Fix the handling of edge cases in ARM shifted operands.
[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/MCContext.h"
22 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
23 #include "llvm/MC/MCInst.h"
24 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
25 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
26 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
27 #include "llvm/ADT/APFloat.h"
28 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
30
31 using namespace llvm;
32
33 STATISTIC(MCNumEmitted, "Number of MC instructions emitted.");
34 STATISTIC(MCNumCPRelocations, "Number of constant pool relocations created.");
35
36 namespace {
37 class ARMMCCodeEmitter : public MCCodeEmitter {
38   ARMMCCodeEmitter(const ARMMCCodeEmitter &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
39   void operator=(const ARMMCCodeEmitter &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
40   const MCInstrInfo &MCII;
41   const MCSubtargetInfo &STI;
42   const MCContext &CTX;
43
44 public:
45   ARMMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &mcii, const MCSubtargetInfo &sti,
46                    MCContext &ctx)
47     : MCII(mcii), STI(sti), CTX(ctx) {
48   }
49
50   ~ARMMCCodeEmitter() {}
51
52   bool isThumb() const {
53     // FIXME: Can tablegen auto-generate this?
54     return (STI.getFeatureBits() & ARM::ModeThumb) != 0;
55   }
56   bool isThumb2() const {
57     return isThumb() && (STI.getFeatureBits() & ARM::FeatureThumb2) != 0;
58   }
59   bool isTargetDarwin() const {
60     Triple TT(STI.getTargetTriple());
61     Triple::OSType OS = TT.getOS();
62     return OS == Triple::Darwin || OS == Triple::MacOSX || OS == Triple::IOS;
63   }
64
65   unsigned getMachineSoImmOpValue(unsigned SoImm) const;
66
67   // getBinaryCodeForInstr - TableGen'erated function for getting the
68   // binary encoding for an instruction.
69   uint64_t getBinaryCodeForInstr(const MCInst &MI,
70                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
71
72   /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
73   /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
74   unsigned getMachineOpValue(const MCInst &MI,const MCOperand &MO,
75                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
76
77   /// getHiLo16ImmOpValue - Return the encoding for the hi / low 16-bit of
78   /// the specified operand. This is used for operands with :lower16: and
79   /// :upper16: prefixes.
80   uint32_t getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
81                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
82
83   bool EncodeAddrModeOpValues(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
84                               unsigned &Reg, unsigned &Imm,
85                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
86
87   /// getThumbBLTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
88   /// BL branch target.
89   uint32_t getThumbBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
90                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
91
92   /// getThumbBLXTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
93   /// BLX branch target.
94   uint32_t getThumbBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
95                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
96
97   /// getThumbBRTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
98   uint32_t getThumbBRTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
99                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
100
101   /// getThumbBCCTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
102   uint32_t getThumbBCCTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
103                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
104
105   /// getThumbCBTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
106   uint32_t getThumbCBTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
107                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
108
109   /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate
110   /// branch target.
111   uint32_t getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
112                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
113
114   /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
115   /// immediate Thumb2 direct branch target.
116   uint32_t getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
117                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
118
119   /// getARMBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate
120   /// branch target.
121   uint32_t getARMBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
122                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
123   uint32_t getARMBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
124                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
125   uint32_t getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
126                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
127
128   /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate
129   /// ADR label target.
130   uint32_t getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
131                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
132   uint32_t getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
133                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
134   uint32_t getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
135                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
136
137
138   /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
139   /// operand.
140   uint32_t getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
141                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
142
143   /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding for 'reg + reg' operand.
144   uint32_t getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
145                                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups)const;
146
147   /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8<<2'
148   /// operand.
149   uint32_t getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
150                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
151
152   /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for 'reg + imm8<<2'
153   /// operand.
154   uint32_t getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
155                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
156
157   /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for '+/- imm8<<2'
158   /// operand.
159   uint32_t getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
160                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
161
162
163   /// getLdStSORegOpValue - Return encoding info for 'reg +/- reg shop imm'
164   /// operand as needed by load/store instructions.
165   uint32_t getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
166                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
167
168   /// getLdStmModeOpValue - Return encoding for load/store multiple mode.
169   uint32_t getLdStmModeOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
170                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
171     ARM_AM::AMSubMode Mode = (ARM_AM::AMSubMode)MI.getOperand(OpIdx).getImm();
172     switch (Mode) {
173     default: llvm_unreachable("Unknown addressing sub-mode!");
174     case ARM_AM::da: return 0;
175     case ARM_AM::ia: return 1;
176     case ARM_AM::db: return 2;
177     case ARM_AM::ib: return 3;
178     }
179   }
180   /// getShiftOp - Return the shift opcode (bit[6:5]) of the immediate value.
181   ///
182   unsigned getShiftOp(ARM_AM::ShiftOpc ShOpc) const {
183     switch (ShOpc) {
184     case ARM_AM::no_shift:
185     case ARM_AM::lsl: return 0;
186     case ARM_AM::lsr: return 1;
187     case ARM_AM::asr: return 2;
188     case ARM_AM::ror:
189     case ARM_AM::rrx: return 3;
190     }
191     llvm_unreachable("Invalid ShiftOpc!");
192   }
193
194   /// getAddrMode2OpValue - Return encoding for addrmode2 operands.
