[PowerPC] Don't commute trivial rlwimi instructions
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCInstrInfo.cpp
1 //===-- PPCInstrInfo.cpp - PowerPC Instruction Information ----------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains the PowerPC implementation of the TargetInstrInfo class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "PPCInstrInfo.h"
15 #include "MCTargetDesc/PPCPredicates.h"
16 #include "PPC.h"
17 #include "PPCHazardRecognizers.h"
18 #include "PPCInstrBuilder.h"
19 #include "PPCMachineFunctionInfo.h"
20 #include "PPCTargetMachine.h"
21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
30 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
31 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
32 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
33 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
34 #include "llvm/MC/MCInst.h"
35 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
36 #include "llvm/Support/Debug.h"
37 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
38 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
39 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
40
41 using namespace llvm;
42
43 #define DEBUG_TYPE "ppc-instr-info"
44
45 #define GET_INSTRMAP_INFO
46 #define GET_INSTRINFO_CTOR_DTOR
47 #include "PPCGenInstrInfo.inc"
48
49 static cl::
50 opt<bool> DisableCTRLoopAnal("disable-ppc-ctrloop-analysis", cl::Hidden,
51             cl::desc("Disable analysis for CTR loops"));
52
53 static cl::opt<bool> DisableCmpOpt("disable-ppc-cmp-opt",
54 cl::desc("Disable compare instruction optimization"), cl::Hidden);
55
56 static cl::opt<bool> VSXSelfCopyCrash("crash-on-ppc-vsx-self-copy",
57 cl::desc("Causes the backend to crash instead of generating a nop VSX copy"),
58 cl::Hidden);
59
60 static cl::opt<bool>
61 UseOldLatencyCalc("ppc-old-latency-calc", cl::Hidden,
62   cl::desc("Use the old (incorrect) instruction latency calculation"));
63
64 // Pin the vtable to this file.
65 void PPCInstrInfo::anchor() {}
66
67 PPCInstrInfo::PPCInstrInfo(PPCSubtarget &STI)
68     : PPCGenInstrInfo(PPC::ADJCALLSTACKDOWN, PPC::ADJCALLSTACKUP),
69       Subtarget(STI), RI(STI.getTargetMachine()) {}
70
71 /// CreateTargetHazardRecognizer - Return the hazard recognizer to use for
72 /// this target when scheduling the DAG.
73 ScheduleHazardRecognizer *
74 PPCInstrInfo::CreateTargetHazardRecognizer(const TargetSubtargetInfo *STI,
75                                            const ScheduleDAG *DAG) const {
76   unsigned Directive =
77       static_cast<const PPCSubtarget *>(STI)->getDarwinDirective();
78   if (Directive == PPC::DIR_440 || Directive == PPC::DIR_A2 ||
79       Directive == PPC::DIR_E500mc || Directive == PPC::DIR_E5500) {
80     const InstrItineraryData *II =
81         static_cast<const PPCSubtarget *>(STI)->getInstrItineraryData();
82     return new ScoreboardHazardRecognizer(II, DAG);
83   }
84
85   return TargetInstrInfo::CreateTargetHazardRecognizer(STI, DAG);
86 }
87
88 /// CreateTargetPostRAHazardRecognizer - Return the postRA hazard recognizer
89 /// to use for this target when scheduling the DAG.
90 ScheduleHazardRecognizer *
91 PPCInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
92                                                  const ScheduleDAG *DAG) const {
93   unsigned Directive =
94       DAG->MF.getSubtarget<PPCSubtarget>().getDarwinDirective();
95
96   if (Directive == PPC::DIR_PWR7 || Directive == PPC::DIR_PWR8)
97     return new PPCDispatchGroupSBHazardRecognizer(II, DAG);
98
99   // Most subtargets use a PPC970 recognizer.
100   if (Directive != PPC::DIR_440 && Directive != PPC::DIR_A2 &&
101       Directive != PPC::DIR_E500mc && Directive != PPC::DIR_E5500) {
102     assert(DAG->TII && "No InstrInfo?");
103
104     return new PPCHazardRecognizer970(*DAG);
105   }
106
107   return new ScoreboardHazardRecognizer(II, DAG);
108 }
109
110 unsigned PPCInstrInfo::getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
111                                        const MachineInstr *MI,
112                                        unsigned *PredCost) const {
113   if (!ItinData || UseOldLatencyCalc)
114     return PPCGenInstrInfo::getInstrLatency(ItinData, MI, PredCost);
115
116   // The default implementation of getInstrLatency calls getStageLatency, but
117   // getStageLatency does not do the right thing for us. While we have
118   // itinerary, most cores are fully pipelined, and so the itineraries only
119   // express the first part of the pipeline, not every stage. Instead, we need
120   // to use the listed output operand cycle number (using operand 0 here, which
121   // is an output).
122
123   unsigned Latency = 1;
124   unsigned DefClass = MI->getDesc().getSchedClass();
125   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
126     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
127     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || MO.isImplicit())
128       continue;
129
130     int Cycle = ItinData->getOperandCycle(DefClass, i);
131     if (Cycle < 0)
132       continue;
133
134     Latency = std::max(Latency, (unsigned) Cycle);
135   }
136
137   return Latency;
138 }
139
140 int PPCInstrInfo::getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
141                                     const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
142                                     const MachineInstr *UseMI,
143                                     unsigned UseIdx) const {
144   int Latency = PPCGenInstrInfo::getOperandLatency(ItinData, DefMI, DefIdx,
145                                                    UseMI, UseIdx);
146
147   if (!DefMI->getParent())
148     return Latency;
149
150   const MachineOperand &DefMO = DefMI->getOperand(DefIdx);
151   unsigned Reg = DefMO.getReg();
152
153   bool IsRegCR;
154   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
155     const MachineRegisterInfo *MRI =
156       &DefMI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
157     IsRegCR = MRI->getRegClass(Reg)->hasSuperClassEq(&PPC::CRRCRegClass) ||
158               MRI->getRegClass(Reg)->hasSuperClassEq(&PPC::CRBITRCRegClass);
159   } else {
160     IsRegCR = PPC::CRRCRegClass.contains(Reg) ||
161               PPC::CRBITRCRegClass.contains(Reg);
162   }
163
164   if (UseMI->isBranch() && IsRegCR) {
165     if (Latency < 0)
166       Latency = getInstrLatency(ItinData, DefMI);
167
168     // On some cores, there is an additional delay between writing to a condition
169     // register, and using it from a branch.
170     unsigned Directive = Subtarget.getDarwinDirective();
171     switch (Directive) {
172     default: break;
173     case PPC::DIR_7400:
174     case PPC::DIR_750:
175     case PPC::DIR_970:
176     case PPC::DIR_E5500:
177     case PPC::DIR_PWR4:
178     case PPC::DIR_PWR5:
179     case PPC::DIR_PWR5X:
180     case PPC::DIR_PWR6:
181     case PPC::DIR_PWR6X:
182     case PPC::DIR_PWR7:
183     case PPC::DIR_PWR8:
184       Latency += 2;
185       break;
186     }
187   }
188
189   return Latency;
190 }
191
192 static bool hasVirtualRegDefsInBasicBlock(const MachineInstr &Inst,
193                                           const MachineBasicBlock *MBB) {
194   const MachineOperand &Op1 = Inst.getOperand(1);
195   const MachineOperand &Op2 = Inst.getOperand(2);
196   const MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
197
198   // We need virtual register definitions.
199   MachineInstr *MI1 = nullptr;
200   MachineInstr *MI2 = nullptr;
201   if (Op1.isReg() && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op1.getReg()))
202     MI1 = MRI.getUniqueVRegDef(Op1.getReg());
203   if (Op2.isReg() && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op2.getReg()))
204     MI2 = MRI.getUniqueVRegDef(Op2.getReg());
205
206   // And they need to be in the trace (otherwise, they won't have a depth).
207   if (MI1 && MI2 && MI1->getParent() == MBB && MI2->getParent() == MBB)
208     return true;
209
210   return false;
211 }
212
213 static bool hasReassocSibling(const MachineInstr &Inst, bool &Commuted) {
214   const MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
215   const MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
216   MachineInstr *MI1 = MRI.getUniqueVRegDef(Inst.getOperand(1).getReg());
217   MachineInstr *MI2 = MRI.getUniqueVRegDef(Inst.getOperand(2).getReg());
218   unsigned AssocOpcode = Inst.getOpcode();
219
220   // If only one operand has the same opcode and it's the second source operand,
221   // the operands must be commuted.
222   Commuted = MI1->getOpcode() != AssocOpcode && MI2->getOpcode() == AssocOpcode;
223   if (Commuted)
224     std::swap(MI1, MI2);
225
226   // 1. The previous instruction must be the same type as Inst.
227   // 2. The previous instruction must have virtual register definitions for its
228   //    operands in the same basic block as Inst.
229   // 3. The previous instruction's result must only be used by Inst.
230   if (MI1->getOpcode() == AssocOpcode &&
231       hasVirtualRegDefsInBasicBlock(*MI1, MBB) &&
232       MRI.hasOneNonDBGUse(MI1->getOperand(0).getReg()))
233     return true;
234
235   return false;
236 }
237
238 // This function does not list all associative and commutative operations, but
239 // only those worth feeding through the machine combiner in an attempt to
240 // reduce the critical path. Mostly, this means floating-point operations,
241 // because they have high latencies (compared to other operations, such and
242 // and/or, which are also associative and commutative, but have low latencies).
243 //
244 // The concept is that these operations can benefit from this kind of
245 // transformation:
246 //
247 // A = ? op ?
248 // B = A op X
249 // C = B op Y
250 // -->
251 // A = ? op ?
252 // B = X op Y
253 // C = A op B
254 //
255 // breaking the dependency between A and B, allowing them to be executed in
256 // parallel (or back-to-back in a pipeline) instead of depending on each other.
257 static bool isAssociativeAndCommutative(unsigned Opcode) {
258   switch (Opcode) {
259   // FP Add:
260   case PPC::FADD:
261   case PPC::FADDS:
262   // FP Multiply:
263   case PPC::FMUL:
264   case PPC::FMULS:
265   // Altivec Add:
266   case PPC::VADDFP:
267   // VSX Add:
268   case PPC::XSADDDP:
269   case PPC::XVADDDP:
270   case PPC::XVADDSP:
271   case PPC::XSADDSP:
272   // VSX Multiply:
273   case PPC::XSMULDP:
274   case PPC::XVMULDP:
275   case PPC::XVMULSP:
276   case PPC::XSMULSP:
277   // QPX Add:
278   case PPC::QVFADD:
279   case PPC::QVFADDS:
280   case PPC::QVFADDSs:
281   // QPX Multiply:
282   case PPC::QVFMUL:
283   case PPC::QVFMULS:
284   case PPC::QVFMULSs:
285     return true;
286   default:
287     return false;
288   }
289 }
290
291 /// Return true if the input instruction is part of a chain of dependent ops
292 /// that are suitable for reassociation, otherwise return false.
