lib/Target/ARM/ARMConstantIslandPass.cpp

   1 //===-- ARMConstantIslandPass.cpp - ARM constant islands --------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by Chris Lattner and is distributed under the
   6 // University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains a pass that splits the constant pool up into 'islands'
  11 // which are scattered through-out the function.  This is required due to the
  12 // limited pc-relative displacements that ARM has.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #define DEBUG_TYPE "arm-cp-islands"
  17 #include "ARM.h"
  18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
  19 #include "ARMInstrInfo.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetAsmInfo.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  27 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  28 #include "llvm/Support/Debug.h"
  29 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  31 #include <iostream>
  32 using namespace llvm;
  33
  34 STATISTIC(NumSplit, "Number of uncond branches inserted");
  35
  36 namespace {
  37   /// ARMConstantIslands - Due to limited pc-relative displacements, ARM
  38   /// requires constant pool entries to be scattered among the instructions
  39   /// inside a function.  To do this, it completely ignores the normal LLVM
  40   /// constant pool, instead, it places constants where-ever it feels like with
  41   /// special instructions.
  42   ///
  43   /// The terminology used in this pass includes:
  44   ///   Islands - Clumps of constants placed in the function.
  45   ///   Water   - Potential places where an island could be formed.
  46   ///   CPE     - A constant pool entry that has been placed somewhere, which
  47   ///             tracks a list of users.
  48   class VISIBILITY_HIDDEN ARMConstantIslands : public MachineFunctionPass {
  49     /// NextUID - Assign unique ID's to CPE's.
  50     unsigned NextUID;
  51
  52     /// BBSizes - The size of each MachineBasicBlock in bytes of code, indexed
  53     /// by MBB Number.
  54     std::vector<unsigned> BBSizes;
  55
  56     /// WaterList - A sorted list of basic blocks where islands could be placed
  57     /// (i.e. blocks that don't fall through to the following block, due
  58     /// to a return, unreachable, or unconditional branch).
  59     std::vector<MachineBasicBlock*> WaterList;
  60
  61     /// CPUser - One user of a constant pool, keeping the machine instruction
  62     /// pointer, the constant pool being referenced, and the max displacement
  63     /// allowed from the instruction to the CP.
  64     struct CPUser {
  65       MachineInstr *MI;
  66       MachineInstr *CPEMI;
  67       unsigned MaxDisp;
  68       CPUser(MachineInstr *mi, MachineInstr *cpemi, unsigned maxdisp)
  69         : MI(mi), CPEMI(cpemi), MaxDisp(maxdisp) {}
  70     };
  71
  72     /// CPUsers - Keep track of all of the machine instructions that use various
  73     /// constant pools and their max displacement.
  74     std::vector<CPUser> CPUsers;
  75
  76     /// ImmBranch - One per immediate branch, keeping the machine instruction
  77     /// pointer, conditional or unconditional, the max displacement,
  78     /// and (if isCond is true) the corresponding unconditional branch
  79     /// opcode.
  80     struct ImmBranch {
  81       MachineInstr *MI;
  82       unsigned MaxDisp : 31;
  83       bool isCond : 1;
  84       int UncondBr;
  85       ImmBranch(MachineInstr *mi, unsigned maxdisp, bool cond, int ubr)
  86         : MI(mi), MaxDisp(maxdisp), isCond(cond), UncondBr(ubr) {}
  87     };
  88
  89     /// Branches - Keep track of all the immediate branch instructions.
  90     ///
  91     std::vector<ImmBranch> ImmBranches;
  92
  93     const TargetInstrInfo *TII;
  94     const TargetAsmInfo   *TAI;
  95   public:
  96     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
  97
  98     virtual const char *getPassName() const {
  99       return "ARM constant island placement and branch shortening pass";
 100     }
 101
 102   private:
 103     void DoInitialPlacement(MachineFunction &Fn,
 104                             std::vector<MachineInstr*> &CPEMIs);
 105     void InitialFunctionScan(MachineFunction &Fn,
 106                              const std::vector<MachineInstr*> &CPEMIs);
 107     void SplitBlockBeforeInstr(MachineInstr *MI);
 108     void UpdateForInsertedWaterBlock(MachineBasicBlock *NewBB);
 109     bool HandleConstantPoolUser(MachineFunction &Fn, CPUser &U);
 110     bool BBIsInBranchRange(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *BB, unsigned D);
 111     bool FixUpImmediateBranch(MachineFunction &Fn, ImmBranch &Br);
 112
 113     unsigned GetInstSize(MachineInstr *MI) const;
 114     unsigned GetOffsetOf(MachineInstr *MI) const;
 115     unsigned GetOffsetOf(MachineBasicBlock *MBB) const;
 116   };
 117 }
 118
 119 /// createARMConstantIslandPass - returns an instance of the constpool
 120 /// island pass.
