7394d8f2e1cf174f81b05b9bb22857a63cad08fd
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86ISelSimple.cpp
1 //===-- InstSelectSimple.cpp - A simple instruction selector for x86 ------===//
2 //
3 // This file defines a simple peephole instruction selector for the x86 target
4 //
5 //===----------------------------------------------------------------------===//
6
7 #include "X86.h"
8 #include "X86InstrInfo.h"
9 #include "X86InstrBuilder.h"
10 #include "llvm/Function.h"
11 #include "llvm/Instructions.h"
12 #include "llvm/DerivedTypes.h"
13 #include "llvm/Constants.h"
14 #include "llvm/Pass.h"
15 #include "llvm/Intrinsics.h"
16 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
17 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
18 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
22 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
23 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
24
25 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
26 /// instruction at as well as a basic block.  This is the version for when you
27 /// have a destination register in mind.
28 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
29                                       MachineBasicBlock::iterator &I,
30                                       int Opcode, unsigned NumOperands,
31                                       unsigned DestReg) {
32   assert(I >= MBB->begin() && I <= MBB->end() && "Bad iterator!");
33   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands+1, true, true);
34   I = MBB->insert(I, MI)+1;
35   return MachineInstrBuilder(MI).addReg(DestReg, MOTy::Def);
36 }
37
38 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
39 /// instruction at as well as a basic block.
40 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
41                                       MachineBasicBlock::iterator &I,
42                                       int Opcode, unsigned NumOperands) {
43   assert(I >= MBB->begin() && I <= MBB->end() && "Bad iterator!");
44   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands, true, true);
45   I = MBB->insert(I, MI)+1;
46   return MachineInstrBuilder(MI);
47 }
48
49
50 namespace {
51   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
52     TargetMachine &TM;
53     MachineFunction *F;                 // The function we are compiling into
54     MachineBasicBlock *BB;              // The current MBB we are compiling
55     int VarArgsFrameIndex;              // FrameIndex for start of varargs area
56
57     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
58
59     // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
60     std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
61
62     ISel(TargetMachine &tm) : TM(tm), F(0), BB(0) {}
63
64     /// runOnFunction - Top level implementation of instruction selection for
65     /// the entire function.
66     ///
67     bool runOnFunction(Function &Fn) {
68       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
69
70       // Create all of the machine basic blocks for the function...
71       for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
72         F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
73
74       BB = &F->front();
75
76       // Copy incoming arguments off of the stack...
77       LoadArgumentsToVirtualRegs(Fn);
78
79       // Instruction select everything except PHI nodes
80       visit(Fn);
81
82       // Select the PHI nodes
83       SelectPHINodes();
84
85       RegMap.clear();
86       MBBMap.clear();
87       F = 0;
88       // We always build a machine code representation for the function
89       return true;
90     }
91
92     virtual const char *getPassName() const {
93       return "X86 Simple Instruction Selection";
94     }
95
96     /// visitBasicBlock - This method is called when we are visiting a new basic
97     /// block.  This simply creates a new MachineBasicBlock to emit code into
98     /// and adds it to the current MachineFunction.  Subsequent visit* for
99     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
100     ///
101     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
102       BB = MBBMap[&LLVM_BB];
103     }
104
105     /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function
106     /// from the stack into virtual registers.
107     ///
108     void LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &F);
109
110     /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
111     /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
112     /// not the current one.
113     ///
114     void SelectPHINodes();
115
116     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
117     // fixed X86 code for each instruction.
118     //
119
120     // Control flow operators
121     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
122     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
123
124     struct ValueRecord {
125       Value *Val;
126       unsigned Reg;
127       const Type *Ty;
128       ValueRecord(unsigned R, const Type *T) : Val(0), Reg(R), Ty(T) {}
129       ValueRecord(Value *V) : Val(V), Reg(0), Ty(V->getType()) {}
130     };
131     void doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
132                 const std::vector<ValueRecord> &Args);
133     void visitCallInst(CallInst &I);
134     void visitIntrinsicCall(LLVMIntrinsic::ID ID, CallInst &I);
135
136     // Arithmetic operators
137     void visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OpcodeClass);
138     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
139     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
140     void doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
141                     unsigned DestReg, const Type *DestTy,
142                     unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg);
143     void doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB, 
144                          MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
145                          unsigned DestReg, const Type *DestTy,
146                          unsigned Op0Reg, unsigned Op1Val);
147     void visitMul(BinaryOperator &B);
148
149     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
150     void visitRem(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
151     void visitDivRem(BinaryOperator &B);
152
153     // Bitwise operators
154     void visitAnd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 2); }
155     void visitOr (BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 3); }
156     void visitXor(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 4); }
157
158     // Comparison operators...
159     void visitSetCondInst(SetCondInst &I);
160     unsigned EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
161                             MachineBasicBlock *MBB,
162                             MachineBasicBlock::iterator &MBBI);
163     
164     // Memory Instructions
165     MachineInstr *doFPLoad(MachineBasicBlock *MBB,
166                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
167                            const Type *Ty, unsigned DestReg);
168     void visitLoadInst(LoadInst &I);
169     void doFPStore(const Type *Ty, unsigned DestAddrReg, unsigned SrcReg);
170     void visitStoreInst(StoreInst &I);
171     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
172     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
173     void visitMallocInst(MallocInst &I);
174     void visitFreeInst(FreeInst &I);
175     
176     // Other operators
177     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
178     void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
179     void visitCastInst(CastInst &I);
180     void visitVANextInst(VANextInst &I);
181     void visitVAArgInst(VAArgInst &I);
182
183     void visitInstruction(Instruction &I) {
184       std::cerr << "Cannot instruction select: " << I;
185       abort();
186     }
187
188     /// promote32 - Make a value 32-bits wide, and put it somewhere.
189     ///
190     void promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR);
191
192     /// EmitByteSwap - Byteswap SrcReg into DestReg.
193     ///
194     void EmitByteSwap(unsigned DestReg, unsigned SrcReg, unsigned Class);
195     
196     /// emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
197     /// constant expression GEP support.
198     ///
199     void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator&IP,
200                           Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
201                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
202
203     /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
204     /// constant expression cast support.
205     void emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,MachineBasicBlock::iterator&IP,
206                            Value *Src, const Type *DestTy, unsigned TargetReg);
207
208     /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
209     /// and constant expression support.
210     void emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
211                                    MachineBasicBlock::iterator &IP,
212                                    Value *Op0, Value *Op1,
213                                    unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
214
215     /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
216     /// constant expression support.
217     void emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *BB,
218                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
219                             Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
220                             unsigned TargetReg);
221  
222
223     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
224     /// specified constant into the specified register.
225     ///
226     void copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
227                                 MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
228                                 Constant *C, unsigned Reg);
229
230     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number we haven't
231     /// yet used.
232     ///
233     /// Long values are handled somewhat specially.  They are always allocated
234     /// as pairs of 32 bit integer values.  The register number returned is the
235     /// lower 32 bits of the long value, and the regNum+1 is the upper 32 bits
236     /// of the long value.
237     ///
238     unsigned makeAnotherReg(const Type *Ty) {
239       assert(dynamic_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo()) &&
240              "Current target doesn't have X86 reg info??");
241       const X86RegisterInfo *MRI =
242         static_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
243       if (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy) {
244         const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Type::IntTy);
245         // Create the lower part
246         F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
247         // Create the upper part.
248         return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC)-1;
249       }
250
251       // Add the mapping of regnumber => reg class to MachineFunction
252       const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Ty);
253       return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
254     }
255
256     /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.  This
257     /// is guaranteed to produce the same register number for a particular value
258     /// every time it is queried.
259     ///
260     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
261     unsigned getReg(Value *V) {
262       // Just append to the end of the current bb.
263       MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
264       return getReg(V, BB, It);
265     }
266     unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
267                     MachineBasicBlock::iterator &IPt) {
268       unsigned &Reg = RegMap[V];
269       if (Reg == 0) {
270         Reg = makeAnotherReg(V->getType());
271         RegMap[V] = Reg;
272       }
273
274       // If this operand is a constant, emit the code to copy the constant into
275       // the register here...
276       //
277       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
278         copyConstantToRegister(MBB, IPt, C, Reg);
279         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this constant if ref'd again
280       } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
281         // Move the address of the global into the register
282         BMI(MBB, IPt, X86::MOVir32, 1, Reg).addGlobalAddress(GV);
283         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this address if ref'd again
284       }
285
286       return Reg;
287     }
288   };
289 }
290
291 /// TypeClass - Used by the X86 backend to group LLVM types by their basic X86
292 /// Representation.
293 ///
294 enum TypeClass {
295   cByte, cShort, cInt, cFP, cLong
296 };
297
298 /// getClass - Turn a primitive type into a "class" number which is based on the
299 /// size of the type, and whether or not it is floating point.
300 ///
301 static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
302   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
303   case Type::SByteTyID:
304   case Type::UByteTyID:   return cByte;      // Byte operands are class #0
305   case Type::ShortTyID:
306   case Type::UShortTyID:  return cShort;     // Short operands are class #1
307   case Type::IntTyID:
308   case Type::UIntTyID:
309   case Type::PointerTyID: return cInt;       // Int's and pointers are class #2
310
311   case Type::FloatTyID:
312   case Type::DoubleTyID:  return cFP;        // Floating Point is #3
313
314   case Type::LongTyID:
315   case Type::ULongTyID:   return cLong;      // Longs are class #4
316   default:
317     assert(0 && "Invalid type to getClass!");
318     return cByte;  // not reached
319   }
320 }
321
322 // getClassB - Just like getClass, but treat boolean values as bytes.
323 static inline TypeClass getClassB(const Type *Ty) {
324   if (Ty == Type::BoolTy) return cByte;
325   return getClass(Ty);
326 }
327
328
329 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
330 /// specified constant into the specified register.