293 /// If the instruction's operands must be commuted to have a previous
294 /// instruction of the same type define the first source operand, Commuted will
295 /// be set to true.
296 static bool isReassocCandidate(const MachineInstr &Inst, bool &Commuted) {
297   // 1. The operation must be associative and commutative.
298   // 2. The instruction must have virtual register definitions for its
299   //    operands in the same basic block.
300   // 3. The instruction must have a reassociable sibling.
301   if (isAssociativeAndCommutative(Inst.getOpcode()) &&
302       hasVirtualRegDefsInBasicBlock(Inst, Inst.getParent()) &&
303       hasReassocSibling(Inst, Commuted))
304     return true;
305
306   return false;
307 }
308
309 bool PPCInstrInfo::getMachineCombinerPatterns(MachineInstr &Root,
310         SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern::MC_PATTERN> &Patterns) const {
311   // Using the machine combiner in this way is potentially expensive, so
312   // restrict to when aggressive optimizations are desired.
313   if (Subtarget.getTargetMachine().getOptLevel() != CodeGenOpt::Aggressive)
314     return false;
315
316   // FP reassociation is only legal when we don't need strict IEEE semantics.
317   if (!Root.getParent()->getParent()->getTarget().Options.UnsafeFPMath)
318     return false;
319
320   // Look for this reassociation pattern:
321   //   B = A op X (Prev)
322   //   C = B op Y (Root)
323
324   // FIXME: We should also match FMA operations here, where we consider the
325   // 'part' of the FMA, either the addition or the multiplication, paired with
326   // an actual addition or multiplication.
327
328   bool Commute;
329   if (isReassocCandidate(Root, Commute)) {
330     // We found a sequence of instructions that may be suitable for a
331     // reassociation of operands to increase ILP. Specify each commutation
332     // possibility for the Prev instruction in the sequence and let the
333     // machine combiner decide if changing the operands is worthwhile.
334     if (Commute) {
335       Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_YB);
336       Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_YB);
337     } else {
338       Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_BY);
339       Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_BY);
340     }
341     return true;
342   }
343
344   return false;
345 }
346
347 /// Attempt the following reassociation to reduce critical path length:
348 ///   B = A op X (Prev)
349 ///   C = B op Y (Root)
350 ///   ===>
351 ///   B = X op Y
352 ///   C = A op B
353 static void reassociateOps(MachineInstr &Root, MachineInstr &Prev,
354                            MachineCombinerPattern::MC_PATTERN Pattern,
355                            SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
356                            SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
357                            DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg) {
358   MachineFunction *MF = Root.getParent()->getParent();
359   MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
360   const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
361   const TargetRegisterInfo *TRI = MF->getSubtarget().getRegisterInfo();
362   const TargetRegisterClass *RC = Root.getRegClassConstraint(0, TII, TRI);
363
364   // This array encodes the operand index for each parameter because the
365   // operands may be commuted. Each row corresponds to a pattern value,
366   // and each column specifies the index of A, B, X, Y.
367   unsigned OpIdx[4][4] = {
368     { 1, 1, 2, 2 },
369     { 1, 2, 2, 1 },
370     { 2, 1, 1, 2 },
371     { 2, 2, 1, 1 }
372   };
373
374   MachineOperand &OpA = Prev.getOperand(OpIdx[Pattern][0]);
375   MachineOperand &OpB = Root.getOperand(OpIdx[Pattern][1]);
376   MachineOperand &OpX = Prev.getOperand(OpIdx[Pattern][2]);
377   MachineOperand &OpY = Root.getOperand(OpIdx[Pattern][3]);
378   MachineOperand &OpC = Root.getOperand(0);
379
380   unsigned RegA = OpA.getReg();
381   unsigned RegB = OpB.getReg();
382   unsigned RegX = OpX.getReg();
383   unsigned RegY = OpY.getReg();
384   unsigned RegC = OpC.getReg();
385
386   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegA))
387     MRI.constrainRegClass(RegA, RC);
388   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB))
389     MRI.constrainRegClass(RegB, RC);
390   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegX))
391     MRI.constrainRegClass(RegX, RC);
392   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegY))
393     MRI.constrainRegClass(RegY, RC);
394   if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegC))
395     MRI.constrainRegClass(RegC, RC);
396
397   // Create a new virtual register for the result of (X op Y) instead of
398   // recycling RegB because the MachineCombiner's computation of the critical
399   // path requires a new register definition rather than an existing one.
400   unsigned NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
401   InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
402
403   unsigned Opcode = Root.getOpcode();
404   bool KillA = OpA.isKill();
405   bool KillX = OpX.isKill();
406   bool KillY = OpY.isKill();
407
408   // Create new instructions for insertion.
409   MachineInstrBuilder MIB1 =
410     BuildMI(*MF, Prev.getDebugLoc(), TII->get(Opcode), NewVR)
411       .addReg(RegX, getKillRegState(KillX))
412       .addReg(RegY, getKillRegState(KillY));
413   InsInstrs.push_back(MIB1);
414
415   MachineInstrBuilder MIB2 =
416     BuildMI(*MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(Opcode), RegC)
417       .addReg(RegA, getKillRegState(KillA))
418       .addReg(NewVR, getKillRegState(true));
419   InsInstrs.push_back(MIB2);
420
421   // Record old instructions for deletion.
422   DelInstrs.push_back(&Prev);
423   DelInstrs.push_back(&Root);
424 }
425
426 void PPCInstrInfo::genAlternativeCodeSequence(
427     MachineInstr &Root,
428     MachineCombinerPattern::MC_PATTERN Pattern,
429     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
430     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
431     DenseMap<unsigned, unsigned> &InstIdxForVirtReg) const {
432   MachineRegisterInfo &MRI = Root.getParent()->getParent()->getRegInfo();
433
434   // Select the previous instruction in the sequence based on the input pattern.
435   MachineInstr *Prev = nullptr;
436   switch (Pattern) {
437     case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_BY:
438     case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_BY:
439       Prev = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(1).getReg());
440       break;
441     case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_YB:
442     case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_YB:
443       Prev = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(2).getReg());
444   }
445   assert(Prev && "Unknown pattern for machine combiner");
446
447   reassociateOps(Root, *Prev, Pattern, InsInstrs, DelInstrs, InstIdxForVirtReg);
448   return;
449 }
450
451 // Detect 32 -> 64-bit extensions where we may reuse the low sub-register.
452 bool PPCInstrInfo::isCoalescableExtInstr(const MachineInstr &MI,
453                                          unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
454                                          unsigned &SubIdx) const {
455   switch (MI.getOpcode()) {
456   default: return false;
457   case PPC::EXTSW:
458   case PPC::EXTSW_32_64:
459     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
460     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
461     SubIdx = PPC::sub_32;
462     return true;
463   }
464 }
465
466 unsigned PPCInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
467                                            int &FrameIndex) const {
468   // Note: This list must be kept consistent with LoadRegFromStackSlot.
469   switch (MI->getOpcode()) {
470   default: break;
471   case PPC::LD:
472   case PPC::LWZ:
473   case PPC::LFS:
474   case PPC::LFD:
475   case PPC::RESTORE_CR:
476   case PPC::RESTORE_CRBIT:
477   case PPC::LVX:
478   case PPC::LXVD2X:
479   case PPC::QVLFDX:
480   case PPC::QVLFSXs:
481   case PPC::QVLFDXb:
482   case PPC::RESTORE_VRSAVE:
483     // Check for the operands added by addFrameReference (the immediate is the
484     // offset which defaults to 0).
485     if (MI->getOperand(1).isImm() && !MI->getOperand(1).getImm() &&
486         MI->getOperand(2).isFI()) {
487       FrameIndex = MI->getOperand(2).getIndex();
488       return MI->getOperand(0).getReg();
489     }
490     break;
491   }
492   return 0;
493 }
494
495 unsigned PPCInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
496                                           int &FrameIndex) const {
497   // Note: This list must be kept consistent with StoreRegToStackSlot.
498   switch (MI->getOpcode()) {
499   default: break;
500   case PPC::STD:
501   case PPC::STW:
502   case PPC::STFS:
503   case PPC::STFD:
504   case PPC::SPILL_CR:
505   case PPC::SPILL_CRBIT:
506   case PPC::STVX:
507   case PPC::STXVD2X:
508   case PPC::QVSTFDX:
509   case PPC::QVSTFSXs:
510   case PPC::QVSTFDXb:
511   case PPC::SPILL_VRSAVE:
512     // Check for the operands added by addFrameReference (the immediate is the
513     // offset which defaults to 0).
514     if (MI->getOperand(1).isImm() && !MI->getOperand(1).getImm() &&
515         MI->getOperand(2).isFI()) {
516       FrameIndex = MI->getOperand(2).getIndex();
517       return MI->getOperand(0).getReg();
518     }
519     break;
520   }
521   return 0;
522 }
523
524 // commuteInstruction - We can commute rlwimi instructions, but only if the
525 // rotate amt is zero.  We also have to munge the immediates a bit.
526 MachineInstr *
527 PPCInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI, bool NewMI) const {
528   MachineFunction &MF = *MI->getParent()->getParent();
529
530   // Normal instructions can be commuted the obvious way.
531   if (MI->getOpcode() != PPC::RLWIMI &&
532       MI->getOpcode() != PPC::RLWIMIo)
533     return TargetInstrInfo::commuteInstruction(MI, NewMI);
534   // Note that RLWIMI can be commuted as a 32-bit instruction, but not as a
535   // 64-bit instruction (so we don't handle PPC::RLWIMI8 here), because
536   // changing the relative order of the mask operands might change what happens
537   // to the high-bits of the mask (and, thus, the result).
538
539   // Cannot commute if it has a non-zero rotate count.