 121 FunctionPass *llvm::createARMConstantIslandPass() {
 122   return new ARMConstantIslands();
 123 }
 124
 125 bool ARMConstantIslands::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 126   MachineConstantPool &MCP = *Fn.getConstantPool();
 127
 128   TII = Fn.getTarget().getInstrInfo();
 129   TAI = Fn.getTarget().getTargetAsmInfo();
 130
 131   // Renumber all of the machine basic blocks in the function, guaranteeing that
 132   // the numbers agree with the position of the block in the function.
 133   Fn.RenumberBlocks();
 134
 135   // Perform the initial placement of the constant pool entries.  To start with,
 136   // we put them all at the end of the function.
 137   std::vector<MachineInstr*> CPEMIs;
 138   if (!MCP.isEmpty())
 139     DoInitialPlacement(Fn, CPEMIs);
 140
 141   /// The next UID to take is the first unused one.
 142   NextUID = CPEMIs.size();
 143
 144   // Do the initial scan of the function, building up information about the
 145   // sizes of each block, the location of all the water, and finding all of the
 146   // constant pool users.
 147   InitialFunctionScan(Fn, CPEMIs);
 148   CPEMIs.clear();
 149
 150   // Iteratively place constant pool entries until there is no change.
 151   bool MadeChange;
 152   do {
 153     MadeChange = false;
 154     for (unsigned i = 0, e = CPUsers.size(); i != e; ++i)
 155       MadeChange |= HandleConstantPoolUser(Fn, CPUsers[i]);
 156     for (unsigned i = 0, e = ImmBranches.size(); i != e; ++i)
 157       MadeChange |= FixUpImmediateBranch(Fn, ImmBranches[i]);
 158   } while (MadeChange);
 159
 160   BBSizes.clear();
 161   WaterList.clear();
 162   CPUsers.clear();
 163   ImmBranches.clear();
 164
 165   return true;
 166 }
 167
 168 /// DoInitialPlacement - Perform the initial placement of the constant pool
 169 /// entries.  To start with, we put them all at the end of the function.
 170 void ARMConstantIslands::DoInitialPlacement(MachineFunction &Fn,
 171                                             std::vector<MachineInstr*> &CPEMIs){
 172   // Create the basic block to hold the CPE's.
 173   MachineBasicBlock *BB = new MachineBasicBlock();
 174   Fn.getBasicBlockList().push_back(BB);
 175
 176   // Add all of the constants from the constant pool to the end block, use an
 177   // identity mapping of CPI's to CPE's.
 178   const std::vector<MachineConstantPoolEntry> &CPs =
 179     Fn.getConstantPool()->getConstants();
 180
 181   const TargetData &TD = *Fn.getTarget().getTargetData();
 182   for (unsigned i = 0, e = CPs.size(); i != e; ++i) {
 183     unsigned Size = TD.getTypeSize(CPs[i].getType());
 184     // Verify that all constant pool entries are a multiple of 4 bytes.  If not,
 185     // we would have to pad them out or something so that instructions stay
 186     // aligned.
 187     assert((Size & 3) == 0 && "CP Entry not multiple of 4 bytes!");
 188     MachineInstr *CPEMI =
 189       BuildMI(BB, TII->get(ARM::CONSTPOOL_ENTRY))
 190                            .addImm(i).addConstantPoolIndex(i).addImm(Size);
 191     CPEMIs.push_back(CPEMI);
 192     DEBUG(std::cerr << "Moved CPI#" << i << " to end of function as #"
 193                     << i << "\n");
 194   }
 195 }
 196
 197 /// BBHasFallthrough - Return true of the specified basic block can fallthrough
 198 /// into the block immediately after it.
