lib/Target/AArch64/AArch64FastISel.cpp

   1 //===-- AArch6464FastISel.cpp - AArch64 FastISel implementation -----------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the AArch64-specific support for the FastISel class. Some
  11 // of the target-specific code is generated by tablegen in the file
  12 // AArch64GenFastISel.inc, which is #included here.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "AArch64.h"
  17 #include "AArch64Subtarget.h"
  18 #include "AArch64TargetMachine.h"
  19 #include "MCTargetDesc/AArch64AddressingModes.h"
  20 #include "llvm/Analysis/BranchProbabilityInfo.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/FastISel.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  28 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  29 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  30 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
  31 #include "llvm/IR/Function.h"
  32 #include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
  33 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
  34 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
  35 #include "llvm/IR/Instructions.h"
  36 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
  37 #include "llvm/IR/Operator.h"
  38 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  39 using namespace llvm;
  40
  41 namespace {
  42
  43 class AArch64FastISel final : public FastISel {
  44   class Address {
  45   public:
  46     typedef enum {
  47       RegBase,
  48       FrameIndexBase
  49     } BaseKind;
  50
  51   private:
  52     BaseKind Kind;
  53     AArch64_AM::ShiftExtendType ExtType;
  54     union {
  55       unsigned Reg;
  56       int FI;
  57     } Base;
  58     unsigned OffsetReg;
  59     unsigned Shift;
  60     int64_t Offset;
  61     const GlobalValue *GV;
  62
  63   public:
  64     Address() : Kind(RegBase), ExtType(AArch64_AM::InvalidShiftExtend),
  65       OffsetReg(0), Shift(0), Offset(0), GV(nullptr) { Base.Reg = 0; }
  66     void setKind(BaseKind K) { Kind = K; }
  67     BaseKind getKind() const { return Kind; }
  68     void setExtendType(AArch64_AM::ShiftExtendType E) { ExtType = E; }
  69     AArch64_AM::ShiftExtendType getExtendType() const { return ExtType; }
  70     bool isRegBase() const { return Kind == RegBase; }
  71     bool isFIBase() const { return Kind == FrameIndexBase; }
  72     void setReg(unsigned Reg) {
  73       assert(isRegBase() && "Invalid base register access!");
  74       Base.Reg = Reg;
  75     }
  76     unsigned getReg() const {
  77       assert(isRegBase() && "Invalid base register access!");
  78       return Base.Reg;
  79     }
  80     void setOffsetReg(unsigned Reg) {
  81       OffsetReg = Reg;
  82     }
  83     unsigned getOffsetReg() const {
  84       return OffsetReg;
  85     }
  86     void setFI(unsigned FI) {
  87       assert(isFIBase() && "Invalid base frame index  access!");
  88       Base.FI = FI;
  89     }
  90     unsigned getFI() const {
  91       assert(isFIBase() && "Invalid base frame index access!");
  92       return Base.FI;
  93     }
  94     void setOffset(int64_t O) { Offset = O; }
  95     int64_t getOffset() { return Offset; }
  96     void setShift(unsigned S) { Shift = S; }
  97     unsigned getShift() { return Shift; }
  98
  99     void setGlobalValue(const GlobalValue *G) { GV = G; }
 100     const GlobalValue *getGlobalValue() { return GV; }
 101   };
 102
 103   /// Subtarget - Keep a pointer to the AArch64Subtarget around so that we can
 104   /// make the right decision when generating code for different targets.
 105   const AArch64Subtarget *Subtarget;
 106   LLVMContext *Context;
 107
 108   bool fastLowerArguments() override;
 109   bool fastLowerCall(CallLoweringInfo &CLI) override;
 110   bool fastLowerIntrinsicCall(const IntrinsicInst *II) override;
 111
 112 private:
 113   // Selection routines.
 114   bool selectAddSub(const Instruction *I);
 115   bool selectLogicalOp(const Instruction *I);
 116   bool selectLoad(const Instruction *I);
 117   bool selectStore(const Instruction *I);
 118   bool selectBranch(const Instruction *I);
 119   bool selectIndirectBr(const Instruction *I);
 120   bool selectCmp(const Instruction *I);
 121   bool selectSelect(const Instruction *I);
 122   bool selectFPExt(const Instruction *I);
 123   bool selectFPTrunc(const Instruction *I);
 124   bool selectFPToInt(const Instruction *I, bool Signed);
 125   bool selectIntToFP(const Instruction *I, bool Signed);
 126   bool selectRem(const Instruction *I, unsigned ISDOpcode);
 127   bool selectRet(const Instruction *I);
 128   bool selectTrunc(const Instruction *I);
 129   bool selectIntExt(const Instruction *I);
 130   bool selectMul(const Instruction *I);
 131   bool selectShift(const Instruction *I);
 132   bool selectBitCast(const Instruction *I);
 133   bool selectFRem(const Instruction *I);
 134   bool selectSDiv(const Instruction *I);
 135   bool selectGetElementPtr(const Instruction *I);
 136
 137   // Utility helper routines.
 138   bool isTypeLegal(Type *Ty, MVT &VT);
 139   bool isTypeSupported(Type *Ty, MVT &VT, bool IsVectorAllowed = false);
 140   bool isValueAvailable(const Value *V) const;
 141   bool computeAddress(const Value *Obj, Address &Addr, Type *Ty = nullptr);
 142   bool computeCallAddress(const Value *V, Address &Addr);
 143   bool simplifyAddress(Address &Addr, MVT VT);
 144   void addLoadStoreOperands(Address &Addr, const MachineInstrBuilder &MIB,
 145                             unsigned Flags, unsigned ScaleFactor,
 146                             MachineMemOperand *MMO);
 147   bool isMemCpySmall(uint64_t Len, unsigned Alignment);
 148   bool tryEmitSmallMemCpy(Address Dest, Address Src, uint64_t Len,
 149                           unsigned Alignment);
 150   bool foldXALUIntrinsic(AArch64CC::CondCode &CC, const Instruction *I,
 151                          const Value *Cond);
 152   bool optimizeIntExtLoad(const Instruction *I, MVT RetVT, MVT SrcVT);
 153
 154   // Emit helper routines.
 155   unsigned emitAddSub(bool UseAdd, MVT RetVT, const Value *LHS,
 156                       const Value *RHS, bool SetFlags = false,
 157                       bool WantResult = true,  bool IsZExt = false);
 158   unsigned emitAddSub_rr(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 159                          bool LHSIsKill, unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
 160                          bool SetFlags = false, bool WantResult = true);
 161   unsigned emitAddSub_ri(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 162                          bool LHSIsKill, uint64_t Imm, bool SetFlags = false,
 163                          bool WantResult = true);
 164   unsigned emitAddSub_rs(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 165                          bool LHSIsKill, unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
 166                          AArch64_AM::ShiftExtendType ShiftType,
 167                          uint64_t ShiftImm, bool SetFlags = false,
 168                          bool WantResult = true);
 169   unsigned emitAddSub_rx(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 170                          bool LHSIsKill, unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
 171                           AArch64_AM::ShiftExtendType ExtType,
 172                           uint64_t ShiftImm, bool SetFlags = false,
 173                          bool WantResult = true);
 174
 175   // Emit functions.
 176   bool emitCompareAndBranch(const BranchInst *BI);
 177   bool emitCmp(const Value *LHS, const Value *RHS, bool IsZExt);
 178   bool emitICmp(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS, bool IsZExt);
 179   bool emitICmp_ri(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill, uint64_t Imm);
 180   bool emitFCmp(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS);
 181   unsigned emitLoad(MVT VT, MVT ResultVT, Address Addr, bool WantZExt = true,
 182                     MachineMemOperand *MMO = nullptr);
 183   bool emitStore(MVT VT, unsigned SrcReg, Address Addr,
 184                  MachineMemOperand *MMO = nullptr);
 185   unsigned emitIntExt(MVT SrcVT, unsigned SrcReg, MVT DestVT, bool isZExt);
 186   unsigned emiti1Ext(unsigned SrcReg, MVT DestVT, bool isZExt);
 187   unsigned emitAdd(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS,
 188                    bool SetFlags = false, bool WantResult = true,
 189                    bool IsZExt = false);
 190   unsigned emitAdd_ri_(MVT VT, unsigned Op0, bool Op0IsKill, int64_t Imm);
 191   unsigned emitSub(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS,
 192                    bool SetFlags = false, bool WantResult = true,
 193                    bool IsZExt = false);
 194   unsigned emitSubs_rr(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
 195                        unsigned RHSReg, bool RHSIsKill, bool WantResult = true);
 196   unsigned emitSubs_rs(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
 197                        unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
 198                        AArch64_AM::ShiftExtendType ShiftType, uint64_t ShiftImm,
 199                        bool WantResult = true);
 200   unsigned emitLogicalOp(unsigned ISDOpc, MVT RetVT, const Value *LHS,
 201                          const Value *RHS);
 202   unsigned emitLogicalOp_ri(unsigned ISDOpc, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 203                             bool LHSIsKill, uint64_t Imm);
 204   unsigned emitLogicalOp_rs(unsigned ISDOpc, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
 205                             bool LHSIsKill, unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
 206                             uint64_t ShiftImm);
 207   unsigned emitAnd_ri(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill, uint64_t Imm);
 208   unsigned emitMul_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 209                       unsigned Op1, bool Op1IsKill);
 210   unsigned emitSMULL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 211                         unsigned Op1, bool Op1IsKill);
 212   unsigned emitUMULL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
 213                         unsigned Op1, bool Op1IsKill);
 214   unsigned emitLSL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 215                       unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill);
 216   unsigned emitLSL_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 217                       uint64_t Imm, bool IsZExt = true);
 218   unsigned emitLSR_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 219                       unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill);
 220   unsigned emitLSR_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 221                       uint64_t Imm, bool IsZExt = true);
 222   unsigned emitASR_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 223                       unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill);
 224   unsigned emitASR_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
 225                       uint64_t Imm, bool IsZExt = false);
 226
 227   unsigned materializeInt(const ConstantInt *CI, MVT VT);
 228   unsigned materializeFP(const ConstantFP *CFP, MVT VT);
 229   unsigned materializeGV(const GlobalValue *GV);
 230
 231   // Call handling routines.
 232 private:
 233   CCAssignFn *CCAssignFnForCall(CallingConv::ID CC) const;
 234   bool processCallArgs(CallLoweringInfo &CLI, SmallVectorImpl<MVT> &ArgVTs,
 235                        unsigned &NumBytes);
 236   bool finishCall(CallLoweringInfo &CLI, MVT RetVT, unsigned NumBytes);
 237
 238 public:
 239   // Backend specific FastISel code.
 240   unsigned fastMaterializeAlloca(const AllocaInst *AI) override;
 241   unsigned fastMaterializeConstant(const Constant *C) override;
 242   unsigned fastMaterializeFloatZero(const ConstantFP* CF) override;
 243
 244   explicit AArch64FastISel(FunctionLoweringInfo &FuncInfo,
 245                          const TargetLibraryInfo *LibInfo)
 246       : FastISel(FuncInfo, LibInfo, /*SkipTargetIndependentISel=*/true) {
 247     Subtarget = &TM.getSubtarget<AArch64Subtarget>();
 248     Context = &FuncInfo.Fn->getContext();
 249   }
 250
 251   bool fastSelectInstruction(const Instruction *I) override;
 252
 253 #include "AArch64GenFastISel.inc"
 254 };
 255
 256 } // end anonymous namespace
 257
 258 #include "AArch64GenCallingConv.inc"
 259
 260 /// \brief Check if the sign-/zero-extend will be a noop.
 261 static bool isIntExtFree(const Instruction *I) {
 262   assert((isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) &&
 263          "Unexpected integer extend instruction.");
 264   assert(!I->getType()->isVectorTy() && I->getType()->isIntegerTy() &&
 265          "Unexpected value type.");
 266   bool IsZExt = isa<ZExtInst>(I);
 267
 268   if (const auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0)))
 269     if (LI->hasOneUse())
 270       return true;
 271
 272   if (const auto *Arg = dyn_cast<Argument>(I->getOperand(0)))
 273     if ((IsZExt && Arg->hasZExtAttr()) || (!IsZExt && Arg->hasSExtAttr()))
 274       return true;
 275
 276   return false;
 277 }
 278
 279 /// \brief Determine the implicit scale factor that is applied by a memory
 280 /// operation for a given value type.
 281 static unsigned getImplicitScaleFactor(MVT VT) {
 282   switch (VT.SimpleTy) {
 283   default:
 284     return 0;    // invalid
 285   case MVT::i1:  // fall-through
 286   case MVT::i8:
 287     return 1;
 288   case MVT::i16:
 289     return 2;
 290   case MVT::i32: // fall-through
 291   case MVT::f32:
 292     return 4;
 293   case MVT::i64: // fall-through
 294   case MVT::f64:
 295     return 8;
 296   }
 297 }
 298
 299 CCAssignFn *AArch64FastISel::CCAssignFnForCall(CallingConv::ID CC) const {
 300   if (CC == CallingConv::WebKit_JS)
 301     return CC_AArch64_WebKit_JS;
 302   return Subtarget->isTargetDarwin() ? CC_AArch64_DarwinPCS : CC_AArch64_AAPCS;
 303 }
 304
 305 unsigned AArch64FastISel::fastMaterializeAlloca(const AllocaInst *AI) {
 306   assert(TLI.getValueType(AI->getType(), true) == MVT::i64 &&
 307          "Alloca should always return a pointer.");
 308
 309   // Don't handle dynamic allocas.
 310   if (!FuncInfo.StaticAllocaMap.count(AI))
 311     return 0;
 312
 313   DenseMap<const AllocaInst *, int>::iterator SI =
 314       FuncInfo.StaticAllocaMap.find(AI);
 315
 316   if (SI != FuncInfo.StaticAllocaMap.end()) {
 317     unsigned ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR64spRegClass);
 318     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADDXri),
 319             ResultReg)
 320         .addFrameIndex(SI->second)
 321         .addImm(0)
 322         .addImm(0);
 323     return ResultReg;
 324   }
 325
 326   return 0;
 327 }
 328
 329 unsigned AArch64FastISel::materializeInt(const ConstantInt *CI, MVT VT) {
 330   if (VT > MVT::i64)
 331     return 0;
 332
 333   if (!CI->isZero())
 334     return fastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, CI->getZExtValue());
 335
 336   // Create a copy from the zero register to materialize a "0" value.
 337   const TargetRegisterClass *RC = (VT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass
 338                                                    : &AArch64::GPR32RegClass;
 339   unsigned ZeroReg = (VT == MVT::i64) ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
 340   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
 341   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(TargetOpcode::COPY),
 342           ResultReg).addReg(ZeroReg, getKillRegState(true));
 343   return ResultReg;
 344 }
 345
 346 unsigned AArch64FastISel::materializeFP(const ConstantFP *CFP, MVT VT) {
 347   // Positive zero (+0.0) has to be materialized with a fmov from the zero
 348   // register, because the immediate version of fmov cannot encode zero.
 349   if (CFP->isNullValue())
 350     return fastMaterializeFloatZero(CFP);
 351
 352   if (VT != MVT::f32 && VT != MVT::f64)
 353     return 0;
 354
 355   const APFloat Val = CFP->getValueAPF();
 356   bool Is64Bit = (VT == MVT::f64);
 357   // This checks to see if we can use FMOV instructions to materialize
 358   // a constant, otherwise we have to materialize via the constant pool.
 359   if (TLI.isFPImmLegal(Val, VT)) {
 360     int Imm =
 361         Is64Bit ? AArch64_AM::getFP64Imm(Val) : AArch64_AM::getFP32Imm(Val);
 362     assert((Imm != -1) && "Cannot encode floating-point constant.");
 363     unsigned Opc = Is64Bit ? AArch64::FMOVDi : AArch64::FMOVSi;
 364     return fastEmitInst_i(Opc, TLI.getRegClassFor(VT), Imm);
 365   }
 366
 367   // Materialize via constant pool.  MachineConstantPool wants an explicit
 368   // alignment.
 369   unsigned Align = DL.getPrefTypeAlignment(CFP->getType());
 370   if (Align == 0)
 371     Align = DL.getTypeAllocSize(CFP->getType());
 372
 373   unsigned CPI = MCP.getConstantPoolIndex(cast<Constant>(CFP), Align);
 374   unsigned ADRPReg = createResultReg(&AArch64::GPR64commonRegClass);
 375   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADRP),
 376           ADRPReg).addConstantPoolIndex(CPI, 0, AArch64II::MO_PAGE);
 377
 378   unsigned Opc = Is64Bit ? AArch64::LDRDui : AArch64::LDRSui;
 379   unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
 380   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(Opc), ResultReg)
 381       .addReg(ADRPReg)
 382       .addConstantPoolIndex(CPI, 0, AArch64II::MO_PAGEOFF | AArch64II::MO_NC);
 383   return ResultReg;
 384 }
 385
 386 unsigned AArch64FastISel::materializeGV(const GlobalValue *GV) {
 387   // We can't handle thread-local variables quickly yet.
 388   if (GV->isThreadLocal())
 389     return 0;
 390
 391   // MachO still uses GOT for large code-model accesses, but ELF requires
 392   // movz/movk sequences, which FastISel doesn't handle yet.
 393   if (TM.getCodeModel() != CodeModel::Small && !Subtarget->isTargetMachO())
 394     return 0;
 395
 396   unsigned char OpFlags = Subtarget->ClassifyGlobalReference(GV, TM);
 397
 398   EVT DestEVT = TLI.getValueType(GV->getType(), true);
 399   if (!DestEVT.isSimple())
 400     return 0;
 401
 402   unsigned ADRPReg = createResultReg(&AArch64::GPR64commonRegClass);
 403   unsigned ResultReg;
 404
 405   if (OpFlags & AArch64II::MO_GOT) {
 406     // ADRP + LDRX
 407     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADRP),
 408             ADRPReg)
 409       .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_GOT | AArch64II::MO_PAGE);
 410
 411     ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR64RegClass);
 412     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::LDRXui),
 413             ResultReg)
 414       .addReg(ADRPReg)
 415       .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_GOT | AArch64II::MO_PAGEOFF |
 416                         AArch64II::MO_NC);
 417   } else if (OpFlags & AArch64II::MO_CONSTPOOL) {
 418     // We can't handle addresses loaded from a constant pool quickly yet.
 419     return 0;
 420   } else {
 421     // ADRP + ADDX
 422     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADRP),
 423             ADRPReg)
 424       .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_PAGE);
 425
 426     ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR64spRegClass);
 427     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADDXri),
 428             ResultReg)
 429       .addReg(ADRPReg)
 430       .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_PAGEOFF | AArch64II::MO_NC)
 431       .addImm(0);
 432   }
 433   return ResultReg;
 434 }
 435
 436 unsigned AArch64FastISel::fastMaterializeConstant(const Constant *C) {
 437   EVT CEVT = TLI.getValueType(C->getType(), true);
 438
 439   // Only handle simple types.
 440   if (!CEVT.isSimple())
 441     return 0;
 442   MVT VT = CEVT.getSimpleVT();
 443
 444   if (const auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(C))
 445     return materializeInt(CI, VT);
 446   else if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C))
 447     return materializeFP(CFP, VT);
 448   else if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C))
 449     return materializeGV(GV);
 450
 451   return 0;
 452 }
 453
 454 unsigned AArch64FastISel::fastMaterializeFloatZero(const ConstantFP* CFP) {
 455   assert(CFP->isNullValue() &&
 456          "Floating-point constant is not a positive zero.");
 457   MVT VT;
 458   if (!isTypeLegal(CFP->getType(), VT))
 459     return 0;
 460
 461   if (VT != MVT::f32 && VT != MVT::f64)
 462     return 0;
 463
 464   bool Is64Bit = (VT == MVT::f64);
 465   unsigned ZReg = Is64Bit ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
 466   unsigned Opc = Is64Bit ? AArch64::FMOVXDr : AArch64::FMOVWSr;
 467   return fastEmitInst_r(Opc, TLI.getRegClassFor(VT), ZReg, /*IsKill=*/true);
 468 }
 469
 470 /// \brief Check if the multiply is by a power-of-2 constant.
 471 static bool isMulPowOf2(const Value *I) {
 472   if (const auto *MI = dyn_cast<MulOperator>(I)) {
 473     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(0)))
 474       if (C->getValue().isPowerOf2())
 475         return true;
 476     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(MI->getOperand(1)))
 477       if (C->getValue().isPowerOf2())
 478         return true;
 479   }
 480   return false;
 481 }
 482
 483 // Computes the address to get to an object.
 484 bool AArch64FastISel::computeAddress(const Value *Obj, Address &Addr, Type *Ty)
 485 {
 486   const User *U = nullptr;
 487   unsigned Opcode = Instruction::UserOp1;
 488   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(Obj)) {
 489     // Don't walk into other basic blocks unless the object is an alloca from
 490     // another block, otherwise it may not have a virtual register assigned.
 491     if (FuncInfo.StaticAllocaMap.count(static_cast<const AllocaInst *>(Obj)) ||
 492         FuncInfo.MBBMap[I->getParent()] == FuncInfo.MBB) {
 493       Opcode = I->getOpcode();
 494       U = I;
 495     }
 496   } else if (const ConstantExpr *C = dyn_cast<ConstantExpr>(Obj)) {
 497     Opcode = C->getOpcode();
 498     U = C;
 499   }
 500
 501   if (const PointerType *Ty = dyn_cast<PointerType>(Obj->getType()))
 502     if (Ty->getAddressSpace() > 255)
 503       // Fast instruction selection doesn't support the special
 504       // address spaces.
 505       return false;
 506
 507   switch (Opcode) {
 508   default:
 509     break;
 510   case Instruction::BitCast: {
 511     // Look through bitcasts.
 512     return computeAddress(U->getOperand(0), Addr, Ty);
 513   }
 514   case Instruction::IntToPtr: {
 515     // Look past no-op inttoptrs.
 516     if (TLI.getValueType(U->getOperand(0)->getType()) == TLI.getPointerTy())
 517       return computeAddress(U->getOperand(0), Addr, Ty);
 518     break;
 519   }
 520   case Instruction::PtrToInt: {
 521     // Look past no-op ptrtoints.
 522     if (TLI.getValueType(U->getType()) == TLI.getPointerTy())
 523       return computeAddress(U->getOperand(0), Addr, Ty);
 524     break;
 525   }
 526   case Instruction::GetElementPtr: {
 527     Address SavedAddr = Addr;
 528     uint64_t TmpOffset = Addr.getOffset();
 529
 530     // Iterate through the GEP folding the constants into offsets where
 531     // we can.
 532     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(U);
 533     for (User::const_op_iterator i = U->op_begin() + 1, e = U->op_end(); i != e;
 534          ++i, ++GTI) {
 535       const Value *Op = *i;
 536       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI)) {
 537         const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(STy);
 538         unsigned Idx = cast<ConstantInt>(Op)->getZExtValue();
 539         TmpOffset += SL->getElementOffset(Idx);
 540       } else {
 541         uint64_t S = DL.getTypeAllocSize(GTI.getIndexedType());
 542         for (;;) {
 543           if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op)) {
 544             // Constant-offset addressing.
 545             TmpOffset += CI->getSExtValue() * S;
 546             break;
 547           }
 548           if (canFoldAddIntoGEP(U, Op)) {
 549             // A compatible add with a constant operand. Fold the constant.
 550             ConstantInt *CI =
 551                 cast<ConstantInt>(cast<AddOperator>(Op)->getOperand(1));
 552             TmpOffset += CI->getSExtValue() * S;
 553             // Iterate on the other operand.
 554             Op = cast<AddOperator>(Op)->getOperand(0);
 555             continue;
 556           }
 557           // Unsupported
 558           goto unsupported_gep;
 559         }
 560       }
 561     }
 562
 563     // Try to grab the base operand now.
 564     Addr.setOffset(TmpOffset);
 565     if (computeAddress(U->getOperand(0), Addr, Ty))
 566       return true;
 567
 568     // We failed, restore everything and try the other options.
 569     Addr = SavedAddr;
 570
 571   unsupported_gep:
 572     break;
 573   }
 574   case Instruction::Alloca: {
 575     const AllocaInst *AI = cast<AllocaInst>(Obj);
 576     DenseMap<const AllocaInst *, int>::iterator SI =
 577         FuncInfo.StaticAllocaMap.find(AI);
 578     if (SI != FuncInfo.StaticAllocaMap.end()) {
 579       Addr.setKind(Address::FrameIndexBase);
 580       Addr.setFI(SI->second);
 581       return true;
 582     }
 583     break;
 584   }
 585   case Instruction::Add: {
 586     // Adds of constants are common and easy enough.
