isDarwin -> isTargetDarwin
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMRegisterInfo.cpp
1 //===- ARMRegisterInfo.cpp - ARM Register Information -----------*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file was developed by the "Instituto Nokia de Tecnologia" and
6 // is distributed under the University of Illinois Open Source
7 // License. See LICENSE.TXT for details.
8 //
9 //===----------------------------------------------------------------------===//
10 //
11 // This file contains the ARM implementation of the MRegisterInfo class.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "ARM.h"
16 #include "ARMAddressingModes.h"
17 #include "ARMInstrInfo.h"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "ARMRegisterInfo.h"
20 #include "ARMSubtarget.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
25 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
27 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
28 #include "llvm/Type.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
30 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
31 #include <algorithm>
32 #include <iostream>
33 using namespace llvm;
34
35 unsigned ARMRegisterInfo::getRegisterNumbering(unsigned RegEnum) {
36   using namespace ARM;
37   switch (RegEnum) {
38   case R0:  case S0:  case D0:  return 0;
39   case R1:  case S1:  case D1:  return 1;
40   case R2:  case S2:  case D2:  return 2;
41   case R3:  case S3:  case D3:  return 3;
42   case R4:  case S4:  case D4:  return 4;
43   case R5:  case S5:  case D5:  return 5;
44   case R6:  case S6:  case D6:  return 6;
45   case R7:  case S7:  case D7:  return 7;
46   case R8:  case S8:  case D8:  return 8;
47   case R9:  case S9:  case D9:  return 9;
48   case R10: case S10: case D10: return 10;
49   case R11: case S11: case D11: return 11;
50   case R12: case S12: case D12: return 12;
51   case SP:  case S13: case D13: return 13;
52   case LR:  case S14: case D14: return 14;
53   case PC:  case S15: case D15: return 15;
54   case S16: return 16;
55   case S17: return 17;
56   case S18: return 18;
57   case S19: return 19;
58   case S20: return 20;
59   case S21: return 21;
60   case S22: return 22;
61   case S23: return 23;
62   case S24: return 24;
63   case S25: return 25;
64   case S26: return 26;
65   case S27: return 27;
66   case S28: return 28;
67   case S29: return 29;
68   case S30: return 30;
69   case S31: return 31;
70   default:
71     std::cerr << "Unknown ARM register!\n";
72     abort();
73   }
74 }
75
76 ARMRegisterInfo::ARMRegisterInfo(const TargetInstrInfo &tii,
77                                  const ARMSubtarget &sti)
78   : ARMGenRegisterInfo(ARM::ADJCALLSTACKDOWN, ARM::ADJCALLSTACKUP),
79     TII(tii), STI(sti),
80     FramePtr(STI.useThumbBacktraces() ? ARM::R7 : ARM::R11) {
81 }
82
83 bool ARMRegisterInfo::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
84                                                 MachineBasicBlock::iterator MI,
85                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
86   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
87   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
88   if (!AFI->isThumbFunction() || CSI.empty())
89     return false;
90
91   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MI, TII.get(ARM::tPUSH));
92   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i)
93     MIB.addReg(CSI[i-1].getReg());
94   return true;
95 }
96
97 bool ARMRegisterInfo::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
98                                                  MachineBasicBlock::iterator MI,
99                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
100   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
101   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
102   if (!AFI->isThumbFunction() || CSI.empty())
103     return false;
104
105   MachineInstr *PopMI = new MachineInstr(TII.get(ARM::tPOP));
106   MBB.insert(MI, PopMI);
107   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
108     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
109     if (Reg == ARM::LR) {
110       Reg = ARM::PC;
111       PopMI->setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tPOP_RET));
112       MBB.erase(MI);
113     }
114     PopMI->addRegOperand(Reg, true);
115   }
116   return true;
117 }
118
119 void ARMRegisterInfo::
120 storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
121                     unsigned SrcReg, int FI,
122                     const TargetRegisterClass *RC) const {
123   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
124     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
125     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
126     if (AFI->isThumbFunction())
127       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::tSTRspi)).addReg(SrcReg)
128         .addFrameIndex(FI).addImm(0);
129     else
130       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::STR)).addReg(SrcReg)
131           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0);
132   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass) {
133     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FSTD)).addReg(SrcReg)
134     .addFrameIndex(FI).addImm(0);
135   } else {
136     assert(RC == ARM::SPRRegisterClass && "Unknown regclass!");
137     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FSTS)).addReg(SrcReg)
138       .addFrameIndex(FI).addImm(0);
139   }
140 }
141
142 void ARMRegisterInfo::
143 loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
144                      unsigned DestReg, int FI,
145                      const TargetRegisterClass *RC) const {
146   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
147     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
148     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
149     if (AFI->isThumbFunction())