195   uint32_t getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
196                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
197
198   /// getAddrMode2OffsetOpValue - Return encoding for am2offset operands.
199   uint32_t getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
200                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
201
202   /// getPostIdxRegOpValue - Return encoding for postidx_reg operands.
203   uint32_t getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
204                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
205
206   /// getAddrMode3OffsetOpValue - Return encoding for am3offset operands.
207   uint32_t getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
208                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
209
210   /// getAddrMode3OpValue - Return encoding for addrmode3 operands.
211   uint32_t getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
212                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
213
214   /// getAddrModeThumbSPOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
215   /// operand.
216   uint32_t getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
217                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
218
219   /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
220   uint32_t getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
221                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
222
223   /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
224   uint32_t getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
225                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
226
227   /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8' operand.
228   uint32_t getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
229                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
230
231   /// getCCOutOpValue - Return encoding of the 's' bit.
232   unsigned getCCOutOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
233                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
234     // The operand is either reg0 or CPSR. The 's' bit is encoded as '0' or
235     // '1' respectively.
236     return MI.getOperand(Op).getReg() == ARM::CPSR;
237   }
238
239   /// getSOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
240   unsigned getSOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
241                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
242     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
243     int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(SoImm);
244     assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
245
246     // Encode rotate_imm.
247     unsigned Binary = (ARM_AM::getSOImmValRot((unsigned)SoImmVal) >> 1)
248       << ARMII::SoRotImmShift;
249
250     // Encode immed_8.
251     Binary |= ARM_AM::getSOImmValImm((unsigned)SoImmVal);
252     return Binary;
253   }
254
255   /// getT2SOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
256   unsigned getT2SOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
257                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
258     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
259     unsigned Encoded =  ARM_AM::getT2SOImmVal(SoImm);
260     assert(Encoded != ~0U && "Not a Thumb2 so_imm value?");
261     return Encoded;
262   }
263
264   unsigned getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
265     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
266   unsigned getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
267     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
268   unsigned getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
269     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
270   unsigned getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
271     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
272
273   /// getSORegOpValue - Return an encoded so_reg shifted register value.
274   unsigned getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
275                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
276   unsigned getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
277                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
278   unsigned getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
279                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
280
281   unsigned getNEONVcvtImm32OpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
282                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
283     return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
284   }
285
286   unsigned getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
287                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
288
289   unsigned getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
290                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
291   unsigned getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
292                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
293   unsigned getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
294                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
295   unsigned getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
296                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
297   unsigned getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
298                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
299
300   unsigned getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
301                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
302   unsigned getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
303                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
304   unsigned getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
305                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
306   unsigned getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
307                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
308
309   unsigned getThumbSRImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
310                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
311
312   unsigned NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
313                                       unsigned EncodedValue) const;
314   unsigned NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
315                                           unsigned EncodedValue) const;
316   unsigned NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
317                                     unsigned EncodedValue) const;
318
319   unsigned VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI,
320                                 unsigned EncodedValue) const;
321
322   void EmitByte(unsigned char C, raw_ostream &OS) const {
323     OS << (char)C;
324   }
325
326   void EmitConstant(uint64_t Val, unsigned Size, raw_ostream &OS) const {
327     // Output the constant in little endian byte order.
328     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i) {
329       EmitByte(Val & 255, OS);
330       Val >>= 8;
331     }
332   }
333
334   void EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
335                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
336 };
337
338 } // end anonymous namespace
339
340 MCCodeEmitter *llvm::createARMMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &MCII,
341                                             const MCRegisterInfo &MRI,
342                                             const MCSubtargetInfo &STI,
343                                             MCContext &Ctx) {
344   return new ARMMCCodeEmitter(MCII, STI, Ctx);
345 }
346
347 /// NEONThumb2DataIPostEncoder - Post-process encoded NEON data-processing
348 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
349 /// Thumb2 mode.
350 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
351                                                  unsigned EncodedValue) const {
352   if (isThumb2()) {
353     // NEON Thumb2 data-processsing encodings are very simple: bit 24 is moved
354     // to bit 12 of the high half-word (i.e. bit 28), and bits 27-24 are
355     // set to 1111.
356     unsigned Bit24 = EncodedValue & 0x01000000;
357     unsigned Bit28 = Bit24 << 4;
358     EncodedValue &= 0xEFFFFFFF;
359     EncodedValue |= Bit28;
360     EncodedValue |= 0x0F000000;
361   }
362
363   return EncodedValue;
364 }
365
366 /// NEONThumb2LoadStorePostEncoder - Post-process encoded NEON load/store
367 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
368 /// Thumb2 mode.
369 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
370                                                  unsigned EncodedValue) const {
371   if (isThumb2()) {
372     EncodedValue &= 0xF0FFFFFF;
373     EncodedValue |= 0x09000000;
374   }
375
376   return EncodedValue;
377 }
378
379 /// NEONThumb2DupPostEncoder - Post-process encoded NEON vdup
380 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
381 /// Thumb2 mode.