331 ///
332 void ISel::copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
333                                   MachineBasicBlock::iterator &IP,
334                                   Constant *C, unsigned R) {
335   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
336     unsigned Class = 0;
337     switch (CE->getOpcode()) {
338     case Instruction::GetElementPtr:
339       emitGEPOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0),
340                        CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
341       return;
342     case Instruction::Cast:
343       emitCastOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getType(), R);
344       return;
345
346     case Instruction::Xor: ++Class; // FALL THROUGH
347     case Instruction::Or:  ++Class; // FALL THROUGH
348     case Instruction::And: ++Class; // FALL THROUGH
349     case Instruction::Sub: ++Class; // FALL THROUGH
350     case Instruction::Add:
351       emitSimpleBinaryOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
352                                 Class, R);
353       return;
354
355     case Instruction::SetNE:
356     case Instruction::SetEQ:
357     case Instruction::SetLT:
358     case Instruction::SetGT:
359     case Instruction::SetLE:
360     case Instruction::SetGE:
361       emitSetCCOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
362                          CE->getOpcode(), R);
363       return;
364
365     default:
366       std::cerr << "Offending expr: " << C << "\n";
367       assert(0 && "Constant expression not yet handled!\n");
368     }
369   }
370
371   if (C->getType()->isIntegral()) {
372     unsigned Class = getClassB(C->getType());
373
374     if (Class == cLong) {
375       // Copy the value into the register pair.
376       uint64_t Val = cast<ConstantInt>(C)->getRawValue();
377       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(Val & 0xFFFFFFFF);
378       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R+1).addZImm(Val >> 32);
379       return;
380     }
381
382     assert(Class <= cInt && "Type not handled yet!");
383
384     static const unsigned IntegralOpcodeTab[] = {
385       X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32
386     };
387
388     if (C->getType() == Type::BoolTy) {
389       BMI(MBB, IP, X86::MOVir8, 1, R).addZImm(C == ConstantBool::True);
390     } else {
391       ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(C);
392       BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CI->getRawValue());
393     }
394   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
395     double Value = CFP->getValue();
396     if (Value == +0.0)
397       BMI(MBB, IP, X86::FLD0, 0, R);
398     else if (Value == +1.0)
399       BMI(MBB, IP, X86::FLD1, 0, R);
400     else {
401       // Otherwise we need to spill the constant to memory...
402       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
403       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
404       addConstantPoolReference(doFPLoad(MBB, IP, CFP->getType(), R), CPI);
405     }
406
407   } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
408     // Copy zero (null pointer) to the register.
409     BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(0);
410   } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
411     unsigned SrcReg = getReg(CPR->getValue(), MBB, IP);
412     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, R).addReg(SrcReg);
413   } else {
414     std::cerr << "Offending constant: " << C << "\n";
415     assert(0 && "Type not handled yet!");
416   }
417 }
418
419 /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function from
420 /// the stack into virtual registers.
421 ///
422 void ISel::LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &Fn) {
423   // Emit instructions to load the arguments...  On entry to a function on the
424   // X86, the stack frame looks like this:
425   //
426   // [ESP] -- return address
427   // [ESP + 4] -- first argument (leftmost lexically)
428   // [ESP + 8] -- second argument, if first argument is four bytes in size
429   //    ... 
430   //
431   unsigned ArgOffset = 0;   // Frame mechanisms handle retaddr slot
432   MachineFrameInfo *MFI = F->getFrameInfo();
433
434   for (Function::aiterator I = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); I != E; ++I) {
435     unsigned Reg = getReg(*I);
436     
437     int FI;          // Frame object index
438     switch (getClassB(I->getType())) {
439     case cByte:
440       FI = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
441       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr8, 4, Reg), FI);
442       break;
443     case cShort:
444       FI = MFI->CreateFixedObject(2, ArgOffset);
445       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr16, 4, Reg), FI);
446       break;
447     case cInt:
448       FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
449       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
450       break;
451     case cLong:
452       FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
453       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
454       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg+1), FI, 4);
455       ArgOffset += 4;   // longs require 4 additional bytes
456       break;
457     case cFP:
458       unsigned Opcode;
459       if (I->getType() == Type::FloatTy) {
460         Opcode = X86::FLDr32;
461         FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
462       } else {
463         Opcode = X86::FLDr64;
464         FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
465         ArgOffset += 4;   // doubles require 4 additional bytes
466       }
467       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, Reg), FI);
468       break;
469     default:
470       assert(0 && "Unhandled argument type!");
471     }
472     ArgOffset += 4;  // Each argument takes at least 4 bytes on the stack...
473   }
474
475   // If the function takes variable number of arguments, add a frame offset for
476   // the start of the first vararg value... this is used to expand
477   // llvm.va_start.
478   if (Fn.getFunctionType()->isVarArg())
479     VarArgsFrameIndex = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
480 }
481
482
483 /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
484 /// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
485 /// the current one.
486 ///
487 void ISel::SelectPHINodes() {
488   const TargetInstrInfo &TII = TM.getInstrInfo();
489   const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
490   for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
491     const BasicBlock *BB = I;
492     MachineBasicBlock *MBB = MBBMap[I];
493
494     // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
495     unsigned NumPHIs = 0;
496     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
497          PHINode *PN = const_cast<PHINode*>(dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
498
499       // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
500       unsigned PHIReg = getReg(*PN);
501       MachineInstr *PhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg);
502       MBB->insert(MBB->begin()+NumPHIs++, PhiMI);
503
504       MachineInstr *LongPhiMI = 0;
505       if (PN->getType() == Type::LongTy || PN->getType() == Type::ULongTy) {
506         LongPhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg+1);
507         MBB->insert(MBB->begin()+NumPHIs++, LongPhiMI);
508       }
509
510       // PHIValues - Map of blocks to incoming virtual registers.  We use this
511       // so that we only initialize one incoming value for a particular block,
512       // even if the block has multiple entries in the PHI node.
513       //
514       std::map<MachineBasicBlock*, unsigned> PHIValues;
515
516       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
517         MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
518         unsigned ValReg;
519         std::map<MachineBasicBlock*, unsigned>::iterator EntryIt =
520           PHIValues.lower_bound(PredMBB);
521
522         if (EntryIt != PHIValues.end() && EntryIt->first == PredMBB) {
523           // We already inserted an initialization of the register for this
524           // predecessor.  Recycle it.
525           ValReg = EntryIt->second;
526
527         } else {        
528           // Get the incoming value into a virtual register.
529           //
530           Value *Val = PN->getIncomingValue(i);
531
532           // If this is a constant or GlobalValue, we may have to insert code
533           // into the basic block to compute it into a virtual register.
534           if (isa<Constant>(Val) || isa<GlobalValue>(Val)) {
535             // Because we don't want to clobber any values which might be in
536             // physical registers with the computation of this constant (which
537             // might be arbitrarily complex if it is a constant expression),
538             // just insert the computation at the top of the basic block.
539             MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->begin();
540
541             // Skip over any PHI nodes though!
542             while (PI != PredMBB->end() && (*PI)->getOpcode() == X86::PHI)
543               ++PI;
544
545             ValReg = getReg(Val, PredMBB, PI);
546           } else {
547             ValReg = getReg(Val);
548           }
549
550           // Remember that we inserted a value for this PHI for this predecessor
551           PHIValues.insert(EntryIt, std::make_pair(PredMBB, ValReg));
552         }
553
554         PhiMI->addRegOperand(ValReg);
555         PhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
556         if (LongPhiMI) {
557           LongPhiMI->addRegOperand(ValReg+1);
558           LongPhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
559         }
560       }
561     }
562   }
563 }
564
565 // canFoldSetCCIntoBranch - Return the setcc instruction if we can fold it into
566 // the conditional branch instruction which is the only user of the cc
567 // instruction.  This is the case if the conditional branch is the only user of
568 // the setcc, and if the setcc is in the same basic block as the conditional
569 // branch.  We also don't handle long arguments below, so we reject them here as
570 // well.
571 //
572 static SetCondInst *canFoldSetCCIntoBranch(Value *V) {
573   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
574     if (SCI->hasOneUse() && isa<BranchInst>(SCI->use_back()) &&
575         SCI->getParent() == cast<BranchInst>(SCI->use_back())->getParent()) {
576       const Type *Ty = SCI->getOperand(0)->getType();
577       if (Ty != Type::LongTy && Ty != Type::ULongTy)
578         return SCI;
579     }
580   return 0;
581 }
582
583 // Return a fixed numbering for setcc instructions which does not depend on the
584 // order of the opcodes.
585 //
586 static unsigned getSetCCNumber(unsigned Opcode) {
587   switch(Opcode) {
588   default: assert(0 && "Unknown setcc instruction!");
589   case Instruction::SetEQ: return 0;
590   case Instruction::SetNE: return 1;
591   case Instruction::SetLT: return 2;
592   case Instruction::SetGE: return 3;
593   case Instruction::SetGT: return 4;
594   case Instruction::SetLE: return 5;
595   }
596 }
597
598 // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
599 // -----    ----------  ------------
600 // seteq -> sete        sete
601 // setne -> setne       setne
602 // setlt -> setl        setb
603 // setge -> setge       setae
604 // setgt -> setg        seta
605 // setle -> setle       setbe
606 // ----
607 //          sets                       // Used by comparison with 0 optimization
608 //          setns
609 static const unsigned SetCCOpcodeTab[2][8] = {
610   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETBr, X86::SETAEr, X86::SETAr, X86::SETBEr,
611     0, 0 },
612   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETLr, X86::SETGEr, X86::SETGr, X86::SETLEr,
613     X86::SETSr, X86::SETNSr },
614 };
615
616 // EmitComparison - This function emits a comparison of the two operands,
617 // returning the extended setcc code to use.
618 unsigned ISel::EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
619                               MachineBasicBlock *MBB,
620                               MachineBasicBlock::iterator &IP) {
621   // The arguments are already supposed to be of the same type.
622   const Type *CompTy = Op0->getType();
623   unsigned Class = getClassB(CompTy);
624   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
625
626   // Special case handling of: cmp R, i
627   if (Class == cByte || Class == cShort || Class == cInt)
628     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
629       uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(CI)->getRawValue();
630
631       // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
632       Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
633
634       // If this is a comparison against zero, emit more efficient code.  We
635       // can't handle unsigned comparisons against zero unless they are == or
636       // !=.  These should have been strength reduced already anyway.
