 and bit P = 1
1044   switch (Mode) {
1045   default: llvm_unreachable("Unknown addressing sub-mode!");
1046   case ARM_AM::da:                                     break;
1047   case ARM_AM::db: Binary |= 0x1 << ARMII::P_BitShift; break;
1048   case ARM_AM::ia: Binary |= 0x1 << ARMII::U_BitShift; break;
1049   case ARM_AM::ib: Binary |= 0x3 << ARMII::U_BitShift; break;
1050   }
1051
1052   return Binary;
1053 }
1054
1055 void ARMCodeEmitter::emitLoadStoreMultipleInstruction(const MachineInstr &MI) {
1056   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1057   bool IsUpdating = (TID.TSFlags & ARMII::IndexModeMask) != 0;
1058
1059   // Part of binary is determined by TableGn.
1060   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1061
1062   // Set the conditional execution predicate
1063   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1064
1065   // Skip operand 0 of an instruction with base register update.
1066   unsigned OpIdx = 0;
1067   if (IsUpdating)
1068     ++OpIdx;
1069
1070   // Set base address operand
1071   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRnShift;
1072
1073   // Set addressing mode by modifying bits U(23) and P(24)
1074   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx++);
1075   Binary |= getAddrModeUPBits(ARM_AM::getAM4SubMode(MO.getImm()));
1076
1077   // Set bit W(21)
1078   if (IsUpdating)
1079     Binary |= 0x1 << ARMII::W_BitShift;
1080
1081   // Set registers
1082   for (unsigned i = OpIdx+2, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1083     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1084     if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
1085       break;
1086     unsigned RegNum = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO.getReg());
1087     assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()) &&
1088            RegNum < 16);
1089     Binary |= 0x1 << RegNum;
1090   }
1091
1092   emitWordLE(Binary);
1093 }
1094
1095 void ARMCodeEmitter::emitMulFrmInstruction(const MachineInstr &MI) {
1096   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1097
1098   // Part of binary is determined by TableGn.
1099   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1100
1101   // Set the conditional execution predicate
1102   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1103
1104   // Encode S bit if MI modifies CPSR.
1105   Binary |= getAddrModeSBit(MI, TID);
1106
1107   // 32x32->64bit operations have two destination registers. The number
1108   // of register definitions will tell us if that's what we're dealing with.
1109   unsigned OpIdx = 0;
1110   if (TID.getNumDefs() == 2)
1111     Binary |= getMachineOpValue (MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdLoShift;
1112
1113   // Encode Rd
1114   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdHiShift;
1115
1116   // Encode Rm
1117   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++);
1118
1119   // Encode Rs
1120   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRsShift;
1121
1122   // Many multiple instructions (e.g. MLA) have three src operands. Encode
1123   // it as Rn (for multiply, that's in the same offset as RdLo.
1124   if (TID.getNumOperands() > OpIdx &&
1125       !TID.OpInfo[OpIdx].isPredicate() &&
1126       !TID.OpInfo[OpIdx].isOptionalDef())
1127     Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx) << ARMII::RegRdLoShift;
1128
1129   emitWordLE(Binary);
1130 }
1131
1132 void ARMCodeEmitter::emitExtendInstruction(const MachineInstr &MI) {
1133   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1134
1135   // Part of binary is determined by TableGn.
1136   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1137
1138   // Set the conditional execution predicate
1139   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1140
1141   unsigned OpIdx = 0;
1142
1143   // Encode Rd
1144   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdShift;
1145
1146   const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx++);
1147   const MachineOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx);
1148   if (MO2.isReg()) {
1149     // Two register operand form.
1150     // Encode Rn.
1151     Binary |= getMachineOpValue(MI, MO1) << ARMII::RegRnShift;
1152
1153     // Encode Rm.
1154     Binary |= getMachineOpValue(MI, MO2);
1155     ++OpIdx;
1156   } else {
1157     Binary |= getMachineOpValue(MI, MO1);
1158   }
1159
1160   // Encode rot imm (0, 8, 16, or 24) if it has a rotate immediate operand.
1161   if (MI.getOperand(OpIdx).isImm() &&
1162       !TID.OpInfo[OpIdx].isPredicate() &&
1163       !TID.OpInfo[OpIdx].isOptionalDef())
1164     Binary |= (getMachineOpValue(MI, OpIdx) / 8) << ARMII::ExtRotImmShift;
1165
1166   emitWordLE(Binary);
1167 }
1168
1169 void ARMCodeEmitter::emitMiscArithInstruction(const MachineInstr &MI) {
1170   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1171
1172   // Part of binary is determined by TableGn.