540   if (MI->getOperand(3).getImm() != 0)
541     return nullptr;
542
543   // If we have a zero rotate count, we have:
544   //   M = mask(MB,ME)
545   //   Op0 = (Op1 & ~M) | (Op2 & M)
546   // Change this to:
547   //   M = mask((ME+1)&31, (MB-1)&31)
548   //   Op0 = (Op2 & ~M) | (Op1 & M)
549
550   // Swap op1/op2
551   unsigned Reg0 = MI->getOperand(0).getReg();
552   unsigned Reg1 = MI->getOperand(1).getReg();
553   unsigned Reg2 = MI->getOperand(2).getReg();
554   unsigned SubReg1 = MI->getOperand(1).getSubReg();
555   unsigned SubReg2 = MI->getOperand(2).getSubReg();
556   bool Reg1IsKill = MI->getOperand(1).isKill();
557   bool Reg2IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
558   bool ChangeReg0 = false;
559   // If machine instrs are no longer in two-address forms, update
560   // destination register as well.
561   if (Reg0 == Reg1) {
562     // Must be two address instruction!
563     assert(MI->getDesc().getOperandConstraint(0, MCOI::TIED_TO) &&
564            "Expecting a two-address instruction!");
565     assert(MI->getOperand(0).getSubReg() == SubReg1 && "Tied subreg mismatch");
566     Reg2IsKill = false;
567     ChangeReg0 = true;
568   }
569
570   // Masks.
571   unsigned MB = MI->getOperand(4).getImm();
572   unsigned ME = MI->getOperand(5).getImm();
573
574   // We can't commute a trivial mask (there is no way to represent an all-zero
575   // mask).
576   if (MB == 0 && ME == 31)
577     return nullptr;
578
579   if (NewMI) {
580     // Create a new instruction.
581     unsigned Reg0 = ChangeReg0 ? Reg2 : MI->getOperand(0).getReg();
582     bool Reg0IsDead = MI->getOperand(0).isDead();
583     return BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), MI->getDesc())
584       .addReg(Reg0, RegState::Define | getDeadRegState(Reg0IsDead))
585       .addReg(Reg2, getKillRegState(Reg2IsKill))
586       .addReg(Reg1, getKillRegState(Reg1IsKill))
587       .addImm((ME+1) & 31)
588       .addImm((MB-1) & 31);
589   }
590
591   if (ChangeReg0) {
592     MI->getOperand(0).setReg(Reg2);
593     MI->getOperand(0).setSubReg(SubReg2);
594   }
595   MI->getOperand(2).setReg(Reg1);
596   MI->getOperand(1).setReg(Reg2);
597   MI->getOperand(2).setSubReg(SubReg1);
598   MI->getOperand(1).setSubReg(SubReg2);
599   MI->getOperand(2).setIsKill(Reg1IsKill);
600   MI->getOperand(1).setIsKill(Reg2IsKill);
601
602   // Swap the mask around.
603   MI->getOperand(4).setImm((ME+1) & 31);
604   MI->getOperand(5).setImm((MB-1) & 31);
605   return MI;
606 }
607
608 bool PPCInstrInfo::findCommutedOpIndices(MachineInstr *MI, unsigned &SrcOpIdx1,
609                                          unsigned &SrcOpIdx2) const {
610   // For VSX A-Type FMA instructions, it is the first two operands that can be
611   // commuted, however, because the non-encoded tied input operand is listed
612   // first, the operands to swap are actually the second and third.
613
614   int AltOpc = PPC::getAltVSXFMAOpcode(MI->getOpcode());
615   if (AltOpc == -1)
616     return TargetInstrInfo::findCommutedOpIndices(MI, SrcOpIdx1, SrcOpIdx2);
617
618   SrcOpIdx1 = 2;
619   SrcOpIdx2 = 3;
620   return true;
621 }
622
623 void PPCInstrInfo::insertNoop(MachineBasicBlock &MBB,
624                               MachineBasicBlock::iterator MI) const {
625   // This function is used for scheduling, and the nop wanted here is the type
626   // that terminates dispatch groups on the POWER cores.
627   unsigned Directive = Subtarget.getDarwinDirective();
628   unsigned Opcode;
629   switch (Directive) {
630   default:            Opcode = PPC::NOP; break;
631   case PPC::DIR_PWR6: Opcode = PPC::NOP_GT_PWR6; break;
632   case PPC::DIR_PWR7: Opcode = PPC::NOP_GT_PWR7; break;
633   case PPC::DIR_PWR8: Opcode = PPC::NOP_GT_PWR7; break; /* FIXME: Update when P8 InstrScheduling model is ready */
634   }
635
636   DebugLoc DL;
637   BuildMI(MBB, MI, DL, get(Opcode));
638 }
639
640 /// getNoopForMachoTarget - Return the noop instruction to use for a noop.
641 void PPCInstrInfo::getNoopForMachoTarget(MCInst &NopInst) const {
642   NopInst.setOpcode(PPC::NOP);
643 }
644
645 // Branch analysis.
646 // Note: If the condition register is set to CTR or CTR8 then this is a
647 // BDNZ (imm == 1) or BDZ (imm == 0) branch.
648 bool PPCInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
649                                  MachineBasicBlock *&FBB,
650                                  SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
651                                  bool AllowModify) const {
652   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
653
654   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
655   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
656   if (I == MBB.end())
657     return false;
658
659   if (!isUnpredicatedTerminator(I))
660     return false;
661
662   // Get the last instruction in the block.
663   MachineInstr *LastInst = I;
664
665   // If there is only one terminator instruction, process it.
666   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(--I)) {
667     if (LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
668       if (!LastInst->getOperand(0).isMBB())
669         return true;
670       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
671       return false;
672     } else if (LastInst->getOpcode() == PPC::BCC) {
673       if (!LastInst->getOperand(2).isMBB())
674         return true;
675       // Block ends with fall-through condbranch.
676       TBB = LastInst->getOperand(2).getMBB();
677       Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
678       Cond.push_back(LastInst->getOperand(1));
679       return false;
680     } else if (LastInst->getOpcode() == PPC::BC) {
681       if (!LastInst->getOperand(1).isMBB())
682         return true;
683       // Block ends with fall-through condbranch.
684       TBB = LastInst->getOperand(1).getMBB();
685       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(PPC::PRED_BIT_SET));
686       Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
687       return false;
688     } else if (LastInst->getOpcode() == PPC::BCn) {
689       if (!LastInst->getOperand(1).isMBB())
690         return true;
691       // Block ends with fall-through condbranch.
692       TBB = LastInst->getOperand(1).getMBB();
693       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(PPC::PRED_BIT_UNSET));
694       Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
695       return false;
696     } else if (LastInst->getOpcode() == PPC::BDNZ8 ||
697                LastInst->getOpcode() == PPC::BDNZ) {
698       if (!LastInst->getOperand(0).isMBB())
699         return true;
700       if (DisableCTRLoopAnal)
701         return true;
702       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
703       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(1));
704       Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(isPPC64 ? PPC::CTR8 : PPC::CTR,
705                                                true));
706       return false;
707     } else if (LastInst->getOpcode() == PPC::BDZ8 ||
708                LastInst->getOpcode() == PPC::BDZ) {
709       if (!LastInst->getOperand(0).isMBB())
710         return true;
711       if (DisableCTRLoopAnal)
712         return true;
713       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
714       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(0));
715       Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(isPPC64 ? PPC::CTR8 : PPC::CTR,
716                                                true));
717       return false;
718     }
719
720     // Otherwise, don't know what this is.
721     return true;
722   }
723
724   // Get the instruction before it if it's a terminator.
725   MachineInstr *SecondLastInst = I;
726
727   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
728   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() &&
729       isUnpredicatedTerminator(--I))
730     return true;
731
732   // If the block ends with PPC::B and PPC:BCC, handle it.
733   if (SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BCC &&
734       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
735     if (!SecondLastInst->getOperand(2).isMBB() ||
736         !LastInst->getOperand(0).isMBB())
737       return true;
738     TBB =  SecondLastInst->getOperand(2).getMBB();
739     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(0));
740     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(1));
741     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
742     return false;
743   } else if (SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BC &&
744       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
745     if (!SecondLastInst->getOperand(1).isMBB() ||
746         !LastInst->getOperand(0).isMBB())
747       return true;
748     TBB =  SecondLastInst->getOperand(1).getMBB();
749     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(PPC::PRED_BIT_SET));
750     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(0));
751     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
752     return false;
753   } else if (SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BCn &&
754       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
755     if (!SecondLastInst->getOperand(1).isMBB() ||
756         !LastInst->getOperand(0).isMBB())
757       return true;
758     TBB =  SecondLastInst->getOperand(1).getMBB();
759     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(PPC::PRED_BIT_UNSET));
760     Cond.push_back(SecondLastInst->getOperand(0));
761     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
762     return false;
763   } else if ((SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BDNZ8 ||
764               SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BDNZ) &&
765       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
766     if (!SecondLastInst->getOperand(0).isMBB() ||
767         !LastInst->getOperand(0).isMBB())
768       return true;
769     if (DisableCTRLoopAnal)
770       return true;
771     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
772     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(1));
773     Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(isPPC64 ? PPC::CTR8 : PPC::CTR,
774                                              true));
775     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
776     return false;
777   } else if ((SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BDZ8 ||
778               SecondLastInst->getOpcode() == PPC::BDZ) &&
779       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
780     if (!SecondLastInst->getOperand(0).isMBB() ||
781         !LastInst->getOperand(0).isMBB())
782       return true;
783     if (DisableCTRLoopAnal)
784       return true;
785     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
786     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(0));
787     Cond.push_back(MachineOperand::CreateReg(isPPC64 ? PPC::CTR8 : PPC::CTR,
788                                              true));
789     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
790     return false;
791   }
792
793   // If the block ends with two PPC:Bs, handle it.  The second one is not
794   // executed, so remove it.
795   if (SecondLastInst->getOpcode() == PPC::B &&
796       LastInst->getOpcode() == PPC::B) {
797     if (!SecondLastInst->getOperand(0).isMBB())
798       return true;
799     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
800     I = LastInst;
801     if (AllowModify)
802       I->eraseFromParent();
803     return false;
804   }
805
806   // Otherwise, can't handle this.
807   return true;
808 }
809
810 unsigned PPCInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
811   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
812   if (I == MBB.end())
813     return 0;
814
815   if (I->getOpcode() != PPC::B && I->getOpcode() != PPC::BCC &&
816       I->getOpcode() != PPC::BC && I->getOpcode() != PPC::BCn &&
817       I->getOpcode() != PPC::BDNZ8 && I->getOpcode() != PPC::BDNZ &&
818       I->getOpcode() != PPC::BDZ8  && I->getOpcode() != PPC::BDZ)
819     return 0;
820
821   // Remove the branch.