637       if (Op1v == 0 && (CompTy->isSigned() || OpNum < 2)) {
638         static const unsigned TESTTab[] = {
639           X86::TESTrr8, X86::TESTrr16, X86::TESTrr32
640         };
641         BMI(MBB, IP, TESTTab[Class], 2).addReg(Op0r).addReg(Op0r);
642
643         if (OpNum == 2) return 6;   // Map jl -> js
644         if (OpNum == 3) return 7;   // Map jg -> jns
645         return OpNum;
646       }
647
648       static const unsigned CMPTab[] = {
649         X86::CMPri8, X86::CMPri16, X86::CMPri32
650       };
651
652       BMI(MBB, IP, CMPTab[Class], 2).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);
653       return OpNum;
654     }
655
656   unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
657   switch (Class) {
658   default: assert(0 && "Unknown type class!");
659     // Emit: cmp <var1>, <var2> (do the comparison).  We can
660     // compare 8-bit with 8-bit, 16-bit with 16-bit, 32-bit with
661     // 32-bit.
662   case cByte:
663     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr8, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
664     break;
665   case cShort:
666     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr16, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
667     break;
668   case cInt:
669     BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
670     break;
671   case cFP:
672     BMI(MBB, IP, X86::FpUCOM, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
673     BMI(MBB, IP, X86::FNSTSWr8, 0);
674     BMI(MBB, IP, X86::SAHF, 1);
675     break;
676
677   case cLong:
678     if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
679       unsigned LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
680       unsigned HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
681       unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
682       BMI(MBB, IP, X86::XORrr32, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
683       BMI(MBB, IP, X86::XORrr32, 2, HiTmp).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
684       BMI(MBB, IP, X86::ORrr32,  2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
685       break;  // Allow the sete or setne to be generated from flags set by OR
686     } else {
687       // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
688       // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
689       // example, a setlt for long would generate code like this:
690       //
691       // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Signedness depends on operands
692       // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Always unsigned comparison
693       // dest = hi(op1) == hi(op2) ? AL : BL;
694       //
695
696       // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
697       // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with their
698       // aliases (because we don't have conditional byte moves).
699       //
700       BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
701       BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
702       BMI(MBB, IP, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
703       BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[CompTy->isSigned()][OpNum], 0, X86::BL);
704       BMI(MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::BH);
705       BMI(MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::AH);
706       BMI(MBB, IP, X86::CMOVErr16, 2, X86::BX).addReg(X86::BX).addReg(X86::AX);
707       // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
708       // register at this point for long values...
709       return OpNum;
710     }
711   }
712   return OpNum;
713 }
714
715
716 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
717 /// register, then move it to wherever the result should be. 
718 ///
719 void ISel::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
720   if (canFoldSetCCIntoBranch(&I)) return;  // Fold this into a branch...
721
722   unsigned DestReg = getReg(I);
723   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
724   emitSetCCOperation(BB, MII, I.getOperand(0), I.getOperand(1), I.getOpcode(),
725                      DestReg);
726 }
727
728 /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
729 /// constant expression support.
730 void ISel::emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *MBB,
731                               MachineBasicBlock::iterator &IP,
732                               Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
733                               unsigned TargetReg) {
734   unsigned OpNum = getSetCCNumber(Opcode);
735   OpNum = EmitComparison(OpNum, Op0, Op1, MBB, IP);
736
737   const Type *CompTy = Op0->getType();
738   unsigned CompClass = getClassB(CompTy);
739   bool isSigned = CompTy->isSigned() && CompClass != cFP;
740
741   if (CompClass != cLong || OpNum < 2) {
742     // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
743     BMI(MBB, IP, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, TargetReg);
744   } else {
745     // Handle long comparisons by copying the value which is already in BL into
746     // the register we want...
747     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr8, 1, TargetReg).addReg(X86::BL);
748   }
749 }
750
751
752
753
754 /// promote32 - Emit instructions to turn a narrow operand into a 32-bit-wide
755 /// operand, in the specified target register.
756 void ISel::promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR) {
757   bool isUnsigned = VR.Ty->isUnsigned();
758
759   // Make sure we have the register number for this value...
760   unsigned Reg = VR.Val ? getReg(VR.Val) : VR.Reg;
761
762   switch (getClassB(VR.Ty)) {
763   case cByte:
764     // Extend value into target register (8->32)
765     if (isUnsigned)
766       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r8, 1, targetReg).addReg(Reg);
767     else
768       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r8, 1, targetReg).addReg(Reg);
769     break;
770   case cShort:
771     // Extend value into target register (16->32)
772     if (isUnsigned)
773       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r16, 1, targetReg).addReg(Reg);
774     else
775       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r16, 1, targetReg).addReg(Reg);
776     break;
777   case cInt:
778     // Move value into target register (32->32)
779     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, targetReg).addReg(Reg);
780     break;
781   default:
782     assert(0 && "Unpromotable operand class in promote32");
783   }
784 }
785
786 /// 'ret' instruction - Here we are interested in meeting the x86 ABI.  As such,
787 /// we have the following possibilities:
788 ///
789 ///   ret void: No return value, simply emit a 'ret' instruction
790 ///   ret sbyte, ubyte : Extend value into EAX and return
791 ///   ret short, ushort: Extend value into EAX and return
792 ///   ret int, uint    : Move value into EAX and return
793 ///   ret pointer      : Move value into EAX and return
794 ///   ret long, ulong  : Move value into EAX/EDX and return
795 ///   ret float/double : Top of FP stack
796 ///
797 void ISel::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
798   if (I.getNumOperands() == 0) {
799     BuildMI(BB, X86::RET, 0); // Just emit a 'ret' instruction
800     return;
801   }
802
803   Value *RetVal = I.getOperand(0);
804   unsigned RetReg = getReg(RetVal);
805   switch (getClassB(RetVal->getType())) {
806   case cByte:   // integral return values: extend or move into EAX and return
807   case cShort:
808   case cInt:
809     promote32(X86::EAX, ValueRecord(RetReg, RetVal->getType()));
810     // Declare that EAX is live on exit
811     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::EAX).addReg(X86::ESP);
812     break;
813   case cFP:                   // Floats & Doubles: Return in ST(0)
814     BuildMI(BB, X86::FpSETRESULT, 1).addReg(RetReg);
815     // Declare that top-of-stack is live on exit
816     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::ST0).addReg(X86::ESP);
817     break;
818   case cLong:
819     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(RetReg);
820     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EDX).addReg(RetReg+1);
821     // Declare that EAX & EDX are live on exit
822     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 3).addReg(X86::EAX).addReg(X86::EDX).addReg(X86::ESP);
823     break;
824   default:
825     visitInstruction(I);
826   }
827   // Emit a 'ret' instruction
828   BuildMI(BB, X86::RET, 0);
829 }
830
831 // getBlockAfter - Return the basic block which occurs lexically after the
832 // specified one.
833 static inline BasicBlock *getBlockAfter(BasicBlock *BB) {
834   Function::iterator I = BB; ++I;  // Get iterator to next block
835   return I != BB->getParent()->end() ? &*I : 0;
836 }
837
838 /// visitBranchInst - Handle conditional and unconditional branches here.  Note
839 /// that since code layout is frozen at this point, that if we are trying to
840 /// jump to a block that is the immediate successor of the current block, we can
841 /// just make a fall-through (but we don't currently).
842 ///
843 void ISel::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
844   BasicBlock *NextBB = getBlockAfter(BI.getParent());  // BB after current one
845
846   if (!BI.isConditional()) {  // Unconditional branch?
847     if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
848       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
849     return;
850   }
851
852   // See if we can fold the setcc into the branch itself...
853   SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranch(BI.getCondition());
854   if (SCI == 0) {
855     // Nope, cannot fold setcc into this branch.  Emit a branch on a condition
856     // computed some other way...
857     unsigned condReg = getReg(BI.getCondition());
858     BuildMI(BB, X86::CMPri8, 2).addReg(condReg).addZImm(0);
859     if (BI.getSuccessor(1) == NextBB) {
860       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
861         BuildMI(BB, X86::JNE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
862     } else {
863       BuildMI(BB, X86::JE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
864       
865       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
866         BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
867     }
868     return;
869   }
870
871   unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
872   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
873   OpNum = EmitComparison(OpNum, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), BB, MII);
874
875   const Type *CompTy = SCI->getOperand(0)->getType();
876   bool isSigned = CompTy->isSigned() && getClassB(CompTy) != cFP;
877   
878
879   // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
880   // -----    ----------  ------------
881   // seteq -> je          je
882   // setne -> jne         jne
883   // setlt -> jl          jb
884   // setge -> jge         jae
885   // setgt -> jg          ja
886   // setle -> jle         jbe
887   // ----
888   //          js                  // Used by comparison with 0 optimization
889   //          jns
890
891   static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
892     { X86::JE, X86::JNE, X86::JB, X86::JAE, X86::JA, X86::JBE, 0, 0 },
893     { X86::JE, X86::JNE, X86::JL, X86::JGE, X86::JG, X86::JLE,
894       X86::JS, X86::JNS },
895   };
896   
897   if (BI.getSuccessor(0) != NextBB) {
898     BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
899     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB)
900       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
901   } else {
902     // Change to the inverse condition...
903     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB) {
904       OpNum ^= 1;
905       BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
906     }
907   }
908 }
909
910
911 /// doCall - This emits an abstract call instruction, setting up the arguments
912 /// and the return value as appropriate.  For the actual function call itself,
913 /// it inserts the specified CallMI instruction into the stream.
914 ///
915 void ISel::doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
916                   const std::vector<ValueRecord> &Args) {
917
918   // Count how many bytes are to be pushed on the stack...
919   unsigned NumBytes = 0;
920
921   if (!Args.empty()) {
922     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i)
923       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
924       case cByte: case cShort: case cInt:
925         NumBytes += 4; break;
926       case cLong:
927         NumBytes += 8; break;
928       case cFP:
929         NumBytes += Args[i].Ty == Type::FloatTy ? 4 : 8;
930         break;
931       default: assert(0 && "Unknown class!");
932       }
933
934     // Adjust the stack pointer for the new arguments...