382 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
383                                                  unsigned EncodedValue) const {
384   if (isThumb2()) {
385     EncodedValue &= 0x00FFFFFF;
386     EncodedValue |= 0xEE000000;
387   }
388
389   return EncodedValue;
390 }
391
392 /// VFPThumb2PostEncoder - Post-process encoded VFP instructions and rewrite
393 /// them to their Thumb2 form if we are currently in Thumb2 mode.
394 unsigned ARMMCCodeEmitter::
395 VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI, unsigned EncodedValue) const {
396   if (isThumb2()) {
397     EncodedValue &= 0x0FFFFFFF;
398     EncodedValue |= 0xE0000000;
399   }
400   return EncodedValue;
401 }
402
403 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
404 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
405 unsigned ARMMCCodeEmitter::
406 getMachineOpValue(const MCInst &MI, const MCOperand &MO,
407                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
408   if (MO.isReg()) {
409     unsigned Reg = MO.getReg();
410     unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg);
411
412     // Q registers are encoded as 2x their register number.
413     switch (Reg) {
414     default:
415       return RegNo;
416     case ARM::Q0:  case ARM::Q1:  case ARM::Q2:  case ARM::Q3:
417     case ARM::Q4:  case ARM::Q5:  case ARM::Q6:  case ARM::Q7:
418     case ARM::Q8:  case ARM::Q9:  case ARM::Q10: case ARM::Q11:
419     case ARM::Q12: case ARM::Q13: case ARM::Q14: case ARM::Q15:
420       return 2 * RegNo;
421     }
422   } else if (MO.isImm()) {
423     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
424   } else if (MO.isFPImm()) {
425     return static_cast<unsigned>(APFloat(MO.getFPImm())
426                      .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
427   }
428
429   llvm_unreachable("Unable to encode MCOperand!");
430 }
431
432 /// getAddrModeImmOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm' operand.
433 bool ARMMCCodeEmitter::
434 EncodeAddrModeOpValues(const MCInst &MI, unsigned OpIdx, unsigned &Reg,
435                        unsigned &Imm, SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
436   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
437   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
438
439   Reg = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
440
441   int32_t SImm = MO1.getImm();
442   bool isAdd = true;
443
444   // Special value for #-0
445   if (SImm == INT32_MIN) {
446     SImm = 0;
447     isAdd = false;
448   }
449
450   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
451   if (SImm < 0) {
452     SImm = -SImm;
453     isAdd = false;
454   }
455
456   Imm = SImm;
457   return isAdd;
458 }
459
460 /// getBranchTargetOpValue - Helper function to get the branch target operand,
461 /// which is either an immediate or requires a fixup.
462 static uint32_t getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
463                                        unsigned FixupKind,
464                                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) {
465   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
466
467   // If the destination is an immediate, we have nothing to do.
468   if (MO.isImm()) return MO.getImm();
469   assert(MO.isExpr() && "Unexpected branch target type!");
470   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
471   MCFixupKind Kind = MCFixupKind(FixupKind);
472   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
473
474   // All of the information is in the fixup.
475   return 0;
476 }
477
478 // Thumb BL and BLX use a strange offset encoding where bits 22 and 21 are
479 // determined by negating them and XOR'ing them with bit 23.
480 static int32_t encodeThumbBLOffset(int32_t offset) {
481   offset >>= 1;
482   uint32_t S  = (offset & 0x800000) >> 23;
483   uint32_t J1 = (offset & 0x400000) >> 22;
484   uint32_t J2 = (offset & 0x200000) >> 21;
485   J1 = (~J1 & 0x1);
486   J2 = (~J2 & 0x1);
487   J1 ^= S;
488   J2 ^= S;
489
490   offset &= ~0x600000;
491   offset |= J1 << 22;
492   offset |= J2 << 21;
493
494   return offset;
495 }
496
497 /// getThumbBLTargetOpValue - Return encoding info for immediate branch target.
498 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
499 getThumbBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
500                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
501   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
502   if (MO.isExpr())
503     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bl,
504                                     Fixups);
505   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
506 }
507
508 /// getThumbBLXTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
509 /// BLX branch target.
510 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
511 getThumbBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
512                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
513   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
514   if (MO.isExpr())
515     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_blx,
516                                     Fixups);
517   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
518 }
519
520 /// getThumbBRTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
521 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
522 getThumbBRTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
523                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
524   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
525   if (MO.isExpr())
526     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_br,
527                                     Fixups);
528   return (MO.getImm() >> 1);
529 }
530
531 /// getThumbBCCTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
532 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
533 getThumbBCCTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
534                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
535   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
536   if (MO.isExpr())
537     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bcc,
538                                     Fixups);
539   return (MO.getImm() >> 1);
540 }
541
542 /// getThumbCBTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
543 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
544 getThumbCBTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
545                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
546   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
547   if (MO.isExpr())
548     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cb, Fixups);
549   return (MO.getImm() >> 1);
550 }
551
552 /// Return true if this branch has a non-always predication
553 static bool HasConditionalBranch(const MCInst &MI) {
554   int NumOp = MI.getNumOperands();
555   if (NumOp >= 2) {
556     for (int i = 0; i < NumOp-1; ++i) {
557       const MCOperand &MCOp1 = MI.getOperand(i);
558       const MCOperand &MCOp2 = MI.getOperand(i + 1);
559       if (MCOp1.isImm() && MCOp2.isReg() &&
560           (MCOp2.getReg() == 0 || MCOp2.getReg() == ARM::CPSR)) {
561         if (ARMCC::CondCodes(MCOp1.getImm()) != ARMCC::AL)
562           return true;
563       }
564     }
565   }
566   return false;
567 }
568
569 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
570 /// target.
