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 MCSubtargetInfo &STI,
 340                                             MCContext &Ctx) {
 341   return new ARMMCCodeEmitter(MCII, STI, Ctx);
 342 }
 343
 344 /// NEONThumb2DataIPostEncoder - Post-process encoded NEON data-processing
 345 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 346 /// Thumb2 mode.
 347 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
 348                                                  unsigned EncodedValue) const {
 349   if (isThumb2()) {
 350     // NEON Thumb2 data-processsing encodings are very simple: bit 24 is moved
 351     // to bit 12 of the high half-word (i.e. bit 28), and bits 27-24 are
 352     // set to 1111.
 353     unsigned Bit24 = EncodedValue & 0x01000000;
 354     unsigned Bit28 = Bit24 << 4;
 355     EncodedValue &= 0xEFFFFFFF;
 356     EncodedValue |= Bit28;
 357     EncodedValue |= 0x0F000000;
 358   }
 359
 360   return EncodedValue;
 361 }
 362
 363 /// NEONThumb2LoadStorePostEncoder - Post-process encoded NEON load/store
 364 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 365 /// Thumb2 mode.
 366 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
 367                                                  unsigned EncodedValue) const {
 368   if (isThumb2()) {
 369     EncodedValue &= 0xF0FFFFFF;
 370     EncodedValue |= 0x09000000;
 371   }
 372
 373   return EncodedValue;
 374 }
 375
 376 /// NEONThumb2DupPostEncoder - Post-process encoded NEON vdup
 377 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 378 /// Thumb2 mode.
 379 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
 380                                                  unsigned EncodedValue) const {
 381   if (isThumb2()) {
 382     EncodedValue &= 0x00FFFFFF;
 383     EncodedValue |= 0xEE000000;
 384   }
 385
 386   return EncodedValue;
 387 }
 388
 389 /// VFPThumb2PostEncoder - Post-process encoded VFP instructions and rewrite
 390 /// them to their Thumb2 form if we are currently in Thumb2 mode.
 391 unsigned ARMMCCodeEmitter::
 392 VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI, unsigned EncodedValue) const {
 393   if (isThumb2()) {
 394     EncodedValue &= 0x0FFFFFFF;
 395     EncodedValue |= 0xE0000000;
 396   }
 397   return EncodedValue;
 398 }
 399
 400 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
 401 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
 402 unsigned ARMMCCodeEmitter::
 403 getMachineOpValue(const MCInst &MI, const MCOperand &MO,
 404                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 405   if (MO.isReg()) {
 406     unsigned Reg = MO.getReg();
 407     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
 408
 409     // Q registers are encoded as 2x their register number.
 410     switch (Reg) {
 411     default:
 412       return RegNo;
 413     case ARM::Q0:  case ARM::Q1:  case ARM::Q2:  case ARM::Q3:
 414     case ARM::Q4:  case ARM::Q5:  case ARM::Q6:  case ARM::Q7:
 415     case ARM::Q8:  case ARM::Q9:  case ARM::Q10: case ARM::Q11:
 416     case ARM::Q12: case ARM::Q13: case ARM::Q14: case ARM::Q15:
 417       return 2 * RegNo;
 418     }
 419   } else if (MO.isImm()) {
 420     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
 421   } else if (MO.isFPImm()) {
 422     return static_cast<unsigned>(APFloat(MO.getFPImm())
 423                      .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
 424   }
 425
 426   llvm_unreachable("Unable to encode MCOperand!");
 427 }
 428
 429 /// getAddrModeImmOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm' operand.
 430 bool ARMMCCodeEmitter::
 431 EncodeAddrModeOpValues(const MCInst &MI, unsigned OpIdx, unsigned &Reg,
 432                        unsigned &Imm, SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 433   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
 434   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
 435
 436   Reg = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 437
 438   int32_t SImm = MO1.getImm();
 439   bool isAdd = true;
 440
 441   // Special value for #-0
 442   if (SImm == INT32_MIN) {
 443     SImm = 0;
 444     isAdd = false;
 445   }
 446
 447   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 448   if (SImm < 0) {
 449     SImm = -SImm;
 450     isAdd = false;
 451   }
 452
 453   Imm = SImm;
 454   return isAdd;
 455 }
 456
 457 /// getBranchTargetOpValue - Helper function to get the branch target operand,
 458 /// which is either an immediate or requires a fixup.
