Distinquish stack slots from other stack objects. They (and fixed objects) get FixedS...
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMBaseInstrInfo.cpp
1 //===- ARMBaseInstrInfo.cpp - ARM Instruction Information -----------*- C++ -*-===//
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 contains the Base ARM implementation of the TargetInstrInfo class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
15 #include "ARM.h"
16 #include "ARMAddressingModes.h"
17 #include "ARMGenInstrInfo.inc"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
20 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineJumpTableInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
25 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
26 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
27 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
29 using namespace llvm;
30
31 static cl::opt<bool>
32 EnableARM3Addr("enable-arm-3-addr-conv", cl::Hidden,
33                cl::desc("Enable ARM 2-addr to 3-addr conv"));
34
35 ARMBaseInstrInfo::ARMBaseInstrInfo()
36   : TargetInstrInfoImpl(ARMInsts, array_lengthof(ARMInsts)) {
37 }
38
39 MachineInstr *
40 ARMBaseInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
41                                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
42                                         LiveVariables *LV) const {
43   // FIXME: Thumb2 support.
44
45   if (!EnableARM3Addr)
46     return NULL;
47
48   MachineInstr *MI = MBBI;
49   MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
50   unsigned TSFlags = MI->getDesc().TSFlags;
51   bool isPre = false;
52   switch ((TSFlags & ARMII::IndexModeMask) >> ARMII::IndexModeShift) {
53   default: return NULL;
54   case ARMII::IndexModePre:
55     isPre = true;
56     break;
57   case ARMII::IndexModePost:
58     break;
59   }
60
61   // Try splitting an indexed load/store to an un-indexed one plus an add/sub
62   // operation.
63   unsigned MemOpc = getUnindexedOpcode(MI->getOpcode());
64   if (MemOpc == 0)
65     return NULL;
66
67   MachineInstr *UpdateMI = NULL;
68   MachineInstr *MemMI = NULL;
69   unsigned AddrMode = (TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
70   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
71   unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
72   bool isLoad = !TID.mayStore();
73   const MachineOperand &WB = isLoad ? MI->getOperand(1) : MI->getOperand(0);
74   const MachineOperand &Base = MI->getOperand(2);
75   const MachineOperand &Offset = MI->getOperand(NumOps-3);
76   unsigned WBReg = WB.getReg();
77   unsigned BaseReg = Base.getReg();
78   unsigned OffReg = Offset.getReg();
79   unsigned OffImm = MI->getOperand(NumOps-2).getImm();
80   ARMCC::CondCodes Pred = (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(NumOps-1).getImm();
81   switch (AddrMode) {
82   default:
83     assert(false && "Unknown indexed op!");
84     return NULL;
85   case ARMII::AddrMode2: {
86     bool isSub = ARM_AM::getAM2Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
87     unsigned Amt = ARM_AM::getAM2Offset(OffImm);
88     if (OffReg == 0) {
89       if (ARM_AM::getSOImmVal(Amt) == -1)
90         // Can't encode it in a so_imm operand. This transformation will
91         // add more than 1 instruction. Abandon!
92         return NULL;
93       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
94                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
95         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
96         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
97     } else if (Amt != 0) {
98       ARM_AM::ShiftOpc ShOpc = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(OffImm);
99       unsigned SOOpc = ARM_AM::getSORegOpc(ShOpc, Amt);
100       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
101                          get(isSub ? ARM::SUBrs : ARM::ADDrs), WBReg)
102         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg).addReg(0).addImm(SOOpc)
103         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
104     } else
105       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
106                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
107         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
108         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
109     break;
110   }
111   case ARMII::AddrMode3 : {
112     bool isSub = ARM_AM::getAM3Op(OffImm) == ARM_AM::sub;
113     unsigned Amt = ARM_AM::getAM3Offset(OffImm);
114     if (OffReg == 0)
115       // Immediate is 8-bits. It's guaranteed to fit in a so_imm operand.
