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   unsigned 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 getARMBLXTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 122                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 123
 124   /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate
 125   /// ADR label target.
 126   uint32_t getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 127                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 128   uint32_t getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 129                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 130   uint32_t getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 131                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 132
 133
 134   /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
 135   /// operand.
 136   uint32_t getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 137                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 138
 139   /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding for 'reg + reg' operand.
 140   uint32_t getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 141                                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups)const;
 142
 143   /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8<<2'
 144   /// operand.
 145   uint32_t getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 146                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 147
 148   /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for 'reg + imm8<<2'
 149   /// operand.
 150   uint32_t getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 151                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 152
 153   /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for '+/- imm8<<2'
 154   /// operand.
 155   uint32_t getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 156                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 157
 158
 159   /// getLdStSORegOpValue - Return encoding info for 'reg +/- reg shop imm'
 160   /// operand as needed by load/store instructions.
 161   uint32_t getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 162                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 163
 164   /// getLdStmModeOpValue - Return encoding for load/store multiple mode.
 165   uint32_t getLdStmModeOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 166                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 167     ARM_AM::AMSubMode Mode = (ARM_AM::AMSubMode)MI.getOperand(OpIdx).getImm();
 168     switch (Mode) {
 169     default: assert(0 && "Unknown addressing sub-mode!");
 170     case ARM_AM::da: return 0;
 171     case ARM_AM::ia: return 1;
 172     case ARM_AM::db: return 2;
 173     case ARM_AM::ib: return 3;
 174     }
 175   }
 176   /// getShiftOp - Return the shift opcode (bit[6:5]) of the immediate value.
 177   ///
 178   unsigned getShiftOp(ARM_AM::ShiftOpc ShOpc) const {
 179     switch (ShOpc) {
 180     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
 181     case ARM_AM::no_shift:
 182     case ARM_AM::lsl: return 0;
 183     case ARM_AM::lsr: return 1;
 184     case ARM_AM::asr: return 2;
 185     case ARM_AM::ror:
 186     case ARM_AM::rrx: return 3;
 187     }
 188     return 0;
 189   }
 190
 191   /// getAddrMode2OpValue - Return encoding for addrmode2 operands.
 192   uint32_t getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 193                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 194
 195   /// getAddrMode2OffsetOpValue - Return encoding for am2offset operands.
 196   uint32_t getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 197                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 198
 199   /// getPostIdxRegOpValue - Return encoding for postidx_reg operands.
 200   uint32_t getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 201                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 202
 203   /// getAddrMode3OffsetOpValue - Return encoding for am3offset operands.
 204   uint32_t getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 205                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 206
 207   /// getAddrMode3OpValue - Return encoding for addrmode3 operands.
 208   uint32_t getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 209                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 210
 211   /// getAddrModeThumbSPOpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12'
 212   /// operand.
 213   uint32_t getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 214                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 215
 216   /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
 217   uint32_t getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 218                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 219
 220   /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
 221   uint32_t getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 222                                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 223
 224   /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm8' operand.
 225   uint32_t getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 226                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 227
 228   /// getCCOutOpValue - Return encoding of the 's' bit.
 229   unsigned getCCOutOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 230                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 231     // The operand is either reg0 or CPSR. The 's' bit is encoded as '0' or
 232     // '1' respectively.
 233     return MI.getOperand(Op).getReg() == ARM::CPSR;
 234   }
 235
 236   /// getSOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
 237   unsigned getSOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 238                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 239     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
 240     int SoImmVal = ARM_AM::getSOImmVal(SoImm);
 241     assert(SoImmVal != -1 && "Not a valid so_imm value!");
 242
 243     // Encode rotate_imm.
 244     unsigned Binary = (ARM_AM::getSOImmValRot((unsigned)SoImmVal) >> 1)
 245       << ARMII::SoRotImmShift;
 246
 247     // Encode immed_8.
 248     Binary |= ARM_AM::getSOImmValImm((unsigned)SoImmVal);
 249     return Binary;
 250   }
 251
 252   /// getT2SOImmOpValue - Return an encoded 12-bit shifted-immediate value.
 253   unsigned getT2SOImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 254                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 255     unsigned SoImm = MI.getOperand(Op).getImm();
 256     unsigned Encoded =  ARM_AM::getT2SOImmVal(SoImm);
 257     assert(Encoded != ~0U && "Not a Thumb2 so_imm value?");
 258     return Encoded;
 259   }
 260
 261   unsigned getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
 262     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 263   unsigned getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
 264     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 265   unsigned getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
 266     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 267   unsigned getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
 268     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 269
 270   /// getSORegOpValue - Return an encoded so_reg shifted register value.