 199 static bool BBHasFallthrough(MachineBasicBlock *MBB) {
 200   // Get the next machine basic block in the function.
 201   MachineFunction::iterator MBBI = MBB;
 202   if (next(MBBI) == MBB->getParent()->end())  // Can't fall off end of function.
 203     return false;
 204
 205   MachineBasicBlock *NextBB = next(MBBI);
 206   for (MachineBasicBlock::succ_iterator I = MBB->succ_begin(),
 207        E = MBB->succ_end(); I != E; ++I)
 208     if (*I == NextBB)
 209       return true;
 210
 211   return false;
 212 }
 213
 214 /// InitialFunctionScan - Do the initial scan of the function, building up
 215 /// information about the sizes of each block, the location of all the water,
 216 /// and finding all of the constant pool users.
 217 void ARMConstantIslands::InitialFunctionScan(MachineFunction &Fn,
 218                                      const std::vector<MachineInstr*> &CPEMIs) {
 219   for (MachineFunction::iterator MBBI = Fn.begin(), E = Fn.end();
 220        MBBI != E; ++MBBI) {
 221     MachineBasicBlock &MBB = *MBBI;
 222
 223     // If this block doesn't fall through into the next MBB, then this is
 224     // 'water' that a constant pool island could be placed.
 225     if (!BBHasFallthrough(&MBB))
 226       WaterList.push_back(&MBB);
 227
 228     unsigned MBBSize = 0;
 229     for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
 230          I != E; ++I) {
 231       // Add instruction size to MBBSize.
 232       MBBSize += GetInstSize(I);
 233
 234       int Opc = I->getOpcode();
 235       if (TII->isBranch(Opc)) {
 236         bool isCond = false;
 237         unsigned Bits = 0;
 238         unsigned Scale = 1;
 239         int UOpc = Opc;
 240         switch (Opc) {
 241         default:
 242           continue;  // Ignore JT branches
 243         case ARM::Bcc:
 244           isCond = true;
 245           UOpc = ARM::B;
 246           // Fallthrough
 247         case ARM::B:
 248           Bits = 24;
 249           Scale = 4;
 250           break;
 251         case ARM::tBcc:
 252           isCond = true;
 253           UOpc = ARM::tB;
 254           Bits = 8;
 255           Scale = 2;
 256           break;
 257         case ARM::tB:
 258           Bits = 11;
 259           Scale = 2;
 260           break;
 261         }
 262         unsigned MaxDisp = (1 << (Bits-1)) * Scale;
 263         ImmBranches.push_back(ImmBranch(I, MaxDisp, isCond, UOpc));
 264       }
 265
 266       // Scan the instructions for constant pool operands.
 267       for (unsigned op = 0, e = I->getNumOperands(); op != e; ++op)
 268         if (I->getOperand(op).isConstantPoolIndex()) {
 269           // We found one.  The addressing mode tells us the max displacement
 270           // from the PC that this instruction permits.
 271           unsigned MaxOffs = 0;
 272
 273           // Basic size info comes from the TSFlags field.
 274           unsigned TSFlags = I->getInstrDescriptor()->TSFlags;
 275           switch (TSFlags & ARMII::AddrModeMask) {
 276           default:
 277             // Constant pool entries can reach anything.
 278             if (I->getOpcode() == ARM::CONSTPOOL_ENTRY)
 279               continue;
 280             assert(0 && "Unknown addressing mode for CP reference!");
 281           case ARMII::AddrMode1: // AM1: 8 bits << 2
 282             MaxOffs = 1 << (8+2);   // Taking the address of a CP entry.
 283             break;
 284           case ARMII::AddrMode2:
 285             MaxOffs = 1 << 12;   // +-offset_12
 286             break;
 287           case ARMII::AddrMode3:
 288             MaxOffs = 1 << 8;   // +-offset_8
 289             break;
 290             // addrmode4 has no immediate offset.
 291           case ARMII::AddrMode5:
 292             MaxOffs = 1 << (8+2);   // +-(offset_8*4)
 293             break;
 294           case ARMII::AddrModeT1:
 295             MaxOffs = 1 << 5;
 296             break;
 297           case ARMII::AddrModeT2:
 298             MaxOffs = 1 << (5+1);
 299             break;
 300           case ARMII::AddrModeT4:
 301             MaxOffs = 1 << (5+2);
 302             break;
 303           case ARMII::AddrModeTs:
 304             MaxOffs = 1 << (8+2);
 305             break;
 306           }
 307
 308           // Remember that this is a user of a CP entry.