 587     const Value *LHS = U->getOperand(0);
 588     const Value *RHS = U->getOperand(1);
 589
 590     if (isa<ConstantInt>(LHS))
 591       std::swap(LHS, RHS);
 592
 593     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
 594       Addr.setOffset(Addr.getOffset() + CI->getSExtValue());
 595       return computeAddress(LHS, Addr, Ty);
 596     }
 597
 598     Address Backup = Addr;
 599     if (computeAddress(LHS, Addr, Ty) && computeAddress(RHS, Addr, Ty))
 600       return true;
 601     Addr = Backup;
 602
 603     break;
 604   }
 605   case Instruction::Sub: {
 606     // Subs of constants are common and easy enough.
 607     const Value *LHS = U->getOperand(0);
 608     const Value *RHS = U->getOperand(1);
 609
 610     if (const ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
 611       Addr.setOffset(Addr.getOffset() - CI->getSExtValue());
 612       return computeAddress(LHS, Addr, Ty);
 613     }
 614     break;
 615   }
 616   case Instruction::Shl: {
 617     if (Addr.getOffsetReg())
 618       break;
 619
 620     const auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(U->getOperand(1));
 621     if (!CI)
 622       break;
 623
 624     unsigned Val = CI->getZExtValue();
 625     if (Val < 1 || Val > 3)
 626       break;
 627
 628     uint64_t NumBytes = 0;
 629     if (Ty && Ty->isSized()) {
 630       uint64_t NumBits = DL.getTypeSizeInBits(Ty);
 631       NumBytes = NumBits / 8;
 632       if (!isPowerOf2_64(NumBits))
 633         NumBytes = 0;
 634     }
 635
 636     if (NumBytes != (1ULL << Val))
 637       break;
 638
 639     Addr.setShift(Val);
 640     Addr.setExtendType(AArch64_AM::LSL);
 641
 642     const Value *Src = U->getOperand(0);
 643     if (const auto *I = dyn_cast<Instruction>(Src))
 644       if (FuncInfo.MBBMap[I->getParent()] == FuncInfo.MBB)
 645         Src = I;
 646
 647     // Fold the zext or sext when it won't become a noop.
 648     if (const auto *ZE = dyn_cast<ZExtInst>(Src)) {
 649       if (!isIntExtFree(ZE) && ZE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 650           Addr.setExtendType(AArch64_AM::UXTW);
 651           Src = ZE->getOperand(0);
 652       }
 653     } else if (const auto *SE = dyn_cast<SExtInst>(Src)) {
 654       if (!isIntExtFree(SE) && SE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 655         Addr.setExtendType(AArch64_AM::SXTW);
 656         Src = SE->getOperand(0);
 657       }
 658     }
 659
 660     if (const auto *AI = dyn_cast<BinaryOperator>(Src))
 661       if (AI->getOpcode() == Instruction::And) {
 662         const Value *LHS = AI->getOperand(0);
 663         const Value *RHS = AI->getOperand(1);
 664
 665         if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(LHS))
 666           if (C->getValue() == 0xffffffff)
 667             std::swap(LHS, RHS);
 668
 669         if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
 670           if (C->getValue() == 0xffffffff) {
 671             Addr.setExtendType(AArch64_AM::UXTW);
 672             unsigned Reg = getRegForValue(LHS);
 673             if (!Reg)
 674               return false;
 675             bool RegIsKill = hasTrivialKill(LHS);
 676             Reg = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, Reg, RegIsKill,
 677                                              AArch64::sub_32);
 678             Addr.setOffsetReg(Reg);
 679             return true;
 680           }
 681       }
 682
 683     unsigned Reg = getRegForValue(Src);
 684     if (!Reg)
 685       return false;
 686     Addr.setOffsetReg(Reg);
 687     return true;
 688   }
 689   case Instruction::Mul: {
 690     if (Addr.getOffsetReg())
 691       break;
 692
 693     if (!isMulPowOf2(U))
 694       break;
 695
 696     const Value *LHS = U->getOperand(0);
 697     const Value *RHS = U->getOperand(1);
 698
 699     // Canonicalize power-of-2 value to the RHS.
 700     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(LHS))
 701       if (C->getValue().isPowerOf2())
 702         std::swap(LHS, RHS);
 703
 704     assert(isa<ConstantInt>(RHS) && "Expected an ConstantInt.");
 705     const auto *C = cast<ConstantInt>(RHS);
 706     unsigned Val = C->getValue().logBase2();
 707     if (Val < 1 || Val > 3)
 708       break;
 709
 710     uint64_t NumBytes = 0;
 711     if (Ty && Ty->isSized()) {
 712       uint64_t NumBits = DL.getTypeSizeInBits(Ty);
 713       NumBytes = NumBits / 8;
 714       if (!isPowerOf2_64(NumBits))
 715         NumBytes = 0;
 716     }
 717
 718     if (NumBytes != (1ULL << Val))
 719       break;
 720
 721     Addr.setShift(Val);
 722     Addr.setExtendType(AArch64_AM::LSL);
 723
 724     const Value *Src = LHS;
 725     if (const auto *I = dyn_cast<Instruction>(Src))
 726       if (FuncInfo.MBBMap[I->getParent()] == FuncInfo.MBB)
 727         Src = I;
 728
 729
 730     // Fold the zext or sext when it won't become a noop.
 731     if (const auto *ZE = dyn_cast<ZExtInst>(Src)) {
 732       if (!isIntExtFree(ZE) && ZE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 733         Addr.setExtendType(AArch64_AM::UXTW);
 734         Src = ZE->getOperand(0);
 735       }
 736     } else if (const auto *SE = dyn_cast<SExtInst>(Src)) {
 737       if (!isIntExtFree(SE) && SE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 738         Addr.setExtendType(AArch64_AM::SXTW);
 739         Src = SE->getOperand(0);
 740       }
 741     }
 742
 743     unsigned Reg = getRegForValue(Src);
 744     if (!Reg)
 745       return false;
 746     Addr.setOffsetReg(Reg);
 747     return true;
 748   }
 749   case Instruction::And: {
 750     if (Addr.getOffsetReg())
 751       break;
 752
 753     if (DL.getTypeSizeInBits(Ty) != 8)
 754       break;
 755
 756     const Value *LHS = U->getOperand(0);
 757     const Value *RHS = U->getOperand(1);
 758
 759     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(LHS))
 760       if (C->getValue() == 0xffffffff)
 761         std::swap(LHS, RHS);
 762
 763     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
 764       if (C->getValue() == 0xffffffff) {
 765         Addr.setShift(0);
 766         Addr.setExtendType(AArch64_AM::LSL);
 767         Addr.setExtendType(AArch64_AM::UXTW);
 768
 769         unsigned Reg = getRegForValue(LHS);
 770         if (!Reg)
 771           return false;
 772         bool RegIsKill = hasTrivialKill(LHS);
 773         Reg = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, Reg, RegIsKill,
 774                                          AArch64::sub_32);
 775         Addr.setOffsetReg(Reg);
 776         return true;
 777       }
 778     break;
 779   }
 780   case Instruction::SExt:
 781   case Instruction::ZExt: {
 782     if (!Addr.getReg() || Addr.getOffsetReg())
 783       break;
 784
 785     const Value *Src = nullptr;
 786     // Fold the zext or sext when it won't become a noop.
 787     if (const auto *ZE = dyn_cast<ZExtInst>(U)) {
 788       if (!isIntExtFree(ZE) && ZE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 789         Addr.setExtendType(AArch64_AM::UXTW);
 790         Src = ZE->getOperand(0);
 791       }
 792     } else if (const auto *SE = dyn_cast<SExtInst>(U)) {
 793       if (!isIntExtFree(SE) && SE->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy(32)) {
 794         Addr.setExtendType(AArch64_AM::SXTW);
 795         Src = SE->getOperand(0);
 796       }
 797     }
 798
 799     if (!Src)
 800       break;
 801
 802     Addr.setShift(0);
 803     unsigned Reg = getRegForValue(Src);
 804     if (!Reg)
 805       return false;
 806     Addr.setOffsetReg(Reg);
 807     return true;
 808   }
 809   } // end switch
 810
 811   if (Addr.isRegBase() && !Addr.getReg()) {
 812     unsigned Reg = getRegForValue(Obj);
 813     if (!Reg)
 814       return false;
 815     Addr.setReg(Reg);
 816     return true;
 817   }
 818
 819   if (!Addr.getOffsetReg()) {
 820     unsigned Reg = getRegForValue(Obj);
 821     if (!Reg)
 822       return false;
 823     Addr.setOffsetReg(Reg);
 824     return true;
 825   }
 826
 827   return false;
 828 }
 829
 830 bool AArch64FastISel::computeCallAddress(const Value *V, Address &Addr) {
 831   const User *U = nullptr;
 832   unsigned Opcode = Instruction::UserOp1;
 833   bool InMBB = true;
 834
 835   if (const auto *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
 836     Opcode = I->getOpcode();
 837     U = I;
 838     InMBB = I->getParent() == FuncInfo.MBB->getBasicBlock();
 839   } else if (const auto *C = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
 840     Opcode = C->getOpcode();
 841     U = C;
 842   }
 843
 844   switch (Opcode) {
 845   default: break;
 846   case Instruction::BitCast:
 847     // Look past bitcasts if its operand is in the same BB.
 848     if (InMBB)
 849       return computeCallAddress(U->getOperand(0), Addr);
 850     break;
 851   case Instruction::IntToPtr:
 852     // Look past no-op inttoptrs if its operand is in the same BB.
 853     if (InMBB &&
 854         TLI.getValueType(U->getOperand(0)->getType()) == TLI.getPointerTy())
 855       return computeCallAddress(U->getOperand(0), Addr);
 856     break;
 857   case Instruction::PtrToInt:
 858     // Look past no-op ptrtoints if its operand is in the same BB.
 859     if (InMBB &&
 860         TLI.getValueType(U->getType()) == TLI.getPointerTy())
 861       return computeCallAddress(U->getOperand(0), Addr);
 862     break;
 863   }
 864
 865   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
 866     Addr.setGlobalValue(GV);
 867     return true;
 868   }
 869
 870   // If all else fails, try to materialize the value in a register.
 871   if (!Addr.getGlobalValue()) {
 872     Addr.setReg(getRegForValue(V));
 873     return Addr.getReg() != 0;
 874   }
 875
 876   return false;
 877 }
 878
 879
 880 bool AArch64FastISel::isTypeLegal(Type *Ty, MVT &VT) {
 881   EVT evt = TLI.getValueType(Ty, true);
 882
 883   // Only handle simple types.
 884   if (evt == MVT::Other || !evt.isSimple())
 885     return false;
 886   VT = evt.getSimpleVT();
 887
 888   // This is a legal type, but it's not something we handle in fast-isel.
 889   if (VT == MVT::f128)
 890     return false;
 891
 892   // Handle all other legal types, i.e. a register that will directly hold this
 893   // value.
 894   return TLI.isTypeLegal(VT);
 895 }
 896
 897 /// \brief Determine if the value type is supported by FastISel.
 898 ///
 899 /// FastISel for AArch64 can handle more value types than are legal. This adds
 900 /// simple value type such as i1, i8, and i16.
 901 bool AArch64FastISel::isTypeSupported(Type *Ty, MVT &VT, bool IsVectorAllowed) {
 902   if (Ty->isVectorTy() && !IsVectorAllowed)
 903     return false;
 904
 905   if (isTypeLegal(Ty, VT))
 906     return true;
 907
 908   // If this is a type than can be sign or zero-extended to a basic operation
 909   // go ahead and accept it now.
 910   if (VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16)
 911     return true;
 912
 913   return false;
 914 }
 915
 916 bool AArch64FastISel::isValueAvailable(const Value *V) const {
 917   if (!isa<Instruction>(V))
 918     return true;
 919
 920   const auto *I = cast<Instruction>(V);
 921   if (FuncInfo.MBBMap[I->getParent()] == FuncInfo.MBB)
 922     return true;
 923
 924   return false;
 925 }
 926
 927 bool AArch64FastISel::simplifyAddress(Address &Addr, MVT VT) {
 928   unsigned ScaleFactor = getImplicitScaleFactor(VT);
 929   if (!ScaleFactor)
 930     return false;
 931
 932   bool ImmediateOffsetNeedsLowering = false;
 933   bool RegisterOffsetNeedsLowering = false;
 934   int64_t Offset = Addr.getOffset();
 935   if (((Offset < 0) || (Offset & (ScaleFactor - 1))) && !isInt<9>(Offset))
 936     ImmediateOffsetNeedsLowering = true;
 937   else if (Offset > 0 && !(Offset & (ScaleFactor - 1)) &&
 938            !isUInt<12>(Offset / ScaleFactor))
 939     ImmediateOffsetNeedsLowering = true;
 940
 941   // Cannot encode an offset register and an immediate offset in the same
 942   // instruction. Fold the immediate offset into the load/store instruction and
 943   // emit an additonal add to take care of the offset register.
 944   if (!ImmediateOffsetNeedsLowering && Addr.getOffset() && Addr.getOffsetReg())
 945     RegisterOffsetNeedsLowering = true;
 946
 947   // Cannot encode zero register as base.
 948   if (Addr.isRegBase() && Addr.getOffsetReg() && !Addr.getReg())
 949     RegisterOffsetNeedsLowering = true;
 950
 951   // If this is a stack pointer and the offset needs to be simplified then put
 952   // the alloca address into a register, set the base type back to register and
 953   // continue. This should almost never happen.
 954   if ((ImmediateOffsetNeedsLowering || Addr.getOffsetReg()) && Addr.isFIBase())
 955   {
 956     unsigned ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR64spRegClass);
 957     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADDXri),
 958             ResultReg)
 959       .addFrameIndex(Addr.getFI())
 960       .addImm(0)
 961       .addImm(0);
 962     Addr.setKind(Address::RegBase);
 963     Addr.setReg(ResultReg);
 964   }
 965
 966   if (RegisterOffsetNeedsLowering) {
 967     unsigned ResultReg = 0;
 968     if (Addr.getReg()) {
 969       if (Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTW ||
 970           Addr.getExtendType() == AArch64_AM::UXTW   )
 971         ResultReg = emitAddSub_rx(/*UseAdd=*/true, MVT::i64, Addr.getReg(),
 972                                   /*TODO:IsKill=*/false, Addr.getOffsetReg(),
 973                                   /*TODO:IsKill=*/false, Addr.getExtendType(),
 974                                   Addr.getShift());
 975       else
 976         ResultReg = emitAddSub_rs(/*UseAdd=*/true, MVT::i64, Addr.getReg(),
 977                                   /*TODO:IsKill=*/false, Addr.getOffsetReg(),
 978                                   /*TODO:IsKill=*/false, AArch64_AM::LSL,
 979                                   Addr.getShift());
 980     } else {
 981       if (Addr.getExtendType() == AArch64_AM::UXTW)
 982         ResultReg = emitLSL_ri(MVT::i64, MVT::i32, Addr.getOffsetReg(),
 983                                /*Op0IsKill=*/false, Addr.getShift(),
 984                                /*IsZExt=*/true);
 985       else if (Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTW)
 986         ResultReg = emitLSL_ri(MVT::i64, MVT::i32, Addr.getOffsetReg(),
 987                                /*Op0IsKill=*/false, Addr.getShift(),
 988                                /*IsZExt=*/false);
 989       else
 990         ResultReg = emitLSL_ri(MVT::i64, MVT::i64, Addr.getOffsetReg(),
 991                                /*Op0IsKill=*/false, Addr.getShift());
 992     }
 993     if (!ResultReg)
 994       return false;
 995
 996     Addr.setReg(ResultReg);
 997     Addr.setOffsetReg(0);
 998     Addr.setShift(0);
 999     Addr.setExtendType(AArch64_AM::InvalidShiftExtend);
1000   }
1001
1002   // Since the offset is too large for the load/store instruction get the
1003   // reg+offset into a register.
1004   if (ImmediateOffsetNeedsLowering) {
1005     unsigned ResultReg;
1006     if (Addr.getReg())
1007       // Try to fold the immediate into the add instruction.
1008       ResultReg = emitAdd_ri_(MVT::i64, Addr.getReg(), /*IsKill=*/false, Offset);
1009     else
1010       ResultReg = fastEmit_i(MVT::i64, MVT::i64, ISD::Constant, Offset);
1011
1012     if (!ResultReg)
1013       return false;
1014     Addr.setReg(ResultReg);
1015     Addr.setOffset(0);
1016   }
1017   return true;
1018 }
1019
1020 void AArch64FastISel::addLoadStoreOperands(Address &Addr,
1021                                            const MachineInstrBuilder &MIB,
1022                                            unsigned Flags,
1023                                            unsigned ScaleFactor,
1024                                            MachineMemOperand *MMO) {
1025   int64_t Offset = Addr.getOffset() / ScaleFactor;
1026   // Frame base works a bit differently. Handle it separately.
1027   if (Addr.isFIBase()) {
1028     int FI = Addr.getFI();
1029     // FIXME: We shouldn't be using getObjectSize/getObjectAlignment.  The size
1030     // and alignment should be based on the VT.
1031     MMO = FuncInfo.MF->getMachineMemOperand(
1032       MachinePointerInfo::getFixedStack(FI, Offset), Flags,
1033       MFI.getObjectSize(FI), MFI.getObjectAlignment(FI));
1034     // Now add the rest of the operands.
1035     MIB.addFrameIndex(FI).addImm(Offset);
1036   } else {
1037     assert(Addr.isRegBase() && "Unexpected address kind.");
1038     const MCInstrDesc &II = MIB->getDesc();
1039     unsigned Idx = (Flags & MachineMemOperand::MOStore) ? 1 : 0;
1040     Addr.setReg(
1041       constrainOperandRegClass(II, Addr.getReg(), II.getNumDefs()+Idx));
1042     Addr.setOffsetReg(
1043       constrainOperandRegClass(II, Addr.getOffsetReg(), II.getNumDefs()+Idx+1));
1044     if (Addr.getOffsetReg()) {
1045       assert(Addr.getOffset() == 0 && "Unexpected offset");
1046       bool IsSigned = Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTW ||
1047                       Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTX;
1048       MIB.addReg(Addr.getReg());
1049       MIB.addReg(Addr.getOffsetReg());
1050       MIB.addImm(IsSigned);
1051       MIB.addImm(Addr.getShift() != 0);
1052     } else
1053       MIB.addReg(Addr.getReg()).addImm(Offset);
1054   }
1055
1056   if (MMO)
1057     MIB.addMemOperand(MMO);
1058 }
1059
1060 unsigned AArch64FastISel::emitAddSub(bool UseAdd, MVT RetVT, const Value *LHS,
1061                                      const Value *RHS, bool SetFlags,
1062                                      bool WantResult,  bool IsZExt) {
1063   AArch64_AM::ShiftExtendType ExtendType = AArch64_AM::InvalidShiftExtend;
1064   bool NeedExtend = false;
1065   switch (RetVT.SimpleTy) {
1066   default:
1067     return 0;
1068   case MVT::i1:
1069     NeedExtend = true;
1070     break;
1071   case MVT::i8:
1072     NeedExtend = true;
1073     ExtendType = IsZExt ? AArch64_AM::UXTB : AArch64_AM::SXTB;
1074     break;
1075   case MVT::i16:
1076     NeedExtend = true;
1077     ExtendType = IsZExt ? AArch64_AM::UXTH : AArch64_AM::SXTH;
1078     break;
1079   case MVT::i32:  // fall-through
1080   case MVT::i64:
1081     break;
1082   }
1083   MVT SrcVT = RetVT;
1084   RetVT.SimpleTy = std::max(RetVT.SimpleTy, MVT::i32);
1085
1086   // Canonicalize immediates to the RHS first.
1087   if (UseAdd && isa<ConstantInt>(LHS) && !isa<ConstantInt>(RHS))
1088     std::swap(LHS, RHS);
1089
1090   // Canonicalize mul by power of 2 to the RHS.
1091   if (UseAdd && LHS->hasOneUse() && isValueAvailable(LHS))
1092     if (isMulPowOf2(LHS))
1093       std::swap(LHS, RHS);
1094
1095   // Canonicalize shift immediate to the RHS.
1096   if (UseAdd && LHS->hasOneUse() && isValueAvailable(LHS))
1097     if (const auto *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
1098       if (isa<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
1099         if (SI->getOpcode() == Instruction::Shl  ||
1100             SI->getOpcode() == Instruction::LShr ||
1101             SI->getOpcode() == Instruction::AShr   )
1102           std::swap(LHS, RHS);
1103
1104   unsigned LHSReg = getRegForValue(LHS);
1105   if (!LHSReg)
1106     return 0;
1107   bool LHSIsKill = hasTrivialKill(LHS);
1108
1109   if (NeedExtend)
1110     LHSReg = emitIntExt(SrcVT, LHSReg, RetVT, IsZExt);
1111
1112   unsigned ResultReg = 0;
1113   if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1114     uint64_t Imm = IsZExt ? C->getZExtValue() : C->getSExtValue();
1115     if (C->isNegative())
1116       ResultReg = emitAddSub_ri(!UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, -Imm,
1117                                 SetFlags, WantResult);
1118     else
1119       ResultReg = emitAddSub_ri(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, Imm, SetFlags,
1120                                 WantResult);
1121   }
1122   if (ResultReg)
1123     return ResultReg;
1124
1125   // Only extend the RHS within the instruction if there is a valid extend type.
1126   if (ExtendType != AArch64_AM::InvalidShiftExtend && RHS->hasOneUse() &&
1127       isValueAvailable(RHS)) {
1128     if (const auto *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS))
1129       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
1130         if ((SI->getOpcode() == Instruction::Shl) && (C->getZExtValue() < 4)) {
1131           unsigned RHSReg = getRegForValue(SI->getOperand(0));
1132           if (!RHSReg)
1133             return 0;
1134           bool RHSIsKill = hasTrivialKill(SI->getOperand(0));
1135           return emitAddSub_rx(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1136                                RHSIsKill, ExtendType, C->getZExtValue(),
1137                                SetFlags, WantResult);
1138         }
1139     unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
1140     if (!RHSReg)
1141       return 0;
1142     bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
1143     return emitAddSub_rx(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill,
1144                          ExtendType, 0, SetFlags, WantResult);
1145   }
1146
1147   // Check if the mul can be folded into the instruction.
1148   if (RHS->hasOneUse() && isValueAvailable(RHS))
1149     if (isMulPowOf2(RHS)) {
1150       const Value *MulLHS = cast<MulOperator>(RHS)->getOperand(0);
1151       const Value *MulRHS = cast<MulOperator>(RHS)->getOperand(1);
1152
1153       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(MulLHS))
1154         if (C->getValue().isPowerOf2())
1155           std::swap(MulLHS, MulRHS);
1156
1157       assert(isa<ConstantInt>(MulRHS) && "Expected a ConstantInt.");
1158       uint64_t ShiftVal = cast<ConstantInt>(MulRHS)->getValue().logBase2();
1159       unsigned RHSReg = getRegForValue(MulLHS);
1160       if (!RHSReg)
1161         return 0;
1162       bool RHSIsKill = hasTrivialKill(MulLHS);
1163       return emitAddSub_rs(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill,
1164                            AArch64_AM::LSL, ShiftVal, SetFlags, WantResult);
1165     }
1166
1167   // Check if the shift can be folded into the instruction.