116       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
117                          get(isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri), WBReg)
118         .addReg(BaseReg).addImm(Amt)
119         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
120     else
121       UpdateMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
122                          get(isSub ? ARM::SUBrr : ARM::ADDrr), WBReg)
123         .addReg(BaseReg).addReg(OffReg)
124         .addImm(Pred).addReg(0).addReg(0);
125     break;
126   }
127   }
128
129   std::vector<MachineInstr*> NewMIs;
130   if (isPre) {
131     if (isLoad)
132       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
133                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
134         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
135     else
136       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
137                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
138         .addReg(WBReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
139     NewMIs.push_back(MemMI);
140     NewMIs.push_back(UpdateMI);
141   } else {
142     if (isLoad)
143       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
144                       get(MemOpc), MI->getOperand(0).getReg())
145         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
146     else
147       MemMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(),
148                       get(MemOpc)).addReg(MI->getOperand(1).getReg())
149         .addReg(BaseReg).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred);
150     if (WB.isDead())
151       UpdateMI->getOperand(0).setIsDead();
152     NewMIs.push_back(UpdateMI);
153     NewMIs.push_back(MemMI);
154   }
155
156   // Transfer LiveVariables states, kill / dead info.
157   if (LV) {
158     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
159       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
160       if (MO.isReg() && MO.getReg() &&
161           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(MO.getReg())) {
162         unsigned Reg = MO.getReg();
163
164         LiveVariables::VarInfo &VI = LV->getVarInfo(Reg);
165         if (MO.isDef()) {
166           MachineInstr *NewMI = (Reg == WBReg) ? UpdateMI : MemMI;
167           if (MO.isDead())
168             LV->addVirtualRegisterDead(Reg, NewMI);
169         }
170         if (MO.isUse() && MO.isKill()) {
171           for (unsigned j = 0; j < 2; ++j) {
172             // Look at the two new MI's in reverse order.
173             MachineInstr *NewMI = NewMIs[j];
174             if (!NewMI->readsRegister(Reg))
175               continue;
176             LV->addVirtualRegisterKilled(Reg, NewMI);
177             if (VI.removeKill(MI))
178               VI.Kills.push_back(NewMI);
179             break;
180           }
181         }
182       }
183     }
184   }
185
186   MFI->insert(MBBI, NewMIs[1]);
187   MFI->insert(MBBI, NewMIs[0]);
188   return NewMIs[0];
189 }
190
191 // Branch analysis.
192 bool
193 ARMBaseInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
194                                 MachineBasicBlock *&FBB,
195                                 SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
196                                 bool AllowModify) const {
197   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
198   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
199   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I))
200     return false;
201
202   // Get the last instruction in the block.
203   MachineInstr *LastInst = I;
204
205   // If there is only one terminator instruction, process it.
206   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
207   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
208     if (isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
209       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
210       return false;
211     }
212     if (isCondBranchOpcode(LastOpc)) {
213       // Block ends with fall-through condbranch.
214       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
215       Cond.push_back(LastInst->getOperand(1));
216       Cond.push_back(LastInst->getOperand(2));
217       return false;
218     }
219     return true;  // Can't handle indirect branch.
220   }
221
222   // Get the instruction before it if it is a terminator.
223   MachineInstr *SecondLastInst = I;
224
225   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
226   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() && isUnpredicatedTerminator(--I))
227     return true;
228
229   // If the block ends with a B and a Bcc, handle it.
230   unsigned SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
231   if (isCondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
232     TBB =  SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
233     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(1));
234     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(2));
235     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
236     return false;
237   }
238
239   // If the block ends with two unconditional branches, handle it.  The second
240   // one is not executed, so remove it.
241   if (isUncondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
242     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
243     I = LastInst;
244     if (AllowModify)
245       I->eraseFromParent();
246     return false;
247   }
248
249   // ...likewise if it ends with a branch table followed by an unconditional
250   // branch. The branch folder can create these, and we must get rid of them for
251   // correctness of Thumb constant islands.
252   if (isJumpTableBranchOpcode(SecondLastOpc) &&
253       isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
254     I = LastInst;
255     if (AllowModify)
256       I->eraseFromParent();
257     return true;
258   }
259
260   // Otherwise, can't handle this.
261   return true;
262 }
263
264
265 unsigned ARMBaseInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
266   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
267   if (I == MBB.begin()) return 0;
268   --I;
269   if (!isUncondBranchOpcode(I->getOpcode()) &&
270       !isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
271     return 0;
272
273   // Remove the branch.
274   I->eraseFromParent();
275
276   I = MBB.end();
277
278   if (I == MBB.begin()) return 1;
279   --I;
280   if (!isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
281     return 1;
282
283   // Remove the branch.
284   I->eraseFromParent();
285   return 2;
286 }
287
288 unsigned
289 ARMBaseInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
290                                MachineBasicBlock *FBB,
291                              const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
292   // FIXME this should probably have a DebugLoc argument
293   DebugLoc dl = DebugLoc::getUnknownLoc();
294
295   ARMFunctionInfo *AFI = MBB.getParent()->getInfo<ARMFunctionInfo>();
296   int BOpc   = !AFI->isThumbFunction()
297     ? ARM::B : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2B : ARM::tB);
298   int BccOpc = !AFI->isThumbFunction()
299     ? ARM::Bcc : (AFI->isThumb2Function() ? ARM::t2Bcc : ARM::tBcc);
300
301   // Shouldn't be a fall through.