935     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(NumBytes);
936
937     // Arguments go on the stack in reverse order, as specified by the ABI.
938     unsigned ArgOffset = 0;
939     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
940       unsigned ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
941       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
942       case cByte:
943       case cShort: {
944         // Promote arg to 32 bits wide into a temporary register...
945         unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
946         promote32(R, Args[i]);
947         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
948                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(R);
949         break;
950       }
951       case cInt:
952         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
953                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
954         break;
955       case cLong:
956         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
957                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
958         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
959                      X86::ESP, ArgOffset+4).addReg(ArgReg+1);
960         ArgOffset += 4;        // 8 byte entry, not 4.
961         break;
962         
963       case cFP:
964         if (Args[i].Ty == Type::FloatTy) {
965           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr32, 5),
966                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
967         } else {
968           assert(Args[i].Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
969           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr64, 5),
970                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
971           ArgOffset += 4;       // 8 byte entry, not 4.
972         }
973         break;
974
975       default: assert(0 && "Unknown class!");
976       }
977       ArgOffset += 4;
978     }
979   } else {
980     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(0);
981   }
982
983   BB->push_back(CallMI);
984
985   BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKUP, 1).addZImm(NumBytes);
986
987   // If there is a return value, scavenge the result from the location the call
988   // leaves it in...
989   //
990   if (Ret.Ty != Type::VoidTy) {
991     unsigned DestClass = getClassB(Ret.Ty);
992     switch (DestClass) {
993     case cByte:
994     case cShort:
995     case cInt: {
996       // Integral results are in %eax, or the appropriate portion
997       // thereof.
998       static const unsigned regRegMove[] = {
999         X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32
1000       };
1001       static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX };
1002       BuildMI(BB, regRegMove[DestClass], 1, Ret.Reg).addReg(AReg[DestClass]);
1003       break;
1004     }
1005     case cFP:     // Floating-point return values live in %ST(0)
1006       BuildMI(BB, X86::FpGETRESULT, 1, Ret.Reg);
1007       break;
1008     case cLong:   // Long values are left in EDX:EAX
1009       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg).addReg(X86::EAX);
1010       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg+1).addReg(X86::EDX);
1011       break;
1012     default: assert(0 && "Unknown class!");
1013     }
1014   }
1015 }
1016
1017
1018 /// visitCallInst - Push args on stack and do a procedure call instruction.
1019 void ISel::visitCallInst(CallInst &CI) {
1020   MachineInstr *TheCall;
1021   if (Function *F = CI.getCalledFunction()) {
1022     // Is it an intrinsic function call?
1023     if (LLVMIntrinsic::ID ID = (LLVMIntrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
1024       visitIntrinsicCall(ID, CI);   // Special intrinsics are not handled here
1025       return;
1026     }
1027
1028     // Emit a CALL instruction with PC-relative displacement.
1029     TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addGlobalAddress(F, true);
1030   } else {  // Emit an indirect call...
1031     unsigned Reg = getReg(CI.getCalledValue());
1032     TheCall = BuildMI(X86::CALLr32, 1).addReg(Reg);
1033   }
1034
1035   std::vector<ValueRecord> Args;
1036   for (unsigned i = 1, e = CI.getNumOperands(); i != e; ++i)
1037     Args.push_back(ValueRecord(CI.getOperand(i)));
1038
1039   unsigned DestReg = CI.getType() != Type::VoidTy ? getReg(CI) : 0;
1040   doCall(ValueRecord(DestReg, CI.getType()), TheCall, Args);
1041 }        
1042
1043
1044 void ISel::visitIntrinsicCall(LLVMIntrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1045   unsigned TmpReg1, TmpReg2;
1046   switch (ID) {
1047   case LLVMIntrinsic::va_start:
1048     // Get the address of the first vararg value...
1049     TmpReg1 = getReg(CI);
1050     addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, TmpReg1), VarArgsFrameIndex);
1051     return;
1052
1053   case LLVMIntrinsic::va_copy:
1054     TmpReg1 = getReg(CI);
1055     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));
1056     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, TmpReg1).addReg(TmpReg2);
1057     return;
1058   case LLVMIntrinsic::va_end: return;   // Noop on X86
1059
1060   case LLVMIntrinsic::longjmp:
1061   case LLVMIntrinsic::siglongjmp:
1062     BuildMI(BB, X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("abort", true); 
1063     return;
1064
1065   case LLVMIntrinsic::setjmp:
1066   case LLVMIntrinsic::sigsetjmp:
1067     // Setjmp always returns zero...
1068     BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, getReg(CI)).addZImm(0);
1069     return;
1070   default: assert(0 && "Unknown intrinsic for X86!");
1071   }
1072 }
1073
1074
1075 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
1076 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or, 4 for
1077 /// Xor.
1078 void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
1079   unsigned DestReg = getReg(B);
1080   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1081   emitSimpleBinaryOperation(BB, MI, B.getOperand(0), B.getOperand(1),
1082                             OperatorClass, DestReg);
1083 }
1084
1085 /// emitSimpleBinaryOperation - Implement simple binary operators for integral
1086 /// types...  OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for
1087 /// Or, 4 for Xor.
1088 ///
1089 /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
1090 /// and constant expression support.
1091 ///
1092 void ISel::emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1093                                      MachineBasicBlock::iterator &IP,
1094                                      Value *Op0, Value *Op1,
1095                                      unsigned OperatorClass, unsigned DestReg) {
1096   unsigned Class = getClassB(Op0->getType());
1097
1098   // sub 0, X -> neg X
1099   if (OperatorClass == 1 && Class != cLong)
1100     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
1101       if (CI->isNullValue()) {
1102         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
1103         switch (Class) {
1104         default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1105         case cByte:
1106           BMI(MBB, IP, X86::NEGr8, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1107           return;
1108         case cShort:
1109           BMI(MBB, IP, X86::NEGr16, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1110           return;
1111         case cInt:
1112           BMI(MBB, IP, X86::NEGr32, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
1113           return;
1114         }
1115       }
1116
1117   if (!isa<ConstantInt>(Op1) || Class == cLong) {
1118     static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
1119       // Arithmetic operators
1120       { X86::ADDrr8, X86::ADDrr16, X86::ADDrr32, X86::FpADD },  // ADD
1121       { X86::SUBrr8, X86::SUBrr16, X86::SUBrr32, X86::FpSUB },  // SUB
1122       
1123       // Bitwise operators
1124       { X86::ANDrr8, X86::ANDrr16, X86::ANDrr32, 0 },  // AND
1125       { X86:: ORrr8, X86:: ORrr16, X86:: ORrr32, 0 },  // OR
1126       { X86::XORrr8, X86::XORrr16, X86::XORrr32, 0 },  // XOR
1127     };
1128     
1129     bool isLong = false;
1130     if (Class == cLong) {
1131       isLong = true;
1132       Class = cInt;          // Bottom 32 bits are handled just like ints
1133     }
1134     
1135     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1136     assert(Opcode && "Floating point arguments to logical inst?");
1137     unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1138     unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
1139     BMI(MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1140     
1141     if (isLong) {        // Handle the upper 32 bits of long values...
1142       static const unsigned TopTab[] = {
1143         X86::ADCrr32, X86::SBBrr32, X86::ANDrr32, X86::ORrr32, X86::XORrr32
1144       };
1145       BMI(MBB, IP, TopTab[OperatorClass], 2,
1146           DestReg+1).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1147     }
1148     return;
1149   }
1150
1151   // Special case: op Reg, <const>
1152   ConstantInt *Op1C = cast<ConstantInt>(Op1);
1153   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
1154
1155   // xor X, -1 -> not X
1156   if (OperatorClass == 4 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1157     static unsigned const NOTTab[] = { X86::NOTr8, X86::NOTr16, X86::NOTr32 };
1158     BMI(MBB, IP, NOTTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1159     return;
1160   }
1161
1162   // add X, -1 -> dec X
1163   if (OperatorClass == 0 && Op1C->isAllOnesValue()) {
1164     static unsigned const DECTab[] = { X86::DECr8, X86::DECr16, X86::DECr32 };
1165     BMI(MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1166     return;
1167   }
1168
1169   // add X, 1 -> inc X
1170   if (OperatorClass == 0 && Op1C->equalsInt(1)) {
1171     static unsigned const DECTab[] = { X86::INCr8, X86::INCr16, X86::INCr32 };
1172     BMI(MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
1173     return;
1174   }
1175   
1176   static const unsigned OpcodeTab[][3] = {
1177     // Arithmetic operators
1178     { X86::ADDri8, X86::ADDri16, X86::ADDri32 },  // ADD
1179     { X86::SUBri8, X86::SUBri16, X86::SUBri32 },  // SUB
1180     
1181     // Bitwise operators
1182     { X86::ANDri8, X86::ANDri16, X86::ANDri32 },  // AND
1183     { X86:: ORri8, X86:: ORri16, X86:: ORri32 },  // OR
1184     { X86::XORri8, X86::XORri16, X86::XORri32 },  // XOR
1185   };
1186   
1187   assert(Class < 3 && "General code handles 64-bit integer types!");
1188   unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1189   uint64_t Op1v = cast<ConstantInt>(Op1C)->getRawValue();
1190   
1191   // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
1192   Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
1193   BMI(MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);
1194 }
1195
1196 /// doMultiply - Emit appropriate instructions to multiply together the
1197 /// registers op0Reg and op1Reg, and put the result in DestReg.  The type of the
1198 /// result should be given as DestTy.
1199 ///
1200 void ISel::doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1201                       unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1202                       unsigned op0Reg, unsigned op1Reg) {
1203   unsigned Class = getClass(DestTy);
1204   switch (Class) {
1205   case cFP:              // Floating point multiply
1206     BMI(BB, MBBI, X86::FpMUL, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1207     return;
1208   case cInt:
1209   case cShort:
1210     BMI(BB, MBBI, Class == cInt ? X86::IMULr32 : X86::IMULr16, 2, DestReg)
1211       .addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1212     return;
1213   case cByte:
1214     // Must use the MUL instruction, which forces use of AL...