1168   if (RHS->hasOneUse() && isValueAvailable(RHS))
1169     if (const auto *SI = dyn_cast<BinaryOperator>(RHS)) {
1170       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
1171         AArch64_AM::ShiftExtendType ShiftType = AArch64_AM::InvalidShiftExtend;
1172         switch (SI->getOpcode()) {
1173         default: break;
1174         case Instruction::Shl:  ShiftType = AArch64_AM::LSL; break;
1175         case Instruction::LShr: ShiftType = AArch64_AM::LSR; break;
1176         case Instruction::AShr: ShiftType = AArch64_AM::ASR; break;
1177         }
1178         uint64_t ShiftVal = C->getZExtValue();
1179         if (ShiftType != AArch64_AM::InvalidShiftExtend) {
1180           unsigned RHSReg = getRegForValue(SI->getOperand(0));
1181           if (!RHSReg)
1182             return 0;
1183           bool RHSIsKill = hasTrivialKill(SI->getOperand(0));
1184           return emitAddSub_rs(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1185                                RHSIsKill, ShiftType, ShiftVal, SetFlags,
1186                                WantResult);
1187         }
1188       }
1189     }
1190
1191   unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
1192   if (!RHSReg)
1193     return 0;
1194   bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
1195
1196   if (NeedExtend)
1197     RHSReg = emitIntExt(SrcVT, RHSReg, RetVT, IsZExt);
1198
1199   return emitAddSub_rr(UseAdd, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill,
1200                        SetFlags, WantResult);
1201 }
1202
1203 unsigned AArch64FastISel::emitAddSub_rr(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1204                                         bool LHSIsKill, unsigned RHSReg,
1205                                         bool RHSIsKill, bool SetFlags,
1206                                         bool WantResult) {
1207   assert(LHSReg && RHSReg && "Invalid register number.");
1208
1209   if (RetVT != MVT::i32 && RetVT != MVT::i64)
1210     return 0;
1211
1212   static const unsigned OpcTable[2][2][2] = {
1213     { { AArch64::SUBWrr,  AArch64::SUBXrr  },
1214       { AArch64::ADDWrr,  AArch64::ADDXrr  }  },
1215     { { AArch64::SUBSWrr, AArch64::SUBSXrr },
1216       { AArch64::ADDSWrr, AArch64::ADDSXrr }  }
1217   };
1218   bool Is64Bit = RetVT == MVT::i64;
1219   unsigned Opc = OpcTable[SetFlags][UseAdd][Is64Bit];
1220   const TargetRegisterClass *RC =
1221       Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
1222   unsigned ResultReg;
1223   if (WantResult)
1224     ResultReg = createResultReg(RC);
1225   else
1226     ResultReg = Is64Bit ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
1227
1228   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
1229   LHSReg = constrainOperandRegClass(II, LHSReg, II.getNumDefs());
1230   RHSReg = constrainOperandRegClass(II, RHSReg, II.getNumDefs() + 1);
1231   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1232       .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill))
1233       .addReg(RHSReg, getKillRegState(RHSIsKill));
1234   return ResultReg;
1235 }
1236
1237 unsigned AArch64FastISel::emitAddSub_ri(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1238                                         bool LHSIsKill, uint64_t Imm,
1239                                         bool SetFlags, bool WantResult) {
1240   assert(LHSReg && "Invalid register number.");
1241
1242   if (RetVT != MVT::i32 && RetVT != MVT::i64)
1243     return 0;
1244
1245   unsigned ShiftImm;
1246   if (isUInt<12>(Imm))
1247     ShiftImm = 0;
1248   else if ((Imm & 0xfff000) == Imm) {
1249     ShiftImm = 12;
1250     Imm >>= 12;
1251   } else
1252     return 0;
1253
1254   static const unsigned OpcTable[2][2][2] = {
1255     { { AArch64::SUBWri,  AArch64::SUBXri  },
1256       { AArch64::ADDWri,  AArch64::ADDXri  }  },
1257     { { AArch64::SUBSWri, AArch64::SUBSXri },
1258       { AArch64::ADDSWri, AArch64::ADDSXri }  }
1259   };
1260   bool Is64Bit = RetVT == MVT::i64;
1261   unsigned Opc = OpcTable[SetFlags][UseAdd][Is64Bit];
1262   const TargetRegisterClass *RC;
1263   if (SetFlags)
1264     RC = Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
1265   else
1266     RC = Is64Bit ? &AArch64::GPR64spRegClass : &AArch64::GPR32spRegClass;
1267   unsigned ResultReg;
1268   if (WantResult)
1269     ResultReg = createResultReg(RC);
1270   else
1271     ResultReg = Is64Bit ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
1272
1273   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
1274   LHSReg = constrainOperandRegClass(II, LHSReg, II.getNumDefs());
1275   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1276       .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill))
1277       .addImm(Imm)
1278       .addImm(getShifterImm(AArch64_AM::LSL, ShiftImm));
1279   return ResultReg;
1280 }
1281
1282 unsigned AArch64FastISel::emitAddSub_rs(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1283                                         bool LHSIsKill, unsigned RHSReg,
1284                                         bool RHSIsKill,
1285                                         AArch64_AM::ShiftExtendType ShiftType,
1286                                         uint64_t ShiftImm, bool SetFlags,
1287                                         bool WantResult) {
1288   assert(LHSReg && RHSReg && "Invalid register number.");
1289
1290   if (RetVT != MVT::i32 && RetVT != MVT::i64)
1291     return 0;
1292
1293   static const unsigned OpcTable[2][2][2] = {
1294     { { AArch64::SUBWrs,  AArch64::SUBXrs  },
1295       { AArch64::ADDWrs,  AArch64::ADDXrs  }  },
1296     { { AArch64::SUBSWrs, AArch64::SUBSXrs },
1297       { AArch64::ADDSWrs, AArch64::ADDSXrs }  }
1298   };
1299   bool Is64Bit = RetVT == MVT::i64;
1300   unsigned Opc = OpcTable[SetFlags][UseAdd][Is64Bit];
1301   const TargetRegisterClass *RC =
1302       Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
1303   unsigned ResultReg;
1304   if (WantResult)
1305     ResultReg = createResultReg(RC);
1306   else
1307     ResultReg = Is64Bit ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
1308
1309   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
1310   LHSReg = constrainOperandRegClass(II, LHSReg, II.getNumDefs());
1311   RHSReg = constrainOperandRegClass(II, RHSReg, II.getNumDefs() + 1);
1312   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1313       .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill))
1314       .addReg(RHSReg, getKillRegState(RHSIsKill))
1315       .addImm(getShifterImm(ShiftType, ShiftImm));
1316   return ResultReg;
1317 }
1318
1319 unsigned AArch64FastISel::emitAddSub_rx(bool UseAdd, MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1320                                         bool LHSIsKill, unsigned RHSReg,
1321                                         bool RHSIsKill,
1322                                         AArch64_AM::ShiftExtendType ExtType,
1323                                         uint64_t ShiftImm, bool SetFlags,
1324                                         bool WantResult) {
1325   assert(LHSReg && RHSReg && "Invalid register number.");
1326
1327   if (RetVT != MVT::i32 && RetVT != MVT::i64)
1328     return 0;
1329
1330   static const unsigned OpcTable[2][2][2] = {
1331     { { AArch64::SUBWrx,  AArch64::SUBXrx  },
1332       { AArch64::ADDWrx,  AArch64::ADDXrx  }  },
1333     { { AArch64::SUBSWrx, AArch64::SUBSXrx },
1334       { AArch64::ADDSWrx, AArch64::ADDSXrx }  }
1335   };
1336   bool Is64Bit = RetVT == MVT::i64;
1337   unsigned Opc = OpcTable[SetFlags][UseAdd][Is64Bit];
1338   const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
1339   if (SetFlags)
1340     RC = Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
1341   else
1342     RC = Is64Bit ? &AArch64::GPR64spRegClass : &AArch64::GPR32spRegClass;
1343   unsigned ResultReg;
1344   if (WantResult)
1345     ResultReg = createResultReg(RC);
1346   else
1347     ResultReg = Is64Bit ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
1348
1349   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
1350   LHSReg = constrainOperandRegClass(II, LHSReg, II.getNumDefs());
1351   RHSReg = constrainOperandRegClass(II, RHSReg, II.getNumDefs() + 1);
1352   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II, ResultReg)
1353       .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill))
1354       .addReg(RHSReg, getKillRegState(RHSIsKill))
1355       .addImm(getArithExtendImm(ExtType, ShiftImm));
1356   return ResultReg;
1357 }
1358
1359 bool AArch64FastISel::emitCmp(const Value *LHS, const Value *RHS, bool IsZExt) {
1360   Type *Ty = LHS->getType();
1361   EVT EVT = TLI.getValueType(Ty, true);
1362   if (!EVT.isSimple())
1363     return false;
1364   MVT VT = EVT.getSimpleVT();
1365
1366   switch (VT.SimpleTy) {
1367   default:
1368     return false;
1369   case MVT::i1:
1370   case MVT::i8:
1371   case MVT::i16:
1372   case MVT::i32:
1373   case MVT::i64:
1374     return emitICmp(VT, LHS, RHS, IsZExt);
1375   case MVT::f32:
1376   case MVT::f64:
1377     return emitFCmp(VT, LHS, RHS);
1378   }
1379 }
1380
1381 bool AArch64FastISel::emitICmp(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS,
1382                                bool IsZExt) {
1383   return emitSub(RetVT, LHS, RHS, /*SetFlags=*/true, /*WantResult=*/false,
1384                  IsZExt) != 0;
1385 }
1386
1387 bool AArch64FastISel::emitICmp_ri(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
1388                                   uint64_t Imm) {
1389   return emitAddSub_ri(/*UseAdd=*/false, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, Imm,
1390                        /*SetFlags=*/true, /*WantResult=*/false) != 0;
1391 }
1392
1393 bool AArch64FastISel::emitFCmp(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS) {
1394   if (RetVT != MVT::f32 && RetVT != MVT::f64)
1395     return false;
1396
1397   // Check to see if the 2nd operand is a constant that we can encode directly
1398   // in the compare.
1399   bool UseImm = false;
1400   if (const auto *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(RHS))
1401     if (CFP->isZero() && !CFP->isNegative())
1402       UseImm = true;
1403
1404   unsigned LHSReg = getRegForValue(LHS);
1405   if (!LHSReg)
1406     return false;
1407   bool LHSIsKill = hasTrivialKill(LHS);
1408
1409   if (UseImm) {
1410     unsigned Opc = (RetVT == MVT::f64) ? AArch64::FCMPDri : AArch64::FCMPSri;
1411     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(Opc))
1412         .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill));
1413     return true;
1414   }
1415
1416   unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
1417   if (!RHSReg)
1418     return false;
1419   bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
1420
1421   unsigned Opc = (RetVT == MVT::f64) ? AArch64::FCMPDrr : AArch64::FCMPSrr;
1422   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(Opc))
1423       .addReg(LHSReg, getKillRegState(LHSIsKill))
1424       .addReg(RHSReg, getKillRegState(RHSIsKill));
1425   return true;
1426 }
1427
1428 unsigned AArch64FastISel::emitAdd(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS,
1429                                   bool SetFlags, bool WantResult, bool IsZExt) {
1430   return emitAddSub(/*UseAdd=*/true, RetVT, LHS, RHS, SetFlags, WantResult,
1431                     IsZExt);
1432 }
1433
1434 /// \brief This method is a wrapper to simplify add emission.
1435 ///
1436 /// First try to emit an add with an immediate operand using emitAddSub_ri. If
1437 /// that fails, then try to materialize the immediate into a register and use
1438 /// emitAddSub_rr instead.
1439 unsigned AArch64FastISel::emitAdd_ri_(MVT VT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
1440                                       int64_t Imm) {
1441   unsigned ResultReg;
1442   if (Imm < 0)
1443     ResultReg = emitAddSub_ri(false, VT, Op0, Op0IsKill, -Imm);
1444   else
1445     ResultReg = emitAddSub_ri(true, VT, Op0, Op0IsKill, Imm);
1446
1447   if (ResultReg)
1448     return ResultReg;
1449
1450   unsigned CReg = fastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, Imm);
1451   if (!CReg)
1452     return 0;
1453
1454   ResultReg = emitAddSub_rr(true, VT, Op0, Op0IsKill, CReg, true);
1455   return ResultReg;
1456 }
1457
1458 unsigned AArch64FastISel::emitSub(MVT RetVT, const Value *LHS, const Value *RHS,
1459                                   bool SetFlags, bool WantResult, bool IsZExt) {
1460   return emitAddSub(/*UseAdd=*/false, RetVT, LHS, RHS, SetFlags, WantResult,
1461                     IsZExt);
1462 }
1463
1464 unsigned AArch64FastISel::emitSubs_rr(MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1465                                       bool LHSIsKill, unsigned RHSReg,
1466                                       bool RHSIsKill, bool WantResult) {
1467   return emitAddSub_rr(/*UseAdd=*/false, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1468                        RHSIsKill, /*SetFlags=*/true, WantResult);
1469 }
1470
1471 unsigned AArch64FastISel::emitSubs_rs(MVT RetVT, unsigned LHSReg,
1472                                       bool LHSIsKill, unsigned RHSReg,
1473                                       bool RHSIsKill,
1474                                       AArch64_AM::ShiftExtendType ShiftType,
1475                                       uint64_t ShiftImm, bool WantResult) {
1476   return emitAddSub_rs(/*UseAdd=*/false, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1477                        RHSIsKill, ShiftType, ShiftImm, /*SetFlags=*/true,
1478                        WantResult);
1479 }
1480
1481 unsigned AArch64FastISel::emitLogicalOp(unsigned ISDOpc, MVT RetVT,
1482                                         const Value *LHS, const Value *RHS) {
1483   // Canonicalize immediates to the RHS first.
1484   if (isa<ConstantInt>(LHS) && !isa<ConstantInt>(RHS))
1485     std::swap(LHS, RHS);
1486
1487   // Canonicalize mul by power-of-2 to the RHS.
1488   if (LHS->hasOneUse() && isValueAvailable(LHS))
1489     if (isMulPowOf2(LHS))
1490       std::swap(LHS, RHS);
1491
1492   // Canonicalize shift immediate to the RHS.
1493   if (LHS->hasOneUse() && isValueAvailable(LHS))
1494     if (const auto *SI = dyn_cast<ShlOperator>(LHS))
1495       if (isa<ConstantInt>(SI->getOperand(1)))
1496         std::swap(LHS, RHS);
1497
1498   unsigned LHSReg = getRegForValue(LHS);
1499   if (!LHSReg)
1500     return 0;
1501   bool LHSIsKill = hasTrivialKill(LHS);
1502
1503   unsigned ResultReg = 0;
1504   if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS)) {
1505     uint64_t Imm = C->getZExtValue();
1506     ResultReg = emitLogicalOp_ri(ISDOpc, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, Imm);
1507   }
1508   if (ResultReg)
1509     return ResultReg;
1510
1511   // Check if the mul can be folded into the instruction.
1512   if (RHS->hasOneUse() && isValueAvailable(RHS))
1513     if (isMulPowOf2(RHS)) {
1514       const Value *MulLHS = cast<MulOperator>(RHS)->getOperand(0);
1515       const Value *MulRHS = cast<MulOperator>(RHS)->getOperand(1);
1516
1517       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(MulLHS))
1518         if (C->getValue().isPowerOf2())
1519           std::swap(MulLHS, MulRHS);
1520
1521       assert(isa<ConstantInt>(MulRHS) && "Expected a ConstantInt.");
1522       uint64_t ShiftVal = cast<ConstantInt>(MulRHS)->getValue().logBase2();
1523
1524       unsigned RHSReg = getRegForValue(MulLHS);
1525       if (!RHSReg)
1526         return 0;
1527       bool RHSIsKill = hasTrivialKill(MulLHS);
1528       return emitLogicalOp_rs(ISDOpc, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1529                               RHSIsKill, ShiftVal);
1530     }
1531
1532   // Check if the shift can be folded into the instruction.
1533   if (RHS->hasOneUse() && isValueAvailable(RHS))
1534     if (const auto *SI = dyn_cast<ShlOperator>(RHS))
1535       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(SI->getOperand(1))) {
1536         uint64_t ShiftVal = C->getZExtValue();
1537         unsigned RHSReg = getRegForValue(SI->getOperand(0));
1538         if (!RHSReg)
1539           return 0;
1540         bool RHSIsKill = hasTrivialKill(SI->getOperand(0));
1541         return emitLogicalOp_rs(ISDOpc, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg,
1542                                 RHSIsKill, ShiftVal);
1543       }
1544
1545   unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
1546   if (!RHSReg)
1547     return 0;
1548   bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
1549
1550   MVT VT = std::max(MVT::i32, RetVT.SimpleTy);
1551   ResultReg = fastEmit_rr(VT, VT, ISDOpc, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill);
1552   if (RetVT >= MVT::i8 && RetVT <= MVT::i16) {
1553     uint64_t Mask = (RetVT == MVT::i8) ? 0xff : 0xffff;
1554     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
1555   }
1556   return ResultReg;
1557 }
1558
1559 unsigned AArch64FastISel::emitLogicalOp_ri(unsigned ISDOpc, MVT RetVT,
1560                                            unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
1561                                            uint64_t Imm) {
1562   assert((ISD::AND + 1 == ISD::OR) && (ISD::AND + 2 == ISD::XOR) &&
1563          "ISD nodes are not consecutive!");
1564   static const unsigned OpcTable[3][2] = {
1565     { AArch64::ANDWri, AArch64::ANDXri },
1566     { AArch64::ORRWri, AArch64::ORRXri },
1567     { AArch64::EORWri, AArch64::EORXri }
1568   };
1569   const TargetRegisterClass *RC;
1570   unsigned Opc;
1571   unsigned RegSize;
1572   switch (RetVT.SimpleTy) {
1573   default:
1574     return 0;
1575   case MVT::i1:
1576   case MVT::i8:
1577   case MVT::i16:
1578   case MVT::i32: {
1579     unsigned Idx = ISDOpc - ISD::AND;
1580     Opc = OpcTable[Idx][0];
1581     RC = &AArch64::GPR32spRegClass;
1582     RegSize = 32;
1583     break;
1584   }
1585   case MVT::i64:
1586     Opc = OpcTable[ISDOpc - ISD::AND][1];
1587     RC = &AArch64::GPR64spRegClass;
1588     RegSize = 64;
1589     break;
1590   }
1591
1592   if (!AArch64_AM::isLogicalImmediate(Imm, RegSize))
1593     return 0;
1594
1595   unsigned ResultReg =
1596       fastEmitInst_ri(Opc, RC, LHSReg, LHSIsKill,
1597                       AArch64_AM::encodeLogicalImmediate(Imm, RegSize));
1598   if (RetVT >= MVT::i8 && RetVT <= MVT::i16 && ISDOpc != ISD::AND) {
1599     uint64_t Mask = (RetVT == MVT::i8) ? 0xff : 0xffff;
1600     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
1601   }
1602   return ResultReg;
1603 }
1604
1605 unsigned AArch64FastISel::emitLogicalOp_rs(unsigned ISDOpc, MVT RetVT,
1606                                            unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
1607                                            unsigned RHSReg, bool RHSIsKill,
1608                                            uint64_t ShiftImm) {
1609   assert((ISD::AND + 1 == ISD::OR) && (ISD::AND + 2 == ISD::XOR) &&
1610          "ISD nodes are not consecutive!");
1611   static const unsigned OpcTable[3][2] = {
1612     { AArch64::ANDWrs, AArch64::ANDXrs },
1613     { AArch64::ORRWrs, AArch64::ORRXrs },
1614     { AArch64::EORWrs, AArch64::EORXrs }
1615   };
1616   const TargetRegisterClass *RC;
1617   unsigned Opc;
1618   switch (RetVT.SimpleTy) {
1619   default:
1620     return 0;
1621   case MVT::i1:
1622   case MVT::i8:
1623   case MVT::i16:
1624   case MVT::i32:
1625     Opc = OpcTable[ISDOpc - ISD::AND][0];
1626     RC = &AArch64::GPR32RegClass;
1627     break;
1628   case MVT::i64:
1629     Opc = OpcTable[ISDOpc - ISD::AND][1];
1630     RC = &AArch64::GPR64RegClass;
1631     break;
1632   }
1633   unsigned ResultReg =
1634       fastEmitInst_rri(Opc, RC, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill,
1635                        AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, ShiftImm));
1636   if (RetVT >= MVT::i8 && RetVT <= MVT::i16) {
1637     uint64_t Mask = (RetVT == MVT::i8) ? 0xff : 0xffff;
1638     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
1639   }
1640   return ResultReg;
1641 }
1642
1643 unsigned AArch64FastISel::emitAnd_ri(MVT RetVT, unsigned LHSReg, bool LHSIsKill,
1644                                      uint64_t Imm) {
1645   return emitLogicalOp_ri(ISD::AND, RetVT, LHSReg, LHSIsKill, Imm);
1646 }
1647
1648 unsigned AArch64FastISel::emitLoad(MVT VT, MVT RetVT, Address Addr,
1649                                    bool WantZExt, MachineMemOperand *MMO) {
1650   // Simplify this down to something we can handle.
1651   if (!simplifyAddress(Addr, VT))
1652     return 0;
1653
1654   unsigned ScaleFactor = getImplicitScaleFactor(VT);
1655   if (!ScaleFactor)
1656     llvm_unreachable("Unexpected value type.");
1657
1658   // Negative offsets require unscaled, 9-bit, signed immediate offsets.
1659   // Otherwise, we try using scaled, 12-bit, unsigned immediate offsets.
1660   bool UseScaled = true;
1661   if ((Addr.getOffset() < 0) || (Addr.getOffset() & (ScaleFactor - 1))) {
1662     UseScaled = false;
1663     ScaleFactor = 1;
1664   }
1665
1666   static const unsigned GPOpcTable[2][8][4] = {
1667     // Sign-extend.
1668     { { AArch64::LDURSBWi,  AArch64::LDURSHWi,  AArch64::LDURWi,
1669         AArch64::LDURXi  },
1670       { AArch64::LDURSBXi,  AArch64::LDURSHXi,  AArch64::LDURSWi,
1671         AArch64::LDURXi  },
1672       { AArch64::LDRSBWui,  AArch64::LDRSHWui,  AArch64::LDRWui,
1673         AArch64::LDRXui  },
1674       { AArch64::LDRSBXui,  AArch64::LDRSHXui,  AArch64::LDRSWui,
1675         AArch64::LDRXui  },
1676       { AArch64::LDRSBWroX, AArch64::LDRSHWroX, AArch64::LDRWroX,
1677         AArch64::LDRXroX },
1678       { AArch64::LDRSBXroX, AArch64::LDRSHXroX, AArch64::LDRSWroX,
1679         AArch64::LDRXroX },
1680       { AArch64::LDRSBWroW, AArch64::LDRSHWroW, AArch64::LDRWroW,
1681         AArch64::LDRXroW },
1682       { AArch64::LDRSBXroW, AArch64::LDRSHXroW, AArch64::LDRSWroW,
1683         AArch64::LDRXroW }
1684     },
1685     // Zero-extend.
1686     { { AArch64::LDURBBi,   AArch64::LDURHHi,   AArch64::LDURWi,
1687         AArch64::LDURXi  },
1688       { AArch64::LDURBBi,   AArch64::LDURHHi,   AArch64::LDURWi,
1689         AArch64::LDURXi  },
1690       { AArch64::LDRBBui,   AArch64::LDRHHui,   AArch64::LDRWui,
1691         AArch64::LDRXui  },
1692       { AArch64::LDRBBui,   AArch64::LDRHHui,   AArch64::LDRWui,
1693         AArch64::LDRXui  },
1694       { AArch64::LDRBBroX,  AArch64::LDRHHroX,  AArch64::LDRWroX,
1695         AArch64::LDRXroX },
1696       { AArch64::LDRBBroX,  AArch64::LDRHHroX,  AArch64::LDRWroX,
1697         AArch64::LDRXroX },
1698       { AArch64::LDRBBroW,  AArch64::LDRHHroW,  AArch64::LDRWroW,
1699         AArch64::LDRXroW },
1700       { AArch64::LDRBBroW,  AArch64::LDRHHroW,  AArch64::LDRWroW,
1701         AArch64::LDRXroW }
1702     }
1703   };
1704
1705   static const unsigned FPOpcTable[4][2] = {
1706     { AArch64::LDURSi,  AArch64::LDURDi  },
1707     { AArch64::LDRSui,  AArch64::LDRDui  },
1708     { AArch64::LDRSroX, AArch64::LDRDroX },
1709     { AArch64::LDRSroW, AArch64::LDRDroW }
1710   };
1711
1712   unsigned Opc;
1713   const TargetRegisterClass *RC;
1714   bool UseRegOffset = Addr.isRegBase() && !Addr.getOffset() && Addr.getReg() &&
1715                       Addr.getOffsetReg();
1716   unsigned Idx = UseRegOffset ? 2 : UseScaled ? 1 : 0;
1717   if (Addr.getExtendType() == AArch64_AM::UXTW ||
1718       Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTW)
1719     Idx++;
1720
1721   bool IsRet64Bit = RetVT == MVT::i64;
1722   switch (VT.SimpleTy) {
1723   default:
1724     llvm_unreachable("Unexpected value type.");
1725   case MVT::i1: // Intentional fall-through.
1726   case MVT::i8:
1727     Opc = GPOpcTable[WantZExt][2 * Idx + IsRet64Bit][0];
1728     RC = (IsRet64Bit && !WantZExt) ?
1729              &AArch64::GPR64RegClass: &AArch64::GPR32RegClass;
1730     break;
1731   case MVT::i16:
1732     Opc = GPOpcTable[WantZExt][2 * Idx + IsRet64Bit][1];
1733     RC = (IsRet64Bit && !WantZExt) ?
1734              &AArch64::GPR64RegClass: &AArch64::GPR32RegClass;
1735     break;
1736   case MVT::i32:
1737     Opc = GPOpcTable[WantZExt][2 * Idx + IsRet64Bit][2];
1738     RC = (IsRet64Bit && !WantZExt) ?
1739              &AArch64::GPR64RegClass: &AArch64::GPR32RegClass;
1740     break;
1741   case MVT::i64:
1742     Opc = GPOpcTable[WantZExt][2 * Idx + IsRet64Bit][3];
1743     RC = &AArch64::GPR64RegClass;
1744     break;
1745   case MVT::f32:
1746     Opc = FPOpcTable[Idx][0];
1747     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
1748     break;
1749   case MVT::f64:
1750     Opc = FPOpcTable[Idx][1];
1751     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
1752     break;
1753   }
1754
1755   // Create the base instruction, then add the operands.