302   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
303   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
304          "ARM branch conditions have two components!");
305
306   if (FBB == 0) {
307     if (Cond.empty()) // Unconditional branch?
308       BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(TBB);
309     else
310       BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
311         .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
312     return 1;
313   }
314
315   // Two-way conditional branch.
316   BuildMI(&MBB, dl, get(BccOpc)).addMBB(TBB)
317     .addImm(Cond[0].getImm()).addReg(Cond[1].getReg());
318   BuildMI(&MBB, dl, get(BOpc)).addMBB(FBB);
319   return 2;
320 }
321
322 bool ARMBaseInstrInfo::
323 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
324   ARMCC::CondCodes CC = (ARMCC::CondCodes)(int)Cond[0].getImm();
325   Cond[0].setImm(ARMCC::getOppositeCondition(CC));
326   return false;
327 }
328
329 bool ARMBaseInstrInfo::
330 PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
331                      const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
332   unsigned Opc = MI->getOpcode();
333   if (isUncondBranchOpcode(Opc)) {
334     MI->setDesc(get(getMatchingCondBranchOpcode(Opc)));
335     MI->addOperand(MachineOperand::CreateImm(Pred[0].getImm()));
336     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(Pred[1].getReg(), false));
337     return true;
338   }
339
340   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
341   if (PIdx != -1) {
342     MachineOperand &PMO = MI->getOperand(PIdx);
343     PMO.setImm(Pred[0].getImm());
344     MI->getOperand(PIdx+1).setReg(Pred[1].getReg());
345     return true;
346   }
347   return false;
348 }
349
350 bool ARMBaseInstrInfo::
351 SubsumesPredicate(const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
352                   const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
353   if (Pred1.size() > 2 || Pred2.size() > 2)
354     return false;
355
356   ARMCC::CondCodes CC1 = (ARMCC::CondCodes)Pred1[0].getImm();
357   ARMCC::CondCodes CC2 = (ARMCC::CondCodes)Pred2[0].getImm();
358   if (CC1 == CC2)
359     return true;
360
361   switch (CC1) {
362   default:
363     return false;
364   case ARMCC::AL:
365     return true;
366   case ARMCC::HS:
367     return CC2 == ARMCC::HI;
368   case ARMCC::LS:
369     return CC2 == ARMCC::LO || CC2 == ARMCC::EQ;
370   case ARMCC::GE:
371     return CC2 == ARMCC::GT;
372   case ARMCC::LE:
373     return CC2 == ARMCC::LT;
374   }
375 }
376
377 bool ARMBaseInstrInfo::DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
378                                     std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
379   // FIXME: This confuses implicit_def with optional CPSR def.
380   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
381   if (!TID.getImplicitDefs() && !TID.hasOptionalDef())
382     return false;
383
384   bool Found = false;
385   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
386     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
387     if (MO.isReg() && MO.getReg() == ARM::CPSR) {
388       Pred.push_back(MO);
389       Found = true;
390     }
391   }
392
393   return Found;
394 }
395
396
397 /// FIXME: Works around a gcc miscompilation with -fstrict-aliasing
398 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
399                                 unsigned JTI) DISABLE_INLINE;
400 static unsigned getNumJTEntries(const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT,
401                                 unsigned JTI) {
402   return JT[JTI].MBBs.size();
403 }
404
405 /// GetInstSize - Return the size of the specified MachineInstr.
406 ///
407 unsigned ARMBaseInstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
408   const MachineBasicBlock &MBB = *MI->getParent();
409   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
410   const MCAsmInfo *MAI = MF->getTarget().getMCAsmInfo();
411
412   // Basic size info comes from the TSFlags field.
413   const TargetInstrDesc &TID = MI->getDesc();
414   unsigned TSFlags = TID.TSFlags;
415
416   unsigned Opc = MI->getOpcode();
417   switch ((TSFlags & ARMII::SizeMask) >> ARMII::SizeShift) {
418   default: {
419     // If this machine instr is an inline asm, measure it.