 271   unsigned getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 272                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 273   unsigned getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 274                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 275   unsigned getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 276                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 277
 278   unsigned getNEONVcvtImm32OpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 279                                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 280     return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
 281   }
 282
 283   unsigned getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 284                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 285
 286   unsigned getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 287                                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 288   unsigned getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 289                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 290   unsigned getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 291                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 292   unsigned getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 293                                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 294   unsigned getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 295                                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 296
 297   unsigned getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
 298                              SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 299   unsigned getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
 300                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 301   unsigned getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
 302                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 303   unsigned getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
 304                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 305
 306   unsigned getThumbSRImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
 307                                  SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 308
 309   unsigned NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
 310                                       unsigned EncodedValue) const;
 311   unsigned NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
 312                                           unsigned EncodedValue) const;
 313   unsigned NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
 314                                     unsigned EncodedValue) const;
 315
 316   unsigned VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI,
 317                                 unsigned EncodedValue) const;
 318
 319   void EmitByte(unsigned char C, raw_ostream &OS) const {
 320     OS << (char)C;
 321   }
 322
 323   void EmitConstant(uint64_t Val, unsigned Size, raw_ostream &OS) const {
 324     // Output the constant in little endian byte order.
 325     for (unsigned i = 0; i != Size; ++i) {
 326       EmitByte(Val & 255, OS);
 327       Val >>= 8;
 328     }
 329   }
 330
 331   void EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
 332                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const;
 333 };
 334
 335 } // end anonymous namespace
 336
 337 MCCodeEmitter *llvm::createARMMCCodeEmitter(const MCInstrInfo &MCII,
 338                                             const MCSubtargetInfo &STI,
 339                                             MCContext &Ctx) {
 340   return new ARMMCCodeEmitter(MCII, STI, Ctx);
 341 }
 342
 343 /// NEONThumb2DataIPostEncoder - Post-process encoded NEON data-processing
 344 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 345 /// Thumb2 mode.
 346 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DataIPostEncoder(const MCInst &MI,
 347                                                  unsigned EncodedValue) const {
 348   if (isThumb2()) {
 349     // NEON Thumb2 data-processsing encodings are very simple: bit 24 is moved
 350     // to bit 12 of the high half-word (i.e. bit 28), and bits 27-24 are
 351     // set to 1111.
 352     unsigned Bit24 = EncodedValue & 0x01000000;
 353     unsigned Bit28 = Bit24 << 4;
 354     EncodedValue &= 0xEFFFFFFF;
 355     EncodedValue |= Bit28;
 356     EncodedValue |= 0x0F000000;
 357   }
 358
 359   return EncodedValue;
 360 }
 361
 362 /// NEONThumb2LoadStorePostEncoder - Post-process encoded NEON load/store
 363 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 364 /// Thumb2 mode.
 365 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2LoadStorePostEncoder(const MCInst &MI,
 366                                                  unsigned EncodedValue) const {
 367   if (isThumb2()) {
 368     EncodedValue &= 0xF0FFFFFF;
 369     EncodedValue |= 0x09000000;
 370   }
 371
 372   return EncodedValue;
 373 }
 374
 375 /// NEONThumb2DupPostEncoder - Post-process encoded NEON vdup
 376 /// instructions, and rewrite them to their Thumb2 form if we are currently in
 377 /// Thumb2 mode.
 378 unsigned ARMMCCodeEmitter::NEONThumb2DupPostEncoder(const MCInst &MI,
 379                                                  unsigned EncodedValue) const {
 380   if (isThumb2()) {
 381     EncodedValue &= 0x00FFFFFF;
 382     EncodedValue |= 0xEE000000;
 383   }
 384
 385   return EncodedValue;
 386 }
 387
 388 /// VFPThumb2PostEncoder - Post-process encoded VFP instructions and rewrite
 389 /// them to their Thumb2 form if we are currently in Thumb2 mode.
 390 unsigned ARMMCCodeEmitter::
 391 VFPThumb2PostEncoder(const MCInst &MI, unsigned EncodedValue) const {
 392   if (isThumb2()) {
 393     EncodedValue &= 0x0FFFFFFF;
 394     EncodedValue |= 0xE0000000;
 395   }
 396   return EncodedValue;
 397 }
 398
 399 /// getMachineOpValue - Return binary encoding of operand. If the machine
 400 /// operand requires relocation, record the relocation and return zero.
 401 unsigned ARMMCCodeEmitter::
 402 getMachineOpValue(const MCInst &MI, const MCOperand &MO,
 403                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 404   if (MO.isReg()) {
 405     unsigned Reg = MO.getReg();
 406     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
 407
 408     // Q registers are encoded as 2x their register number.