571 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
572 getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
573                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
574   // FIXME: This really, really shouldn't use TargetMachine. We don't want
575   // coupling between MC and TM anywhere we can help it.
576   if (isThumb2())
577     return
578       ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_condbranch, Fixups);
579   return getARMBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, Fixups);
580 }
581
582 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
583 /// target.
584 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
585 getARMBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
586                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
587   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
588   if (MO.isExpr()) {
589     if (HasConditionalBranch(MI))
590       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
591                                       ARM::fixup_arm_condbranch, Fixups);
592     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
593                                     ARM::fixup_arm_uncondbranch, Fixups);
594   }
595
596   return MO.getImm() >> 2;
597 }
598
599 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
600 getARMBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
601                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
602   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
603   if (MO.isExpr()) {
604     if (HasConditionalBranch(MI))
605       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, 
606                                       ARM::fixup_arm_condbl, Fixups);
607     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_uncondbl, Fixups);
608   }
609
610   return MO.getImm() >> 2;
611 }
612
613 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
614 getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
615                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
616   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
617   if (MO.isExpr())
618     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_blx, Fixups);
619
620   return MO.getImm() >> 1;
621 }
622
623 /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
624 /// immediate branch target.
625 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
626 getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
627                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
628   unsigned Val =
629     ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_uncondbranch, Fixups);
630   bool I  = (Val & 0x800000);
631   bool J1 = (Val & 0x400000);
632   bool J2 = (Val & 0x200000);
633   if (I ^ J1)
634     Val &= ~0x400000;
635   else
636     Val |= 0x400000;
637
638   if (I ^ J2)
639     Val &= ~0x200000;
640   else
641     Val |= 0x200000;
642
643   return Val;
644 }
645
646 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit shifted-immediate
647 /// ADR label target.
648 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
649 getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
650                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
651   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
652   if (MO.isExpr())
653     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12,
654                                     Fixups);
655   int32_t offset = MO.getImm();
656   uint32_t Val = 0x2000;
657
658   if (offset == INT32_MIN) {
659     Val = 0x1000;
660     offset = 0;
661   } else if (offset < 0) {
662     Val = 0x1000;
663     offset *= -1;
664   }
665
666   int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(offset);
667   assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
668
669   Val |= SoImmVal;
670   return Val;
671 }
672
673 /// getT2AdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
674 /// target.
675 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
676 getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
677                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
678   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
679   if (MO.isExpr())
680     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12,
681                                     Fixups);
682   int32_t Val = MO.getImm();
683   if (Val == INT32_MIN)
684     Val = 0x1000;
685   else if (Val < 0) {
686     Val *= -1;
687     Val |= 0x1000;
688   }
689   return Val;
690 }
691
692 /// getThumbAdrLabelOpValue - Return encoding info for 8-bit immediate ADR label
693 /// target.
694 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
695 getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
696                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
697   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
698   if (MO.isExpr())
699     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10,
700                                     Fixups);
701   return MO.getImm();
702 }
703
704 /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding info for 'reg + reg'
705 /// operand.
706 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
707 getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
708                               SmallVectorImpl<MCFixup> &) const {
709   // [Rn, Rm]
710   //   {5-3} = Rm
711   //   {2-0} = Rn
712   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx);
713   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
714   unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO1.getReg());
715   unsigned Rm = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO2.getReg());
716   return (Rm << 3) | Rn;
717 }
718
719 /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12' operand.
720 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
721 getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
722                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
723   // {17-13} = reg
724   // {12}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
725   // {11-0}  = imm12
726   unsigned Reg, Imm12;
727   bool isAdd = true;
728   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
729   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
730   if (!MO.isReg()) {
731     Reg = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(ARM::PC);   // Rn is PC.
732     Imm12 = 0;
733     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
734
735     if (MO.isExpr()) {
736       const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
737
738       MCFixupKind Kind;
739       if (isThumb2())
740         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12);
741       else
742         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12);
743       Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
744
745       ++MCNumCPRelocations;
746     } else {
747       Reg = ARM::PC;
748       int32_t Offset = MO.getImm();
749       // FIXME: Handle #-0.
750       if (Offset < 0) {
751         Offset *= -1;
752         isAdd = false;
753       }
754       Imm12 = Offset;
755     }
756   } else
757     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm12, Fixups);
758
759   uint32_t Binary = Imm12 & 0xfff;
760   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
761   if (isAdd)
762     Binary |= (1 << 12);
763   Binary |= (Reg << 13);
764   return Binary;
765 }
766
767 /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for
768 /// '+/- imm8<<2' operand.
