Fix #13241, a bug around shift immediate operand for ARM instruction ADR.
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / MCTargetDesc / ARMMCCodeEmitter.cpp
1 //===-- ARM/ARMMCCodeEmitter.cpp - Convert ARM code to machine code -------===//
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 implements the ARMMCCodeEmitter class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #define DEBUG_TYPE "mccodeemitter"
15 #include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
16 #include "MCTargetDesc/ARMBaseInfo.h"
17 #include "MCTargetDesc/ARMFixupKinds.h"
18 #include "MCTargetDesc/ARMMCExpr.h"
19 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
20 #include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
21 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
22 #include "llvm/MC/MCInst.h"
23 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
24 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
25 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
26 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
27 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
28 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
29
30 using namespace llvm;
31
32 STATISTIC(MCNumEmitted, "Number of MC instructions emitted.");
33 STATISTIC(MCNumCPRelocations, "Number of constant pool relocations created.");
34
35 namespace {
36 class ARMMCCodeEmitter : public MCCodeEmitter {
37   ARMMCCodeEmitter(const ARMMCCodeEmitter &); // DO NOT IMPLEMENT
38   void operator=(const ARMMCCodeEmitter &); // DO NOT IMPLEMENT
39   const MCInstrInfo &MCII;
40   const MCSubtargetInfo &STI;
41
42 public:
43   ARMMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &mcii, const MCSubtargetInfo &sti,
44                    MCContext &ctx)
45     : MCII(mcii), STI(sti) {
46   }
47
48   ~ARMMCCodeEmitter() {}
49
50   bool isThumb() const {
51     // FIXME: Can tablegen auto-generate this?
52     return (STI.getFeatureBits() & ARM::ModeThumb) != 0;
53   }
54   bool isThumb2() const {
55     return isThumb() && (STI.getFeatureBits() & ARM::FeatureThumb2) != 0;
56   }
57   bool isTargetDarwin() const {
58     Triple TT(STI.getTargetTriple());
59     Triple::OSType OS = TT.getOS();
60     return OS == Triple::Darwin || OS == Triple::MacOSX || OS == Triple::IOS;
61   }
62
63   unsigned getMachineSoImmOpValue(unsigned SoImm) const;
64
65   // getBinaryCodeForInstr - TableGen'erated function for getting the
66   // binary encoding for an instruction.
67   uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MCInst &MI,
68                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
69
70   /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
71   /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
72   unsigned getMachineOpValue(const MCInst &MI,const MCOperand &MO,
73                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
74
75   /// getHiLo16ImmOpValue - Return the encoding for the hi / low 16-bit of
76   /// the specified operand. This is used for operands with :lower16: and
77   /// :upper16: prefixes.
78   uint32_t getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
79                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
80
81   bool EncodeAddrModeOpValues(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
82                               unsigned &Reg, unsigned &Imm,
83                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
84
85   /// getThumbBLTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
86   /// BL branch target.
87   uint32_t getThumbBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
88                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
89
90   /// getThumbBLXTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
91   /// BLX branch target.
92   uint32_t getThumbBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
93                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
94
95   /// getThumbBRTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
96   uint32_t getThumbBRTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
97                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
98
99   /// getThumbBCCTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
100   uint32_t getThumbBCCTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
101                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
102
103   /// getThumbCBTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
104   uint32_t getThumbCBTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
105                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
106
107   /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate
108   /// branch target.
109   uint32_t getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
110                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
111
112   /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
113   /// immediate Thumb2 direct branch target.
114   uint32_t getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
115                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
116
117   /// getARMBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate
118   /// branch target.
119   uint32_t getARMBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
120                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
121   uint32_t getARMBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
122                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
123   uint32_t getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
124                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
125
126   /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate
127   /// ADR label target.
128   uint32_t getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
129                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
130   uint32_t getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
131                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
132   uint32_t getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
133                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
134
135
136   /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
137   /// operand.
138   uint32_t getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
139                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
140
141   /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding for 'reg + reg' operand.
142   uint32_t getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
143                                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups)const;
144
145   /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8<<2'
146   /// operand.
147   uint32_t getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
148                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
149
150   /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for 'reg + imm8<<2'
151   /// operand.
152   uint32_t getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
153                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
154
155   /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for '+/- imm8<<2'
156   /// operand.
157   uint32_t getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
158                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
159
160
161   /// getLdStSORegOpValue - Return encoding info for 'reg +/- reg shop imm'
162   /// operand as needed by load/store instructions.
163   uint32_t getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
164                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
165
166   /// getLdStmModeOpValue - Return encoding for load/store multiple mode.
167   uint32_t getLdStmModeOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
168                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
169     ARM_AM::AMSubMode Mode = (ARM_AM::AMSubMode)MI.getOperand(OpIdx).getImm();
170     switch (Mode) {
171     default: llvm_unreachable("Unknown addressing sub-mode!");
172     case ARM_AM::da: return 0;
173     case ARM_AM::ia: return 1;
174     case ARM_AM::db: return 2;
175     case ARM_AM::ib: return 3;
176     }
177   }
178   /// getShiftOp - Return the shift opcode (bit[6:5]) of the immediate value.