 409     switch (Reg) {
 410     default:
 411       return RegNo;
 412     case ARM::Q0:  case ARM::Q1:  case ARM::Q2:  case ARM::Q3:
 413     case ARM::Q4:  case ARM::Q5:  case ARM::Q6:  case ARM::Q7:
 414     case ARM::Q8:  case ARM::Q9:  case ARM::Q10: case ARM::Q11:
 415     case ARM::Q12: case ARM::Q13: case ARM::Q14: case ARM::Q15:
 416       return 2 * RegNo;
 417     }
 418   } else if (MO.isImm()) {
 419     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
 420   } else if (MO.isFPImm()) {
 421     return static_cast<unsigned>(APFloat(MO.getFPImm())
 422                      .bitcastToAPInt().getHiBits(32).getLimitedValue());
 423   }
 424
 425   llvm_unreachable("Unable to encode MCOperand!");
 426   return 0;
 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));
 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 getARMBLXTargetOpValue(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_condbranch, Fixups);
 604     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx,
 605                                     ARM::fixup_arm_uncondbranch, Fixups);
 606   }
 607
 608   return MO.getImm() >> 1;
 609 }
 610
 611 /// getUnconditionalBranchTargetOpValue - Return encoding info for 24-bit
 612 /// immediate branch target.
 613 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 614 getUnconditionalBranchTargetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 615                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 616   unsigned Val =
 617     ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_uncondbranch, Fixups);
 618   bool I  = (Val & 0x800000);
 619   bool J1 = (Val & 0x400000);
 620   bool J2 = (Val & 0x200000);
 621   if (I ^ J1)
 622     Val &= ~0x400000;
 623   else
 624     Val |= 0x400000;
 625
 626   if (I ^ J2)
 627     Val &= ~0x200000;
 628   else
 629     Val |= 0x200000;
 630
 631   return Val;
 632 }
 633
 634 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
 635 /// target.
 636 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 637 getAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 638                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 639   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 640   if (MO.isExpr())
 641     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_adr_pcrel_12,
 642                                     Fixups);
 643   int32_t offset = MO.getImm();
 644   uint32_t Val = 0x2000;
 645   if (offset < 0) {
 646     Val = 0x1000;
 647     offset *= -1;
 648   }
 649   Val |= offset;
 650   return Val;
 651 }
 652
 653 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 12-bit immediate ADR label
 654 /// target.
 655 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 656 getT2AdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 657                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 658   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 659   if (MO.isExpr())
 660     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_t2_adr_pcrel_12,
 661                                     Fixups);
 662   int32_t Val = MO.getImm();
 663   if (Val < 0) {
 664     Val *= -1;
 665     Val |= 0x1000;
 666   }
 667   return Val;
 668 }
 669
 670 /// getAdrLabelOpValue - Return encoding info for 8-bit immediate ADR label
 671 /// target.
 672 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 673 getThumbAdrLabelOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 674                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 675   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
 676   if (MO.isExpr())
 677     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_thumb_adr_pcrel_10,
 678                                     Fixups);
 679   return MO.getImm();
 680 }
 681
 682 /// getThumbAddrModeRegRegOpValue - Return encoding info for 'reg + reg'
 683 /// operand.
 684 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 685 getThumbAddrModeRegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 686                               SmallVectorImpl<MCFixup> &) const {
 687   // [Rn, Rm]
 688   //   {5-3} = Rm
 689   //   {2-0} = Rn
 690   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx);
 691   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
 692   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
 693   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
 694   return (Rm << 3) | Rn;
 695 }
 696
 697 /// getAddrModeImm12OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm12' operand.
 698 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 699 getAddrModeImm12OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 700                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 701   // {17-13} = reg
 702   // {12}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 703   // {11-0}  = imm12
 704   unsigned Reg, Imm12;
 705   bool isAdd = true;
 706   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
 707   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 708   if (!MO.isReg()) {
 709     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
 710     Imm12 = 0;
 711     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
 712
 713     if (MO.isExpr()) {
 714       const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 715
 716       MCFixupKind Kind;
 717       if (isThumb2())
 718         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_ldst_pcrel_12);
 719       else
 720         Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_ldst_pcrel_12);
 721       Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind));
 722
 723       ++MCNumCPRelocations;
 724     } else {
 725       Reg = ARM::PC;
 726       int32_t Offset = MO.getImm();
 727       if (Offset < 0) {
 728         Offset *= -1;
 729         isAdd = false;
 730       }
 731       Imm12 = Offset;
 732     }
 733   } else
 734     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm12, Fixups);
 735
 736   uint32_t Binary = Imm12 & 0xfff;
 737   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 738   if (isAdd)
 739     Binary |= (1 << 12);
 740   Binary |= (Reg << 13);
 741   return Binary;
 742 }
 743
 744 /// getT2Imm8s4OpValue - Return encoding info for
 745 /// '+/- imm8<<2' operand.
 746 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 747 getT2Imm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 748                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 749   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
 750   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
 751   // the MI operands for the register and the offset into a single
 752   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
 753   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
 754   // for #-0.