822   I->eraseFromParent();
823
824   I = MBB.end();
825
826   if (I == MBB.begin()) return 1;
827   --I;
828   if (I->getOpcode() != PPC::BCC &&
829       I->getOpcode() != PPC::BC && I->getOpcode() != PPC::BCn &&
830       I->getOpcode() != PPC::BDNZ8 && I->getOpcode() != PPC::BDNZ &&
831       I->getOpcode() != PPC::BDZ8  && I->getOpcode() != PPC::BDZ)
832     return 1;
833
834   // Remove the branch.
835   I->eraseFromParent();
836   return 2;
837 }
838
839 unsigned
840 PPCInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
841                            MachineBasicBlock *FBB,
842                            ArrayRef<MachineOperand> Cond,
843                            DebugLoc DL) const {
844   // Shouldn't be a fall through.
845   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
846   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
847          "PPC branch conditions have two components!");
848
849   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
850
851   // One-way branch.
852   if (!FBB) {
853     if (Cond.empty())   // Unconditional branch
854       BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::B)).addMBB(TBB);
855     else if (Cond[1].getReg() == PPC::CTR || Cond[1].getReg() == PPC::CTR8)
856       BuildMI(&MBB, DL, get(Cond[0].getImm() ?
857                               (isPPC64 ? PPC::BDNZ8 : PPC::BDNZ) :
858                               (isPPC64 ? PPC::BDZ8  : PPC::BDZ))).addMBB(TBB);
859     else if (Cond[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_SET)
860       BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BC)).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
861     else if (Cond[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_UNSET)
862       BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BCn)).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
863     else                // Conditional branch
864       BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BCC))
865         .addImm(Cond[0].getImm()).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
866     return 1;
867   }
868
869   // Two-way Conditional Branch.
870   if (Cond[1].getReg() == PPC::CTR || Cond[1].getReg() == PPC::CTR8)
871     BuildMI(&MBB, DL, get(Cond[0].getImm() ?
872                             (isPPC64 ? PPC::BDNZ8 : PPC::BDNZ) :
873                             (isPPC64 ? PPC::BDZ8  : PPC::BDZ))).addMBB(TBB);
874   else if (Cond[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_SET)
875     BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BC)).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
876   else if (Cond[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_UNSET)
877     BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BCn)).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
878   else
879     BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::BCC))
880       .addImm(Cond[0].getImm()).addOperand(Cond[1]).addMBB(TBB);
881   BuildMI(&MBB, DL, get(PPC::B)).addMBB(FBB);
882   return 2;
883 }
884
885 // Select analysis.
886 bool PPCInstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
887                 ArrayRef<MachineOperand> Cond,
888                 unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
889                 int &CondCycles, int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
890   if (!Subtarget.hasISEL())
891     return false;
892
893   if (Cond.size() != 2)
894     return false;
895
896   // If this is really a bdnz-like condition, then it cannot be turned into a
897   // select.
898   if (Cond[1].getReg() == PPC::CTR || Cond[1].getReg() == PPC::CTR8)
899     return false;
900
901   // Check register classes.
902   const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
903   const TargetRegisterClass *RC =
904     RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(TrueReg), MRI.getRegClass(FalseReg));
905   if (!RC)
906     return false;
907
908   // isel is for regular integer GPRs only.
909   if (!PPC::GPRCRegClass.hasSubClassEq(RC) &&
910       !PPC::GPRC_NOR0RegClass.hasSubClassEq(RC) &&
911       !PPC::G8RCRegClass.hasSubClassEq(RC) &&
912       !PPC::G8RC_NOX0RegClass.hasSubClassEq(RC))
913     return false;
914
915   // FIXME: These numbers are for the A2, how well they work for other cores is
916   // an open question. On the A2, the isel instruction has a 2-cycle latency
917   // but single-cycle throughput. These numbers are used in combination with
918   // the MispredictPenalty setting from the active SchedMachineModel.
919   CondCycles = 1;
920   TrueCycles = 1;
921   FalseCycles = 1;
922
923   return true;
924 }
925
926 void PPCInstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
927                                 MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc dl,
928                                 unsigned DestReg, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
929                                 unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
930   assert(Cond.size() == 2 &&
931          "PPC branch conditions have two components!");
932
933   assert(Subtarget.hasISEL() &&
934          "Cannot insert select on target without ISEL support");
935
936   // Get the register classes.
937   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
938   const TargetRegisterClass *RC =
939     RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(TrueReg), MRI.getRegClass(FalseReg));
940   assert(RC && "TrueReg and FalseReg must have overlapping register classes");
941
942   bool Is64Bit = PPC::G8RCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
943                  PPC::G8RC_NOX0RegClass.hasSubClassEq(RC);
944   assert((Is64Bit ||
945           PPC::GPRCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
946           PPC::GPRC_NOR0RegClass.hasSubClassEq(RC)) &&
947          "isel is for regular integer GPRs only");
948
949   unsigned OpCode = Is64Bit ? PPC::ISEL8 : PPC::ISEL;
950   unsigned SelectPred = Cond[0].getImm();
951
952   unsigned SubIdx;
953   bool SwapOps;
954   switch (SelectPred) {
955   default: llvm_unreachable("invalid predicate for isel");
956   case PPC::PRED_EQ: SubIdx = PPC::sub_eq; SwapOps = false; break;
957   case PPC::PRED_NE: SubIdx = PPC::sub_eq; SwapOps = true; break;
958   case PPC::PRED_LT: SubIdx = PPC::sub_lt; SwapOps = false; break;
959   case PPC::PRED_GE: SubIdx = PPC::sub_lt; SwapOps = true; break;
960   case PPC::PRED_GT: SubIdx = PPC::sub_gt; SwapOps = false; break;
961   case PPC::PRED_LE: SubIdx = PPC::sub_gt; SwapOps = true; break;
962   case PPC::PRED_UN: SubIdx = PPC::sub_un; SwapOps = false; break;
963   case PPC::PRED_NU: SubIdx = PPC::sub_un; SwapOps = true; break;
964   case PPC::PRED_BIT_SET:   SubIdx = 0; SwapOps = false; break;
965   case PPC::PRED_BIT_UNSET: SubIdx = 0; SwapOps = true; break;
966   }
967
968   unsigned FirstReg =  SwapOps ? FalseReg : TrueReg,
969            SecondReg = SwapOps ? TrueReg  : FalseReg;
970
971   // The first input register of isel cannot be r0. If it is a member
972   // of a register class that can be r0, then copy it first (the
973   // register allocator should eliminate the copy).
974   if (MRI.getRegClass(FirstReg)->contains(PPC::R0) ||
975       MRI.getRegClass(FirstReg)->contains(PPC::X0)) {
976     const TargetRegisterClass *FirstRC =
977       MRI.getRegClass(FirstReg)->contains(PPC::X0) ?
978         &PPC::G8RC_NOX0RegClass : &PPC::GPRC_NOR0RegClass;
979     unsigned OldFirstReg = FirstReg;
980     FirstReg = MRI.createVirtualRegister(FirstRC);
981     BuildMI(MBB, MI, dl, get(TargetOpcode::COPY), FirstReg)
982       .addReg(OldFirstReg);
983   }
984
985   BuildMI(MBB, MI, dl, get(OpCode), DestReg)
986     .addReg(FirstReg).addReg(SecondReg)
987     .addReg(Cond[1].getReg(), 0, SubIdx);
988 }
989
990 static unsigned getCRBitValue(unsigned CRBit) {
991   unsigned Ret = 4;
992   if (CRBit == PPC::CR0LT || CRBit == PPC::CR1LT ||
993       CRBit == PPC::CR2LT || CRBit == PPC::CR3LT ||
994       CRBit == PPC::CR4LT || CRBit == PPC::CR5LT ||
995       CRBit == PPC::CR6LT || CRBit == PPC::CR7LT)
996     Ret = 3;
997   if (CRBit == PPC::CR0GT || CRBit == PPC::CR1GT ||
998       CRBit == PPC::CR2GT || CRBit == PPC::CR3GT ||
999       CRBit == PPC::CR4GT || CRBit == PPC::CR5GT ||
1000       CRBit == PPC::CR6GT || CRBit == PPC::CR7GT)
1001     Ret = 2;
1002   if (CRBit == PPC::CR0EQ || CRBit == PPC::CR1EQ ||
1003       CRBit == PPC::CR2EQ || CRBit == PPC::CR3EQ ||
1004       CRBit == PPC::CR4EQ || CRBit == PPC::CR5EQ ||
1005       CRBit == PPC::CR6EQ || CRBit == PPC::CR7EQ)
1006     Ret = 1;
1007   if (CRBit == PPC::CR0UN || CRBit == PPC::CR1UN ||
1008       CRBit == PPC::CR2UN || CRBit == PPC::CR3UN ||
1009       CRBit == PPC::CR4UN || CRBit == PPC::CR5UN ||
1010       CRBit == PPC::CR6UN || CRBit == PPC::CR7UN)
1011     Ret = 0;
1012
1013   assert(Ret != 4 && "Invalid CR bit register");
1014   return Ret;
1015 }
1016
1017 void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
1018                                MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
1019                                unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
1020                                bool KillSrc) const {
1021   // We can end up with self copies and similar things as a result of VSX copy
1022   // legalization. Promote them here.
1023   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
1024   if (PPC::F8RCRegClass.contains(DestReg) &&
1025       PPC::VSRCRegClass.contains(SrcReg)) {
1026     unsigned SuperReg =
1027       TRI->getMatchingSuperReg(DestReg, PPC::sub_64, &PPC::VSRCRegClass);
1028
1029     if (VSXSelfCopyCrash && SrcReg == SuperReg)
1030       llvm_unreachable("nop VSX copy");
1031
1032     DestReg = SuperReg;
1033   } else if (PPC::VRRCRegClass.contains(DestReg) &&
1034              PPC::VSRCRegClass.contains(SrcReg)) {
1035     unsigned SuperReg =
1036       TRI->getMatchingSuperReg(DestReg, PPC::sub_128, &PPC::VSRCRegClass);
1037
1038     if (VSXSelfCopyCrash && SrcReg == SuperReg)
1039       llvm_unreachable("nop VSX copy");
1040
1041     DestReg = SuperReg;
1042   } else if (PPC::F8RCRegClass.contains(SrcReg) &&
1043              PPC::VSRCRegClass.contains(DestReg)) {
1044     unsigned SuperReg =
1045       TRI->getMatchingSuperReg(SrcReg, PPC::sub_64, &PPC::VSRCRegClass);
1046
1047     if (VSXSelfCopyCrash && DestReg == SuperReg)
1048       llvm_unreachable("nop VSX copy");
1049
1050     SrcReg = SuperReg;
1051   } else if (PPC::VRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
1052              PPC::VSRCRegClass.contains(DestReg)) {
1053     unsigned SuperReg =
1054       TRI->getMatchingSuperReg(SrcReg, PPC::sub_128, &PPC::VSRCRegClass);
1055
1056     if (VSXSelfCopyCrash && DestReg == SuperReg)
1057       llvm_unreachable("nop VSX copy");
1058
1059     SrcReg = SuperReg;
1060   }
1061
1062   // Different class register copy
1063   if (PPC::CRBITRCRegClass.contains(SrcReg) &&
1064       PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg)) {
1065     unsigned CRReg = getCRFromCRBit(SrcReg);
1066     BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF), DestReg)
1067        .addReg(CRReg), getKillRegState(KillSrc);
1068     // Rotate the CR bit in the CR fields to be the least significant bit and
1069     // then mask with 0x1 (MB = ME = 31).