1756   unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
1757   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1758                                     TII.get(Opc), ResultReg);
1759   addLoadStoreOperands(Addr, MIB, MachineMemOperand::MOLoad, ScaleFactor, MMO);
1760
1761   // Loading an i1 requires special handling.
1762   if (VT == MVT::i1) {
1763     unsigned ANDReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, 1);
1764     assert(ANDReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
1765     ResultReg = ANDReg;
1766   }
1767
1768   // For zero-extending loads to 64bit we emit a 32bit load and then convert
1769   // the 32bit reg to a 64bit reg.
1770   if (WantZExt && RetVT == MVT::i64 && VT <= MVT::i32) {
1771     unsigned Reg64 = createResultReg(&AArch64::GPR64RegClass);
1772     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
1773             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), Reg64)
1774         .addImm(0)
1775         .addReg(ResultReg, getKillRegState(true))
1776         .addImm(AArch64::sub_32);
1777     ResultReg = Reg64;
1778   }
1779   return ResultReg;
1780 }
1781
1782 bool AArch64FastISel::selectAddSub(const Instruction *I) {
1783   MVT VT;
1784   if (!isTypeSupported(I->getType(), VT, /*IsVectorAllowed=*/true))
1785     return false;
1786
1787   if (VT.isVector())
1788     return selectOperator(I, I->getOpcode());
1789
1790   unsigned ResultReg;
1791   switch (I->getOpcode()) {
1792   default:
1793     llvm_unreachable("Unexpected instruction.");
1794   case Instruction::Add:
1795     ResultReg = emitAdd(VT, I->getOperand(0), I->getOperand(1));
1796     break;
1797   case Instruction::Sub:
1798     ResultReg = emitSub(VT, I->getOperand(0), I->getOperand(1));
1799     break;
1800   }
1801   if (!ResultReg)
1802     return false;
1803
1804   updateValueMap(I, ResultReg);
1805   return true;
1806 }
1807
1808 bool AArch64FastISel::selectLogicalOp(const Instruction *I) {
1809   MVT VT;
1810   if (!isTypeSupported(I->getType(), VT, /*IsVectorAllowed=*/true))
1811     return false;
1812
1813   if (VT.isVector())
1814     return selectOperator(I, I->getOpcode());
1815
1816   unsigned ResultReg;
1817   switch (I->getOpcode()) {
1818   default:
1819     llvm_unreachable("Unexpected instruction.");
1820   case Instruction::And:
1821     ResultReg = emitLogicalOp(ISD::AND, VT, I->getOperand(0), I->getOperand(1));
1822     break;
1823   case Instruction::Or:
1824     ResultReg = emitLogicalOp(ISD::OR, VT, I->getOperand(0), I->getOperand(1));
1825     break;
1826   case Instruction::Xor:
1827     ResultReg = emitLogicalOp(ISD::XOR, VT, I->getOperand(0), I->getOperand(1));
1828     break;
1829   }
1830   if (!ResultReg)
1831     return false;
1832
1833   updateValueMap(I, ResultReg);
1834   return true;
1835 }
1836
1837 bool AArch64FastISel::selectLoad(const Instruction *I) {
1838   MVT VT;
1839   // Verify we have a legal type before going any further.  Currently, we handle
1840   // simple types that will directly fit in a register (i32/f32/i64/f64) or
1841   // those that can be sign or zero-extended to a basic operation (i1/i8/i16).
1842   if (!isTypeSupported(I->getType(), VT, /*IsVectorAllowed=*/true) ||
1843       cast<LoadInst>(I)->isAtomic())
1844     return false;
1845
1846   // See if we can handle this address.
1847   Address Addr;
1848   if (!computeAddress(I->getOperand(0), Addr, I->getType()))
1849     return false;
1850
1851   // Fold the following sign-/zero-extend into the load instruction.
1852   bool WantZExt = true;
1853   MVT RetVT = VT;
1854   const Value *IntExtVal = nullptr;
1855   if (I->hasOneUse()) {
1856     if (const auto *ZE = dyn_cast<ZExtInst>(I->use_begin()->getUser())) {
1857       if (isTypeSupported(ZE->getType(), RetVT))
1858         IntExtVal = ZE;
1859       else
1860         RetVT = VT;
1861     } else if (const auto *SE = dyn_cast<SExtInst>(I->use_begin()->getUser())) {
1862       if (isTypeSupported(SE->getType(), RetVT))
1863         IntExtVal = SE;
1864       else
1865         RetVT = VT;
1866       WantZExt = false;
1867     }
1868   }
1869
1870   unsigned ResultReg =
1871       emitLoad(VT, RetVT, Addr, WantZExt, createMachineMemOperandFor(I));
1872   if (!ResultReg)
1873     return false;
1874
1875   // There are a few different cases we have to handle, because the load or the
1876   // sign-/zero-extend might not be selected by FastISel if we fall-back to
1877   // SelectionDAG. There is also an ordering issue when both instructions are in
1878   // different basic blocks.
1879   // 1.) The load instruction is selected by FastISel, but the integer extend
1880   //     not. This usually happens when the integer extend is in a different
1881   //     basic block and SelectionDAG took over for that basic block.
1882   // 2.) The load instruction is selected before the integer extend. This only
1883   //     happens when the integer extend is in a different basic block.
1884   // 3.) The load instruction is selected by SelectionDAG and the integer extend
1885   //     by FastISel. This happens if there are instructions between the load
1886   //     and the integer extend that couldn't be selected by FastISel.
1887   if (IntExtVal) {
1888     // The integer extend hasn't been emitted yet. FastISel or SelectionDAG
1889     // could select it. Emit a copy to subreg if necessary. FastISel will remove
1890     // it when it selects the integer extend.
1891     unsigned Reg = lookUpRegForValue(IntExtVal);
1892     if (!Reg) {
1893       if (RetVT == MVT::i64 && VT <= MVT::i32) {
1894         if (WantZExt) {
1895           // Delete the last emitted instruction from emitLoad (SUBREG_TO_REG).
1896           std::prev(FuncInfo.InsertPt)->eraseFromParent();
1897           ResultReg = std::prev(FuncInfo.InsertPt)->getOperand(0).getReg();
1898         } else
1899           ResultReg = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, ResultReg,
1900                                                  /*IsKill=*/true,
1901                                                  AArch64::sub_32);
1902       }
1903       updateValueMap(I, ResultReg);
1904       return true;
1905     }
1906
1907     // The integer extend has already been emitted - delete all the instructions
1908     // that have been emitted by the integer extend lowering code and use the
1909     // result from the load instruction directly.
1910     while (Reg) {
1911       auto *MI = MRI.getUniqueVRegDef(Reg);
1912       if (!MI)
1913         break;
1914       Reg = 0;
1915       for (auto &Opnd : MI->uses()) {
1916         if (Opnd.isReg()) {
1917           Reg = Opnd.getReg();
1918           break;
1919         }
1920       }
1921       MI->eraseFromParent();
1922     }
1923     updateValueMap(IntExtVal, ResultReg);
1924     return true;
1925   }
1926
1927   updateValueMap(I, ResultReg);
1928   return true;
1929 }
1930
1931 bool AArch64FastISel::emitStore(MVT VT, unsigned SrcReg, Address Addr,
1932                                 MachineMemOperand *MMO) {
1933   // Simplify this down to something we can handle.
1934   if (!simplifyAddress(Addr, VT))
1935     return false;
1936
1937   unsigned ScaleFactor = getImplicitScaleFactor(VT);
1938   if (!ScaleFactor)
1939     llvm_unreachable("Unexpected value type.");
1940
1941   // Negative offsets require unscaled, 9-bit, signed immediate offsets.
1942   // Otherwise, we try using scaled, 12-bit, unsigned immediate offsets.
1943   bool UseScaled = true;
1944   if ((Addr.getOffset() < 0) || (Addr.getOffset() & (ScaleFactor - 1))) {
1945     UseScaled = false;
1946     ScaleFactor = 1;
1947   }
1948
1949   static const unsigned OpcTable[4][6] = {
1950     { AArch64::STURBBi,  AArch64::STURHHi,  AArch64::STURWi,  AArch64::STURXi,
1951       AArch64::STURSi,   AArch64::STURDi },
1952     { AArch64::STRBBui,  AArch64::STRHHui,  AArch64::STRWui,  AArch64::STRXui,
1953       AArch64::STRSui,   AArch64::STRDui },
1954     { AArch64::STRBBroX, AArch64::STRHHroX, AArch64::STRWroX, AArch64::STRXroX,
1955       AArch64::STRSroX,  AArch64::STRDroX },
1956     { AArch64::STRBBroW, AArch64::STRHHroW, AArch64::STRWroW, AArch64::STRXroW,
1957       AArch64::STRSroW,  AArch64::STRDroW }
1958   };
1959
1960   unsigned Opc;
1961   bool VTIsi1 = false;
1962   bool UseRegOffset = Addr.isRegBase() && !Addr.getOffset() && Addr.getReg() &&
1963                       Addr.getOffsetReg();
1964   unsigned Idx = UseRegOffset ? 2 : UseScaled ? 1 : 0;
1965   if (Addr.getExtendType() == AArch64_AM::UXTW ||
1966       Addr.getExtendType() == AArch64_AM::SXTW)
1967     Idx++;
1968
1969   switch (VT.SimpleTy) {
1970   default: llvm_unreachable("Unexpected value type.");
1971   case MVT::i1:  VTIsi1 = true;
1972   case MVT::i8:  Opc = OpcTable[Idx][0]; break;
1973   case MVT::i16: Opc = OpcTable[Idx][1]; break;
1974   case MVT::i32: Opc = OpcTable[Idx][2]; break;
1975   case MVT::i64: Opc = OpcTable[Idx][3]; break;
1976   case MVT::f32: Opc = OpcTable[Idx][4]; break;
1977   case MVT::f64: Opc = OpcTable[Idx][5]; break;
1978   }
1979
1980   // Storing an i1 requires special handling.
1981   if (VTIsi1 && SrcReg != AArch64::WZR) {
1982     unsigned ANDReg = emitAnd_ri(MVT::i32, SrcReg, /*TODO:IsKill=*/false, 1);
1983     assert(ANDReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
1984     SrcReg = ANDReg;
1985   }
1986   // Create the base instruction, then add the operands.
1987   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
1988   SrcReg = constrainOperandRegClass(II, SrcReg, II.getNumDefs());
1989   MachineInstrBuilder MIB =
1990       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II).addReg(SrcReg);
1991   addLoadStoreOperands(Addr, MIB, MachineMemOperand::MOStore, ScaleFactor, MMO);
1992
1993   return true;
1994 }
1995
1996 bool AArch64FastISel::selectStore(const Instruction *I) {
1997   MVT VT;
1998   const Value *Op0 = I->getOperand(0);
1999   // Verify we have a legal type before going any further.  Currently, we handle
2000   // simple types that will directly fit in a register (i32/f32/i64/f64) or
2001   // those that can be sign or zero-extended to a basic operation (i1/i8/i16).
2002   if (!isTypeSupported(Op0->getType(), VT, /*IsVectorAllowed=*/true) ||
2003       cast<StoreInst>(I)->isAtomic())
2004     return false;
2005
2006   // Get the value to be stored into a register. Use the zero register directly
2007   // when possible to avoid an unnecessary copy and a wasted register.
2008   unsigned SrcReg = 0;
2009   if (const auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0)) {
2010     if (CI->isZero())
2011       SrcReg = (VT == MVT::i64) ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
2012   } else if (const auto *CF = dyn_cast<ConstantFP>(Op0)) {
2013     if (CF->isZero() && !CF->isNegative()) {
2014       VT = MVT::getIntegerVT(VT.getSizeInBits());
2015       SrcReg = (VT == MVT::i64) ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
2016     }
2017   }
2018
2019   if (!SrcReg)
2020     SrcReg = getRegForValue(Op0);
2021
2022   if (!SrcReg)
2023     return false;
2024
2025   // See if we can handle this address.
2026   Address Addr;
2027   if (!computeAddress(I->getOperand(1), Addr, I->getOperand(0)->getType()))
2028     return false;
2029
2030   if (!emitStore(VT, SrcReg, Addr, createMachineMemOperandFor(I)))
2031     return false;
2032   return true;
2033 }
2034
2035 static AArch64CC::CondCode getCompareCC(CmpInst::Predicate Pred) {
2036   switch (Pred) {
2037   case CmpInst::FCMP_ONE:
2038   case CmpInst::FCMP_UEQ:
2039   default:
2040     // AL is our "false" for now. The other two need more compares.
2041     return AArch64CC::AL;
2042   case CmpInst::ICMP_EQ:
2043   case CmpInst::FCMP_OEQ:
2044     return AArch64CC::EQ;
2045   case CmpInst::ICMP_SGT:
2046   case CmpInst::FCMP_OGT:
2047     return AArch64CC::GT;
2048   case CmpInst::ICMP_SGE:
2049   case CmpInst::FCMP_OGE:
2050     return AArch64CC::GE;
2051   case CmpInst::ICMP_UGT:
2052   case CmpInst::FCMP_UGT:
2053     return AArch64CC::HI;
2054   case CmpInst::FCMP_OLT:
2055     return AArch64CC::MI;
2056   case CmpInst::ICMP_ULE:
2057   case CmpInst::FCMP_OLE:
2058     return AArch64CC::LS;
2059   case CmpInst::FCMP_ORD:
2060     return AArch64CC::VC;
2061   case CmpInst::FCMP_UNO:
2062     return AArch64CC::VS;
2063   case CmpInst::FCMP_UGE:
2064     return AArch64CC::PL;
2065   case CmpInst::ICMP_SLT:
2066   case CmpInst::FCMP_ULT:
2067     return AArch64CC::LT;
2068   case CmpInst::ICMP_SLE:
2069   case CmpInst::FCMP_ULE:
2070     return AArch64CC::LE;
2071   case CmpInst::FCMP_UNE:
2072   case CmpInst::ICMP_NE:
2073     return AArch64CC::NE;
2074   case CmpInst::ICMP_UGE:
2075     return AArch64CC::HS;
2076   case CmpInst::ICMP_ULT:
2077     return AArch64CC::LO;
2078   }
2079 }
2080
2081 /// \brief Try to emit a combined compare-and-branch instruction.
2082 bool AArch64FastISel::emitCompareAndBranch(const BranchInst *BI) {
2083   assert(isa<CmpInst>(BI->getCondition()) && "Expected cmp instruction");
2084   const CmpInst *CI = cast<CmpInst>(BI->getCondition());
2085   CmpInst::Predicate Predicate = optimizeCmpPredicate(CI);
2086
2087   const Value *LHS = CI->getOperand(0);
2088   const Value *RHS = CI->getOperand(1);
2089
2090   MVT VT;
2091   if (!isTypeSupported(LHS->getType(), VT))
2092     return false;
2093
2094   unsigned BW = VT.getSizeInBits();
2095   if (BW > 64)
2096     return false;
2097
2098   MachineBasicBlock *TBB = FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(0)];
2099   MachineBasicBlock *FBB = FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(1)];
2100
2101   // Try to take advantage of fallthrough opportunities.
2102   if (FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(TBB)) {
2103     std::swap(TBB, FBB);
2104     Predicate = CmpInst::getInversePredicate(Predicate);
2105   }
2106
2107   int TestBit = -1;
2108   bool IsCmpNE;
2109   if ((Predicate == CmpInst::ICMP_EQ) || (Predicate == CmpInst::ICMP_NE)) {
2110     if (const auto *C = dyn_cast<Constant>(LHS))
2111       if (C->isNullValue())
2112         std::swap(LHS, RHS);
2113
2114     if (!isa<Constant>(RHS))
2115       return false;
2116
2117     if (!cast<Constant>(RHS)->isNullValue())
2118       return false;
2119
2120     if (const auto *AI = dyn_cast<BinaryOperator>(LHS))
2121       if (AI->getOpcode() == Instruction::And && isValueAvailable(AI)) {
2122         const Value *AndLHS = AI->getOperand(0);
2123         const Value *AndRHS = AI->getOperand(1);
2124
2125         if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(AndLHS))
2126           if (C->getValue().isPowerOf2())
2127             std::swap(AndLHS, AndRHS);
2128
2129         if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(AndRHS))
2130           if (C->getValue().isPowerOf2()) {
2131             TestBit = C->getValue().logBase2();
2132             LHS = AndLHS;
2133           }
2134       }
2135     IsCmpNE = Predicate == CmpInst::ICMP_NE;
2136   } else if (Predicate == CmpInst::ICMP_SLT) {
2137     if (!isa<Constant>(RHS))
2138       return false;
2139
2140     if (!cast<Constant>(RHS)->isNullValue())
2141       return false;
2142
2143     TestBit = BW - 1;
2144     IsCmpNE = true;
2145   } else if (Predicate == CmpInst::ICMP_SGT) {
2146     if (!isa<ConstantInt>(RHS))
2147       return false;
2148
2149     if (cast<ConstantInt>(RHS)->getValue() != -1)
2150       return false;
2151
2152     TestBit = BW - 1;
2153     IsCmpNE = false;
2154   } else
2155     return false;
2156
2157   static const unsigned OpcTable[2][2][2] = {
2158     { {AArch64::CBZW,  AArch64::CBZX },
2159       {AArch64::CBNZW, AArch64::CBNZX} },
2160     { {AArch64::TBZW,  AArch64::TBZX },
2161       {AArch64::TBNZW, AArch64::TBNZX} }
2162   };
2163
2164   bool IsBitTest = TestBit != -1;
2165   bool Is64Bit = BW == 64;
2166   if (TestBit < 32 && TestBit >= 0)
2167     Is64Bit = false;
2168
2169   unsigned Opc = OpcTable[IsBitTest][IsCmpNE][Is64Bit];
2170   const MCInstrDesc &II = TII.get(Opc);
2171
2172   unsigned SrcReg = getRegForValue(LHS);
2173   if (!SrcReg)
2174     return false;
2175   bool SrcIsKill = hasTrivialKill(LHS);
2176
2177   if (BW == 64 && !Is64Bit)
2178     SrcReg = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, SrcReg, SrcIsKill,
2179                                         AArch64::sub_32);
2180
2181   if ((BW < 32) && !IsBitTest)
2182     SrcReg = emitIntExt(VT, SrcReg, MVT::i32, /*IsZExt=*/true);
2183
2184   // Emit the combined compare and branch instruction.
2185   SrcReg = constrainOperandRegClass(II, SrcReg,  II.getNumDefs());
2186   MachineInstrBuilder MIB =
2187       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(Opc))
2188           .addReg(SrcReg, getKillRegState(SrcIsKill));
2189   if (IsBitTest)
2190     MIB.addImm(TestBit);
2191   MIB.addMBB(TBB);
2192
2193   // Obtain the branch weight and add the TrueBB to the successor list.
2194   uint32_t BranchWeight = 0;
2195   if (FuncInfo.BPI)
2196     BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2197                                                TBB->getBasicBlock());
2198   FuncInfo.MBB->addSuccessor(TBB, BranchWeight);
2199   fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2200
2201   return true;
2202 }
2203
2204 bool AArch64FastISel::selectBranch(const Instruction *I) {
2205   const BranchInst *BI = cast<BranchInst>(I);
2206   if (BI->isUnconditional()) {
2207     MachineBasicBlock *MSucc = FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(0)];
2208     fastEmitBranch(MSucc, BI->getDebugLoc());
2209     return true;
2210   }
2211
2212   MachineBasicBlock *TBB = FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(0)];
2213   MachineBasicBlock *FBB = FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(1)];
2214
2215   AArch64CC::CondCode CC = AArch64CC::NE;
2216   if (const CmpInst *CI = dyn_cast<CmpInst>(BI->getCondition())) {
2217     if (CI->hasOneUse() && isValueAvailable(CI)) {
2218       // Try to optimize or fold the cmp.
2219       CmpInst::Predicate Predicate = optimizeCmpPredicate(CI);
2220       switch (Predicate) {
2221       default:
2222         break;
2223       case CmpInst::FCMP_FALSE:
2224         fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2225         return true;
2226       case CmpInst::FCMP_TRUE:
2227         fastEmitBranch(TBB, DbgLoc);
2228         return true;
2229       }
2230
2231       // Try to emit a combined compare-and-branch first.
2232       if (emitCompareAndBranch(BI))
2233         return true;
2234
2235       // Try to take advantage of fallthrough opportunities.
2236       if (FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(TBB)) {
2237         std::swap(TBB, FBB);
2238         Predicate = CmpInst::getInversePredicate(Predicate);
2239       }
2240
2241       // Emit the cmp.
2242       if (!emitCmp(CI->getOperand(0), CI->getOperand(1), CI->isUnsigned()))
2243         return false;
2244
2245       // FCMP_UEQ and FCMP_ONE cannot be checked with a single branch
2246       // instruction.
2247       CC = getCompareCC(Predicate);
2248       AArch64CC::CondCode ExtraCC = AArch64CC::AL;
2249       switch (Predicate) {
2250       default:
2251         break;
2252       case CmpInst::FCMP_UEQ:
2253         ExtraCC = AArch64CC::EQ;
2254         CC = AArch64CC::VS;
2255         break;
2256       case CmpInst::FCMP_ONE:
2257         ExtraCC = AArch64CC::MI;
2258         CC = AArch64CC::GT;
2259         break;
2260       }
2261       assert((CC != AArch64CC::AL) && "Unexpected condition code.");
2262
2263       // Emit the extra branch for FCMP_UEQ and FCMP_ONE.
2264       if (ExtraCC != AArch64CC::AL) {
2265         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::Bcc))
2266             .addImm(ExtraCC)
2267             .addMBB(TBB);
2268       }
2269
2270       // Emit the branch.
2271       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::Bcc))
2272           .addImm(CC)
2273           .addMBB(TBB);
2274
2275       // Obtain the branch weight and add the TrueBB to the successor list.
2276       uint32_t BranchWeight = 0;
2277       if (FuncInfo.BPI)
2278         BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2279                                                   TBB->getBasicBlock());
2280       FuncInfo.MBB->addSuccessor(TBB, BranchWeight);
2281
2282       fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2283       return true;
2284     }
2285   } else if (TruncInst *TI = dyn_cast<TruncInst>(BI->getCondition())) {
2286     MVT SrcVT;
2287     if (TI->hasOneUse() && isValueAvailable(TI) &&
2288         isTypeSupported(TI->getOperand(0)->getType(), SrcVT)) {
2289       unsigned CondReg = getRegForValue(TI->getOperand(0));
2290       if (!CondReg)
2291         return false;
2292       bool CondIsKill = hasTrivialKill(TI->getOperand(0));
2293
2294       // Issue an extract_subreg to get the lower 32-bits.
2295       if (SrcVT == MVT::i64) {
2296         CondReg = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, CondReg, CondIsKill,
2297                                              AArch64::sub_32);
2298         CondIsKill = true;
2299       }
2300
2301       unsigned ANDReg = emitAnd_ri(MVT::i32, CondReg, CondIsKill, 1);
2302       assert(ANDReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
2303       emitICmp_ri(MVT::i32, ANDReg, /*IsKill=*/true, 0);
2304
2305       if (FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(TBB)) {
2306         std::swap(TBB, FBB);
2307         CC = AArch64CC::EQ;
2308       }
2309       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::Bcc))
2310           .addImm(CC)
2311           .addMBB(TBB);
2312
2313       // Obtain the branch weight and add the TrueBB to the successor list.
2314       uint32_t BranchWeight = 0;
2315       if (FuncInfo.BPI)
2316         BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2317                                                   TBB->getBasicBlock());
2318       FuncInfo.MBB->addSuccessor(TBB, BranchWeight);
2319
2320       fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2321       return true;
2322     }
2323   } else if (const auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(BI->getCondition())) {
2324     uint64_t Imm = CI->getZExtValue();
2325     MachineBasicBlock *Target = (Imm == 0) ? FBB : TBB;
2326     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::B))
2327         .addMBB(Target);
2328
2329     // Obtain the branch weight and add the target to the successor list.
2330     uint32_t BranchWeight = 0;
2331     if (FuncInfo.BPI)
2332       BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2333                                                  Target->getBasicBlock());
2334     FuncInfo.MBB->addSuccessor(Target, BranchWeight);
2335     return true;
2336   } else if (foldXALUIntrinsic(CC, I, BI->getCondition())) {
2337     // Fake request the condition, otherwise the intrinsic might be completely
2338     // optimized away.
2339     unsigned CondReg = getRegForValue(BI->getCondition());
2340     if (!CondReg)
2341       return false;
2342
2343     // Emit the branch.
2344     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::Bcc))
2345       .addImm(CC)
2346       .addMBB(TBB);
2347
2348     // Obtain the branch weight and add the TrueBB to the successor list.