179   ///
180   unsigned getShiftOp(ARM_AM::ShiftOpc ShOpc) const {
181     switch (ShOpc) {
182     case ARM_AM::no_shift:
183     case ARM_AM::lsl: return 0;
184     case ARM_AM::lsr: return 1;
185     case ARM_AM::asr: return 2;
186     case ARM_AM::ror:
187     case ARM_AM::rrx: return 3;
188     }
189     llvm_unreachable("Invalid ShiftOpc!");
190   }
191
192   /// getAddrMode2OpValue - Return encoding for addrmode2 operands.
193   uint32_t getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
194                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
195
196   /// getAddrMode2OffsetOpValue - Return encoding for am2offset operands.
197   uint32_t getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
198                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
199
200   /// getPostIdxRegOpValue - Return encoding for postidx_reg operands.
201   uint32_t getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
202                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
203
204   /// getAddrMode3OffsetOpValue - Return encoding for am3offset operands.
205   uint32_t getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
206                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
207
208   /// getAddrMode3OpValue - Return encoding for addrmode3 operands.
209   uint32_t getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
210                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
211
212   /// getAddrModeThumbSPOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
213   /// operand.
214   uint32_t getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
215                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
216
217   /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
218   uint32_t getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
219                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
220
221   /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
222   uint32_t getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
223                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
224
225   /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8' operand.
226   uint32_t getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
227                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
228
229   /// getCCOutOpValue - Return encoding of the 's' bit.
230   unsigned getCCOutOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
231                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
232     // The operand is either reg0 or CPSR. The 's' bit is encoded as '0' or
233     // '1' respectively.
234     return MI.getOperand(Op).getReg() == ARM::CPSR;
235   }
236
237   /// getSOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
238   unsigned getSOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
239                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
240     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
241     int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(SoImm);
242     assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
243
244     // Encode rotate_imm.
245     unsigned Binary = (ARM_AM::getSOImmValRot((unsigned)SoImmVal) >> 1)
246       << ARMII::SoRotImmShift;
247
248     // Encode immed_8.
249     Binary |= ARM_AM::getSOImmValImm((unsigned)SoImmVal);
250     return Binary;
251   }
252
253   /// getT2SOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
254   unsigned getT2SOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
255                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
256     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
257     unsigned Encoded =  ARM_AM::getT2SOImmVal(SoImm);
258     assert(Encoded != ~0U && "Not a Thumb2 so_imm value?");
259     return Encoded;
260   }
261
262   unsigned getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
263     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
264   unsigned getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
265     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
266   unsigned getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
267     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
268   unsigned getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
269     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
270
271   /// getSORegOpValue - Return an encoded so_reg shifted register value.
272   unsigned getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
273                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
274   unsigned getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
275                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
276   unsigned getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
277                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
278
279   unsigned getNEONVcvtImm32OpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
280                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
281     return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
282   }
283
284   unsigned getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
285                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
286
287   unsigned getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
288                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
289   unsigned getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
290                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
291   unsigned getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
292                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
293   unsigned getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
294                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
295   unsigned getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
296                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
297
298   unsigned getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
299                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
300   unsigned getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
301                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
302   unsigned getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
303                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
304   unsigned getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
305                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
306
307   unsigned getThumbSRImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
308                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
309
310   unsigned NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
311                                       unsigned EncodedValue) const;
312   unsigned NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
313                                           unsigned EncodedValue) const;
314   unsigned NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
315                                     unsigned EncodedValue) const;
316
317   unsigned VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI,
318                                 unsigned EncodedValue) const;
319
320   void EmitByte(unsigned char C, raw_ostream &OS) const {
321     OS << (char)C;
322   }
323
324   void EmitConstant(uint64_t Val, unsigned Size, raw_ostream &OS) const {
325     // Output the constant in little endian byte order.
326     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i) {
327       EmitByte(Val & 255, OS);
328       Val >>= 8;
329     }
330   }
331
332   void EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
333                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
334 };
335
336 } // end anonymous namespace
337
338 MCCodeEmitter *llvm::createARMMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &MCII,
339                                             const MCRegisterInfo &MRI,
340                                             const MCSubtargetInfo &STI,
341                                             MCContext &Ctx) {
342   return new ARMMCCodeEmitter(MCII, STI, Ctx);
343 }
344
345 /// NEONThumb2DataIPostEncoder - Post-process encoded NEON data-processing
346 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
347 /// Thumb2 mode.
348 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
349                                                  unsigned EncodedValue) const {
350   if (isThumb2()) {
351     // NEON Thumb2 data-processsing encodings are very simple: bit 24 is moved
352     // to bit 12 of the high half-word (i.e. bit 28), and bits 27-24 are
353     // set to 1111.