1070     BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::RLWINM), DestReg)
1071        .addReg(DestReg, RegState::Kill)
1072        .addImm(TRI->getEncodingValue(CRReg) * 4 + (4 - getCRBitValue(SrcReg)))
1073        .addImm(31)
1074        .addImm(31);
1075     return;
1076   } else if (PPC::CRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
1077       PPC::G8RCRegClass.contains(DestReg)) {
1078     BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF8), DestReg)
1079        .addReg(SrcReg), getKillRegState(KillSrc);
1080     return;
1081   } else if (PPC::CRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
1082       PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg)) {
1083     BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF), DestReg)
1084        .addReg(SrcReg), getKillRegState(KillSrc);
1085     return;
1086    }
1087
1088   unsigned Opc;
1089   if (PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1090     Opc = PPC::OR;
1091   else if (PPC::G8RCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1092     Opc = PPC::OR8;
1093   else if (PPC::F4RCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1094     Opc = PPC::FMR;
1095   else if (PPC::CRRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1096     Opc = PPC::MCRF;
1097   else if (PPC::VRRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1098     Opc = PPC::VOR;
1099   else if (PPC::VSRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1100     // There are two different ways this can be done:
1101     //   1. xxlor : This has lower latency (on the P7), 2 cycles, but can only
1102     //      issue in VSU pipeline 0.
1103     //   2. xmovdp/xmovsp: This has higher latency (on the P7), 6 cycles, but
1104     //      can go to either pipeline.
1105     // We'll always use xxlor here, because in practically all cases where
1106     // copies are generated, they are close enough to some use that the
1107     // lower-latency form is preferable.
1108     Opc = PPC::XXLOR;
1109   else if (PPC::VSFRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg) ||
1110            PPC::VSSRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1111     Opc = PPC::XXLORf;
1112   else if (PPC::QFRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1113     Opc = PPC::QVFMR;
1114   else if (PPC::QSRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1115     Opc = PPC::QVFMRs;
1116   else if (PPC::QBRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1117     Opc = PPC::QVFMRb;
1118   else if (PPC::CRBITRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
1119     Opc = PPC::CROR;
1120   else
1121     llvm_unreachable("Impossible reg-to-reg copy");
1122
1123   const MCInstrDesc &MCID = get(Opc);
1124   if (MCID.getNumOperands() == 3)
1125     BuildMI(MBB, I, DL, MCID, DestReg)
1126       .addReg(SrcReg).addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
1127   else
1128     BuildMI(MBB, I, DL, MCID, DestReg).addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
1129 }
1130
1131 // This function returns true if a CR spill is necessary and false otherwise.
1132 bool
1133 PPCInstrInfo::StoreRegToStackSlot(MachineFunction &MF,
1134                                   unsigned SrcReg, bool isKill,
1135                                   int FrameIdx,
1136                                   const TargetRegisterClass *RC,
1137                                   SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs,
1138                                   bool &NonRI, bool &SpillsVRS) const{
1139   // Note: If additional store instructions are added here,
1140   // update isStoreToStackSlot.
1141
1142   DebugLoc DL;
1143   if (PPC::GPRCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
1144       PPC::GPRC_NOR0RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1145     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STW))
1146                                        .addReg(SrcReg,
1147                                                getKillRegState(isKill)),
1148                                        FrameIdx));
1149   } else if (PPC::G8RCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
1150              PPC::G8RC_NOX0RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1151     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STD))
1152                                        .addReg(SrcReg,
1153                                                getKillRegState(isKill)),
1154                                        FrameIdx));
1155   } else if (PPC::F8RCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1156     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STFD))
1157                                        .addReg(SrcReg,
1158                                                getKillRegState(isKill)),
1159                                        FrameIdx));
1160   } else if (PPC::F4RCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1161     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STFS))
1162                                        .addReg(SrcReg,
1163                                                getKillRegState(isKill)),
1164                                        FrameIdx));
1165   } else if (PPC::CRRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1166     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::SPILL_CR))
1167                                        .addReg(SrcReg,
1168                                                getKillRegState(isKill)),
1169                                        FrameIdx));
1170     return true;
1171   } else if (PPC::CRBITRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1172     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::SPILL_CRBIT))
1173                                        .addReg(SrcReg,
1174                                                getKillRegState(isKill)),
1175                                        FrameIdx));
1176     return true;
1177   } else if (PPC::VRRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1178     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STVX))
1179                                        .addReg(SrcReg,
1180                                                getKillRegState(isKill)),
1181                                        FrameIdx));
1182     NonRI = true;
1183   } else if (PPC::VSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1184     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STXVD2X))
1185                                        .addReg(SrcReg,
1186                                                getKillRegState(isKill)),
1187                                        FrameIdx));
1188     NonRI = true;
1189   } else if (PPC::VSFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1190     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STXSDX))
1191                                        .addReg(SrcReg,
1192                                                getKillRegState(isKill)),
1193                                        FrameIdx));
1194     NonRI = true;
1195   } else if (PPC::VSSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1196     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STXSSPX))
1197                                        .addReg(SrcReg,
1198                                                getKillRegState(isKill)),
1199                                        FrameIdx));
1200     NonRI = true;
1201   } else if (PPC::VRSAVERCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1202     assert(Subtarget.isDarwin() &&
1203            "VRSAVE only needs spill/restore on Darwin");
1204     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::SPILL_VRSAVE))
1205                                        .addReg(SrcReg,
1206                                                getKillRegState(isKill)),
1207                                        FrameIdx));
1208     SpillsVRS = true;
1209   } else if (PPC::QFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1210     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFDX))
1211                                        .addReg(SrcReg,
1212                                                getKillRegState(isKill)),
1213                                        FrameIdx));
1214     NonRI = true;
1215   } else if (PPC::QSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1216     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFSXs))
1217                                        .addReg(SrcReg,
1218                                                getKillRegState(isKill)),
1219                                        FrameIdx));
1220     NonRI = true;
1221   } else if (PPC::QBRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1222     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFDXb))
1223                                        .addReg(SrcReg,
1224                                                getKillRegState(isKill)),
1225                                        FrameIdx));
1226     NonRI = true;
1227   } else {
1228     llvm_unreachable("Unknown regclass!");
1229   }
1230
1231   return false;
1232 }
1233
1234 void
1235 PPCInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1236                                   MachineBasicBlock::iterator MI,
1237                                   unsigned SrcReg, bool isKill, int FrameIdx,
1238                                   const TargetRegisterClass *RC,
1239                                   const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1240   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1241   SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1242
1243   PPCFunctionInfo *FuncInfo = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
1244   FuncInfo->setHasSpills();
1245
1246   bool NonRI = false, SpillsVRS = false;
1247   if (StoreRegToStackSlot(MF, SrcReg, isKill, FrameIdx, RC, NewMIs,
1248                           NonRI, SpillsVRS))
1249     FuncInfo->setSpillsCR();
1250
1251   if (SpillsVRS)
1252     FuncInfo->setSpillsVRSAVE();
1253
1254   if (NonRI)
1255     FuncInfo->setHasNonRISpills();
1256
1257   for (unsigned i = 0, e = NewMIs.size(); i != e; ++i)
1258     MBB.insert(MI, NewMIs[i]);
1259
1260   const MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
1261   MachineMemOperand *MMO = MF.getMachineMemOperand(
1262       MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FrameIdx),
1263       MachineMemOperand::MOStore, MFI.getObjectSize(FrameIdx),
1264       MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
1265   NewMIs.back()->addMemOperand(MF, MMO);
1266 }
1267
1268 bool
1269 PPCInstrInfo::LoadRegFromStackSlot(MachineFunction &MF, DebugLoc DL,
1270                                    unsigned DestReg, int FrameIdx,
1271                                    const TargetRegisterClass *RC,
1272                                    SmallVectorImpl<MachineInstr*> &NewMIs,
1273                                    bool &NonRI, bool &SpillsVRS) const{
1274   // Note: If additional load instructions are added here,
1275   // update isLoadFromStackSlot.