 755
 756   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 757   // {7-0}  = imm8
 758   int32_t Imm8 = MI.getOperand(OpIdx).getImm();
 759   bool isAdd = Imm8 >= 0;
 760
 761   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 762   if (Imm8 < 0)
 763     Imm8 = -Imm8;
 764
 765   // Scaled by 4.
 766   Imm8 /= 4;
 767
 768   uint32_t Binary = Imm8 & 0xff;
 769   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 770   if (isAdd)
 771     Binary |= (1 << 8);
 772   return Binary;
 773 }
 774
 775 /// getT2AddrModeImm8s4OpValue - Return encoding info for
 776 /// 'reg +/- imm8<<2' operand.
 777 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 778 getT2AddrModeImm8s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 779                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 780   // {12-9} = reg
 781   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
 782   // {7-0}  = imm8
 783   unsigned Reg, Imm8;
 784   bool isAdd = true;
 785   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
 786   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 787   if (!MO.isReg()) {
 788     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
 789     Imm8 = 0;
 790     isAdd = false ; // 'U' bit is set as part of the fixup.
 791
 792     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
 793     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
 794     MCFixupKind Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10);
 795     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind));
 796
 797     ++MCNumCPRelocations;
 798   } else
 799     isAdd = EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
 800
 801   // FIXME: The immediate operand should have already been encoded like this
 802   // before ever getting here. The encoder method should just need to combine
 803   // the MI operands for the register and the offset into a single
 804   // representation for the complex operand in the .td file. This isn't just
 805   // style, unfortunately. As-is, we can't represent the distinct encoding
 806   // for #-0.
 807   uint32_t Binary = (Imm8 >> 2) & 0xff;
 808   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
 809   if (isAdd)
 810     Binary |= (1 << 8);
 811   Binary |= (Reg << 9);
 812   return Binary;
 813 }
 814
 815 /// getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue - Return encoding info for
 816 /// 'reg + imm8<<2' operand.
 817 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 818 getT2AddrModeImm0_1020s4OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 819                         SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 820   // {11-8} = reg
 821   // {7-0}  = imm8
 822   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 823   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
 824   unsigned Reg = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 825   unsigned Imm8 = MO1.getImm();
 826   return (Reg << 8) | Imm8;
 827 }
 828
 829 // FIXME: This routine assumes that a binary
 830 // expression will always result in a PCRel expression
 831 // In reality, its only true if one or more subexpressions
 832 // is itself a PCRel (i.e. "." in asm or some other pcrel construct)
 833 // but this is good enough for now.
 834 static bool EvaluateAsPCRel(const MCExpr *Expr) {
 835   switch (Expr->getKind()) {
 836   default: assert(0 && "Unexpected expression type");
 837   case MCExpr::SymbolRef: return false;
 838   case MCExpr::Binary: return true;
 839   }
 840 }
 841
 842 uint32_t
 843 ARMMCCodeEmitter::getHiLo16ImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 844                                       SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 845   // {20-16} = imm{15-12}
 846   // {11-0}  = imm{11-0}
 847   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 848   if (MO.isImm())
 849     // Hi / lo 16 bits already extracted during earlier passes.
 850     return static_cast<unsigned>(MO.getImm());
 851
 852   // Handle :upper16: and :lower16: assembly prefixes.
 853   const MCExpr *E = MO.getExpr();
 854   if (E->getKind() == MCExpr::Target) {
 855     const ARMMCExpr *ARM16Expr = cast<ARMMCExpr>(E);
 856     E = ARM16Expr->getSubExpr();
 857
 858     MCFixupKind Kind;
 859     switch (ARM16Expr->getKind()) {
 860     default: assert(0 && "Unsupported ARMFixup");
 861     case ARMMCExpr::VK_ARM_HI16:
 862       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
 863         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 864                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16_pcrel
 865                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16_pcrel);
 866       else
 867         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 868                            ? ARM::fixup_t2_movt_hi16
 869                            : ARM::fixup_arm_movt_hi16);
 870       break;
 871     case ARMMCExpr::VK_ARM_LO16:
 872       if (!isTargetDarwin() && EvaluateAsPCRel(E))
 873         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 874                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16_pcrel
 875                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16_pcrel);
 876       else
 877         Kind = MCFixupKind(isThumb2()
 878                            ? ARM::fixup_t2_movw_lo16
 879                            : ARM::fixup_arm_movw_lo16);
 880       break;
 881     }
 882     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, E, Kind));
 883     return 0;
 884   };
 885
 886   llvm_unreachable("Unsupported MCExpr type in MCOperand!");
 887   return 0;
 888 }
 889
 890 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 891 getLdStSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 892                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 893   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 894   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 895   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
 896   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 897   unsigned Rm = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
 898   unsigned ShImm = ARM_AM::getAM2Offset(MO2.getImm());
 899   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(MO2.getImm()) == ARM_AM::add;