1215     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, X86::AL).addReg(op0Reg);
1216     BMI(MBB, MBBI, X86::MULr8, 1).addReg(op1Reg);
1217     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1218     return;
1219   default:
1220   case cLong: assert(0 && "doMultiply cannot operate on LONG values!");
1221   }
1222 }
1223
1224 // ExactLog2 - This function solves for (Val == 1 << (N-1)) and returns N.  It
1225 // returns zero when the input is not exactly a power of two.
1226 static unsigned ExactLog2(unsigned Val) {
1227   if (Val == 0) return 0;
1228   unsigned Count = 0;
1229   while (Val != 1) {
1230     if (Val & 1) return 0;
1231     Val >>= 1;
1232     ++Count;
1233   }
1234   return Count+1;
1235 }
1236
1237 void ISel::doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
1238                            MachineBasicBlock::iterator &IP,
1239                            unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1240                            unsigned op0Reg, unsigned ConstRHS) {
1241   unsigned Class = getClass(DestTy);
1242
1243   // If the element size is exactly a power of 2, use a shift to get it.
1244   if (unsigned Shift = ExactLog2(ConstRHS)) {
1245     switch (Class) {
1246     default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
1247     case cByte:
1248       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1249       return;
1250     case cShort:
1251       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1252       return;
1253     case cInt:
1254       BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addZImm(Shift-1);
1255       return;
1256     }
1257   }
1258
1259   // Most general case, emit a normal multiply...
1260   static const unsigned MOVirTab[] = {
1261     X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32
1262   };
1263
1264   unsigned TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
1265   BMI(MBB, IP, MOVirTab[Class], 1, TmpReg).addZImm(ConstRHS);
1266   
1267   // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
1268   // elementSize, putting the result in OffsetReg.
1269   doMultiply(MBB, IP, DestReg, DestTy, op0Reg, TmpReg);
1270 }
1271
1272 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
1273 /// with the EAX register explicitly.
1274 ///
1275 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
1276   unsigned Op0Reg  = getReg(I.getOperand(0));
1277   unsigned DestReg = getReg(I);
1278
1279   // Simple scalar multiply?
1280   if (I.getType() != Type::LongTy && I.getType() != Type::ULongTy) {
1281     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(1))) {
1282       unsigned Val = (unsigned)CI->getRawValue(); // Cannot be 64-bit constant
1283       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1284       doMultiplyConst(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Val);
1285     } else {
1286       unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1287       MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1288       doMultiply(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Op1Reg);
1289     }
1290   } else {
1291     unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1292
1293     // Long value.  We have to do things the hard way...
1294     // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
1295     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
1296     BuildMI(BB, X86::MULr32, 1).addReg(Op1Reg);  // AL*BL
1297
1298     unsigned OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1299     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);     // AL*BL
1300     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, OverflowReg).addReg(X86::EDX); // AL*BL >> 32
1301
1302     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1303     unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
1304     BMI(BB, MBBI, X86::IMULr32, 2, AHBLReg).addReg(Op0Reg+1).addReg(Op1Reg);
1305
1306     unsigned AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1307     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,                         // AH*BL+(AL*BL >> 32)
1308             AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
1309     
1310     MBBI = BB->end();
1311     unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
1312     BMI(BB, MBBI, X86::IMULr32, 2, ALBHReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg+1);
1313     
1314     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,               // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
1315             DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
1316   }
1317 }
1318
1319
1320 /// visitDivRem - Handle division and remainder instructions... these
1321 /// instruction both require the same instructions to be generated, they just
1322 /// select the result from a different register.  Note that both of these
1323 /// instructions work differently for signed and unsigned operands.
1324 ///
1325 void ISel::visitDivRem(BinaryOperator &I) {
1326   unsigned Class = getClass(I.getType());
1327   unsigned Op0Reg, Op1Reg, ResultReg = getReg(I);
1328
1329   switch (Class) {
1330   case cFP:              // Floating point divide
1331     if (I.getOpcode() == Instruction::Div) {
1332       Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
1333       Op1Reg = getReg(I.getOperand(1));
1334       BuildMI(BB, X86::FpDIV, 2, ResultReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg);
1335     } else {               // Floating point remainder...
1336       MachineInstr *TheCall =
1337         BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("fmod", true);
1338       std::vector<ValueRecord> Args;
1339       Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
1340       Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(1)));
1341       doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::DoubleTy), TheCall, Args);
1342     }
1343     return;
1344   case cLong: {
1345     static const char *FnName[] =
1346       { "__moddi3", "__divdi3", "__umoddi3", "__udivdi3" };
1347
1348     unsigned NameIdx = I.getType()->isUnsigned()*2;
1349     NameIdx += I.getOpcode() == Instruction::Div;
1350     MachineInstr *TheCall =
1351       BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol(FnName[NameIdx], true);
1352
1353     std::vector<ValueRecord> Args;
1354     Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
1355     Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(1)));
1356     doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::LongTy), TheCall, Args);
1357     return;
1358   }
1359   case cByte: case cShort: case cInt:
1360     break;          // Small integrals, handled below...
1361   default: assert(0 && "Unknown class!");
1362   }
1363
1364   static const unsigned Regs[]     ={ X86::AL    , X86::AX     , X86::EAX     };
1365   static const unsigned MovOpcode[]={ X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32 };
1366   static const unsigned SarOpcode[]={ X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32 };
1367   static const unsigned ClrOpcode[]={ X86::XORrr8, X86::XORrr16, X86::XORrr32 };
1368   static const unsigned ExtRegs[]  ={ X86::AH    , X86::DX     , X86::EDX     };
1369
1370   static const unsigned DivOpcode[][4] = {
1371     { X86::DIVr8 , X86::DIVr16 , X86::DIVr32 , 0 },  // Unsigned division
1372     { X86::IDIVr8, X86::IDIVr16, X86::IDIVr32, 0 },  // Signed division
1373   };
1374
1375   bool isSigned   = I.getType()->isSigned();
1376   unsigned Reg    = Regs[Class];
1377   unsigned ExtReg = ExtRegs[Class];
1378
1379   // Put the first operand into one of the A registers...
1380   Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
1381   BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg(Op0Reg);
1382
1383   if (isSigned) {
1384     // Emit a sign extension instruction...
1385     unsigned ShiftResult = makeAnotherReg(I.getType());
1386     BuildMI(BB, SarOpcode[Class], 2, ShiftResult).addReg(Op0Reg).addZImm(31);
1387     BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, ExtReg).addReg(ShiftResult);
1388   } else {
1389     // If unsigned, emit a zeroing instruction... (reg = xor reg, reg)
1390     BuildMI(BB, ClrOpcode[Class], 2, ExtReg).addReg(ExtReg).addReg(ExtReg);
1391   }
1392
1393   // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
1394   Op1Reg = getReg(I.getOperand(1));
1395   BuildMI(BB, DivOpcode[isSigned][Class], 1).addReg(Op1Reg);
1396
1397   // Figure out which register we want to pick the result out of...
1398   unsigned DestReg = (I.getOpcode() == Instruction::Div) ? Reg : ExtReg;
1399   
1400   // Put the result into the destination register...
1401   BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(DestReg);
1402 }
1403
1404
1405 /// Shift instructions: 'shl', 'sar', 'shr' - Some special cases here
1406 /// for constant immediate shift values, and for constant immediate
1407 /// shift values equal to 1. Even the general case is sort of special,
1408 /// because the shift amount has to be in CL, not just any old register.
1409 ///
1410 void ISel::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
1411   unsigned SrcReg = getReg(I.getOperand(0));
1412   unsigned DestReg = getReg(I);
1413   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
1414   bool isSigned = I.getType()->isSigned();
1415   unsigned Class = getClass(I.getType());
1416   
1417   static const unsigned ConstantOperand[][4] = {
1418     { X86::SHRir8, X86::SHRir16, X86::SHRir32, X86::SHRDir32 },  // SHR
1419     { X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32, X86::SHRDir32 },  // SAR
1420     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SHL
1421     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SAL = SHL
1422   };
1423
1424   static const unsigned NonConstantOperand[][4] = {
1425     { X86::SHRrr8, X86::SHRrr16, X86::SHRrr32 },  // SHR
1426     { X86::SARrr8, X86::SARrr16, X86::SARrr32 },  // SAR
1427     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SHL
1428     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SAL = SHL
1429   };
1430
1431   // Longs, as usual, are handled specially...
1432   if (Class == cLong) {
1433     // If we have a constant shift, we can generate much more efficient code
1434     // than otherwise...
1435     //
1436     if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(1))) {
1437       unsigned Amount = CUI->getValue();
1438       if (Amount < 32) {
1439         const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1440         if (isLeftShift) {
1441           BuildMI(BB, Opc[3], 3, 
1442                   DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1443           BuildMI(BB, Opc[2], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1444         } else {
1445           BuildMI(BB, Opc[3], 3,
1446                   DestReg).addReg(SrcReg  ).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1447           BuildMI(BB, Opc[2], 2, DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1448         }
1449       } else {                 // Shifting more than 32 bits
1450         Amount -= 32;
1451         if (isLeftShift) {
1452           BuildMI(BB, X86::SHLir32, 2,DestReg+1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1453           BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1,DestReg  ).addZImm(0);
1454         } else {
1455           unsigned Opcode = isSigned ? X86::SARir32 : X86::SHRir32;
1456           BuildMI(BB, Opcode, 2, DestReg).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1457           BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1458         }
1459       }
1460     } else {
1461       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1462
1463       if (!isLeftShift && isSigned) {
1464         // If this is a SHR of a Long, then we need to do funny sign extension
1465         // stuff.  TmpReg gets the value to use as the high-part if we are
1466         // shifting more than 32 bits.
1467         BuildMI(BB, X86::SARir32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addZImm(31);
1468       } else {
1469         // Other shifts use a fixed zero value if the shift is more than 32
1470         // bits.
1471         BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, TmpReg).addZImm(0);
1472       }
1473
1474       // Initialize CL with the shift amount...