769 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
770 getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
771                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
772   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
773   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
774   // the MI operands for the register and the offset into a single
775   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
776   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
777   // for #-0.
778
779   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
780   // {7-0}  = imm8
781   int32_t Imm8 = MI.getOperand(OpIdx).getImm();
782   bool isAdd = Imm8 >= 0;
783
784   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
785   if (Imm8 < 0)
786     Imm8 = -(uint32_t)Imm8;
787
788   // Scaled by 4.
789   Imm8 /= 4;
790
791   uint32_t Binary = Imm8 & 0xff;
792   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
793   if (isAdd)
794     Binary |= (1 << 8);
795   return Binary;
796 }
797
798 /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for
799 /// 'reg +/- imm8<<2' operand.
800 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
801 getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
802                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
803   // {12-9} = reg
804   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
805   // {7-0}  = imm8
806   unsigned Reg, Imm8;
807   bool isAdd = true;
808   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
809   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
810   if (!MO.isReg()) {
811     Reg = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(ARM::PC);   // Rn is PC.
812     Imm8 = 0;
813     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
814
815     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
816     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
817     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
818     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
819
820     ++MCNumCPRelocations;
821   } else
822     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
823
824   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
825   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
826   // the MI operands for the register and the offset into a single
827   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
828   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
829   // for #-0.
830   uint32_t Binary = (Imm8 >> 2) & 0xff;
831   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
832   if (isAdd)
833     Binary |= (1 << 8);
834   Binary |= (Reg << 9);
835   return Binary;
836 }
837
838 /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for
839 /// 'reg + imm8<<2' operand.
840 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
841 getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
842                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
843   // {11-8} = reg
844   // {7-0}  = imm8
845   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
846   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
847   unsigned Reg = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
848   unsigned Imm8 = MO1.getImm();
849   return (Reg << 8) | Imm8;
850 }
851
852 // FIXME: This routine assumes that a binary
853 // expression will always result in a PCRel expression
854 // In reality, its only true if one or more subexpressions
855 // is itself a PCRel (i.e. "." in asm or some other pcrel construct)
856 // but this is good enough for now.
857 static bool EvaluateAsPCRel(const MCExpr *Expr) {
858   switch (Expr->getKind()) {
859   default: llvm_unreachable("Unexpected expression type");
860   case MCExpr::SymbolRef: return false;
861   case MCExpr::Binary: return true;
862   }
863 }
864
865 uint32_t
866 ARMMCCodeEmitter::getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
867                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
868   // {20-16} = imm{15-12}
869   // {11-0}  = imm{11-0}
870   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
871   if (MO.isImm())
872     // Hi / lo 16 bits already extracted during earlier passes.
873     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
874
875   // Handle :upper16: and :lower16: assembly prefixes.
876   const MCExpr *E = MO.getExpr();
877   MCFixupKind Kind;
878   if (E->getKind() == MCExpr::Target) {
879     const ARMMCExpr *ARM16Expr = cast<ARMMCExpr>(E);
880     E = ARM16Expr->getSubExpr();
881
882     switch (ARM16Expr->getKind()) {
883     default: llvm_unreachable("Unsupported ARMFixup");
884     case ARMMCExpr::VK_ARM_HI16:
885       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
886         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
887                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel
888                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel);
889       else
890         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
891                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16
892                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16);
893       break;
894     case ARMMCExpr::VK_ARM_LO16:
895       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
896         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
897                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
898                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
899       else
900         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
901                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
902                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
903       break;
904     }
905     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind, MI.getLoc()));
906     return 0;
907   }
908   // If the expression doesn't have :upper16: or :lower16: on it,
909   // it's just a plain immediate expression, and those evaluate to
910   // the lower 16 bits of the expression regardless of whether
911   // we have a movt or a movw.
912   if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
913     Kind = MCFixupKind(isThumb2()
914                        ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
915                        : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
916   else
917     Kind = MCFixupKind(isThumb2()
918                        ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
919                        : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
920   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind, MI.getLoc()));
921   return 0;
922 }
923
924 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
925 getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
926                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
927   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
928   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
929   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
930   unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
931   unsigned Rm = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO1.getReg());
932   unsigned ShImm = ARM_AM::getAM2Offset(MO2.getImm());
933   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(MO2.getImm()) == ARM_AM::add;
934   ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(MO2.getImm());
935   unsigned SBits = getShiftOp(ShOp);
936
937   // While "lsr #32" and "asr #32" exist, they are encoded with a 0 in the shift
938   // amount. However, it would be an easy mistake to make so check here.