1173   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1174
1175   // Set the conditional execution predicate
1176   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1177
1178   unsigned OpIdx = 0;
1179
1180   // Encode Rd
1181   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRdShift;
1182
1183   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx++);
1184   if (OpIdx == TID.getNumOperands() ||
1185       TID.OpInfo[OpIdx].isPredicate() ||
1186       TID.OpInfo[OpIdx].isOptionalDef()) {
1187     // Encode Rm and it's done.
1188     Binary |= getMachineOpValue(MI, MO);
1189     emitWordLE(Binary);
1190     return;
1191   }
1192
1193   // Encode Rn.
1194   Binary |= getMachineOpValue(MI, MO) << ARMII::RegRnShift;
1195
1196   // Encode Rm.
1197   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++);
1198
1199   // Encode shift_imm.
1200   unsigned ShiftAmt = MI.getOperand(OpIdx).getImm();
1201   assert(ShiftAmt < 32 && "shift_imm range is 0 to 31!");
1202   Binary |= ShiftAmt << ARMII::ShiftShift;
1203
1204   emitWordLE(Binary);
1205 }
1206
1207 void ARMCodeEmitter::emitBranchInstruction(const MachineInstr &MI) {
1208   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1209
1210   if (TID.Opcode == ARM::TPsoft) {
1211     llvm_unreachable("ARM::TPsoft FIXME"); // FIXME
1212   }
1213
1214   // Part of binary is determined by TableGn.
1215   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1216
1217   // Set the conditional execution predicate
1218   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1219
1220   // Set signed_immed_24 field
1221   Binary |= getMachineOpValue(MI, 0);
1222
1223   emitWordLE(Binary);
1224 }
1225
1226 void ARMCodeEmitter::emitInlineJumpTable(unsigned JTIndex) {
1227   // Remember the base address of the inline jump table.
1228   uintptr_t JTBase = MCE.getCurrentPCValue();
1229   JTI->addJumpTableBaseAddr(JTIndex, JTBase);
1230   DEBUG(errs() << "  ** Jump Table #" << JTIndex << " @ " << (void*)JTBase
1231                << '\n');
1232
1233   // Now emit the jump table entries.
1234   const std::vector<MachineBasicBlock*> &MBBs = (*MJTEs)[JTIndex].MBBs;
1235   for (unsigned i = 0, e = MBBs.size(); i != e; ++i) {
1236     if (IsPIC)
1237       // DestBB address - JT base.
1238       emitMachineBasicBlock(MBBs[i], ARM::reloc_arm_pic_jt, JTBase);
1239     else
1240       // Absolute DestBB address.
1241       emitMachineBasicBlock(MBBs[i], ARM::reloc_arm_absolute);
1242     emitWordLE(0);
1243   }
1244 }
1245
1246 void ARMCodeEmitter::emitMiscBranchInstruction(const MachineInstr &MI) {
1247   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1248
1249   // Handle jump tables.
1250   if (TID.Opcode == ARM::BR_JTr || TID.Opcode == ARM::BR_JTadd) {
1251     // First emit a ldr pc, [] instruction.
1252     emitDataProcessingInstruction(MI, ARM::PC);
1253
1254     // Then emit the inline jump table.
1255     unsigned JTIndex =
1256       (TID.Opcode == ARM::BR_JTr)
1257       ? MI.getOperand(1).getIndex() : MI.getOperand(2).getIndex();
1258     emitInlineJumpTable(JTIndex);
1259     return;
1260   } else if (TID.Opcode == ARM::BR_JTm) {
1261     // First emit a ldr pc, [] instruction.
1262     emitLoadStoreInstruction(MI, ARM::PC);
1263
1264     // Then emit the inline jump table.
1265     emitInlineJumpTable(MI.getOperand(3).getIndex());
1266     return;
1267   }
1268
1269   // Part of binary is determined by TableGn.
1270   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1271
1272   // Set the conditional execution predicate
1273   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1274
1275   if (TID.Opcode == ARM::BX_RET || TID.Opcode == ARM::MOVPCLR)
1276     // The return register is LR.