354     unsigned Bit24 = EncodedValue & 0x01000000;
355     unsigned Bit28 = Bit24 << 4;
356     EncodedValue &= 0xEFFFFFFF;
357     EncodedValue |= Bit28;
358     EncodedValue |= 0x0F000000;
359   }
360
361   return EncodedValue;
362 }
363
364 /// NEONThumb2LoadStorePostEncoder - Post-process encoded NEON load/store
365 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
366 /// Thumb2 mode.
367 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
368                                                  unsigned EncodedValue) const {
369   if (isThumb2()) {
370     EncodedValue &= 0xF0FFFFFF;
371     EncodedValue |= 0x09000000;
372   }
373
374   return EncodedValue;
375 }
376
377 /// NEONThumb2DupPostEncoder - Post-process encoded NEON vdup
378 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
379 /// Thumb2 mode.
380 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
381                                                  unsigned EncodedValue) const {
382   if (isThumb2()) {
383     EncodedValue &= 0x00FFFFFF;
384     EncodedValue |= 0xEE000000;
385   }
386
387   return EncodedValue;
388 }
389
390 /// VFPThumb2PostEncoder - Post-process encoded VFP instructions and rewrite
391 /// them to their Thumb2 form if we are currently in Thumb2 mode.
392 unsigned ARMMCCodeEmitter::
393 VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI, unsigned EncodedValue) const {
394   if (isThumb2()) {
395     EncodedValue &= 0x0FFFFFFF;
396     EncodedValue |= 0xE0000000;
397   }
398   return EncodedValue;
399 }
400
401 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
402 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
403 unsigned ARMMCCodeEmitter::
404 getMachineOpValue(const MCInst &MI, const MCOperand &MO,
405                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
406   if (MO.isReg()) {
407     unsigned Reg = MO.getReg();
408     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
409
410     // Q registers are encoded as 2x their register number.
411     switch (Reg) {
412     default:
413       return RegNo;
414     case ARM::Q0:  case ARM::Q1:  case ARM::Q2:  case ARM::Q3:
415     case ARM::Q4:  case ARM::Q5:  case ARM::Q6:  case ARM::Q7:
416     case ARM::Q8:  case ARM::Q9:  case ARM::Q10: case ARM::Q11:
417     case ARM::Q12: case ARM::Q13: case ARM::Q14: case ARM::Q15:
418       return 2 * RegNo;
419     }
420   } else if (MO.isImm()) {
421     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
422   } else if (MO.isFPImm()) {
423     return static_cast<unsigned>(APFloat(MO.getFPImm())
424                      .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
425   }
426
427   llvm_unreachable("Unable to encode MCOperand!");
428 }
429
430 /// getAddrModeImmOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm' operand.
431 bool ARMMCCodeEmitter::
432 EncodeAddrModeOpValues(const MCInst &MI, unsigned OpIdx, unsigned &Reg,
433                        unsigned &Imm, SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
434   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
435   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
436
437   Reg = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
438
439   int32_t SImm = MO1.getImm();
440   bool isAdd = true;
441
442   // Special value for #-0
443   if (SImm == INT32_MIN) {
444     SImm = 0;
445     isAdd = false;
446   }
447
448   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
449   if (SImm < 0) {
450     SImm = -SImm;
451     isAdd = false;
452   }
453
454   Imm = SImm;
455   return isAdd;
456 }
457
458 /// getBranchTargetOpValue - Helper function to get the branch target operand,
459 /// which is either an immediate or requires a fixup.
460 static uint32_t getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
461                                        unsigned FixupKind,
462                                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) {
463   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
464
465   // If the destination is an immediate, we have nothing to do.
466   if (MO.isImm()) return MO.getImm();
467   assert(MO.isExpr() && "Unexpected branch target type!");
468   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
469   MCFixupKind Kind = MCFixupKind(FixupKind);
470   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
471
472   // All of the information is in the fixup.
473   return 0;
474 }
475
476 // Thumb BL and BLX use a strange offset encoding where bits 22 and 21 are
477 // determined by negating them and XOR'ing them with bit 23.
478 static int32_t encodeThumbBLOffset(int32_t offset) {
479   offset >>= 1;
480   uint32_t S  = (offset & 0x800000) >> 23;
481   uint32_t J1 = (offset & 0x400000) >> 22;
482   uint32_t J2 = (offset & 0x200000) >> 21;
483   J1 = (~J1 & 0x1);
484   J2 = (~J2 & 0x1);
485   J1 ^= S;
486   J2 ^= S;
487
488   offset &= ~0x600000;
489   offset |= J1 << 22;
490   offset |= J2 << 21;
491
492   return offset;
493 }
494
495 /// getThumbBLTargetOpValue - Return encoding info for immediate branch target.
496 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
497 getThumbBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
498                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
499   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
500   if (MO.isExpr())
501     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bl,
502                                     Fixups);
503   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
504 }
505
506 /// getThumbBLXTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
507 /// BLX branch target.