1475       unsigned ShiftAmount = getReg(I.getOperand(1));
1476       BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmount);
1477
1478       unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1479       unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1480       if (isLeftShift) {
1481         // TmpReg2 = shld inHi, inLo
1482         BuildMI(BB, X86::SHLDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg);
1483         // TmpReg3 = shl  inLo, CL
1484         BuildMI(BB, X86::SHLrr32, 1, TmpReg3).addReg(SrcReg);
1485
1486         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1487         BuildMI(BB, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1488
1489         // DestHi = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1490         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1491                 DestReg+1).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1492         // DestLo = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1493         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, DestReg).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1494       } else {
1495         // TmpReg2 = shrd inLo, inHi
1496         BuildMI(BB, X86::SHRDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1497         // TmpReg3 = s[ah]r  inHi, CL
1498         BuildMI(BB, isSigned ? X86::SARrr32 : X86::SHRrr32, 1, TmpReg3)
1499                        .addReg(SrcReg+1);
1500
1501         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1502         BuildMI(BB, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1503
1504         // DestLo = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1505         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1506                 DestReg).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1507
1508         // DestHi = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1509         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1510                 DestReg+1).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1511       }
1512     }
1513     return;
1514   }
1515
1516   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(1))) {
1517     // The shift amount is constant, guaranteed to be a ubyte. Get its value.
1518     assert(CUI->getType() == Type::UByteTy && "Shift amount not a ubyte?");
1519
1520     const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1521     BuildMI(BB, Opc[Class], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(CUI->getValue());
1522   } else {                  // The shift amount is non-constant.
1523     BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(getReg(I.getOperand(1)));
1524
1525     const unsigned *Opc = NonConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1526     BuildMI(BB, Opc[Class], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1527   }
1528 }
1529
1530
1531 /// doFPLoad - This method is used to load an FP value from memory using the
1532 /// current endianness.  NOTE: This method returns a partially constructed load
1533 /// instruction which needs to have the memory source filled in still.
1534 ///
1535 MachineInstr *ISel::doFPLoad(MachineBasicBlock *MBB,
1536                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1537                              const Type *Ty, unsigned DestReg) {
1538   assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1539   unsigned LoadOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FLDr32 : X86::FLDr64;
1540
1541   if (TM.getTargetData().isLittleEndian()) // fast path...
1542     return BMI(MBB, MBBI, LoadOpcode, 4, DestReg);
1543
1544   // If we are big-endian, start by creating an LEA instruction to represent the
1545   // address of the memory location to load from...
1546   //
1547   unsigned SrcAddrReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1548   MachineInstr *Result = BMI(MBB, MBBI, X86::LEAr32, 5, SrcAddrReg);
1549
1550   // Allocate a temporary stack slot to transform the value into...
1551   int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(Ty, TM.getTargetData());
1552
1553   // Perform the bswaps 32 bits at a time...
1554   unsigned TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1555   unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1556   addDirectMem(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg);
1557   BMI(MBB, MBBI, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1558   unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1559   addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrm32, 5),
1560                     FrameIdx, Offset).addReg(TmpReg2);
1561   
1562   if (Ty == Type::DoubleTy) {   // Swap the other 32 bits of a double value...
1563     TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1564     TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1565
1566     addRegOffset(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg, 4);
1567     BMI(MBB, MBBI, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1568     unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1569     addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrm32,5), FrameIdx).addReg(TmpReg2);
1570   }
1571
1572   // Now we can reload the final byteswapped result into the final destination.
1573   addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, LoadOpcode, 4, DestReg), FrameIdx);
1574   return Result;
1575 }
1576
1577 /// EmitByteSwap - Byteswap SrcReg into DestReg.
1578 ///
1579 void ISel::EmitByteSwap(unsigned DestReg, unsigned SrcReg, unsigned Class) {
1580   // Emit the byte swap instruction...
1581   switch (Class) {
1582   case cByte:
1583     // No byteswap necessary for 8 bit value...
1584     BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1585     break;
1586   case cInt:
1587     // Use the 32 bit bswap instruction to do a 32 bit swap...
1588     BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1589     break;
1590     
1591   case cShort:
1592     // For 16 bit we have to use an xchg instruction, because there is no
1593     // 16-bit bswap.  XCHG is necessarily not in SSA form, so we force things
1594     // into AX to do the xchg.
1595     //
1596     BuildMI(BB, X86::MOVrr16, 1, X86::AX).addReg(SrcReg);
1597     BuildMI(BB, X86::XCHGrr8, 2).addReg(X86::AL, MOTy::UseAndDef)
1598       .addReg(X86::AH, MOTy::UseAndDef);
1599     BuildMI(BB, X86::MOVrr16, 1, DestReg).addReg(X86::AX);
1600     break;
1601   default: assert(0 && "Cannot byteswap this class!");
1602   }
1603 }
1604
1605
1606 /// visitLoadInst - Implement LLVM load instructions in terms of the x86 'mov'
1607 /// instruction.  The load and store instructions are the only place where we
1608 /// need to worry about the memory layout of the target machine.
1609 ///
1610 void ISel::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1611   bool isLittleEndian  = TM.getTargetData().isLittleEndian();
1612   bool hasLongPointers = TM.getTargetData().getPointerSize() == 8;
1613   unsigned SrcAddrReg = getReg(I.getOperand(0));
1614   unsigned DestReg = getReg(I);
1615
1616   unsigned Class = getClassB(I.getType());
1617   switch (Class) {
1618   case cFP: {
1619     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1620     addDirectMem(doFPLoad(BB, MBBI, I.getType(), DestReg), SrcAddrReg);
1621     return;
1622   }
1623   case cLong: case cInt: case cShort: case cByte:
1624     break;      // Integers of various sizes handled below
1625   default: assert(0 && "Unknown memory class!");
1626   }
1627
1628   // We need to adjust the input pointer if we are emulating a big-endian
1629   // long-pointer target.  On these systems, the pointer that we are interested
1630   // in is in the upper part of the eight byte memory image of the pointer.  It
1631   // also happens to be byte-swapped, but this will be handled later.
1632   //
1633   if (!isLittleEndian && hasLongPointers && isa<PointerType>(I.getType())) {
1634     unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1635     BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, R).addReg(SrcAddrReg).addZImm(4);
1636     SrcAddrReg = R;
1637   }
1638
1639   unsigned IReg = DestReg;
1640   if (!isLittleEndian)  // If big endian we need an intermediate stage
1641     DestReg = makeAnotherReg(Class != cLong ? I.getType() : Type::UIntTy);
1642
1643   static const unsigned Opcode[] = {
1644     X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32, 0, X86::MOVmr32
1645   };
1646   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode[Class], 4, DestReg), SrcAddrReg);
1647
1648   // Handle long values now...
1649   if (Class == cLong) {
1650     if (isLittleEndian) {
1651       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), SrcAddrReg, 4);
1652     } else {
1653       EmitByteSwap(IReg+1, DestReg, cInt);
1654       unsigned TempReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1655       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TempReg), SrcAddrReg, 4);
1656       EmitByteSwap(IReg, TempReg, cInt);
1657     }
1658     return;
1659   }
1660
1661   if (!isLittleEndian)
1662     EmitByteSwap(IReg, DestReg, Class);
1663 }
1664
1665
1666 /// doFPStore - This method is used to store an FP value to memory using the
1667 /// current endianness.
1668 ///
1669 void ISel::doFPStore(const Type *Ty, unsigned DestAddrReg, unsigned SrcReg) {
1670   assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1671   unsigned StoreOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FSTr32 : X86::FSTr64;
1672
1673   if (TM.getTargetData().isLittleEndian()) {  // fast path...
1674     addDirectMem(BuildMI(BB, StoreOpcode,5), DestAddrReg).addReg(SrcReg);
1675     return;
1676   }
1677
1678   // Allocate a temporary stack slot to transform the value into...
1679   int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(Ty, TM.getTargetData());
1680   unsigned SrcAddrReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1681   addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, SrcAddrReg), FrameIdx);
1682
1683   // Store the value into a temporary stack slot...
1684   addDirectMem(BuildMI(BB, StoreOpcode, 5), SrcAddrReg).addReg(SrcReg);
1685
1686   // Perform the bswaps 32 bits at a time...
1687   unsigned TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1688   unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1689   addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg);
1690   BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1691   unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1692   addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1693                DestAddrReg, Offset).addReg(TmpReg2);
1694   
1695   if (Ty == Type::DoubleTy) {   // Swap the other 32 bits of a double value...
1696     TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1697     TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1698
1699     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg, 4);
1700     BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1701     unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1702     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5), DestAddrReg).addReg(TmpReg2);
1703   }
1704 }
1705
1706
1707 /// visitStoreInst - Implement LLVM store instructions in terms of the x86 'mov'
1708 /// instruction.
1709 ///
1710 void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
1711   bool isLittleEndian  = TM.getTargetData().isLittleEndian();
1712   bool hasLongPointers = TM.getTargetData().getPointerSize() == 8;
1713   unsigned ValReg      = getReg(I.getOperand(0));
1714   unsigned AddressReg  = getReg(I.getOperand(1));
1715
1716   unsigned Class = getClassB(I.getOperand(0)->getType());
1717   switch (Class) {
1718   case cLong:
1719     if (isLittleEndian) {
1720       addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1721       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4),
1722                    AddressReg, 4).addReg(ValReg+1);
1723     } else {
1724       unsigned T1 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1725       unsigned T2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1726       EmitByteSwap(T1, ValReg  , cInt);
1727       EmitByteSwap(T2, ValReg+1, cInt);
1728       addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg).addReg(T2);
1729       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg, 4).addReg(T1);
1730     }
1731     return;
1732   case cFP:
1733     doFPStore(I.getOperand(0)->getType(), AddressReg, ValReg);
1734     return;
1735   case cInt: case cShort: case cByte:
1736     break;      // Integers of various sizes handled below
1737   default: assert(0 && "Unknown memory class!");
1738   }
1739
1740   if (!isLittleEndian && hasLongPointers &&
1741       isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType())) {
1742     unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1743     BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, R).addReg(AddressReg).addZImm(4);
1744     AddressReg = R;
1745   }
1746
1747   if (!isLittleEndian && Class != cByte) {
1748     unsigned R = makeAnotherReg(I.getOperand(0)->getType());
1749     EmitByteSwap(R, ValReg, Class);
1750     ValReg = R;
1751   }
1752
1753   static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
1754   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode[Class], 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1755 }
1756
1757
1758 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without
1759 /// sign extension going on.
