Eliminate x86.sse2.punpckh.qdq and x86.sse2.punpckl.qdq.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86InstrInfo.h
index 557006235500b45d98f5d64dd07130d0aaffac7a..b49fb31c16a678faf835b9935654507ea11d9301 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- X86InstrInfo.h - X86 Instruction Information ------------*- C++ -*- ===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file contains the X86 implementation of the TargetInstrInfo class.
 #define X86INSTRUCTIONINFO_H
 
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "X86.h"
 #include "X86RegisterInfo.h"
+#include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 
 namespace llvm {
+  class X86RegisterInfo;
+  class X86TargetMachine;
+
+namespace X86 {
+  // X86 specific condition code. These correspond to X86_*_COND in
+  // X86InstrInfo.td. They must be kept in synch.
+  enum CondCode {
+    COND_A  = 0,
+    COND_AE = 1,
+    COND_B  = 2,
+    COND_BE = 3,
+    COND_E  = 4,
+    COND_G  = 5,
+    COND_GE = 6,
+    COND_L  = 7,
+    COND_LE = 8,
+    COND_NE = 9,
+    COND_NO = 10,
+    COND_NP = 11,
+    COND_NS = 12,
+    COND_O  = 13,
+    COND_P  = 14,
+    COND_S  = 15,
+    COND_INVALID
+  };
+    
+  // Turn condition code into conditional branch opcode.
+  unsigned GetCondBranchFromCond(CondCode CC);
+  
+  /// GetOppositeBranchCondition - Return the inverse of the specified cond,
+  /// e.g. turning COND_E to COND_NE.
+  CondCode GetOppositeBranchCondition(X86::CondCode CC);
 
+}
+  
 /// X86II - This namespace holds all of the target specific flags that
 /// instruction info tracks.
 ///
@@ -37,7 +74,7 @@ namespace X86II {
     /// Raw - This form is for instructions that don't have any operands, so
     /// they are just a fixed opcode value, like 'leave'.
     RawFrm         = 1,
-    
+
     /// AddRegFrm - This form is used for instructions like 'push r32' that have
     /// their one register operand added to their opcode.
     AddRegFrm      = 2,
@@ -61,7 +98,7 @@ namespace X86II {
     /// to specify a source, which in this case is memory.
     ///
     MRMSrcMem      = 6,
-  
+
     /// MRM[0-7][rm] - These forms are used to represent instructions that use
     /// a Mod/RM byte, and use the middle field to hold extended opcode
     /// information.  In the intel manual these are represented as /0, /1, ...
@@ -75,7 +112,11 @@ namespace X86II {
     MRM0m = 24,  MRM1m = 25,  MRM2m = 26,  MRM3m = 27, // Format /0 /1 /2 /3
     MRM4m = 28,  MRM5m = 29,  MRM6m = 30,  MRM7m = 31, // Format /4 /5 /6 /7
 
-    FormMask       = 31,
+    // MRMInitReg - This form is used for instructions whose source and
+    // destinations are the same register.
+    MRMInitReg = 32,
+
+    FormMask       = 63,
 
     //===------------------------------------------------------------------===//
     // Actual flags...
@@ -83,14 +124,20 @@ namespace X86II {
     // OpSize - Set if this instruction requires an operand size prefix (0x66),
     // which most often indicates that the instruction operates on 16 bit data
     // instead of 32 bit data.
-    OpSize      = 1 << 5,
+    OpSize      = 1 << 6,
+
+    // AsSize - Set if this instruction requires an operand size prefix (0x67),
+    // which most often indicates that the instruction address 16 bit address
+    // instead of 32 bit address (or 32 bit address in 64 bit mode).
+    AdSize      = 1 << 7,
 
+    //===------------------------------------------------------------------===//
     // Op0Mask - There are several prefix bytes that are used to form two byte
     // opcodes.  These are currently 0x0F, 0xF3, and 0xD8-0xDF.  This mask is
     // used to obtain the setting of this field.  If no bits in this field is
     // set, there is no prefix byte for obtaining a multibyte opcode.
     //
-    Op0Shift    = 6,
+    Op0Shift    = 8,
     Op0Mask     = 0xF << Op0Shift,
 