508 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
509 getThumbBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
510                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
511   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
512   if (MO.isExpr())
513     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_blx,
514                                     Fixups);
515   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
516 }
517
518 /// getThumbBRTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
519 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
520 getThumbBRTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
521                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
522   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
523   if (MO.isExpr())
524     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_br,
525                                     Fixups);
526   return (MO.getImm() >> 1);
527 }
528
529 /// getThumbBCCTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
530 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
531 getThumbBCCTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
532                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
533   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
534   if (MO.isExpr())
535     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bcc,
536                                     Fixups);
537   return (MO.getImm() >> 1);
538 }
539
540 /// getThumbCBTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
541 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
542 getThumbCBTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
543                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
544   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
545   if (MO.isExpr())
546     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cb, Fixups);
547   return (MO.getImm() >> 1);
548 }
549
550 /// Return true if this branch has a non-always predication
551 static bool HasConditionalBranch(const MCInst &MI) {
552   int NumOp = MI.getNumOperands();
553   if (NumOp >= 2) {
554     for (int i = 0; i < NumOp-1; ++i) {
555       const MCOperand &MCOp1 = MI.getOperand(i);
556       const MCOperand &MCOp2 = MI.getOperand(i + 1);
557       if (MCOp1.isImm() && MCOp2.isReg() &&
558           (MCOp2.getReg() == 0 || MCOp2.getReg() == ARM::CPSR)) {
559         if (ARMCC::CondCodes(MCOp1.getImm()) != ARMCC::AL)
560           return true;
561       }
562     }
563   }
564   return false;
565 }
566
567 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
568 /// target.
569 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
570 getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
571                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
572   // FIXME: This really, really shouldn't use TargetMachine. We don't want
573   // coupling between MC and TM anywhere we can help it.
574   if (isThumb2())
575     return
576       ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_condbranch, Fixups);
577   return getARMBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, Fixups);
578 }
579
580 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
581 /// target.
582 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
583 getARMBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
584                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
585   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
586   if (MO.isExpr()) {
587     if (HasConditionalBranch(MI))
588       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
589                                       ARM::fixup_arm_condbranch, Fixups);
590     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
591                                     ARM::fixup_arm_uncondbranch, Fixups);
592   }
593
594   return MO.getImm() >> 2;
595 }
596
597 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
598 getARMBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
599                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
600   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
601   if (MO.isExpr()) {
602     if (HasConditionalBranch(MI))
603       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, 
604                                       ARM::fixup_arm_condbl, Fixups);
605     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_uncondbl, Fixups);
606   }
607
608   return MO.getImm() >> 2;
609 }
610
611 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
612 getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
613                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
614   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
615   if (MO.isExpr())
616     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_blx, Fixups);
617
618   return MO.getImm() >> 1;
619 }
620
621 /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
622 /// immediate branch target.
623 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
624 getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
625                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
626   unsigned Val =
627     ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_uncondbranch, Fixups);
628   bool I  = (Val & 0x800000);
629   bool J1 = (Val & 0x400000);
630   bool J2 = (Val & 0x200000);
631   if (I ^ J1)
632     Val &= ~0x400000;
633   else
634     Val |= 0x400000;
635
636   if (I ^ J2)
637     Val &= ~0x200000;
638   else
639     Val |= 0x200000;
640
641   return Val;
642 }
643
644 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit shifted-immediate
645 /// ADR label target.
646 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
647 getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
648                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
649   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
650   if (MO.isExpr())
651     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12,
652                                     Fixups);
653   int32_t offset = MO.getImm();
654   uint32_t Val = 0x2000;
655
656   if (offset == INT32_MIN) {
657     Val = 0x1000;
658     offset = 0;
659   } else if (offset < 0) {
660     Val = 0x1000;
661     offset *= -1;
662   }
663
664   int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(offset);
665   assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
666
667   Val |= SoImmVal;
668   return Val;
669 }
670
671 /// getT2AdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
672 /// target.
673 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
674 getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
675                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
676   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
677   if (MO.isExpr())
678     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12,
679                                     Fixups);
680   int32_t Val = MO.getImm();
681   if (Val == INT32_MIN)
682     Val = 0x1000;
683   else if (Val < 0) {
684     Val *= -1;
685     Val |= 0x1000;
686   }
687   return Val;
688 }
689
690 /// getThumbAdrLabelOpValue - Return encoding info for 8-bit immediate ADR label
691 /// target.
692 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
693 getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
694                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
695   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
696   if (MO.isExpr())
697     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10,
698                                     Fixups);
699   return MO.getImm();
700 }
701
702 /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding info for 'reg + reg'
703 /// operand.
704 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
705 getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
706                               SmallVectorImpl<MCFixup> &) const {
707   // [Rn, Rm]
708   //   {5-3} = Rm
709   //   {2-0} = Rn
710   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx);
711   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
712   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
713   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
714   return (Rm << 3) | Rn;
715 }
716
717 /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12' operand.
718 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
719 getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
720                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
721   // {17-13} = reg
722   // {12}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
723   // {11-0}  = imm12
724   unsigned Reg, Imm12;
725   bool isAdd = true;
726   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
727   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
728   if (!MO.isReg()) {
729     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
730     Imm12 = 0;
731     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
732
733     if (MO.isExpr()) {
734       const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
735
736       MCFixupKind Kind;
737       if (isThumb2())
738         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12);
739       else
740         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12);
741       Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
742
743       ++MCNumCPRelocations;
744     } else {
745       Reg = ARM::PC;
746       int32_t Offset = MO.getImm();
747       // FIXME: Handle #-0.
