trailing whitespace
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / Thumb2SizeReduction.cpp
index 0784fbed88008d7ec1398688cc8749c11deabb44..67768e5068e4e2e534d1de9888e69387f62099d1 100644 (file)
@@ -17,7 +17,6 @@
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
@@ -66,7 +65,8 @@ namespace {
     { ARM::t2ASRri, ARM::tASRri,  0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 0 },
     { ARM::t2ASRrr, 0,            ARM::tASRrr,   0,   0,    0,   1,  0,0, 0 },
     { ARM::t2BICrr, 0,            ARM::tBIC,     0,   0,    0,   1,  0,0, 0 },
-    { ARM::t2CMNrr, ARM::tCMN,    0,             0,   0,    1,   0,  2,0, 0 },
+    //FIXME: Disable CMN, as CCodes are backwards from compare expectations
+    //{ ARM::t2CMNrr, ARM::tCMN,    0,             0,   0,    1,   0,  2,0, 0 },
     { ARM::t2CMPri, ARM::tCMPi8,  0,             8,   0,    1,   0,  2,0, 0 },
     { ARM::t2CMPrr, ARM::tCMPhir, 0,             0,   0,    0,   0,  2,0, 0 },
     { ARM::t2CMPzri,ARM::tCMPzi8, 0,             8,   0,    1,   0,  2,0, 0 },
@@ -79,10 +79,11 @@ namespace {
     { ARM::t2LSRri, ARM::tLSRri,  0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 0 },
     { ARM::t2LSRrr, 0,            ARM::tLSRrr,   0,   0,    0,   1,  0,0, 0 },
     { ARM::t2MOVi,  ARM::tMOVi8,  0,             8,   0,    1,   0,  0,0, 0 },
+    { ARM::t2MOVi16,ARM::tMOVi8,  0,             8,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     // FIXME: Do we need the 16-bit 'S' variant?
     { ARM::t2MOVr,ARM::tMOVgpr2gpr,0,            0,   0,    0,   0,  1,0, 0 },
     { ARM::t2MOVCCr,0,            ARM::tMOVCCr,  0,   0,    0,   0,  0,1, 0 },
-    { ARM::t2MOVCCi,0,            ARM::tMOVCCi,  0,   8,    0,   0,  0,1, 0 },
+    { ARM::t2MOVCCi,0,            ARM::tMOVCCi,  0,   8,    0,   1,  0,1, 0 },
     { ARM::t2MUL,   0,            ARM::tMUL,     0,   0,    0,   1,  0,0, 0 },
     { ARM::t2MVNr,  ARM::tMVN,    0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 0 },
     { ARM::t2ORRrr, 0,            ARM::tORR,     0,   0,    0,   1,  0,0, 0 },
@@ -105,7 +106,7 @@ namespace {
 
     // FIXME: Clean this up after splitting each Thumb load / store opcode
     // into multiple ones.
-    { ARM::t2LDRi12,ARM::tLDR,    0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
+    { ARM::t2LDRi12,ARM::tLDR,    ARM::tLDRspi,  5,   8,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2LDRs,  ARM::tLDR,    0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2LDRBi12,ARM::tLDRB,  0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2LDRBs, ARM::tLDRB,   0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
@@ -113,19 +114,21 @@ namespace {
     { ARM::t2LDRHs, ARM::tLDRH,   0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2LDRSBs,ARM::tLDRSB,  0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2LDRSHs,ARM::tLDRSH,  0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
-    { ARM::t2STRi12,ARM::tSTR,    0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
+    { ARM::t2STRi12,ARM::tSTR,    ARM::tSTRspi,  5,   8,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2STRs,  ARM::tSTR,    0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2STRBi12,ARM::tSTRB,  0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2STRBs, ARM::tSTRB,   0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2STRHi12,ARM::tSTRH,  0,             5,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
     { ARM::t2STRHs, ARM::tSTRH,   0,             0,   0,    1,   0,  0,0, 1 },
 