2349     uint32_t BranchWeight = 0;
2350     if (FuncInfo.BPI)
2351       BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2352                                                  TBB->getBasicBlock());
2353     FuncInfo.MBB->addSuccessor(TBB, BranchWeight);
2354
2355     fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2356     return true;
2357   }
2358
2359   unsigned CondReg = getRegForValue(BI->getCondition());
2360   if (CondReg == 0)
2361     return false;
2362   bool CondRegIsKill = hasTrivialKill(BI->getCondition());
2363
2364   // We've been divorced from our compare!  Our block was split, and
2365   // now our compare lives in a predecessor block.  We musn't
2366   // re-compare here, as the children of the compare aren't guaranteed
2367   // live across the block boundary (we *could* check for this).
2368   // Regardless, the compare has been done in the predecessor block,
2369   // and it left a value for us in a virtual register.  Ergo, we test
2370   // the one-bit value left in the virtual register.
2371   emitICmp_ri(MVT::i32, CondReg, CondRegIsKill, 0);
2372
2373   if (FuncInfo.MBB->isLayoutSuccessor(TBB)) {
2374     std::swap(TBB, FBB);
2375     CC = AArch64CC::EQ;
2376   }
2377
2378   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::Bcc))
2379       .addImm(CC)
2380       .addMBB(TBB);
2381
2382   // Obtain the branch weight and add the TrueBB to the successor list.
2383   uint32_t BranchWeight = 0;
2384   if (FuncInfo.BPI)
2385     BranchWeight = FuncInfo.BPI->getEdgeWeight(BI->getParent(),
2386                                                TBB->getBasicBlock());
2387   FuncInfo.MBB->addSuccessor(TBB, BranchWeight);
2388
2389   fastEmitBranch(FBB, DbgLoc);
2390   return true;
2391 }
2392
2393 bool AArch64FastISel::selectIndirectBr(const Instruction *I) {
2394   const IndirectBrInst *BI = cast<IndirectBrInst>(I);
2395   unsigned AddrReg = getRegForValue(BI->getOperand(0));
2396   if (AddrReg == 0)
2397     return false;
2398
2399   // Emit the indirect branch.
2400   const MCInstrDesc &II = TII.get(AArch64::BR);
2401   AddrReg = constrainOperandRegClass(II, AddrReg,  II.getNumDefs());
2402   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II).addReg(AddrReg);
2403
2404   // Make sure the CFG is up-to-date.
2405   for (unsigned i = 0, e = BI->getNumSuccessors(); i != e; ++i)
2406     FuncInfo.MBB->addSuccessor(FuncInfo.MBBMap[BI->getSuccessor(i)]);
2407
2408   return true;
2409 }
2410
2411 bool AArch64FastISel::selectCmp(const Instruction *I) {
2412   const CmpInst *CI = cast<CmpInst>(I);
2413
2414   // Try to optimize or fold the cmp.
2415   CmpInst::Predicate Predicate = optimizeCmpPredicate(CI);
2416   unsigned ResultReg = 0;
2417   switch (Predicate) {
2418   default:
2419     break;
2420   case CmpInst::FCMP_FALSE:
2421     ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR32RegClass);
2422     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
2423             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
2424         .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true));
2425     break;
2426   case CmpInst::FCMP_TRUE:
2427     ResultReg = fastEmit_i(MVT::i32, MVT::i32, ISD::Constant, 1);
2428     break;
2429   }
2430
2431   if (ResultReg) {
2432     updateValueMap(I, ResultReg);
2433     return true;
2434   }
2435
2436   // Emit the cmp.
2437   if (!emitCmp(CI->getOperand(0), CI->getOperand(1), CI->isUnsigned()))
2438     return false;
2439
2440   ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR32RegClass);
2441
2442   // FCMP_UEQ and FCMP_ONE cannot be checked with a single instruction. These
2443   // condition codes are inverted, because they are used by CSINC.
2444   static unsigned CondCodeTable[2][2] = {
2445     { AArch64CC::NE, AArch64CC::VC },
2446     { AArch64CC::PL, AArch64CC::LE }
2447   };
2448   unsigned *CondCodes = nullptr;
2449   switch (Predicate) {
2450   default:
2451     break;
2452   case CmpInst::FCMP_UEQ:
2453     CondCodes = &CondCodeTable[0][0];
2454     break;
2455   case CmpInst::FCMP_ONE:
2456     CondCodes = &CondCodeTable[1][0];
2457     break;
2458   }
2459
2460   if (CondCodes) {
2461     unsigned TmpReg1 = createResultReg(&AArch64::GPR32RegClass);
2462     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::CSINCWr),
2463             TmpReg1)
2464         .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true))
2465         .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true))
2466         .addImm(CondCodes[0]);
2467     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::CSINCWr),
2468             ResultReg)
2469         .addReg(TmpReg1, getKillRegState(true))
2470         .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true))
2471         .addImm(CondCodes[1]);
2472
2473     updateValueMap(I, ResultReg);
2474     return true;
2475   }
2476
2477   // Now set a register based on the comparison.
2478   AArch64CC::CondCode CC = getCompareCC(Predicate);
2479   assert((CC != AArch64CC::AL) && "Unexpected condition code.");
2480   AArch64CC::CondCode invertedCC = getInvertedCondCode(CC);
2481   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::CSINCWr),
2482           ResultReg)
2483       .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true))
2484       .addReg(AArch64::WZR, getKillRegState(true))
2485       .addImm(invertedCC);
2486
2487   updateValueMap(I, ResultReg);
2488   return true;
2489 }
2490
2491 bool AArch64FastISel::selectSelect(const Instruction *I) {
2492   const SelectInst *SI = cast<SelectInst>(I);
2493
2494   EVT DestEVT = TLI.getValueType(SI->getType(), true);
2495   if (!DestEVT.isSimple())
2496     return false;
2497
2498   MVT DestVT = DestEVT.getSimpleVT();
2499   if (DestVT != MVT::i32 && DestVT != MVT::i64 && DestVT != MVT::f32 &&
2500       DestVT != MVT::f64)
2501     return false;
2502
2503   unsigned SelectOpc;
2504   const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
2505   switch (DestVT.SimpleTy) {
2506   default: return false;
2507   case MVT::i32:
2508     SelectOpc = AArch64::CSELWr;    RC = &AArch64::GPR32RegClass; break;
2509   case MVT::i64:
2510     SelectOpc = AArch64::CSELXr;    RC = &AArch64::GPR64RegClass; break;
2511   case MVT::f32:
2512     SelectOpc = AArch64::FCSELSrrr; RC = &AArch64::FPR32RegClass; break;
2513   case MVT::f64:
2514     SelectOpc = AArch64::FCSELDrrr; RC = &AArch64::FPR64RegClass; break;
2515   }
2516
2517   const Value *Cond = SI->getCondition();
2518   bool NeedTest = true;
2519   AArch64CC::CondCode CC = AArch64CC::NE;
2520   if (foldXALUIntrinsic(CC, I, Cond))
2521     NeedTest = false;
2522
2523   unsigned CondReg = getRegForValue(Cond);
2524   if (!CondReg)
2525     return false;
2526   bool CondIsKill = hasTrivialKill(Cond);
2527
2528   if (NeedTest) {
2529     unsigned ANDReg = emitAnd_ri(MVT::i32, CondReg, CondIsKill, 1);
2530     assert(ANDReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
2531     emitICmp_ri(MVT::i32, ANDReg, /*IsKill=*/true, 0);
2532   }
2533
2534   unsigned TrueReg = getRegForValue(SI->getTrueValue());
2535   bool TrueIsKill = hasTrivialKill(SI->getTrueValue());
2536
2537   unsigned FalseReg = getRegForValue(SI->getFalseValue());
2538   bool FalseIsKill = hasTrivialKill(SI->getFalseValue());
2539
2540   if (!TrueReg || !FalseReg)
2541     return false;
2542
2543   unsigned ResultReg = fastEmitInst_rri(SelectOpc, RC, TrueReg, TrueIsKill,
2544                                         FalseReg, FalseIsKill, CC);
2545   updateValueMap(I, ResultReg);
2546   return true;
2547 }
2548
2549 bool AArch64FastISel::selectFPExt(const Instruction *I) {
2550   Value *V = I->getOperand(0);
2551   if (!I->getType()->isDoubleTy() || !V->getType()->isFloatTy())
2552     return false;
2553
2554   unsigned Op = getRegForValue(V);
2555   if (Op == 0)
2556     return false;
2557
2558   unsigned ResultReg = createResultReg(&AArch64::FPR64RegClass);
2559   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::FCVTDSr),
2560           ResultReg).addReg(Op);
2561   updateValueMap(I, ResultReg);
2562   return true;
2563 }
2564
2565 bool AArch64FastISel::selectFPTrunc(const Instruction *I) {
2566   Value *V = I->getOperand(0);
2567   if (!I->getType()->isFloatTy() || !V->getType()->isDoubleTy())
2568     return false;
2569
2570   unsigned Op = getRegForValue(V);
2571   if (Op == 0)
2572     return false;
2573
2574   unsigned ResultReg = createResultReg(&AArch64::FPR32RegClass);
2575   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::FCVTSDr),
2576           ResultReg).addReg(Op);
2577   updateValueMap(I, ResultReg);
2578   return true;
2579 }
2580
2581 // FPToUI and FPToSI
2582 bool AArch64FastISel::selectFPToInt(const Instruction *I, bool Signed) {
2583   MVT DestVT;
2584   if (!isTypeLegal(I->getType(), DestVT) || DestVT.isVector())
2585     return false;
2586
2587   unsigned SrcReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
2588   if (SrcReg == 0)
2589     return false;
2590
2591   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType(), true);
2592   if (SrcVT == MVT::f128)
2593     return false;
2594
2595   unsigned Opc;
2596   if (SrcVT == MVT::f64) {
2597     if (Signed)
2598       Opc = (DestVT == MVT::i32) ? AArch64::FCVTZSUWDr : AArch64::FCVTZSUXDr;
2599     else
2600       Opc = (DestVT == MVT::i32) ? AArch64::FCVTZUUWDr : AArch64::FCVTZUUXDr;
2601   } else {
2602     if (Signed)
2603       Opc = (DestVT == MVT::i32) ? AArch64::FCVTZSUWSr : AArch64::FCVTZSUXSr;
2604     else
2605       Opc = (DestVT == MVT::i32) ? AArch64::FCVTZUUWSr : AArch64::FCVTZUUXSr;
2606   }
2607   unsigned ResultReg = createResultReg(
2608       DestVT == MVT::i32 ? &AArch64::GPR32RegClass : &AArch64::GPR64RegClass);
2609   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(Opc), ResultReg)
2610       .addReg(SrcReg);
2611   updateValueMap(I, ResultReg);
2612   return true;
2613 }
2614
2615 bool AArch64FastISel::selectIntToFP(const Instruction *I, bool Signed) {
2616   MVT DestVT;
2617   if (!isTypeLegal(I->getType(), DestVT) || DestVT.isVector())
2618     return false;
2619   assert ((DestVT == MVT::f32 || DestVT == MVT::f64) &&
2620           "Unexpected value type.");
2621
2622   unsigned SrcReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
2623   if (!SrcReg)
2624     return false;
2625   bool SrcIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
2626
2627   EVT SrcVT = TLI.getValueType(I->getOperand(0)->getType(), true);
2628
2629   // Handle sign-extension.
2630   if (SrcVT == MVT::i16 || SrcVT == MVT::i8 || SrcVT == MVT::i1) {
2631     SrcReg =
2632         emitIntExt(SrcVT.getSimpleVT(), SrcReg, MVT::i32, /*isZExt*/ !Signed);
2633     if (!SrcReg)
2634       return false;
2635     SrcIsKill = true;
2636   }
2637
2638   unsigned Opc;
2639   if (SrcVT == MVT::i64) {
2640     if (Signed)
2641       Opc = (DestVT == MVT::f32) ? AArch64::SCVTFUXSri : AArch64::SCVTFUXDri;
2642     else
2643       Opc = (DestVT == MVT::f32) ? AArch64::UCVTFUXSri : AArch64::UCVTFUXDri;
2644   } else {
2645     if (Signed)
2646       Opc = (DestVT == MVT::f32) ? AArch64::SCVTFUWSri : AArch64::SCVTFUWDri;
2647     else
2648       Opc = (DestVT == MVT::f32) ? AArch64::UCVTFUWSri : AArch64::UCVTFUWDri;
2649   }
2650
2651   unsigned ResultReg = fastEmitInst_r(Opc, TLI.getRegClassFor(DestVT), SrcReg,
2652                                       SrcIsKill);
2653   updateValueMap(I, ResultReg);
2654   return true;
2655 }
2656
2657 bool AArch64FastISel::fastLowerArguments() {
2658   if (!FuncInfo.CanLowerReturn)
2659     return false;
2660
2661   const Function *F = FuncInfo.Fn;
2662   if (F->isVarArg())
2663     return false;
2664
2665   CallingConv::ID CC = F->getCallingConv();
2666   if (CC != CallingConv::C)
2667     return false;
2668
2669   // Only handle simple cases of up to 8 GPR and FPR each.
2670   unsigned GPRCnt = 0;
2671   unsigned FPRCnt = 0;
2672   unsigned Idx = 0;
2673   for (auto const &Arg : F->args()) {
2674     // The first argument is at index 1.
2675     ++Idx;
2676     if (F->getAttributes().hasAttribute(Idx, Attribute::ByVal) ||
2677         F->getAttributes().hasAttribute(Idx, Attribute::InReg) ||
2678         F->getAttributes().hasAttribute(Idx, Attribute::StructRet) ||
2679         F->getAttributes().hasAttribute(Idx, Attribute::Nest))
2680       return false;
2681
2682     Type *ArgTy = Arg.getType();
2683     if (ArgTy->isStructTy() || ArgTy->isArrayTy())
2684       return false;
2685
2686     EVT ArgVT = TLI.getValueType(ArgTy);
2687     if (!ArgVT.isSimple())
2688       return false;
2689
2690     MVT VT = ArgVT.getSimpleVT().SimpleTy;
2691     if (VT.isFloatingPoint() && !Subtarget->hasFPARMv8())
2692       return false;
2693
2694     if (VT.isVector() &&
2695         (!Subtarget->hasNEON() || !Subtarget->isLittleEndian()))
2696       return false;
2697
2698     if (VT >= MVT::i1 && VT <= MVT::i64)
2699       ++GPRCnt;
2700     else if ((VT >= MVT::f16 && VT <= MVT::f64) || VT.is64BitVector() ||
2701              VT.is128BitVector())
2702       ++FPRCnt;
2703     else
2704       return false;
2705
2706     if (GPRCnt > 8 || FPRCnt > 8)
2707       return false;
2708   }
2709
2710   static const MCPhysReg Registers[6][8] = {
2711     { AArch64::W0, AArch64::W1, AArch64::W2, AArch64::W3, AArch64::W4,
2712       AArch64::W5, AArch64::W6, AArch64::W7 },
2713     { AArch64::X0, AArch64::X1, AArch64::X2, AArch64::X3, AArch64::X4,
2714       AArch64::X5, AArch64::X6, AArch64::X7 },
2715     { AArch64::H0, AArch64::H1, AArch64::H2, AArch64::H3, AArch64::H4,
2716       AArch64::H5, AArch64::H6, AArch64::H7 },
2717     { AArch64::S0, AArch64::S1, AArch64::S2, AArch64::S3, AArch64::S4,
2718       AArch64::S5, AArch64::S6, AArch64::S7 },
2719     { AArch64::D0, AArch64::D1, AArch64::D2, AArch64::D3, AArch64::D4,
2720       AArch64::D5, AArch64::D6, AArch64::D7 },
2721     { AArch64::Q0, AArch64::Q1, AArch64::Q2, AArch64::Q3, AArch64::Q4,
2722       AArch64::Q5, AArch64::Q6, AArch64::Q7 }
2723   };
2724
2725   unsigned GPRIdx = 0;
2726   unsigned FPRIdx = 0;
2727   for (auto const &Arg : F->args()) {
2728     MVT VT = TLI.getSimpleValueType(Arg.getType());
2729     unsigned SrcReg;
2730     const TargetRegisterClass *RC;
2731     if (VT >= MVT::i1 && VT <= MVT::i32) {
2732       SrcReg = Registers[0][GPRIdx++];
2733       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
2734       VT = MVT::i32;
2735     } else if (VT == MVT::i64) {
2736       SrcReg = Registers[1][GPRIdx++];
2737       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
2738     } else if (VT == MVT::f16) {
2739       SrcReg = Registers[2][FPRIdx++];
2740       RC = &AArch64::FPR16RegClass;
2741     } else if (VT ==  MVT::f32) {
2742       SrcReg = Registers[3][FPRIdx++];
2743       RC = &AArch64::FPR32RegClass;
2744     } else if ((VT == MVT::f64) || VT.is64BitVector()) {
2745       SrcReg = Registers[4][FPRIdx++];
2746       RC = &AArch64::FPR64RegClass;
2747     } else if (VT.is128BitVector()) {
2748       SrcReg = Registers[5][FPRIdx++];
2749       RC = &AArch64::FPR128RegClass;
2750     } else
2751       llvm_unreachable("Unexpected value type.");
2752
2753     unsigned DstReg = FuncInfo.MF->addLiveIn(SrcReg, RC);
2754     // FIXME: Unfortunately it's necessary to emit a copy from the livein copy.
2755     // Without this, EmitLiveInCopies may eliminate the livein if its only
2756     // use is a bitcast (which isn't turned into an instruction).
2757     unsigned ResultReg = createResultReg(RC);
2758     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
2759             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
2760         .addReg(DstReg, getKillRegState(true));
2761     updateValueMap(&Arg, ResultReg);
2762   }
2763   return true;
2764 }
2765
2766 bool AArch64FastISel::processCallArgs(CallLoweringInfo &CLI,
2767                                       SmallVectorImpl<MVT> &OutVTs,
2768                                       unsigned &NumBytes) {
2769   CallingConv::ID CC = CLI.CallConv;
2770   SmallVector<CCValAssign, 16> ArgLocs;
2771   CCState CCInfo(CC, false, *FuncInfo.MF, ArgLocs, *Context);
2772   CCInfo.AnalyzeCallOperands(OutVTs, CLI.OutFlags, CCAssignFnForCall(CC));
2773
2774   // Get a count of how many bytes are to be pushed on the stack.
2775   NumBytes = CCInfo.getNextStackOffset();
2776
2777   // Issue CALLSEQ_START
2778   unsigned AdjStackDown = TII.getCallFrameSetupOpcode();
2779   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AdjStackDown))
2780     .addImm(NumBytes);
2781
2782   // Process the args.
2783   for (unsigned i = 0, e = ArgLocs.size(); i != e; ++i) {
2784     CCValAssign &VA = ArgLocs[i];
2785     const Value *ArgVal = CLI.OutVals[VA.getValNo()];
2786     MVT ArgVT = OutVTs[VA.getValNo()];
2787
2788     unsigned ArgReg = getRegForValue(ArgVal);
2789     if (!ArgReg)
2790       return false;
2791
2792     // Handle arg promotion: SExt, ZExt, AExt.
2793     switch (VA.getLocInfo()) {
2794     case CCValAssign::Full:
2795       break;
2796     case CCValAssign::SExt: {
2797       MVT DestVT = VA.getLocVT();
2798       MVT SrcVT = ArgVT;
2799       ArgReg = emitIntExt(SrcVT, ArgReg, DestVT, /*isZExt=*/false);
2800       if (!ArgReg)
2801         return false;
2802       break;
2803     }
2804     case CCValAssign::AExt:
2805     // Intentional fall-through.
2806     case CCValAssign::ZExt: {
2807       MVT DestVT = VA.getLocVT();
2808       MVT SrcVT = ArgVT;
2809       ArgReg = emitIntExt(SrcVT, ArgReg, DestVT, /*isZExt=*/true);
2810       if (!ArgReg)
2811         return false;
2812       break;
2813     }
2814     default:
2815       llvm_unreachable("Unknown arg promotion!");
2816     }
2817
2818     // Now copy/store arg to correct locations.
2819     if (VA.isRegLoc() && !VA.needsCustom()) {
2820       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
2821               TII.get(TargetOpcode::COPY), VA.getLocReg()).addReg(ArgReg);
2822       CLI.OutRegs.push_back(VA.getLocReg());
2823     } else if (VA.needsCustom()) {
2824       // FIXME: Handle custom args.
2825       return false;
2826     } else {
2827       assert(VA.isMemLoc() && "Assuming store on stack.");
2828
2829       // Don't emit stores for undef values.
2830       if (isa<UndefValue>(ArgVal))
2831         continue;
2832
2833       // Need to store on the stack.
2834       unsigned ArgSize = (ArgVT.getSizeInBits() + 7) / 8;
2835
2836       unsigned BEAlign = 0;
2837       if (ArgSize < 8 && !Subtarget->isLittleEndian())
2838         BEAlign = 8 - ArgSize;
2839
2840       Address Addr;
2841       Addr.setKind(Address::RegBase);
2842       Addr.setReg(AArch64::SP);
2843       Addr.setOffset(VA.getLocMemOffset() + BEAlign);
2844
2845       unsigned Alignment = DL.getABITypeAlignment(ArgVal->getType());
2846       MachineMemOperand *MMO = FuncInfo.MF->getMachineMemOperand(
2847         MachinePointerInfo::getStack(Addr.getOffset()),
2848         MachineMemOperand::MOStore, ArgVT.getStoreSize(), Alignment);
2849
2850       if (!emitStore(ArgVT, ArgReg, Addr, MMO))
2851         return false;
2852     }
2853   }
2854   return true;
2855 }
2856
2857 bool AArch64FastISel::finishCall(CallLoweringInfo &CLI, MVT RetVT,
2858                                  unsigned NumBytes) {
2859   CallingConv::ID CC = CLI.CallConv;
2860
2861   // Issue CALLSEQ_END
2862   unsigned AdjStackUp = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
2863   BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AdjStackUp))
2864     .addImm(NumBytes).addImm(0);
2865
2866   // Now the return value.
2867   if (RetVT != MVT::isVoid) {
2868     SmallVector<CCValAssign, 16> RVLocs;
2869     CCState CCInfo(CC, false, *FuncInfo.MF, RVLocs, *Context);
2870     CCInfo.AnalyzeCallResult(RetVT, CCAssignFnForCall(CC));
2871
2872     // Only handle a single return value.
2873     if (RVLocs.size() != 1)
2874       return false;
2875
2876     // Copy all of the result registers out of their specified physreg.
2877     MVT CopyVT = RVLocs[0].getValVT();
2878     unsigned ResultReg = createResultReg(TLI.getRegClassFor(CopyVT));
2879     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
2880             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
2881         .addReg(RVLocs[0].getLocReg());
2882     CLI.InRegs.push_back(RVLocs[0].getLocReg());
2883
2884     CLI.ResultReg = ResultReg;
2885     CLI.NumResultRegs = 1;
2886   }
2887
2888   return true;
2889 }
2890
2891 bool AArch64FastISel::fastLowerCall(CallLoweringInfo &CLI) {
2892   CallingConv::ID CC  = CLI.CallConv;
2893   bool IsTailCall     = CLI.IsTailCall;
2894   bool IsVarArg       = CLI.IsVarArg;
2895   const Value *Callee = CLI.Callee;
2896   const char *SymName = CLI.SymName;
2897
2898   if (!Callee && !SymName)
2899     return false;
2900
2901   // Allow SelectionDAG isel to handle tail calls.
2902   if (IsTailCall)
2903     return false;
2904
2905   CodeModel::Model CM = TM.getCodeModel();
2906   // Only support the small and large code model.
2907   if (CM != CodeModel::Small && CM != CodeModel::Large)
2908     return false;
2909
2910   // FIXME: Add large code model support for ELF.
2911   if (CM == CodeModel::Large && !Subtarget->isTargetMachO())
2912     return false;
2913
2914   // Let SDISel handle vararg functions.
2915   if (IsVarArg)
2916     return false;
2917
2918   // FIXME: Only handle *simple* calls for now.
2919   MVT RetVT;
2920   if (CLI.RetTy->isVoidTy())
2921     RetVT = MVT::isVoid;
2922   else if (!isTypeLegal(CLI.RetTy, RetVT))
2923     return false;
2924
2925   for (auto Flag : CLI.OutFlags)
2926     if (Flag.isInReg() || Flag.isSRet() || Flag.isNest() || Flag.isByVal())
2927       return false;
2928
2929   // Set up the argument vectors.
2930   SmallVector<MVT, 16> OutVTs;
2931   OutVTs.reserve(CLI.OutVals.size());
2932
2933   for (auto *Val : CLI.OutVals) {
2934     MVT VT;
2935     if (!isTypeLegal(Val->getType(), VT) &&
2936         !(VT == MVT::i1 || VT == MVT::i8 || VT == MVT::i16))
2937       return false;
2938
2939     // We don't handle vector parameters yet.