748       if (Offset < 0) {
749         Offset *= -1;
750         isAdd = false;
751       }
752       Imm12 = Offset;
753     }
754   } else
755     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm12, Fixups);
756
757   uint32_t Binary = Imm12 & 0xfff;
758   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
759   if (isAdd)
760     Binary |= (1 << 12);
761   Binary |= (Reg << 13);
762   return Binary;
763 }
764
765 /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for
766 /// '+/- imm8<<2' operand.
767 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
768 getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
769                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
770   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
771   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
772   // the MI operands for the register and the offset into a single
773   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
774   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
775   // for #-0.
776
777   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
778   // {7-0}  = imm8
779   int32_t Imm8 = MI.getOperand(OpIdx).getImm();
780   bool isAdd = Imm8 >= 0;
781
782   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
783   if (Imm8 < 0)
784     Imm8 = -Imm8;
785
786   // Scaled by 4.
787   Imm8 /= 4;
788
789   uint32_t Binary = Imm8 & 0xff;
790   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
791   if (isAdd)
792     Binary |= (1 << 8);
793   return Binary;
794 }
795
796 /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for
797 /// 'reg +/- imm8<<2' operand.
798 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
799 getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
800                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
801   // {12-9} = reg
802   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
803   // {7-0}  = imm8
804   unsigned Reg, Imm8;
805   bool isAdd = true;
806   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
807   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
808   if (!MO.isReg()) {
809     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
810     Imm8 = 0;
811     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
812
813     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
814     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
815     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
816     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
817
818     ++MCNumCPRelocations;
819   } else
820     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
821
822   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
823   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
824   // the MI operands for the register and the offset into a single
825   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
826   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
827   // for #-0.
828   uint32_t Binary = (Imm8 >> 2) & 0xff;
829   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
830   if (isAdd)
831     Binary |= (1 << 8);
832   Binary |= (Reg << 9);
833   return Binary;
834 }
835
836 /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for
837 /// 'reg + imm8<<2' operand.
838 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
839 getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
840                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
841   // {11-8} = reg
842   // {7-0}  = imm8
843   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
844   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
845   unsigned Reg = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
846   unsigned Imm8 = MO1.getImm();
847   return (Reg << 8) | Imm8;
848 }
849
850 // FIXME: This routine assumes that a binary
851 // expression will always result in a PCRel expression
852 // In reality, its only true if one or more subexpressions
853 // is itself a PCRel (i.e. "." in asm or some other pcrel construct)
854 // but this is good enough for now.
855 static bool EvaluateAsPCRel(const MCExpr *Expr) {
856   switch (Expr->getKind()) {
857   default: llvm_unreachable("Unexpected expression type");
858   case MCExpr::SymbolRef: return false;
859   case MCExpr::Binary: return true;
860   }
861 }
862
863 uint32_t
864 ARMMCCodeEmitter::getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
865                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
866   // {20-16} = imm{15-12}
867   // {11-0}  = imm{11-0}
868   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
869   if (MO.isImm())
870     // Hi / lo 16 bits already extracted during earlier passes.
871     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
872
873   // Handle :upper16: and :lower16: assembly prefixes.
874   const MCExpr *E = MO.getExpr();
875   MCFixupKind Kind;
876   if (E->getKind() == MCExpr::Target) {
877     const ARMMCExpr *ARM16Expr = cast<ARMMCExpr>(E);
878     E = ARM16Expr->getSubExpr();
879
880     switch (ARM16Expr->getKind()) {
881     default: llvm_unreachable("Unsupported ARMFixup");
882     case ARMMCExpr::VK_ARM_HI16:
883       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
884         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
885                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel
886                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel);
887       else
888         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
889                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16
890                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16);
891       break;
892     case ARMMCExpr::VK_ARM_LO16:
893       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
894         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
895                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
896                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
897       else
898         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
899                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
900                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
901       break;
902     }
903     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind, MI.getLoc()));
904     return 0;
905   }
906   // If the expression doesn't have :upper16: or :lower16: on it,
907   // it's just a plain immediate expression, and those evaluate to
908   // the lower 16 bits of the expression regardless of whether
909   // we have a movt or a movw.
