lib/Target/SystemZ/SystemZInstrInfo.cpp

   1 //===-- SystemZInstrInfo.cpp - SystemZ instruction information ------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the SystemZ implementation of the TargetInstrInfo class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "SystemZInstrInfo.h"
  15 #include "SystemZTargetMachine.h"
  16 #include "SystemZInstrBuilder.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  19
  20 #define GET_INSTRINFO_CTOR
  21 #define GET_INSTRMAP_INFO
  22 #include "SystemZGenInstrInfo.inc"
  23
  24 using namespace llvm;
  25
  26 // Return a mask with Count low bits set.
  27 static uint64_t allOnes(unsigned int Count) {
  28   return Count == 0 ? 0 : (uint64_t(1) << (Count - 1) << 1) - 1;
  29 }
  30
  31 SystemZInstrInfo::SystemZInstrInfo(SystemZTargetMachine &tm)
  32   : SystemZGenInstrInfo(SystemZ::ADJCALLSTACKDOWN, SystemZ::ADJCALLSTACKUP),
  33     RI(tm), TM(tm) {
  34 }
  35
  36 // MI is a 128-bit load or store.  Split it into two 64-bit loads or stores,
  37 // each having the opcode given by NewOpcode.
  38 void SystemZInstrInfo::splitMove(MachineBasicBlock::iterator MI,
  39                                  unsigned NewOpcode) const {
  40   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
  41   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
  42
  43   // Get two load or store instructions.  Use the original instruction for one
  44   // of them (arbitarily the second here) and create a clone for the other.
  45   MachineInstr *EarlierMI = MF.CloneMachineInstr(MI);
  46   MBB->insert(MI, EarlierMI);
  47
  48   // Set up the two 64-bit registers.
  49   MachineOperand &HighRegOp = EarlierMI->getOperand(0);
  50   MachineOperand &LowRegOp = MI->getOperand(0);
  51   HighRegOp.setReg(RI.getSubReg(HighRegOp.getReg(), SystemZ::subreg_high));
  52   LowRegOp.setReg(RI.getSubReg(LowRegOp.getReg(), SystemZ::subreg_low));
  53
  54   // The address in the first (high) instruction is already correct.
  55   // Adjust the offset in the second (low) instruction.
  56   MachineOperand &HighOffsetOp = EarlierMI->getOperand(2);
  57   MachineOperand &LowOffsetOp = MI->getOperand(2);
  58   LowOffsetOp.setImm(LowOffsetOp.getImm() + 8);
  59
  60   // Set the opcodes.
  61   unsigned HighOpcode = getOpcodeForOffset(NewOpcode, HighOffsetOp.getImm());
  62   unsigned LowOpcode = getOpcodeForOffset(NewOpcode, LowOffsetOp.getImm());
  63   assert(HighOpcode && LowOpcode && "Both offsets should be in range");
  64
  65   EarlierMI->setDesc(get(HighOpcode));
  66   MI->setDesc(get(LowOpcode));
  67 }
  68
  69 // Split ADJDYNALLOC instruction MI.
  70 void SystemZInstrInfo::splitAdjDynAlloc(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
  71   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
  72   MachineFunction &MF = *MBB->getParent();
  73   MachineFrameInfo *MFFrame = MF.getFrameInfo();
  74   MachineOperand &OffsetMO = MI->getOperand(2);
  75
  76   uint64_t Offset = (MFFrame->getMaxCallFrameSize() +
  77                      SystemZMC::CallFrameSize +
  78                      OffsetMO.getImm());
  79   unsigned NewOpcode = getOpcodeForOffset(SystemZ::LA, Offset);
  80   assert(NewOpcode && "No support for huge argument lists yet");
  81   MI->setDesc(get(NewOpcode));
  82   OffsetMO.setImm(Offset);
  83 }
  84
  85 // If MI is a simple load or store for a frame object, return the register
  86 // it loads or stores and set FrameIndex to the index of the frame object.
  87 // Return 0 otherwise.
  88 //
  89 // Flag is SimpleBDXLoad for loads and SimpleBDXStore for stores.