2940     if (VT.isVector() || VT.getSizeInBits() > 64)
2941       return false;
2942
2943     OutVTs.push_back(VT);
2944   }
2945
2946   Address Addr;
2947   if (Callee && !computeCallAddress(Callee, Addr))
2948     return false;
2949
2950   // Handle the arguments now that we've gotten them.
2951   unsigned NumBytes;
2952   if (!processCallArgs(CLI, OutVTs, NumBytes))
2953     return false;
2954
2955   // Issue the call.
2956   MachineInstrBuilder MIB;
2957   if (CM == CodeModel::Small) {
2958     const MCInstrDesc &II = TII.get(Addr.getReg() ? AArch64::BLR : AArch64::BL);
2959     MIB = BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II);
2960     if (SymName)
2961       MIB.addExternalSymbol(SymName, 0);
2962     else if (Addr.getGlobalValue())
2963       MIB.addGlobalAddress(Addr.getGlobalValue(), 0, 0);
2964     else if (Addr.getReg()) {
2965       unsigned Reg = constrainOperandRegClass(II, Addr.getReg(), 0);
2966       MIB.addReg(Reg);
2967     } else
2968       return false;
2969   } else {
2970     unsigned CallReg = 0;
2971     if (SymName) {
2972       unsigned ADRPReg = createResultReg(&AArch64::GPR64commonRegClass);
2973       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::ADRP),
2974               ADRPReg)
2975         .addExternalSymbol(SymName, AArch64II::MO_GOT | AArch64II::MO_PAGE);
2976
2977       CallReg = createResultReg(&AArch64::GPR64RegClass);
2978       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::LDRXui),
2979               CallReg)
2980         .addReg(ADRPReg)
2981         .addExternalSymbol(SymName, AArch64II::MO_GOT | AArch64II::MO_PAGEOFF |
2982                            AArch64II::MO_NC);
2983     } else if (Addr.getGlobalValue())
2984       CallReg = materializeGV(Addr.getGlobalValue());
2985     else if (Addr.getReg())
2986       CallReg = Addr.getReg();
2987
2988     if (!CallReg)
2989       return false;
2990
2991     const MCInstrDesc &II = TII.get(AArch64::BLR);
2992     CallReg = constrainOperandRegClass(II, CallReg, 0);
2993     MIB = BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, II).addReg(CallReg);
2994   }
2995
2996   // Add implicit physical register uses to the call.
2997   for (auto Reg : CLI.OutRegs)
2998     MIB.addReg(Reg, RegState::Implicit);
2999
3000   // Add a register mask with the call-preserved registers.
3001   // Proper defs for return values will be added by setPhysRegsDeadExcept().
3002   MIB.addRegMask(TRI.getCallPreservedMask(CC));
3003
3004   CLI.Call = MIB;
3005
3006   // Finish off the call including any return values.
3007   return finishCall(CLI, RetVT, NumBytes);
3008 }
3009
3010 bool AArch64FastISel::isMemCpySmall(uint64_t Len, unsigned Alignment) {
3011   if (Alignment)
3012     return Len / Alignment <= 4;
3013   else
3014     return Len < 32;
3015 }
3016
3017 bool AArch64FastISel::tryEmitSmallMemCpy(Address Dest, Address Src,
3018                                          uint64_t Len, unsigned Alignment) {
3019   // Make sure we don't bloat code by inlining very large memcpy's.
3020   if (!isMemCpySmall(Len, Alignment))
3021     return false;
3022
3023   int64_t UnscaledOffset = 0;
3024   Address OrigDest = Dest;
3025   Address OrigSrc = Src;
3026
3027   while (Len) {
3028     MVT VT;
3029     if (!Alignment || Alignment >= 8) {
3030       if (Len >= 8)
3031         VT = MVT::i64;
3032       else if (Len >= 4)
3033         VT = MVT::i32;
3034       else if (Len >= 2)
3035         VT = MVT::i16;
3036       else {
3037         VT = MVT::i8;
3038       }
3039     } else {
3040       // Bound based on alignment.
3041       if (Len >= 4 && Alignment == 4)
3042         VT = MVT::i32;
3043       else if (Len >= 2 && Alignment == 2)
3044         VT = MVT::i16;
3045       else {
3046         VT = MVT::i8;
3047       }
3048     }
3049
3050     unsigned ResultReg = emitLoad(VT, VT, Src);
3051     if (!ResultReg)
3052       return false;
3053
3054     if (!emitStore(VT, ResultReg, Dest))
3055       return false;
3056
3057     int64_t Size = VT.getSizeInBits() / 8;
3058     Len -= Size;
3059     UnscaledOffset += Size;
3060
3061     // We need to recompute the unscaled offset for each iteration.
3062     Dest.setOffset(OrigDest.getOffset() + UnscaledOffset);
3063     Src.setOffset(OrigSrc.getOffset() + UnscaledOffset);
3064   }
3065
3066   return true;
3067 }
3068
3069 /// \brief Check if it is possible to fold the condition from the XALU intrinsic
3070 /// into the user. The condition code will only be updated on success.
3071 bool AArch64FastISel::foldXALUIntrinsic(AArch64CC::CondCode &CC,
3072                                         const Instruction *I,
3073                                         const Value *Cond) {
3074   if (!isa<ExtractValueInst>(Cond))
3075     return false;
3076
3077   const auto *EV = cast<ExtractValueInst>(Cond);
3078   if (!isa<IntrinsicInst>(EV->getAggregateOperand()))
3079     return false;
3080
3081   const auto *II = cast<IntrinsicInst>(EV->getAggregateOperand());
3082   MVT RetVT;
3083   const Function *Callee = II->getCalledFunction();
3084   Type *RetTy =
3085   cast<StructType>(Callee->getReturnType())->getTypeAtIndex(0U);
3086   if (!isTypeLegal(RetTy, RetVT))
3087     return false;
3088
3089   if (RetVT != MVT::i32 && RetVT != MVT::i64)
3090     return false;
3091
3092   const Value *LHS = II->getArgOperand(0);
3093   const Value *RHS = II->getArgOperand(1);
3094
3095   // Canonicalize immediate to the RHS.
3096   if (isa<ConstantInt>(LHS) && !isa<ConstantInt>(RHS) &&
3097       isCommutativeIntrinsic(II))
3098     std::swap(LHS, RHS);
3099
3100   // Simplify multiplies.
3101   unsigned IID = II->getIntrinsicID();
3102   switch (IID) {
3103   default:
3104     break;
3105   case Intrinsic::smul_with_overflow:
3106     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3107       if (C->getValue() == 2)
3108         IID = Intrinsic::sadd_with_overflow;
3109     break;
3110   case Intrinsic::umul_with_overflow:
3111     if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3112       if (C->getValue() == 2)
3113         IID = Intrinsic::uadd_with_overflow;
3114     break;
3115   }
3116
3117   AArch64CC::CondCode TmpCC;
3118   switch (IID) {
3119   default:
3120     return false;
3121   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
3122   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
3123     TmpCC = AArch64CC::VS;
3124     break;
3125   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
3126     TmpCC = AArch64CC::HS;
3127     break;
3128   case Intrinsic::usub_with_overflow:
3129     TmpCC = AArch64CC::LO;
3130     break;
3131   case Intrinsic::smul_with_overflow:
3132   case Intrinsic::umul_with_overflow:
3133     TmpCC = AArch64CC::NE;
3134     break;
3135   }
3136
3137   // Check if both instructions are in the same basic block.
3138   if (!isValueAvailable(II))
3139     return false;
3140
3141   // Make sure nothing is in the way
3142   BasicBlock::const_iterator Start = I;
3143   BasicBlock::const_iterator End = II;
3144   for (auto Itr = std::prev(Start); Itr != End; --Itr) {
3145     // We only expect extractvalue instructions between the intrinsic and the
3146     // instruction to be selected.
3147     if (!isa<ExtractValueInst>(Itr))
3148       return false;
3149
3150     // Check that the extractvalue operand comes from the intrinsic.
3151     const auto *EVI = cast<ExtractValueInst>(Itr);
3152     if (EVI->getAggregateOperand() != II)
3153       return false;
3154   }
3155
3156   CC = TmpCC;
3157   return true;
3158 }
3159
3160 bool AArch64FastISel::fastLowerIntrinsicCall(const IntrinsicInst *II) {
3161   // FIXME: Handle more intrinsics.
3162   switch (II->getIntrinsicID()) {
3163   default: return false;
3164   case Intrinsic::frameaddress: {
3165     MachineFrameInfo *MFI = FuncInfo.MF->getFrameInfo();
3166     MFI->setFrameAddressIsTaken(true);
3167
3168     const AArch64RegisterInfo *RegInfo =
3169         static_cast<const AArch64RegisterInfo *>(
3170             TM.getSubtargetImpl()->getRegisterInfo());
3171     unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(*(FuncInfo.MF));
3172     unsigned SrcReg = MRI.createVirtualRegister(&AArch64::GPR64RegClass);
3173     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3174             TII.get(TargetOpcode::COPY), SrcReg).addReg(FramePtr);
3175     // Recursively load frame address
3176     // ldr x0, [fp]
3177     // ldr x0, [x0]
3178     // ldr x0, [x0]
3179     // ...
3180     unsigned DestReg;
3181     unsigned Depth = cast<ConstantInt>(II->getOperand(0))->getZExtValue();
3182     while (Depth--) {
3183       DestReg = fastEmitInst_ri(AArch64::LDRXui, &AArch64::GPR64RegClass,
3184                                 SrcReg, /*IsKill=*/true, 0);
3185       assert(DestReg && "Unexpected LDR instruction emission failure.");
3186       SrcReg = DestReg;
3187     }
3188
3189     updateValueMap(II, SrcReg);
3190     return true;
3191   }
3192   case Intrinsic::memcpy:
3193   case Intrinsic::memmove: {
3194     const auto *MTI = cast<MemTransferInst>(II);
3195     // Don't handle volatile.
3196     if (MTI->isVolatile())
3197       return false;
3198
3199     // Disable inlining for memmove before calls to ComputeAddress.  Otherwise,
3200     // we would emit dead code because we don't currently handle memmoves.
3201     bool IsMemCpy = (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::memcpy);
3202     if (isa<ConstantInt>(MTI->getLength()) && IsMemCpy) {
3203       // Small memcpy's are common enough that we want to do them without a call
3204       // if possible.
3205       uint64_t Len = cast<ConstantInt>(MTI->getLength())->getZExtValue();
3206       unsigned Alignment = MTI->getAlignment();
3207       if (isMemCpySmall(Len, Alignment)) {
3208         Address Dest, Src;
3209         if (!computeAddress(MTI->getRawDest(), Dest) ||
3210             !computeAddress(MTI->getRawSource(), Src))
3211           return false;
3212         if (tryEmitSmallMemCpy(Dest, Src, Len, Alignment))
3213           return true;
3214       }
3215     }
3216
3217     if (!MTI->getLength()->getType()->isIntegerTy(64))
3218       return false;
3219
3220     if (MTI->getSourceAddressSpace() > 255 || MTI->getDestAddressSpace() > 255)
3221       // Fast instruction selection doesn't support the special
3222       // address spaces.
3223       return false;
3224
3225     const char *IntrMemName = isa<MemCpyInst>(II) ? "memcpy" : "memmove";
3226     return lowerCallTo(II, IntrMemName, II->getNumArgOperands() - 2);
3227   }
3228   case Intrinsic::memset: {
3229     const MemSetInst *MSI = cast<MemSetInst>(II);
3230     // Don't handle volatile.
3231     if (MSI->isVolatile())
3232       return false;
3233
3234     if (!MSI->getLength()->getType()->isIntegerTy(64))
3235       return false;
3236
3237     if (MSI->getDestAddressSpace() > 255)
3238       // Fast instruction selection doesn't support the special
3239       // address spaces.
3240       return false;
3241
3242     return lowerCallTo(II, "memset", II->getNumArgOperands() - 2);
3243   }
3244   case Intrinsic::sin:
3245   case Intrinsic::cos:
3246   case Intrinsic::pow: {
3247     MVT RetVT;
3248     if (!isTypeLegal(II->getType(), RetVT))
3249       return false;
3250
3251     if (RetVT != MVT::f32 && RetVT != MVT::f64)
3252       return false;
3253
3254     static const RTLIB::Libcall LibCallTable[3][2] = {
3255       { RTLIB::SIN_F32, RTLIB::SIN_F64 },
3256       { RTLIB::COS_F32, RTLIB::COS_F64 },
3257       { RTLIB::POW_F32, RTLIB::POW_F64 }
3258     };
3259     RTLIB::Libcall LC;
3260     bool Is64Bit = RetVT == MVT::f64;
3261     switch (II->getIntrinsicID()) {
3262     default:
3263       llvm_unreachable("Unexpected intrinsic.");
3264     case Intrinsic::sin:
3265       LC = LibCallTable[0][Is64Bit];
3266       break;
3267     case Intrinsic::cos:
3268       LC = LibCallTable[1][Is64Bit];
3269       break;
3270     case Intrinsic::pow:
3271       LC = LibCallTable[2][Is64Bit];
3272       break;
3273     }
3274
3275     ArgListTy Args;
3276     Args.reserve(II->getNumArgOperands());
3277
3278     // Populate the argument list.
3279     for (auto &Arg : II->arg_operands()) {
3280       ArgListEntry Entry;
3281       Entry.Val = Arg;
3282       Entry.Ty = Arg->getType();
3283       Args.push_back(Entry);
3284     }
3285
3286     CallLoweringInfo CLI;
3287     CLI.setCallee(TLI.getLibcallCallingConv(LC), II->getType(),
3288                   TLI.getLibcallName(LC), std::move(Args));
3289     if (!lowerCallTo(CLI))
3290       return false;
3291     updateValueMap(II, CLI.ResultReg);
3292     return true;
3293   }
3294   case Intrinsic::trap: {
3295     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc, TII.get(AArch64::BRK))
3296         .addImm(1);
3297     return true;
3298   }
3299   case Intrinsic::sqrt: {
3300     Type *RetTy = II->getCalledFunction()->getReturnType();
3301
3302     MVT VT;
3303     if (!isTypeLegal(RetTy, VT))
3304       return false;
3305
3306     unsigned Op0Reg = getRegForValue(II->getOperand(0));
3307     if (!Op0Reg)
3308       return false;
3309     bool Op0IsKill = hasTrivialKill(II->getOperand(0));
3310
3311     unsigned ResultReg = fastEmit_r(VT, VT, ISD::FSQRT, Op0Reg, Op0IsKill);
3312     if (!ResultReg)
3313       return false;
3314
3315     updateValueMap(II, ResultReg);
3316     return true;
3317   }
3318   case Intrinsic::sadd_with_overflow:
3319   case Intrinsic::uadd_with_overflow:
3320   case Intrinsic::ssub_with_overflow:
3321   case Intrinsic::usub_with_overflow:
3322   case Intrinsic::smul_with_overflow:
3323   case Intrinsic::umul_with_overflow: {
3324     // This implements the basic lowering of the xalu with overflow intrinsics.
3325     const Function *Callee = II->getCalledFunction();
3326     auto *Ty = cast<StructType>(Callee->getReturnType());
3327     Type *RetTy = Ty->getTypeAtIndex(0U);
3328
3329     MVT VT;
3330     if (!isTypeLegal(RetTy, VT))
3331       return false;
3332
3333     if (VT != MVT::i32 && VT != MVT::i64)
3334       return false;
3335
3336     const Value *LHS = II->getArgOperand(0);
3337     const Value *RHS = II->getArgOperand(1);
3338     // Canonicalize immediate to the RHS.
3339     if (isa<ConstantInt>(LHS) && !isa<ConstantInt>(RHS) &&
3340         isCommutativeIntrinsic(II))
3341       std::swap(LHS, RHS);
3342
3343     // Simplify multiplies.
3344     unsigned IID = II->getIntrinsicID();
3345     switch (IID) {
3346     default:
3347       break;
3348     case Intrinsic::smul_with_overflow:
3349       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3350         if (C->getValue() == 2) {
3351           IID = Intrinsic::sadd_with_overflow;
3352           RHS = LHS;
3353         }
3354       break;
3355     case Intrinsic::umul_with_overflow:
3356       if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(RHS))
3357         if (C->getValue() == 2) {
3358           IID = Intrinsic::uadd_with_overflow;
3359           RHS = LHS;
3360         }
3361       break;
3362     }
3363
3364     unsigned ResultReg1 = 0, ResultReg2 = 0, MulReg = 0;
3365     AArch64CC::CondCode CC = AArch64CC::Invalid;
3366     switch (IID) {
3367     default: llvm_unreachable("Unexpected intrinsic!");
3368     case Intrinsic::sadd_with_overflow:
3369       ResultReg1 = emitAdd(VT, LHS, RHS, /*SetFlags=*/true);
3370       CC = AArch64CC::VS;
3371       break;
3372     case Intrinsic::uadd_with_overflow:
3373       ResultReg1 = emitAdd(VT, LHS, RHS, /*SetFlags=*/true);
3374       CC = AArch64CC::HS;
3375       break;
3376     case Intrinsic::ssub_with_overflow:
3377       ResultReg1 = emitSub(VT, LHS, RHS, /*SetFlags=*/true);
3378       CC = AArch64CC::VS;
3379       break;
3380     case Intrinsic::usub_with_overflow:
3381       ResultReg1 = emitSub(VT, LHS, RHS, /*SetFlags=*/true);
3382       CC = AArch64CC::LO;
3383       break;
3384     case Intrinsic::smul_with_overflow: {
3385       CC = AArch64CC::NE;
3386       unsigned LHSReg = getRegForValue(LHS);
3387       if (!LHSReg)
3388         return false;
3389       bool LHSIsKill = hasTrivialKill(LHS);
3390
3391       unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
3392       if (!RHSReg)
3393         return false;
3394       bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
3395
3396       if (VT == MVT::i32) {
3397         MulReg = emitSMULL_rr(MVT::i64, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill);
3398         unsigned ShiftReg = emitLSR_ri(MVT::i64, MVT::i64, MulReg,
3399                                        /*IsKill=*/false, 32);
3400         MulReg = fastEmitInst_extractsubreg(VT, MulReg, /*IsKill=*/true,
3401                                             AArch64::sub_32);
3402         ShiftReg = fastEmitInst_extractsubreg(VT, ShiftReg, /*IsKill=*/true,
3403                                               AArch64::sub_32);
3404         emitSubs_rs(VT, ShiftReg, /*IsKill=*/true, MulReg, /*IsKill=*/false,
3405                     AArch64_AM::ASR, 31, /*WantResult=*/false);
3406       } else {
3407         assert(VT == MVT::i64 && "Unexpected value type.");
3408         MulReg = emitMul_rr(VT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill);
3409         unsigned SMULHReg = fastEmit_rr(VT, VT, ISD::MULHS, LHSReg, LHSIsKill,
3410                                         RHSReg, RHSIsKill);
3411         emitSubs_rs(VT, SMULHReg, /*IsKill=*/true, MulReg, /*IsKill=*/false,
3412                     AArch64_AM::ASR, 63, /*WantResult=*/false);
3413       }
3414       break;
3415     }
3416     case Intrinsic::umul_with_overflow: {
3417       CC = AArch64CC::NE;
3418       unsigned LHSReg = getRegForValue(LHS);
3419       if (!LHSReg)
3420         return false;
3421       bool LHSIsKill = hasTrivialKill(LHS);
3422
3423       unsigned RHSReg = getRegForValue(RHS);
3424       if (!RHSReg)
3425         return false;
3426       bool RHSIsKill = hasTrivialKill(RHS);
3427
3428       if (VT == MVT::i32) {
3429         MulReg = emitUMULL_rr(MVT::i64, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill);
3430         emitSubs_rs(MVT::i64, AArch64::XZR, /*IsKill=*/true, MulReg,
3431                     /*IsKill=*/false, AArch64_AM::LSR, 32,
3432                     /*WantResult=*/false);
3433         MulReg = fastEmitInst_extractsubreg(VT, MulReg, /*IsKill=*/true,
3434                                             AArch64::sub_32);
3435       } else {
3436         assert(VT == MVT::i64 && "Unexpected value type.");
3437         MulReg = emitMul_rr(VT, LHSReg, LHSIsKill, RHSReg, RHSIsKill);
3438         unsigned UMULHReg = fastEmit_rr(VT, VT, ISD::MULHU, LHSReg, LHSIsKill,
3439                                         RHSReg, RHSIsKill);
3440         emitSubs_rr(VT, AArch64::XZR, /*IsKill=*/true, UMULHReg,
3441                     /*IsKill=*/false, /*WantResult=*/false);
3442       }
3443       break;
3444     }
3445     }
3446
3447     if (MulReg) {
3448       ResultReg1 = createResultReg(TLI.getRegClassFor(VT));
3449       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3450               TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg1).addReg(MulReg);
3451     }
3452
3453     ResultReg2 = fastEmitInst_rri(AArch64::CSINCWr, &AArch64::GPR32RegClass,
3454                                   AArch64::WZR, /*IsKill=*/true, AArch64::WZR,
3455                                   /*IsKill=*/true, getInvertedCondCode(CC));
3456     (void)ResultReg2;
3457     assert((ResultReg1 + 1) == ResultReg2 &&
3458            "Nonconsecutive result registers.");
3459     updateValueMap(II, ResultReg1, 2);
3460     return true;
3461   }
3462   }
3463   return false;
3464 }
3465
3466 bool AArch64FastISel::selectRet(const Instruction *I) {
3467   const ReturnInst *Ret = cast<ReturnInst>(I);
3468   const Function &F = *I->getParent()->getParent();
3469
3470   if (!FuncInfo.CanLowerReturn)
3471     return false;
3472
3473   if (F.isVarArg())
3474     return false;
3475
3476   // Build a list of return value registers.
3477   SmallVector<unsigned, 4> RetRegs;
3478
3479   if (Ret->getNumOperands() > 0) {
3480     CallingConv::ID CC = F.getCallingConv();
3481     SmallVector<ISD::OutputArg, 4> Outs;
3482     GetReturnInfo(F.getReturnType(), F.getAttributes(), Outs, TLI);
3483
3484     // Analyze operands of the call, assigning locations to each operand.
3485     SmallVector<CCValAssign, 16> ValLocs;
3486     CCState CCInfo(CC, F.isVarArg(), *FuncInfo.MF, ValLocs, I->getContext());
3487     CCAssignFn *RetCC = CC == CallingConv::WebKit_JS ? RetCC_AArch64_WebKit_JS
3488                                                      : RetCC_AArch64_AAPCS;
3489     CCInfo.AnalyzeReturn(Outs, RetCC);
3490
3491     // Only handle a single return value for now.
3492     if (ValLocs.size() != 1)
3493       return false;
3494
3495     CCValAssign &VA = ValLocs[0];
3496     const Value *RV = Ret->getOperand(0);
3497
3498     // Don't bother handling odd stuff for now.
3499     if ((VA.getLocInfo() != CCValAssign::Full) &&
3500         (VA.getLocInfo() != CCValAssign::BCvt))
3501       return false;
3502
3503     // Only handle register returns for now.
3504     if (!VA.isRegLoc())
3505       return false;
3506
3507     unsigned Reg = getRegForValue(RV);
3508     if (Reg == 0)
3509       return false;
3510
3511     unsigned SrcReg = Reg + VA.getValNo();
3512     unsigned DestReg = VA.getLocReg();
3513     // Avoid a cross-class copy. This is very unlikely.
3514     if (!MRI.getRegClass(SrcReg)->contains(DestReg))
3515       return false;
3516
3517     EVT RVEVT = TLI.getValueType(RV->getType());
3518     if (!RVEVT.isSimple())
3519       return false;
3520
3521     // Vectors (of > 1 lane) in big endian need tricky handling.
3522     if (RVEVT.isVector() && RVEVT.getVectorNumElements() > 1 &&
3523         !Subtarget->isLittleEndian())
3524       return false;
3525
3526     MVT RVVT = RVEVT.getSimpleVT();
3527     if (RVVT == MVT::f128)
3528       return false;
3529
3530     MVT DestVT = VA.getValVT();
3531     // Special handling for extended integers.
3532     if (RVVT != DestVT) {
3533       if (RVVT != MVT::i1 && RVVT != MVT::i8 && RVVT != MVT::i16)
3534         return false;
3535
3536       if (!Outs[0].Flags.isZExt() && !Outs[0].Flags.isSExt())
3537         return false;
3538
3539       bool IsZExt = Outs[0].Flags.isZExt();
3540       SrcReg = emitIntExt(RVVT, SrcReg, DestVT, IsZExt);
3541       if (SrcReg == 0)
3542         return false;
3543     }
3544
3545     // Make the copy.
3546     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3547             TII.get(TargetOpcode::COPY), DestReg).addReg(SrcReg);
3548
3549     // Add register to return instruction.
