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[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMAddressingModes.h
index 6d9b9ee880006e46fa8c2fd308b790b3aaeb9a68..92a13f1d751ca09d734ba147487983310f8939cb 100644 (file)
@@ -19,7 +19,7 @@
 #include <cassert>
 
 namespace llvm {
-  
+
 /// ARM_AM - ARM Addressing Mode Stuff
 namespace ARM_AM {
   enum ShiftOpc {
@@ -30,11 +30,15 @@ namespace ARM_AM {
     ror,
     rrx
   };
-  
+
   enum AddrOpc {
     add = '+', sub = '-'
   };
-  
+
+  static inline const char *getAddrOpcStr(AddrOpc Op) {
+    return Op == sub ? "-" : "";
+  }
+
   static inline const char *getShiftOpcStr(ShiftOpc Op) {
     switch (Op) {
     default: assert(0 && "Unknown shift opc!");
@@ -45,7 +49,7 @@ namespace ARM_AM {
     case ARM_AM::rrx: return "rrx";
     }
   }
-  
+
   static inline ShiftOpc getShiftOpcForNode(SDValue N) {
     switch (N.getOpcode()) {
     default:          return ARM_AM::no_shift;
@@ -78,30 +82,20 @@ namespace ARM_AM {
     }
   }
 
-  static inline const char *getAMSubModeAltStr(AMSubMode Mode, bool isLD) {
-    switch (Mode) {
-    default: assert(0 && "Unknown addressing sub-mode!");
-    case ARM_AM::ia: return isLD ? "fd" : "ea";
-    case ARM_AM::ib: return isLD ? "ed" : "fa";
-    case ARM_AM::da: return isLD ? "fa" : "ed";
-    case ARM_AM::db: return isLD ? "ea" : "fd";
-    }
-  }
-
   /// rotr32 - Rotate a 32-bit unsigned value right by a specified # bits.
   ///
   static inline unsigned rotr32(unsigned Val, unsigned Amt) {
     assert(Amt < 32 && "Invalid rotate amount");
     return (Val >> Amt) | (Val << ((32-Amt)&31));
   }
-  
+
   /// rotl32 - Rotate a 32-bit unsigned value left by a specified # bits.
   ///
   static inline unsigned rotl32(unsigned Val, unsigned Amt) {
     assert(Amt < 32 && "Invalid rotate amount");
     return (Val << Amt) | (Val >> ((32-Amt)&31));
   }
-  
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Addressing Mode #1: shift_operand with registers
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -136,7 +130,7 @@ namespace ARM_AM {
   static inline unsigned getSOImmValRot(unsigned Imm) {
     return (Imm >> 8) * 2;
   }
-  
+
   /// getSOImmValRotate - Try to handle Imm with an immediate shifter operand,
   /// computing the rotate amount to use.  If this immediate value cannot be
   /// handled with a single shifter-op, determine a good rotate amount that will
@@ -145,36 +139,27 @@ namespace ARM_AM {
     // 8-bit (or less) immediates are trivially shifter_operands with a rotate
     // of zero.
     if ((Imm & ~255U) == 0) return 0;
-    
+
     // Use CTZ to compute the rotate amount.
     unsigned TZ = CountTrailingZeros_32(Imm);
-    
+
     // Rotate amount must be even.  Something like 0x200 must be rotated 8 bits,
     // not 9.
     unsigned RotAmt = TZ & ~1;
-    
+
     // If we can handle this spread, return it.
     if ((rotr32(Imm, RotAmt) & ~255U) == 0)
       return (32-RotAmt)&31;  // HW rotates right, not left.
 
-    // For values like 0xF000000F, we should skip the first run of ones, then
+    // For values like 0xF000000F, we should ignore the low 6 bits, then
     // retry the hunt.
-    if (Imm & 1) {
-      unsigned TrailingOnes = CountTrailingZeros_32(~Imm);
-      if (TrailingOnes != 32) {  // Avoid overflow on 0xFFFFFFFF
-        // Restart the search for a high-order bit after the initial seconds of
-        // ones.
-        unsigned TZ2 = CountTrailingZeros_32(Imm & ~((1 << TrailingOnes)-1));
-      
-        // Rotate amount must be even.
-        unsigned RotAmt2 = TZ2 & ~1;
-        
-        // If this fits, use it.
-        if (RotAmt2 != 32 && (rotr32(Imm, RotAmt2) & ~255U) == 0)
-          return (32-RotAmt2)&31;  // HW rotates right, not left.
-      }
+    if (Imm & 63U) {
+      unsigned TZ2 = CountTrailingZeros_32(Imm & ~63U);
+      unsigned RotAmt2 = TZ2 & ~1;
+      if ((rotr32(Imm, RotAmt2) & ~255U) == 0)
+        return (32-RotAmt2)&31;  // HW rotates right, not left.
     }
-    
+
     // Otherwise, we have no way to cover this span of bits with a single
     // shifter_op immediate.  Return a chunk of bits that will be useful to
     // handle.
@@ -188,17 +173,17 @@ namespace ARM_AM {
     // 8-bit (or less) immediates are trivially shifter_operands with a rotate
     // of zero.
     if ((Arg & ~255U) == 0) return Arg;
-    
+
     unsigned RotAmt = getSOImmValRotate(Arg);
 