1760 void ISel::visitCastInst(CastInst &CI) {
1761   Value *Op = CI.getOperand(0);
1762   // If this is a cast from a 32-bit integer to a Long type, and the only uses
1763   // of the case are GEP instructions, then the cast does not need to be
1764   // generated explicitly, it will be folded into the GEP.
1765   if (CI.getType() == Type::LongTy &&
1766       (Op->getType() == Type::IntTy || Op->getType() == Type::UIntTy)) {
1767     bool AllUsesAreGEPs = true;
1768     for (Value::use_iterator I = CI.use_begin(), E = CI.use_end(); I != E; ++I)
1769       if (!isa<GetElementPtrInst>(*I)) {
1770         AllUsesAreGEPs = false;
1771         break;
1772       }        
1773
1774     // No need to codegen this cast if all users are getelementptr instrs...
1775     if (AllUsesAreGEPs) return;
1776   }
1777
1778   unsigned DestReg = getReg(CI);
1779   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1780   emitCastOperation(BB, MI, Op, CI.getType(), DestReg);
1781 }
1782
1783 /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
1784 /// constant expression cast support.
1785 void ISel::emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,
1786                              MachineBasicBlock::iterator &IP,
1787                              Value *Src, const Type *DestTy,
1788                              unsigned DestReg) {
1789   unsigned SrcReg = getReg(Src, BB, IP);
1790   const Type *SrcTy = Src->getType();
1791   unsigned SrcClass = getClassB(SrcTy);
1792   unsigned DestClass = getClassB(DestTy);
1793
1794   // Implement casts to bool by using compare on the operand followed by set if
1795   // not zero on the result.
1796   if (DestTy == Type::BoolTy) {
1797     switch (SrcClass) {
1798     case cByte:
1799       BMI(BB, IP, X86::TESTrr8, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1800       break;
1801     case cShort:
1802       BMI(BB, IP, X86::TESTrr16, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1803       break;
1804     case cInt:
1805       BMI(BB, IP, X86::TESTrr32, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1806       break;
1807     case cLong: {
1808       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1809       BMI(BB, IP, X86::ORrr32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1810       break;
1811     }
1812     case cFP:
1813       assert(0 && "FIXME: implement cast FP to bool");
1814       abort();
1815     }
1816
1817     // If the zero flag is not set, then the value is true, set the byte to
1818     // true.
1819     BMI(BB, IP, X86::SETNEr, 1, DestReg);
1820     return;
1821   }
1822
1823   static const unsigned RegRegMove[] = {
1824     X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32, X86::FpMOV, X86::MOVrr32
1825   };
1826
1827   // Implement casts between values of the same type class (as determined by
1828   // getClass) by using a register-to-register move.
1829   if (SrcClass == DestClass) {
1830     if (SrcClass <= cInt || (SrcClass == cFP && SrcTy == DestTy)) {
1831       BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1832     } else if (SrcClass == cFP) {
1833       if (SrcTy == Type::FloatTy) {  // double -> float
1834         assert(DestTy == Type::DoubleTy && "Unknown cFP member!");
1835         BMI(BB, IP, X86::FpMOV, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1836       } else {                       // float -> double
1837         assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DestTy == Type::FloatTy &&
1838                "Unknown cFP member!");
1839         // Truncate from double to float by storing to memory as short, then
1840         // reading it back.
1841         unsigned FltAlign = TM.getTargetData().getFloatAlignment();
1842         int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(4, FltAlign);
1843         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FSTr32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1844         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDr32, 5, DestReg), FrameIdx);
1845       }
1846     } else if (SrcClass == cLong) {
1847       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1848       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg+1);
1849     } else {
1850       assert(0 && "Cannot handle this type of cast instruction!");
1851       abort();
1852     }
1853     return;
1854   }
1855
1856   // Handle cast of SMALLER int to LARGER int using a move with sign extension
1857   // or zero extension, depending on whether the source type was signed.
1858   if (SrcClass <= cInt && (DestClass <= cInt || DestClass == cLong) &&
1859       SrcClass < DestClass) {
1860     bool isLong = DestClass == cLong;
1861     if (isLong) DestClass = cInt;
1862
1863     static const unsigned Opc[][4] = {
1864       { X86::MOVSXr16r8, X86::MOVSXr32r8, X86::MOVSXr32r16, X86::MOVrr32 }, // s
1865       { X86::MOVZXr16r8, X86::MOVZXr32r8, X86::MOVZXr32r16, X86::MOVrr32 }  // u
1866     };
1867     
1868     bool isUnsigned = SrcTy->isUnsigned();
1869     BMI(BB, IP, Opc[isUnsigned][SrcClass + DestClass - 1], 1,
1870         DestReg).addReg(SrcReg);
1871
1872     if (isLong) {  // Handle upper 32 bits as appropriate...
1873       if (isUnsigned)     // Zero out top bits...
1874         BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1875       else                // Sign extend bottom half...
1876         BMI(BB, IP, X86::SARir32, 2, DestReg+1).addReg(DestReg).addZImm(31);
1877     }
1878     return;
1879   }
1880
1881   // Special case long -> int ...
1882   if (SrcClass == cLong && DestClass == cInt) {
1883     BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1884     return;
1885   }
1886   
1887   // Handle cast of LARGER int to SMALLER int using a move to EAX followed by a
1888   // move out of AX or AL.
1889   if ((SrcClass <= cInt || SrcClass == cLong) && DestClass <= cInt
1890       && SrcClass > DestClass) {
1891     static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX, 0, X86::EAX };
1892     BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, AReg[SrcClass]).addReg(SrcReg);
1893     BMI(BB, IP, RegRegMove[DestClass], 1, DestReg).addReg(AReg[DestClass]);
1894     return;
1895   }
1896
1897   // Handle casts from integer to floating point now...
1898   if (DestClass == cFP) {
1899     // Promote the integer to a type supported by FLD.  We do this because there
1900     // are no unsigned FLD instructions, so we must promote an unsigned value to
1901     // a larger signed value, then use FLD on the larger value.
1902     //
1903     const Type *PromoteType = 0;
1904     unsigned PromoteOpcode;
1905     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {
1906     case Type::BoolTyID:
1907     case Type::SByteTyID:
1908       // We don't have the facilities for directly loading byte sized data from
1909       // memory (even signed).  Promote it to 16 bits.
1910       PromoteType = Type::ShortTy;
1911       PromoteOpcode = X86::MOVSXr16r8;
1912       break;
1913     case Type::UByteTyID:
1914       PromoteType = Type::ShortTy;
1915       PromoteOpcode = X86::MOVZXr16r8;
1916       break;
1917     case Type::UShortTyID:
1918       PromoteType = Type::IntTy;
1919       PromoteOpcode = X86::MOVZXr32r16;
1920       break;
1921     case Type::UIntTyID: {
1922       // Make a 64 bit temporary... and zero out the top of it...
1923       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
1924       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
1925       BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, TmpReg+1).addZImm(0);
1926       SrcTy = Type::LongTy;
1927       SrcClass = cLong;
1928       SrcReg = TmpReg;
1929       break;
1930     }
1931     case Type::ULongTyID:
1932       assert("FIXME: not implemented: cast ulong X to fp type!");
1933     default:  // No promotion needed...
1934       break;
1935     }
1936     
1937     if (PromoteType) {
1938       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(PromoteType);
1939       BMI(BB, IP, SrcTy->isSigned() ? X86::MOVSXr16r8 : X86::MOVZXr16r8,
1940           1, TmpReg).addReg(SrcReg);
1941       SrcTy = PromoteType;
1942       SrcClass = getClass(PromoteType);
1943       SrcReg = TmpReg;
1944     }
1945
1946     // Spill the integer to memory and reload it from there...
1947     int FrameIdx =
1948       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(SrcTy, TM.getTargetData());
1949
1950     if (SrcClass == cLong) {
1951       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1952       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5),
1953                         FrameIdx, 4).addReg(SrcReg+1);
1954     } else {
1955       static const unsigned Op1[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
1956       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[SrcClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1957     }
1958
1959     static const unsigned Op2[] =
1960       { 0/*byte*/, X86::FILDr16, X86::FILDr32, 0/*FP*/, X86::FILDr64 };
1961     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[SrcClass], 5, DestReg), FrameIdx);
1962     return;
1963   }
1964
1965   // Handle casts from floating point to integer now...
1966   if (SrcClass == cFP) {
1967     // Change the floating point control register to use "round towards zero"
1968     // mode when truncating to an integer value.
1969     //
1970     int CWFrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(2, 2);
1971     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FNSTCWm16, 4), CWFrameIdx);
1972
1973     // Load the old value of the high byte of the control word...
1974     unsigned HighPartOfCW = makeAnotherReg(Type::UByteTy);
1975     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr8, 4, HighPartOfCW), CWFrameIdx, 1);
1976
1977     // Set the high part to be round to zero...
1978     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVim8, 5), CWFrameIdx, 1).addZImm(12);
1979
1980     // Reload the modified control word now...
1981     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
1982     
1983     // Restore the memory image of control word to original value
1984     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm8, 5),
1985                       CWFrameIdx, 1).addReg(HighPartOfCW);
1986
1987     // We don't have the facilities for directly storing byte sized data to
1988     // memory.  Promote it to 16 bits.  We also must promote unsigned values to
1989     // larger classes because we only have signed FP stores.
1990     unsigned StoreClass  = DestClass;
1991     const Type *StoreTy  = DestTy;
1992     if (StoreClass == cByte || DestTy->isUnsigned())
1993       switch (StoreClass) {
1994       case cByte:  StoreTy = Type::ShortTy; StoreClass = cShort; break;
1995       case cShort: StoreTy = Type::IntTy;   StoreClass = cInt;   break;
1996       case cInt:   StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
1997       // The following treatment of cLong may not be perfectly right,
1998       // but it survives chains of casts of the form
1999       // double->ulong->double.
