lib/Target/SystemZ/SystemZISelLowering.cpp

   1 //===-- SystemZISelLowering.cpp - SystemZ DAG lowering implementation -----===//
   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 SystemZTargetLowering class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZISelLowering.h"
  15 #include "SystemZCallingConv.h"
  16 #include "SystemZConstantPoolValue.h"
  17 #include "SystemZMachineFunctionInfo.h"
  18 #include "SystemZTargetMachine.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/CallingConvLower.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/TargetLoweringObjectFileImpl.h"
  23 #include <cctype>
  24
  25 using namespace llvm;
  26
  27 #define DEBUG_TYPE "systemz-lower"
  28
  29 namespace {
  30 // Represents a sequence for extracting a 0/1 value from an IPM result:
  31 // (((X ^ XORValue) + AddValue) >> Bit)
  32 struct IPMConversion {
  33   IPMConversion(unsigned xorValue, int64_t addValue, unsigned bit)
  34     : XORValue(xorValue), AddValue(addValue), Bit(bit) {}
  35
  36   int64_t XORValue;
  37   int64_t AddValue;
  38   unsigned Bit;
  39 };
  40
  41 // Represents information about a comparison.
  42 struct Comparison {
  43   Comparison(SDValue Op0In, SDValue Op1In)
  44     : Op0(Op0In), Op1(Op1In), Opcode(0), ICmpType(0), CCValid(0), CCMask(0) {}
  45
  46   // The operands to the comparison.
  47   SDValue Op0, Op1;
  48
  49   // The opcode that should be used to compare Op0 and Op1.
  50   unsigned Opcode;
  51
  52   // A SystemZICMP value.  Only used for integer comparisons.
  53   unsigned ICmpType;
  54
  55   // The mask of CC values that Opcode can produce.
  56   unsigned CCValid;
  57
  58   // The mask of CC values for which the original condition is true.
  59   unsigned CCMask;
  60 };
  61 } // end anonymous namespace
  62
  63 // Classify VT as either 32 or 64 bit.
  64 static bool is32Bit(EVT VT) {
  65   switch (VT.getSimpleVT().SimpleTy) {
  66   case MVT::i32:
  67     return true;
  68   case MVT::i64:
  69     return false;
  70   default:
  71     llvm_unreachable("Unsupported type");
  72   }
  73 }
  74
  75 // Return a version of MachineOperand that can be safely used before the
  76 // final use.
  77 static MachineOperand earlyUseOperand(MachineOperand Op) {
  78   if (Op.isReg())
  79     Op.setIsKill(false);
  80   return Op;
  81 }
  82
  83 SystemZTargetLowering::SystemZTargetLowering(const TargetMachine &tm)
  84     : TargetLowering(tm),
  85       Subtarget(tm.getSubtarget<SystemZSubtarget>()) {
  86   MVT PtrVT = getPointerTy();
  87
  88   // Set up the register classes.
  89   if (Subtarget.hasHighWord())
  90     addRegisterClass(MVT::i32, &SystemZ::GRX32BitRegClass);
  91   else
  92     addRegisterClass(MVT::i32, &SystemZ::GR32BitRegClass);
  93   addRegisterClass(MVT::i64,  &SystemZ::GR64BitRegClass);
  94   addRegisterClass(MVT::f32,  &SystemZ::FP32BitRegClass);
  95   addRegisterClass(MVT::f64,  &SystemZ::FP64BitRegClass);
  96   addRegisterClass(MVT::f128, &SystemZ::FP128BitRegClass);
  97
  98   // Compute derived properties from the register classes
  99   computeRegisterProperties();
 100
 101   // Set up special registers.
 102   setExceptionPointerRegister(SystemZ::R6D);
 103   setExceptionSelectorRegister(SystemZ::R7D);
 104   setStackPointerRegisterToSaveRestore(SystemZ::R15D);
 105
 106   // TODO: It may be better to default to latency-oriented scheduling, however
 107   // LLVM's current latency-oriented scheduler can't handle physreg definitions
 108   // such as SystemZ has with CC, so set this to the register-pressure
 109   // scheduler, because it can.
 110   setSchedulingPreference(Sched::RegPressure);
 111
 112   setBooleanContents(ZeroOrOneBooleanContent);
 113   setBooleanVectorContents(ZeroOrOneBooleanContent); // FIXME: Is this correct?
 114
 115   // Instructions are strings of 2-byte aligned 2-byte values.
 116   setMinFunctionAlignment(2);
 117
 118   // Handle operations that are handled in a similar way for all types.
 119   for (unsigned I = MVT::FIRST_INTEGER_VALUETYPE;
 120        I <= MVT::LAST_FP_VALUETYPE;
 121        ++I) {
 122     MVT VT = MVT::SimpleValueType(I);
 123     if (isTypeLegal(VT)) {
 124       // Lower SET_CC into an IPM-based sequence.
 125       setOperationAction(ISD::SETCC, VT, Custom);
 126
 127       // Expand SELECT(C, A, B) into SELECT_CC(X, 0, A, B, NE).
 128       setOperationAction(ISD::SELECT, VT, Expand);
 129
 130       // Lower SELECT_CC and BR_CC into separate comparisons and branches.
 131       setOperationAction(ISD::SELECT_CC, VT, Custom);
 132       setOperationAction(ISD::BR_CC,     VT, Custom);
 133     }
 134   }
 135
 136   // Expand jump table branches as address arithmetic followed by an
 137   // indirect jump.
 138   setOperationAction(ISD::BR_JT, MVT::Other, Expand);
 139
 140   // Expand BRCOND into a BR_CC (see above).
 141   setOperationAction(ISD::BRCOND, MVT::Other, Expand);
 142
 143   // Handle integer types.
 144   for (unsigned I = MVT::FIRST_INTEGER_VALUETYPE;
 145        I <= MVT::LAST_INTEGER_VALUETYPE;
 146        ++I) {
 147     MVT VT = MVT::SimpleValueType(I);
 148     if (isTypeLegal(VT)) {
 149       // Expand individual DIV and REMs into DIVREMs.
 150       setOperationAction(ISD::SDIV, VT, Expand);
 151       setOperationAction(ISD::UDIV, VT, Expand);
 152       setOperationAction(ISD::SREM, VT, Expand);
 153       setOperationAction(ISD::UREM, VT, Expand);
 154       setOperationAction(ISD::SDIVREM, VT, Custom);
 155       setOperationAction(ISD::UDIVREM, VT, Custom);
 156
 157       // Lower ATOMIC_LOAD and ATOMIC_STORE into normal volatile loads and
 158       // stores, putting a serialization instruction after the stores.
 159       setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD,  VT, Custom);
 160       setOperationAction(ISD::ATOMIC_STORE, VT, Custom);
 161
 162       // Lower ATOMIC_LOAD_SUB into ATOMIC_LOAD_ADD if LAA and LAAG are
 163       // available, or if the operand is constant.
 164       setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_SUB, VT, Custom);
 165
 166       // No special instructions for these.
 167       setOperationAction(ISD::CTPOP,           VT, Expand);
 168       setOperationAction(ISD::CTTZ,            VT, Expand);
 169       setOperationAction(ISD::CTTZ_ZERO_UNDEF, VT, Expand);
 170       setOperationAction(ISD::CTLZ_ZERO_UNDEF, VT, Expand);
 171       setOperationAction(ISD::ROTR,            VT, Expand);
 172
 173       // Use *MUL_LOHI where possible instead of MULH*.
 174       setOperationAction(ISD::MULHS, VT, Expand);
 175       setOperationAction(ISD::MULHU, VT, Expand);
 176       setOperationAction(ISD::SMUL_LOHI, VT, Custom);
 177       setOperationAction(ISD::UMUL_LOHI, VT, Custom);
 178
 179       // Only z196 and above have native support for conversions to unsigned.
 180       if (!Subtarget.hasFPExtension())
 181         setOperationAction(ISD::FP_TO_UINT, VT, Expand);
 182     }
 183   }
 184
 185   // Type legalization will convert 8- and 16-bit atomic operations into
 186   // forms that operate on i32s (but still keeping the original memory VT).
 187   // Lower them into full i32 operations.
 188   setOperationAction(ISD::ATOMIC_SWAP,      MVT::i32, Custom);
 189   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_ADD,  MVT::i32, Custom);
 190   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_SUB,  MVT::i32, Custom);
 191   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_AND,  MVT::i32, Custom);
 192   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_OR,   MVT::i32, Custom);
 193   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_XOR,  MVT::i32, Custom);
 194   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_NAND, MVT::i32, Custom);
 195   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_MIN,  MVT::i32, Custom);
 196   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_MAX,  MVT::i32, Custom);
 197   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_UMIN, MVT::i32, Custom);
 198   setOperationAction(ISD::ATOMIC_LOAD_UMAX, MVT::i32, Custom);
 199   setOperationAction(ISD::ATOMIC_CMP_SWAP,  MVT::i32, Custom);
 200
 201   // z10 has instructions for signed but not unsigned FP conversion.
 202   // Handle unsigned 32-bit types as signed 64-bit types.
 203   if (!Subtarget.hasFPExtension()) {
 204     setOperationAction(ISD::UINT_TO_FP, MVT::i32, Promote);
 205     setOperationAction(ISD::UINT_TO_FP, MVT::i64, Expand);
 206   }
 207
 208   // We have native support for a 64-bit CTLZ, via FLOGR.
 209   setOperationAction(ISD::CTLZ, MVT::i32, Promote);
 210   setOperationAction(ISD::CTLZ, MVT::i64, Legal);
 211
 212   // Give LowerOperation the chance to replace 64-bit ORs with subregs.
 213   setOperationAction(ISD::OR, MVT::i64, Custom);
 214
 215   // FIXME: Can we support these natively?
 216   setOperationAction(ISD::SRL_PARTS, MVT::i64, Expand);
 217   setOperationAction(ISD::SHL_PARTS, MVT::i64, Expand);
 218   setOperationAction(ISD::SRA_PARTS, MVT::i64, Expand);
 219
 220   // We have native instructions for i8, i16 and i32 extensions, but not i1.
 221   setOperationAction(ISD::SIGN_EXTEND_INREG, MVT::i1, Expand);
 222   for (MVT VT : MVT::integer_valuetypes()) {
 223     setLoadExtAction(ISD::SEXTLOAD, VT, MVT::i1, Promote);
 224     setLoadExtAction(ISD::ZEXTLOAD, VT, MVT::i1, Promote);
 225     setLoadExtAction(ISD::EXTLOAD,  VT, MVT::i1, Promote);
 226   }
 227
 228   // Handle the various types of symbolic address.
 229   setOperationAction(ISD::ConstantPool,     PtrVT, Custom);
 230   setOperationAction(ISD::GlobalAddress,    PtrVT, Custom);
 231   setOperationAction(ISD::GlobalTLSAddress, PtrVT, Custom);
 232   setOperationAction(ISD::BlockAddress,     PtrVT, Custom);
 233   setOperationAction(ISD::JumpTable,        PtrVT, Custom);
 234
 235   // We need to handle dynamic allocations specially because of the
 236   // 160-byte area at the bottom of the stack.
 237   setOperationAction(ISD::DYNAMIC_STACKALLOC, PtrVT, Custom);
 238
 239   // Use custom expanders so that we can force the function to use
 240   // a frame pointer.
 241   setOperationAction(ISD::STACKSAVE,    MVT::Other, Custom);
 242   setOperationAction(ISD::STACKRESTORE, MVT::Other, Custom);
 243
 244   // Handle prefetches with PFD or PFDRL.
 245   setOperationAction(ISD::PREFETCH, MVT::Other, Custom);
 246
 247   // Handle floating-point types.
 248   for (unsigned I = MVT::FIRST_FP_VALUETYPE;
 249        I <= MVT::LAST_FP_VALUETYPE;
 250        ++I) {
 251     MVT VT = MVT::SimpleValueType(I);
 252     if (isTypeLegal(VT)) {
 253       // We can use FI for FRINT.
 254       setOperationAction(ISD::FRINT, VT, Legal);
 255
 256       // We can use the extended form of FI for other rounding operations.
 257       if (Subtarget.hasFPExtension()) {
 258         setOperationAction(ISD::FNEARBYINT, VT, Legal);
 259         setOperationAction(ISD::FFLOOR, VT, Legal);
 260         setOperationAction(ISD::FCEIL, VT, Legal);
 261         setOperationAction(ISD::FTRUNC, VT, Legal);
 262         setOperationAction(ISD::FROUND, VT, Legal);
 263       }
 264
 265       // No special instructions for these.
 266       setOperationAction(ISD::FSIN, VT, Expand);
 267       setOperationAction(ISD::FCOS, VT, Expand);
 268       setOperationAction(ISD::FREM, VT, Expand);
 269     }
 270   }
 271
 272   // We have fused multiply-addition for f32 and f64 but not f128.
 273   setOperationAction(ISD::FMA, MVT::f32,  Legal);
 274   setOperationAction(ISD::FMA, MVT::f64,  Legal);
 275   setOperationAction(ISD::FMA, MVT::f128, Expand);
 276
 277   // Needed so that we don't try to implement f128 constant loads using
 278   // a load-and-extend of a f80 constant (in cases where the constant
 279   // would fit in an f80).
 280   for (MVT VT : MVT::fp_valuetypes())
 281     setLoadExtAction(ISD::EXTLOAD, VT, MVT::f80, Expand);
 282
 283   // Floating-point truncation and stores need to be done separately.
 284   setTruncStoreAction(MVT::f64,  MVT::f32, Expand);
 285   setTruncStoreAction(MVT::f128, MVT::f32, Expand);
 286   setTruncStoreAction(MVT::f128, MVT::f64, Expand);
 287
 288   // We have 64-bit FPR<->GPR moves, but need special handling for
 289   // 32-bit forms.
 290   setOperationAction(ISD::BITCAST, MVT::i32, Custom);
 291   setOperationAction(ISD::BITCAST, MVT::f32, Custom);
 292
 293   // VASTART and VACOPY need to deal with the SystemZ-specific varargs
 294   // structure, but VAEND is a no-op.
 295   setOperationAction(ISD::VASTART, MVT::Other, Custom);
 296   setOperationAction(ISD::VACOPY,  MVT::Other, Custom);
 297   setOperationAction(ISD::VAEND,   MVT::Other, Expand);
 298
 299   // Codes for which we want to perform some z-specific combinations.
 300   setTargetDAGCombine(ISD::SIGN_EXTEND);
 301
 302   // We want to use MVC in preference to even a single load/store pair.
 303   MaxStoresPerMemcpy = 0;
 304   MaxStoresPerMemcpyOptSize = 0;
 305
 306   // The main memset sequence is a byte store followed by an MVC.
 307   // Two STC or MV..I stores win over that, but the kind of fused stores
 308   // generated by target-independent code don't when the byte value is
 309   // variable.  E.g.  "STC <reg>;MHI <reg>,257;STH <reg>" is not better
 310   // than "STC;MVC".  Handle the choice in target-specific code instead.
 311   MaxStoresPerMemset = 0;
 312   MaxStoresPerMemsetOptSize = 0;
 313 }
 314
 315 EVT SystemZTargetLowering::getSetCCResultType(LLVMContext &, EVT VT) const {
 316   if (!VT.isVector())
 317     return MVT::i32;
 318   return VT.changeVectorElementTypeToInteger();
 319 }
 320
 321 bool SystemZTargetLowering::isFMAFasterThanFMulAndFAdd(EVT VT) const {
 322   VT = VT.getScalarType();
 323
 324   if (!VT.isSimple())
 325     return false;
 326
 327   switch (VT.getSimpleVT().SimpleTy) {
 328   case MVT::f32:
 329   case MVT::f64:
 330     return true;
 331   case MVT::f128:
 332     return false;
 333   default:
 334     break;
 335   }
 336
 337   return false;
 338 }
 339
 340 bool SystemZTargetLowering::isFPImmLegal(const APFloat &Imm, EVT VT) const {
 341   // We can load zero using LZ?R and negative zero using LZ?R;LC?BR.
 342   return Imm.isZero() || Imm.isNegZero();
 343 }
 344
 345 bool SystemZTargetLowering::allowsMisalignedMemoryAccesses(EVT VT,
 346                                                            unsigned,
 347                                                            unsigned,
 348                                                            bool *Fast) const {
 349   // Unaligned accesses should never be slower than the expanded version.
 350   // We check specifically for aligned accesses in the few cases where
 351   // they are required.
 352   if (Fast)
 353     *Fast = true;
 354   return true;
 355 }
 356
 357 bool SystemZTargetLowering::isLegalAddressingMode(const AddrMode &AM,
 358                                                   Type *Ty) const {
 359   // Punt on globals for now, although they can be used in limited
 360   // RELATIVE LONG cases.
 361   if (AM.BaseGV)
 362     return false;
 363
 364   // Require a 20-bit signed offset.
 365   if (!isInt<20>(AM.BaseOffs))
 366     return false;
 367
 368   // Indexing is OK but no scale factor can be applied.
 369   return AM.Scale == 0 || AM.Scale == 1;
 370 }
 371
 372 bool SystemZTargetLowering::isTruncateFree(Type *FromType, Type *ToType) const {
 373   if (!FromType->isIntegerTy() || !ToType->isIntegerTy())
 374     return false;
 375   unsigned FromBits = FromType->getPrimitiveSizeInBits();
 376   unsigned ToBits = ToType->getPrimitiveSizeInBits();
 377   return FromBits > ToBits;
 378 }
 379
 380 bool SystemZTargetLowering::isTruncateFree(EVT FromVT, EVT ToVT) const {
 381   if (!FromVT.isInteger() || !ToVT.isInteger())
 382     return false;
 383   unsigned FromBits = FromVT.getSizeInBits();
 384   unsigned ToBits = ToVT.getSizeInBits();
 385   return FromBits > ToBits;
 386 }
 387
 388 //===----------------------------------------------------------------------===//
 389 // Inline asm support
 390 //===----------------------------------------------------------------------===//
 391
 392 TargetLowering::ConstraintType
 393 SystemZTargetLowering::getConstraintType(const std::string &Constraint) const {
 394   if (Constraint.size() == 1) {
 395     switch (Constraint[0]) {
 396     case 'a': // Address register
 397     case 'd': // Data register (equivalent to 'r')
 398     case 'f': // Floating-point register
 399     case 'h': // High-part register
 400     case 'r': // General-purpose register
 401       return C_RegisterClass;
 402
 403     case 'Q': // Memory with base and unsigned 12-bit displacement
 404     case 'R': // Likewise, plus an index
 405     case 'S': // Memory with base and signed 20-bit displacement
 406     case 'T': // Likewise, plus an index
 407     case 'm': // Equivalent to 'T'.
 408       return C_Memory;
 409
 410     case 'I': // Unsigned 8-bit constant
 411     case 'J': // Unsigned 12-bit constant
 412     case 'K': // Signed 16-bit constant
 413     case 'L': // Signed 20-bit displacement (on all targets we support)
 414     case 'M': // 0x7fffffff
 415       return C_Other;
 416
 417     default:
 418       break;
 419     }
 420   }
 421   return TargetLowering::getConstraintType(Constraint);
 422 }
 423
 424 TargetLowering::ConstraintWeight SystemZTargetLowering::
 425 getSingleConstraintMatchWeight(AsmOperandInfo &info,
 426                                const char *constraint) const {
 427   ConstraintWeight weight = CW_Invalid;
 428   Value *CallOperandVal = info.CallOperandVal;
 429   // If we don't have a value, we can't do a match,
 430   // but allow it at the lowest weight.
 431   if (!CallOperandVal)
 432     return CW_Default;
 433   Type *type = CallOperandVal->getType();
 434   // Look at the constraint type.
 435   switch (*constraint) {
 436   default:
 437     weight = TargetLowering::getSingleConstraintMatchWeight(info, constraint);
 438     break;
 439
 440   case 'a': // Address register
 441   case 'd': // Data register (equivalent to 'r')
 442   case 'h': // High-part register
 443   case 'r': // General-purpose register
 444     if (CallOperandVal->getType()->isIntegerTy())
 445       weight = CW_Register;
 446     break;
 447
 448   case 'f': // Floating-point register
 449     if (type->isFloatingPointTy())
 450       weight = CW_Register;
 451     break;
 452
 453   case 'I': // Unsigned 8-bit constant
 454     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(CallOperandVal))
 455       if (isUInt<8>(C->getZExtValue()))
 456         weight = CW_Constant;
 457     break;
 458
 459   case 'J': // Unsigned 12-bit constant
 460     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(CallOperandVal))
 461       if (isUInt<12>(C->getZExtValue()))
 462         weight = CW_Constant;
 463     break;
 464
 465   case 'K': // Signed 16-bit constant
 466     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(CallOperandVal))
 467       if (isInt<16>(C->getSExtValue()))
 468         weight = CW_Constant;
 469     break;
 470
 471   case 'L': // Signed 20-bit displacement (on all targets we support)
 472     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(CallOperandVal))
 473       if (isInt<20>(C->getSExtValue()))
 474         weight = CW_Constant;
 475     break;
 476
 477   case 'M': // 0x7fffffff
 478     if (auto *C = dyn_cast<ConstantInt>(CallOperandVal))
 479       if (C->getZExtValue() == 0x7fffffff)
 480         weight = CW_Constant;
 481     break;
 482   }
 483   return weight;
 484 }
 485
 486 // Parse a "{tNNN}" register constraint for which the register type "t"
 487 // has already been verified.  MC is the class associated with "t" and
 488 // Map maps 0-based register numbers to LLVM register numbers.