     // If this cannot be handled with a single shifter_op, bail out.
     if (rotr32(~255U, RotAmt) & Arg)
       return -1;
-      
+
     // Encode this correctly.
     return rotl32(Arg, RotAmt) | ((RotAmt>>1) << 8);
   }
-  
+
   /// isSOImmTwoPartVal - Return true if the specified value can be obtained by
   /// or'ing together two SOImmVal's.
   static inline bool isSOImmTwoPartVal(unsigned V) {
@@ -206,12 +191,12 @@ namespace ARM_AM {
     V = rotr32(~255U, getSOImmValRotate(V)) & V;
     if (V == 0)
       return false;
-    
+
     // If this can be handled with two shifter_op's, accept.
     V = rotr32(~255U, getSOImmValRotate(V)) & V;
     return V == 0;
   }
-  
+
   /// getSOImmTwoPartFirst - If V is a value that satisfies isSOImmTwoPartVal,
   /// return the first chunk of it.
   static inline unsigned getSOImmTwoPartFirst(unsigned V) {
@@ -221,14 +206,14 @@ namespace ARM_AM {
   /// getSOImmTwoPartSecond - If V is a value that satisfies isSOImmTwoPartVal,
   /// return the second chunk of it.
   static inline unsigned getSOImmTwoPartSecond(unsigned V) {
-    // Mask out the first hunk.  
+    // Mask out the first hunk.
     V = rotr32(~255U, getSOImmValRotate(V)) & V;
-    
+
     // Take what's left.
     assert(V == (rotr32(255U, getSOImmValRotate(V)) & V));
     return V;
   }
-  
+
   /// getThumbImmValShift - Try to handle Imm with a 8-bit immediate followed
   /// by a left shift. Returns the shift amount to use.
   static inline unsigned getThumbImmValShift(unsigned Imm) {
@@ -243,17 +228,165 @@ namespace ARM_AM {
   /// isThumbImmShiftedVal - Return true if the specified value can be obtained
   /// by left shifting a 8-bit immediate.
   static inline bool isThumbImmShiftedVal(unsigned V) {
-    // If this can be handled with 
+    // If this can be handled with
     V = (~255U << getThumbImmValShift(V)) & V;
     return V == 0;
   }
 
+  /// getThumbImm16ValShift - Try to handle Imm with a 16-bit immediate followed
+  /// by a left shift. Returns the shift amount to use.
+  static inline unsigned getThumbImm16ValShift(unsigned Imm) {
+    // 16-bit (or less) immediates are trivially immediate operand with a shift
+    // of zero.
+    if ((Imm & ~65535U) == 0) return 0;
+
+    // Use CTZ to compute the shift amount.
+    return CountTrailingZeros_32(Imm);
+  }
+
+  /// isThumbImm16ShiftedVal - Return true if the specified value can be
+  /// obtained by left shifting a 16-bit immediate.
+  static inline bool isThumbImm16ShiftedVal(unsigned V) {
+    // If this can be handled with
+    V = (~65535U << getThumbImm16ValShift(V)) & V;
+    return V == 0;
+  }
+
   /// getThumbImmNonShiftedVal - If V is a value that satisfies
   /// isThumbImmShiftedVal, return the non-shiftd value.
   static inline unsigned getThumbImmNonShiftedVal(unsigned V) {
     return V >> getThumbImmValShift(V);
   }
 