     // TB - TwoByte - Set if this instruction has a two byte opcode, which
@@ -108,32 +155,37 @@ namespace X86II {
     DC = 7 << Op0Shift,   DD = 8 << Op0Shift,
     DE = 9 << Op0Shift,   DF = 10 << Op0Shift,
 
+    // XS, XD - These prefix codes are for single and double precision scalar
+    // floating point operations performed in the SSE registers.
+    XD = 11 << Op0Shift,  XS = 12 << Op0Shift,
+
+    // T8, TA - Prefix after the 0x0F prefix.
+    T8 = 13 << Op0Shift,  TA = 14 << Op0Shift,
+
     //===------------------------------------------------------------------===//
-    // This three-bit field describes the size of a memory operand.  Zero is
-    // unused so that we can tell if we forgot to set a value.
-    MemShift = 10,
-    MemMask  = 7 << MemShift,
-    Mem8     = 1 << MemShift,
-    Mem16    = 2 << MemShift,
-    Mem32    = 3 << MemShift,
-    Mem64    = 4 << MemShift,
-    Mem80    = 5 << MemShift,
-    Mem128   = 6 << MemShift,
+    // REX_W - REX prefixes are instruction prefixes used in 64-bit mode.
+    // They are used to specify GPRs and SSE registers, 64-bit operand size,
+    // etc. We only cares about REX.W and REX.R bits and only the former is
+    // statically determined.
+    //
+    REXShift    = 12,
+    REX_W       = 1 << REXShift,
 
     //===------------------------------------------------------------------===//
-    // This tow-bit field describes the size of an immediate operand.  Zero is
+    // This three-bit field describes the size of an immediate operand.  Zero is
     // unused so that we can tell if we forgot to set a value.
     ImmShift = 13,
     ImmMask  = 7 << ImmShift,
     Imm8     = 1 << ImmShift,
     Imm16    = 2 << ImmShift,
     Imm32    = 3 << ImmShift,
+    Imm64    = 4 << ImmShift,
 
     //===------------------------------------------------------------------===//
     // FP Instruction Classification...  Zero is non-fp instruction.
 
     // FPTypeMask - Mask for all of the FP types...
-    FPTypeShift = 15,
+    FPTypeShift = 16,
     FPTypeMask  = 7 << FPTypeShift,
 
     // NotFP - The default, set for instructions that do not use FP registers.
@@ -155,51 +207,199 @@ namespace X86II {
     // argument.  For example: fadd, fsub, fmul, etc...
     TwoArgFP   = 4 << FPTypeShift,
 
+    // CompareFP - 2 arg FP instructions which implicitly read ST(0) and an
+    // explicit argument, but have no destination.  Example: fucom, fucomi, ...
+    CompareFP  = 5 << FPTypeShift,
+
     // CondMovFP - "2 operand" floating point conditional move instructions.
-    CondMovFP  = 5 << FPTypeShift,
+    CondMovFP  = 6 << FPTypeShift,
 
     // SpecialFP - Special instruction forms.  Dispatch by opcode explicitly.
-    SpecialFP  = 6 << FPTypeShift,
+    SpecialFP  = 7 << FPTypeShift,
 
-    // PrintImplUsesAfter - Print out implicit uses in the assembly output after
-    // the normal operands.
-    PrintImplUsesAfter = 1 << 18,
+    // Lock prefix
+    LOCKShift = 19,
+    LOCK = 1 << LOCKShift,
 
-    // PrintImplUsesBefore - Print out implicit uses in the assembly output
-    // before the normal operands.
-    PrintImplUsesBefore = 1 << 19,
-
-    OpcodeShift   = 20,
-    OpcodeMask    = 0xFF << OpcodeShift,
-    // Bits 25 -> 31 are unused
+    // Bits 20 -> 23 are unused
+    OpcodeShift   = 24,
+    OpcodeMask    = 0xFF << OpcodeShift
   };
 }
 