420     if (MI->getOpcode() == ARM::INLINEASM)
421       return getInlineAsmLength(MI->getOperand(0).getSymbolName(), *MAI);
422     if (MI->isLabel())
423       return 0;
424     switch (Opc) {
425     default:
426       llvm_unreachable("Unknown or unset size field for instr!");
427     case TargetInstrInfo::IMPLICIT_DEF:
428     case TargetInstrInfo::KILL:
429     case TargetInstrInfo::DBG_LABEL:
430     case TargetInstrInfo::EH_LABEL:
431       return 0;
432     }
433     break;
434   }
435   case ARMII::Size8Bytes: return 8;          // ARM instruction x 2.
436   case ARMII::Size4Bytes: return 4;          // ARM / Thumb2 instruction.
437   case ARMII::Size2Bytes: return 2;          // Thumb1 instruction.
438   case ARMII::SizeSpecial: {
439     switch (Opc) {
440     case ARM::CONSTPOOL_ENTRY:
441       // If this machine instr is a constant pool entry, its size is recorded as
442       // operand #2.
443       return MI->getOperand(2).getImm();
444     case ARM::Int_eh_sjlj_setjmp:
445       return 24;
446     case ARM::t2Int_eh_sjlj_setjmp:
447       return 20;
448     case ARM::BR_JTr:
449     case ARM::BR_JTm:
450     case ARM::BR_JTadd:
451     case ARM::tBR_JTr:
452     case ARM::t2BR_JT:
453     case ARM::t2TBB:
454     case ARM::t2TBH: {
455       // These are jumptable branches, i.e. a branch followed by an inlined
456       // jumptable. The size is 4 + 4 * number of entries. For TBB, each
457       // entry is one byte; TBH two byte each.
458       unsigned EntrySize = (Opc == ARM::t2TBB)
459         ? 1 : ((Opc == ARM::t2TBH) ? 2 : 4);
460       unsigned NumOps = TID.getNumOperands();
461       MachineOperand JTOP =
462         MI->getOperand(NumOps - (TID.isPredicable() ? 3 : 2));
463       unsigned JTI = JTOP.getIndex();
464       const MachineJumpTableInfo *MJTI = MF->getJumpTableInfo();
465       const std::vector<MachineJumpTableEntry> &JT = MJTI->getJumpTables();
466       assert(JTI < JT.size());
467       // Thumb instructions are 2 byte aligned, but JT entries are 4 byte
468       // 4 aligned. The assembler / linker may add 2 byte padding just before
469       // the JT entries.  The size does not include this padding; the
470       // constant islands pass does separate bookkeeping for it.
471       // FIXME: If we know the size of the function is less than (1 << 16) *2
472       // bytes, we can use 16-bit entries instead. Then there won't be an
473       // alignment issue.
474       unsigned InstSize = (Opc == ARM::tBR_JTr || Opc == ARM::t2BR_JT) ? 2 : 4;
475       unsigned NumEntries = getNumJTEntries(JT, JTI);
476       if (Opc == ARM::t2TBB && (NumEntries & 1))
477         // Make sure the instruction that follows TBB is 2-byte aligned.
478         // FIXME: Constant island pass should insert an "ALIGN" instruction
479         // instead.
480         ++NumEntries;
481       return NumEntries * EntrySize + InstSize;
482     }
483     default:
484       // Otherwise, pseudo-instruction sizes are zero.
485       return 0;
486     }
487   }
488   }
489   return 0; // Not reached
490 }
491
492 /// Return true if the instruction is a register to register move and
493 /// leave the source and dest operands in the passed parameters.
494 ///
495 bool
496 ARMBaseInstrInfo::isMoveInstr(const MachineInstr &MI,
497                               unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
498                               unsigned& SrcSubIdx, unsigned& DstSubIdx) const {
499   SrcSubIdx = DstSubIdx = 0; // No sub-registers.
500
501   switch (MI.getOpcode()) {
502   default: break;
503   case ARM::FCPYS:
504   case ARM::FCPYD:
505   case ARM::VMOVD:
506   case  ARM::VMOVQ: {
507     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
508     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
509     return true;
510   }
511   case ARM::MOVr:
512   case ARM::tMOVr:
513   case ARM::tMOVgpr2tgpr:
514   case ARM::tMOVtgpr2gpr:
515   case ARM::tMOVgpr2gpr:
516   case ARM::t2MOVr: {
517     assert(MI.getDesc().getNumOperands() >= 2 &&
518            MI.getOperand(0).isReg() &&
519            MI.getOperand(1).isReg() &&
520            "Invalid ARM MOV instruction");
521     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
522     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
523     return true;
524   }
525   }
526
527   return false;
528 }
529
530 unsigned
531 ARMBaseInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
532                                       int &FrameIndex) const {
533   switch (MI->getOpcode()) {
534   default: break;
535   case ARM::LDR:
536   case ARM::t2LDRs:  // FIXME: don't use t2LDRs to access frame.