 309           MachineInstr *CPEMI =CPEMIs[I->getOperand(op).getConstantPoolIndex()];
 310           CPUsers.push_back(CPUser(I, CPEMI, MaxOffs));
 311
 312           // Instructions can only use one CP entry, don't bother scanning the
 313           // rest of the operands.
 314           break;
 315         }
 316     }
 317     BBSizes.push_back(MBBSize);
 318   }
 319 }
 320
 321 /// FIXME: Works around a gcc miscompilation with -fstrict-aliasing
 322 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
 323                                 unsigned JTI) DISABLE_INLINE;
 324 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
 325                                 unsigned JTI) {
 326   return JT[JTI].MBBs.size();
 327 }
 328
 329 /// GetInstSize - Return the size of the specified MachineInstr.
 330 ///
 331 unsigned ARMConstantIslands::GetInstSize(MachineInstr *MI) const {
 332   // Basic size info comes from the TSFlags field.
 333   unsigned TSFlags = MI->getInstrDescriptor()->TSFlags;
 334
 335   switch ((TSFlags & ARMII::SizeMask) >> ARMII::SizeShift) {
 336   default:
 337     // If this machine instr is an inline asm, measure it.
 338     if (MI->getOpcode() == ARM::INLINEASM)
 339       return TAI->getInlineAsmLength(MI->getOperand(0).getSymbolName());
 340     if (MI->getOpcode() == ARM::LABEL)
 341       return 0;
 342     assert(0 && "Unknown or unset size field for instr!");
 343     break;
 344   case ARMII::Size8Bytes: return 8;          // Arm instruction x 2.
 345   case ARMII::Size4Bytes: return 4;          // Arm instruction.
 346   case ARMII::Size2Bytes: return 2;          // Thumb instruction.
 347   case ARMII::SizeSpecial: {
 348     switch (MI->getOpcode()) {
 349     case ARM::CONSTPOOL_ENTRY:
 350       // If this machine instr is a constant pool entry, its size is recorded as
 351       // operand #2.
 352       return MI->getOperand(2).getImm();
 353     case ARM::BR_JTr:
 354     case ARM::BR_JTm:
 355     case ARM::BR_JTadd: {
 356       // These are jumptable branches, i.e. a branch followed by an inlined
 357       // jumptable. The size is 4 + 4 * number of entries.
 358       unsigned JTI = MI->getOperand(MI->getNumOperands()-2).getJumpTableIndex();
 359       const MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 360       MachineJumpTableInfo *MJTI = MF->getJumpTableInfo();
 361       const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
 362       assert(JTI < JT.size());
 363       return getNumJTEntries(JT, JTI) * 4 + 4;
 364     }
 365     default:
 366       // Otherwise, pseudo-instruction sizes are zero.
 367       return 0;
 368     }
 369   }
 370   }
 371 }
 372
 373 /// GetOffsetOf - Return the current offset of the specified machine instruction
 374 /// from the start of the function.  This offset changes as stuff is moved
 375 /// around inside the function.
 376 unsigned ARMConstantIslands::GetOffsetOf(MachineInstr *MI) const {
 377   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 378
 379   // The offset is composed of two things: the sum of the sizes of all MBB's
 380   // before this instruction's block, and the offset from the start of the block
 381   // it is in.
 382   unsigned Offset = 0;
 383
 384   // Sum block sizes before MBB.
 385   for (unsigned BB = 0, e = MBB->getNumber(); BB != e; ++BB)
 386     Offset += BBSizes[BB];
 387
 388   // Sum instructions before MI in MBB.
 389   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->begin(); ; ++I) {
 390     assert(I != MBB->end() && "Didn't find MI in its own basic block?");
 391     if (&*I == MI) return Offset;
 392     Offset += GetInstSize(I);
 393   }
 394 }
 395
 396 /// GetOffsetOf - Return the current offset of the specified machine BB
 397 /// from the start of the function.  This offset changes as stuff is moved
 398 /// around inside the function.
 399 unsigned ARMConstantIslands::GetOffsetOf(MachineBasicBlock *MBB) const {
 400   // Sum block sizes before MBB.