2000       case cLong:  StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
2001       default: assert(0 && "Unknown store class!");
2002       }
2003
2004     // Spill the integer to memory and reload it from there...
2005     int FrameIdx =
2006       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(StoreTy, TM.getTargetData());
2007
2008     static const unsigned Op1[] =
2009       { 0, X86::FISTr16, X86::FISTr32, 0, X86::FISTPr64 };
2010     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[StoreClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
2011
2012     if (DestClass == cLong) {
2013       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg), FrameIdx);
2014       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), FrameIdx, 4);
2015     } else {
2016       static const unsigned Op2[] = { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32 };
2017       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[DestClass], 4, DestReg), FrameIdx);
2018     }
2019
2020     // Reload the original control word now...
2021     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
2022     return;
2023   }
2024
2025   // Anything we haven't handled already, we can't (yet) handle at all.
2026   assert(0 && "Unhandled cast instruction!");
2027   abort();
2028 }
2029
2030 /// visitVANextInst - Implement the va_next instruction...
2031 ///
2032 void ISel::visitVANextInst(VANextInst &I) {
2033   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2034   unsigned DestReg = getReg(I);
2035
2036   unsigned Size;
2037   switch (I.getArgType()->getPrimitiveID()) {
2038   default:
2039     std::cerr << I;
2040     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2041     return;
2042   case Type::PointerTyID:
2043   case Type::UIntTyID:
2044   case Type::IntTyID:
2045     Size = 4;
2046     break;
2047   case Type::ULongTyID:
2048   case Type::LongTyID:
2049   case Type::DoubleTyID:
2050     Size = 8;
2051     break;
2052   }
2053
2054   // Increment the VAList pointer...
2055   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, DestReg).addReg(VAList).addZImm(Size);
2056 }
2057
2058 void ISel::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
2059   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
2060   unsigned DestReg = getReg(I);
2061
2062   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
2063   default:
2064     std::cerr << I;
2065     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
2066     return;
2067   case Type::PointerTyID:
2068   case Type::UIntTyID:
2069   case Type::IntTyID:
2070     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
2071     break;
2072   case Type::ULongTyID:
2073   case Type::LongTyID:
2074     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
2075     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), VAList, 4);
2076     break;
2077   case Type::DoubleTyID:
2078     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::FLDr64, 4, DestReg), VAList);
2079     break;
2080   }
2081 }
2082
2083
2084 void ISel::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
2085   unsigned outputReg = getReg(I);
2086   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
2087   emitGEPOperation(BB, MI, I.getOperand(0),
2088                    I.op_begin()+1, I.op_end(), outputReg);
2089 }
2090
2091 void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
2092                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
2093                             Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
2094                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
2095   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
2096   const Type *Ty = Src->getType();
2097   unsigned BaseReg = getReg(Src, MBB, IP);
2098
2099   // GEPs have zero or more indices; we must perform a struct access
2100   // or array access for each one.
2101   for (GetElementPtrInst::op_iterator oi = IdxBegin,
2102          oe = IdxEnd; oi != oe; ++oi) {
2103     Value *idx = *oi;
2104     unsigned NextReg = BaseReg;
2105     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
2106       // It's a struct access.  idx is the index into the structure,
2107       // which names the field. This index must have ubyte type.
2108       const ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(idx);
2109       assert(CUI->getType() == Type::UByteTy
2110               && "Funny-looking structure index in GEP");
2111       // Use the TargetData structure to pick out what the layout of
2112       // the structure is in memory.  Since the structure index must
2113       // be constant, we can get its value and use it to find the
2114       // right byte offset from the StructLayout class's list of
2115       // structure member offsets.
2116       unsigned idxValue = CUI->getValue();
2117       unsigned FieldOff = TD.getStructLayout(StTy)->MemberOffsets[idxValue];
2118       if (FieldOff) {
2119         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2120         // Emit an ADD to add FieldOff to the basePtr.
2121         BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(FieldOff);
2122       }
2123       // The next type is the member of the structure selected by the
2124       // index.
2125       Ty = StTy->getElementTypes()[idxValue];
2126     } else if (const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(Ty)) {
2127       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
2128
2129       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
2130       // indices, we may not know its actual value at code-generation
2131       // time.
2132       assert(idx->getType() == Type::LongTy && "Bad GEP array index!");
2133
2134       // Most GEP instructions use a [cast (int/uint) to LongTy] as their
2135       // operand on X86.  Handle this case directly now...
2136       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
2137         if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
2138             CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
2139           idx = CI->getOperand(0);
2140
2141       // We want to add BaseReg to(idxReg * sizeof ElementType). First, we
2142       // must find the size of the pointed-to type (Not coincidentally, the next
2143       // type is the type of the elements in the array).
2144       Ty = SqTy->getElementType();
2145       unsigned elementSize = TD.getTypeSize(Ty);
2146
2147       // If idxReg is a constant, we don't need to perform the multiply!
2148       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
2149         if (!CSI->isNullValue()) {
2150           unsigned Offset = elementSize*CSI->getValue();
2151           NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2152           BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(Offset);
2153         }
2154       } else if (elementSize == 1) {
2155         // If the element size is 1, we don't have to multiply, just add
2156         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2157         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2158         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2, NextReg).addReg(BaseReg).addReg(idxReg);
2159       } else {
2160         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
2161         unsigned OffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2162
2163         doMultiplyConst(MBB, IP, OffsetReg, Type::IntTy, idxReg, elementSize);
2164
2165         // Emit an ADD to add OffsetReg to the basePtr.
2166         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2167         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addReg(OffsetReg);
2168       }
2169     }
2170     // Now that we are here, further indices refer to subtypes of this
2171     // one, so we don't need to worry about BaseReg itself, anymore.
2172     BaseReg = NextReg;
2173   }
2174   // After we have processed all the indices, the result is left in
2175   // BaseReg.  Move it to the register where we were expected to
2176   // put the answer.  A 32-bit move should do it, because we are in
2177   // ILP32 land.
2178   BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
2179 }
2180
2181
2182 /// visitAllocaInst - If this is a fixed size alloca, allocate space from the
2183 /// frame manager, otherwise do it the hard way.
2184 ///
2185 void ISel::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
2186   // Find the data size of the alloca inst's getAllocatedType.
2187   const Type *Ty = I.getAllocatedType();
2188   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
2189
2190   // If this is a fixed size alloca in the entry block for the function,
2191   // statically stack allocate the space.
2192   //
2193   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getArraySize())) {
2194     if (I.getParent() == I.getParent()->getParent()->begin()) {
2195       TySize *= CUI->getValue();   // Get total allocated size...
2196       unsigned Alignment = TM.getTargetData().getTypeAlignment(Ty);
2197       
2198       // Create a new stack object using the frame manager...
2199       int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(TySize, Alignment);
2200       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, getReg(I)), FrameIdx);
2201       return;
2202     }
2203   }
2204   
2205   // Create a register to hold the temporary result of multiplying the type size
2206   // constant by the variable amount.
2207   unsigned TotalSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2208   unsigned SrcReg1 = getReg(I.getArraySize());
2209   
2210   // TotalSizeReg = mul <numelements>, <TypeSize>
2211   MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2212   doMultiplyConst(BB, MBBI, TotalSizeReg, Type::UIntTy, SrcReg1, TySize);
2213
2214   // AddedSize = add <TotalSizeReg>, 15
2215   unsigned AddedSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2216   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, AddedSizeReg).addReg(TotalSizeReg).addZImm(15);
2217
2218   // AlignedSize = and <AddedSize>, ~15
2219   unsigned AlignedSize = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2220   BuildMI(BB, X86::ANDri32, 2, AlignedSize).addReg(AddedSizeReg).addZImm(~15);
2221   
2222   // Subtract size from stack pointer, thereby allocating some space.
2223   BuildMI(BB, X86::SUBrr32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addReg(AlignedSize);
2224
2225   // Put a pointer to the space into the result register, by copying
2226   // the stack pointer.
2227   BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, getReg(I)).addReg(X86::ESP);
2228
2229   // Inform the Frame Information that we have just allocated a variable-sized
2230   // object.
2231   F->getFrameInfo()->CreateVariableSizedObject();
2232 }
2233
2234 /// visitMallocInst - Malloc instructions are code generated into direct calls
2235 /// to the library malloc.
2236 ///
2237 void ISel::visitMallocInst(MallocInst &I) {
2238   unsigned AllocSize = TM.getTargetData().getTypeSize(I.getAllocatedType());
2239   unsigned Arg;
2240
2241   if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(0))) {
2242     Arg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, C->getValue() * AllocSize));
2243   } else {
2244     Arg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2245     unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
2246     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2247     doMultiplyConst(BB, MBBI, Arg, Type::UIntTy, Op0Reg, AllocSize);
2248   }
2249
2250   std::vector<ValueRecord> Args;
2251   Args.push_back(ValueRecord(Arg, Type::UIntTy));
2252   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2253                                   1).addExternalSymbol("malloc", true);
2254   doCall(ValueRecord(getReg(I), I.getType()), TheCall, Args);
2255 }
2256
2257
2258 /// visitFreeInst - Free instructions are code gen'd to call the free libc
2259 /// function.
2260 ///
2261 void ISel::visitFreeInst(FreeInst &I) {
2262   std::vector<ValueRecord> Args;
2263   Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
2264   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2265                                   1).addExternalSymbol("free", true);
2266   doCall(ValueRecord(0, Type::VoidTy), TheCall, Args);
2267 }
2268    
2269
2270 /// createX86SimpleInstructionSelector - This pass converts an LLVM function
2271 /// into a machine code representation is a very simple peep-hole fashion.  The
2272 /// generated code sucks but the implementation is nice and simple.
2273 ///
2274 FunctionPass *createX86SimpleInstructionSelector(TargetMachine &TM) {
2275   return new ISel(TM);
2276 }