3550     RetRegs.push_back(VA.getLocReg());
3551   }
3552
3553   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3554                                     TII.get(AArch64::RET_ReallyLR));
3555   for (unsigned i = 0, e = RetRegs.size(); i != e; ++i)
3556     MIB.addReg(RetRegs[i], RegState::Implicit);
3557   return true;
3558 }
3559
3560 bool AArch64FastISel::selectTrunc(const Instruction *I) {
3561   Type *DestTy = I->getType();
3562   Value *Op = I->getOperand(0);
3563   Type *SrcTy = Op->getType();
3564
3565   EVT SrcEVT = TLI.getValueType(SrcTy, true);
3566   EVT DestEVT = TLI.getValueType(DestTy, true);
3567   if (!SrcEVT.isSimple())
3568     return false;
3569   if (!DestEVT.isSimple())
3570     return false;
3571
3572   MVT SrcVT = SrcEVT.getSimpleVT();
3573   MVT DestVT = DestEVT.getSimpleVT();
3574
3575   if (SrcVT != MVT::i64 && SrcVT != MVT::i32 && SrcVT != MVT::i16 &&
3576       SrcVT != MVT::i8)
3577     return false;
3578   if (DestVT != MVT::i32 && DestVT != MVT::i16 && DestVT != MVT::i8 &&
3579       DestVT != MVT::i1)
3580     return false;
3581
3582   unsigned SrcReg = getRegForValue(Op);
3583   if (!SrcReg)
3584     return false;
3585   bool SrcIsKill = hasTrivialKill(Op);
3586
3587   // If we're truncating from i64 to a smaller non-legal type then generate an
3588   // AND. Otherwise, we know the high bits are undefined and a truncate only
3589   // generate a COPY. We cannot mark the source register also as result
3590   // register, because this can incorrectly transfer the kill flag onto the
3591   // source register.
3592   unsigned ResultReg;
3593   if (SrcVT == MVT::i64) {
3594     uint64_t Mask = 0;
3595     switch (DestVT.SimpleTy) {
3596     default:
3597       // Trunc i64 to i32 is handled by the target-independent fast-isel.
3598       return false;
3599     case MVT::i1:
3600       Mask = 0x1;
3601       break;
3602     case MVT::i8:
3603       Mask = 0xff;
3604       break;
3605     case MVT::i16:
3606       Mask = 0xffff;
3607       break;
3608     }
3609     // Issue an extract_subreg to get the lower 32-bits.
3610     unsigned Reg32 = fastEmitInst_extractsubreg(MVT::i32, SrcReg, SrcIsKill,
3611                                                 AArch64::sub_32);
3612     // Create the AND instruction which performs the actual truncation.
3613     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, Reg32, /*IsKill=*/true, Mask);
3614     assert(ResultReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
3615   } else {
3616     ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR32RegClass);
3617     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3618             TII.get(TargetOpcode::COPY), ResultReg)
3619         .addReg(SrcReg, getKillRegState(SrcIsKill));
3620   }
3621
3622   updateValueMap(I, ResultReg);
3623   return true;
3624 }
3625
3626 unsigned AArch64FastISel::emiti1Ext(unsigned SrcReg, MVT DestVT, bool IsZExt) {
3627   assert((DestVT == MVT::i8 || DestVT == MVT::i16 || DestVT == MVT::i32 ||
3628           DestVT == MVT::i64) &&
3629          "Unexpected value type.");
3630   // Handle i8 and i16 as i32.
3631   if (DestVT == MVT::i8 || DestVT == MVT::i16)
3632     DestVT = MVT::i32;
3633
3634   if (IsZExt) {
3635     unsigned ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, SrcReg, /*TODO:IsKill=*/false, 1);
3636     assert(ResultReg && "Unexpected AND instruction emission failure.");
3637     if (DestVT == MVT::i64) {
3638       // We're ZExt i1 to i64.  The ANDWri Wd, Ws, #1 implicitly clears the
3639       // upper 32 bits.  Emit a SUBREG_TO_REG to extend from Wd to Xd.
3640       unsigned Reg64 = MRI.createVirtualRegister(&AArch64::GPR64RegClass);
3641       BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3642               TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), Reg64)
3643           .addImm(0)
3644           .addReg(ResultReg)
3645           .addImm(AArch64::sub_32);
3646       ResultReg = Reg64;
3647     }
3648     return ResultReg;
3649   } else {
3650     if (DestVT == MVT::i64) {
3651       // FIXME: We're SExt i1 to i64.
3652       return 0;
3653     }
3654     return fastEmitInst_rii(AArch64::SBFMWri, &AArch64::GPR32RegClass, SrcReg,
3655                             /*TODO:IsKill=*/false, 0, 0);
3656   }
3657 }
3658
3659 unsigned AArch64FastISel::emitMul_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
3660                                       unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
3661   unsigned Opc, ZReg;
3662   switch (RetVT.SimpleTy) {
3663   default: return 0;
3664   case MVT::i8:
3665   case MVT::i16:
3666   case MVT::i32:
3667     RetVT = MVT::i32;
3668     Opc = AArch64::MADDWrrr; ZReg = AArch64::WZR; break;
3669   case MVT::i64:
3670     Opc = AArch64::MADDXrrr; ZReg = AArch64::XZR; break;
3671   }
3672
3673   const TargetRegisterClass *RC =
3674       (RetVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3675   return fastEmitInst_rrr(Opc, RC, Op0, Op0IsKill, Op1, Op1IsKill,
3676                           /*IsKill=*/ZReg, true);
3677 }
3678
3679 unsigned AArch64FastISel::emitSMULL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
3680                                         unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
3681   if (RetVT != MVT::i64)
3682     return 0;
3683
3684   return fastEmitInst_rrr(AArch64::SMADDLrrr, &AArch64::GPR64RegClass,
3685                           Op0, Op0IsKill, Op1, Op1IsKill,
3686                           AArch64::XZR, /*IsKill=*/true);
3687 }
3688
3689 unsigned AArch64FastISel::emitUMULL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0, bool Op0IsKill,
3690                                         unsigned Op1, bool Op1IsKill) {
3691   if (RetVT != MVT::i64)
3692     return 0;
3693
3694   return fastEmitInst_rrr(AArch64::UMADDLrrr, &AArch64::GPR64RegClass,
3695                           Op0, Op0IsKill, Op1, Op1IsKill,
3696                           AArch64::XZR, /*IsKill=*/true);
3697 }
3698
3699 unsigned AArch64FastISel::emitLSL_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
3700                                      unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill) {
3701   unsigned Opc = 0;
3702   bool NeedTrunc = false;
3703   uint64_t Mask = 0;
3704   switch (RetVT.SimpleTy) {
3705   default: return 0;
3706   case MVT::i8:  Opc = AArch64::LSLVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xff;   break;
3707   case MVT::i16: Opc = AArch64::LSLVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xffff; break;
3708   case MVT::i32: Opc = AArch64::LSLVWr;                                  break;
3709   case MVT::i64: Opc = AArch64::LSLVXr;                                  break;
3710   }
3711
3712   const TargetRegisterClass *RC =
3713       (RetVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3714   if (NeedTrunc) {
3715     Op1Reg = emitAnd_ri(MVT::i32, Op1Reg, Op1IsKill, Mask);
3716     Op1IsKill = true;
3717   }
3718   unsigned ResultReg = fastEmitInst_rr(Opc, RC, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg,
3719                                        Op1IsKill);
3720   if (NeedTrunc)
3721     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
3722   return ResultReg;
3723 }
3724
3725 unsigned AArch64FastISel::emitLSL_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0,
3726                                      bool Op0IsKill, uint64_t Shift,
3727                                      bool IsZext) {
3728   assert(RetVT.SimpleTy >= SrcVT.SimpleTy &&
3729          "Unexpected source/return type pair.");
3730   assert((SrcVT == MVT::i1 || SrcVT == MVT::i8 || SrcVT == MVT::i16 ||
3731           SrcVT == MVT::i32 || SrcVT == MVT::i64) &&
3732          "Unexpected source value type.");
3733   assert((RetVT == MVT::i8 || RetVT == MVT::i16 || RetVT == MVT::i32 ||
3734           RetVT == MVT::i64) && "Unexpected return value type.");
3735
3736   bool Is64Bit = (RetVT == MVT::i64);
3737   unsigned RegSize = Is64Bit ? 64 : 32;
3738   unsigned DstBits = RetVT.getSizeInBits();
3739   unsigned SrcBits = SrcVT.getSizeInBits();
3740
3741   // Don't deal with undefined shifts.
3742   if (Shift >= DstBits)
3743     return 0;
3744
3745   // For immediate shifts we can fold the zero-/sign-extension into the shift.
3746   // {S|U}BFM Wd, Wn, #r, #s
3747   // Wd<32+s-r,32-r> = Wn<s:0> when r > s
3748
3749   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3750   // %2 = shl i16 %1, 4
3751   // Wd<32+7-28,32-28> = Wn<7:0> <- clamp s to 7
3752   // 0b1111_1111_1111_1111__1111_1010_1010_0000 sext
3753   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0101_0101_0000 sext | zext
3754   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_1010_1010_0000 zext
3755
3756   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3757   // %2 = shl i16 %1, 8
3758   // Wd<32+7-24,32-24> = Wn<7:0>
3759   // 0b1111_1111_1111_1111__1010_1010_0000_0000 sext
3760   // 0b0000_0000_0000_0000__0101_0101_0000_0000 sext | zext
3761   // 0b0000_0000_0000_0000__1010_1010_0000_0000 zext
3762
3763   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3764   // %2 = shl i16 %1, 12
3765   // Wd<32+3-20,32-20> = Wn<3:0>
3766   // 0b1111_1111_1111_1111__1010_0000_0000_0000 sext
3767   // 0b0000_0000_0000_0000__0101_0000_0000_0000 sext | zext
3768   // 0b0000_0000_0000_0000__1010_0000_0000_0000 zext
3769
3770   unsigned ImmR = RegSize - Shift;
3771   // Limit the width to the length of the source type.
3772   unsigned ImmS = std::min<unsigned>(SrcBits - 1, DstBits - 1 - Shift);
3773   static const unsigned OpcTable[2][2] = {
3774     {AArch64::SBFMWri, AArch64::SBFMXri},
3775     {AArch64::UBFMWri, AArch64::UBFMXri}
3776   };
3777   unsigned Opc = OpcTable[IsZext][Is64Bit];
3778   const TargetRegisterClass *RC =
3779       Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3780   if (SrcVT.SimpleTy <= MVT::i32 && RetVT == MVT::i64) {
3781     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3782     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3783             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), TmpReg)
3784         .addImm(0)
3785         .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill))
3786         .addImm(AArch64::sub_32);
3787     Op0 = TmpReg;
3788     Op0IsKill = true;
3789   }
3790   return fastEmitInst_rii(Opc, RC, Op0, Op0IsKill, ImmR, ImmS);
3791 }
3792
3793 unsigned AArch64FastISel::emitLSR_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
3794                                      unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill) {
3795   unsigned Opc = 0;
3796   bool NeedTrunc = false;
3797   uint64_t Mask = 0;
3798   switch (RetVT.SimpleTy) {
3799   default: return 0;
3800   case MVT::i8:  Opc = AArch64::LSRVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xff;   break;
3801   case MVT::i16: Opc = AArch64::LSRVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xffff; break;
3802   case MVT::i32: Opc = AArch64::LSRVWr; break;
3803   case MVT::i64: Opc = AArch64::LSRVXr; break;
3804   }
3805
3806   const TargetRegisterClass *RC =
3807       (RetVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3808   if (NeedTrunc) {
3809     Op0Reg = emitAnd_ri(MVT::i32, Op0Reg, Op0IsKill, Mask);
3810     Op1Reg = emitAnd_ri(MVT::i32, Op1Reg, Op1IsKill, Mask);
3811     Op0IsKill = Op1IsKill = true;
3812   }
3813   unsigned ResultReg = fastEmitInst_rr(Opc, RC, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg,
3814                                        Op1IsKill);
3815   if (NeedTrunc)
3816     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
3817   return ResultReg;
3818 }
3819
3820 unsigned AArch64FastISel::emitLSR_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0,
3821                                      bool Op0IsKill, uint64_t Shift,
3822                                      bool IsZExt) {
3823   assert(RetVT.SimpleTy >= SrcVT.SimpleTy &&
3824          "Unexpected source/return type pair.");
3825   assert((SrcVT == MVT::i8 || SrcVT == MVT::i16 || SrcVT == MVT::i32 ||
3826           SrcVT == MVT::i64) && "Unexpected source value type.");
3827   assert((RetVT == MVT::i8 || RetVT == MVT::i16 || RetVT == MVT::i32 ||
3828           RetVT == MVT::i64) && "Unexpected return value type.");
3829
3830   bool Is64Bit = (RetVT == MVT::i64);
3831   unsigned RegSize = Is64Bit ? 64 : 32;
3832   unsigned DstBits = RetVT.getSizeInBits();
3833   unsigned SrcBits = SrcVT.getSizeInBits();
3834
3835   // Don't deal with undefined shifts.
3836   if (Shift >= DstBits)
3837     return 0;
3838
3839   // For immediate shifts we can fold the zero-/sign-extension into the shift.
3840   // {S|U}BFM Wd, Wn, #r, #s
3841   // Wd<s-r:0> = Wn<s:r> when r <= s
3842
3843   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3844   // %2 = lshr i16 %1, 4
3845   // Wd<7-4:0> = Wn<7:4>
3846   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_1111_1111_1010 sext
3847   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0101 sext | zext
3848   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_1010 zext
3849
3850   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3851   // %2 = lshr i16 %1, 8
3852   // Wd<7-7,0> = Wn<7:7>
3853   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_1111_1111 sext
3854   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 sext
3855   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 zext
3856
3857   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3858   // %2 = lshr i16 %1, 12
3859   // Wd<7-7,0> = Wn<7:7> <- clamp r to 7
3860   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_1111 sext
3861   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 sext
3862   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 zext
3863
3864   if (Shift >= SrcBits && IsZExt)
3865     return materializeInt(ConstantInt::get(*Context, APInt(RegSize, 0)), RetVT);
3866
3867   // It is not possible to fold a sign-extend into the LShr instruction. In this
3868   // case emit a sign-extend.
3869   if (!IsZExt) {
3870     Op0 = emitIntExt(SrcVT, Op0, RetVT, IsZExt);
3871     if (!Op0)
3872       return 0;
3873     Op0IsKill = true;
3874     SrcVT = RetVT;
3875     SrcBits = SrcVT.getSizeInBits();
3876     IsZExt = true;
3877   }
3878
3879   unsigned ImmR = std::min<unsigned>(SrcBits - 1, Shift);
3880   unsigned ImmS = SrcBits - 1;
3881   static const unsigned OpcTable[2][2] = {
3882     {AArch64::SBFMWri, AArch64::SBFMXri},
3883     {AArch64::UBFMWri, AArch64::UBFMXri}
3884   };
3885   unsigned Opc = OpcTable[IsZExt][Is64Bit];
3886   const TargetRegisterClass *RC =
3887       Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3888   if (SrcVT.SimpleTy <= MVT::i32 && RetVT == MVT::i64) {
3889     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3890     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3891             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), TmpReg)
3892         .addImm(0)
3893         .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill))
3894         .addImm(AArch64::sub_32);
3895     Op0 = TmpReg;
3896     Op0IsKill = true;
3897   }
3898   return fastEmitInst_rii(Opc, RC, Op0, Op0IsKill, ImmR, ImmS);
3899 }
3900
3901 unsigned AArch64FastISel::emitASR_rr(MVT RetVT, unsigned Op0Reg, bool Op0IsKill,
3902                                      unsigned Op1Reg, bool Op1IsKill) {
3903   unsigned Opc = 0;
3904   bool NeedTrunc = false;
3905   uint64_t Mask = 0;
3906   switch (RetVT.SimpleTy) {
3907   default: return 0;
3908   case MVT::i8:  Opc = AArch64::ASRVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xff;   break;
3909   case MVT::i16: Opc = AArch64::ASRVWr; NeedTrunc = true; Mask = 0xffff; break;
3910   case MVT::i32: Opc = AArch64::ASRVWr;                                  break;
3911   case MVT::i64: Opc = AArch64::ASRVXr;                                  break;
3912   }
3913
3914   const TargetRegisterClass *RC =
3915       (RetVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3916   if (NeedTrunc) {
3917     Op0Reg = emitIntExt(RetVT, Op0Reg, MVT::i32, /*IsZExt=*/false);
3918     Op1Reg = emitAnd_ri(MVT::i32, Op1Reg, Op1IsKill, Mask);
3919     Op0IsKill = Op1IsKill = true;
3920   }
3921   unsigned ResultReg = fastEmitInst_rr(Opc, RC, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg,
3922                                        Op1IsKill);
3923   if (NeedTrunc)
3924     ResultReg = emitAnd_ri(MVT::i32, ResultReg, /*IsKill=*/true, Mask);
3925   return ResultReg;
3926 }
3927
3928 unsigned AArch64FastISel::emitASR_ri(MVT RetVT, MVT SrcVT, unsigned Op0,
3929                                      bool Op0IsKill, uint64_t Shift,
3930                                      bool IsZExt) {
3931   assert(RetVT.SimpleTy >= SrcVT.SimpleTy &&
3932          "Unexpected source/return type pair.");
3933   assert((SrcVT == MVT::i8 || SrcVT == MVT::i16 || SrcVT == MVT::i32 ||
3934           SrcVT == MVT::i64) && "Unexpected source value type.");
3935   assert((RetVT == MVT::i8 || RetVT == MVT::i16 || RetVT == MVT::i32 ||
3936           RetVT == MVT::i64) && "Unexpected return value type.");
3937
3938   bool Is64Bit = (RetVT == MVT::i64);
3939   unsigned RegSize = Is64Bit ? 64 : 32;
3940   unsigned DstBits = RetVT.getSizeInBits();
3941   unsigned SrcBits = SrcVT.getSizeInBits();
3942
3943   // Don't deal with undefined shifts.
3944   if (Shift >= DstBits)
3945     return 0;
3946
3947   // For immediate shifts we can fold the zero-/sign-extension into the shift.
3948   // {S|U}BFM Wd, Wn, #r, #s
3949   // Wd<s-r:0> = Wn<s:r> when r <= s
3950
3951   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3952   // %2 = ashr i16 %1, 4
3953   // Wd<7-4:0> = Wn<7:4>
3954   // 0b1111_1111_1111_1111__1111_1111_1111_1010 sext
3955   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0101 sext | zext
3956   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_1010 zext
3957
3958   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3959   // %2 = ashr i16 %1, 8
3960   // Wd<7-7,0> = Wn<7:7>
3961   // 0b1111_1111_1111_1111__1111_1111_1111_1111 sext
3962   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 sext
3963   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 zext
3964
3965   // %1 = {s|z}ext i8 {0b1010_1010|0b0101_0101} to i16
3966   // %2 = ashr i16 %1, 12
3967   // Wd<7-7,0> = Wn<7:7> <- clamp r to 7
3968   // 0b1111_1111_1111_1111__1111_1111_1111_1111 sext
3969   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 sext
3970   // 0b0000_0000_0000_0000__0000_0000_0000_0000 zext
3971
3972   if (Shift >= SrcBits && IsZExt)
3973     return materializeInt(ConstantInt::get(*Context, APInt(RegSize, 0)), RetVT);
3974
3975   unsigned ImmR = std::min<unsigned>(SrcBits - 1, Shift);
3976   unsigned ImmS = SrcBits - 1;
3977   static const unsigned OpcTable[2][2] = {
3978     {AArch64::SBFMWri, AArch64::SBFMXri},
3979     {AArch64::UBFMWri, AArch64::UBFMXri}
3980   };
3981   unsigned Opc = OpcTable[IsZExt][Is64Bit];
3982   const TargetRegisterClass *RC =
3983       Is64Bit ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
3984   if (SrcVT.SimpleTy <= MVT::i32 && RetVT == MVT::i64) {
3985     unsigned TmpReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3986     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
3987             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), TmpReg)
3988         .addImm(0)
3989         .addReg(Op0, getKillRegState(Op0IsKill))
3990         .addImm(AArch64::sub_32);
3991     Op0 = TmpReg;
3992     Op0IsKill = true;
3993   }
3994   return fastEmitInst_rii(Opc, RC, Op0, Op0IsKill, ImmR, ImmS);
3995 }
3996
3997 unsigned AArch64FastISel::emitIntExt(MVT SrcVT, unsigned SrcReg, MVT DestVT,
3998                                      bool IsZExt) {
3999   assert(DestVT != MVT::i1 && "ZeroExt/SignExt an i1?");
4000
4001   // FastISel does not have plumbing to deal with extensions where the SrcVT or
4002   // DestVT are odd things, so test to make sure that they are both types we can
4003   // handle (i1/i8/i16/i32 for SrcVT and i8/i16/i32/i64 for DestVT), otherwise
4004   // bail out to SelectionDAG.
4005   if (((DestVT != MVT::i8) && (DestVT != MVT::i16) &&
4006        (DestVT != MVT::i32) && (DestVT != MVT::i64)) ||
4007       ((SrcVT !=  MVT::i1) && (SrcVT !=  MVT::i8) &&
4008        (SrcVT !=  MVT::i16) && (SrcVT !=  MVT::i32)))
4009     return 0;
4010
4011   unsigned Opc;
4012   unsigned Imm = 0;
4013
4014   switch (SrcVT.SimpleTy) {
4015   default:
4016     return 0;
4017   case MVT::i1:
4018     return emiti1Ext(SrcReg, DestVT, IsZExt);
4019   case MVT::i8:
4020     if (DestVT == MVT::i64)
4021       Opc = IsZExt ? AArch64::UBFMXri : AArch64::SBFMXri;
4022     else
4023       Opc = IsZExt ? AArch64::UBFMWri : AArch64::SBFMWri;
4024     Imm = 7;
4025     break;
4026   case MVT::i16:
4027     if (DestVT == MVT::i64)
4028       Opc = IsZExt ? AArch64::UBFMXri : AArch64::SBFMXri;
4029     else
4030       Opc = IsZExt ? AArch64::UBFMWri : AArch64::SBFMWri;
4031     Imm = 15;
4032     break;
4033   case MVT::i32:
4034     assert(DestVT == MVT::i64 && "IntExt i32 to i32?!?");
4035     Opc = IsZExt ? AArch64::UBFMXri : AArch64::SBFMXri;
4036     Imm = 31;
4037     break;
4038   }
4039
4040   // Handle i8 and i16 as i32.
4041   if (DestVT == MVT::i8 || DestVT == MVT::i16)
4042     DestVT = MVT::i32;
4043   else if (DestVT == MVT::i64) {
4044     unsigned Src64 = MRI.createVirtualRegister(&AArch64::GPR64RegClass);
4045     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
4046             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), Src64)
4047         .addImm(0)
4048         .addReg(SrcReg)
4049         .addImm(AArch64::sub_32);
4050     SrcReg = Src64;
4051   }
4052
4053   const TargetRegisterClass *RC =
4054       (DestVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
4055   return fastEmitInst_rii(Opc, RC, SrcReg, /*TODO:IsKill=*/false, 0, Imm);
4056 }
4057
4058 static bool isZExtLoad(const MachineInstr *LI) {
4059   switch (LI->getOpcode()) {
4060   default:
4061     return false;
4062   case AArch64::LDURBBi:
4063   case AArch64::LDURHHi:
4064   case AArch64::LDURWi:
4065   case AArch64::LDRBBui:
4066   case AArch64::LDRHHui:
4067   case AArch64::LDRWui:
4068   case AArch64::LDRBBroX:
4069   case AArch64::LDRHHroX:
4070   case AArch64::LDRWroX:
4071   case AArch64::LDRBBroW:
4072   case AArch64::LDRHHroW:
4073   case AArch64::LDRWroW:
4074     return true;
4075   }
4076 }
4077
4078 static bool isSExtLoad(const MachineInstr *LI) {
4079   switch (LI->getOpcode()) {
4080   default:
4081     return false;
4082   case AArch64::LDURSBWi:
4083   case AArch64::LDURSHWi:
4084   case AArch64::LDURSBXi:
4085   case AArch64::LDURSHXi:
4086   case AArch64::LDURSWi:
4087   case AArch64::LDRSBWui:
4088   case AArch64::LDRSHWui:
4089   case AArch64::LDRSBXui:
4090   case AArch64::LDRSHXui:
4091   case AArch64::LDRSWui:
4092   case AArch64::LDRSBWroX:
4093   case AArch64::LDRSHWroX:
4094   case AArch64::LDRSBXroX:
4095   case AArch64::LDRSHXroX:
4096   case AArch64::LDRSWroX:
4097   case AArch64::LDRSBWroW:
4098   case AArch64::LDRSHWroW:
4099   case AArch64::LDRSBXroW:
4100   case AArch64::LDRSHXroW:
4101   case AArch64::LDRSWroW:
4102     return true;
4103   }
4104 }
4105
4106 bool AArch64FastISel::optimizeIntExtLoad(const Instruction *I, MVT RetVT,
4107                                          MVT SrcVT) {
4108   const auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I->getOperand(0));
4109   if (!LI || !LI->hasOneUse())
4110     return false;
4111
4112   // Check if the load instruction has already been selected.