 401   unsigned Offset = 0;
 402   for (unsigned BB = 0, e = MBB->getNumber(); BB != e; ++BB)
 403     Offset += BBSizes[BB];
 404
 405   return Offset;
 406 }
 407
 408 /// CompareMBBNumbers - Little predicate function to sort the WaterList by MBB
 409 /// ID.
 410 static bool CompareMBBNumbers(const MachineBasicBlock *LHS,
 411                               const MachineBasicBlock *RHS) {
 412   return LHS->getNumber() < RHS->getNumber();
 413 }
 414
 415 /// UpdateForInsertedWaterBlock - When a block is newly inserted into the
 416 /// machine function, it upsets all of the block numbers.  Renumber the blocks
 417 /// and update the arrays that parallel this numbering.
 418 void ARMConstantIslands::UpdateForInsertedWaterBlock(MachineBasicBlock *NewBB) {
 419   // Renumber the MBB's to keep them consequtive.
 420   NewBB->getParent()->RenumberBlocks(NewBB);
 421
 422   // Insert a size into BBSizes to align it properly with the (newly
 423   // renumbered) block numbers.
 424   BBSizes.insert(BBSizes.begin()+NewBB->getNumber(), 0);
 425
 426   // Next, update WaterList.  Specifically, we need to add NewMBB as having
 427   // available water after it.
 428   std::vector<MachineBasicBlock*>::iterator IP =
 429     std::lower_bound(WaterList.begin(), WaterList.end(), NewBB,
 430                      CompareMBBNumbers);
 431   WaterList.insert(IP, NewBB);
 432 }
 433
 434
 435 /// Split the basic block containing MI into two blocks, which are joined by
 436 /// an unconditional branch.  Update datastructures and renumber blocks to
 437 /// account for this change.
 438 void ARMConstantIslands::SplitBlockBeforeInstr(MachineInstr *MI) {
 439   MachineBasicBlock *OrigBB = MI->getParent();
 440   const ARMFunctionInfo *AFI = OrigBB->getParent()->getInfo<ARMFunctionInfo>();
 441   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
 442
 443   // Create a new MBB for the code after the OrigBB.
 444   MachineBasicBlock *NewBB = new MachineBasicBlock(OrigBB->getBasicBlock());
 445   MachineFunction::iterator MBBI = OrigBB; ++MBBI;
 446   OrigBB->getParent()->getBasicBlockList().insert(MBBI, NewBB);
 447
 448   // Splice the instructions starting with MI over to NewBB.
 449   NewBB->splice(NewBB->end(), OrigBB, MI, OrigBB->end());
 450
 451   // Add an unconditional branch from OrigBB to NewBB.
 452   BuildMI(OrigBB, TII->get(isThumb ? ARM::tB : ARM::B)).addMBB(NewBB);
 453   NumSplit++;
 454
 455   // Update the CFG.  All succs of OrigBB are now succs of NewBB.
 456   while (!OrigBB->succ_empty()) {
 457     MachineBasicBlock *Succ = *OrigBB->succ_begin();
 458     OrigBB->removeSuccessor(Succ);
 459     NewBB->addSuccessor(Succ);
 460
 461     // This pass should be run after register allocation, so there should be no
 462     // PHI nodes to update.
 463     assert((Succ->empty() || Succ->begin()->getOpcode() != TargetInstrInfo::PHI)
 464            && "PHI nodes should be eliminated by now!");
 465   }
 466
 467   // OrigBB branches to NewBB.
 468   OrigBB->addSuccessor(NewBB);
 469
 470   // Update internal data structures to account for the newly inserted MBB.
 471   UpdateForInsertedWaterBlock(NewBB);
 472
 473   // Figure out how large the first NewMBB is.
 474   unsigned NewBBSize = 0;
 475   for (MachineBasicBlock::iterator I = NewBB->begin(), E = NewBB->end();
 476        I != E; ++I)
 477     NewBBSize += GetInstSize(I);
 478
 479   // Set the size of NewBB in BBSizes.
 480   BBSizes[NewBB->getNumber()] = NewBBSize;
 481
 482   // We removed instructions from UserMBB, subtract that off from its size.
 483   // Add 2 or 4 to the block to count the unconditional branch we added to it.