150       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::tLDRspi), DestReg)
151         .addFrameIndex(FI).addImm(0);
152     else
153       BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::LDR), DestReg)
154       .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0);
155   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass) {
156     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FLDD), DestReg)
157       .addFrameIndex(FI).addImm(0);
158   } else {
159     assert(RC == ARM::SPRRegisterClass && "Unknown regclass!");
160     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FLDS), DestReg)
161       .addFrameIndex(FI).addImm(0);
162   }
163 }
164
165 void ARMRegisterInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
166                                    MachineBasicBlock::iterator I,
167                                    unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
168                                    const TargetRegisterClass *RC) const {
169   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
170     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
171     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
172     BuildMI(MBB, I, TII.get(AFI->isThumbFunction() ? ARM::tMOVrr : ARM::MOVrr),
173             DestReg).addReg(SrcReg);
174   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass)
175     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FCPYS), DestReg).addReg(SrcReg);
176   else if (RC == ARM::DPRRegisterClass)
177     BuildMI(MBB, I, TII.get(ARM::FCPYD), DestReg).addReg(SrcReg);
178   else
179     abort();
180 }
181
182 MachineInstr *ARMRegisterInfo::foldMemoryOperand(MachineInstr *MI,
183                                                  unsigned OpNum, int FI) const {
184   unsigned Opc = MI->getOpcode();
185   MachineInstr *NewMI = NULL;
186   switch (Opc) {
187   default: break;
188   case ARM::MOVrr: {
189     if (OpNum == 0) { // move -> store
190       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
191       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::STR)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
192         .addReg(0).addImm(0);
193     } else {          // move -> load
194       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
195       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::LDR), DstReg).addFrameIndex(FI).addReg(0)
196         .addImm(0);
197     }
198     break;
199   }
200   case ARM::tMOVrr: {
201     if (OpNum == 0) { // move -> store
202       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
203       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::tSTRspi)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
204         .addImm(0);
205     } else {          // move -> load
206       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
207       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::tLDRspi), DstReg).addFrameIndex(FI)
208         .addImm(0);
209     }
210     break;
211   }
212   case ARM::FCPYS: {
213     if (OpNum == 0) { // move -> store
214       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
215       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FSTS)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
216         .addImm(0);
217     } else {          // move -> load
218       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
219       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FLDS), DstReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
220     }
221     break;
222   }
223   case ARM::FCPYD: {
224     if (OpNum == 0) { // move -> store
225       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
226       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FSTD)).addReg(SrcReg).addFrameIndex(FI)
227         .addImm(0);
228     } else {          // move -> load
229       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
230       NewMI = BuildMI(TII.get(ARM::FLDD), DstReg).addFrameIndex(FI).addImm(0);
231     }
232     break;
233   }
234   }
235
236   if (NewMI)
237     NewMI->copyKillDeadInfo(MI);
238   return NewMI;
239 }
240
241 const unsigned* ARMRegisterInfo::getCalleeSavedRegs() const {
242   static const unsigned CalleeSavedRegs[] = {
243     ARM::LR, ARM::R11, ARM::R10, ARM::R9, ARM::R8,
244     ARM::R7, ARM::R6,  ARM::R5,  ARM::R4,
245
246     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
247     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
248     0
249   };
250
251   static const unsigned DarwinCalleeSavedRegs[] = {
252     ARM::LR,  ARM::R7,  ARM::R6, ARM::R5, ARM::R4,
253     ARM::R11, ARM::R10, ARM::R9, ARM::R8,
254
255     ARM::D15, ARM::D14, ARM::D13, ARM::D12,
256     ARM::D11, ARM::D10, ARM::D9,  ARM::D8,
257     0
258   };
259   return STI.isTargetDarwin() ? DarwinCalleeSavedRegs : CalleeSavedRegs;
260 }
261
262 const TargetRegisterClass* const *
263 ARMRegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses() const {
264   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses[] = {
265     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
266     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
267     &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass, &ARM::GPRRegClass,
268
269     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
270     &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass, &ARM::DPRRegClass,
271     0
272   };
273   return CalleeSavedRegClasses;
274 }
275
276 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
277 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
278 /// or if frame pointer elimination is disabled.
279 ///
280 static bool hasFP(const MachineFunction &MF) {
281   return NoFramePointerElim || MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
282 }
283
284 /// emitARMRegPlusImmediate - Emit a series of instructions to materialize
285 /// a destreg = basereg + immediate in ARM code.