4113   unsigned Reg = lookUpRegForValue(LI);
4114   if (!Reg)
4115     return false;
4116
4117   MachineInstr *MI = MRI.getUniqueVRegDef(Reg);
4118   if (!MI)
4119     return false;
4120
4121   // Check if the correct load instruction has been emitted - SelectionDAG might
4122   // have emitted a zero-extending load, but we need a sign-extending load.
4123   bool IsZExt = isa<ZExtInst>(I);
4124   const auto *LoadMI = MI;
4125   if (LoadMI->getOpcode() == TargetOpcode::COPY &&
4126       LoadMI->getOperand(1).getSubReg() == AArch64::sub_32) {
4127     unsigned LoadReg = MI->getOperand(1).getReg();
4128     LoadMI = MRI.getUniqueVRegDef(LoadReg);
4129     assert(LoadMI && "Expected valid instruction");
4130   }
4131   if (!(IsZExt && isZExtLoad(LoadMI)) && !(!IsZExt && isSExtLoad(LoadMI)))
4132     return false;
4133
4134   // Nothing to be done.
4135   if (RetVT != MVT::i64 || SrcVT > MVT::i32) {
4136     updateValueMap(I, Reg);
4137     return true;
4138   }
4139
4140   if (IsZExt) {
4141     unsigned Reg64 = createResultReg(&AArch64::GPR64RegClass);
4142     BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
4143             TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), Reg64)
4144         .addImm(0)
4145         .addReg(Reg, getKillRegState(true))
4146         .addImm(AArch64::sub_32);
4147     Reg = Reg64;
4148   } else {
4149     assert((MI->getOpcode() == TargetOpcode::COPY &&
4150             MI->getOperand(1).getSubReg() == AArch64::sub_32) &&
4151            "Expected copy instruction");
4152     Reg = MI->getOperand(1).getReg();
4153     MI->eraseFromParent();
4154   }
4155   updateValueMap(I, Reg);
4156   return true;
4157 }
4158
4159 bool AArch64FastISel::selectIntExt(const Instruction *I) {
4160   assert((isa<ZExtInst>(I) || isa<SExtInst>(I)) &&
4161          "Unexpected integer extend instruction.");
4162   MVT RetVT;
4163   MVT SrcVT;
4164   if (!isTypeSupported(I->getType(), RetVT))
4165     return false;
4166
4167   if (!isTypeSupported(I->getOperand(0)->getType(), SrcVT))
4168     return false;
4169
4170   // Try to optimize already sign-/zero-extended values from load instructions.
4171   if (optimizeIntExtLoad(I, RetVT, SrcVT))
4172     return true;
4173
4174   unsigned SrcReg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4175   if (!SrcReg)
4176     return false;
4177   bool SrcIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4178
4179   // Try to optimize already sign-/zero-extended values from function arguments.
4180   bool IsZExt = isa<ZExtInst>(I);
4181   if (const auto *Arg = dyn_cast<Argument>(I->getOperand(0))) {
4182     if ((IsZExt && Arg->hasZExtAttr()) || (!IsZExt && Arg->hasSExtAttr())) {
4183       if (RetVT == MVT::i64 && SrcVT != MVT::i64) {
4184         unsigned ResultReg = createResultReg(&AArch64::GPR64RegClass);
4185         BuildMI(*FuncInfo.MBB, FuncInfo.InsertPt, DbgLoc,
4186                 TII.get(AArch64::SUBREG_TO_REG), ResultReg)
4187             .addImm(0)
4188             .addReg(SrcReg, getKillRegState(SrcIsKill))
4189             .addImm(AArch64::sub_32);
4190         SrcReg = ResultReg;
4191       }
4192       updateValueMap(I, SrcReg);
4193       return true;
4194     }
4195   }
4196
4197   unsigned ResultReg = emitIntExt(SrcVT, SrcReg, RetVT, IsZExt);
4198   if (!ResultReg)
4199     return false;
4200
4201   updateValueMap(I, ResultReg);
4202   return true;
4203 }
4204
4205 bool AArch64FastISel::selectRem(const Instruction *I, unsigned ISDOpcode) {
4206   EVT DestEVT = TLI.getValueType(I->getType(), true);
4207   if (!DestEVT.isSimple())
4208     return false;
4209
4210   MVT DestVT = DestEVT.getSimpleVT();
4211   if (DestVT != MVT::i64 && DestVT != MVT::i32)
4212     return false;
4213
4214   unsigned DivOpc;
4215   bool Is64bit = (DestVT == MVT::i64);
4216   switch (ISDOpcode) {
4217   default:
4218     return false;
4219   case ISD::SREM:
4220     DivOpc = Is64bit ? AArch64::SDIVXr : AArch64::SDIVWr;
4221     break;
4222   case ISD::UREM:
4223     DivOpc = Is64bit ? AArch64::UDIVXr : AArch64::UDIVWr;
4224     break;
4225   }
4226   unsigned MSubOpc = Is64bit ? AArch64::MSUBXrrr : AArch64::MSUBWrrr;
4227   unsigned Src0Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4228   if (!Src0Reg)
4229     return false;
4230   bool Src0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4231
4232   unsigned Src1Reg = getRegForValue(I->getOperand(1));
4233   if (!Src1Reg)
4234     return false;
4235   bool Src1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
4236
4237   const TargetRegisterClass *RC =
4238       (DestVT == MVT::i64) ? &AArch64::GPR64RegClass : &AArch64::GPR32RegClass;
4239   unsigned QuotReg = fastEmitInst_rr(DivOpc, RC, Src0Reg, /*IsKill=*/false,
4240                                      Src1Reg, /*IsKill=*/false);
4241   assert(QuotReg && "Unexpected DIV instruction emission failure.");
4242   // The remainder is computed as numerator - (quotient * denominator) using the
4243   // MSUB instruction.
4244   unsigned ResultReg = fastEmitInst_rrr(MSubOpc, RC, QuotReg, /*IsKill=*/true,
4245                                         Src1Reg, Src1IsKill, Src0Reg,
4246                                         Src0IsKill);
4247   updateValueMap(I, ResultReg);
4248   return true;
4249 }
4250
4251 bool AArch64FastISel::selectMul(const Instruction *I) {
4252   MVT VT;
4253   if (!isTypeSupported(I->getType(), VT, /*IsVectorAllowed=*/true))
4254     return false;
4255
4256   if (VT.isVector())
4257     return selectBinaryOp(I, ISD::MUL);
4258
4259   const Value *Src0 = I->getOperand(0);
4260   const Value *Src1 = I->getOperand(1);
4261   if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(Src0))
4262     if (C->getValue().isPowerOf2())
4263       std::swap(Src0, Src1);
4264
4265   // Try to simplify to a shift instruction.
4266   if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(Src1))
4267     if (C->getValue().isPowerOf2()) {
4268       uint64_t ShiftVal = C->getValue().logBase2();
4269       MVT SrcVT = VT;
4270       bool IsZExt = true;
4271       if (const auto *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(Src0)) {
4272         if (!isIntExtFree(ZExt)) {
4273           MVT VT;
4274           if (isValueAvailable(ZExt) && isTypeSupported(ZExt->getSrcTy(), VT)) {
4275             SrcVT = VT;
4276             IsZExt = true;
4277             Src0 = ZExt->getOperand(0);
4278           }
4279         }
4280       } else if (const auto *SExt = dyn_cast<SExtInst>(Src0)) {
4281         if (!isIntExtFree(SExt)) {
4282           MVT VT;
4283           if (isValueAvailable(SExt) && isTypeSupported(SExt->getSrcTy(), VT)) {
4284             SrcVT = VT;
4285             IsZExt = false;
4286             Src0 = SExt->getOperand(0);
4287           }
4288         }
4289       }
4290
4291       unsigned Src0Reg = getRegForValue(Src0);
4292       if (!Src0Reg)
4293         return false;
4294       bool Src0IsKill = hasTrivialKill(Src0);
4295
4296       unsigned ResultReg =
4297           emitLSL_ri(VT, SrcVT, Src0Reg, Src0IsKill, ShiftVal, IsZExt);
4298
4299       if (ResultReg) {
4300         updateValueMap(I, ResultReg);
4301         return true;
4302       }
4303     }
4304
4305   unsigned Src0Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4306   if (!Src0Reg)
4307     return false;
4308   bool Src0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4309
4310   unsigned Src1Reg = getRegForValue(I->getOperand(1));
4311   if (!Src1Reg)
4312     return false;
4313   bool Src1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
4314
4315   unsigned ResultReg = emitMul_rr(VT, Src0Reg, Src0IsKill, Src1Reg, Src1IsKill);
4316
4317   if (!ResultReg)
4318     return false;
4319
4320   updateValueMap(I, ResultReg);
4321   return true;
4322 }
4323
4324 bool AArch64FastISel::selectShift(const Instruction *I) {
4325   MVT RetVT;
4326   if (!isTypeSupported(I->getType(), RetVT, /*IsVectorAllowed=*/true))
4327     return false;
4328
4329   if (RetVT.isVector())
4330     return selectOperator(I, I->getOpcode());
4331
4332   if (const auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))) {
4333     unsigned ResultReg = 0;
4334     uint64_t ShiftVal = C->getZExtValue();
4335     MVT SrcVT = RetVT;
4336     bool IsZExt = (I->getOpcode() == Instruction::AShr) ? false : true;
4337     const Value *Op0 = I->getOperand(0);
4338     if (const auto *ZExt = dyn_cast<ZExtInst>(Op0)) {
4339       if (!isIntExtFree(ZExt)) {
4340         MVT TmpVT;
4341         if (isValueAvailable(ZExt) && isTypeSupported(ZExt->getSrcTy(), TmpVT)) {
4342           SrcVT = TmpVT;
4343           IsZExt = true;
4344           Op0 = ZExt->getOperand(0);
4345         }
4346       }
4347     } else if (const auto *SExt = dyn_cast<SExtInst>(Op0)) {
4348       if (!isIntExtFree(SExt)) {
4349         MVT TmpVT;
4350         if (isValueAvailable(SExt) && isTypeSupported(SExt->getSrcTy(), TmpVT)) {
4351           SrcVT = TmpVT;
4352           IsZExt = false;
4353           Op0 = SExt->getOperand(0);
4354         }
4355       }
4356     }
4357
4358     unsigned Op0Reg = getRegForValue(Op0);
4359     if (!Op0Reg)
4360       return false;
4361     bool Op0IsKill = hasTrivialKill(Op0);
4362
4363     switch (I->getOpcode()) {
4364     default: llvm_unreachable("Unexpected instruction.");
4365     case Instruction::Shl:
4366       ResultReg = emitLSL_ri(RetVT, SrcVT, Op0Reg, Op0IsKill, ShiftVal, IsZExt);
4367       break;
4368     case Instruction::AShr:
4369       ResultReg = emitASR_ri(RetVT, SrcVT, Op0Reg, Op0IsKill, ShiftVal, IsZExt);
4370       break;
4371     case Instruction::LShr:
4372       ResultReg = emitLSR_ri(RetVT, SrcVT, Op0Reg, Op0IsKill, ShiftVal, IsZExt);
4373       break;
4374     }
4375     if (!ResultReg)
4376       return false;
4377
4378     updateValueMap(I, ResultReg);
4379     return true;
4380   }
4381
4382   unsigned Op0Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4383   if (!Op0Reg)
4384     return false;
4385   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4386
4387   unsigned Op1Reg = getRegForValue(I->getOperand(1));
4388   if (!Op1Reg)
4389     return false;
4390   bool Op1IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(1));
4391
4392   unsigned ResultReg = 0;
4393   switch (I->getOpcode()) {
4394   default: llvm_unreachable("Unexpected instruction.");
4395   case Instruction::Shl:
4396     ResultReg = emitLSL_rr(RetVT, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg, Op1IsKill);
4397     break;
4398   case Instruction::AShr:
4399     ResultReg = emitASR_rr(RetVT, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg, Op1IsKill);
4400     break;
4401   case Instruction::LShr:
4402     ResultReg = emitLSR_rr(RetVT, Op0Reg, Op0IsKill, Op1Reg, Op1IsKill);
4403     break;
4404   }
4405
4406   if (!ResultReg)
4407     return false;
4408
4409   updateValueMap(I, ResultReg);
4410   return true;
4411 }
4412
4413 bool AArch64FastISel::selectBitCast(const Instruction *I) {
4414   MVT RetVT, SrcVT;
4415
4416   if (!isTypeLegal(I->getOperand(0)->getType(), SrcVT))
4417     return false;
4418   if (!isTypeLegal(I->getType(), RetVT))
4419     return false;
4420
4421   unsigned Opc;
4422   if (RetVT == MVT::f32 && SrcVT == MVT::i32)
4423     Opc = AArch64::FMOVWSr;
4424   else if (RetVT == MVT::f64 && SrcVT == MVT::i64)
4425     Opc = AArch64::FMOVXDr;
4426   else if (RetVT == MVT::i32 && SrcVT == MVT::f32)
4427     Opc = AArch64::FMOVSWr;
4428   else if (RetVT == MVT::i64 && SrcVT == MVT::f64)
4429     Opc = AArch64::FMOVDXr;
4430   else
4431     return false;
4432
4433   const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
4434   switch (RetVT.SimpleTy) {
4435   default: llvm_unreachable("Unexpected value type.");
4436   case MVT::i32: RC = &AArch64::GPR32RegClass; break;
4437   case MVT::i64: RC = &AArch64::GPR64RegClass; break;
4438   case MVT::f32: RC = &AArch64::FPR32RegClass; break;
4439   case MVT::f64: RC = &AArch64::FPR64RegClass; break;
4440   }
4441   unsigned Op0Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4442   if (!Op0Reg)
4443     return false;
4444   bool Op0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4445   unsigned ResultReg = fastEmitInst_r(Opc, RC, Op0Reg, Op0IsKill);
4446
4447   if (!ResultReg)
4448     return false;
4449
4450   updateValueMap(I, ResultReg);
4451   return true;
4452 }
4453
4454 bool AArch64FastISel::selectFRem(const Instruction *I) {
4455   MVT RetVT;
4456   if (!isTypeLegal(I->getType(), RetVT))
4457     return false;
4458
4459   RTLIB::Libcall LC;
4460   switch (RetVT.SimpleTy) {
4461   default:
4462     return false;
4463   case MVT::f32:
4464     LC = RTLIB::REM_F32;
4465     break;
4466   case MVT::f64:
4467     LC = RTLIB::REM_F64;
4468     break;
4469   }
4470
4471   ArgListTy Args;
4472   Args.reserve(I->getNumOperands());
4473
4474   // Populate the argument list.
4475   for (auto &Arg : I->operands()) {
4476     ArgListEntry Entry;
4477     Entry.Val = Arg;
4478     Entry.Ty = Arg->getType();
4479     Args.push_back(Entry);
4480   }
4481
4482   CallLoweringInfo CLI;
4483   CLI.setCallee(TLI.getLibcallCallingConv(LC), I->getType(),
4484                 TLI.getLibcallName(LC), std::move(Args));
4485   if (!lowerCallTo(CLI))
4486     return false;
4487   updateValueMap(I, CLI.ResultReg);
4488   return true;
4489 }
4490
4491 bool AArch64FastISel::selectSDiv(const Instruction *I) {
4492   MVT VT;
4493   if (!isTypeLegal(I->getType(), VT))
4494     return false;
4495
4496   if (!isa<ConstantInt>(I->getOperand(1)))
4497     return selectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
4498
4499   const APInt &C = cast<ConstantInt>(I->getOperand(1))->getValue();
4500   if ((VT != MVT::i32 && VT != MVT::i64) || !C ||
4501       !(C.isPowerOf2() || (-C).isPowerOf2()))
4502     return selectBinaryOp(I, ISD::SDIV);
4503
4504   unsigned Lg2 = C.countTrailingZeros();
4505   unsigned Src0Reg = getRegForValue(I->getOperand(0));
4506   if (!Src0Reg)
4507     return false;
4508   bool Src0IsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4509
4510   if (cast<BinaryOperator>(I)->isExact()) {
4511     unsigned ResultReg = emitASR_ri(VT, VT, Src0Reg, Src0IsKill, Lg2);
4512     if (!ResultReg)
4513       return false;
4514     updateValueMap(I, ResultReg);
4515     return true;
4516   }
4517
4518   int64_t Pow2MinusOne = (1ULL << Lg2) - 1;
4519   unsigned AddReg = emitAdd_ri_(VT, Src0Reg, /*IsKill=*/false, Pow2MinusOne);
4520   if (!AddReg)
4521     return false;
4522
4523   // (Src0 < 0) ? Pow2 - 1 : 0;
4524   if (!emitICmp_ri(VT, Src0Reg, /*IsKill=*/false, 0))
4525     return false;
4526
4527   unsigned SelectOpc;
4528   const TargetRegisterClass *RC;
4529   if (VT == MVT::i64) {
4530     SelectOpc = AArch64::CSELXr;
4531     RC = &AArch64::GPR64RegClass;
4532   } else {
4533     SelectOpc = AArch64::CSELWr;
4534     RC = &AArch64::GPR32RegClass;
4535   }
4536   unsigned SelectReg =
4537       fastEmitInst_rri(SelectOpc, RC, AddReg, /*IsKill=*/true, Src0Reg,
4538                        Src0IsKill, AArch64CC::LT);
4539   if (!SelectReg)
4540     return false;
4541
4542   // Divide by Pow2 --> ashr. If we're dividing by a negative value we must also
4543   // negate the result.
4544   unsigned ZeroReg = (VT == MVT::i64) ? AArch64::XZR : AArch64::WZR;
4545   unsigned ResultReg;
4546   if (C.isNegative())
4547     ResultReg = emitAddSub_rs(/*UseAdd=*/false, VT, ZeroReg, /*IsKill=*/true,
4548                               SelectReg, /*IsKill=*/true, AArch64_AM::ASR, Lg2);
4549   else
4550     ResultReg = emitASR_ri(VT, VT, SelectReg, /*IsKill=*/true, Lg2);
4551
4552   if (!ResultReg)
4553     return false;
4554
4555   updateValueMap(I, ResultReg);
4556   return true;
4557 }
4558
4559 /// This is mostly a copy of the existing FastISel GEP code, but we have to
4560 /// duplicate it for AArch64, because otherwise we would bail out even for
4561 /// simple cases. This is because the standard fastEmit functions don't cover
4562 /// MUL at all and ADD is lowered very inefficientily.
4563 bool AArch64FastISel::selectGetElementPtr(const Instruction *I) {
4564   unsigned N = getRegForValue(I->getOperand(0));
4565   if (!N)
4566     return false;
4567   bool NIsKill = hasTrivialKill(I->getOperand(0));
4568
4569   // Keep a running tab of the total offset to coalesce multiple N = N + Offset
4570   // into a single N = N + TotalOffset.
4571   uint64_t TotalOffs = 0;
4572   Type *Ty = I->getOperand(0)->getType();
4573   MVT VT = TLI.getPointerTy();
4574   for (auto OI = std::next(I->op_begin()), E = I->op_end(); OI != E; ++OI) {
4575     const Value *Idx = *OI;
4576     if (auto *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
4577       unsigned Field = cast<ConstantInt>(Idx)->getZExtValue();
4578       // N = N + Offset
4579       if (Field)
4580         TotalOffs += DL.getStructLayout(StTy)->getElementOffset(Field);
4581       Ty = StTy->getElementType(Field);
4582     } else {
4583       Ty = cast<SequentialType>(Ty)->getElementType();
4584       // If this is a constant subscript, handle it quickly.
4585       if (const auto *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Idx)) {
4586         if (CI->isZero())
4587           continue;
4588         // N = N + Offset
4589         TotalOffs +=
4590             DL.getTypeAllocSize(Ty) * cast<ConstantInt>(CI)->getSExtValue();
4591         continue;
4592       }
4593       if (TotalOffs) {
4594         N = emitAdd_ri_(VT, N, NIsKill, TotalOffs);
4595         if (!N)
4596           return false;
4597         NIsKill = true;
4598         TotalOffs = 0;
4599       }
4600
4601       // N = N + Idx * ElementSize;
4602       uint64_t ElementSize = DL.getTypeAllocSize(Ty);
4603       std::pair<unsigned, bool> Pair = getRegForGEPIndex(Idx);
4604       unsigned IdxN = Pair.first;
4605       bool IdxNIsKill = Pair.second;
4606       if (!IdxN)
4607         return false;
4608
4609       if (ElementSize != 1) {
4610         unsigned C = fastEmit_i(VT, VT, ISD::Constant, ElementSize);
4611         if (!C)
4612           return false;
4613         IdxN = emitMul_rr(VT, IdxN, IdxNIsKill, C, true);
4614         if (!IdxN)
4615           return false;
4616         IdxNIsKill = true;
4617       }
4618       N = fastEmit_rr(VT, VT, ISD::ADD, N, NIsKill, IdxN, IdxNIsKill);
4619       if (!N)
4620         return false;
4621     }
4622   }
4623   if (TotalOffs) {
4624     N = emitAdd_ri_(VT, N, NIsKill, TotalOffs);
4625     if (!N)
4626       return false;
4627   }
4628   updateValueMap(I, N);
4629   return true;
4630 }
4631
4632 bool AArch64FastISel::fastSelectInstruction(const Instruction *I) {
4633   switch (I->getOpcode()) {
4634   default:
4635     break;
4636   case Instruction::Add:
4637   case Instruction::Sub:
4638     return selectAddSub(I);
4639   case Instruction::Mul:
4640     return selectMul(I);
4641   case Instruction::SDiv:
4642     return selectSDiv(I);
4643   case Instruction::SRem:
4644     if (!selectBinaryOp(I, ISD::SREM))
4645       return selectRem(I, ISD::SREM);
4646     return true;
4647   case Instruction::URem:
4648     if (!selectBinaryOp(I, ISD::UREM))
4649       return selectRem(I, ISD::UREM);
4650     return true;
4651   case Instruction::Shl:
4652   case Instruction::LShr:
4653   case Instruction::AShr:
4654     return selectShift(I);
4655   case Instruction::And:
4656   case Instruction::Or:
4657   case Instruction::Xor:
4658     return selectLogicalOp(I);
4659   case Instruction::Br:
4660     return selectBranch(I);
4661   case Instruction::IndirectBr:
4662     return selectIndirectBr(I);
4663   case Instruction::BitCast:
4664     if (!FastISel::selectBitCast(I))
4665       return selectBitCast(I);
4666     return true;
4667   case Instruction::FPToSI:
4668     if (!selectCast(I, ISD::FP_TO_SINT))
4669       return selectFPToInt(I, /*Signed=*/true);
4670     return true;
4671   case Instruction::FPToUI:
4672     return selectFPToInt(I, /*Signed=*/false);
4673   case Instruction::ZExt:
4674   case Instruction::SExt:
4675     return selectIntExt(I);
4676   case Instruction::Trunc:
4677     if (!selectCast(I, ISD::TRUNCATE))
4678       return selectTrunc(I);
4679     return true;
4680   case Instruction::FPExt:
4681     return selectFPExt(I);
4682   case Instruction::FPTrunc:
4683     return selectFPTrunc(I);
4684   case Instruction::SIToFP:
4685     if (!selectCast(I, ISD::SINT_TO_FP))
4686       return selectIntToFP(I, /*Signed=*/true);
4687     return true;
4688   case Instruction::UIToFP:
4689     return selectIntToFP(I, /*Signed=*/false);
4690   case Instruction::Load:
4691     return selectLoad(I);
4692   case Instruction::Store:
4693     return selectStore(I);
4694   case Instruction::FCmp:
4695   case Instruction::ICmp:
4696     return selectCmp(I);
4697   case Instruction::Select:
4698     return selectSelect(I);
4699   case Instruction::Ret:
4700     return selectRet(I);
4701   case Instruction::FRem:
4702     return selectFRem(I);
4703   case Instruction::GetElementPtr:
4704     return selectGetElementPtr(I);
4705   }
4706
4707   // fall-back to target-independent instruction selection.
4708   return selectOperator(I, I->getOpcode());
4709   // Silence warnings.
4710   (void)&CC_AArch64_DarwinPCS_VarArg;
4711 }
4712
4713 namespace llvm {
4714 llvm::FastISel *AArch64::createFastISel(FunctionLoweringInfo &FuncInfo,
4715                                         const TargetLibraryInfo *LibInfo) {
4716   return new AArch64FastISel(FuncInfo, LibInfo);
4717 }
4718 }