 459 static uint32_t getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 460                                        unsigned FixupKind,
 461                                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) {
 462   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 463
 464   // If the destination is an immediate, we have nothing to do.
 465   if (MO.isImm()) return MO.getImm();
 466   assert(MO.isExpr() && "Unexpected branch target type!");
 467   const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 468   MCFixupKind Kind = MCFixupKind(FixupKind);
 469   Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
 470
 471   // All of the information is in the fixup.
 472   return 0;
 473 }
 474
 475 // Thumb BL and BLX use a strange offset encoding where bits 22 and 21 are
 476 // determined by negating them and XOR'ing them with bit 23.
 477 static int32_t encodeThumbBLOffset(int32_t offset) {
 478   offset >>= 1;
 479   uint32_t S  = (offset & 0x800000) >> 23;
 480   uint32_t J1 = (offset & 0x400000) >> 22;
 481   uint32_t J2 = (offset & 0x200000) >> 21;
 482   J1 = (~J1 & 0x1);
 483   J2 = (~J2 & 0x1);
 484   J1 ^= S;
 485   J2 ^= S;
 486
 487   offset &= ~0x600000;
 488   offset |= J1 << 22;
 489   offset |= J2 << 21;
 490
 491   return offset;
 492 }
 493
 494 /// getThumbBLTargetOpValue - Return encoding info for immediate branch target.
 495 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 496 getThumbBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 497                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 498   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 499   if (MO.isExpr())
 500     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bl,
 501                                     Fixups);
 502   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
 503 }
 504
 505 /// getThumbBLXTargetOpValue - Return encoding info for Thumb immediate
 506 /// BLX branch target.
 507 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 508 getThumbBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 509                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 510   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 511   if (MO.isExpr())
 512     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_blx,
 513                                     Fixups);
 514   return encodeThumbBLOffset(MO.getImm());
 515 }
 516
 517 /// getThumbBRTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
 518 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 519 getThumbBRTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 520                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 521   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 522   if (MO.isExpr())
 523     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_br,
 524                                     Fixups);
 525   return (MO.getImm() >> 1);
 526 }
 527
 528 /// getThumbBCCTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
 529 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 530 getThumbBCCTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 531                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 532   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 533   if (MO.isExpr())
 534     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_bcc,
 535                                     Fixups);
 536   return (MO.getImm() >> 1);
 537 }
 538
 539 /// getThumbCBTargetOpValue - Return encoding info for Thumb branch target.
 540 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 541 getThumbCBTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 542                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 543   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 544   if (MO.isExpr())
 545     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cb, Fixups);
 546   return (MO.getImm() >> 1);
 547 }
 548
 549 /// Return true if this branch has a non-always predication
 550 static bool HasConditionalBranch(const MCInst &MI) {
 551   int NumOp = MI.getNumOperands();
 552   if (NumOp >= 2) {
 553     for (int i = 0; i < NumOp-1; ++i) {
 554       const MCOperand &MCOp1 = MI.getOperand(i);
 555       const MCOperand &MCOp2 = MI.getOperand(i + 1);
 556       if (MCOp1.isImm() && MCOp2.isReg() &&
 557           (MCOp2.getReg() == 0 || MCOp2.getReg() == ARM::CPSR)) {
 558         if (ARMCC::CondCodes(MCOp1.getImm()) != ARMCC::AL)
 559           return true;
 560       }
 561     }
 562   }
 563   return false;
 564 }
 565
 566 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
 567 /// target.
 568 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 569 getBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 570                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 571   // FIXME: This really, really shouldn't use TargetMachine. We don't want
 572   // coupling between MC and TM anywhere we can help it.