-class X86InstrInfo : public TargetInstrInfo {
+class X86InstrInfo : public TargetInstrInfoImpl {
+  X86TargetMachine &TM;
   const X86RegisterInfo RI;
+  
+  /// RegOp2MemOpTable2Addr, RegOp2MemOpTable0, RegOp2MemOpTable1,
+  /// RegOp2MemOpTable2 - Load / store folding opcode maps.
+  ///
+  DenseMap<unsigned*, unsigned> RegOp2MemOpTable2Addr;
+  DenseMap<unsigned*, unsigned> RegOp2MemOpTable0;
+  DenseMap<unsigned*, unsigned> RegOp2MemOpTable1;
+  DenseMap<unsigned*, unsigned> RegOp2MemOpTable2;
+  
+  /// MemOp2RegOpTable - Load / store unfolding opcode map.
+  ///
+  DenseMap<unsigned*, std::pair<unsigned, unsigned> > MemOp2RegOpTable;
+  
 public:
-  X86InstrInfo();
+  explicit X86InstrInfo(X86TargetMachine &tm);
 
   /// getRegisterInfo - TargetInstrInfo is a superset of MRegister info.  As
   /// such, whenever a client has an instance of instruction info, it should
   /// always be able to get register info as well (through this method).
   ///
-  virtual const MRegisterInfo &getRegisterInfo() const { return RI; }
+  virtual const X86RegisterInfo &getRegisterInfo() const { return RI; }
 