1277     Binary |= ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(ARM::LR);
1278   else
1279     // otherwise, set the return register
1280     Binary |= getMachineOpValue(MI, 0);
1281
1282   emitWordLE(Binary);
1283 }
1284
1285 static unsigned encodeVFPRd(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1286   unsigned RegD = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1287   unsigned Binary = 0;
1288   bool isSPVFP = false;
1289   RegD = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegD, &isSPVFP);
1290   if (!isSPVFP)
1291     Binary |=   RegD               << ARMII::RegRdShift;
1292   else {
1293     Binary |= ((RegD & 0x1E) >> 1) << ARMII::RegRdShift;
1294     Binary |=  (RegD & 0x01)       << ARMII::D_BitShift;
1295   }
1296   return Binary;
1297 }
1298
1299 static unsigned encodeVFPRn(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1300   unsigned RegN = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1301   unsigned Binary = 0;
1302   bool isSPVFP = false;
1303   RegN = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegN, &isSPVFP);
1304   if (!isSPVFP)
1305     Binary |=   RegN               << ARMII::RegRnShift;
1306   else {
1307     Binary |= ((RegN & 0x1E) >> 1) << ARMII::RegRnShift;
1308     Binary |=  (RegN & 0x01)       << ARMII::N_BitShift;
1309   }
1310   return Binary;
1311 }
1312
1313 static unsigned encodeVFPRm(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1314   unsigned RegM = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1315   unsigned Binary = 0;
1316   bool isSPVFP = false;
1317   RegM = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegM, &isSPVFP);
1318   if (!isSPVFP)
1319     Binary |=   RegM;
1320   else {
1321     Binary |= ((RegM & 0x1E) >> 1);
1322     Binary |=  (RegM & 0x01)       << ARMII::M_BitShift;
1323   }
1324   return Binary;
1325 }
1326
1327 void ARMCodeEmitter::emitVFPArithInstruction(const MachineInstr &MI) {
1328   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1329
1330   // Part of binary is determined by TableGn.
1331   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1332
1333   // Set the conditional execution predicate
1334   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1335
1336   unsigned OpIdx = 0;
1337   assert((Binary & ARMII::D_BitShift) == 0 &&
1338          (Binary & ARMII::N_BitShift) == 0 &&
1339          (Binary & ARMII::M_BitShift) == 0 && "VFP encoding bug!");
1340
1341   // Encode Dd / Sd.
1342   Binary |= encodeVFPRd(MI, OpIdx++);
1343
1344   // If this is a two-address operand, skip it, e.g. FMACD.
1345   if (TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
1346     ++OpIdx;
1347
1348   // Encode Dn / Sn.
1349   if ((TID.TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::VFPBinaryFrm)
1350     Binary |= encodeVFPRn(MI, OpIdx++);
1351
1352   if (OpIdx == TID.getNumOperands() ||
1353       TID.OpInfo[OpIdx].isPredicate() ||
1354       TID.OpInfo[OpIdx].isOptionalDef()) {
1355     // FCMPEZD etc. has only one operand.
1356     emitWordLE(Binary);
1357     return;
1358   }
1359
1360   // Encode Dm / Sm.
1361   Binary |= encodeVFPRm(MI, OpIdx);
1362
1363   emitWordLE(Binary);
1364 }
1365
1366 void ARMCodeEmitter::emitVFPConversionInstruction(const MachineInstr &MI) {
1367   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1368   unsigned Form = TID.TSFlags & ARMII::FormMask;
1369
1370   // Part of binary is determined by TableGn.
1371   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1372
1373   // Set the conditional execution predicate
1374   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1375
1376   switch (Form) {
1377   default: break;
1378   case ARMII::VFPConv1Frm:
1379   case ARMII::VFPConv2Frm:
1380   case ARMII::VFPConv3Frm:
1381     // Encode Dd / Sd.
1382     Binary |= encodeVFPRd(MI, 0);
1383     break;
1384   case ARMII::VFPConv4Frm:
1385     // Encode Dn / Sn.
1386     Binary |= encodeVFPRn(MI, 0);
1387     break;
1388   case ARMII::VFPConv5Frm:
1389     // Encode Dm / Sm.
1390     Binary |= encodeVFPRm(MI, 0);
1391     break;
1392   }
1393
1394   switch (Form) {
1395   default: break;
1396   case ARMII::VFPConv1Frm:
1397     // Encode Dm / Sm.
1398     Binary |= encodeVFPRm(MI, 1);
1399     break;
1400   case ARMII::VFPConv2Frm:
1401   case ARMII::VFPConv3Frm:
1402     // Encode Dn / Sn.
1403     Binary |= encodeVFPRn(MI, 1);
1404     break;
1405   case ARMII::VFPConv4Frm:
1406   case ARMII::VFPConv5Frm:
1407     // Encode Dd / Sd.
1408     Binary |= encodeVFPRd(MI, 1);
1409     break;
1410   }
1411
1412   if (Form == ARMII::VFPConv5Frm)
1413     // Encode Dn / Sn.