 489 static std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *>
 490 parseRegisterNumber(const std::string &Constraint,
 491                     const TargetRegisterClass *RC, const unsigned *Map) {
 492   assert(*(Constraint.end()-1) == '}' && "Missing '}'");
 493   if (isdigit(Constraint[2])) {
 494     std::string Suffix(Constraint.data() + 2, Constraint.size() - 2);
 495     unsigned Index = atoi(Suffix.c_str());
 496     if (Index < 16 && Map[Index])
 497       return std::make_pair(Map[Index], RC);
 498   }
 499   return std::make_pair(0U, nullptr);
 500 }
 501
 502 std::pair<unsigned, const TargetRegisterClass *> SystemZTargetLowering::
 503 getRegForInlineAsmConstraint(const std::string &Constraint, MVT VT) const {
 504   if (Constraint.size() == 1) {
 505     // GCC Constraint Letters
 506     switch (Constraint[0]) {
 507     default: break;
 508     case 'd': // Data register (equivalent to 'r')
 509     case 'r': // General-purpose register
 510       if (VT == MVT::i64)
 511         return std::make_pair(0U, &SystemZ::GR64BitRegClass);
 512       else if (VT == MVT::i128)
 513         return std::make_pair(0U, &SystemZ::GR128BitRegClass);
 514       return std::make_pair(0U, &SystemZ::GR32BitRegClass);
 515
 516     case 'a': // Address register
 517       if (VT == MVT::i64)
 518         return std::make_pair(0U, &SystemZ::ADDR64BitRegClass);
 519       else if (VT == MVT::i128)
 520         return std::make_pair(0U, &SystemZ::ADDR128BitRegClass);
 521       return std::make_pair(0U, &SystemZ::ADDR32BitRegClass);
 522
 523     case 'h': // High-part register (an LLVM extension)
 524       return std::make_pair(0U, &SystemZ::GRH32BitRegClass);
 525
 526     case 'f': // Floating-point register
 527       if (VT == MVT::f64)
 528         return std::make_pair(0U, &SystemZ::FP64BitRegClass);
 529       else if (VT == MVT::f128)
 530         return std::make_pair(0U, &SystemZ::FP128BitRegClass);
 531       return std::make_pair(0U, &SystemZ::FP32BitRegClass);
 532     }
 533   }
 534   if (Constraint[0] == '{') {
 535     // We need to override the default register parsing for GPRs and FPRs
 536     // because the interpretation depends on VT.  The internal names of
 537     // the registers are also different from the external names
 538     // (F0D and F0S instead of F0, etc.).
 539     if (Constraint[1] == 'r') {
 540       if (VT == MVT::i32)
 541         return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::GR32BitRegClass,
 542                                    SystemZMC::GR32Regs);
 543       if (VT == MVT::i128)
 544         return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::GR128BitRegClass,
 545                                    SystemZMC::GR128Regs);
 546       return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::GR64BitRegClass,
 547                                  SystemZMC::GR64Regs);
 548     }
 549     if (Constraint[1] == 'f') {
 550       if (VT == MVT::f32)
 551         return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::FP32BitRegClass,
 552                                    SystemZMC::FP32Regs);
 553       if (VT == MVT::f128)
 554         return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::FP128BitRegClass,
 555                                    SystemZMC::FP128Regs);
 556       return parseRegisterNumber(Constraint, &SystemZ::FP64BitRegClass,
 557                                  SystemZMC::FP64Regs);
 558     }
 559   }
 560   return TargetLowering::getRegForInlineAsmConstraint(Constraint, VT);
 561 }
 562
 563 void SystemZTargetLowering::
 564 LowerAsmOperandForConstraint(SDValue Op, std::string &Constraint,
 565                              std::vector<SDValue> &Ops,
 566                              SelectionDAG &DAG) const {
 567   // Only support length 1 constraints for now.
 568   if (Constraint.length() == 1) {
 569     switch (Constraint[0]) {
 570     case 'I': // Unsigned 8-bit constant
 571       if (auto *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op))
 572         if (isUInt<8>(C->getZExtValue()))
 573           Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(C->getZExtValue(),
 574                                               Op.getValueType()));
 575       return;
 576
 577     case 'J': // Unsigned 12-bit constant
 578       if (auto *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op))
 579         if (isUInt<12>(C->getZExtValue()))
 580           Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(C->getZExtValue(),
 581                                               Op.getValueType()));
 582       return;
 583
 584     case 'K': // Signed 16-bit constant
 585       if (auto *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op))
 586         if (isInt<16>(C->getSExtValue()))
 587           Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(C->getSExtValue(),
 588                                               Op.getValueType()));
 589       return;
 590
 591     case 'L': // Signed 20-bit displacement (on all targets we support)
 592       if (auto *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op))
 593         if (isInt<20>(C->getSExtValue()))
 594           Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(C->getSExtValue(),
 595                                               Op.getValueType()));
 596       return;
 597
 598     case 'M': // 0x7fffffff
 599       if (auto *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Op))
 600         if (C->getZExtValue() == 0x7fffffff)
 601           Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(C->getZExtValue(),
 602                                               Op.getValueType()));
 603       return;
 604     }
 605   }
 606   TargetLowering::LowerAsmOperandForConstraint(Op, Constraint, Ops, DAG);
 607 }
 608
 609 //===----------------------------------------------------------------------===//
 610 // Calling conventions
 611 //===----------------------------------------------------------------------===//
 612
 613 #include "SystemZGenCallingConv.inc"
 614
 615 bool SystemZTargetLowering::allowTruncateForTailCall(Type *FromType,
 616                                                      Type *ToType) const {
 617   return isTruncateFree(FromType, ToType);
 618 }
 619
 620 bool SystemZTargetLowering::mayBeEmittedAsTailCall(CallInst *CI) const {
 621   if (!CI->isTailCall())
 622     return false;
 623   return true;
 624 }
 625
 626 // Value is a value that has been passed to us in the location described by VA
 627 // (and so has type VA.getLocVT()).  Convert Value to VA.getValVT(), chaining
 628 // any loads onto Chain.
 629 static SDValue convertLocVTToValVT(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
 630                                    CCValAssign &VA, SDValue Chain,
 631                                    SDValue Value) {
 632   // If the argument has been promoted from a smaller type, insert an
 633   // assertion to capture this.
 634   if (VA.getLocInfo() == CCValAssign::SExt)
 635     Value = DAG.getNode(ISD::AssertSext, DL, VA.getLocVT(), Value,
 636                         DAG.getValueType(VA.getValVT()));
 637   else if (VA.getLocInfo() == CCValAssign::ZExt)
 638     Value = DAG.getNode(ISD::AssertZext, DL, VA.getLocVT(), Value,
 639                         DAG.getValueType(VA.getValVT()));
 640
 641   if (VA.isExtInLoc())
 642     Value = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, VA.getValVT(), Value);
 643   else if (VA.getLocInfo() == CCValAssign::Indirect)
 644     Value = DAG.getLoad(VA.getValVT(), DL, Chain, Value,
 645                         MachinePointerInfo(), false, false, false, 0);
 646   else
 647     assert(VA.getLocInfo() == CCValAssign::Full && "Unsupported getLocInfo");
 648   return Value;
 649 }
 650
 651 // Value is a value of type VA.getValVT() that we need to copy into
 652 // the location described by VA.  Return a copy of Value converted to
 653 // VA.getValVT().  The caller is responsible for handling indirect values.
 654 static SDValue convertValVTToLocVT(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
 655                                    CCValAssign &VA, SDValue Value) {
 656   switch (VA.getLocInfo()) {
 657   case CCValAssign::SExt:
 658     return DAG.getNode(ISD::SIGN_EXTEND, DL, VA.getLocVT(), Value);
 659   case CCValAssign::ZExt:
 660     return DAG.getNode(ISD::ZERO_EXTEND, DL, VA.getLocVT(), Value);
 661   case CCValAssign::AExt:
 662     return DAG.getNode(ISD::ANY_EXTEND, DL, VA.getLocVT(), Value);
 663   case CCValAssign::Full:
 664     return Value;
 665   default:
 666     llvm_unreachable("Unhandled getLocInfo()");
 667   }
 668 }
 669
 670 SDValue SystemZTargetLowering::
 671 LowerFormalArguments(SDValue Chain, CallingConv::ID CallConv, bool IsVarArg,
 672                      const SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins,
 673                      SDLoc DL, SelectionDAG &DAG,
 674                      SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
 675   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 676   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 677   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
 678   SystemZMachineFunctionInfo *FuncInfo =
 679     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
 680   auto *TFL = static_cast<const SystemZFrameLowering *>(
 681       DAG.getSubtarget().getFrameLowering());
 682
 683   // Assign locations to all of the incoming arguments.
 684   SmallVector<CCValAssign, 16> ArgLocs;
 685   CCState CCInfo(CallConv, IsVarArg, MF, ArgLocs, *DAG.getContext());
 686   CCInfo.AnalyzeFormalArguments(Ins, CC_SystemZ);
 687
 688   unsigned NumFixedGPRs = 0;
 689   unsigned NumFixedFPRs = 0;
 690   for (unsigned I = 0, E = ArgLocs.size(); I != E; ++I) {
 691     SDValue ArgValue;
 692     CCValAssign &VA = ArgLocs[I];
 693     EVT LocVT = VA.getLocVT();
 694     if (VA.isRegLoc()) {
 695       // Arguments passed in registers
 696       const TargetRegisterClass *RC;
 697       switch (LocVT.getSimpleVT().SimpleTy) {
 698       default:
 699         // Integers smaller than i64 should be promoted to i64.
 700         llvm_unreachable("Unexpected argument type");
 701       case MVT::i32:
 702         NumFixedGPRs += 1;
 703         RC = &SystemZ::GR32BitRegClass;
 704         break;
 705       case MVT::i64:
 706         NumFixedGPRs += 1;
 707         RC = &SystemZ::GR64BitRegClass;
 708         break;
 709       case MVT::f32:
 710         NumFixedFPRs += 1;
 711         RC = &SystemZ::FP32BitRegClass;
 712         break;
 713       case MVT::f64:
 714         NumFixedFPRs += 1;
 715         RC = &SystemZ::FP64BitRegClass;
 716         break;
 717       }
 718
 719       unsigned VReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
 720       MRI.addLiveIn(VA.getLocReg(), VReg);
 721       ArgValue = DAG.getCopyFromReg(Chain, DL, VReg, LocVT);
 722     } else {
 723       assert(VA.isMemLoc() && "Argument not register or memory");
 724
 725       // Create the frame index object for this incoming parameter.
 726       int FI = MFI->CreateFixedObject(LocVT.getSizeInBits() / 8,
 727                                       VA.getLocMemOffset(), true);
 728
 729       // Create the SelectionDAG nodes corresponding to a load
 730       // from this parameter.  Unpromoted ints and floats are
 731       // passed as right-justified 8-byte values.
 732       EVT PtrVT = getPointerTy();
 733       SDValue FIN = DAG.getFrameIndex(FI, PtrVT);
 734       if (VA.getLocVT() == MVT::i32 || VA.getLocVT() == MVT::f32)
 735         FIN = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, FIN, DAG.getIntPtrConstant(4));
 736       ArgValue = DAG.getLoad(LocVT, DL, Chain, FIN,
 737                              MachinePointerInfo::getFixedStack(FI),
 738                              false, false, false, 0);
 739     }
 740
 741     // Convert the value of the argument register into the value that's
 742     // being passed.
 743     InVals.push_back(convertLocVTToValVT(DAG, DL, VA, Chain, ArgValue));
 744   }
 745
 746   if (IsVarArg) {
 747     // Save the number of non-varargs registers for later use by va_start, etc.
 748     FuncInfo->setVarArgsFirstGPR(NumFixedGPRs);
 749     FuncInfo->setVarArgsFirstFPR(NumFixedFPRs);
 750
 751     // Likewise the address (in the form of a frame index) of where the
 752     // first stack vararg would be.  The 1-byte size here is arbitrary.
 753     int64_t StackSize = CCInfo.getNextStackOffset();
 754     FuncInfo->setVarArgsFrameIndex(MFI->CreateFixedObject(1, StackSize, true));
 755
 756     // ...and a similar frame index for the caller-allocated save area
 757     // that will be used to store the incoming registers.
 758     int64_t RegSaveOffset = TFL->getOffsetOfLocalArea();
 759     unsigned RegSaveIndex = MFI->CreateFixedObject(1, RegSaveOffset, true);
 760     FuncInfo->setRegSaveFrameIndex(RegSaveIndex);
 761
 762     // Store the FPR varargs in the reserved frame slots.  (We store the
 763     // GPRs as part of the prologue.)
 764     if (NumFixedFPRs < SystemZ::NumArgFPRs) {
 765       SDValue MemOps[SystemZ::NumArgFPRs];
 766       for (unsigned I = NumFixedFPRs; I < SystemZ::NumArgFPRs; ++I) {
 767         unsigned Offset = TFL->getRegSpillOffset(SystemZ::ArgFPRs[I]);
 768         int FI = MFI->CreateFixedObject(8, RegSaveOffset + Offset, true);
 769         SDValue FIN = DAG.getFrameIndex(FI, getPointerTy());
 770         unsigned VReg = MF.addLiveIn(SystemZ::ArgFPRs[I],
 771                                      &SystemZ::FP64BitRegClass);
 772         SDValue ArgValue = DAG.getCopyFromReg(Chain, DL, VReg, MVT::f64);
 773         MemOps[I] = DAG.getStore(ArgValue.getValue(1), DL, ArgValue, FIN,
 774                                  MachinePointerInfo::getFixedStack(FI),
 775                                  false, false, 0);
 776
 777       }
 778       // Join the stores, which are independent of one another.
 779       Chain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other,
 780                           makeArrayRef(&MemOps[NumFixedFPRs],
 781                                        SystemZ::NumArgFPRs-NumFixedFPRs));
 782     }
 783   }
 784
 785   return Chain;
 786 }
 787
 788 static bool canUseSiblingCall(const CCState &ArgCCInfo,
 789                               SmallVectorImpl<CCValAssign> &ArgLocs) {
 790   // Punt if there are any indirect or stack arguments, or if the call
 791   // needs the call-saved argument register R6.
 792   for (unsigned I = 0, E = ArgLocs.size(); I != E; ++I) {
 793     CCValAssign &VA = ArgLocs[I];
 794     if (VA.getLocInfo() == CCValAssign::Indirect)
 795       return false;
 796     if (!VA.isRegLoc())
 797       return false;
 798     unsigned Reg = VA.getLocReg();
 799     if (Reg == SystemZ::R6H || Reg == SystemZ::R6L || Reg == SystemZ::R6D)
 800       return false;
 801   }
 802   return true;
 803 }
 804
 805 SDValue
 806 SystemZTargetLowering::LowerCall(CallLoweringInfo &CLI,
 807                                  SmallVectorImpl<SDValue> &InVals) const {
 808   SelectionDAG &DAG = CLI.DAG;
 809   SDLoc &DL = CLI.DL;
 810   SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs = CLI.Outs;
 811   SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals = CLI.OutVals;
 812   SmallVectorImpl<ISD::InputArg> &Ins = CLI.Ins;
 813   SDValue Chain = CLI.Chain;
 814   SDValue Callee = CLI.Callee;
 815   bool &IsTailCall = CLI.IsTailCall;
 816   CallingConv::ID CallConv = CLI.CallConv;
 817   bool IsVarArg = CLI.IsVarArg;
 818   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 819   EVT PtrVT = getPointerTy();
 820
 821   // Analyze the operands of the call, assigning locations to each operand.
 822   SmallVector<CCValAssign, 16> ArgLocs;
 823   CCState ArgCCInfo(CallConv, IsVarArg, MF, ArgLocs, *DAG.getContext());
 824   ArgCCInfo.AnalyzeCallOperands(Outs, CC_SystemZ);
 825
 826   // We don't support GuaranteedTailCallOpt, only automatically-detected
 827   // sibling calls.
 828   if (IsTailCall && !canUseSiblingCall(ArgCCInfo, ArgLocs))
 829     IsTailCall = false;
 830
 831   // Get a count of how many bytes are to be pushed on the stack.
 832   unsigned NumBytes = ArgCCInfo.getNextStackOffset();
 833
 834   // Mark the start of the call.
 835   if (!IsTailCall)
 836     Chain = DAG.getCALLSEQ_START(Chain, DAG.getConstant(NumBytes, PtrVT, true),
 837                                  DL);
 838
 839   // Copy argument values to their designated locations.
 840   SmallVector<std::pair<unsigned, SDValue>, 9> RegsToPass;
 841   SmallVector<SDValue, 8> MemOpChains;
 842   SDValue StackPtr;
 843   for (unsigned I = 0, E = ArgLocs.size(); I != E; ++I) {
 844     CCValAssign &VA = ArgLocs[I];
 845     SDValue ArgValue = OutVals[I];
 846
 847     if (VA.getLocInfo() == CCValAssign::Indirect) {
 848       // Store the argument in a stack slot and pass its address.
 849       SDValue SpillSlot = DAG.CreateStackTemporary(VA.getValVT());
 850       int FI = cast<FrameIndexSDNode>(SpillSlot)->getIndex();
 851       MemOpChains.push_back(DAG.getStore(Chain, DL, ArgValue, SpillSlot,
 852                                          MachinePointerInfo::getFixedStack(FI),
 853                                          false, false, 0));
 854       ArgValue = SpillSlot;
 855     } else
 856       ArgValue = convertValVTToLocVT(DAG, DL, VA, ArgValue);
 857
 858     if (VA.isRegLoc())
 859       // Queue up the argument copies and emit them at the end.
 860       RegsToPass.push_back(std::make_pair(VA.getLocReg(), ArgValue));
 861     else {
 862       assert(VA.isMemLoc() && "Argument not register or memory");
 863
 864       // Work out the address of the stack slot.  Unpromoted ints and
 865       // floats are passed as right-justified 8-byte values.
 866       if (!StackPtr.getNode())
 867         StackPtr = DAG.getCopyFromReg(Chain, DL, SystemZ::R15D, PtrVT);
 868       unsigned Offset = SystemZMC::CallFrameSize + VA.getLocMemOffset();
 869       if (VA.getLocVT() == MVT::i32 || VA.getLocVT() == MVT::f32)
 870         Offset += 4;
 871       SDValue Address = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, StackPtr,
 872                                     DAG.getIntPtrConstant(Offset));
 873
 874       // Emit the store.
 875       MemOpChains.push_back(DAG.getStore(Chain, DL, ArgValue, Address,
 876                                          MachinePointerInfo(),
 877                                          false, false, 0));
 878     }
 879   }
 880
 881   // Join the stores, which are independent of one another.
 882   if (!MemOpChains.empty())
 883     Chain = DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, MemOpChains);
 884
 885   // Accept direct calls by converting symbolic call addresses to the
 886   // associated Target* opcodes.  Force %r1 to be used for indirect
 887   // tail calls.
 888   SDValue Glue;
 889   if (auto *G = dyn_cast<GlobalAddressSDNode>(Callee)) {
 890     Callee = DAG.getTargetGlobalAddress(G->getGlobal(), DL, PtrVT);
 891     Callee = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Callee);
 892   } else if (auto *E = dyn_cast<ExternalSymbolSDNode>(Callee)) {
 893     Callee = DAG.getTargetExternalSymbol(E->getSymbol(), PtrVT);
 894     Callee = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Callee);
 895   } else if (IsTailCall) {
 896     Chain = DAG.getCopyToReg(Chain, DL, SystemZ::R1D, Callee, Glue);
 897     Glue = Chain.getValue(1);
 898     Callee = DAG.getRegister(SystemZ::R1D, Callee.getValueType());
 899   }
 900
 901   // Build a sequence of copy-to-reg nodes, chained and glued together.
 902   for (unsigned I = 0, E = RegsToPass.size(); I != E; ++I) {
 903     Chain = DAG.getCopyToReg(Chain, DL, RegsToPass[I].first,
 904                              RegsToPass[I].second, Glue);
 905     Glue = Chain.getValue(1);
 906   }
 907
 908   // The first call operand is the chain and the second is the target address.
 909   SmallVector<SDValue, 8> Ops;
 910   Ops.push_back(Chain);
 911   Ops.push_back(Callee);
 912
 913   // Add argument registers to the end of the list so that they are
 914   // known live into the call.
 915   for (unsigned I = 0, E = RegsToPass.size(); I != E; ++I)
 916     Ops.push_back(DAG.getRegister(RegsToPass[I].first,
 917                                   RegsToPass[I].second.getValueType()));
 918
 919   // Add a register mask operand representing the call-preserved registers.
 920   const TargetRegisterInfo *TRI =
 921       getTargetMachine().getSubtargetImpl()->getRegisterInfo();
 922   const uint32_t *Mask = TRI->getCallPreservedMask(CallConv);
 923   assert(Mask && "Missing call preserved mask for calling convention");
 924   Ops.push_back(DAG.getRegisterMask(Mask));
 925
 926   // Glue the call to the argument copies, if any.
 927   if (Glue.getNode())
 928     Ops.push_back(Glue);
 929
 930   // Emit the call.
 931   SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
 932   if (IsTailCall)
 933     return DAG.getNode(SystemZISD::SIBCALL, DL, NodeTys, Ops);
 934   Chain = DAG.getNode(SystemZISD::CALL, DL, NodeTys, Ops);
 935   Glue = Chain.getValue(1);
 936
 937   // Mark the end of the call, which is glued to the call itself.
 938   Chain = DAG.getCALLSEQ_END(Chain,
 939                              DAG.getConstant(NumBytes, PtrVT, true),
 940                              DAG.getConstant(0, PtrVT, true),
 941                              Glue, DL);
 942   Glue = Chain.getValue(1);
 943
 944   // Assign locations to each value returned by this call.
 945   SmallVector<CCValAssign, 16> RetLocs;
 946   CCState RetCCInfo(CallConv, IsVarArg, MF, RetLocs, *DAG.getContext());
 947   RetCCInfo.AnalyzeCallResult(Ins, RetCC_SystemZ);
 948
 949   // Copy all of the result registers out of their specified physreg.