+    { ARM::t2LDM,   ARM::tLDM,    0,             0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
     { ARM::t2LDM_RET,0,           ARM::tPOP_RET, 0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
-    { ARM::t2LDM,   ARM::tLDM,    ARM::tPOP,     0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
-    { ARM::t2STM,   ARM::tSTM,    ARM::tPUSH,    0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
+    { ARM::t2LDM_UPD,ARM::tLDM_UPD,ARM::tPOP,    0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
+    // ARM::t2STM (with no basereg writeback) has no Thumb1 equivalent
+    { ARM::t2STM_UPD,ARM::tSTM_UPD,ARM::tPUSH,   0,   0,    1,   1,  1,1, 1 },
   };
 
-  class VISIBILITY_HIDDEN Thumb2SizeReduce : public MachineFunctionPass {
+  class Thumb2SizeReduce : public MachineFunctionPass {
   public:
     static char ID;
     Thumb2SizeReduce();
@@ -170,7 +173,7 @@ namespace {
   char Thumb2SizeReduce::ID = 0;
 }
 
-Thumb2SizeReduce::Thumb2SizeReduce() : MachineFunctionPass(&ID) {
+Thumb2SizeReduce::Thumb2SizeReduce() : MachineFunctionPass(ID) {
   for (unsigned i = 0, e = array_lengthof(ReduceTable); i != e; ++i) {
     unsigned FromOpc = ReduceTable[i].WideOpc;
     if (!ReduceOpcodeMap.insert(std::make_pair(FromOpc, i)).second)
@@ -214,8 +217,8 @@ Thumb2SizeReduce::VerifyPredAndCC(MachineInstr *MI, const ReduceEntry &Entry,
     /// Old opcode has an optional def of CPSR.
     if (HasCC)
       return true;
-    // If both old opcode does not implicit CPSR def, then it's not ok since
-    // these new opcodes CPSR def is not meant to be thrown away. e.g. CMP.
+    // If old opcode does not implicitly define CPSR, then it's not ok since
+    // these new opcodes' CPSR def is not meant to be thrown away. e.g. CMP.
     if (!HasImplicitCPSRDef(MI->getDesc()))
       return false;
     HasCC = true;
@@ -230,8 +233,9 @@ Thumb2SizeReduce::VerifyPredAndCC(MachineInstr *MI, const ReduceEntry &Entry,
 