286 static
287 void emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
288                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
289                              unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
290                              int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
291   bool isSub = NumBytes < 0;
292   if (isSub) NumBytes = -NumBytes;
293
294   while (NumBytes) {
295     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(NumBytes);
296     unsigned ThisVal = NumBytes & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
297     assert(ThisVal && "Didn't extract field correctly");
298     
299     // We will handle these bits from offset, clear them.
300     NumBytes &= ~ThisVal;
301     
302     // Get the properly encoded SOImmVal field.
303     int SOImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(ThisVal);
304     assert(SOImmVal != -1 && "Bit extraction didn't work?");
305     
306     // Build the new ADD / SUB.
307     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), DestReg)
308       .addReg(BaseReg).addImm(SOImmVal);
309     BaseReg = DestReg;
310   }
311 }
312
313 /// isLowRegister - Returns true if the register is low register r0-r7.
314 ///
315 static bool isLowRegister(unsigned Reg) {
316   using namespace ARM;
317   switch (Reg) {
318   case R0:  case R1:  case R2:  case R3:
319   case R4:  case R5:  case R6:  case R7:
320     return true;
321   default:
322     return false;
323   }
324 }
325
326 /// emitThumbRegPlusImmediate - Emit a series of instructions to materialize
327 /// a destreg = basereg + immediate in Thumb code.
328 static
329 void emitThumbRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
330                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
331                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg,
332                                int NumBytes, const TargetInstrInfo &TII) {
333   bool isSub = NumBytes < 0;
334   unsigned Bytes = (unsigned)NumBytes;
335   if (isSub) Bytes = -NumBytes;
336   bool isMul4 = (Bytes & 3) == 0;
337   bool isTwoAddr = false;
338   unsigned NumBits = 1;
339   unsigned Opc = 0;
340   unsigned ExtraOpc = 0;
341
342   if (DestReg == BaseReg && BaseReg == ARM::SP) {
343     assert(isMul4 && "Thumb sp inc / dec size must be multiple of 4!");
344     Bytes >>= 2;  // Implicitly multiplied by 4.
345     NumBits = 7;
346     Opc = isSub ? ARM::tSUBspi : ARM::tADDspi;
347     isTwoAddr = true;
348   } else if (!isSub && BaseReg == ARM::SP) {
349     if (!isMul4) {
350       Bytes &= ~3;
351       ExtraOpc = ARM::tADDi3;
352     }
353     Bytes >>= 2;  // Implicitly multiplied by 4.
354     NumBits = 8;
355     Opc = ARM::tADDrSPi;
356   } else {
357     if (DestReg != BaseReg) {
358       if (isLowRegister(DestReg) && isLowRegister(BaseReg)) {
359         // If both are low registers, emit DestReg = add BaseReg, max(Imm, 7)
360         unsigned Chunk = (1 << 3) - 1;
361         unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
362         Bytes -= ThisVal;
363         BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isSub ? ARM::tSUBi3 : ARM::tADDi3), DestReg)
364           .addReg(BaseReg).addImm(ThisVal);
365       } else {
366         BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVrr), DestReg).addReg(BaseReg);
367       }
368       BaseReg = DestReg;
369     }
370     NumBits = 8;
371     Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
372     isTwoAddr = true;
373   }
374
375   unsigned Chunk = (1 << NumBits) - 1;
376   while (Bytes) {
377     unsigned ThisVal = (Bytes > Chunk) ? Chunk : Bytes;
378     Bytes -= ThisVal;    
379     // Build the new tADD / tSUB.
380     if (isTwoAddr)
381       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Opc), DestReg).addImm(ThisVal);
382     else {
383       BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(Opc), DestReg).addReg(BaseReg).addImm(ThisVal);
384       BaseReg = DestReg;
385
386       if (Opc == ARM::tADDrSPi) {
387         // r4 = add sp, imm
388         // r4 = add r4, imm
389         // ...
390         NumBits = 8;
391         Opc = isSub ? ARM::tSUBi8 : ARM::tADDi8;
392         isTwoAddr = true;
393       }
394     }
395   }
396
397   if (ExtraOpc)
398     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ExtraOpc), DestReg).addReg(DestReg)
399       .addImm(((unsigned)NumBytes) & 3);
400 }
401
402 static
403 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
404                   int NumBytes, bool isThumb, const TargetInstrInfo &TII) {
405   if (isThumb)
406     emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes, TII);
407   else
408     emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes, TII);
409 }
410
411 void ARMRegisterInfo::
412 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
413                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
414   if (MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects()) {
415     // If we have alloca, convert as follows:
416     // ADJCALLSTACKDOWN -> sub, sp, sp, amount
417     // ADJCALLSTACKUP   -> add, sp, sp, amount
418     MachineInstr *Old = I;
419     unsigned Amount = Old->getOperand(0).getImmedValue();
420     if (Amount != 0) {
421       ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
422       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
423       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
424       // alignment boundary.