537     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
538         MI->getOperand(2).isReg() &&
539         MI->getOperand(3).isImm() &&
540         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
541         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
542       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
543       return MI->getOperand(0).getReg();
544     }
545     break;
546   case ARM::t2LDRi12:
547   case ARM::tRestore:
548     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
549         MI->getOperand(2).isImm() &&
550         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
551       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
552       return MI->getOperand(0).getReg();
553     }
554     break;
555   case ARM::FLDD:
556   case ARM::FLDS:
557     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
558         MI->getOperand(2).isImm() &&
559         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
560       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
561       return MI->getOperand(0).getReg();
562     }
563     break;
564   }
565
566   return 0;
567 }
568
569 unsigned
570 ARMBaseInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
571                                      int &FrameIndex) const {
572   switch (MI->getOpcode()) {
573   default: break;
574   case ARM::STR:
575   case ARM::t2STRs: // FIXME: don't use t2STRs to access frame.
576     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
577         MI->getOperand(2).isReg() &&
578         MI->getOperand(3).isImm() &&
579         MI->getOperand(2).getReg() == 0 &&
580         MI->getOperand(3).getImm() == 0) {
581       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
582       return MI->getOperand(0).getReg();
583     }
584     break;
585   case ARM::t2STRi12:
586   case ARM::tSpill:
587     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
588         MI->getOperand(2).isImm() &&
589         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
590       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
591       return MI->getOperand(0).getReg();
592     }
593     break;
594   case ARM::FSTD:
595   case ARM::FSTS:
596     if (MI->getOperand(1).isFI() &&
597         MI->getOperand(2).isImm() &&
598         MI->getOperand(2).getImm() == 0) {
599       FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
600       return MI->getOperand(0).getReg();
601     }
602     break;
603   }
604
605   return 0;
606 }
607
608 bool
609 ARMBaseInstrInfo::copyRegToReg(MachineBasicBlock &MBB,
610                                MachineBasicBlock::iterator I,
611                                unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
612                                const TargetRegisterClass *DestRC,
613                                const TargetRegisterClass *SrcRC) const {
614   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
615   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
616
617   if (DestRC != SrcRC) {
618     // Allow DPR / DPR_VFP2 / DPR_8 cross-class copies
619     // Allow QPR / QPR_VFP2 cross-class copies
620     if (DestRC == ARM::DPRRegisterClass) {
621       if (SrcRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
622           SrcRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
623       } else
624         return false;
625     } else if (DestRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) {
626       if (SrcRC == ARM::DPRRegisterClass ||
627           SrcRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
628       } else
629         return false;
630     } else if (DestRC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
631       if (SrcRC == ARM::DPRRegisterClass ||
632           SrcRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) {
633       } else
634         return false;
635     } else if ((DestRC == ARM::QPRRegisterClass &&
636                 SrcRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) ||
637                (DestRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass &&
638                 SrcRC == ARM::QPRRegisterClass)) {
639     } else
640       return false;
641   }
642
643   if (DestRC == ARM::GPRRegisterClass) {
644     AddDefaultCC(AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::MOVr),
645                                         DestReg).addReg(SrcReg)));
646   } else if (DestRC == ARM::SPRRegisterClass) {
647     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYS), DestReg)
648                    .addReg(SrcReg));
649   } else if ((DestRC == ARM::DPRRegisterClass) ||
650              (DestRC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass) ||
651              (DestRC == ARM::DPR_8RegisterClass)) {
652     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FCPYD), DestReg)
653                    .addReg(SrcReg));
654   } else if (DestRC == ARM::QPRRegisterClass ||
655              DestRC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) {
656     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VMOVQ), DestReg).addReg(SrcReg);
657   } else {
658     return false;
659   }
660
661   return true;
662 }
663
664 void ARMBaseInstrInfo::
665 storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
666                     unsigned SrcReg, bool isKill, int FI,
667                     const TargetRegisterClass *RC) const {
668   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
669   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
670   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
671   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
672
673   const Value *SV = (MFI.isFixedObjectIndex(FI) ||
674                      MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
675     ? PseudoSourceValue::getFixedStack(FI) : PseudoSourceValue::getStack();
676   MachineMemOperand *MMO =
677     MF.getMachineMemOperand(SV,
678                             MachineMemOperand::MOStore, 0,
679                             MFI.getObjectSize(FI),
680                             MFI.getObjectAlignment(FI));
681
682   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
683     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::STR))
684                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
685                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addMemOperand(MMO));