 900   ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(MO2.getImm());
 901   unsigned SBits = getShiftOp(ShOp);
 902
 903   // {16-13} = Rn
 904   // {12}    = isAdd
 905   // {11-0}  = shifter
 906   //  {3-0}  = Rm
 907   //  {4}    = 0
 908   //  {6-5}  = type
 909   //  {11-7} = imm
 910   uint32_t Binary = Rm;
 911   Binary |= Rn << 13;
 912   Binary |= SBits << 5;
 913   Binary |= ShImm << 7;
 914   if (isAdd)
 915     Binary |= 1 << 12;
 916   return Binary;
 917 }
 918
 919 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 920 getAddrMode2OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 921                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 922   // {17-14}  Rn
 923   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
 924   // {12}     isAdd
 925   // {11-0}   imm12/Rm
 926   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 927   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 928   uint32_t Binary = getAddrMode2OffsetOpValue(MI, OpIdx + 1, Fixups);
 929   Binary |= Rn << 14;
 930   return Binary;
 931 }
 932
 933 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 934 getAddrMode2OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 935                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 936   // {13}     1 == imm12, 0 == Rm
 937   // {12}     isAdd
 938   // {11-0}   imm12/Rm
 939   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 940   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 941   unsigned Imm = MO1.getImm();
 942   bool isAdd = ARM_AM::getAM2Op(Imm) == ARM_AM::add;
 943   bool isReg = MO.getReg() != 0;
 944   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM2Offset(Imm);
 945   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm12
 946   if (isReg) {
 947     ARM_AM::ShiftOpc ShOp = ARM_AM::getAM2ShiftOpc(Imm);
 948     Binary <<= 7;                    // Shift amount is bits [11:7]
 949     Binary |= getShiftOp(ShOp) << 5; // Shift type is bits [6:5]
 950     Binary |= getARMRegisterNumbering(MO.getReg()); // Rm is bits [3:0]
 951   }
 952   return Binary | (isAdd << 12) | (isReg << 13);
 953 }
 954
 955 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 956 getPostIdxRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 957                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 958   // {4}      isAdd
 959   // {3-0}    Rm
 960   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 961   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 962   bool isAdd = MO1.getImm() != 0;
 963   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg()) | (isAdd << 4);
 964 }
 965
 966 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 967 getAddrMode3OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 968                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 969   // {9}      1 == imm8, 0 == Rm
 970   // {8}      isAdd
 971   // {7-4}    imm7_4/zero
 972   // {3-0}    imm3_0/Rm
 973   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 974   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 975   unsigned Imm = MO1.getImm();
 976   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
 977   bool isImm = MO.getReg() == 0;
 978   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
 979   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
 980   if (!isImm)
 981     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 982   return Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 9);
 983 }
 984
 985 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
 986 getAddrMode3OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
 987                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
 988   // {13}     1 == imm8, 0 == Rm
 989   // {12-9}   Rn
 990   // {8}      isAdd
 991   // {7-4}    imm7_4/zero
 992   // {3-0}    imm3_0/Rm
 993   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
 994   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx+1);
 995   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx+2);
 996   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
 997   unsigned Imm = MO2.getImm();
 998   bool isAdd = ARM_AM::getAM3Op(Imm) == ARM_AM::add;
 999   bool isImm = MO1.getReg() == 0;
1000   uint32_t Imm8 = ARM_AM::getAM3Offset(Imm);
1001   // if reg +/- reg, Rm will be non-zero. Otherwise, we have reg +/- imm8
1002   if (!isImm)
1003     Imm8 = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1004   return (Rn << 9) | Imm8 | (isAdd << 8) | (isImm << 13);
1005 }
1006
1007 /// getAddrModeThumbSPOpValue - Encode the t_addrmode_sp operands.
1008 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1009 getAddrModeThumbSPOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1010                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1011   // [SP, #imm]
1012   //   {7-0} = imm8
1013   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1014   assert(MI.getOperand(OpIdx).getReg() == ARM::SP &&
1015          "Unexpected base register!");
1016
1017   // The immediate is already shifted for the implicit zeroes, so no change
1018   // here.
1019   return MO1.getImm() & 0xff;
1020 }
1021
1022 /// getAddrModeISOpValue - Encode the t_addrmode_is# operands.
1023 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1024 getAddrModeISOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1025                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1026   // [Rn, #imm]
1027   //   {7-3} = imm5
1028   //   {2-0} = Rn
1029   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1030   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1031   unsigned Rn = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1032   unsigned Imm5 = MO1.getImm();
1033   return ((Imm5 & 0x1f) << 3) | Rn;
1034 }
1035
1036 /// getAddrModePCOpValue - Return encoding for t_addrmode_pc operands.
1037 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1038 getAddrModePCOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1039                      SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1040   const MCOperand MO = MI.getOperand(OpIdx);
1041   if (MO.isExpr())
1042     return ::getBranchTargetOpValue(MI, OpIdx, ARM::fixup_arm_thumb_cp, Fixups);
1043   return (MO.getImm() >> 2);
1044 }
1045
1046 /// getAddrMode5OpValue - Return encoding info for 'reg +/- imm10' operand.