-  //
   // Return true if the instruction is a register to register move and
   // leave the source and dest operands in the passed parameters.
   //
-  virtual bool isMoveInstr(const MachineInstr& MI,
-                           unsigned& sourceReg,
-                           unsigned& destReg) const;
+  bool isMoveInstr(const MachineInstr& MI, unsigned& sourceReg,
+                   unsigned& destReg) const;
+  unsigned isLoadFromStackSlot(MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const;
+  unsigned isStoreToStackSlot(MachineInstr *MI, int &FrameIndex) const;
+
+  bool isReallyTriviallyReMaterializable(const MachineInstr *MI) const;
+  void reMaterialize(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
+                     unsigned DestReg, const MachineInstr *Orig) const;
+
+  bool isInvariantLoad(MachineInstr *MI) const;
+
+  /// convertToThreeAddress - This method must be implemented by targets that
+  /// set the M_CONVERTIBLE_TO_3_ADDR flag.  When this flag is set, the target
+  /// may be able to convert a two-address instruction into a true
+  /// three-address instruction on demand.  This allows the X86 target (for
+  /// example) to convert ADD and SHL instructions into LEA instructions if they
+  /// would require register copies due to two-addressness.
+  ///
+  /// This method returns a null pointer if the transformation cannot be
+  /// performed, otherwise it returns the new instruction.
+  ///
+  virtual MachineInstr *convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
+                                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
+                                              LiveVariables &LV) const;
+
+  /// commuteInstruction - We have a few instructions that must be hacked on to
+  /// commute them.
+  ///
+  virtual MachineInstr *commuteInstruction(MachineInstr *MI) const;
+
+  // Branch analysis.
+  virtual bool isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr* MI) const;
+  virtual bool AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *&TBB,
+                             MachineBasicBlock *&FBB,
+                             std::vector<MachineOperand> &Cond) const;
+  virtual unsigned RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const;
+  virtual unsigned InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
+                                MachineBasicBlock *FBB,
+                                const std::vector<MachineOperand> &Cond) const;
+  virtual void copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
+                            MachineBasicBlock::iterator MI,
+                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
+                            const TargetRegisterClass *DestRC,
+                            const TargetRegisterClass *SrcRC) const;
+  virtual void storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                   MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                   unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIndex,
+                                   const TargetRegisterClass *RC) const;
+
+  virtual void storeRegToAddr(MachineFunction &MF, unsigned SrcReg, bool isKill,
+                              SmallVectorImpl<MachineOperand> &Addr,
+                              const TargetRegisterClass *RC,
+                              SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const;
+
+  virtual void loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
+                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                    unsigned DestReg, int FrameIndex,
+                                    const TargetRegisterClass *RC) const;
+
+  virtual void loadRegFromAddr(MachineFunction &MF, unsigned DestReg,
+                               SmallVectorImpl<MachineOperand> &Addr,
+                               const TargetRegisterClass *RC,
+                               SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const;
+  
+  virtual bool spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
+                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const;
+
+  virtual bool restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
+                                           MachineBasicBlock::iterator MI,
+                                 const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const;
+  
+  /// foldMemoryOperand - If this target supports it, fold a load or store of
+  /// the specified stack slot into the specified machine instruction for the
+  /// specified operand(s).  If this is possible, the target should perform the
+  /// folding and return true, otherwise it should return false.  If it folds
+  /// the instruction, it is likely that the MachineInstruction the iterator
+  /// references has been changed.
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineFunction &MF,
+                                          MachineInstr* MI,
+                                          SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
+                                          int FrameIndex) const;
+
+  /// foldMemoryOperand - Same as the previous version except it allows folding
+  /// of any load and store from / to any address, not just from a specific
+  /// stack slot.
+  virtual MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineFunction &MF,
+                                          MachineInstr* MI,
+                                  SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
+                                  MachineInstr* LoadMI) const;
+
+  /// canFoldMemoryOperand - Returns true if the specified load / store is
+  /// folding is possible.
+  virtual bool canFoldMemoryOperand(MachineInstr*, SmallVectorImpl<unsigned> &) const;
+
+  /// unfoldMemoryOperand - Separate a single instruction which folded a load or
+  /// a store or a load and a store into two or more instruction. If this is
+  /// possible, returns true as well as the new instructions by reference.
+  virtual bool unfoldMemoryOperand(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
+                           unsigned Reg, bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore,
+                           SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs) const;
+
+  virtual bool unfoldMemoryOperand(SelectionDAG &DAG, SDNode *N,
+                           SmallVectorImpl<SDNode*> &NewNodes) const;
+
+  /// getOpcodeAfterMemoryUnfold - Returns the opcode of the would be new
+  /// instruction after load / store are unfolded from an instruction of the
+  /// specified opcode. It returns zero if the specified unfolding is not
+  /// possible.
+  virtual unsigned getOpcodeAfterMemoryUnfold(unsigned Opc,
+                                      bool UnfoldLoad, bool UnfoldStore) const;
+  
+  virtual bool BlockHasNoFallThrough(MachineBasicBlock &MBB) const;
+  virtual bool ReverseBranchCondition(std::vector<MachineOperand> &Cond) const;
+
+  const TargetRegisterClass *getPointerRegClass() const;
 
   // getBaseOpcodeFor - This function returns the "base" X86 opcode for the
-  // specified opcode number.
+  // specified machine instruction.
   //
+  unsigned char getBaseOpcodeFor(const TargetInstrDesc *TID) const {
+    return TID->TSFlags >> X86II::OpcodeShift;
+  }
   unsigned char getBaseOpcodeFor(unsigned Opcode) const {
-    return get(Opcode).TSFlags >> X86II::OpcodeShift;
+    return getBaseOpcodeFor(&get(Opcode));
+  }
+  
+  static bool isX86_64NonExtLowByteReg(unsigned reg) {
+    return (reg == X86::SPL || reg == X86::BPL ||
+          reg == X86::SIL || reg == X86::DIL);
   }
+  
+  static unsigned sizeOfImm(const TargetInstrDesc *Desc);
+  static unsigned getX86RegNum(unsigned RegNo);
+  static bool isX86_64ExtendedReg(const MachineOperand &MO);
+  static unsigned determineREX(const MachineInstr &MI);
+
+  /// GetInstSize - Returns the size of the specified MachineInstr.
+  ///
+  virtual unsigned GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const;
+
+private:
+  MachineInstr* foldMemoryOperand(MachineInstr* MI,
+                                    unsigned OpNum,
+                                    SmallVector<MachineOperand,4> &MOs) const;
 };
 
 } // End llvm namespace