1414     Binary |= encodeVFPRn(MI, 2);
1415   else if (Form == ARMII::VFPConv3Frm)
1416     // Encode Dm / Sm.
1417     Binary |= encodeVFPRm(MI, 2);
1418
1419   emitWordLE(Binary);
1420 }
1421
1422 void ARMCodeEmitter::emitVFPLoadStoreInstruction(const MachineInstr &MI) {
1423   // Part of binary is determined by TableGn.
1424   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1425
1426   // Set the conditional execution predicate
1427   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1428
1429   unsigned OpIdx = 0;
1430
1431   // Encode Dd / Sd.
1432   Binary |= encodeVFPRd(MI, OpIdx++);
1433
1434   // Encode address base.
1435   const MachineOperand &Base = MI.getOperand(OpIdx++);
1436   Binary |= getMachineOpValue(MI, Base) << ARMII::RegRnShift;
1437
1438   // If there is a non-zero immediate offset, encode it.
1439   if (Base.isReg()) {
1440     const MachineOperand &Offset = MI.getOperand(OpIdx);
1441     if (unsigned ImmOffs = ARM_AM::getAM5Offset(Offset.getImm())) {
1442       if (ARM_AM::getAM5Op(Offset.getImm()) == ARM_AM::add)
1443         Binary |= 1 << ARMII::U_BitShift;
1444       Binary |= ImmOffs;
1445       emitWordLE(Binary);
1446       return;
1447     }
1448   }
1449
1450   // If immediate offset is omitted, default to +0.
1451   Binary |= 1 << ARMII::U_BitShift;
1452
1453   emitWordLE(Binary);
1454 }
1455
1456 void
1457 ARMCodeEmitter::emitVFPLoadStoreMultipleInstruction(const MachineInstr &MI) {
1458   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1459   bool IsUpdating = (TID.TSFlags & ARMII::IndexModeMask) != 0;
1460
1461   // Part of binary is determined by TableGn.
1462   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1463
1464   // Set the conditional execution predicate
1465   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1466
1467   // Skip operand 0 of an instruction with base register update.
1468   unsigned OpIdx = 0;
1469   if (IsUpdating)
1470     ++OpIdx;
1471
1472   // Set base address operand
1473   Binary |= getMachineOpValue(MI, OpIdx++) << ARMII::RegRnShift;
1474
1475   // Set addressing mode by modifying bits U(23) and P(24)
1476   const MachineOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx++);
1477   Binary |= getAddrModeUPBits(ARM_AM::getAM5SubMode(MO.getImm()));
1478
1479   // Set bit W(21)
1480   if (IsUpdating)
1481     Binary |= 0x1 << ARMII::W_BitShift;
1482
1483   // First register is encoded in Dd.
1484   Binary |= encodeVFPRd(MI, OpIdx+2);
1485
1486   // Number of registers are encoded in offset field.
1487   unsigned NumRegs = 1;
1488   for (unsigned i = OpIdx+3, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1489     const MachineOperand &MO = MI.getOperand(i);
1490     if (!MO.isReg() || MO.isImplicit())
1491       break;
1492     ++NumRegs;
1493   }
1494   // Bit 8 will be set if <list> is consecutive 64-bit registers (e.g., D0)
1495   // Otherwise, it will be 0, in the case of 32-bit registers.
1496   if(Binary & 0x100)
1497     Binary |= NumRegs * 2;
1498   else
1499     Binary |= NumRegs;
1500
1501   emitWordLE(Binary);
1502 }
1503
1504 void ARMCodeEmitter::emitMiscInstruction(const MachineInstr &MI) {
1505   unsigned Opcode = MI.getDesc().Opcode;
1506   // Part of binary is determined by TableGn.
1507   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1508
1509   // Set the conditional execution predicate
1510   Binary |= II->getPredicate(&MI) << ARMII::CondShift;
1511
1512   switch(Opcode) {
1513   default:
1514     llvm_unreachable("ARMCodeEmitter::emitMiscInstruction");
1515
1516   case ARM::FMSTAT:
1517     // No further encoding needed.
1518     break;
1519
1520   case ARM::VMRS:
1521   case ARM::VMSR: {
1522     const MachineOperand &MO0 = MI.getOperand(0);
1523     // Encode Rt.
1524     Binary |= ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(MO0.getReg())
1525                 << ARMII::RegRdShift;
1526     break;
1527   }
1528
1529   case ARM::FCONSTD:
1530   case ARM::FCONSTS: {
1531     // Encode Dd / Sd.