1047 uint32_t ARMMCCodeEmitter::
1048 getAddrMode5OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1049                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1050   // {12-9} = reg
1051   // {8}    = (U)nsigned (add == '1', sub == '0')
1052   // {7-0}  = imm8
1053   unsigned Reg, Imm8;
1054   bool isAdd;
1055   // If The first operand isn't a register, we have a label reference.
1056   const MCOperand &MO = MI.getOperand(OpIdx);
1057   if (!MO.isReg()) {
1058     Reg = getARMRegisterNumbering(ARM::PC);   // Rn is PC.
1059     Imm8 = 0;
1060     isAdd = false; // 'U' bit is handled as part of the fixup.
1061
1062     assert(MO.isExpr() && "Unexpected machine operand type!");
1063     const MCExpr *Expr = MO.getExpr();
1064     MCFixupKind Kind;
1065     if (isThumb2())
1066       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_t2_pcrel_10);
1067     else
1068       Kind = MCFixupKind(ARM::fixup_arm_pcrel_10);
1069     Fixups.push_back(MCFixup::Create(0, Expr, Kind));
1070
1071     ++MCNumCPRelocations;
1072   } else {
1073     EncodeAddrModeOpValues(MI, OpIdx, Reg, Imm8, Fixups);
1074     isAdd = ARM_AM::getAM5Op(Imm8) == ARM_AM::add;
1075   }
1076
1077   uint32_t Binary = ARM_AM::getAM5Offset(Imm8);
1078   // Immediate is always encoded as positive. The 'U' bit controls add vs sub.
1079   if (isAdd)
1080     Binary |= (1 << 8);
1081   Binary |= (Reg << 9);
1082   return Binary;
1083 }
1084
1085 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1086 getSORegRegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1087                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1088   // Sub-operands are [reg, reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1089   // shifted. The second is Rs, the amount to shift by, and the third specifies
1090   // the type of the shift.
1091   //
1092   // {3-0} = Rm.
1093   // {4}   = 1
1094   // {6-5} = type
1095   // {11-8} = Rs
1096   // {7}    = 0
1097
1098   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1099   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1100   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpIdx + 2);
1101   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO2.getImm());
1102
1103   // Encode Rm.
1104   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1105
1106   // Encode the shift opcode.
1107   unsigned SBits = 0;
1108   unsigned Rs = MO1.getReg();
1109   if (Rs) {
1110     // Set shift operand (bit[7:4]).
1111     // LSL - 0001
1112     // LSR - 0011
1113     // ASR - 0101
1114     // ROR - 0111
1115     switch (SOpc) {
1116     default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1117     case ARM_AM::lsl: SBits = 0x1; break;
1118     case ARM_AM::lsr: SBits = 0x3; break;
1119     case ARM_AM::asr: SBits = 0x5; break;
1120     case ARM_AM::ror: SBits = 0x7; break;
1121     }
1122   }
1123
1124   Binary |= SBits << 4;
1125
1126   // Encode the shift operation Rs.
1127   // Encode Rs bit[11:8].
1128   assert(ARM_AM::getSORegOffset(MO2.getImm()) == 0);
1129   return Binary | (getARMRegisterNumbering(Rs) << ARMII::RegRsShift);
1130 }
1131
1132 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1133 getSORegImmOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1134                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1135   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1136   // shifted. The second is the amount to shift by.
1137   //
1138   // {3-0} = Rm.
1139   // {4}   = 0
1140   // {6-5} = type
1141   // {11-7} = imm
1142
1143   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1144   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1145   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1146
1147   // Encode Rm.
1148   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1149
1150   // Encode the shift opcode.
1151   unsigned SBits = 0;
1152
1153   // Set shift operand (bit[6:4]).
1154   // LSL - 000
1155   // LSR - 010
1156   // ASR - 100
1157   // ROR - 110
1158   // RRX - 110 and bit[11:8] clear.
1159   switch (SOpc) {
1160   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1161   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1162   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1163   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1164   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1165   case ARM_AM::rrx:
1166     Binary |= 0x60;
1167     return Binary;
1168   }
1169
1170   // Encode shift_imm bit[11:7].
1171   Binary |= SBits << 4;
1172   unsigned Offset = ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm());
1173   assert(Offset && "Offset must be in range 1-32!");
1174   if (Offset == 32) Offset = 0;
1175   return Binary | (Offset << 7);
1176 }
1177
1178
1179 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1180 getT2AddrModeSORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1181                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1182   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1183   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1184   const MCOperand &MO3 = MI.getOperand(OpNum+2);
1185
1186   // Encoded as [Rn, Rm, imm].
1187   // FIXME: Needs fixup support.