910   if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
911     Kind = MCFixupKind(isThumb2()
912                        ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
913                        : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
914   else
915     Kind = MCFixupKind(isThumb2()
916                        ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
917                        : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
918   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind, MI.getLoc()));
919   return 0;
920 }
921
922 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
923 getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
924                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
925   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
926   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
927   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
928   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
929   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
930   unsigned ShImm = ARM_AM::getAM2Offset(MO2.getImm());
931   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(MO2.getImm()) == ARM_AM::add;
932   ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(MO2.getImm());
933   unsigned SBits = getShiftOp(ShOp);
934
935   // {16-13} = Rn
936   // {12}    = isAdd
937   // {11-0}  = shifter
938   //  {3-0}  = Rm
939   //  {4}    = 0
940   //  {6-5}  = type
941   //  {11-7} = imm
942   uint32_t Binary = Rm;
943   Binary |= Rn << 13;
944   Binary |= SBits << 5;
945   Binary |= ShImm << 7;
946   if (isAdd)
947     Binary |= 1 << 12;
948   return Binary;
949 }
950
951 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
952 getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
953                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
954   // {17-14}  Rn
955   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
956   // {12}     isAdd
957   // {11-0}   imm12/Rm
958   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
959   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
960   uint32_t Binary = getAddrMode2OffsetOpValue(MI, OpIdx + 1, Fixups);
961   Binary |= Rn << 14;
962   return Binary;
963 }
964
965 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
966 getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
967                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
968   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
969   // {12}     isAdd
970   // {11-0}   imm12/Rm
971   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
972   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
973   unsigned Imm = MO1.getImm();
974   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(Imm) == ARM_AM::add;
975   bool isReg = MO.getReg() != 0;
976   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM2Offset(Imm);
977   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm12
978   if (isReg) {
979     ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(Imm);
980     Binary <<= 7;                    // Shift amount is bits [11:7]
981     Binary |= getShiftOp(ShOp) << 5; // Shift type is bits [6:5]
982     Binary |= getARMRegisterNumbering(MO.getReg()); // Rm is bits [3:0]
983   }
984   return Binary | (isAdd << 12) | (isReg << 13);
985 }
986
987 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
988 getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
989                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
990   // {4}      isAdd
991   // {3-0}    Rm
992   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
993   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
994   bool isAdd = MO1.getImm() != 0;
995   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg()) | (isAdd << 4);
996 }
997
998 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
999 getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1000                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1001   // {9}      1 == imm8, 0 == Rm
1002   // {8}      isAdd
1003   // {7-4}    imm7_4/zero
1004   // {3-0}    imm3_0/Rm
1005   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1006   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1007   unsigned Imm = MO1.getImm();
1008   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
1009   bool isImm = MO.getReg() == 0;
1010   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1011   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1012   if (!isImm)
1013     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1014   return Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 9);
1015 }
1016
1017 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1018 getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1019                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1020   // {13}     1 == imm8, 0 == Rm
1021   // {12-9}   Rn
1022   // {8}      isAdd
1023   // {7-4}    imm7_4/zero
1024   // {3-0}    imm3_0/Rm
1025   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1026   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1027   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
1028
1029   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1030   if (!MO.isReg()) {
1031     unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
1032
1033     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1034     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1035     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled);
1036     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1037
1038     ++MCNumCPRelocations;
1039     return (Rn << 9) | (1 << 13);
1040   }
1041   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1042   unsigned Imm = MO2.getImm();
1043   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
1044   bool isImm = MO1.getReg() == 0;
1045   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1046   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1047   if (!isImm)
1048     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1049   return (Rn << 9) | Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 13);
1050 }
1051
1052 /// getAddrModeThumbSPOpValue - Encode the t_addrmode_sp operands.
1053 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1054 getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1055                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1056   // [SP, #imm]
1057   //   {7-0} = imm8
1058   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1059   assert(MI.getOperand(OpIdx).getReg() == ARM::SP &&
1060          "Unexpected base register!");
1061
1062   // The immediate is already shifted for the implicit zeroes, so no change
1063   // here.
1064   return MO1.getImm() & 0xff;
1065 }
1066
1067 /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
1068 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1069 getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1070                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1071   // [Rn, #imm]
1072   //   {7-3} = imm5
1073   //   {2-0} = Rn
1074   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1075   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1076   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1077   unsigned Imm5 = MO1.getImm();
1078   return ((Imm5 & 0x1f) << 3) | Rn;
1079 }
1080
1081 /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
1082 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1083 getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1084                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1085   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
1086   if (MO.isExpr())
1087     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cp, Fixups);
1088   return (MO.getImm() >> 2);
1089 }
1090
1091 /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm10' operand.
1092 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1093 getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1094                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1095   // {12-9} = reg
1096   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
1097   // {7-0}  = imm8
1098   unsigned Reg, Imm8;
1099   bool isAdd;
1100   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1101   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1102   if (!MO.isReg()) {
1103     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
1104     Imm8 = 0;
1105     isAdd = false; // 'U' bit is handled as part of the fixup.
1106
1107     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1108     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1109     MCFixupKind Kind;
1110     if (isThumb2())
1111       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
1112     else
1113       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10);
1114     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1115
1116     ++MCNumCPRelocations;
1117   } else {
1118     EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
1119     isAdd = ARM_AM::getAM5Op(Imm8) == ARM_AM::add;
1120   }
1121
1122   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM5Offset(Imm8);
1123   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
1124   if (isAdd)
1125     Binary |= (1 << 8);
1126   Binary |= (Reg << 9);
1127   return Binary;
1128 }
1129
1130 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1131 getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1132                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1133   // Sub-operands are [reg, reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1134   // shifted. The second is Rs, the amount to shift by, and the third specifies
1135   // the type of the shift.