 static bool VerifyLowRegs(MachineInstr *MI) {
   unsigned Opc = MI->getOpcode();
-  bool isPCOk = (Opc == ARM::t2LDM_RET) || (Opc == ARM::t2LDM);
-  bool isLROk = (Opc == ARM::t2STM);
+  bool isPCOk = (Opc == ARM::t2LDM_RET || Opc == ARM::t2LDM ||
+                 Opc == ARM::t2LDM_UPD);
+  bool isLROk = (Opc == ARM::t2STM_UPD);
   bool isSPOk = isPCOk || isLROk || (Opc == ARM::t2ADDrSPi);
   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
@@ -244,8 +248,13 @@ static bool VerifyLowRegs(MachineInstr *MI) {
       continue;
     if (isLROk && Reg == ARM::LR)
       continue;
-    if (isSPOk && Reg == ARM::SP)
-      continue;
+    if (Reg == ARM::SP) {
+      if (isSPOk)
+        continue;
+      if (i == 1 && (Opc == ARM::t2LDRi12 || Opc == ARM::t2STRi12))
+        // Special case for these ldr / str with sp as base register.
+        continue;
+    }
     if (!isARMLowRegister(Reg))
       return false;
   }
@@ -261,17 +270,26 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceLoadStore(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
   unsigned Scale = 1;
   bool HasImmOffset = false;
   bool HasShift = false;
+  bool HasOffReg = true;
   bool isLdStMul = false;
   unsigned Opc = Entry.NarrowOpc1;
   unsigned OpNum = 3; // First 'rest' of operands.
+  uint8_t  ImmLimit = Entry.Imm1Limit;
   switch (Entry.WideOpc) {
   default:
     llvm_unreachable("Unexpected Thumb2 load / store opcode!");
   case ARM::t2LDRi12:
-  case ARM::t2STRi12:
+  case ARM::t2STRi12: {
+    unsigned BaseReg = MI->getOperand(1).getReg();
+    if (BaseReg == ARM::SP) {
+      Opc = Entry.NarrowOpc2;
+      ImmLimit = Entry.Imm2Limit;
+      HasOffReg = false;
+    }
     Scale = 4;
     HasImmOffset = true;
     break;
+  }
   case ARM::t2LDRBi12:
   case ARM::t2STRBi12:
     HasImmOffset = true;
@@ -292,19 +310,47 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceLoadStore(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
     HasShift = true;
     OpNum = 4;
     break;
-  case ARM::t2LDM_RET:
-  case ARM::t2LDM:
-  case ARM::t2STM: {
-    OpNum = 0;
+  case ARM::t2LDM: {
     unsigned BaseReg = MI->getOperand(0).getReg();
-    unsigned Mode = MI->getOperand(1).getImm();
-    if (BaseReg == ARM::SP && ARM_AM::getAM4WBFlag(Mode)) {
-      Opc = Entry.NarrowOpc2;
-      OpNum = 2;
-    } else if (Entry.WideOpc == ARM::t2LDM_RET ||
-               !isARMLowRegister(BaseReg) ||
-               !ARM_AM::getAM4WBFlag(Mode) ||
-               ARM_AM::getAM4SubMode(Mode) != ARM_AM::ia) {
+    ARM_AM::AMSubMode Mode = ARM_AM::getAM4SubMode(MI->getOperand(1).getImm());
+    if (!isARMLowRegister(BaseReg) || Mode != ARM_AM::ia)
+      return false;
+    // For the non-writeback version (this one), the base register must be
+    // one of the registers being loaded.
+    bool isOK = false;
+    for (unsigned i = 4; i < MI->getNumOperands(); ++i) {
+      if (MI->getOperand(i).getReg() == BaseReg) {
+        isOK = true;
+        break;
+      }
+    }
+    if (!isOK)
+      return false;
+
+    OpNum = 0;
+    isLdStMul = true;
+    break;
+  }
+  case ARM::t2LDM_RET: {
+    unsigned BaseReg = MI->getOperand(1).getReg();
+    if (BaseReg != ARM::SP)
+      return false;
+    Opc = Entry.NarrowOpc2; // tPOP_RET
+    OpNum = 3;
+    isLdStMul = true;
+    break;
+  }
+  case ARM::t2LDM_UPD:
+  case ARM::t2STM_UPD: {
+    OpNum = 0;
+    unsigned BaseReg = MI->getOperand(1).getReg();
+    ARM_AM::AMSubMode Mode = ARM_AM::getAM4SubMode(MI->getOperand(2).getImm());
+    if (BaseReg == ARM::SP &&
+        ((Entry.WideOpc == ARM::t2LDM_UPD && Mode == ARM_AM::ia) ||
+         (Entry.WideOpc == ARM::t2STM_UPD && Mode == ARM_AM::db))) {
+      Opc = Entry.NarrowOpc2; // tPOP or tPUSH
+      OpNum = 3;
+    } else if (!isARMLowRegister(BaseReg) || Mode != ARM_AM::ia) {
       return false;
     }
     isLdStMul = true;
@@ -325,7 +371,7 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceLoadStore(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
   unsigned OffsetImm = 0;
   if (HasImmOffset) {
     OffsetImm = MI->getOperand(2).getImm();
-    unsigned MaxOffset = ((1 << Entry.Imm1Limit) - 1) * Scale;
+    unsigned MaxOffset = ((1 << ImmLimit) - 1) * Scale;
     if ((OffsetImm & (Scale-1)) || OffsetImm > MaxOffset)
       // Make sure the immediate field fits.
       return false;
@@ -337,7 +383,7 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceLoadStore(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, *MI, dl, TII->get(Opc));
   if (!isLdStMul) {
     MIB.addOperand(MI->getOperand(0)).addOperand(MI->getOperand(1));
-    if (Entry.NarrowOpc1 != ARM::tLDRSB && Entry.NarrowOpc1 != ARM::tLDRSH) {
+    if (Opc != ARM::tLDRSB && Opc != ARM::tLDRSH) {
       // tLDRSB and tLDRSH do not have an immediate offset field. On the other
       // hand, it must have an offset register.
       // FIXME: Remove this special case.
@@ -345,13 +391,17 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceLoadStore(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
     }
     assert((!HasShift || OffsetReg) && "Invalid so_reg load / store address!");
 
-    MIB.addReg(OffsetReg, getKillRegState(OffsetKill));
+    if (HasOffReg)
+      MIB.addReg(OffsetReg, getKillRegState(OffsetKill));
   }
 