1188   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1189   Value <<= 4;
1190   Value |= getARMRegisterNumbering(MO2.getReg());
1191   Value <<= 2;
1192   Value |= MO3.getImm();
1193
1194   return Value;
1195 }
1196
1197 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1198 getT2AddrModeImm8OpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1199                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1200   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1201   const MCOperand &MO2 = MI.getOperand(OpNum+1);
1202
1203   // FIXME: Needs fixup support.
1204   unsigned Value = getARMRegisterNumbering(MO1.getReg());
1205
1206   // Even though the immediate is 8 bits long, we need 9 bits in order
1207   // to represent the (inverse of the) sign bit.
1208   Value <<= 9;
1209   int32_t tmp = (int32_t)MO2.getImm();
1210   if (tmp < 0)
1211     tmp = abs(tmp);
1212   else
1213     Value |= 256; // Set the ADD bit
1214   Value |= tmp & 255;
1215   return Value;
1216 }
1217
1218 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1219 getT2AddrModeImm8OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1220                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1221   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1222
1223   // FIXME: Needs fixup support.
1224   unsigned Value = 0;
1225   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1226   if (tmp < 0)
1227     tmp = abs(tmp);
1228   else
1229     Value |= 256; // Set the ADD bit
1230   Value |= tmp & 255;
1231   return Value;
1232 }
1233
1234 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1235 getT2AddrModeImm12OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpNum,
1236                          SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1237   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpNum);
1238
1239   // FIXME: Needs fixup support.
1240   unsigned Value = 0;
1241   int32_t tmp = (int32_t)MO1.getImm();
1242   if (tmp < 0)
1243     tmp = abs(tmp);
1244   else
1245     Value |= 4096; // Set the ADD bit
1246   Value |= tmp & 4095;
1247   return Value;
1248 }
1249
1250 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1251 getT2SORegOpValue(const MCInst &MI, unsigned OpIdx,
1252                 SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1253   // Sub-operands are [reg, imm]. The first register is Rm, the reg to be
1254   // shifted. The second is the amount to shift by.
1255   //
1256   // {3-0} = Rm.
1257   // {4}   = 0
1258   // {6-5} = type
1259   // {11-7} = imm
1260
1261   const MCOperand &MO  = MI.getOperand(OpIdx);
1262   const MCOperand &MO1 = MI.getOperand(OpIdx + 1);
1263   ARM_AM::ShiftOpc SOpc = ARM_AM::getSORegShOp(MO1.getImm());
1264
1265   // Encode Rm.
1266   unsigned Binary = getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1267
1268   // Encode the shift opcode.
1269   unsigned SBits = 0;
1270   // Set shift operand (bit[6:4]).
1271   // LSL - 000
1272   // LSR - 010
1273   // ASR - 100
1274   // ROR - 110
1275   switch (SOpc) {
1276   default: llvm_unreachable("Unknown shift opc!");
1277   case ARM_AM::lsl: SBits = 0x0; break;
1278   case ARM_AM::lsr: SBits = 0x2; break;
1279   case ARM_AM::asr: SBits = 0x4; break;
1280   case ARM_AM::rrx: // FALLTHROUGH
1281   case ARM_AM::ror: SBits = 0x6; break;
1282   }
1283
1284   Binary |= SBits << 4;
1285   if (SOpc == ARM_AM::rrx)
1286     return Binary;
1287
1288   // Encode shift_imm bit[11:7].
1289   return Binary | ARM_AM::getSORegOffset(MO1.getImm()) << 7;
1290 }
1291
1292 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1293 getBitfieldInvertedMaskOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1294                                SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1295   // 10 bits. lower 5 bits are are the lsb of the mask, high five bits are the
1296   // msb of the mask.
1297   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1298   uint32_t v = ~MO.getImm();
1299   uint32_t lsb = CountTrailingZeros_32(v);
1300   uint32_t msb = (32 - CountLeadingZeros_32 (v)) - 1;
1301   assert (v != 0 && lsb < 32 && msb < 32 && "Illegal bitfield mask!");
1302   return lsb | (msb << 5);
1303 }
1304
1305 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1306 getRegisterListOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1307                        SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1308   // VLDM/VSTM:
1309   //   {12-8} = Vd
1310   //   {7-0}  = Number of registers
1311   //
1312   // LDM/STM:
1313   //   {15-0}  = Bitfield of GPRs.