939   assert((ShImm & ~0x1f) == 0 && "Out of range shift amount");
940
941   // {16-13} = Rn
942   // {12}    = isAdd
943   // {11-0}  = shifter
944   //  {3-0}  = Rm
945   //  {4}    = 0
946   //  {6-5}  = type
947   //  {11-7} = imm
948   uint32_t Binary = Rm;
949   Binary |= Rn << 13;
950   Binary |= SBits << 5;
951   Binary |= ShImm << 7;
952   if (isAdd)
953     Binary |= 1 << 12;
954   return Binary;
955 }
956
957 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
958 getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
959                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
960   // {17-14}  Rn
961   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
962   // {12}     isAdd
963   // {11-0}   imm12/Rm
964   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
965   unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
966   uint32_t Binary = getAddrMode2OffsetOpValue(MI, OpIdx + 1, Fixups);
967   Binary |= Rn << 14;
968   return Binary;
969 }
970
971 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
972 getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
973                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
974   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
975   // {12}     isAdd
976   // {11-0}   imm12/Rm
977   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
978   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
979   unsigned Imm = MO1.getImm();
980   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(Imm) == ARM_AM::add;
981   bool isReg = MO.getReg() != 0;
982   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM2Offset(Imm);
983   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm12
984   if (isReg) {
985     ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(Imm);
986     Binary <<= 7;                    // Shift amount is bits [11:7]
987     Binary |= getShiftOp(ShOp) << 5; // Shift type is bits [6:5]
988     Binary |= CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg()); // Rm is bits [3:0]
989   }
990   return Binary | (isAdd << 12) | (isReg << 13);
991 }
992
993 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
994 getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
995                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
996   // {4}      isAdd
997   // {3-0}    Rm
998   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
999   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1000   bool isAdd = MO1.getImm() != 0;
1001   return CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg()) | (isAdd << 4);
1002 }
1003
1004 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1005 getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1006                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1007   // {9}      1 == imm8, 0 == Rm
1008   // {8}      isAdd
1009   // {7-4}    imm7_4/zero
1010   // {3-0}    imm3_0/Rm
1011   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1012   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1013   unsigned Imm = MO1.getImm();
1014   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
1015   bool isImm = MO.getReg() == 0;
1016   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1017   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1018   if (!isImm)
1019     Imm8 = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1020   return Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 9);
1021 }
1022
1023 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1024 getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1025                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1026   // {13}     1 == imm8, 0 == Rm
1027   // {12-9}   Rn
1028   // {8}      isAdd
1029   // {7-4}    imm7_4/zero
1030   // {3-0}    imm3_0/Rm
1031   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1032   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1033   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
1034
1035   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1036   if (!MO.isReg()) {
1037     unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(ARM::PC);   // Rn is PC.
1038
1039     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1040     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1041     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled);
1042     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1043
1044     ++MCNumCPRelocations;
1045     return (Rn << 9) | (1 << 13);
1046   }
1047   unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1048   unsigned Imm = MO2.getImm();
1049   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
1050   bool isImm = MO1.getReg() == 0;
1051   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1052   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1053   if (!isImm)
1054     Imm8 = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO1.getReg());
1055   return (Rn << 9) | Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 13);
1056 }
1057
1058 /// getAddrModeThumbSPOpValue - Encode the t_addrmode_sp operands.
1059 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1060 getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1061                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1062   // [SP, #imm]
1063   //   {7-0} = imm8
1064   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1065   assert(MI.getOperand(OpIdx).getReg() == ARM::SP &&
1066          "Unexpected base register!");
1067
1068   // The immediate is already shifted for the implicit zeroes, so no change
1069   // here.
1070   return MO1.getImm() & 0xff;
1071 }
1072
1073 /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
1074 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1075 getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1076                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1077   // [Rn, #imm]
1078   //   {7-3} = imm5
1079   //   {2-0} = Rn
1080   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1081   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1082   unsigned Rn = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1083   unsigned Imm5 = MO1.getImm();
1084   return ((Imm5 & 0x1f) << 3) | Rn;
1085 }
1086
1087 /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
1088 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1089 getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1090                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1091   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
1092   if (MO.isExpr())
1093     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cp, Fixups);
1094   return (MO.getImm() >> 2);
1095 }
1096
1097 /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm10' operand.
1098 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1099 getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1100                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1101   // {12-9} = reg
1102   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
1103   // {7-0}  = imm8
1104   unsigned Reg, Imm8;
1105   bool isAdd;
1106   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1107   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1108   if (!MO.isReg()) {
1109     Reg = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(ARM::PC);   // Rn is PC.
1110     Imm8 = 0;
1111     isAdd = false; // 'U' bit is handled as part of the fixup.
1112
1113     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1114     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1115     MCFixupKind Kind;
1116     if (isThumb2())
1117       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
1118     else
1119       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10);
1120     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1121
1122     ++MCNumCPRelocations;
1123   } else {
1124     EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
1125     isAdd = ARM_AM::getAM5Op(Imm8) == ARM_AM::add;
1126   }
1127
1128   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM5Offset(Imm8);
1129   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
1130   if (isAdd)
1131     Binary |= (1 << 8);
1132   Binary |= (Reg << 9);
1133   return Binary;
1134 }
1135
1136 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1137 getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1138                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1139   // Sub-operands are [reg, reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1140   // shifted. The second is Rs, the amount to shift by, and the third specifies
1141   // the type of the shift.
1142   //
1143   // {3-0} = Rm.