   // Transfer the rest of operands.
   for (unsigned e = MI->getNumOperands(); OpNum != e; ++OpNum)
     MIB.addOperand(MI->getOperand(OpNum));
 
+  // Transfer memoperands.
+  (*MIB).setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
+
   DEBUG(errs() << "Converted 32-bit: " << *MI << "       to 16-bit: " << *MIB);
 
   MBB.erase(MI);
@@ -395,6 +445,12 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceSpecial(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
     if (MI->getOperand(2).getImm() == 0)
       return ReduceToNarrow(MBB, MI, Entry, LiveCPSR);
     break;
+  case ARM::t2MOVi16:
+    // Can convert only 'pure' immediate operands, not immediates obtained as
+    // globals' addresses.
+    if (MI->getOperand(1).isImm())
+      return ReduceToNarrow(MBB, MI, Entry, LiveCPSR);
+    break;
   }
   return false;
 }
@@ -407,11 +463,18 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceTo2Addr(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
   if (ReduceLimit2Addr != -1 && ((int)Num2Addrs >= ReduceLimit2Addr))
     return false;
 
-  const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
   unsigned Reg0 = MI->getOperand(0).getReg();
   unsigned Reg1 = MI->getOperand(1).getReg();
-  if (Reg0 != Reg1)
-    return false;
+  if (Reg0 != Reg1) {
+    // Try to commute the operands to make it a 2-address instruction.
+    unsigned CommOpIdx1, CommOpIdx2;
+    if (!TII->findCommutedOpIndices(MI, CommOpIdx1, CommOpIdx2) ||
+        CommOpIdx1 != 1 || MI->getOperand(CommOpIdx2).getReg() != Reg0)
+      return false;
+    MachineInstr *CommutedMI = TII->commuteInstruction(MI);
+    if (!CommutedMI)
+      return false;
+  }
   if (Entry.LowRegs2 && !isARMLowRegister(Reg0))
     return false;
   if (Entry.Imm2Limit) {
@@ -440,6 +503,7 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceTo2Addr(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
 
   bool HasCC = false;
   bool CCDead = false;
+  const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
   if (TID.hasOptionalDef()) {
     unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
     HasCC = (MI->getOperand(NumOps-1).getReg() == ARM::CPSR);
@@ -504,7 +568,7 @@ Thumb2SizeReduce::ReduceToNarrow(MachineBasicBlock &MBB, MachineInstr *MI,
         return false;
     } else if (MO.isImm() &&
                !TID.OpInfo[i].isPredicate()) {
-      if (MO.getImm() > Limit || (MO.getImm() & (Scale-1)) != 0)
+      if (((unsigned)MO.getImm()) > Limit || (MO.getImm() & (Scale-1)) != 0)
         return false;
     }
   }
@@ -612,20 +676,13 @@ static bool UpdateCPSRUse(MachineInstr &MI, bool LiveCPSR) {
 bool Thumb2SizeReduce::ReduceMBB(MachineBasicBlock &MBB) {
   bool Modified = false;
 
-  bool LiveCPSR = false;
   // Yes, CPSR could be livein.
-  for (MachineBasicBlock::const_livein_iterator I = MBB.livein_begin(),
-         E = MBB.livein_end(); I != E; ++I) {
-    if (*I == ARM::CPSR) {
-      LiveCPSR = true;
-      break;
-    }
-  }
+  bool LiveCPSR = MBB.isLiveIn(ARM::CPSR);
 
   MachineBasicBlock::iterator MII = MBB.begin(), E = MBB.end();
   MachineBasicBlock::iterator NextMII;
   for (; MII != E; MII = NextMII) {
-    NextMII = next(MII);
+    NextMII = llvm::next(MII);
 
     MachineInstr *MI = &*MII;
     LiveCPSR = UpdateCPSRUse(*MI, LiveCPSR);
@@ -652,7 +709,7 @@ bool Thumb2SizeReduce::ReduceMBB(MachineBasicBlock &MBB) {
         goto ProcessNext;
       }
 
-      // Try to transform ro a 16-bit non-two-address instruction.
+      // Try to transform to a 16-bit non-two-address instruction.
       if (Entry.NarrowOpc1 && ReduceToNarrow(MBB, MI, Entry, LiveCPSR)) {
         Modified = true;
         MachineBasicBlock::iterator I = prior(NextMII);