425       unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
426       Amount = (Amount+Align-1)/Align*Align;
427
428       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
429       if (Old->getOpcode() == ARM::ADJCALLSTACKDOWN) {
430         emitSPUpdate(MBB, I, -Amount, AFI->isThumbFunction(), TII);
431       } else {
432         assert(Old->getOpcode() == ARM::ADJCALLSTACKUP);
433         emitSPUpdate(MBB, I, Amount, AFI->isThumbFunction(), TII);
434       }
435     }
436   }
437   MBB.erase(I);
438 }
439
440 /// emitThumbConstant - Emit a series of instructions to materialize a
441 /// constant.
442 static void emitThumbConstant(MachineBasicBlock &MBB,
443                               MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
444                               unsigned DestReg, int Imm,
445                               const TargetInstrInfo &TII) {
446   bool isSub = Imm < 0;
447   if (isSub) Imm = -Imm;
448
449   int Chunk = (1 << 8) - 1;
450   int ThisVal = (Imm > Chunk) ? Chunk : Imm;
451   Imm -= ThisVal;
452   BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tMOVri8), DestReg).addImm(ThisVal);
453   if (Imm > 0) 
454     emitThumbRegPlusImmediate(MBB, MBBI, DestReg, DestReg, Imm, TII);
455   if (isSub)
456     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::tNEG), DestReg).addReg(DestReg);
457 }
458
459 void ARMRegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II) const{
460   unsigned i = 0;
461   MachineInstr &MI = *II;
462   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
463   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
464   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
465   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
466
467   while (!MI.getOperand(i).isFrameIndex()) {
468     ++i;
469     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
470   }
471   
472   unsigned FrameReg = ARM::SP;
473   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getFrameIndex();
474   int Offset = MF.getFrameInfo()->getObjectOffset(FrameIndex) + 
475                MF.getFrameInfo()->getStackSize();
476
477   if (AFI->isGPRCalleeSavedArea1Frame(FrameIndex))
478     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea1Offset();
479   else if (AFI->isGPRCalleeSavedArea2Frame(FrameIndex))
480     Offset -= AFI->getGPRCalleeSavedArea2Offset();
481   else if (AFI->isDPRCalleeSavedAreaFrame(FrameIndex))
482     Offset -= AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset();
483   else if (MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects()) {
484     // There is alloca()'s in this function, must reference off the frame
485     // pointer instead.
486     FrameReg = getFrameRegister(MF);
487     Offset -= AFI->getFramePtrSpillOffset();
488   }
489
490   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
491   const TargetInstrDescriptor &Desc = TII.get(Opcode);
492   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
493   bool isSub = false;
494   
495   if (Opcode == ARM::ADDri) {
496     Offset += MI.getOperand(i+1).getImm();
497     if (Offset == 0) {
498       // Turn it into a move.
499       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::MOVrr));
500       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
501       MI.RemoveOperand(i+1);
502       return;
503     } else if (Offset < 0) {
504       Offset = -Offset;
505       isSub = true;
506       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::SUBri));
507     }
508
509     // Common case: small offset, fits into instruction.
510     int ImmedOffset = ARM_AM::getSOImmVal(Offset);
511     if (ImmedOffset != -1) {
512       // Replace the FrameIndex with sp / fp
513       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
514       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(ImmedOffset);
515       return;
516     }
517     
518     // Otherwise, we fallback to common code below to form the imm offset with
519     // a sequence of ADDri instructions.  First though, pull as much of the imm
520     // into this ADDri as possible.
521     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(Offset);
522     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xFF, (32-RotAmt) & 31);
523     
524     // We will handle these bits from offset, clear them.
525     Offset &= ~ThisImmVal;
526     
527     // Get the properly encoded SOImmVal field.
528     int ThisSOImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(ThisImmVal);
529     assert(ThisSOImmVal != -1 && "Bit extraction didn't work?");    
530     MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(ThisSOImmVal);
531   } else if (Opcode == ARM::tADDrSPi) {
532     Offset += MI.getOperand(i+1).getImm();
533     assert((Offset & 3) == 0 &&
534            "add/sub sp, #imm immediate must be multiple of 4!");
535     Offset >>= 2;
536     if (Offset == 0) {
537       // Turn it into a move.
538       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tMOVrr));
539       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
540       MI.RemoveOperand(i+1);
541       return;
542     }
543
544     // Common case: small offset, fits into instruction.