1144   // {4}   = 1
1145   // {6-5} = type
1146   // {11-8} = Rs
1147   // {7}    = 0
1148
1149   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1150   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1151   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 2);
1152   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO2.getImm());
1153
1154   // Encode Rm.
1155   unsigned Binary = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1156
1157   // Encode the shift opcode.
1158   unsigned SBits = 0;
1159   unsigned Rs = MO1.getReg();
1160   if (Rs) {
1161     // Set shift operand (bit[7:4]).
1162     // LSL - 0001
1163     // LSR - 0011
1164     // ASR - 0101
1165     // ROR - 0111
1166     switch (SOpc) {
1167     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1168     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x1; break;
1169     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x3; break;
1170     case ARM_AM::asr: SBits = 0x5; break;
1171     case ARM_AM::ror: SBits = 0x7; break;
1172     }
1173   }
1174
1175   Binary |= SBits << 4;
1176
1177   // Encode the shift operation Rs.
1178   // Encode Rs bit[11:8].
1179   assert(ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) == 0);
1180   return Binary | (CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Rs) << ARMII::RegRsShift);
1181 }
1182
1183 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1184 getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1185                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1186   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1187   // shifted. The second is the amount to shift by.
1188   //
1189   // {3-0} = Rm.
1190   // {4}   = 0
1191   // {6-5} = type
1192   // {11-7} = imm
1193
1194   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1195   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1196   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1197
1198   // Encode Rm.
1199   unsigned Binary = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1200
1201   // Encode the shift opcode.
1202   unsigned SBits = 0;
1203
1204   // Set shift operand (bit[6:4]).
1205   // LSL - 000
1206   // LSR - 010
1207   // ASR - 100
1208   // ROR - 110
1209   // RRX - 110 and bit[11:8] clear.
1210   switch (SOpc) {
1211   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1212   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1213   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1214   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1215   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1216   case ARM_AM::rrx:
1217     Binary |= 0x60;
1218     return Binary;
1219   }
1220
1221   // Encode shift_imm bit[11:7].
1222   Binary |= SBits << 4;
1223   unsigned Offset = ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm());
1224   assert(Offset < 32 && "Offset must be in range 0-31!");
1225   return Binary | (Offset << 7);
1226 }
1227
1228
1229 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1230 getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1231                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1232   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1233   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1234   const MCOperand &MO3 = MI.getOperand(OpNum+2);
1235
1236   // Encoded as [Rn, Rm, imm].
1237   // FIXME: Needs fixup support.
1238   unsigned Value = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO1.getReg());
1239   Value <<= 4;
1240   Value |= CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO2.getReg());
1241   Value <<= 2;
1242   Value |= MO3.getImm();
1243
1244   return Value;
1245 }
1246
1247 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1248 getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1249                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1250   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1251   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1252
1253   // FIXME: Needs fixup support.
1254   unsigned Value = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO1.getReg());
1255
1256   // Even though the immediate is 8 bits long, we need 9 bits in order
1257   // to represent the (inverse of the) sign bit.
1258   Value <<= 9;
1259   int32_t tmp = (int32_t)MO2.getImm();
1260   if (tmp < 0)
1261     tmp = abs(tmp);
1262   else
1263     Value |= 256; // Set the ADD bit
1264   Value |= tmp & 255;
1265   return Value;
1266 }
1267
1268 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1269 getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1270                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1271   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1272
1273   // FIXME: Needs fixup support.
1274   unsigned Value = 0;
1275   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1276   if (tmp < 0)
1277     tmp = abs(tmp);
1278   else
1279     Value |= 256; // Set the ADD bit
1280   Value |= tmp & 255;
1281   return Value;
1282 }
1283
1284 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1285 getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1286                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1287   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1288
1289   // FIXME: Needs fixup support.
1290   unsigned Value = 0;
1291   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1292   if (tmp < 0)
1293     tmp = abs(tmp);
1294   else
1295     Value |= 4096; // Set the ADD bit
1296   Value |= tmp & 4095;
1297   return Value;
1298 }
1299
1300 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1301 getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1302                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1303   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1304   // shifted. The second is the amount to shift by.
1305   //
1306   // {3-0} = Rm.
1307   // {4}   = 0
1308   // {6-5} = type
1309   // {11-7} = imm
1310
1311   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1312   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1313   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1314
1315   // Encode Rm.
1316   unsigned Binary = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1317
1318   // Encode the shift opcode.
1319   unsigned SBits = 0;
1320   // Set shift operand (bit[6:4]).
1321   // LSL - 000
1322   // LSR - 010
1323   // ASR - 100
1324   // ROR - 110
1325   switch (SOpc) {
1326   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1327   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1328   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1329   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1330   case ARM_AM::rrx: // FALLTHROUGH
1331   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1332   }
1333
1334   Binary |= SBits << 4;
1335   if (SOpc == ARM_AM::rrx)
1336     return Binary;
1337
1338   // Encode shift_imm bit[11:7].
1339   return Binary | ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm()) << 7;
1340 }
1341
1342 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1343 getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1344                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1345   // 10 bits. lower 5 bits are are the lsb of the mask, high five bits are the
1346   // msb of the mask.