 950   for (unsigned I = 0, E = RetLocs.size(); I != E; ++I) {
 951     CCValAssign &VA = RetLocs[I];
 952
 953     // Copy the value out, gluing the copy to the end of the call sequence.
 954     SDValue RetValue = DAG.getCopyFromReg(Chain, DL, VA.getLocReg(),
 955                                           VA.getLocVT(), Glue);
 956     Chain = RetValue.getValue(1);
 957     Glue = RetValue.getValue(2);
 958
 959     // Convert the value of the return register into the value that's
 960     // being returned.
 961     InVals.push_back(convertLocVTToValVT(DAG, DL, VA, Chain, RetValue));
 962   }
 963
 964   return Chain;
 965 }
 966
 967 SDValue
 968 SystemZTargetLowering::LowerReturn(SDValue Chain,
 969                                    CallingConv::ID CallConv, bool IsVarArg,
 970                                    const SmallVectorImpl<ISD::OutputArg> &Outs,
 971                                    const SmallVectorImpl<SDValue> &OutVals,
 972                                    SDLoc DL, SelectionDAG &DAG) const {
 973   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
 974
 975   // Assign locations to each returned value.
 976   SmallVector<CCValAssign, 16> RetLocs;
 977   CCState RetCCInfo(CallConv, IsVarArg, MF, RetLocs, *DAG.getContext());
 978   RetCCInfo.AnalyzeReturn(Outs, RetCC_SystemZ);
 979
 980   // Quick exit for void returns
 981   if (RetLocs.empty())
 982     return DAG.getNode(SystemZISD::RET_FLAG, DL, MVT::Other, Chain);
 983
 984   // Copy the result values into the output registers.
 985   SDValue Glue;
 986   SmallVector<SDValue, 4> RetOps;
 987   RetOps.push_back(Chain);
 988   for (unsigned I = 0, E = RetLocs.size(); I != E; ++I) {
 989     CCValAssign &VA = RetLocs[I];
 990     SDValue RetValue = OutVals[I];
 991
 992     // Make the return register live on exit.
 993     assert(VA.isRegLoc() && "Can only return in registers!");
 994
 995     // Promote the value as required.
 996     RetValue = convertValVTToLocVT(DAG, DL, VA, RetValue);
 997
 998     // Chain and glue the copies together.
 999     unsigned Reg = VA.getLocReg();
1000     Chain = DAG.getCopyToReg(Chain, DL, Reg, RetValue, Glue);
1001     Glue = Chain.getValue(1);
1002     RetOps.push_back(DAG.getRegister(Reg, VA.getLocVT()));
1003   }
1004
1005   // Update chain and glue.
1006   RetOps[0] = Chain;
1007   if (Glue.getNode())
1008     RetOps.push_back(Glue);
1009
1010   return DAG.getNode(SystemZISD::RET_FLAG, DL, MVT::Other, RetOps);
1011 }
1012
1013 SDValue SystemZTargetLowering::
1014 prepareVolatileOrAtomicLoad(SDValue Chain, SDLoc DL, SelectionDAG &DAG) const {
1015   return DAG.getNode(SystemZISD::SERIALIZE, DL, MVT::Other, Chain);
1016 }
1017
1018 // CC is a comparison that will be implemented using an integer or
1019 // floating-point comparison.  Return the condition code mask for
1020 // a branch on true.  In the integer case, CCMASK_CMP_UO is set for
1021 // unsigned comparisons and clear for signed ones.  In the floating-point
1022 // case, CCMASK_CMP_UO has its normal mask meaning (unordered).
1023 static unsigned CCMaskForCondCode(ISD::CondCode CC) {
1024 #define CONV(X) \
1025   case ISD::SET##X: return SystemZ::CCMASK_CMP_##X; \
1026   case ISD::SETO##X: return SystemZ::CCMASK_CMP_##X; \
1027   case ISD::SETU##X: return SystemZ::CCMASK_CMP_UO | SystemZ::CCMASK_CMP_##X
1028
1029   switch (CC) {
1030   default:
1031     llvm_unreachable("Invalid integer condition!");
1032
1033   CONV(EQ);
1034   CONV(NE);
1035   CONV(GT);
1036   CONV(GE);
1037   CONV(LT);
1038   CONV(LE);
1039
1040   case ISD::SETO:  return SystemZ::CCMASK_CMP_O;
1041   case ISD::SETUO: return SystemZ::CCMASK_CMP_UO;
1042   }
1043 #undef CONV
1044 }
1045
1046 // Return a sequence for getting a 1 from an IPM result when CC has a
1047 // value in CCMask and a 0 when CC has a value in CCValid & ~CCMask.
1048 // The handling of CC values outside CCValid doesn't matter.
1049 static IPMConversion getIPMConversion(unsigned CCValid, unsigned CCMask) {
1050   // Deal with cases where the result can be taken directly from a bit
1051   // of the IPM result.
1052   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_1 | SystemZ::CCMASK_3)))
1053     return IPMConversion(0, 0, SystemZ::IPM_CC);
1054   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_2 | SystemZ::CCMASK_3)))
1055     return IPMConversion(0, 0, SystemZ::IPM_CC + 1);
1056
1057   // Deal with cases where we can add a value to force the sign bit
1058   // to contain the right value.  Putting the bit in 31 means we can
1059   // use SRL rather than RISBG(L), and also makes it easier to get a
1060   // 0/-1 value, so it has priority over the other tests below.
1061   //
1062   // These sequences rely on the fact that the upper two bits of the
1063   // IPM result are zero.
1064   uint64_t TopBit = uint64_t(1) << 31;
1065   if (CCMask == (CCValid & SystemZ::CCMASK_0))
1066     return IPMConversion(0, -(1 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1067   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0 | SystemZ::CCMASK_1)))
1068     return IPMConversion(0, -(2 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1069   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0
1070                             | SystemZ::CCMASK_1
1071                             | SystemZ::CCMASK_2)))
1072     return IPMConversion(0, -(3 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1073   if (CCMask == (CCValid & SystemZ::CCMASK_3))
1074     return IPMConversion(0, TopBit - (3 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1075   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_1
1076                             | SystemZ::CCMASK_2
1077                             | SystemZ::CCMASK_3)))
1078     return IPMConversion(0, TopBit - (1 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1079
1080   // Next try inverting the value and testing a bit.  0/1 could be
1081   // handled this way too, but we dealt with that case above.
1082   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0 | SystemZ::CCMASK_2)))
1083     return IPMConversion(-1, 0, SystemZ::IPM_CC);
1084
1085   // Handle cases where adding a value forces a non-sign bit to contain
1086   // the right value.
1087   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_1 | SystemZ::CCMASK_2)))
1088     return IPMConversion(0, 1 << SystemZ::IPM_CC, SystemZ::IPM_CC + 1);
1089   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0 | SystemZ::CCMASK_3)))
1090     return IPMConversion(0, -(1 << SystemZ::IPM_CC), SystemZ::IPM_CC + 1);
1091
1092   // The remaining cases are 1, 2, 0/1/3 and 0/2/3.  All these are
1093   // can be done by inverting the low CC bit and applying one of the
1094   // sign-based extractions above.
1095   if (CCMask == (CCValid & SystemZ::CCMASK_1))
1096     return IPMConversion(1 << SystemZ::IPM_CC, -(1 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1097   if (CCMask == (CCValid & SystemZ::CCMASK_2))
1098     return IPMConversion(1 << SystemZ::IPM_CC,
1099                          TopBit - (3 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1100   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0
1101                             | SystemZ::CCMASK_1
1102                             | SystemZ::CCMASK_3)))
1103     return IPMConversion(1 << SystemZ::IPM_CC, -(3 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1104   if (CCMask == (CCValid & (SystemZ::CCMASK_0
1105                             | SystemZ::CCMASK_2
1106                             | SystemZ::CCMASK_3)))
1107     return IPMConversion(1 << SystemZ::IPM_CC,
1108                          TopBit - (1 << SystemZ::IPM_CC), 31);
1109
1110   llvm_unreachable("Unexpected CC combination");
1111 }
1112
1113 // If C can be converted to a comparison against zero, adjust the operands
1114 // as necessary.
1115 static void adjustZeroCmp(SelectionDAG &DAG, Comparison &C) {
1116   if (C.ICmpType == SystemZICMP::UnsignedOnly)
1117     return;
1118
1119   auto *ConstOp1 = dyn_cast<ConstantSDNode>(C.Op1.getNode());
1120   if (!ConstOp1)
1121     return;
1122
1123   int64_t Value = ConstOp1->getSExtValue();
1124   if ((Value == -1 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GT) ||
1125       (Value == -1 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LE) ||
1126       (Value == 1 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LT) ||
1127       (Value == 1 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GE)) {
1128     C.CCMask ^= SystemZ::CCMASK_CMP_EQ;
1129     C.Op1 = DAG.getConstant(0, C.Op1.getValueType());
1130   }
1131 }
1132
1133 // If a comparison described by C is suitable for CLI(Y), CHHSI or CLHHSI,
1134 // adjust the operands as necessary.
1135 static void adjustSubwordCmp(SelectionDAG &DAG, Comparison &C) {
1136   // For us to make any changes, it must a comparison between a single-use
1137   // load and a constant.
1138   if (!C.Op0.hasOneUse() ||
1139       C.Op0.getOpcode() != ISD::LOAD ||
1140       C.Op1.getOpcode() != ISD::Constant)
1141     return;
1142
1143   // We must have an 8- or 16-bit load.
1144   auto *Load = cast<LoadSDNode>(C.Op0);
1145   unsigned NumBits = Load->getMemoryVT().getStoreSizeInBits();
1146   if (NumBits != 8 && NumBits != 16)
1147     return;
1148
1149   // The load must be an extending one and the constant must be within the
1150   // range of the unextended value.
1151   auto *ConstOp1 = cast<ConstantSDNode>(C.Op1);
1152   uint64_t Value = ConstOp1->getZExtValue();
1153   uint64_t Mask = (1 << NumBits) - 1;
1154   if (Load->getExtensionType() == ISD::SEXTLOAD) {
1155     // Make sure that ConstOp1 is in range of C.Op0.
1156     int64_t SignedValue = ConstOp1->getSExtValue();
1157     if (uint64_t(SignedValue) + (uint64_t(1) << (NumBits - 1)) > Mask)
1158       return;
1159     if (C.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly) {
1160       // Unsigned comparison between two sign-extended values is equivalent
1161       // to unsigned comparison between two zero-extended values.
1162       Value &= Mask;
1163     } else if (NumBits == 8) {
1164       // Try to treat the comparison as unsigned, so that we can use CLI.
1165       // Adjust CCMask and Value as necessary.
1166       if (Value == 0 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LT)
1167         // Test whether the high bit of the byte is set.
1168         Value = 127, C.CCMask = SystemZ::CCMASK_CMP_GT;
1169       else if (Value == 0 && C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GE)
1170         // Test whether the high bit of the byte is clear.
1171         Value = 128, C.CCMask = SystemZ::CCMASK_CMP_LT;
1172       else
1173         // No instruction exists for this combination.
1174         return;
1175       C.ICmpType = SystemZICMP::UnsignedOnly;
1176     }
1177   } else if (Load->getExtensionType() == ISD::ZEXTLOAD) {
1178     if (Value > Mask)
1179       return;
1180     assert(C.ICmpType == SystemZICMP::Any &&
1181            "Signedness shouldn't matter here.");
1182   } else
1183     return;
1184
1185   // Make sure that the first operand is an i32 of the right extension type.
1186   ISD::LoadExtType ExtType = (C.ICmpType == SystemZICMP::SignedOnly ?
1187                               ISD::SEXTLOAD :
1188                               ISD::ZEXTLOAD);
1189   if (C.Op0.getValueType() != MVT::i32 ||
1190       Load->getExtensionType() != ExtType)
1191     C.Op0 = DAG.getExtLoad(ExtType, SDLoc(Load), MVT::i32,
1192                            Load->getChain(), Load->getBasePtr(),
1193                            Load->getPointerInfo(), Load->getMemoryVT(),
1194                            Load->isVolatile(), Load->isNonTemporal(),
1195                            Load->isInvariant(), Load->getAlignment());
1196
1197   // Make sure that the second operand is an i32 with the right value.
1198   if (C.Op1.getValueType() != MVT::i32 ||
1199       Value != ConstOp1->getZExtValue())
1200     C.Op1 = DAG.getConstant(Value, MVT::i32);
1201 }
1202
1203 // Return true if Op is either an unextended load, or a load suitable
1204 // for integer register-memory comparisons of type ICmpType.
1205 static bool isNaturalMemoryOperand(SDValue Op, unsigned ICmpType) {
1206   auto *Load = dyn_cast<LoadSDNode>(Op.getNode());
1207   if (Load) {
1208     // There are no instructions to compare a register with a memory byte.
1209     if (Load->getMemoryVT() == MVT::i8)
1210       return false;
1211     // Otherwise decide on extension type.
1212     switch (Load->getExtensionType()) {
1213     case ISD::NON_EXTLOAD:
1214       return true;
1215     case ISD::SEXTLOAD:
1216       return ICmpType != SystemZICMP::UnsignedOnly;
1217     case ISD::ZEXTLOAD:
1218       return ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly;
1219     default:
1220       break;
1221     }
1222   }
1223   return false;
1224 }
1225
1226 // Return true if it is better to swap the operands of C.
1227 static bool shouldSwapCmpOperands(const Comparison &C) {
1228   // Leave f128 comparisons alone, since they have no memory forms.
1229   if (C.Op0.getValueType() == MVT::f128)
1230     return false;
1231
1232   // Always keep a floating-point constant second, since comparisons with
1233   // zero can use LOAD TEST and comparisons with other constants make a
1234   // natural memory operand.
1235   if (isa<ConstantFPSDNode>(C.Op1))
1236     return false;
1237
1238   // Never swap comparisons with zero since there are many ways to optimize
1239   // those later.
1240   auto *ConstOp1 = dyn_cast<ConstantSDNode>(C.Op1);
1241   if (ConstOp1 && ConstOp1->getZExtValue() == 0)
1242     return false;
1243
1244   // Also keep natural memory operands second if the loaded value is
1245   // only used here.  Several comparisons have memory forms.
1246   if (isNaturalMemoryOperand(C.Op1, C.ICmpType) && C.Op1.hasOneUse())
1247     return false;
1248
1249   // Look for cases where Cmp0 is a single-use load and Cmp1 isn't.
1250   // In that case we generally prefer the memory to be second.
1251   if (isNaturalMemoryOperand(C.Op0, C.ICmpType) && C.Op0.hasOneUse()) {
1252     // The only exceptions are when the second operand is a constant and
1253     // we can use things like CHHSI.
1254     if (!ConstOp1)
1255       return true;
1256     // The unsigned memory-immediate instructions can handle 16-bit
1257     // unsigned integers.
1258     if (C.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly &&
1259         isUInt<16>(ConstOp1->getZExtValue()))
1260       return false;
1261     // The signed memory-immediate instructions can handle 16-bit
1262     // signed integers.
1263     if (C.ICmpType != SystemZICMP::UnsignedOnly &&
1264         isInt<16>(ConstOp1->getSExtValue()))
1265       return false;
1266     return true;
1267   }
1268
1269   // Try to promote the use of CGFR and CLGFR.
1270   unsigned Opcode0 = C.Op0.getOpcode();
1271   if (C.ICmpType != SystemZICMP::UnsignedOnly && Opcode0 == ISD::SIGN_EXTEND)
1272     return true;
1273   if (C.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly && Opcode0 == ISD::ZERO_EXTEND)
1274     return true;
1275   if (C.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly &&
1276       Opcode0 == ISD::AND &&
1277       C.Op0.getOperand(1).getOpcode() == ISD::Constant &&
1278       cast<ConstantSDNode>(C.Op0.getOperand(1))->getZExtValue() == 0xffffffff)
1279     return true;
1280
1281   return false;
1282 }
1283
1284 // Return a version of comparison CC mask CCMask in which the LT and GT
1285 // actions are swapped.
1286 static unsigned reverseCCMask(unsigned CCMask) {
1287   return ((CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_EQ) |
1288           (CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_GT ? SystemZ::CCMASK_CMP_LT : 0) |
1289           (CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_LT ? SystemZ::CCMASK_CMP_GT : 0) |
1290           (CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_UO));
1291 }
1292
1293 // Check whether C tests for equality between X and Y and whether X - Y
1294 // or Y - X is also computed.  In that case it's better to compare the
1295 // result of the subtraction against zero.
1296 static void adjustForSubtraction(SelectionDAG &DAG, Comparison &C) {
1297   if (C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ ||
1298       C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE) {
1299     for (auto I = C.Op0->use_begin(), E = C.Op0->use_end(); I != E; ++I) {
1300       SDNode *N = *I;
1301       if (N->getOpcode() == ISD::SUB &&
1302           ((N->getOperand(0) == C.Op0 && N->getOperand(1) == C.Op1) ||
1303            (N->getOperand(0) == C.Op1 && N->getOperand(1) == C.Op0))) {
1304         C.Op0 = SDValue(N, 0);
1305         C.Op1 = DAG.getConstant(0, N->getValueType(0));
1306         return;
1307       }
1308     }
1309   }
1310 }
1311
1312 // Check whether C compares a floating-point value with zero and if that
1313 // floating-point value is also negated.  In this case we can use the
1314 // negation to set CC, so avoiding separate LOAD AND TEST and
1315 // LOAD (NEGATIVE/COMPLEMENT) instructions.
1316 static void adjustForFNeg(Comparison &C) {
1317   auto *C1 = dyn_cast<ConstantFPSDNode>(C.Op1);
1318   if (C1 && C1->isZero()) {
1319     for (auto I = C.Op0->use_begin(), E = C.Op0->use_end(); I != E; ++I) {
1320       SDNode *N = *I;
1321       if (N->getOpcode() == ISD::FNEG) {
1322         C.Op0 = SDValue(N, 0);
1323         C.CCMask = reverseCCMask(C.CCMask);
1324         return;
1325       }
1326     }
1327   }
1328 }
1329
1330 // Check whether C compares (shl X, 32) with 0 and whether X is
1331 // also sign-extended.  In that case it is better to test the result
1332 // of the sign extension using LTGFR.
1333 //
1334 // This case is important because InstCombine transforms a comparison
1335 // with (sext (trunc X)) into a comparison with (shl X, 32).
1336 static void adjustForLTGFR(Comparison &C) {
1337   // Check for a comparison between (shl X, 32) and 0.
1338   if (C.Op0.getOpcode() == ISD::SHL &&
1339       C.Op0.getValueType() == MVT::i64 &&
1340       C.Op1.getOpcode() == ISD::Constant &&
1341       cast<ConstantSDNode>(C.Op1)->getZExtValue() == 0) {
1342     auto *C1 = dyn_cast<ConstantSDNode>(C.Op0.getOperand(1));
1343     if (C1 && C1->getZExtValue() == 32) {
1344       SDValue ShlOp0 = C.Op0.getOperand(0);
1345       // See whether X has any SIGN_EXTEND_INREG uses.
1346       for (auto I = ShlOp0->use_begin(), E = ShlOp0->use_end(); I != E; ++I) {
1347         SDNode *N = *I;
1348         if (N->getOpcode() == ISD::SIGN_EXTEND_INREG &&
1349             cast<VTSDNode>(N->getOperand(1))->getVT() == MVT::i32) {
1350           C.Op0 = SDValue(N, 0);
1351           return;
1352         }
1353       }
1354     }
1355   }
1356 }
1357
1358 // If C compares the truncation of an extending load, try to compare
1359 // the untruncated value instead.  This exposes more opportunities to
1360 // reuse CC.
1361 static void adjustICmpTruncate(SelectionDAG &DAG, Comparison &C) {
1362   if (C.Op0.getOpcode() == ISD::TRUNCATE &&
1363       C.Op0.getOperand(0).getOpcode() == ISD::LOAD &&
1364       C.Op1.getOpcode() == ISD::Constant &&
1365       cast<ConstantSDNode>(C.Op1)->getZExtValue() == 0) {
1366     auto *L = cast<LoadSDNode>(C.Op0.getOperand(0));
1367     if (L->getMemoryVT().getStoreSizeInBits()
1368         <= C.Op0.getValueType().getSizeInBits()) {
1369       unsigned Type = L->getExtensionType();
1370       if ((Type == ISD::ZEXTLOAD && C.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly) ||
1371           (Type == ISD::SEXTLOAD && C.ICmpType != SystemZICMP::UnsignedOnly)) {
1372         C.Op0 = C.Op0.getOperand(0);
1373         C.Op1 = DAG.getConstant(0, C.Op0.getValueType());
1374       }
1375     }
1376   }
1377 }
1378
1379 // Return true if shift operation N has an in-range constant shift value.
1380 // Store it in ShiftVal if so.
1381 static bool isSimpleShift(SDValue N, unsigned &ShiftVal) {
1382   auto *Shift = dyn_cast<ConstantSDNode>(N.getOperand(1));
1383   if (!Shift)
1384     return false;
1385
1386   uint64_t Amount = Shift->getZExtValue();
1387   if (Amount >= N.getValueType().getSizeInBits())
1388     return false;
1389
1390   ShiftVal = Amount;
1391   return true;
1392 }
1393
1394 // Check whether an AND with Mask is suitable for a TEST UNDER MASK
1395 // instruction and whether the CC value is descriptive enough to handle
1396 // a comparison of type Opcode between the AND result and CmpVal.
1397 // CCMask says which comparison result is being tested and BitSize is
1398 // the number of bits in the operands.  If TEST UNDER MASK can be used,
1399 // return the corresponding CC mask, otherwise return 0.