1532     Binary |= encodeVFPRd(MI, 0);
1533
1534     // Encode imm., Table A7-18 VFP modified immediate constants
1535     const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
1536     unsigned Imm = static_cast<unsigned>(MO1.getFPImm()->getValueAPF()
1537                       .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
1538     unsigned ModifiedImm;
1539
1540     if(Opcode == ARM::FCONSTS)
1541       ModifiedImm = (Imm & 0x80000000) >> 24 | // a
1542                     (Imm & 0x03F80000) >> 19;  // bcdefgh
1543     else // Opcode == ARM::FCONSTD
1544       ModifiedImm = (Imm & 0x80000000) >> 24 | // a
1545                     (Imm & 0x007F0000) >> 16;  // bcdefgh
1546
1547     // Insts{19-16} = abcd, Insts{3-0} = efgh
1548     Binary |= ((ModifiedImm & 0xF0) >> 4) << 16;
1549     Binary |= (ModifiedImm & 0xF);
1550     break;
1551   }
1552   }
1553
1554   emitWordLE(Binary);
1555 }
1556
1557 static unsigned encodeNEONRd(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1558   unsigned RegD = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1559   unsigned Binary = 0;
1560   RegD = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegD);
1561   Binary |= (RegD & 0xf) << ARMII::RegRdShift;
1562   Binary |= ((RegD >> 4) & 1) << ARMII::D_BitShift;
1563   return Binary;
1564 }
1565
1566 static unsigned encodeNEONRn(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1567   unsigned RegN = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1568   unsigned Binary = 0;
1569   RegN = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegN);
1570   Binary |= (RegN & 0xf) << ARMII::RegRnShift;
1571   Binary |= ((RegN >> 4) & 1) << ARMII::N_BitShift;
1572   return Binary;
1573 }
1574
1575 static unsigned encodeNEONRm(const MachineInstr &MI, unsigned OpIdx) {
1576   unsigned RegM = MI.getOperand(OpIdx).getReg();
1577   unsigned Binary = 0;
1578   RegM = ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(RegM);
1579   Binary |= (RegM & 0xf);
1580   Binary |= ((RegM >> 4) & 1) << ARMII::M_BitShift;
1581   return Binary;
1582 }
1583
1584 void ARMCodeEmitter::emitNEON1RegModImmInstruction(const MachineInstr &MI) {
1585   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1586   // Destination register is encoded in Dd.
1587   Binary |= encodeNEONRd(MI, 0);
1588   // Immediate fields: Op, Cmode, I, Imm3, Imm4
1589   unsigned Imm = MI.getOperand(1).getImm();
1590   unsigned Op = (Imm >> 12) & 1;
1591   Binary |= (Op << 5);
1592   unsigned Cmode = (Imm >> 8) & 0xf;
1593   Binary |= (Cmode << 8);
1594   unsigned I = (Imm >> 7) & 1;
1595   Binary |= (I << 24);
1596   unsigned Imm3 = (Imm >> 4) & 0x7;
1597   Binary |= (Imm3 << 16);
1598   unsigned Imm4 = Imm & 0xf;
1599   Binary |= Imm4;
1600   emitWordLE(Binary);
1601 }
1602
1603 void ARMCodeEmitter::emitNEON2RegInstruction(const MachineInstr &MI) {
1604   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1605   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1606   // Destination register is encoded in Dd; source register in Dm.
1607   unsigned OpIdx = 0;
1608   Binary |= encodeNEONRd(MI, OpIdx++);
1609   if (TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
1610     ++OpIdx;
1611   Binary |= encodeNEONRm(MI, OpIdx);
1612   // FIXME: This does not handle VDUPfdf or VDUPfqf.
1613   emitWordLE(Binary);
1614 }
1615
1616 void ARMCodeEmitter::emitNEON3RegInstruction(const MachineInstr &MI) {
1617   const TargetInstrDesc &TID = MI.getDesc();
1618   unsigned Binary = getBinaryCodeForInstr(MI);
1619   // Destination register is encoded in Dd; source registers in Dn and Dm.
1620   unsigned OpIdx = 0;
1621   Binary |= encodeNEONRd(MI, OpIdx++);
1622   if (TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
1623     ++OpIdx;
1624   Binary |= encodeNEONRn(MI, OpIdx++);
1625   if (TID.getOperandConstraint(OpIdx, TOI::TIED_TO) != -1)
1626     ++OpIdx;
1627   Binary |= encodeNEONRm(MI, OpIdx);
1628   // FIXME: This does not handle VMOVDneon or VMOVQ.
1629   emitWordLE(Binary);
1630 }
1631
1632 #include "ARMGenCodeEmitter.inc"