+
+  /// getT2SOImmValSplat - Return the 12-bit encoded representation
+  /// if the specified value can be obtained by splatting the low 8 bits
+  /// into every other byte or every byte of a 32-bit value. i.e.,
+  ///     00000000 00000000 00000000 abcdefgh    control = 0
+  ///     00000000 abcdefgh 00000000 abcdefgh    control = 1
+  ///     abcdefgh 00000000 abcdefgh 00000000    control = 2
+  ///     abcdefgh abcdefgh abcdefgh abcdefgh    control = 3
+  /// Return -1 if none of the above apply.
+  /// See ARM Reference Manual A6.3.2.
+  static inline int getT2SOImmValSplatVal(unsigned V) {
+    unsigned u, Vs, Imm;
+    // control = 0
+    if ((V & 0xffffff00) == 0)
+      return V;
+
+    // If the value is zeroes in the first byte, just shift those off
+    Vs = ((V & 0xff) == 0) ? V >> 8 : V;
+    // Any passing value only has 8 bits of payload, splatted across the word
+    Imm = Vs & 0xff;
+    // Likewise, any passing values have the payload splatted into the 3rd byte
+    u = Imm | (Imm << 16);
+
+    // control = 1 or 2
+    if (Vs == u)
+      return (((Vs == V) ? 1 : 2) << 8) | Imm;
+
+    // control = 3
+    if (Vs == (u | (u << 8)))
+      return (3 << 8) | Imm;
+
+    return -1;
+  }
+
+  /// getT2SOImmValRotateVal - Return the 12-bit encoded representation if the
+  /// specified value is a rotated 8-bit value. Return -1 if no rotation
+  /// encoding is possible.
+  /// See ARM Reference Manual A6.3.2.
+  static inline int getT2SOImmValRotateVal(unsigned V) {
+    unsigned RotAmt = CountLeadingZeros_32(V);
+    if (RotAmt >= 24)
+      return -1;
+
+    // If 'Arg' can be handled with a single shifter_op return the value.
+    if ((rotr32(0xff000000U, RotAmt) & V) == V)
+      return (rotr32(V, 24 - RotAmt) & 0x7f) | ((RotAmt + 8) << 7);
+
+    return -1;
+  }
+
+  /// getT2SOImmVal - Given a 32-bit immediate, if it is something that can fit
+  /// into a Thumb-2 shifter_operand immediate operand, return the 12-bit
+  /// encoding for it.  If not, return -1.
+  /// See ARM Reference Manual A6.3.2.
+  static inline int getT2SOImmVal(unsigned Arg) {
+    // If 'Arg' is an 8-bit splat, then get the encoded value.
+    int Splat = getT2SOImmValSplatVal(Arg);
+    if (Splat != -1)
+      return Splat;
+
+    // If 'Arg' can be handled with a single shifter_op return the value.
+    int Rot = getT2SOImmValRotateVal(Arg);
+    if (Rot != -1)
+      return Rot;
+
+    return -1;
+  }
+
+  static inline unsigned getT2SOImmValRotate(unsigned V) {
+    if ((V & ~255U) == 0) return 0;
+    // Use CTZ to compute the rotate amount.
+    unsigned RotAmt = CountTrailingZeros_32(V);
+    return (32 - RotAmt) & 31;
+  }
+
+  static inline bool isT2SOImmTwoPartVal (unsigned Imm) {
+    unsigned V = Imm;
+    // Passing values can be any combination of splat values and shifter
+    // values. If this can be handled with a single shifter or splat, bail
+    // out. Those should be handled directly, not with a two-part val.
+    if (getT2SOImmValSplatVal(V) != -1)
+      return false;
+    V = rotr32 (~255U, getT2SOImmValRotate(V)) & V;
+    if (V == 0)
+      return false;
+
+    // If this can be handled as an immediate, accept.
+    if (getT2SOImmVal(V) != -1) return true;
+
+    // Likewise, try masking out a splat value first.
+    V = Imm;
+    if (getT2SOImmValSplatVal(V & 0xff00ff00U) != -1)
+      V &= ~0xff00ff00U;
+    else if (getT2SOImmValSplatVal(V & 0x00ff00ffU) != -1)
+      V &= ~0x00ff00ffU;
+    // If what's left can be handled as an immediate, accept.
+    if (getT2SOImmVal(V) != -1) return true;
+
+    // Otherwise, do not accept.
+    return false;
+  }
+
+  static inline unsigned getT2SOImmTwoPartFirst(unsigned Imm) {
+    assert (isT2SOImmTwoPartVal(Imm) &&
+            "Immedate cannot be encoded as two part immediate!");
+    // Try a shifter operand as one part
+    unsigned V = rotr32 (~255, getT2SOImmValRotate(Imm)) & Imm;
+    // If the rest is encodable as an immediate, then return it.
+    if (getT2SOImmVal(V) != -1) return V;
+
+    // Try masking out a splat value first.
+    if (getT2SOImmValSplatVal(Imm & 0xff00ff00U) != -1)
+      return Imm & 0xff00ff00U;
+
+    // The other splat is all that's left as an option.
+    assert (getT2SOImmValSplatVal(Imm & 0x00ff00ffU) != -1);
+    return Imm & 0x00ff00ffU;
+  }
+
+  static inline unsigned getT2SOImmTwoPartSecond(unsigned Imm) {
+    // Mask out the first hunk
+    Imm ^= getT2SOImmTwoPartFirst(Imm);
+    // Return what's left
+    assert (getT2SOImmVal(Imm) != -1 &&
+            "Unable to encode second part of T2 two part SO immediate");
+    return Imm;
+  }
+
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Addressing Mode #2
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -270,7 +403,7 @@ namespace ARM_AM {
   // If this addressing mode is a frame index (before prolog/epilog insertion
   // and code rewriting), this operand will have the form:  FI#, reg0, <offs>
   // with no shift amount for the frame offset.
-  // 
+  //
   static inline unsigned getAM2Opc(AddrOpc Opc, unsigned Imm12, ShiftOpc SO) {
     assert(Imm12 < (1 << 12) && "Imm too large!");
     bool isSub = Opc == sub;
@@ -285,8 +418,8 @@ namespace ARM_AM {
   static inline ShiftOpc getAM2ShiftOpc(unsigned AM2Opc) {
     return (ShiftOpc)(AM2Opc >> 13);
   }
-  
-  
+
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Addressing Mode #3
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -299,7 +432,7 @@ namespace ARM_AM {
   // The first operand is always a Reg.  The second operand is a reg if in
   // reg/reg form, otherwise it's reg#0.  The third field encodes the operation
   // in bit 8, the immediate in bits 0-7.
-  
+
   /// getAM3Opc - This function encodes the addrmode3 opc field.
   static inline unsigned getAM3Opc(AddrOpc Opc, unsigned char Offset) {
     bool isSub = Opc == sub;
@@ -311,7 +444,7 @@ namespace ARM_AM {
   static inline AddrOpc getAM3Op(unsigned AM3Opc) {
     return ((AM3Opc >> 8) & 1) ? sub : add;
   }
-  
+
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   // Addressing Mode #4
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -325,20 +458,13 @@ namespace ARM_AM {
   //    IB - Increment before
   //    DA - Decrement after
   //    DB - Decrement before
-  //
-  // If the 4th bit (writeback)is set, then the base register is updated after
-  // the memory transfer.
 