 573   if (isThumb2())
 574     return
 575       ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_condbranch, Fixups);
 576   return getARMBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, Fixups);
 577 }
 578
 579 /// getBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit immediate branch
 580 /// target.
 581 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 582 getARMBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 583                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 584   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 585   if (MO.isExpr()) {
 586     if (HasConditionalBranch(MI))
 587       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
 588                                       ARM::fixup_arm_condbranch, Fixups);
 589     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
 590                                     ARM::fixup_arm_uncondbranch, Fixups);
 591   }
 592
 593   return MO.getImm() >> 2;
 594 }
 595
 596 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 597 getARMBLTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 598                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 599   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 600   if (MO.isExpr()) {
 601     if (HasConditionalBranch(MI))
 602       return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
 603                                       ARM::fixup_arm_condbl, Fixups);
 604     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_uncondbl, Fixups);
 605   }
 606
 607   return MO.getImm() >> 2;
 608 }
 609
 610 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 611 getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 612                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 613   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 614   if (MO.isExpr())
 615     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_blx, Fixups);
 616
 617   return MO.getImm() >> 1;
 618 }
 619
 620 /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
 621 /// immediate branch target.
 622 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 623 getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 624                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 625   unsigned Val =
 626     ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_uncondbranch, Fixups);
 627   bool I  = (Val & 0x800000);
 628   bool J1 = (Val & 0x400000);
 629   bool J2 = (Val & 0x200000);
 630   if (I ^ J1)
 631     Val &= ~0x400000;
 632   else
 633     Val |= 0x400000;
 634
 635   if (I ^ J2)
 636     Val &= ~0x200000;
 637   else
 638     Val |= 0x200000;
 639
 640   return Val;
 641 }
 642
 643 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
 644 /// target.
 645 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 646 getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 647                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 648   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 649   if (MO.isExpr())
 650     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12,
 651                                     Fixups);
 652   int32_t offset = MO.getImm();
 653   uint32_t Val = 0x2000;
 654   if (offset < 0) {
 655     Val = 0x1000;
 656     offset *= -1;
 657   }
 658   Val |= offset;
 659   return Val;
 660 }
 661
 662 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
 663 /// target.
 664 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 665 getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 666                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 667   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 668   if (MO.isExpr())
 669     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12,
 670                                     Fixups);
 671   int32_t Val = MO.getImm();
 672   if (Val < 0) {
 673     Val *= -1;
 674     Val |= 0x1000;
 675   }
 676   return Val;
 677 }
 678
 679 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 8-bit immediate ADR label
 680 /// target.
 681 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 682 getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 683                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 684   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 685   if (MO.isExpr())
 686     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10,
 687                                     Fixups);
 688   return MO.getImm();
 689 }
 690
 691 /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding info for 'reg + reg'
 692 /// operand.
 693 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 694 getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 695                               SmallVectorImpl<MCFixup> &) const {
 696   // [Rn, Rm]
 697   //   {5-3} = Rm
 698   //   {2-0} = Rn
 699   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx);
 700   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
 701   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
 702   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
 703   return (Rm << 3) | Rn;
 704 }
 705
 706 /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12' operand.
 707 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 708 getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 709                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 710   // {17-13} = reg
 711   // {12}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 712   // {11-0}  = imm12
 713   unsigned Reg, Imm12;
 714   bool isAdd = true;
 715   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
 716   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 717   if (!MO.isReg()) {
 718     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
 719     Imm12 = 0;
 720     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
 721
 722     if (MO.isExpr()) {
 723       const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 724
 725       MCFixupKind Kind;
 726       if (isThumb2())
 727         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12);
 728       else
 729         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12);
 730       Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
 731
 732       ++MCNumCPRelocations;
 733     } else {
 734       Reg = ARM::PC;
 735       int32_t Offset = MO.getImm();
 736       // FIXME: Handle #-0.