1276
1277   if (PPC::GPRCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
1278       PPC::GPRC_NOR0RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1279     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LWZ),
1280                                                DestReg), FrameIdx));
1281   } else if (PPC::G8RCRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
1282              PPC::G8RC_NOX0RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1283     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LD), DestReg),
1284                                        FrameIdx));
1285   } else if (PPC::F8RCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1286     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LFD), DestReg),
1287                                        FrameIdx));
1288   } else if (PPC::F4RCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1289     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LFS), DestReg),
1290                                        FrameIdx));
1291   } else if (PPC::CRRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1292     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL,
1293                                                get(PPC::RESTORE_CR), DestReg),
1294                                        FrameIdx));
1295     return true;
1296   } else if (PPC::CRBITRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1297     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL,
1298                                                get(PPC::RESTORE_CRBIT), DestReg),
1299                                        FrameIdx));
1300     return true;
1301   } else if (PPC::VRRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1302     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LVX), DestReg),
1303                                        FrameIdx));
1304     NonRI = true;
1305   } else if (PPC::VSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1306     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LXVD2X), DestReg),
1307                                        FrameIdx));
1308     NonRI = true;
1309   } else if (PPC::VSFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1310     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LXSDX), DestReg),
1311                                        FrameIdx));
1312     NonRI = true;
1313   } else if (PPC::VSSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1314     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LXSSPX), DestReg),
1315                                        FrameIdx));
1316     NonRI = true;
1317   } else if (PPC::VRSAVERCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1318     assert(Subtarget.isDarwin() &&
1319            "VRSAVE only needs spill/restore on Darwin");
1320     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL,
1321                                                get(PPC::RESTORE_VRSAVE),
1322                                                DestReg),
1323                                        FrameIdx));
1324     SpillsVRS = true;
1325   } else if (PPC::QFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1326     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFDX), DestReg),
1327                                        FrameIdx));
1328     NonRI = true;
1329   } else if (PPC::QSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1330     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFSXs), DestReg),
1331                                        FrameIdx));
1332     NonRI = true;
1333   } else if (PPC::QBRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
1334     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFDXb), DestReg),
1335                                        FrameIdx));
1336     NonRI = true;
1337   } else {
1338     llvm_unreachable("Unknown regclass!");
1339   }
1340
1341   return false;
1342 }
1343
1344 void
1345 PPCInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
1346                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
1347                                    unsigned DestReg, int FrameIdx,
1348                                    const TargetRegisterClass *RC,
1349                                    const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1350   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1351   SmallVector<MachineInstr*, 4> NewMIs;
1352   DebugLoc DL;
1353   if (MI != MBB.end()) DL = MI->getDebugLoc();
1354
1355   PPCFunctionInfo *FuncInfo = MF.getInfo<PPCFunctionInfo>();
1356   FuncInfo->setHasSpills();
1357
1358   bool NonRI = false, SpillsVRS = false;
1359   if (LoadRegFromStackSlot(MF, DL, DestReg, FrameIdx, RC, NewMIs,
1360                            NonRI, SpillsVRS))
1361     FuncInfo->setSpillsCR();
1362
1363   if (SpillsVRS)
1364     FuncInfo->setSpillsVRSAVE();
1365
1366   if (NonRI)
1367     FuncInfo->setHasNonRISpills();
1368
1369   for (unsigned i = 0, e = NewMIs.size(); i != e; ++i)
1370     MBB.insert(MI, NewMIs[i]);
1371
1372   const MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
1373   MachineMemOperand *MMO = MF.getMachineMemOperand(
1374       MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FrameIdx),
1375       MachineMemOperand::MOLoad, MFI.getObjectSize(FrameIdx),
1376       MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
1377   NewMIs.back()->addMemOperand(MF, MMO);
1378 }
1379
1380 bool PPCInstrInfo::
1381 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
1382   assert(Cond.size() == 2 && "Invalid PPC branch opcode!");
1383   if (Cond[1].getReg() == PPC::CTR8 || Cond[1].getReg() == PPC::CTR)
1384     Cond[0].setImm(Cond[0].getImm() == 0 ? 1 : 0);
1385   else
1386     // Leave the CR# the same, but invert the condition.
1387     Cond[0].setImm(PPC::InvertPredicate((PPC::Predicate)Cond[0].getImm()));
1388   return false;
1389 }
1390
1391 bool PPCInstrInfo::FoldImmediate(MachineInstr *UseMI, MachineInstr *DefMI,
1392                              unsigned Reg, MachineRegisterInfo *MRI) const {
1393   // For some instructions, it is legal to fold ZERO into the RA register field.
1394   // A zero immediate should always be loaded with a single li.
1395   unsigned DefOpc = DefMI->getOpcode();
1396   if (DefOpc != PPC::LI && DefOpc != PPC::LI8)
1397     return false;
1398   if (!DefMI->getOperand(1).isImm())
1399     return false;
1400   if (DefMI->getOperand(1).getImm() != 0)
1401     return false;
1402
1403   // Note that we cannot here invert the arguments of an isel in order to fold
1404   // a ZERO into what is presented as the second argument. All we have here
1405   // is the condition bit, and that might come from a CR-logical bit operation.
1406
1407   const MCInstrDesc &UseMCID = UseMI->getDesc();
1408
1409   // Only fold into real machine instructions.
1410   if (UseMCID.isPseudo())
1411     return false;
1412
1413   unsigned UseIdx;
1414   for (UseIdx = 0; UseIdx < UseMI->getNumOperands(); ++UseIdx)
1415     if (UseMI->getOperand(UseIdx).isReg() &&
1416         UseMI->getOperand(UseIdx).getReg() == Reg)
1417       break;
1418
1419   assert(UseIdx < UseMI->getNumOperands() && "Cannot find Reg in UseMI");
1420   assert(UseIdx < UseMCID.getNumOperands() && "No operand description for Reg");
1421
1422   const MCOperandInfo *UseInfo = &UseMCID.OpInfo[UseIdx];
1423
1424   // We can fold the zero if this register requires a GPRC_NOR0/G8RC_NOX0
1425   // register (which might also be specified as a pointer class kind).
1426   if (UseInfo->isLookupPtrRegClass()) {
1427     if (UseInfo->RegClass /* Kind */ != 1)
1428       return false;
1429   } else {
1430     if (UseInfo->RegClass != PPC::GPRC_NOR0RegClassID &&
1431         UseInfo->RegClass != PPC::G8RC_NOX0RegClassID)
1432       return false;
1433   }
1434
1435   // Make sure this is not tied to an output register (or otherwise
1436   // constrained). This is true for ST?UX registers, for example, which
1437   // are tied to their output registers.
1438   if (UseInfo->Constraints != 0)
1439     return false;
1440
1441   unsigned ZeroReg;
1442   if (UseInfo->isLookupPtrRegClass()) {
1443     bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
1444     ZeroReg = isPPC64 ? PPC::ZERO8 : PPC::ZERO;
1445   } else {
1446     ZeroReg = UseInfo->RegClass == PPC::G8RC_NOX0RegClassID ?
1447               PPC::ZERO8 : PPC::ZERO;
1448   }
1449
1450   bool DeleteDef = MRI->hasOneNonDBGUse(Reg);
1451   UseMI->getOperand(UseIdx).setReg(ZeroReg);
1452
1453   if (DeleteDef)
1454     DefMI->eraseFromParent();
1455
1456   return true;
1457 }
1458
1459 static bool MBBDefinesCTR(MachineBasicBlock &MBB) {
1460   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), IE = MBB.end();
1461        I != IE; ++I)
1462     if (I->definesRegister(PPC::CTR) || I->definesRegister(PPC::CTR8))
1463       return true;
1464   return false;
1465 }
1466
1467 // We should make sure that, if we're going to predicate both sides of a
1468 // condition (a diamond), that both sides don't define the counter register. We
1469 // can predicate counter-decrement-based branches, but while that predicates
1470 // the branching, it does not predicate the counter decrement. If we tried to
1471 // merge the triangle into one predicated block, we'd decrement the counter
1472 // twice.
1473 bool PPCInstrInfo::isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
1474                      unsigned NumT, unsigned ExtraT,
1475                      MachineBasicBlock &FMBB,
1476                      unsigned NumF, unsigned ExtraF,
1477                      const BranchProbability &Probability) const {
1478   return !(MBBDefinesCTR(TMBB) && MBBDefinesCTR(FMBB));
1479 }
1480
1481
1482 bool PPCInstrInfo::isPredicated(const MachineInstr *MI) const {
1483   // The predicated branches are identified by their type, not really by the
1484   // explicit presence of a predicate. Furthermore, some of them can be
1485   // predicated more than once. Because if conversion won't try to predicate
1486   // any instruction which already claims to be predicated (by returning true
1487   // here), always return false. In doing so, we let isPredicable() be the
1488   // final word on whether not the instruction can be (further) predicated.
1489
1490   return false;
1491 }
1492
1493 bool PPCInstrInfo::isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr *MI) const {
1494   if (!MI->isTerminator())
1495     return false;
1496
1497   // Conditional branch is a special case.
1498   if (MI->isBranch() && !MI->isBarrier())
1499     return true;
1500
1501   return !isPredicated(MI);
1502 }
1503
1504 bool PPCInstrInfo::PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
1505                                         ArrayRef<MachineOperand> Pred) const {
1506   unsigned OpC = MI->getOpcode();
1507   if (OpC == PPC::BLR || OpC == PPC::BLR8) {
1508     if (Pred[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred[1].getReg() == PPC::CTR) {
1509       bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
1510       MI->setDesc(get(Pred[0].getImm() ?
1511                       (isPPC64 ? PPC::BDNZLR8 : PPC::BDNZLR) :
1512                       (isPPC64 ? PPC::BDZLR8  : PPC::BDZLR)));
1513     } else if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_SET) {
1514       MI->setDesc(get(PPC::BCLR));
1515       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1516         .addReg(Pred[1].getReg());
1517     } else if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_UNSET) {
1518       MI->setDesc(get(PPC::BCLRn));
1519       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1520         .addReg(Pred[1].getReg());
1521     } else {
1522       MI->setDesc(get(PPC::BCCLR));
1523       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1524         .addImm(Pred[0].getImm())
1525         .addReg(Pred[1].getReg());
1526     }
1527
1528     return true;
1529   } else if (OpC == PPC::B) {
1530     if (Pred[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred[1].getReg() == PPC::CTR) {
1531       bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
1532       MI->setDesc(get(Pred[0].getImm() ?
1533                       (isPPC64 ? PPC::BDNZ8 : PPC::BDNZ) :
1534                       (isPPC64 ? PPC::BDZ8  : PPC::BDZ)));
1535     } else if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_SET) {
1536       MachineBasicBlock *MBB = MI->getOperand(0).getMBB();
1537       MI->RemoveOperand(0);
1538
1539       MI->setDesc(get(PPC::BC));
1540       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1541         .addReg(Pred[1].getReg())
1542         .addMBB(MBB);
1543     } else if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_UNSET) {
1544       MachineBasicBlock *MBB = MI->getOperand(0).getMBB();
1545       MI->RemoveOperand(0);
1546
1547       MI->setDesc(get(PPC::BCn));
1548       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1549         .addReg(Pred[1].getReg())
1550         .addMBB(MBB);
1551     } else {
1552       MachineBasicBlock *MBB = MI->getOperand(0).getMBB();
1553       MI->RemoveOperand(0);
1554
1555       MI->setDesc(get(PPC::BCC));
1556       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1557         .addImm(Pred[0].getImm())
1558         .addReg(Pred[1].getReg())
1559         .addMBB(MBB);
1560     }
1561
1562     return true;
1563   } else if (OpC == PPC::BCTR  || OpC == PPC::BCTR8 ||
1564              OpC == PPC::BCTRL || OpC == PPC::BCTRL8) {
1565     if (Pred[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred[1].getReg() == PPC::CTR)
1566       llvm_unreachable("Cannot predicate bctr[l] on the ctr register");
1567
1568     bool setLR = OpC == PPC::BCTRL || OpC == PPC::BCTRL8;
1569     bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
1570
1571     if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_SET) {
1572       MI->setDesc(get(isPPC64 ? (setLR ? PPC::BCCTRL8 : PPC::BCCTR8) :
1573                                 (setLR ? PPC::BCCTRL  : PPC::BCCTR)));
1574       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1575         .addReg(Pred[1].getReg());
1576       return true;
1577     } else if (Pred[0].getImm() == PPC::PRED_BIT_UNSET) {
1578       MI->setDesc(get(isPPC64 ? (setLR ? PPC::BCCTRL8n : PPC::BCCTR8n) :
1579                                 (setLR ? PPC::BCCTRLn  : PPC::BCCTRn)));
1580       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1581         .addReg(Pred[1].getReg());
1582       return true;
1583     }
1584
1585     MI->setDesc(get(isPPC64 ? (setLR ? PPC::BCCCTRL8 : PPC::BCCCTR8) :
1586                               (setLR ? PPC::BCCCTRL  : PPC::BCCCTR)));
1587     MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
1588       .addImm(Pred[0].getImm())
1589       .addReg(Pred[1].getReg());
1590     return true;
1591   }
1592
1593   return false;
1594 }
1595
1596 bool PPCInstrInfo::SubsumesPredicate(ArrayRef<MachineOperand> Pred1,
1597                                      ArrayRef<MachineOperand> Pred2) const {
1598   assert(Pred1.size() == 2 && "Invalid PPC first predicate");
1599   assert(Pred2.size() == 2 && "Invalid PPC second predicate");
1600
1601   if (Pred1[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred1[1].getReg() == PPC::CTR)
1602     return false;
1603   if (Pred2[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred2[1].getReg() == PPC::CTR)
1604     return false;
1605
1606   // P1 can only subsume P2 if they test the same condition register.