1347   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1348   uint32_t v = ~MO.getImm();
1349   uint32_t lsb = CountTrailingZeros_32(v);
1350   uint32_t msb = (32 - CountLeadingZeros_32 (v)) - 1;
1351   assert (v != 0 && lsb < 32 && msb < 32 && "Illegal bitfield mask!");
1352   return lsb | (msb << 5);
1353 }
1354
1355 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1356 getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1357                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1358   // VLDM/VSTM:
1359   //   {12-8} = Vd
1360   //   {7-0}  = Number of registers
1361   //
1362   // LDM/STM:
1363   //   {15-0}  = Bitfield of GPRs.
1364   unsigned Reg = MI.getOperand(Op).getReg();
1365   bool SPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::SPRRegClassID].contains(Reg);
1366   bool DPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::DPRRegClassID].contains(Reg);
1367
1368   unsigned Binary = 0;
1369
1370   if (SPRRegs || DPRRegs) {
1371     // VLDM/VSTM
1372     unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg);
1373     unsigned NumRegs = (MI.getNumOperands() - Op) & 0xff;
1374     Binary |= (RegNo & 0x1f) << 8;
1375     if (SPRRegs)
1376       Binary |= NumRegs;
1377     else
1378       Binary |= NumRegs * 2;
1379   } else {
1380     for (unsigned I = Op, E = MI.getNumOperands(); I < E; ++I) {
1381       unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MI.getOperand(I).getReg());
1382       Binary |= 1 << RegNo;
1383     }
1384   }
1385
1386   return Binary;
1387 }
1388
1389 /// getAddrMode6AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number along
1390 /// with the alignment operand.
1391 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1392 getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1393                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1394   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1395   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1396
1397   unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg.getReg());
1398   unsigned Align = 0;
1399
1400   switch (Imm.getImm()) {
1401   default: break;
1402   case 2:
1403   case 4:
1404   case 8:  Align = 0x01; break;
1405   case 16: Align = 0x02; break;
1406   case 32: Align = 0x03; break;
1407   }
1408
1409   return RegNo | (Align << 4);
1410 }
1411
1412 /// getAddrMode6OneLane32AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number
1413 /// along  with the alignment operand for use in VST1 and VLD1 with size 32.
1414 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1415 getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1416                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1417   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1418   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1419
1420   unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg.getReg());
1421   unsigned Align = 0;
1422
1423   switch (Imm.getImm()) {
1424   default: break;
1425   case 8:
1426   case 16:
1427   case 32: // Default '0' value for invalid alignments of 8, 16, 32 bytes.
1428   case 2: Align = 0x00; break;
1429   case 4: Align = 0x03; break;
1430   }
1431
1432   return RegNo | (Align << 4);
1433 }
1434
1435
1436 /// getAddrMode6DupAddressOpValue - Encode an addrmode6 register number and
1437 /// alignment operand for use in VLD-dup instructions.  This is the same as
1438 /// getAddrMode6AddressOpValue except for the alignment encoding, which is
1439 /// different for VLD4-dup.
1440 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1441 getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1442                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1443   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1444   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1445
1446   unsigned RegNo = CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(Reg.getReg());
1447   unsigned Align = 0;
1448
1449   switch (Imm.getImm()) {
1450   default: break;
1451   case 2:
1452   case 4:
1453   case 8:  Align = 0x01; break;
1454   case 16: Align = 0x03; break;
1455   }
1456
1457   return RegNo | (Align << 4);
1458 }
1459
1460 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1461 getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1462                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1463   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1464   if (MO.getReg() == 0) return 0x0D;
1465   return CTX.getRegisterInfo().getEncodingValue(MO.getReg());
1466 }
1467
1468 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1469 getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1470                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1471   return 8 - MI.getOperand(Op).getImm();
1472 }
1473
1474 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1475 getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1476                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1477   return 16 - MI.getOperand(Op).getImm();
1478 }
1479
1480 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1481 getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1482                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1483   return 32 - MI.getOperand(Op).getImm();
1484 }
1485
1486 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1487 getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1488                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1489   return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
1490 }
1491
1492 void ARMMCCodeEmitter::
1493 EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
1494                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1495   // Pseudo instructions don't get encoded.
1496   const MCInstrDesc &Desc = MCII.get(MI.getOpcode());
1497   uint64_t TSFlags = Desc.TSFlags;
1498   if ((TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::Pseudo)
1499     return;
1500
1501   int Size;
1502   if (Desc.getSize() == 2 || Desc.getSize() == 4)
1503     Size = Desc.getSize();
1504   else
1505     llvm_unreachable("Unexpected instruction size!");
1506
1507   uint32_t Binary = getBinaryCodeForInstr(MI, Fixups);
1508   // Thumb 32-bit wide instructions need to emit the high order halfword
1509   // first.
1510   if (isThumb() && Size == 4) {
1511     EmitConstant(Binary >> 16, 2, OS);
1512     EmitConstant(Binary & 0xffff, 2, OS);
1513   } else
1514     EmitConstant(Binary, Size, OS);
1515   ++MCNumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted.
1516 }
1517
1518 #include "ARMGenMCCodeEmitter.inc"