 737       if (Offset < 0) {
 738         Offset *= -1;
 739         isAdd = false;
 740       }
 741       Imm12 = Offset;
 742     }
 743   } else
 744     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm12, Fixups);
 745
 746   uint32_t Binary = Imm12 & 0xfff;
 747   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 748   if (isAdd)
 749     Binary |= (1 << 12);
 750   Binary |= (Reg << 13);
 751   return Binary;
 752 }
 753
 754 /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for
 755 /// '+/- imm8<<2' operand.
 756 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 757 getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 758                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 759   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
 760   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
 761   // the MI operands for the register and the offset into a single
 762   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
 763   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
 764   // for #-0.
 765
 766   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 767   // {7-0}  = imm8
 768   int32_t Imm8 = MI.getOperand(OpIdx).getImm();
 769   bool isAdd = Imm8 >= 0;
 770
 771   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 772   if (Imm8 < 0)
 773     Imm8 = -Imm8;
 774
 775   // Scaled by 4.
 776   Imm8 /= 4;
 777
 778   uint32_t Binary = Imm8 & 0xff;
 779   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 780   if (isAdd)
 781     Binary |= (1 << 8);
 782   return Binary;
 783 }
 784
 785 /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for
 786 /// 'reg +/- imm8<<2' operand.
 787 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 788 getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 789                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 790   // {12-9} = reg
 791   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 792   // {7-0}  = imm8
 793   unsigned Reg, Imm8;
 794   bool isAdd = true;
 795   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
 796   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 797   if (!MO.isReg()) {
 798     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
 799     Imm8 = 0;
 800     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
 801
 802     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
 803     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 804     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
 805     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
 806
 807     ++MCNumCPRelocations;
 808   } else
 809     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
 810
 811   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
 812   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
 813   // the MI operands for the register and the offset into a single
 814   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
 815   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
 816   // for #-0.
 817   uint32_t Binary = (Imm8 >> 2) & 0xff;
 818   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 819   if (isAdd)
 820     Binary |= (1 << 8);
 821   Binary |= (Reg << 9);
 822   return Binary;
 823 }
 824
 825 /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for
 826 /// 'reg + imm8<<2' operand.
 827 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 828 getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 829                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 830   // {11-8} = reg
 831   // {7-0}  = imm8
 832   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 833   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
 834   unsigned Reg = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 835   unsigned Imm8 = MO1.getImm();
 836   return (Reg << 8) | Imm8;
 837 }
 838
 839 // FIXME: This routine assumes that a binary
 840 // expression will always result in a PCRel expression
 841 // In reality, its only true if one or more subexpressions
 842 // is itself a PCRel (i.e. "." in asm or some other pcrel construct)
 843 // but this is good enough for now.
 844 static bool EvaluateAsPCRel(const MCExpr *Expr) {
 845   switch (Expr->getKind()) {
 846   default: llvm_unreachable("Unexpected expression type");
 847   case MCExpr::SymbolRef: return false;
 848   case MCExpr::Binary: return true;
 849   }
 850 }
 851
 852 uint32_t
 853 ARMMCCodeEmitter::getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 854                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 855   // {20-16} = imm{15-12}
 856   // {11-0}  = imm{11-0}
 857   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 858   if (MO.isImm())
 859     // Hi / lo 16 bits already extracted during earlier passes.
 860     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
 861
 862   // Handle :upper16: and :lower16: assembly prefixes.