545     if ((Offset & ~255U) == 0) {
546       // Replace the FrameIndex with sp / fp
547       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
548       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(Offset);
549       return;
550     }
551
552     unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
553     if (Offset > 0) {
554       // Translate r0 = add sp, imm to
555       // r0 = add sp, 255*4
556       // r0 = add r0, (imm - 255*4)
557       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
558       MI.getOperand(i+1).ChangeToImmediate(255);
559       Offset = (Offset - 255) << 2;
560       MachineBasicBlock::iterator NII = next(II);
561       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, NII, DestReg, DestReg, Offset, TII);
562     } else {
563       // Translate r0 = add sp, -imm to
564       // r0 = -imm (this is then translated into a series of instructons)
565       // r0 = add r0, sp
566       Offset <<= 2;
567       emitThumbConstant(MBB, II, DestReg, Offset, TII);
568       MI.setInstrDescriptor(TII.get(ARM::tADDhirr));
569       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(DestReg, false);
570       MI.getOperand(i+1).ChangeToRegister(FrameReg, false);
571     }
572     return;
573   } else {
574     unsigned ImmIdx = 0;
575     int InstrOffs = 0;
576     unsigned NumBits = 0;
577     unsigned Scale = 1;
578     switch (AddrMode) {
579     case ARMII::AddrMode2: {
580       ImmIdx = i+2;
581       InstrOffs = ARM_AM::getAM2Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
582       if (ARM_AM::getAM2Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
583         InstrOffs *= -1;
584       NumBits = 12;
585       break;
586     }
587     case ARMII::AddrMode3: {
588       ImmIdx = i+2;
589       InstrOffs = ARM_AM::getAM3Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
590       if (ARM_AM::getAM3Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
591         InstrOffs *= -1;
592       NumBits = 8;
593       break;
594     }
595     case ARMII::AddrMode5: {
596       ImmIdx = i+1;
597       InstrOffs = ARM_AM::getAM5Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
598       if (ARM_AM::getAM5Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
599         InstrOffs *= -1;
600       NumBits = 8;
601       Scale = 4;
602       break;
603     }
604     case ARMII::AddrModeTs: {
605       ImmIdx = i+1;
606       InstrOffs = MI.getOperand(ImmIdx).getImm();
607       NumBits = 8;
608       Scale = 4;
609       break;
610     }
611     default:
612       std::cerr << "Unsupported addressing mode!\n";
613       abort();
614       break;
615     }
616
617     Offset += InstrOffs * Scale;
618     assert((Scale == 1 || (Offset & (Scale-1)) == 0) &&
619            "Can't encode this offset!");
620     if (Offset < 0) {
621       Offset = -Offset;
622       isSub = true;
623     }
624
625     MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
626     int ImmedOffset = Offset / Scale;
627     unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
628     if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
629       // Replace the FrameIndex with sp
630       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(FrameReg, false);
631       if (isSub)
632         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
633       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
634       return;
635     }
636
637     // Otherwise, it didn't fit.  Pull in what we can to simplify the immediate.
638     ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
639     if (isSub)
640       ImmedOffset |= 1 << NumBits;
641     ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
642     Offset &= ~(Mask*Scale);
643   }
644   
645   // If we get here, the immediate doesn't fit into the instruction.  We folded
646   // as much as possible above, handle the rest, providing a register that is
647   // SP+LargeImm.
648   assert(Offset && "This code isn't needed if offset already handled!");
649
650   if (isThumb) {
651     if (TII.isLoad(Opcode)) {
652       // Use the destination register to materialize sp + offset.
653       unsigned TmpReg = MI.getOperand(0).getReg();
654       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, TmpReg, FrameReg,
655                                 isSub ? -Offset : Offset, TII);
656       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(TmpReg, false);
657     } else if (TII.isStore(Opcode)) {
658       // FIXME! This is horrific!!! We need register scavenging.
659       // Our temporary workaround has marked r3 unavailable. Of course, r3 is
660       // also a ABI register so it's possible that is is the register that is
661       // being storing here. If that's the case, we do the following:
662       // r12 = r2
663       // Use r2 to materialize sp + offset
664       // str r12, r2
665       // r2 = r12
666       unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
667       unsigned TmpReg = ARM::R3;
668       if (DestReg == ARM::R3) {
669         BuildMI(MBB, II, TII.get(ARM::tMOVrr), ARM::R12).addReg(ARM::R2);
670         TmpReg = ARM::R2;
671       }
672       emitThumbRegPlusImmediate(MBB, II, TmpReg, FrameReg,
673                                 isSub ? -Offset : Offset, TII);
674       MI.getOperand(i).ChangeToRegister(DestReg, false);
675       if (DestReg == ARM::R3)
676         BuildMI(MBB, II, TII.get(ARM::tMOVrr), ARM::R2).addReg(ARM::R12);
677     } else
678       assert(false && "Unexpected opcode!");
679   } else {
680     // Insert a set of r12 with the full address: r12 = sp + offset
681     // If the offset we have is too large to fit into the instruction, we need
682     // to form it with a series of ADDri's.  Do this by taking 8-bit chunks
683     // out of 'Offset'.