1400 static unsigned getTestUnderMaskCond(unsigned BitSize, unsigned CCMask,
1401                                      uint64_t Mask, uint64_t CmpVal,
1402                                      unsigned ICmpType) {
1403   assert(Mask != 0 && "ANDs with zero should have been removed by now");
1404
1405   // Check whether the mask is suitable for TMHH, TMHL, TMLH or TMLL.
1406   if (!SystemZ::isImmLL(Mask) && !SystemZ::isImmLH(Mask) &&
1407       !SystemZ::isImmHL(Mask) && !SystemZ::isImmHH(Mask))
1408     return 0;
1409
1410   // Work out the masks for the lowest and highest bits.
1411   unsigned HighShift = 63 - countLeadingZeros(Mask);
1412   uint64_t High = uint64_t(1) << HighShift;
1413   uint64_t Low = uint64_t(1) << countTrailingZeros(Mask);
1414
1415   // Signed ordered comparisons are effectively unsigned if the sign
1416   // bit is dropped.
1417   bool EffectivelyUnsigned = (ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly);
1418
1419   // Check for equality comparisons with 0, or the equivalent.
1420   if (CmpVal == 0) {
1421     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ)
1422       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_0;
1423     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE)
1424       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_1;
1425   }
1426   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal <= Low) {
1427     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LT)
1428       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_0;
1429     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GE)
1430       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_1;
1431   }
1432   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal < Low) {
1433     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LE)
1434       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_0;
1435     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GT)
1436       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_1;
1437   }
1438
1439   // Check for equality comparisons with the mask, or the equivalent.
1440   if (CmpVal == Mask) {
1441     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ)
1442       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_1;
1443     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE)
1444       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_0;
1445   }
1446   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal >= Mask - Low && CmpVal < Mask) {
1447     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GT)
1448       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_1;
1449     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LE)
1450       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_0;
1451   }
1452   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal > Mask - Low && CmpVal <= Mask) {
1453     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GE)
1454       return SystemZ::CCMASK_TM_ALL_1;
1455     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LT)
1456       return SystemZ::CCMASK_TM_SOME_0;
1457   }
1458
1459   // Check for ordered comparisons with the top bit.
1460   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal >= Mask - High && CmpVal < High) {
1461     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LE)
1462       return SystemZ::CCMASK_TM_MSB_0;
1463     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GT)
1464       return SystemZ::CCMASK_TM_MSB_1;
1465   }
1466   if (EffectivelyUnsigned && CmpVal > Mask - High && CmpVal <= High) {
1467     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LT)
1468       return SystemZ::CCMASK_TM_MSB_0;
1469     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GE)
1470       return SystemZ::CCMASK_TM_MSB_1;
1471   }
1472
1473   // If there are just two bits, we can do equality checks for Low and High
1474   // as well.
1475   if (Mask == Low + High) {
1476     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ && CmpVal == Low)
1477       return SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_0;
1478     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE && CmpVal == Low)
1479       return SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_0 ^ SystemZ::CCMASK_ANY;
1480     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ && CmpVal == High)
1481       return SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_1;
1482     if (CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE && CmpVal == High)
1483       return SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_1 ^ SystemZ::CCMASK_ANY;
1484   }
1485
1486   // Looks like we've exhausted our options.
1487   return 0;
1488 }
1489
1490 // See whether C can be implemented as a TEST UNDER MASK instruction.
1491 // Update the arguments with the TM version if so.
1492 static void adjustForTestUnderMask(SelectionDAG &DAG, Comparison &C) {
1493   // Check that we have a comparison with a constant.
1494   auto *ConstOp1 = dyn_cast<ConstantSDNode>(C.Op1);
1495   if (!ConstOp1)
1496     return;
1497   uint64_t CmpVal = ConstOp1->getZExtValue();
1498
1499   // Check whether the nonconstant input is an AND with a constant mask.
1500   Comparison NewC(C);
1501   uint64_t MaskVal;
1502   ConstantSDNode *Mask = nullptr;
1503   if (C.Op0.getOpcode() == ISD::AND) {
1504     NewC.Op0 = C.Op0.getOperand(0);
1505     NewC.Op1 = C.Op0.getOperand(1);
1506     Mask = dyn_cast<ConstantSDNode>(NewC.Op1);
1507     if (!Mask)
1508       return;
1509     MaskVal = Mask->getZExtValue();
1510   } else {
1511     // There is no instruction to compare with a 64-bit immediate
1512     // so use TMHH instead if possible.  We need an unsigned ordered
1513     // comparison with an i64 immediate.
1514     if (NewC.Op0.getValueType() != MVT::i64 ||
1515         NewC.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ ||
1516         NewC.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE ||
1517         NewC.ICmpType == SystemZICMP::SignedOnly)
1518       return;
1519     // Convert LE and GT comparisons into LT and GE.
1520     if (NewC.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_LE ||
1521         NewC.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_GT) {
1522       if (CmpVal == uint64_t(-1))
1523         return;
1524       CmpVal += 1;
1525       NewC.CCMask ^= SystemZ::CCMASK_CMP_EQ;
1526     }
1527     // If the low N bits of Op1 are zero than the low N bits of Op0 can
1528     // be masked off without changing the result.
1529     MaskVal = -(CmpVal & -CmpVal);
1530     NewC.ICmpType = SystemZICMP::UnsignedOnly;
1531   }
1532
1533   // Check whether the combination of mask, comparison value and comparison
1534   // type are suitable.
1535   unsigned BitSize = NewC.Op0.getValueType().getSizeInBits();
1536   unsigned NewCCMask, ShiftVal;
1537   if (NewC.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly &&
1538       NewC.Op0.getOpcode() == ISD::SHL &&
1539       isSimpleShift(NewC.Op0, ShiftVal) &&
1540       (NewCCMask = getTestUnderMaskCond(BitSize, NewC.CCMask,
1541                                         MaskVal >> ShiftVal,
1542                                         CmpVal >> ShiftVal,
1543                                         SystemZICMP::Any))) {
1544     NewC.Op0 = NewC.Op0.getOperand(0);
1545     MaskVal >>= ShiftVal;
1546   } else if (NewC.ICmpType != SystemZICMP::SignedOnly &&
1547              NewC.Op0.getOpcode() == ISD::SRL &&
1548              isSimpleShift(NewC.Op0, ShiftVal) &&
1549              (NewCCMask = getTestUnderMaskCond(BitSize, NewC.CCMask,
1550                                                MaskVal << ShiftVal,
1551                                                CmpVal << ShiftVal,
1552                                                SystemZICMP::UnsignedOnly))) {
1553     NewC.Op0 = NewC.Op0.getOperand(0);
1554     MaskVal <<= ShiftVal;
1555   } else {
1556     NewCCMask = getTestUnderMaskCond(BitSize, NewC.CCMask, MaskVal, CmpVal,
1557                                      NewC.ICmpType);
1558     if (!NewCCMask)
1559       return;
1560   }
1561
1562   // Go ahead and make the change.
1563   C.Opcode = SystemZISD::TM;
1564   C.Op0 = NewC.Op0;
1565   if (Mask && Mask->getZExtValue() == MaskVal)
1566     C.Op1 = SDValue(Mask, 0);
1567   else
1568     C.Op1 = DAG.getConstant(MaskVal, C.Op0.getValueType());
1569   C.CCValid = SystemZ::CCMASK_TM;
1570   C.CCMask = NewCCMask;
1571 }
1572
1573 // Decide how to implement a comparison of type Cond between CmpOp0 with CmpOp1.
1574 static Comparison getCmp(SelectionDAG &DAG, SDValue CmpOp0, SDValue CmpOp1,
1575                          ISD::CondCode Cond) {
1576   Comparison C(CmpOp0, CmpOp1);
1577   C.CCMask = CCMaskForCondCode(Cond);
1578   if (C.Op0.getValueType().isFloatingPoint()) {
1579     C.CCValid = SystemZ::CCMASK_FCMP;
1580     C.Opcode = SystemZISD::FCMP;
1581     adjustForFNeg(C);
1582   } else {
1583     C.CCValid = SystemZ::CCMASK_ICMP;
1584     C.Opcode = SystemZISD::ICMP;
1585     // Choose the type of comparison.  Equality and inequality tests can
1586     // use either signed or unsigned comparisons.  The choice also doesn't
1587     // matter if both sign bits are known to be clear.  In those cases we
1588     // want to give the main isel code the freedom to choose whichever
1589     // form fits best.
1590     if (C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_EQ ||
1591         C.CCMask == SystemZ::CCMASK_CMP_NE ||
1592         (DAG.SignBitIsZero(C.Op0) && DAG.SignBitIsZero(C.Op1)))
1593       C.ICmpType = SystemZICMP::Any;
1594     else if (C.CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_UO)
1595       C.ICmpType = SystemZICMP::UnsignedOnly;
1596     else
1597       C.ICmpType = SystemZICMP::SignedOnly;
1598     C.CCMask &= ~SystemZ::CCMASK_CMP_UO;
1599     adjustZeroCmp(DAG, C);
1600     adjustSubwordCmp(DAG, C);
1601     adjustForSubtraction(DAG, C);
1602     adjustForLTGFR(C);
1603     adjustICmpTruncate(DAG, C);
1604   }
1605
1606   if (shouldSwapCmpOperands(C)) {
1607     std::swap(C.Op0, C.Op1);
1608     C.CCMask = reverseCCMask(C.CCMask);
1609   }
1610
1611   adjustForTestUnderMask(DAG, C);
1612   return C;
1613 }
1614
1615 // Emit the comparison instruction described by C.
1616 static SDValue emitCmp(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, Comparison &C) {
1617   if (C.Opcode == SystemZISD::ICMP)
1618     return DAG.getNode(SystemZISD::ICMP, DL, MVT::Glue, C.Op0, C.Op1,
1619                        DAG.getConstant(C.ICmpType, MVT::i32));
1620   if (C.Opcode == SystemZISD::TM) {
1621     bool RegisterOnly = (bool(C.CCMask & SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_0) !=
1622                          bool(C.CCMask & SystemZ::CCMASK_TM_MIXED_MSB_1));
1623     return DAG.getNode(SystemZISD::TM, DL, MVT::Glue, C.Op0, C.Op1,
1624                        DAG.getConstant(RegisterOnly, MVT::i32));
1625   }
1626   return DAG.getNode(C.Opcode, DL, MVT::Glue, C.Op0, C.Op1);
1627 }
1628
1629 // Implement a 32-bit *MUL_LOHI operation by extending both operands to
1630 // 64 bits.  Extend is the extension type to use.  Store the high part
1631 // in Hi and the low part in Lo.
1632 static void lowerMUL_LOHI32(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL,
1633                             unsigned Extend, SDValue Op0, SDValue Op1,
1634                             SDValue &Hi, SDValue &Lo) {
1635   Op0 = DAG.getNode(Extend, DL, MVT::i64, Op0);
1636   Op1 = DAG.getNode(Extend, DL, MVT::i64, Op1);
1637   SDValue Mul = DAG.getNode(ISD::MUL, DL, MVT::i64, Op0, Op1);
1638   Hi = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i64, Mul, DAG.getConstant(32, MVT::i64));
1639   Hi = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, MVT::i32, Hi);
1640   Lo = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, MVT::i32, Mul);
1641 }
1642
1643 // Lower a binary operation that produces two VT results, one in each
1644 // half of a GR128 pair.  Op0 and Op1 are the VT operands to the operation,
1645 // Extend extends Op0 to a GR128, and Opcode performs the GR128 operation
1646 // on the extended Op0 and (unextended) Op1.  Store the even register result
1647 // in Even and the odd register result in Odd.
1648 static void lowerGR128Binary(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, EVT VT,
1649                              unsigned Extend, unsigned Opcode,
1650                              SDValue Op0, SDValue Op1,
1651                              SDValue &Even, SDValue &Odd) {
1652   SDNode *In128 = DAG.getMachineNode(Extend, DL, MVT::Untyped, Op0);
1653   SDValue Result = DAG.getNode(Opcode, DL, MVT::Untyped,
1654                                SDValue(In128, 0), Op1);
1655   bool Is32Bit = is32Bit(VT);
1656   Even = DAG.getTargetExtractSubreg(SystemZ::even128(Is32Bit), DL, VT, Result);
1657   Odd = DAG.getTargetExtractSubreg(SystemZ::odd128(Is32Bit), DL, VT, Result);
1658 }
1659
1660 // Return an i32 value that is 1 if the CC value produced by Glue is
1661 // in the mask CCMask and 0 otherwise.  CC is known to have a value
1662 // in CCValid, so other values can be ignored.
1663 static SDValue emitSETCC(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Glue,
1664                          unsigned CCValid, unsigned CCMask) {
1665   IPMConversion Conversion = getIPMConversion(CCValid, CCMask);
1666   SDValue Result = DAG.getNode(SystemZISD::IPM, DL, MVT::i32, Glue);
1667
1668   if (Conversion.XORValue)
1669     Result = DAG.getNode(ISD::XOR, DL, MVT::i32, Result,
1670                          DAG.getConstant(Conversion.XORValue, MVT::i32));
1671
1672   if (Conversion.AddValue)
1673     Result = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, MVT::i32, Result,
1674                          DAG.getConstant(Conversion.AddValue, MVT::i32));
1675
1676   // The SHR/AND sequence should get optimized to an RISBG.
1677   Result = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i32, Result,
1678                        DAG.getConstant(Conversion.Bit, MVT::i32));
1679   if (Conversion.Bit != 31)
1680     Result = DAG.getNode(ISD::AND, DL, MVT::i32, Result,
1681                          DAG.getConstant(1, MVT::i32));
1682   return Result;
1683 }
1684
1685 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSETCC(SDValue Op,
1686                                           SelectionDAG &DAG) const {
1687   SDValue CmpOp0   = Op.getOperand(0);
1688   SDValue CmpOp1   = Op.getOperand(1);
1689   ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(Op.getOperand(2))->get();
1690   SDLoc DL(Op);
1691
1692   Comparison C(getCmp(DAG, CmpOp0, CmpOp1, CC));
1693   SDValue Glue = emitCmp(DAG, DL, C);
1694   return emitSETCC(DAG, DL, Glue, C.CCValid, C.CCMask);
1695 }
1696
1697 SDValue SystemZTargetLowering::lowerBR_CC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
1698   SDValue Chain    = Op.getOperand(0);
1699   ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(Op.getOperand(1))->get();
1700   SDValue CmpOp0   = Op.getOperand(2);
1701   SDValue CmpOp1   = Op.getOperand(3);
1702   SDValue Dest     = Op.getOperand(4);
1703   SDLoc DL(Op);
1704
1705   Comparison C(getCmp(DAG, CmpOp0, CmpOp1, CC));
1706   SDValue Glue = emitCmp(DAG, DL, C);
1707   return DAG.getNode(SystemZISD::BR_CCMASK, DL, Op.getValueType(),
1708                      Chain, DAG.getConstant(C.CCValid, MVT::i32),
1709                      DAG.getConstant(C.CCMask, MVT::i32), Dest, Glue);
1710 }
1711
1712 // Return true if Pos is CmpOp and Neg is the negative of CmpOp,
1713 // allowing Pos and Neg to be wider than CmpOp.
1714 static bool isAbsolute(SDValue CmpOp, SDValue Pos, SDValue Neg) {
1715   return (Neg.getOpcode() == ISD::SUB &&
1716           Neg.getOperand(0).getOpcode() == ISD::Constant &&
1717           cast<ConstantSDNode>(Neg.getOperand(0))->getZExtValue() == 0 &&
1718           Neg.getOperand(1) == Pos &&
1719           (Pos == CmpOp ||
1720            (Pos.getOpcode() == ISD::SIGN_EXTEND &&
1721             Pos.getOperand(0) == CmpOp)));
1722 }
1723
1724 // Return the absolute or negative absolute of Op; IsNegative decides which.
1725 static SDValue getAbsolute(SelectionDAG &DAG, SDLoc DL, SDValue Op,
1726                            bool IsNegative) {
1727   Op = DAG.getNode(SystemZISD::IABS, DL, Op.getValueType(), Op);
1728   if (IsNegative)
1729     Op = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, Op.getValueType(),
1730                      DAG.getConstant(0, Op.getValueType()), Op);
1731   return Op;
1732 }
1733
1734 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSELECT_CC(SDValue Op,
1735                                               SelectionDAG &DAG) const {
1736   SDValue CmpOp0   = Op.getOperand(0);
1737   SDValue CmpOp1   = Op.getOperand(1);
1738   SDValue TrueOp   = Op.getOperand(2);
1739   SDValue FalseOp  = Op.getOperand(3);
1740   ISD::CondCode CC = cast<CondCodeSDNode>(Op.getOperand(4))->get();
1741   SDLoc DL(Op);
1742
1743   Comparison C(getCmp(DAG, CmpOp0, CmpOp1, CC));
1744
1745   // Check for absolute and negative-absolute selections, including those
1746   // where the comparison value is sign-extended (for LPGFR and LNGFR).
1747   // This check supplements the one in DAGCombiner.
1748   if (C.Opcode == SystemZISD::ICMP &&
1749       C.CCMask != SystemZ::CCMASK_CMP_EQ &&
1750       C.CCMask != SystemZ::CCMASK_CMP_NE &&
1751       C.Op1.getOpcode() == ISD::Constant &&
1752       cast<ConstantSDNode>(C.Op1)->getZExtValue() == 0) {
1753     if (isAbsolute(C.Op0, TrueOp, FalseOp))
1754       return getAbsolute(DAG, DL, TrueOp, C.CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_LT);
1755     if (isAbsolute(C.Op0, FalseOp, TrueOp))
1756       return getAbsolute(DAG, DL, FalseOp, C.CCMask & SystemZ::CCMASK_CMP_GT);
1757   }
1758
1759   SDValue Glue = emitCmp(DAG, DL, C);
1760
1761   // Special case for handling -1/0 results.  The shifts we use here
1762   // should get optimized with the IPM conversion sequence.
1763   auto *TrueC = dyn_cast<ConstantSDNode>(TrueOp);
1764   auto *FalseC = dyn_cast<ConstantSDNode>(FalseOp);
1765   if (TrueC && FalseC) {
1766     int64_t TrueVal = TrueC->getSExtValue();
1767     int64_t FalseVal = FalseC->getSExtValue();
1768     if ((TrueVal == -1 && FalseVal == 0) || (TrueVal == 0 && FalseVal == -1)) {
1769       // Invert the condition if we want -1 on false.
1770       if (TrueVal == 0)
1771         C.CCMask ^= C.CCValid;
1772       SDValue Result = emitSETCC(DAG, DL, Glue, C.CCValid, C.CCMask);
1773       EVT VT = Op.getValueType();
1774       // Extend the result to VT.  Upper bits are ignored.
1775       if (!is32Bit(VT))
1776         Result = DAG.getNode(ISD::ANY_EXTEND, DL, VT, Result);
1777       // Sign-extend from the low bit.
1778       SDValue ShAmt = DAG.getConstant(VT.getSizeInBits() - 1, MVT::i32);
1779       SDValue Shl = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, VT, Result, ShAmt);
1780       return DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, Shl, ShAmt);
1781     }
1782   }
1783
1784   SmallVector<SDValue, 5> Ops;
1785   Ops.push_back(TrueOp);
1786   Ops.push_back(FalseOp);
1787   Ops.push_back(DAG.getConstant(C.CCValid, MVT::i32));
1788   Ops.push_back(DAG.getConstant(C.CCMask, MVT::i32));
1789   Ops.push_back(Glue);
1790
1791   SDVTList VTs = DAG.getVTList(Op.getValueType(), MVT::Glue);
1792   return DAG.getNode(SystemZISD::SELECT_CCMASK, DL, VTs, Ops);
1793 }
1794
1795 SDValue SystemZTargetLowering::lowerGlobalAddress(GlobalAddressSDNode *Node,
1796                                                   SelectionDAG &DAG) const {
1797   SDLoc DL(Node);
1798   const GlobalValue *GV = Node->getGlobal();
1799   int64_t Offset = Node->getOffset();
1800   EVT PtrVT = getPointerTy();
1801   Reloc::Model RM = DAG.getTarget().getRelocationModel();
1802   CodeModel::Model CM = DAG.getTarget().getCodeModel();
1803
1804   SDValue Result;
1805   if (Subtarget.isPC32DBLSymbol(GV, RM, CM)) {
1806     // Assign anchors at 1<<12 byte boundaries.
1807     uint64_t Anchor = Offset & ~uint64_t(0xfff);
1808     Result = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, DL, PtrVT, Anchor);
1809     Result = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Result);
1810
1811     // The offset can be folded into the address if it is aligned to a halfword.
1812     Offset -= Anchor;
1813     if (Offset != 0 && (Offset & 1) == 0) {
1814       SDValue Full = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, DL, PtrVT, Anchor + Offset);
1815       Result = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_OFFSET, DL, PtrVT, Full, Result);
1816       Offset = 0;
1817     }
1818   } else {
1819     Result = DAG.getTargetGlobalAddress(GV, DL, PtrVT, 0, SystemZII::MO_GOT);
1820     Result = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Result);
1821     Result = DAG.getLoad(PtrVT, DL, DAG.getEntryNode(), Result,
1822                          MachinePointerInfo::getGOT(), false, false, false, 0);
1823   }
1824
1825   // If there was a non-zero offset that we didn't fold, create an explicit
1826   // addition for it.