 863   const MCExpr *E = MO.getExpr();
 864   if (E->getKind() == MCExpr::Target) {
 865     const ARMMCExpr *ARM16Expr = cast<ARMMCExpr>(E);
 866     E = ARM16Expr->getSubExpr();
 867
 868     MCFixupKind Kind;
 869     switch (ARM16Expr->getKind()) {
 870     default: llvm_unreachable("Unsupported ARMFixup");
 871     case ARMMCExpr::VK_ARM_HI16:
 872       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
 873         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 874                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel
 875                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel);
 876       else
 877         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 878                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16
 879                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16);
 880       break;
 881     case ARMMCExpr::VK_ARM_LO16:
 882       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
 883         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 884                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
 885                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
 886       else
 887         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 888                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
 889                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
 890       break;
 891     }
 892     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind, MI.getLoc()));
 893     return 0;
 894   };
 895
 896   llvm_unreachable("Unsupported MCExpr type in MCOperand!");
 897 }
 898
 899 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 900 getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 901                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 902   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 903   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 904   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
 905   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 906   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
 907   unsigned ShImm = ARM_AM::getAM2Offset(MO2.getImm());
 908   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(MO2.getImm()) == ARM_AM::add;
 909   ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(MO2.getImm());
 910   unsigned SBits = getShiftOp(ShOp);
 911
 912   // {16-13} = Rn
 913   // {12}    = isAdd
 914   // {11-0}  = shifter
 915   //  {3-0}  = Rm
 916   //  {4}    = 0
 917   //  {6-5}  = type
 918   //  {11-7} = imm
 919   uint32_t Binary = Rm;
 920   Binary |= Rn << 13;
 921   Binary |= SBits << 5;
 922   Binary |= ShImm << 7;
 923   if (isAdd)
 924     Binary |= 1 << 12;
 925   return Binary;
 926 }
 927
 928 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 929 getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 930                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 931   // {17-14}  Rn
 932   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
 933   // {12}     isAdd
 934   // {11-0}   imm12/Rm
 935   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 936   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 937   uint32_t Binary = getAddrMode2OffsetOpValue(MI, OpIdx + 1, Fixups);
 938   Binary |= Rn << 14;
 939   return Binary;
 940 }
 941
 942 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 943 getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 944                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 945   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
 946   // {12}     isAdd
 947   // {11-0}   imm12/Rm
 948   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 949   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 950   unsigned Imm = MO1.getImm();
 951   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(Imm) == ARM_AM::add;
 952   bool isReg = MO.getReg() != 0;
 953   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM2Offset(Imm);
 954   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm12
 955   if (isReg) {
 956     ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(Imm);
 957     Binary <<= 7;                    // Shift amount is bits [11:7]
 958     Binary |= getShiftOp(ShOp) << 5; // Shift type is bits [6:5]
 959     Binary |= getARMRegisterNumbering(MO.getReg()); // Rm is bits [3:0]
 960   }
 961   return Binary | (isAdd << 12) | (isReg << 13);
 962 }
 963
 964 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 965 getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 966                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 967   // {4}      isAdd
 968   // {3-0}    Rm
 969   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 970   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 971   bool isAdd = MO1.getImm() != 0;
 972   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg()) | (isAdd << 4);
 973 }
 974
 975 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 976 getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 977                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 978   // {9}      1 == imm8, 0 == Rm
 979   // {8}      isAdd
 980   // {7-4}    imm7_4/zero
 981   // {3-0}    imm3_0/Rm
 982   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 983   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 984   unsigned Imm = MO1.getImm();
 985   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
 986   bool isImm = MO.getReg() == 0;
 987   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
 988   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
 989   if (!isImm)
 990     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 991   return Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 9);
 992 }
 993
 994 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 995 getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 996                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 997   // {13}     1 == imm8, 0 == Rm
 998   // {12-9}   Rn
 999   // {8}      isAdd
1000   // {7-4}    imm7_4/zero
1001   // {3-0}    imm3_0/Rm
1002   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1003   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
1004   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
1005
1006   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1007   if (!MO.isReg()) {
1008     unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
1009
1010     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1011     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1012     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10_unscaled);
1013     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1014
1015     ++MCNumCPRelocations;
1016     return (Rn << 9) | (1 << 13);
1017   }
1018   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1019   unsigned Imm = MO2.getImm();
1020   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
1021   bool isImm = MO1.getReg() == 0;
1022   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1023   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1024   if (!isImm)
1025     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1026   return (Rn << 9) | Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 13);
1027 }
1028
1029 /// getAddrModeThumbSPOpValue - Encode the t_addrmode_sp operands.
1030 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1031 getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1032                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1033   // [SP, #imm]
1034   //   {7-0} = imm8
1035   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1036   assert(MI.getOperand(OpIdx).getReg() == ARM::SP &&
1037          "Unexpected base register!");
1038
1039   // The immediate is already shifted for the implicit zeroes, so no change
1040   // here.