   static inline AMSubMode getAM4SubMode(unsigned Mode) {
     return (AMSubMode)(Mode & 0x7);
   }
 
-  static inline unsigned getAM4ModeImm(AMSubMode SubMode, bool WB = false) {
-    return (int)SubMode | ((int)WB << 3);
-  }
-
-  static inline bool getAM4WBFlag(unsigned Mode) {
-    return (Mode >> 3) & 1;
+  static inline unsigned getAM4ModeImm(AMSubMode SubMode) {
+    return (int)SubMode;
   }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -349,17 +475,17 @@ namespace ARM_AM {
   //
   // addrmode5 := reg +/- imm8*4
   //
-  // The first operand is always a Reg.  The third field encodes the operation
-  // in bit 8, the immediate in bits 0-7.
+  // The first operand is always a Reg.  The second operand encodes the
+  // operation in bit 8 and the immediate in bits 0-7.
   //
-  // This can also be used for FP load/store multiple ops. The third field encodes
-  // writeback mode in bit 8, the number of registers (or 2 times the number of
-  // registers for DPR ops) in bits 0-7. In addition, bit 9-11 encodes one of the
+  // This is also used for FP load/store multiple ops. The second operand
+  // encodes the number of registers (or 2 times the number of registers
+  // for DPR ops) in bits 0-7. In addition, bits 8-10 encode one of the
   // following two sub-modes:
   //
   //    IA - Increment after
   //    DB - Decrement before
-  
+
   /// getAM5Opc - This function encodes the addrmode5 opc field.
   static inline unsigned getAM5Opc(AddrOpc Opc, unsigned char Offset) {
     bool isSub = Opc == sub;
@@ -372,21 +498,92 @@ namespace ARM_AM {
     return ((AM5Opc >> 8) & 1) ? sub : add;
   }
 