1136   //
1137   // {3-0} = Rm.
1138   // {4}   = 1
1139   // {6-5} = type
1140   // {11-8} = Rs
1141   // {7}    = 0
1142
1143   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1144   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1145   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 2);
1146   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO2.getImm());
1147
1148   // Encode Rm.
1149   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1150
1151   // Encode the shift opcode.
1152   unsigned SBits = 0;
1153   unsigned Rs = MO1.getReg();
1154   if (Rs) {
1155     // Set shift operand (bit[7:4]).
1156     // LSL - 0001
1157     // LSR - 0011
1158     // ASR - 0101
1159     // ROR - 0111
1160     switch (SOpc) {
1161     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1162     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x1; break;
1163     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x3; break;
1164     case ARM_AM::asr: SBits = 0x5; break;
1165     case ARM_AM::ror: SBits = 0x7; break;
1166     }
1167   }
1168
1169   Binary |= SBits << 4;
1170
1171   // Encode the shift operation Rs.
1172   // Encode Rs bit[11:8].
1173   assert(ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) == 0);
1174   return Binary | (getARMRegisterNumbering(Rs) << ARMII::RegRsShift);
1175 }
1176
1177 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1178 getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1179                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1180   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1181   // shifted. The second is the amount to shift by.
1182   //
1183   // {3-0} = Rm.
1184   // {4}   = 0
1185   // {6-5} = type
1186   // {11-7} = imm
1187
1188   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1189   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1190   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1191
1192   // Encode Rm.
1193   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1194
1195   // Encode the shift opcode.
1196   unsigned SBits = 0;
1197
1198   // Set shift operand (bit[6:4]).
1199   // LSL - 000
1200   // LSR - 010
1201   // ASR - 100
1202   // ROR - 110
1203   // RRX - 110 and bit[11:8] clear.
1204   switch (SOpc) {
1205   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1206   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1207   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1208   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1209   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1210   case ARM_AM::rrx:
1211     Binary |= 0x60;
1212     return Binary;
1213   }
1214
1215   // Encode shift_imm bit[11:7].
1216   Binary |= SBits << 4;
1217   unsigned Offset = ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm());
1218   assert(Offset < 32 && "Offset must be in range 0-31!");
1219   return Binary | (Offset << 7);
1220 }
1221
1222
1223 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1224 getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1225                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1226   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1227   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1228   const MCOperand &MO3 = MI.getOperand(OpNum+2);
1229
1230   // Encoded as [Rn, Rm, imm].
1231   // FIXME: Needs fixup support.
1232   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1233   Value <<= 4;
1234   Value |= getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
1235   Value <<= 2;
1236   Value |= MO3.getImm();
1237
1238   return Value;
1239 }
1240
1241 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1242 getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1243                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1244   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1245   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1246
1247   // FIXME: Needs fixup support.
1248   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1249
1250   // Even though the immediate is 8 bits long, we need 9 bits in order
1251   // to represent the (inverse of the) sign bit.
1252   Value <<= 9;
1253   int32_t tmp = (int32_t)MO2.getImm();
1254   if (tmp < 0)
1255     tmp = abs(tmp);
1256   else
1257     Value |= 256; // Set the ADD bit
1258   Value |= tmp & 255;
1259   return Value;
1260 }
1261
1262 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1263 getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1264                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1265   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1266
1267   // FIXME: Needs fixup support.
1268   unsigned Value = 0;
1269   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1270   if (tmp < 0)
1271     tmp = abs(tmp);
1272   else
1273     Value |= 256; // Set the ADD bit
1274   Value |= tmp & 255;
1275   return Value;
1276 }
1277
1278 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1279 getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1280                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1281   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1282
1283   // FIXME: Needs fixup support.
1284   unsigned Value = 0;
1285   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1286   if (tmp < 0)
1287     tmp = abs(tmp);
1288   else
1289     Value |= 4096; // Set the ADD bit
1290   Value |= tmp & 4095;
1291   return Value;
1292 }
1293
1294 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1295 getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1296                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1297   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1298   // shifted. The second is the amount to shift by.
1299   //
1300   // {3-0} = Rm.
1301   // {4}   = 0
1302   // {6-5} = type
1303   // {11-7} = imm
1304
1305   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1306   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1307   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1308
1309   // Encode Rm.
1310   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1311
1312   // Encode the shift opcode.
1313   unsigned SBits = 0;
1314   // Set shift operand (bit[6:4]).
1315   // LSL - 000
1316   // LSR - 010
1317   // ASR - 100
1318   // ROR - 110
1319   switch (SOpc) {
1320   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1321   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1322   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1323   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1324   case ARM_AM::rrx: // FALLTHROUGH
1325   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1326   }
1327
1328   Binary |= SBits << 4;
1329   if (SOpc == ARM_AM::rrx)
1330     return Binary;
1331
1332   // Encode shift_imm bit[11:7].
1333   return Binary | ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm()) << 7;
1334 }
1335
1336 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1337 getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1338                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1339   // 10 bits. lower 5 bits are are the lsb of the mask, high five bits are the
1340   // msb of the mask.