 484   BBSizes[OrigBB->getNumber()] -= NewBBSize - (isThumb ? 2 : 4);
 485 }
 486
 487 /// HandleConstantPoolUser - Analyze the specified user, checking to see if it
 488 /// is out-of-range.  If so, pick it up the constant pool value and move it some
 489 /// place in-range.
 490 bool ARMConstantIslands::HandleConstantPoolUser(MachineFunction &Fn, CPUser &U){
 491   MachineInstr *UserMI = U.MI;
 492   MachineInstr *CPEMI  = U.CPEMI;
 493
 494   unsigned UserOffset = GetOffsetOf(UserMI);
 495   unsigned CPEOffset  = GetOffsetOf(CPEMI);
 496
 497   DEBUG(std::cerr << "User of CPE#" << CPEMI->getOperand(0).getImm()
 498                   << " max delta=" << U.MaxDisp
 499                   << " at offset " << int(UserOffset-CPEOffset) << "\t"
 500                   << *UserMI);
 501
 502   // Check to see if the CPE is already in-range.
 503   if (UserOffset < CPEOffset) {
 504     // User before the CPE.
 505     if (CPEOffset-UserOffset <= U.MaxDisp)
 506       return false;
 507   } else {
 508     if (UserOffset-CPEOffset <= U.MaxDisp)
 509       return false;
 510   }
 511
 512
 513   // Solution guaranteed to work: split the user's MBB right before the user and
 514   // insert a clone the CPE into the newly created water.
 515
 516   // If the user isn't at the start of its MBB, or if there is a fall-through
 517   // into the user's MBB, split the MBB before the User.
 518   MachineBasicBlock *UserMBB = UserMI->getParent();
 519   if (&UserMBB->front() != UserMI ||
 520       UserMBB == &Fn.front() || // entry MBB of function.
 521       BBHasFallthrough(prior(MachineFunction::iterator(UserMBB)))) {
 522     // TODO: Search for the best place to split the code.  In practice, using
 523     // loop nesting information to insert these guys outside of loops would be
 524     // sufficient.
 525     SplitBlockBeforeInstr(UserMI);
 526
 527     // UserMI's BB may have changed.
 528     UserMBB = UserMI->getParent();
 529   }
 530
 531   // Okay, we know we can put an island before UserMBB now, do it!
 532   MachineBasicBlock *NewIsland = new MachineBasicBlock();
 533   Fn.getBasicBlockList().insert(UserMBB, NewIsland);
 534
 535   // Update internal data structures to account for the newly inserted MBB.
 536   UpdateForInsertedWaterBlock(NewIsland);
 537
 538   // Now that we have an island to add the CPE to, clone the original CPE and
 539   // add it to the island.
 540   unsigned ID  = NextUID++;
 541   unsigned CPI = CPEMI->getOperand(1).getConstantPoolIndex();
 542   unsigned Size = CPEMI->getOperand(2).getImm();
 543
 544   // Build a new CPE for this user.
 545   U.CPEMI = BuildMI(NewIsland, TII->get(ARM::CONSTPOOL_ENTRY))
 546                 .addImm(ID).addConstantPoolIndex(CPI).addImm(Size);
 547
 548   // Increase the size of the island block to account for the new entry.
 549   BBSizes[NewIsland->getNumber()] += Size;
 550
 551   // Finally, change the CPI in the instruction operand to be ID.
 552   for (unsigned i = 0, e = UserMI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 553     if (UserMI->getOperand(i).isConstantPoolIndex()) {
 554       UserMI->getOperand(i).setConstantPoolIndex(ID);
 555       break;
 556     }
 557
 558   DEBUG(std::cerr << "  Moved CPE to #" << ID << " CPI=" << CPI << "\t"
 559                   << *UserMI);
 560
 561
 562   return true;
 563 }
 564
 565 /// BBIsInBranchRange - Returns true is the distance between specific MI and
 566 /// specific BB can fit in MI's displacement field.
 567 bool ARMConstantIslands::BBIsInBranchRange(MachineInstr *MI,
 568                                            MachineBasicBlock *DestBB,
 569                                            unsigned MaxDisp) {
 570   unsigned BrOffset   = GetOffsetOf(MI);
 571   unsigned DestOffset = GetOffsetOf(DestBB);
 572
 573   // Check to see if the destination BB is in range.