1827   if (Offset != 0)
1828     Result = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, Result,
1829                          DAG.getConstant(Offset, PtrVT));
1830
1831   return Result;
1832 }
1833
1834 SDValue SystemZTargetLowering::lowerGlobalTLSAddress(GlobalAddressSDNode *Node,
1835                                                      SelectionDAG &DAG) const {
1836   SDLoc DL(Node);
1837   const GlobalValue *GV = Node->getGlobal();
1838   EVT PtrVT = getPointerTy();
1839   TLSModel::Model model = DAG.getTarget().getTLSModel(GV);
1840
1841   if (model != TLSModel::LocalExec)
1842     llvm_unreachable("only local-exec TLS mode supported");
1843
1844   // The high part of the thread pointer is in access register 0.
1845   SDValue TPHi = DAG.getNode(SystemZISD::EXTRACT_ACCESS, DL, MVT::i32,
1846                              DAG.getConstant(0, MVT::i32));
1847   TPHi = DAG.getNode(ISD::ANY_EXTEND, DL, PtrVT, TPHi);
1848
1849   // The low part of the thread pointer is in access register 1.
1850   SDValue TPLo = DAG.getNode(SystemZISD::EXTRACT_ACCESS, DL, MVT::i32,
1851                              DAG.getConstant(1, MVT::i32));
1852   TPLo = DAG.getNode(ISD::ZERO_EXTEND, DL, PtrVT, TPLo);
1853
1854   // Merge them into a single 64-bit address.
1855   SDValue TPHiShifted = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, PtrVT, TPHi,
1856                                     DAG.getConstant(32, PtrVT));
1857   SDValue TP = DAG.getNode(ISD::OR, DL, PtrVT, TPHiShifted, TPLo);
1858
1859   // Get the offset of GA from the thread pointer.
1860   SystemZConstantPoolValue *CPV =
1861     SystemZConstantPoolValue::Create(GV, SystemZCP::NTPOFF);
1862
1863   // Force the offset into the constant pool and load it from there.
1864   SDValue CPAddr = DAG.getConstantPool(CPV, PtrVT, 8);
1865   SDValue Offset = DAG.getLoad(PtrVT, DL, DAG.getEntryNode(),
1866                                CPAddr, MachinePointerInfo::getConstantPool(),
1867                                false, false, false, 0);
1868
1869   // Add the base and offset together.
1870   return DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, TP, Offset);
1871 }
1872
1873 SDValue SystemZTargetLowering::lowerBlockAddress(BlockAddressSDNode *Node,
1874                                                  SelectionDAG &DAG) const {
1875   SDLoc DL(Node);
1876   const BlockAddress *BA = Node->getBlockAddress();
1877   int64_t Offset = Node->getOffset();
1878   EVT PtrVT = getPointerTy();
1879
1880   SDValue Result = DAG.getTargetBlockAddress(BA, PtrVT, Offset);
1881   Result = DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Result);
1882   return Result;
1883 }
1884
1885 SDValue SystemZTargetLowering::lowerJumpTable(JumpTableSDNode *JT,
1886                                               SelectionDAG &DAG) const {
1887   SDLoc DL(JT);
1888   EVT PtrVT = getPointerTy();
1889   SDValue Result = DAG.getTargetJumpTable(JT->getIndex(), PtrVT);
1890
1891   // Use LARL to load the address of the table.
1892   return DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Result);
1893 }
1894
1895 SDValue SystemZTargetLowering::lowerConstantPool(ConstantPoolSDNode *CP,
1896                                                  SelectionDAG &DAG) const {
1897   SDLoc DL(CP);
1898   EVT PtrVT = getPointerTy();
1899
1900   SDValue Result;
1901   if (CP->isMachineConstantPoolEntry())
1902     Result = DAG.getTargetConstantPool(CP->getMachineCPVal(), PtrVT,
1903                                        CP->getAlignment());
1904   else
1905     Result = DAG.getTargetConstantPool(CP->getConstVal(), PtrVT,
1906                                        CP->getAlignment(), CP->getOffset());
1907
1908   // Use LARL to load the address of the constant pool entry.
1909   return DAG.getNode(SystemZISD::PCREL_WRAPPER, DL, PtrVT, Result);
1910 }
1911
1912 SDValue SystemZTargetLowering::lowerBITCAST(SDValue Op,
1913                                             SelectionDAG &DAG) const {
1914   SDLoc DL(Op);
1915   SDValue In = Op.getOperand(0);
1916   EVT InVT = In.getValueType();
1917   EVT ResVT = Op.getValueType();
1918
1919   if (InVT == MVT::i32 && ResVT == MVT::f32) {
1920     SDValue In64;
1921     if (Subtarget.hasHighWord()) {
1922       SDNode *U64 = DAG.getMachineNode(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF, DL,
1923                                        MVT::i64);
1924       In64 = DAG.getTargetInsertSubreg(SystemZ::subreg_h32, DL,
1925                                        MVT::i64, SDValue(U64, 0), In);
1926     } else {
1927       In64 = DAG.getNode(ISD::ANY_EXTEND, DL, MVT::i64, In);
1928       In64 = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, MVT::i64, In64,
1929                          DAG.getConstant(32, MVT::i64));
1930     }
1931     SDValue Out64 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MVT::f64, In64);
1932     return DAG.getTargetExtractSubreg(SystemZ::subreg_h32,
1933                                       DL, MVT::f32, Out64);
1934   }
1935   if (InVT == MVT::f32 && ResVT == MVT::i32) {
1936     SDNode *U64 = DAG.getMachineNode(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF, DL, MVT::f64);
1937     SDValue In64 = DAG.getTargetInsertSubreg(SystemZ::subreg_h32, DL,
1938                                              MVT::f64, SDValue(U64, 0), In);
1939     SDValue Out64 = DAG.getNode(ISD::BITCAST, DL, MVT::i64, In64);
1940     if (Subtarget.hasHighWord())
1941       return DAG.getTargetExtractSubreg(SystemZ::subreg_h32, DL,
1942                                         MVT::i32, Out64);
1943     SDValue Shift = DAG.getNode(ISD::SRL, DL, MVT::i64, Out64,
1944                                 DAG.getConstant(32, MVT::i64));
1945     return DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, MVT::i32, Shift);
1946   }
1947   llvm_unreachable("Unexpected bitcast combination");
1948 }
1949
1950 SDValue SystemZTargetLowering::lowerVASTART(SDValue Op,
1951                                             SelectionDAG &DAG) const {
1952   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
1953   SystemZMachineFunctionInfo *FuncInfo =
1954     MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>();
1955   EVT PtrVT = getPointerTy();
1956
1957   SDValue Chain   = Op.getOperand(0);
1958   SDValue Addr    = Op.getOperand(1);
1959   const Value *SV = cast<SrcValueSDNode>(Op.getOperand(2))->getValue();
1960   SDLoc DL(Op);
1961
1962   // The initial values of each field.
1963   const unsigned NumFields = 4;
1964   SDValue Fields[NumFields] = {
1965     DAG.getConstant(FuncInfo->getVarArgsFirstGPR(), PtrVT),
1966     DAG.getConstant(FuncInfo->getVarArgsFirstFPR(), PtrVT),
1967     DAG.getFrameIndex(FuncInfo->getVarArgsFrameIndex(), PtrVT),
1968     DAG.getFrameIndex(FuncInfo->getRegSaveFrameIndex(), PtrVT)
1969   };
1970
1971   // Store each field into its respective slot.
1972   SDValue MemOps[NumFields];
1973   unsigned Offset = 0;
1974   for (unsigned I = 0; I < NumFields; ++I) {
1975     SDValue FieldAddr = Addr;
1976     if (Offset != 0)
1977       FieldAddr = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, PtrVT, FieldAddr,
1978                               DAG.getIntPtrConstant(Offset));
1979     MemOps[I] = DAG.getStore(Chain, DL, Fields[I], FieldAddr,
1980                              MachinePointerInfo(SV, Offset),
1981                              false, false, 0);
1982     Offset += 8;
1983   }
1984   return DAG.getNode(ISD::TokenFactor, DL, MVT::Other, MemOps);
1985 }
1986
1987 SDValue SystemZTargetLowering::lowerVACOPY(SDValue Op,
1988                                            SelectionDAG &DAG) const {
1989   SDValue Chain      = Op.getOperand(0);
1990   SDValue DstPtr     = Op.getOperand(1);
1991   SDValue SrcPtr     = Op.getOperand(2);
1992   const Value *DstSV = cast<SrcValueSDNode>(Op.getOperand(3))->getValue();
1993   const Value *SrcSV = cast<SrcValueSDNode>(Op.getOperand(4))->getValue();
1994   SDLoc DL(Op);
1995
1996   return DAG.getMemcpy(Chain, DL, DstPtr, SrcPtr, DAG.getIntPtrConstant(32),
1997                        /*Align*/8, /*isVolatile*/false, /*AlwaysInline*/false,
1998                        MachinePointerInfo(DstSV), MachinePointerInfo(SrcSV));
1999 }
2000
2001 SDValue SystemZTargetLowering::
2002 lowerDYNAMIC_STACKALLOC(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
2003   SDValue Chain = Op.getOperand(0);
2004   SDValue Size  = Op.getOperand(1);
2005   SDLoc DL(Op);
2006
2007   unsigned SPReg = getStackPointerRegisterToSaveRestore();
2008
2009   // Get a reference to the stack pointer.
2010   SDValue OldSP = DAG.getCopyFromReg(Chain, DL, SPReg, MVT::i64);
2011
2012   // Get the new stack pointer value.
2013   SDValue NewSP = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, MVT::i64, OldSP, Size);
2014
2015   // Copy the new stack pointer back.
2016   Chain = DAG.getCopyToReg(Chain, DL, SPReg, NewSP);
2017
2018   // The allocated data lives above the 160 bytes allocated for the standard
2019   // frame, plus any outgoing stack arguments.  We don't know how much that
2020   // amounts to yet, so emit a special ADJDYNALLOC placeholder.
2021   SDValue ArgAdjust = DAG.getNode(SystemZISD::ADJDYNALLOC, DL, MVT::i64);
2022   SDValue Result = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, MVT::i64, NewSP, ArgAdjust);
2023
2024   SDValue Ops[2] = { Result, Chain };
2025   return DAG.getMergeValues(Ops, DL);
2026 }
2027
2028 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSMUL_LOHI(SDValue Op,
2029                                               SelectionDAG &DAG) const {
2030   EVT VT = Op.getValueType();
2031   SDLoc DL(Op);
2032   SDValue Ops[2];
2033   if (is32Bit(VT))
2034     // Just do a normal 64-bit multiplication and extract the results.
2035     // We define this so that it can be used for constant division.
2036     lowerMUL_LOHI32(DAG, DL, ISD::SIGN_EXTEND, Op.getOperand(0),
2037                     Op.getOperand(1), Ops[1], Ops[0]);
2038   else {
2039     // Do a full 128-bit multiplication based on UMUL_LOHI64:
2040     //
2041     //   (ll * rl) + ((lh * rl) << 64) + ((ll * rh) << 64)
2042     //
2043     // but using the fact that the upper halves are either all zeros
2044     // or all ones:
2045     //
2046     //   (ll * rl) - ((lh & rl) << 64) - ((ll & rh) << 64)
2047     //
2048     // and grouping the right terms together since they are quicker than the
2049     // multiplication:
2050     //
2051     //   (ll * rl) - (((lh & rl) + (ll & rh)) << 64)
2052     SDValue C63 = DAG.getConstant(63, MVT::i64);
2053     SDValue LL = Op.getOperand(0);
2054     SDValue RL = Op.getOperand(1);
2055     SDValue LH = DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, LL, C63);
2056     SDValue RH = DAG.getNode(ISD::SRA, DL, VT, RL, C63);
2057     // UMUL_LOHI64 returns the low result in the odd register and the high
2058     // result in the even register.  SMUL_LOHI is defined to return the
2059     // low half first, so the results are in reverse order.
2060     lowerGR128Binary(DAG, DL, VT, SystemZ::AEXT128_64, SystemZISD::UMUL_LOHI64,
2061                      LL, RL, Ops[1], Ops[0]);
2062     SDValue NegLLTimesRH = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, LL, RH);
2063     SDValue NegLHTimesRL = DAG.getNode(ISD::AND, DL, VT, LH, RL);
2064     SDValue NegSum = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, VT, NegLLTimesRH, NegLHTimesRL);
2065     Ops[1] = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, VT, Ops[1], NegSum);
2066   }
2067   return DAG.getMergeValues(Ops, DL);
2068 }
2069
2070 SDValue SystemZTargetLowering::lowerUMUL_LOHI(SDValue Op,
2071                                               SelectionDAG &DAG) const {
2072   EVT VT = Op.getValueType();
2073   SDLoc DL(Op);
2074   SDValue Ops[2];
2075   if (is32Bit(VT))
2076     // Just do a normal 64-bit multiplication and extract the results.
2077     // We define this so that it can be used for constant division.
2078     lowerMUL_LOHI32(DAG, DL, ISD::ZERO_EXTEND, Op.getOperand(0),
2079                     Op.getOperand(1), Ops[1], Ops[0]);
2080   else
2081     // UMUL_LOHI64 returns the low result in the odd register and the high
2082     // result in the even register.  UMUL_LOHI is defined to return the
2083     // low half first, so the results are in reverse order.
2084     lowerGR128Binary(DAG, DL, VT, SystemZ::AEXT128_64, SystemZISD::UMUL_LOHI64,
2085                      Op.getOperand(0), Op.getOperand(1), Ops[1], Ops[0]);
2086   return DAG.getMergeValues(Ops, DL);
2087 }
2088
2089 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSDIVREM(SDValue Op,
2090                                             SelectionDAG &DAG) const {
2091   SDValue Op0 = Op.getOperand(0);
2092   SDValue Op1 = Op.getOperand(1);
2093   EVT VT = Op.getValueType();
2094   SDLoc DL(Op);
2095   unsigned Opcode;
2096
2097   // We use DSGF for 32-bit division.
2098   if (is32Bit(VT)) {
2099     Op0 = DAG.getNode(ISD::SIGN_EXTEND, DL, MVT::i64, Op0);
2100     Opcode = SystemZISD::SDIVREM32;
2101   } else if (DAG.ComputeNumSignBits(Op1) > 32) {
2102     Op1 = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, MVT::i32, Op1);
2103     Opcode = SystemZISD::SDIVREM32;
2104   } else
2105     Opcode = SystemZISD::SDIVREM64;
2106
2107   // DSG(F) takes a 64-bit dividend, so the even register in the GR128
2108   // input is "don't care".  The instruction returns the remainder in
2109   // the even register and the quotient in the odd register.
2110   SDValue Ops[2];
2111   lowerGR128Binary(DAG, DL, VT, SystemZ::AEXT128_64, Opcode,
2112                    Op0, Op1, Ops[1], Ops[0]);
2113   return DAG.getMergeValues(Ops, DL);
2114 }
2115
2116 SDValue SystemZTargetLowering::lowerUDIVREM(SDValue Op,
2117                                             SelectionDAG &DAG) const {
2118   EVT VT = Op.getValueType();
2119   SDLoc DL(Op);
2120
2121   // DL(G) uses a double-width dividend, so we need to clear the even
2122   // register in the GR128 input.  The instruction returns the remainder
2123   // in the even register and the quotient in the odd register.
2124   SDValue Ops[2];
2125   if (is32Bit(VT))
2126     lowerGR128Binary(DAG, DL, VT, SystemZ::ZEXT128_32, SystemZISD::UDIVREM32,
2127                      Op.getOperand(0), Op.getOperand(1), Ops[1], Ops[0]);
2128   else
2129     lowerGR128Binary(DAG, DL, VT, SystemZ::ZEXT128_64, SystemZISD::UDIVREM64,
2130                      Op.getOperand(0), Op.getOperand(1), Ops[1], Ops[0]);
2131   return DAG.getMergeValues(Ops, DL);
2132 }
2133
2134 SDValue SystemZTargetLowering::lowerOR(SDValue Op, SelectionDAG &DAG) const {
2135   assert(Op.getValueType() == MVT::i64 && "Should be 64-bit operation");
2136
2137   // Get the known-zero masks for each operand.
2138   SDValue Ops[] = { Op.getOperand(0), Op.getOperand(1) };
2139   APInt KnownZero[2], KnownOne[2];
2140   DAG.computeKnownBits(Ops[0], KnownZero[0], KnownOne[0]);
2141   DAG.computeKnownBits(Ops[1], KnownZero[1], KnownOne[1]);
2142
2143   // See if the upper 32 bits of one operand and the lower 32 bits of the
2144   // other are known zero.  They are the low and high operands respectively.
2145   uint64_t Masks[] = { KnownZero[0].getZExtValue(),
2146                        KnownZero[1].getZExtValue() };
2147   unsigned High, Low;
2148   if ((Masks[0] >> 32) == 0xffffffff && uint32_t(Masks[1]) == 0xffffffff)
2149     High = 1, Low = 0;
2150   else if ((Masks[1] >> 32) == 0xffffffff && uint32_t(Masks[0]) == 0xffffffff)
2151     High = 0, Low = 1;
2152   else
2153     return Op;
2154
2155   SDValue LowOp = Ops[Low];
2156   SDValue HighOp = Ops[High];
2157
2158   // If the high part is a constant, we're better off using IILH.
2159   if (HighOp.getOpcode() == ISD::Constant)
2160     return Op;
2161
2162   // If the low part is a constant that is outside the range of LHI,
2163   // then we're better off using IILF.
2164   if (LowOp.getOpcode() == ISD::Constant) {
2165     int64_t Value = int32_t(cast<ConstantSDNode>(LowOp)->getZExtValue());
2166     if (!isInt<16>(Value))
2167       return Op;
2168   }
2169
2170   // Check whether the high part is an AND that doesn't change the
2171   // high 32 bits and just masks out low bits.  We can skip it if so.
2172   if (HighOp.getOpcode() == ISD::AND &&
2173       HighOp.getOperand(1).getOpcode() == ISD::Constant) {
2174     SDValue HighOp0 = HighOp.getOperand(0);
2175     uint64_t Mask = cast<ConstantSDNode>(HighOp.getOperand(1))->getZExtValue();
2176     if (DAG.MaskedValueIsZero(HighOp0, APInt(64, ~(Mask | 0xffffffff))))
2177       HighOp = HighOp0;
2178   }
2179
2180   // Take advantage of the fact that all GR32 operations only change the
2181   // low 32 bits by truncating Low to an i32 and inserting it directly
2182   // using a subreg.  The interesting cases are those where the truncation
2183   // can be folded.
2184   SDLoc DL(Op);
2185   SDValue Low32 = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, MVT::i32, LowOp);
2186   return DAG.getTargetInsertSubreg(SystemZ::subreg_l32, DL,
2187                                    MVT::i64, HighOp, Low32);
2188 }
2189
2190 // Op is an atomic load.  Lower it into a normal volatile load.
2191 SDValue SystemZTargetLowering::lowerATOMIC_LOAD(SDValue Op,
2192                                                 SelectionDAG &DAG) const {
2193   auto *Node = cast<AtomicSDNode>(Op.getNode());
2194   return DAG.getExtLoad(ISD::EXTLOAD, SDLoc(Op), Op.getValueType(),
2195                         Node->getChain(), Node->getBasePtr(),
2196                         Node->getMemoryVT(), Node->getMemOperand());
2197 }
2198
2199 // Op is an atomic store.  Lower it into a normal volatile store followed
2200 // by a serialization.
2201 SDValue SystemZTargetLowering::lowerATOMIC_STORE(SDValue Op,
2202                                                  SelectionDAG &DAG) const {
2203   auto *Node = cast<AtomicSDNode>(Op.getNode());
2204   SDValue Chain = DAG.getTruncStore(Node->getChain(), SDLoc(Op), Node->getVal(),
2205                                     Node->getBasePtr(), Node->getMemoryVT(),
2206                                     Node->getMemOperand());
2207   return SDValue(DAG.getMachineNode(SystemZ::Serialize, SDLoc(Op), MVT::Other,
2208                                     Chain), 0);
2209 }
2210
2211 // Op is an 8-, 16-bit or 32-bit ATOMIC_LOAD_* operation.  Lower the first
2212 // two into the fullword ATOMIC_LOADW_* operation given by Opcode.
2213 SDValue SystemZTargetLowering::lowerATOMIC_LOAD_OP(SDValue Op,
2214                                                    SelectionDAG &DAG,
2215                                                    unsigned Opcode) const {
2216   auto *Node = cast<AtomicSDNode>(Op.getNode());
2217
2218   // 32-bit operations need no code outside the main loop.
2219   EVT NarrowVT = Node->getMemoryVT();
2220   EVT WideVT = MVT::i32;
2221   if (NarrowVT == WideVT)
2222     return Op;
2223
2224   int64_t BitSize = NarrowVT.getSizeInBits();
2225   SDValue ChainIn = Node->getChain();
2226   SDValue Addr = Node->getBasePtr();
2227   SDValue Src2 = Node->getVal();
2228   MachineMemOperand *MMO = Node->getMemOperand();
2229   SDLoc DL(Node);
2230   EVT PtrVT = Addr.getValueType();
2231
2232   // Convert atomic subtracts of constants into additions.
2233   if (Opcode == SystemZISD::ATOMIC_LOADW_SUB)
2234     if (auto *Const = dyn_cast<ConstantSDNode>(Src2)) {
2235       Opcode = SystemZISD::ATOMIC_LOADW_ADD;
2236       Src2 = DAG.getConstant(-Const->getSExtValue(), Src2.getValueType());
2237     }
2238
2239   // Get the address of the containing word.
2240   SDValue AlignedAddr = DAG.getNode(ISD::AND, DL, PtrVT, Addr,
2241                                     DAG.getConstant(-4, PtrVT));
2242
2243   // Get the number of bits that the word must be rotated left in order
2244   // to bring the field to the top bits of a GR32.
2245   SDValue BitShift = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, PtrVT, Addr,
2246                                  DAG.getConstant(3, PtrVT));
2247   BitShift = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, WideVT, BitShift);
2248
2249   // Get the complementing shift amount, for rotating a field in the top
2250   // bits back to its proper position.