-  /// getAM5Opc - This function encodes the addrmode5 opc field for FLDM and
-  /// FSTM instructions.
-  static inline unsigned getAM5Opc(AMSubMode SubMode, bool WB,
-                                   unsigned char Offset) {
+  /// getAM5Opc - This function encodes the addrmode5 opc field for VLDM and
+  /// VSTM instructions.
+  static inline unsigned getAM5Opc(AMSubMode SubMode, unsigned char Offset) {
     assert((SubMode == ia || SubMode == db) &&
            "Illegal addressing mode 5 sub-mode!");
-    return ((int)SubMode << 9) | ((int)WB << 8) | Offset;
+    return ((int)SubMode << 8) | Offset;
   }
   static inline AMSubMode getAM5SubMode(unsigned AM5Opc) {
-    return (AMSubMode)((AM5Opc >> 9) & 0x7);
+    return (AMSubMode)((AM5Opc >> 8) & 0x7);
+  }
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // Addressing Mode #6
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  //
+  // This is used for NEON load / store instructions.
+  //
+  // addrmode6 := reg with optional alignment
+  //
+  // This is stored in two operands [regaddr, align].  The first is the
+  // address register.  The second operand is the value of the alignment
+  // specifier in bytes or zero if no explicit alignment.
+  // Valid alignments depend on the specific instruction.
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  // NEON Modified Immediates
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  //
+  // Several NEON instructions (e.g., VMOV) take a "modified immediate"
+  // vector operand, where a small immediate encoded in the instruction
+  // specifies a full NEON vector value.  These modified immediates are
+  // represented here as encoded integers.  The low 8 bits hold the immediate
+  // value; bit 12 holds the "Op" field of the instruction, and bits 11-8 hold
+  // the "Cmode" field of the instruction.  The interfaces below treat the
+  // Op and Cmode values as a single 5-bit value.
+
+  static inline unsigned createNEONModImm(unsigned OpCmode, unsigned Val) {
+    return (OpCmode << 8) | Val;
+  }
+  static inline unsigned getNEONModImmOpCmode(unsigned ModImm) {
+    return (ModImm >> 8) & 0x1f;
   }
-  static inline bool getAM5WBFlag(unsigned AM5Opc) {
-    return ((AM5Opc >> 8) & 1);
+  static inline unsigned getNEONModImmVal(unsigned ModImm) {
+    return ModImm & 0xff;
   }
-  
+
+  /// decodeNEONModImm - Decode a NEON modified immediate value into the
+  /// element value and the element size in bits.  (If the element size is
+  /// smaller than the vector, it is splatted into all the elements.)
+  static inline uint64_t decodeNEONModImm(unsigned ModImm, unsigned &EltBits) {
+    unsigned OpCmode = getNEONModImmOpCmode(ModImm);
+    unsigned Imm8 = getNEONModImmVal(ModImm);
+    uint64_t Val = 0;
+
+    if (OpCmode == 0xe) {
+      // 8-bit vector elements
+      Val = Imm8;
+      EltBits = 8;
+    } else if ((OpCmode & 0xc) == 0x8) {
+      // 16-bit vector elements
+      unsigned ByteNum = (OpCmode & 0x6) >> 1;
+      Val = Imm8 << (8 * ByteNum);
+      EltBits = 16;
+    } else if ((OpCmode & 0x8) == 0) {
+      // 32-bit vector elements, zero with one byte set
+      unsigned ByteNum = (OpCmode & 0x6) >> 1;
+      Val = Imm8 << (8 * ByteNum);
+      EltBits = 32;
+    } else if ((OpCmode & 0xe) == 0xc) {
+      // 32-bit vector elements, one byte with low bits set
+      unsigned ByteNum = 1 + (OpCmode & 0x1);
+      Val = (Imm8 << (8 * ByteNum)) | (0xffff >> (8 * (2 - ByteNum)));
+      EltBits = 32;
+    } else if (OpCmode == 0x1e) {
+      // 64-bit vector elements
+      for (unsigned ByteNum = 0; ByteNum < 8; ++ByteNum) {
+        if ((ModImm >> ByteNum) & 1)
+          Val |= (uint64_t)0xff << (8 * ByteNum);
+      }
+      EltBits = 64;
+    } else {
+      assert(false && "Unsupported NEON immediate");
+    }
+    return Val;
+  }
+
 } // end namespace ARM_AM
 } // end namespace llvm