1041   return MO1.getImm() & 0xff;
1042 }
1043
1044 /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
1045 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1046 getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1047                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1048   // [Rn, #imm]
1049   //   {7-3} = imm5
1050   //   {2-0} = Rn
1051   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1052   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1053   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1054   unsigned Imm5 = MO1.getImm();
1055   return ((Imm5 & 0x1f) << 3) | Rn;
1056 }
1057
1058 /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
1059 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1060 getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1061                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1062   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
1063   if (MO.isExpr())
1064     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cp, Fixups);
1065   return (MO.getImm() >> 2);
1066 }
1067
1068 /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm10' operand.
1069 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1070 getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1071                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1072   // {12-9} = reg
1073   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
1074   // {7-0}  = imm8
1075   unsigned Reg, Imm8;
1076   bool isAdd;
1077   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1078   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1079   if (!MO.isReg()) {
1080     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
1081     Imm8 = 0;
1082     isAdd = false; // 'U' bit is handled as part of the fixup.
1083
1084     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1085     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1086     MCFixupKind Kind;
1087     if (isThumb2())
1088       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
1089     else
1090       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10);
1091     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind, MI.getLoc()));
1092
1093     ++MCNumCPRelocations;
1094   } else {
1095     EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
1096     isAdd = ARM_AM::getAM5Op(Imm8) == ARM_AM::add;
1097   }
1098
1099   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM5Offset(Imm8);
1100   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
1101   if (isAdd)
1102     Binary |= (1 << 8);
1103   Binary |= (Reg << 9);
1104   return Binary;
1105 }
1106
1107 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1108 getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1109                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1110   // Sub-operands are [reg, reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1111   // shifted. The second is Rs, the amount to shift by, and the third specifies
1112   // the type of the shift.
1113   //
1114   // {3-0} = Rm.
1115   // {4}   = 1
1116   // {6-5} = type
1117   // {11-8} = Rs
1118   // {7}    = 0
1119
1120   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1121   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1122   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 2);
1123   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO2.getImm());
1124
1125   // Encode Rm.
1126   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1127
1128   // Encode the shift opcode.
1129   unsigned SBits = 0;
1130   unsigned Rs = MO1.getReg();
1131   if (Rs) {
1132     // Set shift operand (bit[7:4]).
1133     // LSL - 0001
1134     // LSR - 0011
1135     // ASR - 0101
1136     // ROR - 0111
1137     switch (SOpc) {
1138     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1139     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x1; break;
1140     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x3; break;
1141     case ARM_AM::asr: SBits = 0x5; break;
1142     case ARM_AM::ror: SBits = 0x7; break;
1143     }
1144   }
1145
1146   Binary |= SBits << 4;
1147
1148   // Encode the shift operation Rs.
1149   // Encode Rs bit[11:8].
1150   assert(ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) == 0);
1151   return Binary | (getARMRegisterNumbering(Rs) << ARMII::RegRsShift);
1152 }
1153
1154 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1155 getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1156                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1157   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1158   // shifted. The second is the amount to shift by.
1159   //
1160   // {3-0} = Rm.
1161   // {4}   = 0
1162   // {6-5} = type
1163   // {11-7} = imm
1164
1165   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1166   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1167   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1168
1169   // Encode Rm.
1170   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1171
1172   // Encode the shift opcode.
1173   unsigned SBits = 0;
1174
1175   // Set shift operand (bit[6:4]).
1176   // LSL - 000
1177   // LSR - 010
1178   // ASR - 100
1179   // ROR - 110
1180   // RRX - 110 and bit[11:8] clear.
1181   switch (SOpc) {
1182   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1183   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1184   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1185   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1186   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1187   case ARM_AM::rrx:
1188     Binary |= 0x60;
1189     return Binary;
1190   }
1191
1192   // Encode shift_imm bit[11:7].