2251   SDValue NegBitShift = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, WideVT,
2252                                     DAG.getConstant(0, WideVT), BitShift);
2253
2254   // Extend the source operand to 32 bits and prepare it for the inner loop.
2255   // ATOMIC_SWAPW uses RISBG to rotate the field left, but all other
2256   // operations require the source to be shifted in advance.  (This shift
2257   // can be folded if the source is constant.)  For AND and NAND, the lower
2258   // bits must be set, while for other opcodes they should be left clear.
2259   if (Opcode != SystemZISD::ATOMIC_SWAPW)
2260     Src2 = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, WideVT, Src2,
2261                        DAG.getConstant(32 - BitSize, WideVT));
2262   if (Opcode == SystemZISD::ATOMIC_LOADW_AND ||
2263       Opcode == SystemZISD::ATOMIC_LOADW_NAND)
2264     Src2 = DAG.getNode(ISD::OR, DL, WideVT, Src2,
2265                        DAG.getConstant(uint32_t(-1) >> BitSize, WideVT));
2266
2267   // Construct the ATOMIC_LOADW_* node.
2268   SDVTList VTList = DAG.getVTList(WideVT, MVT::Other);
2269   SDValue Ops[] = { ChainIn, AlignedAddr, Src2, BitShift, NegBitShift,
2270                     DAG.getConstant(BitSize, WideVT) };
2271   SDValue AtomicOp = DAG.getMemIntrinsicNode(Opcode, DL, VTList, Ops,
2272                                              NarrowVT, MMO);
2273
2274   // Rotate the result of the final CS so that the field is in the lower
2275   // bits of a GR32, then truncate it.
2276   SDValue ResultShift = DAG.getNode(ISD::ADD, DL, WideVT, BitShift,
2277                                     DAG.getConstant(BitSize, WideVT));
2278   SDValue Result = DAG.getNode(ISD::ROTL, DL, WideVT, AtomicOp, ResultShift);
2279
2280   SDValue RetOps[2] = { Result, AtomicOp.getValue(1) };
2281   return DAG.getMergeValues(RetOps, DL);
2282 }
2283
2284 // Op is an ATOMIC_LOAD_SUB operation.  Lower 8- and 16-bit operations
2285 // into ATOMIC_LOADW_SUBs and decide whether to convert 32- and 64-bit
2286 // operations into additions.
2287 SDValue SystemZTargetLowering::lowerATOMIC_LOAD_SUB(SDValue Op,
2288                                                     SelectionDAG &DAG) const {
2289   auto *Node = cast<AtomicSDNode>(Op.getNode());
2290   EVT MemVT = Node->getMemoryVT();
2291   if (MemVT == MVT::i32 || MemVT == MVT::i64) {
2292     // A full-width operation.
2293     assert(Op.getValueType() == MemVT && "Mismatched VTs");
2294     SDValue Src2 = Node->getVal();
2295     SDValue NegSrc2;
2296     SDLoc DL(Src2);
2297
2298     if (auto *Op2 = dyn_cast<ConstantSDNode>(Src2)) {
2299       // Use an addition if the operand is constant and either LAA(G) is
2300       // available or the negative value is in the range of A(G)FHI.
2301       int64_t Value = (-Op2->getAPIntValue()).getSExtValue();
2302       if (isInt<32>(Value) || Subtarget.hasInterlockedAccess1())
2303         NegSrc2 = DAG.getConstant(Value, MemVT);
2304     } else if (Subtarget.hasInterlockedAccess1())
2305       // Use LAA(G) if available.
2306       NegSrc2 = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, MemVT, DAG.getConstant(0, MemVT),
2307                             Src2);
2308
2309     if (NegSrc2.getNode())
2310       return DAG.getAtomic(ISD::ATOMIC_LOAD_ADD, DL, MemVT,
2311                            Node->getChain(), Node->getBasePtr(), NegSrc2,
2312                            Node->getMemOperand(), Node->getOrdering(),
2313                            Node->getSynchScope());
2314
2315     // Use the node as-is.
2316     return Op;
2317   }
2318
2319   return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_SUB);
2320 }
2321
2322 // Node is an 8- or 16-bit ATOMIC_CMP_SWAP operation.  Lower the first two
2323 // into a fullword ATOMIC_CMP_SWAPW operation.
2324 SDValue SystemZTargetLowering::lowerATOMIC_CMP_SWAP(SDValue Op,
2325                                                     SelectionDAG &DAG) const {
2326   auto *Node = cast<AtomicSDNode>(Op.getNode());
2327
2328   // We have native support for 32-bit compare and swap.
2329   EVT NarrowVT = Node->getMemoryVT();
2330   EVT WideVT = MVT::i32;
2331   if (NarrowVT == WideVT)
2332     return Op;
2333
2334   int64_t BitSize = NarrowVT.getSizeInBits();
2335   SDValue ChainIn = Node->getOperand(0);
2336   SDValue Addr = Node->getOperand(1);
2337   SDValue CmpVal = Node->getOperand(2);
2338   SDValue SwapVal = Node->getOperand(3);
2339   MachineMemOperand *MMO = Node->getMemOperand();
2340   SDLoc DL(Node);
2341   EVT PtrVT = Addr.getValueType();
2342
2343   // Get the address of the containing word.
2344   SDValue AlignedAddr = DAG.getNode(ISD::AND, DL, PtrVT, Addr,
2345                                     DAG.getConstant(-4, PtrVT));
2346
2347   // Get the number of bits that the word must be rotated left in order
2348   // to bring the field to the top bits of a GR32.
2349   SDValue BitShift = DAG.getNode(ISD::SHL, DL, PtrVT, Addr,
2350                                  DAG.getConstant(3, PtrVT));
2351   BitShift = DAG.getNode(ISD::TRUNCATE, DL, WideVT, BitShift);
2352
2353   // Get the complementing shift amount, for rotating a field in the top
2354   // bits back to its proper position.
2355   SDValue NegBitShift = DAG.getNode(ISD::SUB, DL, WideVT,
2356                                     DAG.getConstant(0, WideVT), BitShift);
2357
2358   // Construct the ATOMIC_CMP_SWAPW node.
2359   SDVTList VTList = DAG.getVTList(WideVT, MVT::Other);
2360   SDValue Ops[] = { ChainIn, AlignedAddr, CmpVal, SwapVal, BitShift,
2361                     NegBitShift, DAG.getConstant(BitSize, WideVT) };
2362   SDValue AtomicOp = DAG.getMemIntrinsicNode(SystemZISD::ATOMIC_CMP_SWAPW, DL,
2363                                              VTList, Ops, NarrowVT, MMO);
2364   return AtomicOp;
2365 }
2366
2367 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSTACKSAVE(SDValue Op,
2368                                               SelectionDAG &DAG) const {
2369   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
2370   MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>()->setManipulatesSP(true);
2371   return DAG.getCopyFromReg(Op.getOperand(0), SDLoc(Op),
2372                             SystemZ::R15D, Op.getValueType());
2373 }
2374
2375 SDValue SystemZTargetLowering::lowerSTACKRESTORE(SDValue Op,
2376                                                  SelectionDAG &DAG) const {
2377   MachineFunction &MF = DAG.getMachineFunction();
2378   MF.getInfo<SystemZMachineFunctionInfo>()->setManipulatesSP(true);
2379   return DAG.getCopyToReg(Op.getOperand(0), SDLoc(Op),
2380                           SystemZ::R15D, Op.getOperand(1));
2381 }
2382
2383 SDValue SystemZTargetLowering::lowerPREFETCH(SDValue Op,
2384                                              SelectionDAG &DAG) const {
2385   bool IsData = cast<ConstantSDNode>(Op.getOperand(4))->getZExtValue();
2386   if (!IsData)
2387     // Just preserve the chain.
2388     return Op.getOperand(0);
2389
2390   bool IsWrite = cast<ConstantSDNode>(Op.getOperand(2))->getZExtValue();
2391   unsigned Code = IsWrite ? SystemZ::PFD_WRITE : SystemZ::PFD_READ;
2392   auto *Node = cast<MemIntrinsicSDNode>(Op.getNode());
2393   SDValue Ops[] = {
2394     Op.getOperand(0),
2395     DAG.getConstant(Code, MVT::i32),
2396     Op.getOperand(1)
2397   };
2398   return DAG.getMemIntrinsicNode(SystemZISD::PREFETCH, SDLoc(Op),
2399                                  Node->getVTList(), Ops,
2400                                  Node->getMemoryVT(), Node->getMemOperand());
2401 }
2402
2403 SDValue SystemZTargetLowering::LowerOperation(SDValue Op,
2404                                               SelectionDAG &DAG) const {
2405   switch (Op.getOpcode()) {
2406   case ISD::BR_CC:
2407     return lowerBR_CC(Op, DAG);
2408   case ISD::SELECT_CC:
2409     return lowerSELECT_CC(Op, DAG);
2410   case ISD::SETCC:
2411     return lowerSETCC(Op, DAG);
2412   case ISD::GlobalAddress:
2413     return lowerGlobalAddress(cast<GlobalAddressSDNode>(Op), DAG);
2414   case ISD::GlobalTLSAddress:
2415     return lowerGlobalTLSAddress(cast<GlobalAddressSDNode>(Op), DAG);
2416   case ISD::BlockAddress:
2417     return lowerBlockAddress(cast<BlockAddressSDNode>(Op), DAG);
2418   case ISD::JumpTable:
2419     return lowerJumpTable(cast<JumpTableSDNode>(Op), DAG);
2420   case ISD::ConstantPool:
2421     return lowerConstantPool(cast<ConstantPoolSDNode>(Op), DAG);
2422   case ISD::BITCAST:
2423     return lowerBITCAST(Op, DAG);
2424   case ISD::VASTART:
2425     return lowerVASTART(Op, DAG);
2426   case ISD::VACOPY:
2427     return lowerVACOPY(Op, DAG);
2428   case ISD::DYNAMIC_STACKALLOC:
2429     return lowerDYNAMIC_STACKALLOC(Op, DAG);
2430   case ISD::SMUL_LOHI:
2431     return lowerSMUL_LOHI(Op, DAG);
2432   case ISD::UMUL_LOHI:
2433     return lowerUMUL_LOHI(Op, DAG);
2434   case ISD::SDIVREM:
2435     return lowerSDIVREM(Op, DAG);
2436   case ISD::UDIVREM:
2437     return lowerUDIVREM(Op, DAG);
2438   case ISD::OR:
2439     return lowerOR(Op, DAG);
2440   case ISD::ATOMIC_SWAP:
2441     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_SWAPW);
2442   case ISD::ATOMIC_STORE:
2443     return lowerATOMIC_STORE(Op, DAG);
2444   case ISD::ATOMIC_LOAD:
2445     return lowerATOMIC_LOAD(Op, DAG);
2446   case ISD::ATOMIC_LOAD_ADD:
2447     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_ADD);
2448   case ISD::ATOMIC_LOAD_SUB:
2449     return lowerATOMIC_LOAD_SUB(Op, DAG);
2450   case ISD::ATOMIC_LOAD_AND:
2451     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_AND);
2452   case ISD::ATOMIC_LOAD_OR:
2453     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_OR);
2454   case ISD::ATOMIC_LOAD_XOR:
2455     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_XOR);
2456   case ISD::ATOMIC_LOAD_NAND:
2457     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_NAND);
2458   case ISD::ATOMIC_LOAD_MIN:
2459     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_MIN);
2460   case ISD::ATOMIC_LOAD_MAX:
2461     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_MAX);
2462   case ISD::ATOMIC_LOAD_UMIN:
2463     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_UMIN);
2464   case ISD::ATOMIC_LOAD_UMAX:
2465     return lowerATOMIC_LOAD_OP(Op, DAG, SystemZISD::ATOMIC_LOADW_UMAX);
2466   case ISD::ATOMIC_CMP_SWAP:
2467     return lowerATOMIC_CMP_SWAP(Op, DAG);
2468   case ISD::STACKSAVE:
2469     return lowerSTACKSAVE(Op, DAG);
2470   case ISD::STACKRESTORE:
2471     return lowerSTACKRESTORE(Op, DAG);
2472   case ISD::PREFETCH:
2473     return lowerPREFETCH(Op, DAG);
2474   default:
2475     llvm_unreachable("Unexpected node to lower");
2476   }
2477 }
2478
2479 const char *SystemZTargetLowering::getTargetNodeName(unsigned Opcode) const {
2480 #define OPCODE(NAME) case SystemZISD::NAME: return "SystemZISD::" #NAME
2481   switch (Opcode) {
2482     OPCODE(RET_FLAG);
2483     OPCODE(CALL);
2484     OPCODE(SIBCALL);
2485     OPCODE(PCREL_WRAPPER);
2486     OPCODE(PCREL_OFFSET);
2487     OPCODE(IABS);
2488     OPCODE(ICMP);
2489     OPCODE(FCMP);
2490     OPCODE(TM);
2491     OPCODE(BR_CCMASK);
2492     OPCODE(SELECT_CCMASK);
2493     OPCODE(ADJDYNALLOC);
2494     OPCODE(EXTRACT_ACCESS);
2495     OPCODE(UMUL_LOHI64);
2496     OPCODE(SDIVREM64);
2497     OPCODE(UDIVREM32);
2498     OPCODE(UDIVREM64);
2499     OPCODE(MVC);
2500     OPCODE(MVC_LOOP);
2501     OPCODE(NC);
2502     OPCODE(NC_LOOP);
2503     OPCODE(OC);
2504     OPCODE(OC_LOOP);
2505     OPCODE(XC);
2506     OPCODE(XC_LOOP);
2507     OPCODE(CLC);
2508     OPCODE(CLC_LOOP);
2509     OPCODE(STRCMP);
2510     OPCODE(STPCPY);
2511     OPCODE(SEARCH_STRING);
2512     OPCODE(IPM);
2513     OPCODE(SERIALIZE);
2514     OPCODE(ATOMIC_SWAPW);
2515     OPCODE(ATOMIC_LOADW_ADD);
2516     OPCODE(ATOMIC_LOADW_SUB);
2517     OPCODE(ATOMIC_LOADW_AND);
2518     OPCODE(ATOMIC_LOADW_OR);
2519     OPCODE(ATOMIC_LOADW_XOR);
2520     OPCODE(ATOMIC_LOADW_NAND);
2521     OPCODE(ATOMIC_LOADW_MIN);
2522     OPCODE(ATOMIC_LOADW_MAX);
2523     OPCODE(ATOMIC_LOADW_UMIN);
2524     OPCODE(ATOMIC_LOADW_UMAX);
2525     OPCODE(ATOMIC_CMP_SWAPW);
2526     OPCODE(PREFETCH);
2527   }
2528   return nullptr;
2529 #undef OPCODE
2530 }
2531
2532 SDValue SystemZTargetLowering::PerformDAGCombine(SDNode *N,
2533                                                  DAGCombinerInfo &DCI) const {
2534   SelectionDAG &DAG = DCI.DAG;
2535   unsigned Opcode = N->getOpcode();
2536   if (Opcode == ISD::SIGN_EXTEND) {
2537     // Convert (sext (ashr (shl X, C1), C2)) to
2538     // (ashr (shl (anyext X), C1'), C2')), since wider shifts are as
2539     // cheap as narrower ones.
2540     SDValue N0 = N->getOperand(0);
2541     EVT VT = N->getValueType(0);
2542     if (N0.hasOneUse() && N0.getOpcode() == ISD::SRA) {
2543       auto *SraAmt = dyn_cast<ConstantSDNode>(N0.getOperand(1));
2544       SDValue Inner = N0.getOperand(0);
2545       if (SraAmt && Inner.hasOneUse() && Inner.getOpcode() == ISD::SHL) {
2546         if (auto *ShlAmt = dyn_cast<ConstantSDNode>(Inner.getOperand(1))) {
2547           unsigned Extra = (VT.getSizeInBits() -
2548                             N0.getValueType().getSizeInBits());
2549           unsigned NewShlAmt = ShlAmt->getZExtValue() + Extra;
2550           unsigned NewSraAmt = SraAmt->getZExtValue() + Extra;
2551           EVT ShiftVT = N0.getOperand(1).getValueType();
2552           SDValue Ext = DAG.getNode(ISD::ANY_EXTEND, SDLoc(Inner), VT,
2553                                     Inner.getOperand(0));
2554           SDValue Shl = DAG.getNode(ISD::SHL, SDLoc(Inner), VT, Ext,
2555                                     DAG.getConstant(NewShlAmt, ShiftVT));
2556           return DAG.getNode(ISD::SRA, SDLoc(N0), VT, Shl,
2557                              DAG.getConstant(NewSraAmt, ShiftVT));
2558         }
2559       }
2560     }
2561   }
2562   return SDValue();
2563 }
2564
2565 //===----------------------------------------------------------------------===//
2566 // Custom insertion
2567 //===----------------------------------------------------------------------===//
2568
2569 // Create a new basic block after MBB.
2570 static MachineBasicBlock *emitBlockAfter(MachineBasicBlock *MBB) {
2571   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
2572   MachineBasicBlock *NewMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(MBB->getBasicBlock());
2573   MF.insert(std::next(MachineFunction::iterator(MBB)), NewMBB);
2574   return NewMBB;
2575 }
2576
2577 // Split MBB after MI and return the new block (the one that contains
2578 // instructions after MI).
2579 static MachineBasicBlock *splitBlockAfter(MachineInstr *MI,
2580                                           MachineBasicBlock *MBB) {
2581   MachineBasicBlock *NewMBB = emitBlockAfter(MBB);
2582   NewMBB->splice(NewMBB->begin(), MBB,
2583                  std::next(MachineBasicBlock::iterator(MI)), MBB->end());
2584   NewMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(MBB);
2585   return NewMBB;
2586 }
2587
2588 // Split MBB before MI and return the new block (the one that contains MI).
2589 static MachineBasicBlock *splitBlockBefore(MachineInstr *MI,
2590                                            MachineBasicBlock *MBB) {
2591   MachineBasicBlock *NewMBB = emitBlockAfter(MBB);
2592   NewMBB->splice(NewMBB->begin(), MBB, MI, MBB->end());
2593   NewMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(MBB);
2594   return NewMBB;
2595 }
2596
2597 // Force base value Base into a register before MI.  Return the register.
2598 static unsigned forceReg(MachineInstr *MI, MachineOperand &Base,
2599                          const SystemZInstrInfo *TII) {
2600   if (Base.isReg())
2601     return Base.getReg();
2602
2603   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
2604   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
2605   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
2606
2607   unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::ADDR64BitRegClass);
2608   BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), TII->get(SystemZ::LA), Reg)
2609     .addOperand(Base).addImm(0).addReg(0);
2610   return Reg;
2611 }
2612
2613 // Implement EmitInstrWithCustomInserter for pseudo Select* instruction MI.
2614 MachineBasicBlock *
2615 SystemZTargetLowering::emitSelect(MachineInstr *MI,
2616                                   MachineBasicBlock *MBB) const {
2617   const SystemZInstrInfo *TII = static_cast<const SystemZInstrInfo *>(
2618       MBB->getParent()->getSubtarget().getInstrInfo());
2619
2620   unsigned DestReg  = MI->getOperand(0).getReg();
2621   unsigned TrueReg  = MI->getOperand(1).getReg();
2622   unsigned FalseReg = MI->getOperand(2).getReg();
2623   unsigned CCValid  = MI->getOperand(3).getImm();
2624   unsigned CCMask   = MI->getOperand(4).getImm();
2625   DebugLoc DL       = MI->getDebugLoc();
2626
2627   MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
2628   MachineBasicBlock *JoinMBB  = splitBlockBefore(MI, MBB);
2629   MachineBasicBlock *FalseMBB = emitBlockAfter(StartMBB);
2630
2631   //  StartMBB:
2632   //   BRC CCMask, JoinMBB
2633   //   # fallthrough to FalseMBB
2634   MBB = StartMBB;
2635   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
2636     .addImm(CCValid).addImm(CCMask).addMBB(JoinMBB);
2637   MBB->addSuccessor(JoinMBB);
2638   MBB->addSuccessor(FalseMBB);
2639
2640   //  FalseMBB:
2641   //   # fallthrough to JoinMBB
2642   MBB = FalseMBB;
2643   MBB->addSuccessor(JoinMBB);
2644
2645   //  JoinMBB:
2646   //   %Result = phi [ %FalseReg, FalseMBB ], [ %TrueReg, StartMBB ]
2647   //  ...
2648   MBB = JoinMBB;
2649   BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(SystemZ::PHI), DestReg)
2650     .addReg(TrueReg).addMBB(StartMBB)
2651     .addReg(FalseReg).addMBB(FalseMBB);
2652
2653   MI->eraseFromParent();
2654   return JoinMBB;
2655 }
2656
2657 // Implement EmitInstrWithCustomInserter for pseudo CondStore* instruction MI.
2658 // StoreOpcode is the store to use and Invert says whether the store should
2659 // happen when the condition is false rather than true.  If a STORE ON
2660 // CONDITION is available, STOCOpcode is its opcode, otherwise it is 0.
2661 MachineBasicBlock *
2662 SystemZTargetLowering::emitCondStore(MachineInstr *MI,
2663                                      MachineBasicBlock *MBB,
2664                                      unsigned StoreOpcode, unsigned STOCOpcode,
2665                                      bool Invert) const {
2666   const SystemZInstrInfo *TII = static_cast<const SystemZInstrInfo *>(
2667       MBB->getParent()->getSubtarget().getInstrInfo());
2668
2669   unsigned SrcReg     = MI->getOperand(0).getReg();
2670   MachineOperand Base = MI->getOperand(1);
2671   int64_t Disp        = MI->getOperand(2).getImm();
2672   unsigned IndexReg   = MI->getOperand(3).getReg();
2673   unsigned CCValid    = MI->getOperand(4).getImm();
2674   unsigned CCMask     = MI->getOperand(5).getImm();
2675   DebugLoc DL         = MI->getDebugLoc();
2676
2677   StoreOpcode = TII->getOpcodeForOffset(StoreOpcode, Disp);
2678
2679   // Use STOCOpcode if possible.  We could use different store patterns in
2680   // order to avoid matching the index register, but the performance trade-offs
2681   // might be more complicated in that case.