684     emitARMRegPlusImmediate(MBB, II, ARM::R12, FrameReg,
685                             isSub ? -Offset : Offset, TII);
686     MI.getOperand(i).ChangeToRegister(ARM::R12, false);
687   }
688 }
689
690 void ARMRegisterInfo::
691 processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF) const {
692   // This tells PEI to spill the FP as if it is any other callee-save register to
693   // take advantage the eliminateFrameIndex machinery. This also ensures it is
694   // spilled in the order specified by getCalleeSavedRegs() to make it easier
695   // to combine multiple loads / stores.
696   bool FramePtrSpilled = MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
697   bool CS1Spilled = false;
698   bool LRSpilled = false;
699   unsigned NumGPRSpills = 0;
700   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS1GPRs;
701   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS2GPRs;
702   if (!FramePtrSpilled && NoFramePointerElim) {
703     // Don't spill FP if the frame can be eliminated. This is determined
704     // by scanning the callee-save registers to see if any is used.
705     const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
706     const TargetRegisterClass* const *CSRegClasses = getCalleeSavedRegClasses();
707     for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
708       unsigned Reg = CSRegs[i];
709       bool Spilled = false;
710       if (MF.isPhysRegUsed(Reg)) {
711         Spilled = true;
712         FramePtrSpilled = true;
713       } else {
714         // Check alias registers too.
715         for (const unsigned *Aliases = getAliasSet(Reg); *Aliases; ++Aliases) {
716           if (MF.isPhysRegUsed(*Aliases)) {
717             Spilled = true;
718             FramePtrSpilled = true;
719           }
720         }
721       }
722
723       if (CSRegClasses[i] == &ARM::GPRRegClass) {
724         if (Spilled) {
725           NumGPRSpills++;
726
727           // Keep track if LR and any of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
728           switch (Reg) {
729           case ARM::LR:
730             LRSpilled = true;
731             // Fallthrough
732           case ARM::R4:
733           case ARM::R5:
734           case ARM::R6:
735           case ARM::R7:
736             CS1Spilled = true;
737             break;
738           default:
739             break;
740           }
741         } else { 
742           switch (Reg) {
743           case ARM::R4:
744           case ARM::R5:
745           case ARM::R6:
746           case ARM::R7:
747           case ARM::LR:
748             UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
749             break;
750           default:
751             UnspilledCS2GPRs.push_back(Reg);
752             break;
753           }
754         }
755       }
756     }
757   }
758
759   if (FramePtrSpilled) {
760     ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
761     AFI->setFramePtrSpilled(true);
762
763     // If LR is not spilled, but at least one of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
764     // Spill LR as well so we can fold BX_RET to the registers restore (LDM).
765     if (!LRSpilled && CS1Spilled) {
766       MF.changePhyRegUsed(ARM::LR, true);
767       NumGPRSpills++;
768       UnspilledCS1GPRs.erase(std::find(UnspilledCS1GPRs.begin(),
769                                     UnspilledCS1GPRs.end(), (unsigned)ARM::LR));
770     }
771
772     // If stack and double are 8-byte aligned and we are spilling a odd number
773     // of GPRs. Spill one extra callee save GPR so we won't have to pad between
774     // the integer and double callee save areas.
775     unsigned TargetAlign = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
776     if (TargetAlign == 8 && (NumGPRSpills & 1)) {
777       if (CS1Spilled && !UnspilledCS1GPRs.empty())
778         MF.changePhyRegUsed(UnspilledCS1GPRs.front(), true);
779       else
780         MF.changePhyRegUsed(UnspilledCS2GPRs.front(), true);
781     }
782     MF.changePhyRegUsed(FramePtr, true);
783   }
784 }
785
786 /// Move iterator pass the next bunch of callee save load / store ops for
787 /// the particular spill area (1: integer area 1, 2: integer area 2,
788 /// 3: fp area, 0: don't care).