1607   if (Pred1[1].getReg() != Pred2[1].getReg())
1608     return false;
1609
1610   PPC::Predicate P1 = (PPC::Predicate) Pred1[0].getImm();
1611   PPC::Predicate P2 = (PPC::Predicate) Pred2[0].getImm();
1612
1613   if (P1 == P2)
1614     return true;
1615
1616   // Does P1 subsume P2, e.g. GE subsumes GT.
1617   if (P1 == PPC::PRED_LE &&
1618       (P2 == PPC::PRED_LT || P2 == PPC::PRED_EQ))
1619     return true;
1620   if (P1 == PPC::PRED_GE &&
1621       (P2 == PPC::PRED_GT || P2 == PPC::PRED_EQ))
1622     return true;
1623
1624   return false;
1625 }
1626
1627 bool PPCInstrInfo::DefinesPredicate(MachineInstr *MI,
1628                                     std::vector<MachineOperand> &Pred) const {
1629   // Note: At the present time, the contents of Pred from this function is
1630   // unused by IfConversion. This implementation follows ARM by pushing the
1631   // CR-defining operand. Because the 'DZ' and 'DNZ' count as types of
1632   // predicate, instructions defining CTR or CTR8 are also included as
1633   // predicate-defining instructions.
1634
1635   const TargetRegisterClass *RCs[] =
1636     { &PPC::CRRCRegClass, &PPC::CRBITRCRegClass,
1637       &PPC::CTRRCRegClass, &PPC::CTRRC8RegClass };
1638
1639   bool Found = false;
1640   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
1641     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
1642     for (unsigned c = 0; c < array_lengthof(RCs) && !Found; ++c) {
1643       const TargetRegisterClass *RC = RCs[c];
1644       if (MO.isReg()) {
1645         if (MO.isDef() && RC->contains(MO.getReg())) {
1646           Pred.push_back(MO);
1647           Found = true;
1648         }
1649       } else if (MO.isRegMask()) {
1650         for (TargetRegisterClass::iterator I = RC->begin(),
1651              IE = RC->end(); I != IE; ++I)
1652           if (MO.clobbersPhysReg(*I)) {
1653             Pred.push_back(MO);
1654             Found = true;
1655           }
1656       }
1657     }
1658   }
1659
1660   return Found;
1661 }
1662
1663 bool PPCInstrInfo::isPredicable(MachineInstr *MI) const {
1664   unsigned OpC = MI->getOpcode();
1665   switch (OpC) {
1666   default:
1667     return false;
1668   case PPC::B:
1669   case PPC::BLR:
1670   case PPC::BLR8:
1671   case PPC::BCTR:
1672   case PPC::BCTR8:
1673   case PPC::BCTRL:
1674   case PPC::BCTRL8:
1675     return true;
1676   }
1677 }
1678
1679 bool PPCInstrInfo::analyzeCompare(const MachineInstr *MI,
1680                                   unsigned &SrcReg, unsigned &SrcReg2,
1681                                   int &Mask, int &Value) const {
1682   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1683
1684   switch (Opc) {
1685   default: return false;
1686   case PPC::CMPWI:
1687   case PPC::CMPLWI:
1688   case PPC::CMPDI:
1689   case PPC::CMPLDI:
1690     SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1691     SrcReg2 = 0;
1692     Value = MI->getOperand(2).getImm();
1693     Mask = 0xFFFF;
1694     return true;
1695   case PPC::CMPW:
1696   case PPC::CMPLW:
1697   case PPC::CMPD:
1698   case PPC::CMPLD:
1699   case PPC::FCMPUS:
1700   case PPC::FCMPUD:
1701     SrcReg = MI->getOperand(1).getReg();
1702     SrcReg2 = MI->getOperand(2).getReg();
1703     return true;
1704   }
1705 }
1706
1707 bool PPCInstrInfo::optimizeCompareInstr(MachineInstr *CmpInstr,
1708                                         unsigned SrcReg, unsigned SrcReg2,
1709                                         int Mask, int Value,
1710                                         const MachineRegisterInfo *MRI) const {
1711   if (DisableCmpOpt)
1712     return false;
1713
1714   int OpC = CmpInstr->getOpcode();
1715   unsigned CRReg = CmpInstr->getOperand(0).getReg();
1716
1717   // FP record forms set CR1 based on the execption status bits, not a
1718   // comparison with zero.
1719   if (OpC == PPC::FCMPUS || OpC == PPC::FCMPUD)
1720     return false;
1721
1722   // The record forms set the condition register based on a signed comparison
1723   // with zero (so says the ISA manual). This is not as straightforward as it
1724   // seems, however, because this is always a 64-bit comparison on PPC64, even
1725   // for instructions that are 32-bit in nature (like slw for example).
1726   // So, on PPC32, for unsigned comparisons, we can use the record forms only
1727   // for equality checks (as those don't depend on the sign). On PPC64,
1728   // we are restricted to equality for unsigned 64-bit comparisons and for
1729   // signed 32-bit comparisons the applicability is more restricted.
1730   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
1731   bool is32BitSignedCompare   = OpC ==  PPC::CMPWI || OpC == PPC::CMPW;
1732   bool is32BitUnsignedCompare = OpC == PPC::CMPLWI || OpC == PPC::CMPLW;
1733   bool is64BitUnsignedCompare = OpC == PPC::CMPLDI || OpC == PPC::CMPLD;
1734
1735   // Get the unique definition of SrcReg.
1736   MachineInstr *MI = MRI->getUniqueVRegDef(SrcReg);
1737   if (!MI) return false;
1738   int MIOpC = MI->getOpcode();
1739
1740   bool equalityOnly = false;
1741   bool noSub = false;
1742   if (isPPC64) {
1743     if (is32BitSignedCompare) {
1744       // We can perform this optimization only if MI is sign-extending.
1745       if (MIOpC == PPC::SRAW  || MIOpC == PPC::SRAWo ||
1746           MIOpC == PPC::SRAWI || MIOpC == PPC::SRAWIo ||
1747           MIOpC == PPC::EXTSB || MIOpC == PPC::EXTSBo ||
1748           MIOpC == PPC::EXTSH || MIOpC == PPC::EXTSHo ||
1749           MIOpC == PPC::EXTSW || MIOpC == PPC::EXTSWo) {
1750         noSub = true;
1751       } else
1752         return false;
1753     } else if (is32BitUnsignedCompare) {
1754       // We can perform this optimization, equality only, if MI is
1755       // zero-extending.
1756       if (MIOpC == PPC::CNTLZW || MIOpC == PPC::CNTLZWo ||
1757           MIOpC == PPC::SLW    || MIOpC == PPC::SLWo ||
1758           MIOpC == PPC::SRW    || MIOpC == PPC::SRWo) {
1759         noSub = true;
1760         equalityOnly = true;
1761       } else
1762         return false;
1763     } else
1764       equalityOnly = is64BitUnsignedCompare;
1765   } else
1766     equalityOnly = is32BitUnsignedCompare;
1767
1768   if (equalityOnly) {
1769     // We need to check the uses of the condition register in order to reject
1770     // non-equality comparisons.
1771     for (MachineRegisterInfo::use_instr_iterator I =MRI->use_instr_begin(CRReg),
1772          IE = MRI->use_instr_end(); I != IE; ++I) {
1773       MachineInstr *UseMI = &*I;
1774       if (UseMI->getOpcode() == PPC::BCC) {
1775         unsigned Pred = UseMI->getOperand(0).getImm();
1776         if (Pred != PPC::PRED_EQ && Pred != PPC::PRED_NE)
1777           return false;
1778       } else if (UseMI->getOpcode() == PPC::ISEL ||
1779                  UseMI->getOpcode() == PPC::ISEL8) {
1780         unsigned SubIdx = UseMI->getOperand(3).getSubReg();
1781         if (SubIdx != PPC::sub_eq)
1782           return false;
1783       } else
1784         return false;
1785     }
1786   }
1787
1788   MachineBasicBlock::iterator I = CmpInstr;
1789
1790   // Scan forward to find the first use of the compare.
1791   for (MachineBasicBlock::iterator EL = CmpInstr->getParent()->end();
1792        I != EL; ++I) {
1793     bool FoundUse = false;
1794     for (MachineRegisterInfo::use_instr_iterator J =MRI->use_instr_begin(CRReg),
1795          JE = MRI->use_instr_end(); J != JE; ++J)
1796       if (&*J == &*I) {
1797         FoundUse = true;
1798         break;
1799       }
1800
1801     if (FoundUse)
1802       break;
1803   }
1804
1805   // There are two possible candidates which can be changed to set CR[01].
1806   // One is MI, the other is a SUB instruction.
1807   // For CMPrr(r1,r2), we are looking for SUB(r1,r2) or SUB(r2,r1).
1808   MachineInstr *Sub = nullptr;
1809   if (SrcReg2 != 0)
1810     // MI is not a candidate for CMPrr.