2682   if (STOCOpcode && !IndexReg && Subtarget.hasLoadStoreOnCond()) {
2683     if (Invert)
2684       CCMask ^= CCValid;
2685     BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(STOCOpcode))
2686       .addReg(SrcReg).addOperand(Base).addImm(Disp)
2687       .addImm(CCValid).addImm(CCMask);
2688     MI->eraseFromParent();
2689     return MBB;
2690   }
2691
2692   // Get the condition needed to branch around the store.
2693   if (!Invert)
2694     CCMask ^= CCValid;
2695
2696   MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
2697   MachineBasicBlock *JoinMBB  = splitBlockBefore(MI, MBB);
2698   MachineBasicBlock *FalseMBB = emitBlockAfter(StartMBB);
2699
2700   //  StartMBB:
2701   //   BRC CCMask, JoinMBB
2702   //   # fallthrough to FalseMBB
2703   MBB = StartMBB;
2704   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
2705     .addImm(CCValid).addImm(CCMask).addMBB(JoinMBB);
2706   MBB->addSuccessor(JoinMBB);
2707   MBB->addSuccessor(FalseMBB);
2708
2709   //  FalseMBB:
2710   //   store %SrcReg, %Disp(%Index,%Base)
2711   //   # fallthrough to JoinMBB
2712   MBB = FalseMBB;
2713   BuildMI(MBB, DL, TII->get(StoreOpcode))
2714     .addReg(SrcReg).addOperand(Base).addImm(Disp).addReg(IndexReg);
2715   MBB->addSuccessor(JoinMBB);
2716
2717   MI->eraseFromParent();
2718   return JoinMBB;
2719 }
2720
2721 // Implement EmitInstrWithCustomInserter for pseudo ATOMIC_LOAD{,W}_*
2722 // or ATOMIC_SWAP{,W} instruction MI.  BinOpcode is the instruction that
2723 // performs the binary operation elided by "*", or 0 for ATOMIC_SWAP{,W}.
2724 // BitSize is the width of the field in bits, or 0 if this is a partword
2725 // ATOMIC_LOADW_* or ATOMIC_SWAPW instruction, in which case the bitsize
2726 // is one of the operands.  Invert says whether the field should be
2727 // inverted after performing BinOpcode (e.g. for NAND).
2728 MachineBasicBlock *
2729 SystemZTargetLowering::emitAtomicLoadBinary(MachineInstr *MI,
2730                                             MachineBasicBlock *MBB,
2731                                             unsigned BinOpcode,
2732                                             unsigned BitSize,
2733                                             bool Invert) const {
2734   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
2735   const SystemZInstrInfo *TII =
2736       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
2737   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
2738   bool IsSubWord = (BitSize < 32);
2739
2740   // Extract the operands.  Base can be a register or a frame index.
2741   // Src2 can be a register or immediate.
2742   unsigned Dest        = MI->getOperand(0).getReg();
2743   MachineOperand Base  = earlyUseOperand(MI->getOperand(1));
2744   int64_t Disp         = MI->getOperand(2).getImm();
2745   MachineOperand Src2  = earlyUseOperand(MI->getOperand(3));
2746   unsigned BitShift    = (IsSubWord ? MI->getOperand(4).getReg() : 0);
2747   unsigned NegBitShift = (IsSubWord ? MI->getOperand(5).getReg() : 0);
2748   DebugLoc DL          = MI->getDebugLoc();
2749   if (IsSubWord)
2750     BitSize = MI->getOperand(6).getImm();
2751
2752   // Subword operations use 32-bit registers.
2753   const TargetRegisterClass *RC = (BitSize <= 32 ?
2754                                    &SystemZ::GR32BitRegClass :
2755                                    &SystemZ::GR64BitRegClass);
2756   unsigned LOpcode  = BitSize <= 32 ? SystemZ::L  : SystemZ::LG;
2757   unsigned CSOpcode = BitSize <= 32 ? SystemZ::CS : SystemZ::CSG;
2758
2759   // Get the right opcodes for the displacement.
2760   LOpcode  = TII->getOpcodeForOffset(LOpcode,  Disp);
2761   CSOpcode = TII->getOpcodeForOffset(CSOpcode, Disp);
2762   assert(LOpcode && CSOpcode && "Displacement out of range");
2763
2764   // Create virtual registers for temporary results.
2765   unsigned OrigVal       = MRI.createVirtualRegister(RC);
2766   unsigned OldVal        = MRI.createVirtualRegister(RC);
2767   unsigned NewVal        = (BinOpcode || IsSubWord ?
2768                             MRI.createVirtualRegister(RC) : Src2.getReg());
2769   unsigned RotatedOldVal = (IsSubWord ? MRI.createVirtualRegister(RC) : OldVal);
2770   unsigned RotatedNewVal = (IsSubWord ? MRI.createVirtualRegister(RC) : NewVal);
2771
2772   // Insert a basic block for the main loop.
2773   MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
2774   MachineBasicBlock *DoneMBB  = splitBlockBefore(MI, MBB);
2775   MachineBasicBlock *LoopMBB  = emitBlockAfter(StartMBB);
2776
2777   //  StartMBB:
2778   //   ...
2779   //   %OrigVal = L Disp(%Base)
2780   //   # fall through to LoopMMB
2781   MBB = StartMBB;
2782   BuildMI(MBB, DL, TII->get(LOpcode), OrigVal)
2783     .addOperand(Base).addImm(Disp).addReg(0);
2784   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
2785
2786   //  LoopMBB:
2787   //   %OldVal        = phi [ %OrigVal, StartMBB ], [ %Dest, LoopMBB ]
2788   //   %RotatedOldVal = RLL %OldVal, 0(%BitShift)
2789   //   %RotatedNewVal = OP %RotatedOldVal, %Src2
2790   //   %NewVal        = RLL %RotatedNewVal, 0(%NegBitShift)
2791   //   %Dest          = CS %OldVal, %NewVal, Disp(%Base)
2792   //   JNE LoopMBB
2793   //   # fall through to DoneMMB
2794   MBB = LoopMBB;
2795   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), OldVal)
2796     .addReg(OrigVal).addMBB(StartMBB)
2797     .addReg(Dest).addMBB(LoopMBB);
2798   if (IsSubWord)
2799     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), RotatedOldVal)
2800       .addReg(OldVal).addReg(BitShift).addImm(0);
2801   if (Invert) {
2802     // Perform the operation normally and then invert every bit of the field.
2803     unsigned Tmp = MRI.createVirtualRegister(RC);
2804     BuildMI(MBB, DL, TII->get(BinOpcode), Tmp)
2805       .addReg(RotatedOldVal).addOperand(Src2);
2806     if (BitSize <= 32)
2807       // XILF with the upper BitSize bits set.
2808       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::XILF), RotatedNewVal)
2809         .addReg(Tmp).addImm(-1U << (32 - BitSize));
2810     else {
2811       // Use LCGR and add -1 to the result, which is more compact than
2812       // an XILF, XILH pair.
2813       unsigned Tmp2 = MRI.createVirtualRegister(RC);
2814       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::LCGR), Tmp2).addReg(Tmp);
2815       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::AGHI), RotatedNewVal)
2816         .addReg(Tmp2).addImm(-1);
2817     }
2818   } else if (BinOpcode)
2819     // A simply binary operation.
2820     BuildMI(MBB, DL, TII->get(BinOpcode), RotatedNewVal)
2821       .addReg(RotatedOldVal).addOperand(Src2);
2822   else if (IsSubWord)
2823     // Use RISBG to rotate Src2 into position and use it to replace the
2824     // field in RotatedOldVal.
2825     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RISBG32), RotatedNewVal)
2826       .addReg(RotatedOldVal).addReg(Src2.getReg())
2827       .addImm(32).addImm(31 + BitSize).addImm(32 - BitSize);
2828   if (IsSubWord)
2829     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), NewVal)
2830       .addReg(RotatedNewVal).addReg(NegBitShift).addImm(0);
2831   BuildMI(MBB, DL, TII->get(CSOpcode), Dest)
2832     .addReg(OldVal).addReg(NewVal).addOperand(Base).addImm(Disp);
2833   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
2834     .addImm(SystemZ::CCMASK_CS).addImm(SystemZ::CCMASK_CS_NE).addMBB(LoopMBB);
2835   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
2836   MBB->addSuccessor(DoneMBB);
2837
2838   MI->eraseFromParent();
2839   return DoneMBB;
2840 }
2841
2842 // Implement EmitInstrWithCustomInserter for pseudo
2843 // ATOMIC_LOAD{,W}_{,U}{MIN,MAX} instruction MI.  CompareOpcode is the
2844 // instruction that should be used to compare the current field with the
2845 // minimum or maximum value.  KeepOldMask is the BRC condition-code mask
2846 // for when the current field should be kept.  BitSize is the width of
2847 // the field in bits, or 0 if this is a partword ATOMIC_LOADW_* instruction.
2848 MachineBasicBlock *
2849 SystemZTargetLowering::emitAtomicLoadMinMax(MachineInstr *MI,
2850                                             MachineBasicBlock *MBB,
2851                                             unsigned CompareOpcode,
2852                                             unsigned KeepOldMask,
2853                                             unsigned BitSize) const {
2854   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
2855   const SystemZInstrInfo *TII =
2856       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
2857   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
2858   bool IsSubWord = (BitSize < 32);
2859
2860   // Extract the operands.  Base can be a register or a frame index.
2861   unsigned Dest        = MI->getOperand(0).getReg();
2862   MachineOperand Base  = earlyUseOperand(MI->getOperand(1));
2863   int64_t  Disp        = MI->getOperand(2).getImm();
2864   unsigned Src2        = MI->getOperand(3).getReg();
2865   unsigned BitShift    = (IsSubWord ? MI->getOperand(4).getReg() : 0);
2866   unsigned NegBitShift = (IsSubWord ? MI->getOperand(5).getReg() : 0);
2867   DebugLoc DL          = MI->getDebugLoc();
2868   if (IsSubWord)
2869     BitSize = MI->getOperand(6).getImm();
2870
2871   // Subword operations use 32-bit registers.
2872   const TargetRegisterClass *RC = (BitSize <= 32 ?
2873                                    &SystemZ::GR32BitRegClass :
2874                                    &SystemZ::GR64BitRegClass);
2875   unsigned LOpcode  = BitSize <= 32 ? SystemZ::L  : SystemZ::LG;
2876   unsigned CSOpcode = BitSize <= 32 ? SystemZ::CS : SystemZ::CSG;
2877
2878   // Get the right opcodes for the displacement.
2879   LOpcode  = TII->getOpcodeForOffset(LOpcode,  Disp);
2880   CSOpcode = TII->getOpcodeForOffset(CSOpcode, Disp);
2881   assert(LOpcode && CSOpcode && "Displacement out of range");
2882
2883   // Create virtual registers for temporary results.
2884   unsigned OrigVal       = MRI.createVirtualRegister(RC);
2885   unsigned OldVal        = MRI.createVirtualRegister(RC);
2886   unsigned NewVal        = MRI.createVirtualRegister(RC);
2887   unsigned RotatedOldVal = (IsSubWord ? MRI.createVirtualRegister(RC) : OldVal);
2888   unsigned RotatedAltVal = (IsSubWord ? MRI.createVirtualRegister(RC) : Src2);
2889   unsigned RotatedNewVal = (IsSubWord ? MRI.createVirtualRegister(RC) : NewVal);
2890
2891   // Insert 3 basic blocks for the loop.
2892   MachineBasicBlock *StartMBB  = MBB;
2893   MachineBasicBlock *DoneMBB   = splitBlockBefore(MI, MBB);
2894   MachineBasicBlock *LoopMBB   = emitBlockAfter(StartMBB);
2895   MachineBasicBlock *UseAltMBB = emitBlockAfter(LoopMBB);
2896   MachineBasicBlock *UpdateMBB = emitBlockAfter(UseAltMBB);
2897
2898   //  StartMBB:
2899   //   ...
2900   //   %OrigVal     = L Disp(%Base)
2901   //   # fall through to LoopMMB
2902   MBB = StartMBB;
2903   BuildMI(MBB, DL, TII->get(LOpcode), OrigVal)
2904     .addOperand(Base).addImm(Disp).addReg(0);
2905   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
2906
2907   //  LoopMBB:
2908   //   %OldVal        = phi [ %OrigVal, StartMBB ], [ %Dest, UpdateMBB ]
2909   //   %RotatedOldVal = RLL %OldVal, 0(%BitShift)
2910   //   CompareOpcode %RotatedOldVal, %Src2
2911   //   BRC KeepOldMask, UpdateMBB
2912   MBB = LoopMBB;
2913   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), OldVal)
2914     .addReg(OrigVal).addMBB(StartMBB)
2915     .addReg(Dest).addMBB(UpdateMBB);
2916   if (IsSubWord)
2917     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), RotatedOldVal)
2918       .addReg(OldVal).addReg(BitShift).addImm(0);
2919   BuildMI(MBB, DL, TII->get(CompareOpcode))
2920     .addReg(RotatedOldVal).addReg(Src2);
2921   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
2922     .addImm(SystemZ::CCMASK_ICMP).addImm(KeepOldMask).addMBB(UpdateMBB);
2923   MBB->addSuccessor(UpdateMBB);
2924   MBB->addSuccessor(UseAltMBB);
2925
2926   //  UseAltMBB:
2927   //   %RotatedAltVal = RISBG %RotatedOldVal, %Src2, 32, 31 + BitSize, 0
2928   //   # fall through to UpdateMMB
2929   MBB = UseAltMBB;
2930   if (IsSubWord)
2931     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RISBG32), RotatedAltVal)
2932       .addReg(RotatedOldVal).addReg(Src2)
2933       .addImm(32).addImm(31 + BitSize).addImm(0);
2934   MBB->addSuccessor(UpdateMBB);
2935
2936   //  UpdateMBB:
2937   //   %RotatedNewVal = PHI [ %RotatedOldVal, LoopMBB ],
2938   //                        [ %RotatedAltVal, UseAltMBB ]
2939   //   %NewVal        = RLL %RotatedNewVal, 0(%NegBitShift)
2940   //   %Dest          = CS %OldVal, %NewVal, Disp(%Base)
2941   //   JNE LoopMBB
2942   //   # fall through to DoneMMB
2943   MBB = UpdateMBB;
2944   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), RotatedNewVal)
2945     .addReg(RotatedOldVal).addMBB(LoopMBB)
2946     .addReg(RotatedAltVal).addMBB(UseAltMBB);
2947   if (IsSubWord)
2948     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), NewVal)
2949       .addReg(RotatedNewVal).addReg(NegBitShift).addImm(0);
2950   BuildMI(MBB, DL, TII->get(CSOpcode), Dest)
2951     .addReg(OldVal).addReg(NewVal).addOperand(Base).addImm(Disp);
2952   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
2953     .addImm(SystemZ::CCMASK_CS).addImm(SystemZ::CCMASK_CS_NE).addMBB(LoopMBB);
2954   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
2955   MBB->addSuccessor(DoneMBB);
2956
2957   MI->eraseFromParent();
2958   return DoneMBB;
2959 }
2960
2961 // Implement EmitInstrWithCustomInserter for pseudo ATOMIC_CMP_SWAPW
2962 // instruction MI.
2963 MachineBasicBlock *
2964 SystemZTargetLowering::emitAtomicCmpSwapW(MachineInstr *MI,
2965                                           MachineBasicBlock *MBB) const {
2966   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
2967   const SystemZInstrInfo *TII =
2968       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
2969   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
2970
2971   // Extract the operands.  Base can be a register or a frame index.
2972   unsigned Dest        = MI->getOperand(0).getReg();
2973   MachineOperand Base  = earlyUseOperand(MI->getOperand(1));
2974   int64_t  Disp        = MI->getOperand(2).getImm();
2975   unsigned OrigCmpVal  = MI->getOperand(3).getReg();
2976   unsigned OrigSwapVal = MI->getOperand(4).getReg();
2977   unsigned BitShift    = MI->getOperand(5).getReg();
2978   unsigned NegBitShift = MI->getOperand(6).getReg();
2979   int64_t  BitSize     = MI->getOperand(7).getImm();
2980   DebugLoc DL          = MI->getDebugLoc();
2981
2982   const TargetRegisterClass *RC = &SystemZ::GR32BitRegClass;
2983
2984   // Get the right opcodes for the displacement.
2985   unsigned LOpcode  = TII->getOpcodeForOffset(SystemZ::L,  Disp);
2986   unsigned CSOpcode = TII->getOpcodeForOffset(SystemZ::CS, Disp);
2987   assert(LOpcode && CSOpcode && "Displacement out of range");
2988
2989   // Create virtual registers for temporary results.
2990   unsigned OrigOldVal   = MRI.createVirtualRegister(RC);
2991   unsigned OldVal       = MRI.createVirtualRegister(RC);
2992   unsigned CmpVal       = MRI.createVirtualRegister(RC);
2993   unsigned SwapVal      = MRI.createVirtualRegister(RC);
2994   unsigned StoreVal     = MRI.createVirtualRegister(RC);
2995   unsigned RetryOldVal  = MRI.createVirtualRegister(RC);
2996   unsigned RetryCmpVal  = MRI.createVirtualRegister(RC);
2997   unsigned RetrySwapVal = MRI.createVirtualRegister(RC);
2998
2999   // Insert 2 basic blocks for the loop.
3000   MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
3001   MachineBasicBlock *DoneMBB  = splitBlockBefore(MI, MBB);
3002   MachineBasicBlock *LoopMBB  = emitBlockAfter(StartMBB);
3003   MachineBasicBlock *SetMBB   = emitBlockAfter(LoopMBB);
3004
3005   //  StartMBB:
3006   //   ...
3007   //   %OrigOldVal     = L Disp(%Base)
3008   //   # fall through to LoopMMB
3009   MBB = StartMBB;
3010   BuildMI(MBB, DL, TII->get(LOpcode), OrigOldVal)
3011     .addOperand(Base).addImm(Disp).addReg(0);
3012   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3013
3014   //  LoopMBB:
3015   //   %OldVal        = phi [ %OrigOldVal, EntryBB ], [ %RetryOldVal, SetMBB ]
3016   //   %CmpVal        = phi [ %OrigCmpVal, EntryBB ], [ %RetryCmpVal, SetMBB ]
3017   //   %SwapVal       = phi [ %OrigSwapVal, EntryBB ], [ %RetrySwapVal, SetMBB ]
3018   //   %Dest          = RLL %OldVal, BitSize(%BitShift)
3019   //                      ^^ The low BitSize bits contain the field
3020   //                         of interest.
3021   //   %RetryCmpVal   = RISBG32 %CmpVal, %Dest, 32, 63-BitSize, 0
3022   //                      ^^ Replace the upper 32-BitSize bits of the
3023   //                         comparison value with those that we loaded,
3024   //                         so that we can use a full word comparison.
3025   //   CR %Dest, %RetryCmpVal
3026   //   JNE DoneMBB
3027   //   # Fall through to SetMBB
3028   MBB = LoopMBB;
3029   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), OldVal)
3030     .addReg(OrigOldVal).addMBB(StartMBB)
3031     .addReg(RetryOldVal).addMBB(SetMBB);
3032   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), CmpVal)
3033     .addReg(OrigCmpVal).addMBB(StartMBB)
3034     .addReg(RetryCmpVal).addMBB(SetMBB);
3035   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), SwapVal)
3036     .addReg(OrigSwapVal).addMBB(StartMBB)
3037     .addReg(RetrySwapVal).addMBB(SetMBB);
3038   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), Dest)
3039     .addReg(OldVal).addReg(BitShift).addImm(BitSize);
3040   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RISBG32), RetryCmpVal)
3041     .addReg(CmpVal).addReg(Dest).addImm(32).addImm(63 - BitSize).addImm(0);
3042   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::CR))
3043     .addReg(Dest).addReg(RetryCmpVal);
3044   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3045     .addImm(SystemZ::CCMASK_ICMP)
3046     .addImm(SystemZ::CCMASK_CMP_NE).addMBB(DoneMBB);
3047   MBB->addSuccessor(DoneMBB);
3048   MBB->addSuccessor(SetMBB);
3049
3050   //  SetMBB:
3051   //   %RetrySwapVal = RISBG32 %SwapVal, %Dest, 32, 63-BitSize, 0
3052   //                      ^^ Replace the upper 32-BitSize bits of the new
3053   //                         value with those that we loaded.
3054   //   %StoreVal    = RLL %RetrySwapVal, -BitSize(%NegBitShift)
3055   //                      ^^ Rotate the new field to its proper position.
3056   //   %RetryOldVal = CS %Dest, %StoreVal, Disp(%Base)
3057   //   JNE LoopMBB
3058   //   # fall through to ExitMMB
3059   MBB = SetMBB;
3060   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RISBG32), RetrySwapVal)
3061     .addReg(SwapVal).addReg(Dest).addImm(32).addImm(63 - BitSize).addImm(0);
3062   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::RLL), StoreVal)
3063     .addReg(RetrySwapVal).addReg(NegBitShift).addImm(-BitSize);
3064   BuildMI(MBB, DL, TII->get(CSOpcode), RetryOldVal)
3065     .addReg(OldVal).addReg(StoreVal).addOperand(Base).addImm(Disp);
3066   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3067     .addImm(SystemZ::CCMASK_CS).addImm(SystemZ::CCMASK_CS_NE).addMBB(LoopMBB);
3068   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3069   MBB->addSuccessor(DoneMBB);
3070
3071   MI->eraseFromParent();
3072   return DoneMBB;
3073 }
3074
3075 // Emit an extension from a GR32 or GR64 to a GR128.  ClearEven is true
3076 // if the high register of the GR128 value must be cleared or false if
3077 // it's "don't care".  SubReg is subreg_l32 when extending a GR32
3078 // and subreg_l64 when extending a GR64.