789 static void movePastCSLoadStoreOps(MachineBasicBlock &MBB,
790                                    MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
791                                    int Opc, unsigned Area,
792                                    const ARMSubtarget &STI) {
793   while (MBBI != MBB.end() &&
794          MBBI->getOpcode() == Opc && MBBI->getOperand(1).isFrameIndex()) {
795     if (Area != 0) {
796       bool Done = false;
797       unsigned Category = 0;
798       switch (MBBI->getOperand(0).getReg()) {
799       case ARM::R4:
800       case ARM::R5:
801       case ARM::R6:
802       case ARM::R7:
803       case ARM::LR:
804         Category = 1;
805         break;
806       case ARM::R8:
807       case ARM::R9:
808       case ARM::R10:
809       case ARM::R11:
810         Category = STI.isTargetDarwin() ? 2 : 1;
811         break;
812       case ARM::D8:
813       case ARM::D9:
814       case ARM::D10:
815       case ARM::D11:
816       case ARM::D12:
817       case ARM::D13:
818       case ARM::D14:
819       case ARM::D15:
820         Category = 3;
821         break;
822       default:
823         Done = true;
824         break;
825       }
826       if (Done || Category != Area)
827         break;
828     }
829
830     ++MBBI;
831   }
832 }
833
834 void ARMRegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
835   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
836   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
837   MachineFrameInfo  *MFI = MF.getFrameInfo();
838   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
839   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
840   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
841   unsigned Align = MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackAlignment();
842   unsigned NumBytes = MFI->getStackSize();
843   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
844
845   // Determine the sizes of each callee-save spill areas and record which frame
846   // belongs to which callee-save spill areas.
847   unsigned GPRCS1Size = 0, GPRCS2Size = 0, DPRCSSize = 0;
848   int FramePtrSpillFI = 0;
849   if (AFI->isFramePtrSpilled()) {
850     if (VARegSaveSize)
851       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -VARegSaveSize, isThumb, TII);
852
853     for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
854       unsigned Reg = CSI[i].getReg();
855       int FI = CSI[i].getFrameIdx();
856       switch (Reg) {
857       case ARM::R4:
858       case ARM::R5:
859       case ARM::R6:
860       case ARM::R7:
861       case ARM::LR:
862         if (Reg == FramePtr)
863           FramePtrSpillFI = FI;
864         AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
865         GPRCS1Size += 4;
866         break;
867       case ARM::R8:
868       case ARM::R9:
869       case ARM::R10:
870       case ARM::R11:
871         if (Reg == FramePtr)
872           FramePtrSpillFI = FI;
873         if (STI.isTargetDarwin()) {
874           AFI->addGPRCalleeSavedArea2Frame(FI);
875           GPRCS2Size += 4;
876         } else {
877           AFI->addGPRCalleeSavedArea1Frame(FI);
878           GPRCS1Size += 4;
879         }
880         break;
881       default:
882         AFI->addDPRCalleeSavedAreaFrame(FI);
883         DPRCSSize += 8;
884       }
885     }
886
887     if (!isThumb) {
888       // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 1.
889       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -GPRCS1Size, isThumb, TII);
890       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, 1, STI);
891     } else {
892       if (MBBI != MBB.end() && MBBI->getOpcode() == ARM::tPUSH)
893         ++MBBI;
894     }
895
896     // Point FP to the stack slot that contains the previous FP.
897     BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isThumb ? ARM::tADDrSPi : ARM::ADDri), FramePtr)
898       .addFrameIndex(FramePtrSpillFI).addImm(0);
899
900     if (!isThumb) {
901       // Build the new SUBri to adjust SP for integer callee-save spill area 2.
902       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -GPRCS2Size, false, TII);
903
904       // Build the new SUBri to adjust SP for FP callee-save spill area.
905       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::STR, 2, STI);
906       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -DPRCSSize, false, TII);
907     }
908   }
909
910   // If necessary, add one more SUBri to account for the call frame
911   // and/or local storage, alloca area.
912   if (MFI->hasCalls())
913     // We reserve argument space for call sites in the function immediately on
914     // entry to the current function.  This eliminates the need for add/sub
915     // brackets around call sites.
916     if (!MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects())
917       NumBytes += MFI->getMaxCallFrameSize();
918
919   // Round the size to a multiple of the alignment.
920   NumBytes = (NumBytes+Align-1)/Align*Align;
921   MFI->setStackSize(NumBytes);
922
923   // Determine starting offsets of spill areas.