686   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
687              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
688              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
689     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTD))
690                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
691                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
692   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
693     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FSTS))
694                    .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
695                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
696   } else {
697     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
698             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) && "Unknown regclass!");
699     // FIXME: Neon instructions should support predicates
700     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VSTRQ)).addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
701       .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO);
702   }
703 }
704
705 void ARMBaseInstrInfo::
706 loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator I,
707                      unsigned DestReg, int FI,
708                      const TargetRegisterClass *RC) const {
709   DebugLoc DL = DebugLoc::getUnknownLoc();
710   if (I != MBB.end()) DL = I->getDebugLoc();
711   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
712   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
713
714   const Value *SV = (MFI.isFixedObjectIndex(FI) ||
715                      MFI.isSpillSlotObjectIndex(FI))
716     ? PseudoSourceValue::getFixedStack(FI) : PseudoSourceValue::getStack();
717   MachineMemOperand *MMO =
718     MF.getMachineMemOperand(SV,
719                             MachineMemOperand::MOLoad, 0,
720                             MFI.getObjectSize(FI),
721                             MFI.getObjectAlignment(FI));
722
723   if (RC == ARM::GPRRegisterClass) {
724     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::LDR), DestReg)
725                    .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addMemOperand(MMO));
726   } else if (RC == ARM::DPRRegisterClass ||
727              RC == ARM::DPR_VFP2RegisterClass ||
728              RC == ARM::DPR_8RegisterClass) {
729     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDD), DestReg)
730                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
731   } else if (RC == ARM::SPRRegisterClass) {
732     AddDefaultPred(BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::FLDS), DestReg)
733                    .addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO));
734   } else {
735     assert((RC == ARM::QPRRegisterClass ||
736             RC == ARM::QPR_VFP2RegisterClass) && "Unknown regclass!");
737     // FIXME: Neon instructions should support predicates
738     BuildMI(MBB, I, DL, get(ARM::VLDRQ), DestReg).addFrameIndex(FI).addImm(0).addMemOperand(MMO);
739   }
740 }
741
742 MachineInstr *ARMBaseInstrInfo::
743 foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF, MachineInstr *MI,
744                       const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops, int FI) const {
745   if (Ops.size() != 1) return NULL;
746
747   unsigned OpNum = Ops[0];
748   unsigned Opc = MI->getOpcode();
749   MachineInstr *NewMI = NULL;
750   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
751     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
752     if (MI->getOperand(4).getReg() == ARM::CPSR && !MI->getOperand(4).isDead())
753       return NULL;
754     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
755     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
756     if (OpNum == 0) { // move -> store
757       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
758       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
759       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
760       if (Opc == ARM::MOVr)
761         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::STR))
762           .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
763           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
764       else // ARM::t2MOVr
765         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
766           .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
767           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
768     } else {          // move -> load
769       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
770       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
771       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
772       if (Opc == ARM::MOVr)
773         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::LDR))
774           .addReg(DstReg,
775                   RegState::Define |
776                   getDeadRegState(isDead) |
777                   getUndefRegState(isUndef))
778           .addFrameIndex(FI).addReg(0).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
779       else // ARM::t2MOVr
780         NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
781           .addReg(DstReg,
782                   RegState::Define |
783                   getDeadRegState(isDead) |
784                   getUndefRegState(isUndef))
785           .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
786     }
787   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
788              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
789              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
790     if (OpNum == 0) { // move -> store
791       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
792       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
793       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
794       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2STRi12))
795         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
796         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
797     } else {          // move -> load
798       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
799       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
800       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
801       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::t2LDRi12))
802         .addReg(DstReg,