3079 MachineBasicBlock *
3080 SystemZTargetLowering::emitExt128(MachineInstr *MI,
3081                                   MachineBasicBlock *MBB,
3082                                   bool ClearEven, unsigned SubReg) const {
3083   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
3084   const SystemZInstrInfo *TII =
3085       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
3086   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
3087   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
3088
3089   unsigned Dest  = MI->getOperand(0).getReg();
3090   unsigned Src   = MI->getOperand(1).getReg();
3091   unsigned In128 = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::GR128BitRegClass);
3092
3093   BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(TargetOpcode::IMPLICIT_DEF), In128);
3094   if (ClearEven) {
3095     unsigned NewIn128 = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::GR128BitRegClass);
3096     unsigned Zero64   = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::GR64BitRegClass);
3097
3098     BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(SystemZ::LLILL), Zero64)
3099       .addImm(0);
3100     BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(TargetOpcode::INSERT_SUBREG), NewIn128)
3101       .addReg(In128).addReg(Zero64).addImm(SystemZ::subreg_h64);
3102     In128 = NewIn128;
3103   }
3104   BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(TargetOpcode::INSERT_SUBREG), Dest)
3105     .addReg(In128).addReg(Src).addImm(SubReg);
3106
3107   MI->eraseFromParent();
3108   return MBB;
3109 }
3110
3111 MachineBasicBlock *
3112 SystemZTargetLowering::emitMemMemWrapper(MachineInstr *MI,
3113                                          MachineBasicBlock *MBB,
3114                                          unsigned Opcode) const {
3115   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
3116   const SystemZInstrInfo *TII =
3117       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
3118   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
3119   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
3120
3121   MachineOperand DestBase = earlyUseOperand(MI->getOperand(0));
3122   uint64_t       DestDisp = MI->getOperand(1).getImm();
3123   MachineOperand SrcBase  = earlyUseOperand(MI->getOperand(2));
3124   uint64_t       SrcDisp  = MI->getOperand(3).getImm();
3125   uint64_t       Length   = MI->getOperand(4).getImm();
3126
3127   // When generating more than one CLC, all but the last will need to
3128   // branch to the end when a difference is found.
3129   MachineBasicBlock *EndMBB = (Length > 256 && Opcode == SystemZ::CLC ?
3130                                splitBlockAfter(MI, MBB) : nullptr);
3131
3132   // Check for the loop form, in which operand 5 is the trip count.
3133   if (MI->getNumExplicitOperands() > 5) {
3134     bool HaveSingleBase = DestBase.isIdenticalTo(SrcBase);
3135
3136     uint64_t StartCountReg = MI->getOperand(5).getReg();
3137     uint64_t StartSrcReg   = forceReg(MI, SrcBase, TII);
3138     uint64_t StartDestReg  = (HaveSingleBase ? StartSrcReg :
3139                               forceReg(MI, DestBase, TII));
3140
3141     const TargetRegisterClass *RC = &SystemZ::ADDR64BitRegClass;
3142     uint64_t ThisSrcReg  = MRI.createVirtualRegister(RC);
3143     uint64_t ThisDestReg = (HaveSingleBase ? ThisSrcReg :
3144                             MRI.createVirtualRegister(RC));
3145     uint64_t NextSrcReg  = MRI.createVirtualRegister(RC);
3146     uint64_t NextDestReg = (HaveSingleBase ? NextSrcReg :
3147                             MRI.createVirtualRegister(RC));
3148
3149     RC = &SystemZ::GR64BitRegClass;
3150     uint64_t ThisCountReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3151     uint64_t NextCountReg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3152
3153     MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
3154     MachineBasicBlock *DoneMBB = splitBlockBefore(MI, MBB);
3155     MachineBasicBlock *LoopMBB = emitBlockAfter(StartMBB);
3156     MachineBasicBlock *NextMBB = (EndMBB ? emitBlockAfter(LoopMBB) : LoopMBB);
3157
3158     //  StartMBB:
3159     //   # fall through to LoopMMB
3160     MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3161
3162     //  LoopMBB:
3163     //   %ThisDestReg = phi [ %StartDestReg, StartMBB ],
3164     //                      [ %NextDestReg, NextMBB ]
3165     //   %ThisSrcReg = phi [ %StartSrcReg, StartMBB ],
3166     //                     [ %NextSrcReg, NextMBB ]
3167     //   %ThisCountReg = phi [ %StartCountReg, StartMBB ],
3168     //                       [ %NextCountReg, NextMBB ]
3169     //   ( PFD 2, 768+DestDisp(%ThisDestReg) )
3170     //   Opcode DestDisp(256,%ThisDestReg), SrcDisp(%ThisSrcReg)
3171     //   ( JLH EndMBB )
3172     //
3173     // The prefetch is used only for MVC.  The JLH is used only for CLC.
3174     MBB = LoopMBB;
3175
3176     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), ThisDestReg)
3177       .addReg(StartDestReg).addMBB(StartMBB)
3178       .addReg(NextDestReg).addMBB(NextMBB);
3179     if (!HaveSingleBase)
3180       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), ThisSrcReg)
3181         .addReg(StartSrcReg).addMBB(StartMBB)
3182         .addReg(NextSrcReg).addMBB(NextMBB);
3183     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), ThisCountReg)
3184       .addReg(StartCountReg).addMBB(StartMBB)
3185       .addReg(NextCountReg).addMBB(NextMBB);
3186     if (Opcode == SystemZ::MVC)
3187       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PFD))
3188         .addImm(SystemZ::PFD_WRITE)
3189         .addReg(ThisDestReg).addImm(DestDisp + 768).addReg(0);
3190     BuildMI(MBB, DL, TII->get(Opcode))
3191       .addReg(ThisDestReg).addImm(DestDisp).addImm(256)
3192       .addReg(ThisSrcReg).addImm(SrcDisp);
3193     if (EndMBB) {
3194       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3195         .addImm(SystemZ::CCMASK_ICMP).addImm(SystemZ::CCMASK_CMP_NE)
3196         .addMBB(EndMBB);
3197       MBB->addSuccessor(EndMBB);
3198       MBB->addSuccessor(NextMBB);
3199     }
3200
3201     // NextMBB:
3202     //   %NextDestReg = LA 256(%ThisDestReg)
3203     //   %NextSrcReg = LA 256(%ThisSrcReg)
3204     //   %NextCountReg = AGHI %ThisCountReg, -1
3205     //   CGHI %NextCountReg, 0
3206     //   JLH LoopMBB
3207     //   # fall through to DoneMMB
3208     //
3209     // The AGHI, CGHI and JLH should be converted to BRCTG by later passes.
3210     MBB = NextMBB;
3211
3212     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::LA), NextDestReg)
3213       .addReg(ThisDestReg).addImm(256).addReg(0);
3214     if (!HaveSingleBase)
3215       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::LA), NextSrcReg)
3216         .addReg(ThisSrcReg).addImm(256).addReg(0);
3217     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::AGHI), NextCountReg)
3218       .addReg(ThisCountReg).addImm(-1);
3219     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::CGHI))
3220       .addReg(NextCountReg).addImm(0);
3221     BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3222       .addImm(SystemZ::CCMASK_ICMP).addImm(SystemZ::CCMASK_CMP_NE)
3223       .addMBB(LoopMBB);
3224     MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3225     MBB->addSuccessor(DoneMBB);
3226
3227     DestBase = MachineOperand::CreateReg(NextDestReg, false);
3228     SrcBase = MachineOperand::CreateReg(NextSrcReg, false);
3229     Length &= 255;
3230     MBB = DoneMBB;
3231   }
3232   // Handle any remaining bytes with straight-line code.
3233   while (Length > 0) {
3234     uint64_t ThisLength = std::min(Length, uint64_t(256));
3235     // The previous iteration might have created out-of-range displacements.
3236     // Apply them using LAY if so.
3237     if (!isUInt<12>(DestDisp)) {
3238       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::ADDR64BitRegClass);
3239       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), TII->get(SystemZ::LAY), Reg)
3240         .addOperand(DestBase).addImm(DestDisp).addReg(0);
3241       DestBase = MachineOperand::CreateReg(Reg, false);
3242       DestDisp = 0;
3243     }
3244     if (!isUInt<12>(SrcDisp)) {
3245       unsigned Reg = MRI.createVirtualRegister(&SystemZ::ADDR64BitRegClass);
3246       BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), TII->get(SystemZ::LAY), Reg)
3247         .addOperand(SrcBase).addImm(SrcDisp).addReg(0);
3248       SrcBase = MachineOperand::CreateReg(Reg, false);
3249       SrcDisp = 0;
3250     }
3251     BuildMI(*MBB, MI, DL, TII->get(Opcode))
3252       .addOperand(DestBase).addImm(DestDisp).addImm(ThisLength)
3253       .addOperand(SrcBase).addImm(SrcDisp);
3254     DestDisp += ThisLength;
3255     SrcDisp += ThisLength;
3256     Length -= ThisLength;
3257     // If there's another CLC to go, branch to the end if a difference
3258     // was found.
3259     if (EndMBB && Length > 0) {
3260       MachineBasicBlock *NextMBB = splitBlockBefore(MI, MBB);
3261       BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3262         .addImm(SystemZ::CCMASK_ICMP).addImm(SystemZ::CCMASK_CMP_NE)
3263         .addMBB(EndMBB);
3264       MBB->addSuccessor(EndMBB);
3265       MBB->addSuccessor(NextMBB);
3266       MBB = NextMBB;
3267     }
3268   }
3269   if (EndMBB) {
3270     MBB->addSuccessor(EndMBB);
3271     MBB = EndMBB;
3272     MBB->addLiveIn(SystemZ::CC);
3273   }
3274
3275   MI->eraseFromParent();
3276   return MBB;
3277 }
3278
3279 // Decompose string pseudo-instruction MI into a loop that continually performs
3280 // Opcode until CC != 3.
3281 MachineBasicBlock *
3282 SystemZTargetLowering::emitStringWrapper(MachineInstr *MI,
3283                                          MachineBasicBlock *MBB,
3284                                          unsigned Opcode) const {
3285   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
3286   const SystemZInstrInfo *TII =
3287       static_cast<const SystemZInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
3288   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
3289   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
3290
3291   uint64_t End1Reg   = MI->getOperand(0).getReg();
3292   uint64_t Start1Reg = MI->getOperand(1).getReg();
3293   uint64_t Start2Reg = MI->getOperand(2).getReg();
3294   uint64_t CharReg   = MI->getOperand(3).getReg();
3295
3296   const TargetRegisterClass *RC = &SystemZ::GR64BitRegClass;
3297   uint64_t This1Reg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3298   uint64_t This2Reg = MRI.createVirtualRegister(RC);
3299   uint64_t End2Reg  = MRI.createVirtualRegister(RC);
3300
3301   MachineBasicBlock *StartMBB = MBB;
3302   MachineBasicBlock *DoneMBB = splitBlockBefore(MI, MBB);
3303   MachineBasicBlock *LoopMBB = emitBlockAfter(StartMBB);
3304
3305   //  StartMBB:
3306   //   # fall through to LoopMMB
3307   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3308
3309   //  LoopMBB:
3310   //   %This1Reg = phi [ %Start1Reg, StartMBB ], [ %End1Reg, LoopMBB ]
3311   //   %This2Reg = phi [ %Start2Reg, StartMBB ], [ %End2Reg, LoopMBB ]
3312   //   R0L = %CharReg
3313   //   %End1Reg, %End2Reg = CLST %This1Reg, %This2Reg -- uses R0L
3314   //   JO LoopMBB
3315   //   # fall through to DoneMMB
3316   //
3317   // The load of R0L can be hoisted by post-RA LICM.
3318   MBB = LoopMBB;
3319
3320   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), This1Reg)
3321     .addReg(Start1Reg).addMBB(StartMBB)
3322     .addReg(End1Reg).addMBB(LoopMBB);
3323   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::PHI), This2Reg)
3324     .addReg(Start2Reg).addMBB(StartMBB)
3325     .addReg(End2Reg).addMBB(LoopMBB);
3326   BuildMI(MBB, DL, TII->get(TargetOpcode::COPY), SystemZ::R0L).addReg(CharReg);
3327   BuildMI(MBB, DL, TII->get(Opcode))
3328     .addReg(End1Reg, RegState::Define).addReg(End2Reg, RegState::Define)
3329     .addReg(This1Reg).addReg(This2Reg);
3330   BuildMI(MBB, DL, TII->get(SystemZ::BRC))
3331     .addImm(SystemZ::CCMASK_ANY).addImm(SystemZ::CCMASK_3).addMBB(LoopMBB);
3332   MBB->addSuccessor(LoopMBB);
3333   MBB->addSuccessor(DoneMBB);
3334
3335   DoneMBB->addLiveIn(SystemZ::CC);
3336
3337   MI->eraseFromParent();
3338   return DoneMBB;
3339 }
3340
3341 MachineBasicBlock *SystemZTargetLowering::
3342 EmitInstrWithCustomInserter(MachineInstr *MI, MachineBasicBlock *MBB) const {
3343   switch (MI->getOpcode()) {
3344   case SystemZ::Select32Mux:
3345   case SystemZ::Select32:
3346   case SystemZ::SelectF32:
3347   case SystemZ::Select64:
3348   case SystemZ::SelectF64:
3349   case SystemZ::SelectF128:
3350     return emitSelect(MI, MBB);
3351
3352   case SystemZ::CondStore8Mux:
3353     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STCMux, 0, false);
3354   case SystemZ::CondStore8MuxInv:
3355     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STCMux, 0, true);
3356   case SystemZ::CondStore16Mux:
3357     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STHMux, 0, false);
3358   case SystemZ::CondStore16MuxInv:
3359     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STHMux, 0, true);
3360   case SystemZ::CondStore8:
3361     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STC, 0, false);
3362   case SystemZ::CondStore8Inv:
3363     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STC, 0, true);
3364   case SystemZ::CondStore16:
3365     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STH, 0, false);
3366   case SystemZ::CondStore16Inv:
3367     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STH, 0, true);
3368   case SystemZ::CondStore32:
3369     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::ST, SystemZ::STOC, false);
3370   case SystemZ::CondStore32Inv:
3371     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::ST, SystemZ::STOC, true);
3372   case SystemZ::CondStore64:
3373     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STG, SystemZ::STOCG, false);
3374   case SystemZ::CondStore64Inv:
3375     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STG, SystemZ::STOCG, true);
3376   case SystemZ::CondStoreF32:
3377     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STE, 0, false);
3378   case SystemZ::CondStoreF32Inv:
3379     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STE, 0, true);
3380   case SystemZ::CondStoreF64:
3381     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STD, 0, false);
3382   case SystemZ::CondStoreF64Inv:
3383     return emitCondStore(MI, MBB, SystemZ::STD, 0, true);
3384
3385   case SystemZ::AEXT128_64:
3386     return emitExt128(MI, MBB, false, SystemZ::subreg_l64);
3387   case SystemZ::ZEXT128_32:
3388     return emitExt128(MI, MBB, true, SystemZ::subreg_l32);
3389   case SystemZ::ZEXT128_64:
3390     return emitExt128(MI, MBB, true, SystemZ::subreg_l64);
3391
3392   case SystemZ::ATOMIC_SWAPW:
3393     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, 0, 0);
3394   case SystemZ::ATOMIC_SWAP_32:
3395     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, 0, 32);
3396   case SystemZ::ATOMIC_SWAP_64:
3397     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, 0, 64);
3398
3399   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_AR:
3400     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AR, 0);
3401   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_AFI:
3402     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AFI, 0);
3403   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AR:
3404     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AR, 32);
3405   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AHI:
3406     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AHI, 32);
3407   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AFI:
3408     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AFI, 32);
3409   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AGR:
3410     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AGR, 64);
3411   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AGHI:
3412     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AGHI, 64);
3413   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_AGFI:
3414     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::AGFI, 64);
3415
3416   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_SR:
3417     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::SR, 0);
3418   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_SR:
3419     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::SR, 32);
3420   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_SGR:
3421     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::SGR, 64);
3422
3423   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_NR:
3424     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NR, 0);
3425   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_NILH:
3426     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH, 0);
3427   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NR:
3428     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NR, 32);
3429   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILL:
3430     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILL, 32);
3431   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILH:
3432     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH, 32);
3433   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILF:
3434     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILF, 32);
3435   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NGR:
3436     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NGR, 64);
3437   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILL64:
3438     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILL64, 64);
3439   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILH64:
3440     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH64, 64);
3441   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHL64:
3442     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHL64, 64);
3443   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHH64:
3444     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHH64, 64);
3445   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILF64:
3446     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILF64, 64);
3447   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHF64:
3448     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHF64, 64);
3449
3450   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_OR:
3451     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OR, 0);
3452   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_OILH:
3453     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILH, 0);
3454   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OR:
3455     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OR, 32);
3456   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILL:
3457     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILL, 32);
3458   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILH:
3459     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILH, 32);
3460   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILF:
3461     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILF, 32);
3462   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OGR:
3463     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OGR, 64);
3464   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILL64:
3465     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILL64, 64);
3466   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILH64:
3467     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILH64, 64);
3468   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OIHL64:
3469     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OIHL64, 64);
3470   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OIHH64:
3471     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OIHH64, 64);
3472   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OILF64:
3473     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OILF64, 64);
3474   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_OIHF64:
3475     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::OIHF64, 64);
3476
3477   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_XR:
3478     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XR, 0);
3479   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_XILF:
3480     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XILF, 0);
3481   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_XR:
3482     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XR, 32);
3483   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_XILF:
3484     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XILF, 32);
3485   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_XGR:
3486     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XGR, 64);
3487   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_XILF64:
3488     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XILF64, 64);
3489   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_XIHF64:
3490     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::XIHF64, 64);
3491
3492   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_NRi:
3493     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NR, 0, true);
3494   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_NILHi:
3495     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH, 0, true);
3496   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NRi:
3497     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NR, 32, true);
3498   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILLi:
3499     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILL, 32, true);
3500   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILHi:
3501     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH, 32, true);
3502   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILFi:
3503     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILF, 32, true);
3504   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NGRi:
3505     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NGR, 64, true);
3506   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILL64i:
3507     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILL64, 64, true);
3508   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILH64i:
3509     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILH64, 64, true);
3510   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHL64i:
3511     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHL64, 64, true);
3512   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHH64i:
3513     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHH64, 64, true);
3514   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NILF64i:
3515     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NILF64, 64, true);
3516   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_NIHF64i:
3517     return emitAtomicLoadBinary(MI, MBB, SystemZ::NIHF64, 64, true);
3518
3519   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_MIN:
3520     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CR,
3521                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 0);
3522   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_MIN_32:
3523     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CR,
3524                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 32);
3525   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_MIN_64:
3526     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CGR,
3527                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 64);
3528
3529   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_MAX:
3530     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CR,
3531                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 0);
3532   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_MAX_32:
3533     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CR,
3534                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 32);
3535   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_MAX_64:
3536     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CGR,
3537                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 64);
3538
3539   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_UMIN:
3540     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLR,
3541                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 0);
3542   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_UMIN_32:
3543     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLR,
3544                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 32);
3545   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_UMIN_64:
3546     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLGR,
3547                                 SystemZ::CCMASK_CMP_LE, 64);
3548
3549   case SystemZ::ATOMIC_LOADW_UMAX:
3550     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLR,
3551                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 0);
3552   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_UMAX_32:
3553     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLR,
3554                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 32);
3555   case SystemZ::ATOMIC_LOAD_UMAX_64:
3556     return emitAtomicLoadMinMax(MI, MBB, SystemZ::CLGR,
3557                                 SystemZ::CCMASK_CMP_GE, 64);
3558
3559   case SystemZ::ATOMIC_CMP_SWAPW:
3560     return emitAtomicCmpSwapW(MI, MBB);
3561   case SystemZ::MVCSequence:
3562   case SystemZ::MVCLoop:
3563     return emitMemMemWrapper(MI, MBB, SystemZ::MVC);
3564   case SystemZ::NCSequence:
3565   case SystemZ::NCLoop:
3566     return emitMemMemWrapper(MI, MBB, SystemZ::NC);
3567   case SystemZ::OCSequence:
3568   case SystemZ::OCLoop:
3569     return emitMemMemWrapper(MI, MBB, SystemZ::OC);
3570   case SystemZ::XCSequence:
3571   case SystemZ::XCLoop:
3572     return emitMemMemWrapper(MI, MBB, SystemZ::XC);
3573   case SystemZ::CLCSequence:
3574   case SystemZ::CLCLoop:
3575     return emitMemMemWrapper(MI, MBB, SystemZ::CLC);
3576   case SystemZ::CLSTLoop:
3577     return emitStringWrapper(MI, MBB, SystemZ::CLST);
3578   case SystemZ::MVSTLoop:
3579     return emitStringWrapper(MI, MBB, SystemZ::MVST);
3580   case SystemZ::SRSTLoop:
3581     return emitStringWrapper(MI, MBB, SystemZ::SRST);
3582   default:
3583     llvm_unreachable("Unexpected instr type to insert");
3584   }
3585 }