924   if (AFI->isFramePtrSpilled()) {
925     unsigned DPRCSOffset  = NumBytes - (GPRCS1Size + GPRCS2Size + DPRCSSize);
926     unsigned GPRCS2Offset = DPRCSOffset + DPRCSSize;
927     unsigned GPRCS1Offset = GPRCS2Offset + GPRCS2Size;
928     AFI->setFramePtrSpillOffset(MFI->getObjectOffset(FramePtrSpillFI) + NumBytes);
929     AFI->setGPRCalleeSavedArea1Offset(GPRCS1Offset);
930     AFI->setGPRCalleeSavedArea2Offset(GPRCS2Offset);
931     AFI->setDPRCalleeSavedAreaOffset(DPRCSOffset);
932   
933     NumBytes = DPRCSOffset;
934     if (NumBytes) {
935       // Insert it after all the callee-save spills.
936       if (!isThumb)
937         movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::FSTD, 3, STI);
938       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -NumBytes, isThumb, TII);
939     }
940   } else 
941     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -NumBytes, isThumb, TII);
942
943   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Size(GPRCS1Size);
944   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Size(GPRCS2Size);
945   AFI->setDPRCalleeSavedAreaSize(DPRCSSize);
946 }
947
948 static bool isCalleeSavedRegister(unsigned Reg, const unsigned *CSRegs) {
949   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i)
950     if (Reg == CSRegs[i])
951       return true;
952   return false;
953 }
954
955 static bool isCSRestore(MachineInstr *MI, const unsigned *CSRegs) {
956   return ((MI->getOpcode() == ARM::FLDD ||
957            MI->getOpcode() == ARM::LDR  ||
958            MI->getOpcode() == ARM::tLDRspi) &&
959           MI->getOperand(1).isFrameIndex() &&
960           isCalleeSavedRegister(MI->getOperand(0).getReg(), CSRegs));
961 }
962
963 void ARMRegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
964                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
965   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
966   assert((MBBI->getOpcode() == ARM::BX_RET ||
967           MBBI->getOpcode() == ARM::tBX_RET ||
968           MBBI->getOpcode() == ARM::tPOP_RET) &&
969          "Can only insert epilog into returning blocks");
970
971   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
972   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
973   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
974   unsigned VARegSaveSize = AFI->getVarArgsRegSaveSize();
975   int NumBytes = (int)MFI->getStackSize();
976   if (AFI->isFramePtrSpilled()) {
977     // Unwind MBBI to point to first LDR / FLDD.
978     const unsigned *CSRegs = getCalleeSavedRegs();
979     if (MBBI != MBB.begin()) {
980       do
981         --MBBI;
982       while (MBBI != MBB.begin() && isCSRestore(MBBI, CSRegs));
983       if (!isCSRestore(MBBI, CSRegs))
984         ++MBBI;
985     }
986
987     // Move SP to start of FP callee save spill area.
988     NumBytes -= (AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size() +
989                  AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() +
990                  AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize());
991     if (isThumb)
992       emitSPUpdate(MBB, MBBI, -NumBytes, isThumb, TII);
993     else {
994       NumBytes = AFI->getFramePtrSpillOffset() - NumBytes;
995       // Reset SP based on frame pointer only if the stack frame extends beyond
996       // frame pointer stack slot.
997       if (AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() ||
998           AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize()  ||
999           AFI->getDPRCalleeSavedAreaOffset())
1000         if (NumBytes)
1001           BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(ARM::SUBri), ARM::SP).addReg(FramePtr)
1002             .addImm(NumBytes);
1003         else
1004           BuildMI(MBB, MBBI, TII.get(isThumb ? ARM::tMOVrr : ARM::MOVrr),
1005                   ARM::SP).addReg(FramePtr);
1006
1007       // Move SP to start of integer callee save spill area 2.
1008       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::FLDD, 3, STI);
1009       emitSPUpdate(MBB, MBBI, AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize(), false, TII);
1010
1011       // Move SP to start of integer callee save spill area 1.
1012       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, 2, STI);
1013       emitSPUpdate(MBB, MBBI, AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size(), false, TII);
1014
1015       // Move SP to SP upon entry to the function.
1016       movePastCSLoadStoreOps(MBB, MBBI, ARM::LDR, 1, STI);
1017       emitSPUpdate(MBB, MBBI, AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size(), false, TII);
1018     }
1019
1020     if (VARegSaveSize)
1021       emitSPUpdate(MBB, MBBI, VARegSaveSize, isThumb, TII);
1022   } else if (NumBytes != 0) {
1023     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, isThumb, TII);
1024   }
1025 }
1026
1027 unsigned ARMRegisterInfo::getRARegister() const {
1028   return ARM::LR;
1029 }
1030
1031 unsigned ARMRegisterInfo::getFrameRegister(MachineFunction &MF) const {
1032   return STI.useThumbBacktraces() ? ARM::R7 : ARM::R11;
1033 }
1034
1035 #include "ARMGenRegisterInfo.inc"
1036