803                 RegState::Define |
804                 getDeadRegState(isDead) |
805                 getUndefRegState(isUndef))
806         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(ARMCC::AL).addReg(0);
807     }
808   } else if (Opc == ARM::FCPYS) {
809     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
810     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
811     if (OpNum == 0) { // move -> store
812       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
813       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
814       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
815       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTS))
816         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
817         .addFrameIndex(FI)
818         .addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
819     } else {          // move -> load
820       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
821       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
822       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
823       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDS))
824         .addReg(DstReg,
825                 RegState::Define |
826                 getDeadRegState(isDead) |
827                 getUndefRegState(isUndef))
828         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
829     }
830   }
831   else if (Opc == ARM::FCPYD) {
832     unsigned Pred = MI->getOperand(2).getImm();
833     unsigned PredReg = MI->getOperand(3).getReg();
834     if (OpNum == 0) { // move -> store
835       unsigned SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
836       bool isKill = MI->getOperand(1).isKill();
837       bool isUndef = MI->getOperand(1).isUndef();
838       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FSTD))
839         .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill) | getUndefRegState(isUndef))
840         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
841     } else {          // move -> load
842       unsigned DstReg = MI->getOperand(0).getReg();
843       bool isDead = MI->getOperand(0).isDead();
844       bool isUndef = MI->getOperand(0).isUndef();
845       NewMI = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(ARM::FLDD))
846         .addReg(DstReg,
847                 RegState::Define |
848                 getDeadRegState(isDead) |
849                 getUndefRegState(isUndef))
850         .addFrameIndex(FI).addImm(0).addImm(Pred).addReg(PredReg);
851     }
852   }
853
854   return NewMI;
855 }
856
857 MachineInstr*
858 ARMBaseInstrInfo::foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
859                                         MachineInstr* MI,
860                                         const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
861                                         MachineInstr* LoadMI) const {
862   // FIXME
863   return 0;
864 }
865
866 bool
867 ARMBaseInstrInfo::canFoldMemoryOperand(const MachineInstr *MI,
868                                    const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops) const {
869   if (Ops.size() != 1) return false;
870
871   unsigned Opc = MI->getOpcode();
872   if (Opc == ARM::MOVr || Opc == ARM::t2MOVr) {
873     // If it is updating CPSR, then it cannot be folded.
874     return MI->getOperand(4).getReg() != ARM::CPSR ||
875       MI->getOperand(4).isDead();
876   } else if (Opc == ARM::tMOVgpr2gpr ||
877              Opc == ARM::tMOVtgpr2gpr ||
878              Opc == ARM::tMOVgpr2tgpr) {
879     return true;
880   } else if (Opc == ARM::FCPYS || Opc == ARM::FCPYD) {
881     return true;
882   } else if (Opc == ARM::VMOVD || Opc == ARM::VMOVQ) {
883     return false; // FIXME
884   }
885
886   return false;
887 }
888
889 /// getInstrPredicate - If instruction is predicated, returns its predicate
890 /// condition, otherwise returns AL. It also returns the condition code
891 /// register by reference.
892 ARMCC::CondCodes
893 llvm::getInstrPredicate(const MachineInstr *MI, unsigned &PredReg) {
894   int PIdx = MI->findFirstPredOperandIdx();
895   if (PIdx == -1) {
896     PredReg = 0;
897     return ARMCC::AL;
898   }
899
900   PredReg = MI->getOperand(PIdx+1).getReg();
901   return (ARMCC::CondCodes)MI->getOperand(PIdx).getImm();
902 }
903
904
905 int llvm::getMatchingCondBranchOpcode(int Opc) {
906   if (Opc == ARM::B)
907     return ARM::Bcc;
908   else if (Opc == ARM::tB)
909     return ARM::tBcc;
910   else if (Opc == ARM::t2B)
911       return ARM::t2Bcc;
912
913   llvm_unreachable("Unknown unconditional branch opcode!");
914   return 0;
915 }
916
917
918 void llvm::emitARMRegPlusImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
919                                MachineBasicBlock::iterator &MBBI, DebugLoc dl,
920                                unsigned DestReg, unsigned BaseReg, int NumBytes,
921                                ARMCC::CondCodes Pred, unsigned PredReg,
922                                const ARMBaseInstrInfo &TII) {
923   bool isSub = NumBytes < 0;
924   if (isSub) NumBytes = -NumBytes;
925
926   while (NumBytes) {
927     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(NumBytes);
928     unsigned ThisVal = NumBytes & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
929     assert(ThisVal && "Didn't extract field correctly");
930
931     // We will handle these bits from offset, clear them.
932     NumBytes &= ~ThisVal;
933
934     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisVal) != -1 && "Bit extraction didn't work?");
935
936     // Build the new ADD / SUB.
937     unsigned Opc = isSub ? ARM::SUBri : ARM::ADDri;
938     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(Opc), DestReg)
939       .addReg(BaseReg, RegState::Kill).addImm(ThisVal)
940       .addImm((unsigned)Pred).addReg(PredReg).addReg(0);
941     BaseReg = DestReg;
942   }
943 }
944
945 bool llvm::rewriteARMFrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
946                                 unsigned FrameReg, int &Offset,
947                                 const ARMBaseInstrInfo &TII) {
948   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
949   const TargetInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
950   unsigned AddrMode = (Desc.TSFlags & ARMII::AddrModeMask);
951   bool isSub = false;
952
953   // Memory operands in inline assembly always use AddrMode2.