1193   Binary |= SBits << 4;
1194   unsigned Offset = ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm());
1195   assert(Offset && "Offset must be in range 1-32!");
1196   if (Offset == 32) Offset = 0;
1197   return Binary | (Offset << 7);
1198 }
1199
1200
1201 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1202 getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1203                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1204   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1205   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1206   const MCOperand &MO3 = MI.getOperand(OpNum+2);
1207
1208   // Encoded as [Rn, Rm, imm].
1209   // FIXME: Needs fixup support.
1210   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1211   Value <<= 4;
1212   Value |= getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
1213   Value <<= 2;
1214   Value |= MO3.getImm();
1215
1216   return Value;
1217 }
1218
1219 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1220 getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1221                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1222   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1223   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1224
1225   // FIXME: Needs fixup support.
1226   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1227
1228   // Even though the immediate is 8 bits long, we need 9 bits in order
1229   // to represent the (inverse of the) sign bit.
1230   Value <<= 9;
1231   int32_t tmp = (int32_t)MO2.getImm();
1232   if (tmp < 0)
1233     tmp = abs(tmp);
1234   else
1235     Value |= 256; // Set the ADD bit
1236   Value |= tmp & 255;
1237   return Value;
1238 }
1239
1240 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1241 getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1242                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1243   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1244
1245   // FIXME: Needs fixup support.
1246   unsigned Value = 0;
1247   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1248   if (tmp < 0)
1249     tmp = abs(tmp);
1250   else
1251     Value |= 256; // Set the ADD bit
1252   Value |= tmp & 255;
1253   return Value;
1254 }
1255
1256 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1257 getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1258                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1259   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1260
1261   // FIXME: Needs fixup support.
1262   unsigned Value = 0;
1263   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1264   if (tmp < 0)
1265     tmp = abs(tmp);
1266   else
1267     Value |= 4096; // Set the ADD bit
1268   Value |= tmp & 4095;
1269   return Value;
1270 }
1271
1272 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1273 getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1274                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1275   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1276   // shifted. The second is the amount to shift by.
1277   //
1278   // {3-0} = Rm.
1279   // {4}   = 0
1280   // {6-5} = type
1281   // {11-7} = imm
1282
1283   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1284   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1285   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1286
1287   // Encode Rm.
1288   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1289
1290   // Encode the shift opcode.
1291   unsigned SBits = 0;
1292   // Set shift operand (bit[6:4]).
1293   // LSL - 000
1294   // LSR - 010
1295   // ASR - 100
1296   // ROR - 110
1297   switch (SOpc) {
1298   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1299   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1300   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1301   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1302   case ARM_AM::rrx: // FALLTHROUGH
1303   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1304   }
1305
1306   Binary |= SBits << 4;
1307   if (SOpc == ARM_AM::rrx)
1308     return Binary;
1309
1310   // Encode shift_imm bit[11:7].
1311   return Binary | ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm()) << 7;
1312 }
1313
1314 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1315 getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1316                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1317   // 10 bits. lower 5 bits are are the lsb of the mask, high five bits are the
1318   // msb of the mask.
1319   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1320   uint32_t v = ~MO.getImm();
1321   uint32_t lsb = CountTrailingZeros_32(v);
1322   uint32_t msb = (32 - CountLeadingZeros_32 (v)) - 1;
1323   assert (v != 0 && lsb < 32 && msb < 32 && "Illegal bitfield mask!");
1324   return lsb | (msb << 5);
1325 }
1326
1327 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1328 getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1329                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1330   // VLDM/VSTM:
1331   //   {12-8} = Vd
1332   //   {7-0}  = Number of registers
1333   //
1334   // LDM/STM:
1335   //   {15-0}  = Bitfield of GPRs.