1314   unsigned Reg = MI.getOperand(Op).getReg();
1315   bool SPRRegs = llvm::ARMMCRegisterClasses[ARM::SPRRegClassID].contains(Reg);
1316   bool DPRRegs = llvm::ARMMCRegisterClasses[ARM::DPRRegClassID].contains(Reg);
1317
1318   unsigned Binary = 0;
1319
1320   if (SPRRegs || DPRRegs) {
1321     // VLDM/VSTM
1322     unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg);
1323     unsigned NumRegs = (MI.getNumOperands() - Op) & 0xff;
1324     Binary |= (RegNo & 0x1f) << 8;
1325     if (SPRRegs)
1326       Binary |= NumRegs;
1327     else
1328       Binary |= NumRegs * 2;
1329   } else {
1330     for (unsigned I = Op, E = MI.getNumOperands(); I < E; ++I) {
1331       unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(MI.getOperand(I).getReg());
1332       Binary |= 1 << RegNo;
1333     }
1334   }
1335
1336   return Binary;
1337 }
1338
1339 /// getAddrMode6AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number along
1340 /// with the alignment operand.
1341 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1342 getAddrMode6AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1343                            SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1344   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1345   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1346
1347   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1348   unsigned Align = 0;
1349
1350   switch (Imm.getImm()) {
1351   default: break;
1352   case 2:
1353   case 4:
1354   case 8:  Align = 0x01; break;
1355   case 16: Align = 0x02; break;
1356   case 32: Align = 0x03; break;
1357   }
1358
1359   return RegNo | (Align << 4);
1360 }
1361
1362 /// getAddrMode6OneLane32AddressOpValue - Encode an addrmode6 register number
1363 /// along  with the alignment operand for use in VST1 and VLD1 with size 32.
1364 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1365 getAddrMode6OneLane32AddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1366                                     SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1367   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1368   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1369
1370   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1371   unsigned Align = 0;
1372
1373   switch (Imm.getImm()) {
1374   default: break;
1375   case 8:
1376   case 16:
1377   case 32: // Default '0' value for invalid alignments of 8, 16, 32 bytes.
1378   case 2: Align = 0x00; break;
1379   case 4: Align = 0x03; break;
1380   }
1381
1382   return RegNo | (Align << 4);
1383 }
1384
1385
1386 /// getAddrMode6DupAddressOpValue - Encode an addrmode6 register number and
1387 /// alignment operand for use in VLD-dup instructions.  This is the same as
1388 /// getAddrMode6AddressOpValue except for the alignment encoding, which is
1389 /// different for VLD4-dup.
1390 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1391 getAddrMode6DupAddressOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1392                               SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1393   const MCOperand &Reg = MI.getOperand(Op);
1394   const MCOperand &Imm = MI.getOperand(Op + 1);
1395
1396   unsigned RegNo = getARMRegisterNumbering(Reg.getReg());
1397   unsigned Align = 0;
1398
1399   switch (Imm.getImm()) {
1400   default: break;
1401   case 2:
1402   case 4:
1403   case 8:  Align = 0x01; break;
1404   case 16: Align = 0x03; break;
1405   }
1406
1407   return RegNo | (Align << 4);
1408 }
1409
1410 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1411 getAddrMode6OffsetOpValue(const MCInst &MI, unsigned Op,
1412                           SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1413   const MCOperand &MO = MI.getOperand(Op);
1414   if (MO.getReg() == 0) return 0x0D;
1415   return getARMRegisterNumbering(MO.getReg());
1416 }
1417
1418 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1419 getShiftRight8Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1420                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1421   return 8 - MI.getOperand(Op).getImm();
1422 }
1423
1424 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1425 getShiftRight16Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1426                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1427   return 16 - MI.getOperand(Op).getImm();
1428 }
1429
1430 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1431 getShiftRight32Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1432                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1433   return 32 - MI.getOperand(Op).getImm();
1434 }
1435
1436 unsigned ARMMCCodeEmitter::
1437 getShiftRight64Imm(const MCInst &MI, unsigned Op,
1438                    SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1439   return 64 - MI.getOperand(Op).getImm();
1440 }
1441
1442 void ARMMCCodeEmitter::
1443 EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
1444                   SmallVectorImpl<MCFixup> &Fixups) const {
1445   // Pseudo instructions don't get encoded.
1446   const MCInstrDesc &Desc = MCII.get(MI.getOpcode());
1447   uint64_t TSFlags = Desc.TSFlags;
1448   if ((TSFlags & ARMII::FormMask) == ARMII::Pseudo)
1449     return;
1450
1451   int Size;
1452   if (Desc.getSize() == 2 || Desc.getSize() == 4)
1453     Size = Desc.getSize();
1454   else
1455     llvm_unreachable("Unexpected instruction size!");
1456
1457   uint32_t Binary = getBinaryCodeForInstr(MI, Fixups);
1458   // Thumb 32-bit wide instructions need to emit the high order halfword
1459   // first.
1460   if (isThumb() && Size == 4) {
1461     EmitConstant(Binary >> 16, 2, OS);
1462     EmitConstant(Binary & 0xffff, 2, OS);
1463   } else
1464     EmitConstant(Binary, Size, OS);
1465   ++MCNumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted.
1466 }
1467
1468 #include "ARMGenMCCodeEmitter.inc"