954   if (Opcode == ARM::INLINEASM)
955     AddrMode = ARMII::AddrMode2;
956
957   if (Opcode == ARM::ADDri) {
958     Offset += MI.getOperand(FrameRegIdx+1).getImm();
959     if (Offset == 0) {
960       // Turn it into a move.
961       MI.setDesc(TII.get(ARM::MOVr));
962       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
963       MI.RemoveOperand(FrameRegIdx+1);
964       Offset = 0;
965       return true;
966     } else if (Offset < 0) {
967       Offset = -Offset;
968       isSub = true;
969       MI.setDesc(TII.get(ARM::SUBri));
970     }
971
972     // Common case: small offset, fits into instruction.
973     if (ARM_AM::getSOImmVal(Offset) != -1) {
974       // Replace the FrameIndex with sp / fp
975       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
976       MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(Offset);
977       Offset = 0;
978       return true;
979     }
980
981     // Otherwise, pull as much of the immedidate into this ADDri/SUBri
982     // as possible.
983     unsigned RotAmt = ARM_AM::getSOImmValRotate(Offset);
984     unsigned ThisImmVal = Offset & ARM_AM::rotr32(0xFF, RotAmt);
985
986     // We will handle these bits from offset, clear them.
987     Offset &= ~ThisImmVal;
988
989     // Get the properly encoded SOImmVal field.
990     assert(ARM_AM::getSOImmVal(ThisImmVal) != -1 &&
991            "Bit extraction didn't work?");
992     MI.getOperand(FrameRegIdx+1).ChangeToImmediate(ThisImmVal);
993  } else {
994     unsigned ImmIdx = 0;
995     int InstrOffs = 0;
996     unsigned NumBits = 0;
997     unsigned Scale = 1;
998     switch (AddrMode) {
999     case ARMII::AddrMode2: {
1000       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
1001       InstrOffs = ARM_AM::getAM2Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1002       if (ARM_AM::getAM2Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1003         InstrOffs *= -1;
1004       NumBits = 12;
1005       break;
1006     }
1007     case ARMII::AddrMode3: {
1008       ImmIdx = FrameRegIdx+2;
1009       InstrOffs = ARM_AM::getAM3Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1010       if (ARM_AM::getAM3Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1011         InstrOffs *= -1;
1012       NumBits = 8;
1013       break;
1014     }
1015     case ARMII::AddrMode4:
1016       // Can't fold any offset even if it's zero.
1017       return false;
1018     case ARMII::AddrMode5: {
1019       ImmIdx = FrameRegIdx+1;
1020       InstrOffs = ARM_AM::getAM5Offset(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
1021       if (ARM_AM::getAM5Op(MI.getOperand(ImmIdx).getImm()) == ARM_AM::sub)
1022         InstrOffs *= -1;
1023       NumBits = 8;
1024       Scale = 4;
1025       break;
1026     }
1027     default:
1028       llvm_unreachable("Unsupported addressing mode!");
1029       break;
1030     }
1031
1032     Offset += InstrOffs * Scale;
1033     assert((Offset & (Scale-1)) == 0 && "Can't encode this offset!");
1034     if (Offset < 0) {
1035       Offset = -Offset;
1036       isSub = true;
1037     }
1038
1039     // Attempt to fold address comp. if opcode has offset bits
1040     if (NumBits > 0) {
1041       // Common case: small offset, fits into instruction.
1042       MachineOperand &ImmOp = MI.getOperand(ImmIdx);
1043       int ImmedOffset = Offset / Scale;
1044       unsigned Mask = (1 << NumBits) - 1;
1045       if ((unsigned)Offset <= Mask * Scale) {
1046         // Replace the FrameIndex with sp
1047         MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
1048         if (isSub)
1049           ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1050         ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1051         Offset = 0;
1052         return true;
1053       }
1054
1055       // Otherwise, it didn't fit. Pull in what we can to simplify the immed.
1056       ImmedOffset = ImmedOffset & Mask;
1057       if (isSub)
1058         ImmedOffset |= 1 << NumBits;
1059       ImmOp.ChangeToImmediate(ImmedOffset);
1060       Offset &= ~(Mask*Scale);
1061     }
1062   }
1063
1064   Offset = (isSub) ? -Offset : Offset;
1065   return Offset == 0;
1066 }