1336   unsigned Reg = MI.getOperand(Op).getReg();
1337   bool SPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::SPRRegClassID].contains(Reg);
1338   bool DPRRegs = ARMMCRegisterClasses[ARM::DPRRegClassID].contains(Reg);
1339
1340   unsigned Binary = 0;
1341
1342   if (SPRRegs || DPRRegs) {
1343     // VLDM/VSTM
1344     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
1345     unsigned NumRegs = (MI.getNumOperands() - Op) & 0xff;
1346     Binary |= (RegNo & 0x1f) << 8;
1347     if (SPRRegs)
1348       Binary |= NumRegs;
1349     else
1350       Binary |= NumRegs * 2;
1351   } else {
1352     for (unsigned I = Op, E = MI.getNumOperands(); I < E; ++I) {
1353       unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(MI.getOperand(I).getReg());
1354       Binary |= 1 << RegNo;
1355     }
1356   }
1357
1358   return Binary;
1359 }
1360
1361 /// getAddrMode6AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number along
1362 /// with the alignment operand.
1363 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1364 getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1365                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1366   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1367   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1368
1369   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1370   unsigned Align = 0;
1371
1372   switch (Imm.getImm()) {
1373   default: break;
1374   case 2:
1375   case 4:
1376   case 8:  Align = 0x01; break;
1377   case 16: Align = 0x02; break;
1378   case 32: Align = 0x03; break;
1379   }
1380
1381   return RegNo | (Align << 4);
1382 }
1383
1384 /// getAddrMode6OneLane32AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number
1385 /// along  with the alignment operand for use in VST1 and VLD1 with size 32.
1386 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1387 getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1388                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1389   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1390   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1391
1392   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1393   unsigned Align = 0;
1394
1395   switch (Imm.getImm()) {
1396   default: break;
1397   case 8:
1398   case 16:
1399   case 32: // Default '0' value for invalid alignments of 8, 16, 32 bytes.
1400   case 2: Align = 0x00; break;
1401   case 4: Align = 0x03; break;
1402   }
1403
1404   return RegNo | (Align << 4);
1405 }
1406
1407
1408 /// getAddrMode6DupAddressOpValue - Encode an addrmode6 register number and
1409 /// alignment operand for use in VLD-dup instructions.  This is the same as
1410 /// getAddrMode6AddressOpValue except for the alignment encoding, which is
1411 /// different for VLD4-dup.
1412 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1413 getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1414                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1415   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1416   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1417
1418   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1419   unsigned Align = 0;
1420
1421   switch (Imm.getImm()) {
1422   default: break;
1423   case 2:
1424   case 4:
1425   case 8:  Align = 0x01; break;
1426   case 16: Align = 0x03; break;
1427   }
1428
1429   return RegNo | (Align << 4);
1430 }
1431
1432 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1433 getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1434                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1435   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1436   if (MO.getReg() == 0) return 0x0D;
1437   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1438 }
1439
1440 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1441 getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1442                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1443   return 8 - MI.getOperand(Op).getImm();
1444 }
1445
1446 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1447 getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1448                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1449   return 16 - MI.getOperand(Op).getImm();
1450 }
1451
1452 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1453 getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1454                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1455   return 32 - MI.getOperand(Op).getImm();
1456 }
1457
1458 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1459 getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1460                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1461   return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
1462 }
1463
1464 void ARMMCCodeEmitter::
1465 EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
1466                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1467   // Pseudo instructions don't get encoded.
1468   const MCInstrDesc &Desc = MCII.get(MI.getOpcode());
1469   uint64_t TSFlags = Desc.TSFlags;
1470   if ((TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::Pseudo)
1471     return;
1472
1473   int Size;
1474   if (Desc.getSize() == 2 || Desc.getSize() == 4)
1475     Size = Desc.getSize();
1476   else
1477     llvm_unreachable("Unexpected instruction size!");
1478
1479   uint32_t Binary = getBinaryCodeForInstr(MI, Fixups);
1480   // Thumb 32-bit wide instructions need to emit the high order halfword
1481   // first.
1482   if (isThumb() && Size == 4) {
1483     EmitConstant(Binary >> 16, 2, OS);
1484     EmitConstant(Binary & 0xffff, 2, OS);
1485   } else
1486     EmitConstant(Binary, Size, OS);
1487   ++MCNumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted.
1488 }
1489
1490 #include "ARMGenMCCodeEmitter.inc"