1341   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1342   uint32_t v = ~MO.getImm();
1343   uint32_t lsb = CountTrailingZeros_32(v);
1344   uint32_t msb = (32 - CountLeadingZeros_32 (v)) - 1;
1345   assert (v != 0 && lsb < 32 && msb < 32 && "Illegal bitfield mask!");
1346   return lsb | (msb << 5);
1347 }
1348
1349 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1350 getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1351                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1352   // VLDM/VSTM:
1353   //   {12-8} = Vd
1354   //   {7-0}  = Number of registers
1355   //
1356   // LDM/STM:
1357   //   {15-0}  = Bitfield of GPRs.
1358   unsigned Reg = MI.getOperand(Op).getReg();
1359   bool SPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::SPRRegClassID].contains(Reg);
1360   bool DPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::DPRRegClassID].contains(Reg);
1361
1362   unsigned Binary = 0;
1363
1364   if (SPRRegs || DPRRegs) {
1365     // VLDM/VSTM
1366     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
1367     unsigned NumRegs = (MI.getNumOperands() - Op) & 0xff;
1368     Binary |= (RegNo & 0x1f) << 8;
1369     if (SPRRegs)
1370       Binary |= NumRegs;
1371     else
1372       Binary |= NumRegs * 2;
1373   } else {
1374     for (unsigned I = Op, E = MI.getNumOperands(); I < E; ++I) {
1375       unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(MI.getOperand(I).getReg());
1376       Binary |= 1 << RegNo;
1377     }
1378   }
1379
1380   return Binary;
1381 }
1382
1383 /// getAddrMode6AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number along
1384 /// with the alignment operand.
1385 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1386 getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1387                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1388   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1389   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1390
1391   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1392   unsigned Align = 0;
1393
1394   switch (Imm.getImm()) {
1395   default: break;
1396   case 2:
1397   case 4:
1398   case 8:  Align = 0x01; break;
1399   case 16: Align = 0x02; break;
1400   case 32: Align = 0x03; break;
1401   }
1402
1403   return RegNo | (Align << 4);
1404 }
1405
1406 /// getAddrMode6OneLane32AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number
1407 /// along  with the alignment operand for use in VST1 and VLD1 with size 32.
1408 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1409 getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1410                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1411   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1412   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1413
1414   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1415   unsigned Align = 0;
1416
1417   switch (Imm.getImm()) {
1418   default: break;
1419   case 8:
1420   case 16:
1421   case 32: // Default '0' value for invalid alignments of 8, 16, 32 bytes.
1422   case 2: Align = 0x00; break;
1423   case 4: Align = 0x03; break;
1424   }
1425
1426   return RegNo | (Align << 4);
1427 }
1428
1429
1430 /// getAddrMode6DupAddressOpValue - Encode an addrmode6 register number and
1431 /// alignment operand for use in VLD-dup instructions.  This is the same as
1432 /// getAddrMode6AddressOpValue except for the alignment encoding, which is
1433 /// different for VLD4-dup.
1434 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1435 getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1436                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1437   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1438   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1439
1440   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1441   unsigned Align = 0;
1442
1443   switch (Imm.getImm()) {
1444   default: break;
1445   case 2:
1446   case 4:
1447   case 8:  Align = 0x01; break;
1448   case 16: Align = 0x03; break;
1449   }
1450
1451   return RegNo | (Align << 4);
1452 }
1453
1454 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1455 getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1456                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1457   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1458   if (MO.getReg() == 0) return 0x0D;
1459   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1460 }
1461
1462 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1463 getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1464                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1465   return 8 - MI.getOperand(Op).getImm();
1466 }
1467
1468 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1469 getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1470                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1471   return 16 - MI.getOperand(Op).getImm();
1472 }
1473
1474 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1475 getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1476                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1477   return 32 - MI.getOperand(Op).getImm();
1478 }
1479
1480 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1481 getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1482                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1483   return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
1484 }
1485
1486 void ARMMCCodeEmitter::
1487 EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
1488                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1489   // Pseudo instructions don't get encoded.
1490   const MCInstrDesc &Desc = MCII.get(MI.getOpcode());
1491   uint64_t TSFlags = Desc.TSFlags;
1492   if ((TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::Pseudo)
1493     return;
1494
1495   int Size;
1496   if (Desc.getSize() == 2 || Desc.getSize() == 4)
1497     Size = Desc.getSize();
1498   else
1499     llvm_unreachable("Unexpected instruction size!");
1500
1501   uint32_t Binary = getBinaryCodeForInstr(MI, Fixups);
1502   // Thumb 32-bit wide instructions need to emit the high order halfword
1503   // first.
1504   if (isThumb() && Size == 4) {
1505     EmitConstant(Binary >> 16, 2, OS);
1506     EmitConstant(Binary & 0xffff, 2, OS);
1507   } else
1508     EmitConstant(Binary, Size, OS);
1509   ++MCNumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted.
1510 }
1511
1512 #include "ARMGenMCCodeEmitter.inc"