 574   if (BrOffset < DestOffset) {
 575     if (DestOffset - BrOffset < MaxDisp)
 576       return true;
 577   } else {
 578     if (BrOffset - DestOffset <= MaxDisp)
 579       return true;
 580   }
 581   return false;
 582 }
 583
 584 static inline unsigned getUncondBranchDisp(int Opc) {
 585   return (Opc == ARM::tB) ? (1<<10)*2 : (1<<23)*4;
 586 }
 587
 588 /// FixUpImmediateBranch - Fix up immediate branches whose destination is too
 589 /// far away to fit in its displacement field. If it is a conditional branch,
 590 /// then it is converted to an inverse conditional branch + an unconditional
 591 /// branch to the destination. If it is an unconditional branch, then it is
 592 /// converted to a branch to a branch.
 593 bool
 594 ARMConstantIslands::FixUpImmediateBranch(MachineFunction &Fn, ImmBranch &Br) {
 595   MachineInstr *MI = Br.MI;
 596   MachineBasicBlock *DestBB = MI->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
 597
 598   if (BBIsInBranchRange(MI, DestBB, Br.MaxDisp))
 599     return false;
 600
 601   if (!Br.isCond) {
 602     // Unconditional branch. We have to insert a branch somewhere to perform
 603     // a two level branch (branch to branch). FIXME: not yet implemented.
 604     assert(false && "Can't handle unconditional branch yet!");
 605     return false;
 606   }
 607
 608   // Otherwise, add a unconditional branch to the destination and
 609   // invert the branch condition to jump over it:
 610   // blt L1
 611   // =>
 612   // bge L2
 613   // b   L1
 614   // L2:
 615   ARMCC::CondCodes CC = (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(1).getImmedValue();
 616   CC = ARMCC::getOppositeCondition(CC);
 617
 618   // If the branch is at the end of its MBB and that has a fall-through block,
 619   // direct the updated conditional branch to the fall-through block. Otherwise,
 620   // split the MBB before the next instruction.
 621   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 622   MachineInstr *BackMI = &MBB->back();
 623   bool NeedSplit = (BackMI != MI) || !BBHasFallthrough(MBB);
 624
 625   if (BackMI != MI) {
 626     if (next(MachineBasicBlock::iterator(MI)) == MBB->back() &&
 627         BackMI->getOpcode() == Br.UncondBr) {
 628       // Last MI in the BB is a unconditional branch. Can we simply invert the
 629       // condition and swap destinations:
 630       // beq L1
 631       // b   L2
 632       // =>
 633       // bne L2
 634       // b   L1
 635       MachineBasicBlock *NewDest = BackMI->getOperand(0).getMachineBasicBlock();
 636       if (BBIsInBranchRange(MI, NewDest, Br.MaxDisp)) {
 637         BackMI->getOperand(0).setMachineBasicBlock(DestBB);
 638         MI->getOperand(0).setMachineBasicBlock(NewDest);
 639         MI->getOperand(1).setImm(CC);
 640         return true;
 641       }
 642     }
 643   }
 644
 645   if (NeedSplit) {
 646     SplitBlockBeforeInstr(MI);
 647     // No need for the branch to the next block. We're adding a unconditional
 648     // branch to the destination.
 649     MBB->back().eraseFromParent();
 650   }
 651   MachineBasicBlock *NextBB = next(MachineFunction::iterator(MBB));
 652
 653   // Insert a unconditional branch and replace the conditional branch.
 654   // Also update the ImmBranch as well as adding a new entry for the new branch.
 655   BuildMI(MBB, TII->get(MI->getOpcode())).addMBB(NextBB).addImm(CC);
 656   Br.MI = &MBB->back();
 657   BuildMI(MBB, TII->get(Br.UncondBr)).addMBB(DestBB);
 658   unsigned MaxDisp = getUncondBranchDisp(Br.UncondBr);
 659   ImmBranches.push_back(ImmBranch(&MBB->back(), MaxDisp, false, Br.UncondBr));
 660   MI->eraseFromParent();
 661
 662   // Increase the size of MBB to account for the new unconditional branch.
 663   BBSizes[MBB->getNumber()] += GetInstSize(&MBB->back());
 664   return true;
 665 }