1811     MI = nullptr;
1812   // FIXME: Conservatively refuse to convert an instruction which isn't in the
1813   // same BB as the comparison. This is to allow the check below to avoid calls
1814   // (and other explicit clobbers); instead we should really check for these
1815   // more explicitly (in at least a few predecessors).
1816   else if (MI->getParent() != CmpInstr->getParent() || Value != 0) {
1817     // PPC does not have a record-form SUBri.
1818     return false;
1819   }
1820
1821   // Search for Sub.
1822   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
1823   --I;
1824
1825   // Get ready to iterate backward from CmpInstr.
1826   MachineBasicBlock::iterator E = MI,
1827                               B = CmpInstr->getParent()->begin();
1828
1829   for (; I != E && !noSub; --I) {
1830     const MachineInstr &Instr = *I;
1831     unsigned IOpC = Instr.getOpcode();
1832
1833     if (&*I != CmpInstr && (
1834         Instr.modifiesRegister(PPC::CR0, TRI) ||
1835         Instr.readsRegister(PPC::CR0, TRI)))
1836       // This instruction modifies or uses the record condition register after
1837       // the one we want to change. While we could do this transformation, it
1838       // would likely not be profitable. This transformation removes one
1839       // instruction, and so even forcing RA to generate one move probably
1840       // makes it unprofitable.
1841       return false;
1842
1843     // Check whether CmpInstr can be made redundant by the current instruction.
1844     if ((OpC == PPC::CMPW || OpC == PPC::CMPLW ||
1845          OpC == PPC::CMPD || OpC == PPC::CMPLD) &&
1846         (IOpC == PPC::SUBF || IOpC == PPC::SUBF8) &&
1847         ((Instr.getOperand(1).getReg() == SrcReg &&
1848           Instr.getOperand(2).getReg() == SrcReg2) ||
1849         (Instr.getOperand(1).getReg() == SrcReg2 &&
1850          Instr.getOperand(2).getReg() == SrcReg))) {
1851       Sub = &*I;
1852       break;
1853     }
1854
1855     if (I == B)
1856       // The 'and' is below the comparison instruction.
1857       return false;
1858   }
1859
1860   // Return false if no candidates exist.
1861   if (!MI && !Sub)
1862     return false;
1863
1864   // The single candidate is called MI.
1865   if (!MI) MI = Sub;
1866
1867   int NewOpC = -1;
1868   MIOpC = MI->getOpcode();
1869   if (MIOpC == PPC::ANDIo || MIOpC == PPC::ANDIo8)
1870     NewOpC = MIOpC;
1871   else {
1872     NewOpC = PPC::getRecordFormOpcode(MIOpC);
1873     if (NewOpC == -1 && PPC::getNonRecordFormOpcode(MIOpC) != -1)
1874       NewOpC = MIOpC;
1875   }
1876
1877   // FIXME: On the non-embedded POWER architectures, only some of the record
1878   // forms are fast, and we should use only the fast ones.
1879
1880   // The defining instruction has a record form (or is already a record
1881   // form). It is possible, however, that we'll need to reverse the condition
1882   // code of the users.
1883   if (NewOpC == -1)
1884     return false;
1885
1886   SmallVector<std::pair<MachineOperand*, PPC::Predicate>, 4> PredsToUpdate;
1887   SmallVector<std::pair<MachineOperand*, unsigned>, 4> SubRegsToUpdate;
1888
1889   // If we have SUB(r1, r2) and CMP(r2, r1), the condition code based on CMP
1890   // needs to be updated to be based on SUB.  Push the condition code
1891   // operands to OperandsToUpdate.  If it is safe to remove CmpInstr, the
1892   // condition code of these operands will be modified.
1893   bool ShouldSwap = false;
1894   if (Sub) {
1895     ShouldSwap = SrcReg2 != 0 && Sub->getOperand(1).getReg() == SrcReg2 &&
1896       Sub->getOperand(2).getReg() == SrcReg;
1897
1898     // The operands to subf are the opposite of sub, so only in the fixed-point
1899     // case, invert the order.
1900     ShouldSwap = !ShouldSwap;
1901   }
1902
1903   if (ShouldSwap)
1904     for (MachineRegisterInfo::use_instr_iterator
1905          I = MRI->use_instr_begin(CRReg), IE = MRI->use_instr_end();
1906          I != IE; ++I) {
1907       MachineInstr *UseMI = &*I;
1908       if (UseMI->getOpcode() == PPC::BCC) {
1909         PPC::Predicate Pred = (PPC::Predicate) UseMI->getOperand(0).getImm();
1910         assert((!equalityOnly ||
1911                 Pred == PPC::PRED_EQ || Pred == PPC::PRED_NE) &&
1912                "Invalid predicate for equality-only optimization");
1913         PredsToUpdate.push_back(std::make_pair(&(UseMI->getOperand(0)),
1914                                 PPC::getSwappedPredicate(Pred)));
1915       } else if (UseMI->getOpcode() == PPC::ISEL ||
1916                  UseMI->getOpcode() == PPC::ISEL8) {
1917         unsigned NewSubReg = UseMI->getOperand(3).getSubReg();
1918         assert((!equalityOnly || NewSubReg == PPC::sub_eq) &&
1919                "Invalid CR bit for equality-only optimization");
1920
1921         if (NewSubReg == PPC::sub_lt)
1922           NewSubReg = PPC::sub_gt;
1923         else if (NewSubReg == PPC::sub_gt)
1924           NewSubReg = PPC::sub_lt;
1925
1926         SubRegsToUpdate.push_back(std::make_pair(&(UseMI->getOperand(3)),
1927                                                  NewSubReg));
1928       } else // We need to abort on a user we don't understand.
1929         return false;
1930     }
1931
1932   // Create a new virtual register to hold the value of the CR set by the
1933   // record-form instruction. If the instruction was not previously in
1934   // record form, then set the kill flag on the CR.
1935   CmpInstr->eraseFromParent();
1936
1937   MachineBasicBlock::iterator MII = MI;
1938   BuildMI(*MI->getParent(), std::next(MII), MI->getDebugLoc(),
1939           get(TargetOpcode::COPY), CRReg)
1940     .addReg(PPC::CR0, MIOpC != NewOpC ? RegState::Kill : 0);
1941
1942   if (MIOpC != NewOpC) {
1943     // We need to be careful here: we're replacing one instruction with
1944     // another, and we need to make sure that we get all of the right
1945     // implicit uses and defs. On the other hand, the caller may be holding
1946     // an iterator to this instruction, and so we can't delete it (this is
1947     // specifically the case if this is the instruction directly after the
1948     // compare).
1949
1950     const MCInstrDesc &NewDesc = get(NewOpC);
1951     MI->setDesc(NewDesc);
1952
1953     if (NewDesc.ImplicitDefs)
1954       for (const uint16_t *ImpDefs = NewDesc.getImplicitDefs();
1955            *ImpDefs; ++ImpDefs)
1956         if (!MI->definesRegister(*ImpDefs))
1957           MI->addOperand(*MI->getParent()->getParent(),
1958                          MachineOperand::CreateReg(*ImpDefs, true, true));
1959     if (NewDesc.ImplicitUses)
1960       for (const uint16_t *ImpUses = NewDesc.getImplicitUses();
1961            *ImpUses; ++ImpUses)
1962         if (!MI->readsRegister(*ImpUses))
1963           MI->addOperand(*MI->getParent()->getParent(),
1964                          MachineOperand::CreateReg(*ImpUses, false, true));
1965   }
1966
1967   // Modify the condition code of operands in OperandsToUpdate.
1968   // Since we have SUB(r1, r2) and CMP(r2, r1), the condition code needs to
1969   // be changed from r2 > r1 to r1 < r2, from r2 < r1 to r1 > r2, etc.
1970   for (unsigned i = 0, e = PredsToUpdate.size(); i < e; i++)
1971     PredsToUpdate[i].first->setImm(PredsToUpdate[i].second);
1972
1973   for (unsigned i = 0, e = SubRegsToUpdate.size(); i < e; i++)
1974     SubRegsToUpdate[i].first->setSubReg(SubRegsToUpdate[i].second);
1975
1976   return true;
1977 }
1978
1979 /// GetInstSize - Return the number of bytes of code the specified
1980 /// instruction may be.  This returns the maximum number of bytes.
1981 ///
1982 unsigned PPCInstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
1983   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
1984
1985   if (Opcode == PPC::INLINEASM) {
1986     const MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
1987     const char *AsmStr = MI->getOperand(0).getSymbolName();
1988     return getInlineAsmLength(AsmStr, *MF->getTarget().getMCAsmInfo());
1989   } else if (Opcode == TargetOpcode::STACKMAP) {
1990     return MI->getOperand(1).getImm();
1991   } else if (Opcode == TargetOpcode::PATCHPOINT) {
1992     PatchPointOpers Opers(MI);
1993     return Opers.getMetaOper(PatchPointOpers::NBytesPos).getImm();
1994   } else {
1995     const MCInstrDesc &Desc = get(Opcode);
1996     return Desc.getSize();
1997   }
1998 }
1999
2000 std::pair<unsigned, unsigned>
2001 PPCInstrInfo::decomposeMachineOperandsTargetFlags(unsigned TF) const {
2002   const unsigned Mask = PPCII::MO_ACCESS_MASK;
2003   return std::make_pair(TF & Mask, TF & ~Mask);
2004 }
2005
2006 ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
2007 PPCInstrInfo::getSerializableDirectMachineOperandTargetFlags() const {
2008   using namespace PPCII;
2009   static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
2010       {MO_LO, "ppc-lo"},
2011       {MO_HA, "ppc-ha"},
2012       {MO_TPREL_LO, "ppc-tprel-lo"},
2013       {MO_TPREL_HA, "ppc-tprel-ha"},
2014       {MO_DTPREL_LO, "ppc-dtprel-lo"},
2015       {MO_TLSLD_LO, "ppc-tlsld-lo"},
2016       {MO_TOC_LO, "ppc-toc-lo"},
2017       {MO_TLS, "ppc-tls"}};
2018   return makeArrayRef(TargetFlags);
2019 }
2020
2021 ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
2022 PPCInstrInfo::getSerializableBitmaskMachineOperandTargetFlags() const {
2023   using namespace PPCII;
2024   static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
2025       {MO_PLT_OR_STUB, "ppc-plt-or-stub"},
2026       {MO_PIC_FLAG, "ppc-pic"},
2027       {MO_NLP_FLAG, "ppc-nlp"},
2028       {MO_NLP_HIDDEN_FLAG, "ppc-nlp-hidden"}};
2029   return makeArrayRef(TargetFlags);
2030 }
2031