  90 static int isSimpleMove(const MachineInstr *MI, int &FrameIndex,
  91                         unsigned Flag) {
  92   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
  93   if ((MCID.TSFlags & Flag) &&
  94       MI->getOperand(1).isFI() &&
  95       MI->getOperand(2).getImm() == 0 &&
  96       MI->getOperand(3).getReg() == 0) {
  97     FrameIndex = MI->getOperand(1).getIndex();
  98     return MI->getOperand(0).getReg();
  99   }
 100   return 0;
 101 }
 102
 103 unsigned SystemZInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
 104                                                int &FrameIndex) const {
 105   return isSimpleMove(MI, FrameIndex, SystemZII::SimpleBDXLoad);
 106 }
 107
 108 unsigned SystemZInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
 109                                               int &FrameIndex) const {
 110   return isSimpleMove(MI, FrameIndex, SystemZII::SimpleBDXStore);
 111 }
 112
 113 bool SystemZInstrInfo::isStackSlotCopy(const MachineInstr *MI,
 114                                        int &DestFrameIndex,
 115                                        int &SrcFrameIndex) const {
 116   // Check for MVC 0(Length,FI1),0(FI2)
 117   const MachineFrameInfo *MFI = MI->getParent()->getParent()->getFrameInfo();
 118   if (MI->getOpcode() != SystemZ::MVC ||
 119       !MI->getOperand(0).isFI() ||
 120       MI->getOperand(1).getImm() != 0 ||
 121       !MI->getOperand(3).isFI() ||
 122       MI->getOperand(4).getImm() != 0)
 123     return false;
 124
 125   // Check that Length covers the full slots.
 126   int64_t Length = MI->getOperand(2).getImm();
 127   unsigned FI1 = MI->getOperand(0).getIndex();
 128   unsigned FI2 = MI->getOperand(3).getIndex();
 129   if (MFI->getObjectSize(FI1) != Length ||
 130       MFI->getObjectSize(FI2) != Length)
 131     return false;
 132
 133   DestFrameIndex = FI1;
 134   SrcFrameIndex = FI2;
 135   return true;
 136 }
 137
 138 bool SystemZInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
 139                                      MachineBasicBlock *&TBB,
 140                                      MachineBasicBlock *&FBB,
 141                                      SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 142                                      bool AllowModify) const {
 143   // Most of the code and comments here are boilerplate.
 144
 145   // Start from the bottom of the block and work up, examining the
 146   // terminator instructions.
 147   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 148   while (I != MBB.begin()) {
 149     --I;
 150     if (I->isDebugValue())
 151       continue;
 152
 153     // Working from the bottom, when we see a non-terminator instruction, we're
 154     // done.
 155     if (!isUnpredicatedTerminator(I))
 156       break;
 157
 158     // A terminator that isn't a branch can't easily be handled by this
 159     // analysis.
 160     if (!I->isBranch())
 161       return true;
 162
 163     // Can't handle indirect branches.
 164     SystemZII::Branch Branch(getBranchInfo(I));
 165     if (!Branch.Target->isMBB())
 166       return true;
 167
 168     // Punt on compound branches.
 169     if (Branch.Type != SystemZII::BranchNormal)
 170       return true;
 171
 172     if (Branch.CCMask == SystemZ::CCMASK_ANY) {
 173       // Handle unconditional branches.
 174       if (!AllowModify) {
 175         TBB = Branch.Target->getMBB();
 176         continue;
 177       }
 178
 179       // If the block has any instructions after a JMP, delete them.
 180       while (llvm::next(I) != MBB.end())
 181         llvm::next(I)->eraseFromParent();
 182
 183       Cond.clear();
 184       FBB = 0;
 185
 186       // Delete the JMP if it's equivalent to a fall-through.
 187       if (MBB.isLayoutSuccessor(Branch.Target->getMBB())) {
 188         TBB = 0;
 189         I->eraseFromParent();
 190         I = MBB.end();
 191         continue;
 192       }
 193
 194       // TBB is used to indicate the unconditinal destination.
 195       TBB = Branch.Target->getMBB();
 196       continue;
 197     }
 198
 199     // Working from the bottom, handle the first conditional branch.
 200     if (Cond.empty()) {
 201       // FIXME: add X86-style branch swap
 202       FBB = TBB;
 203       TBB = Branch.Target->getMBB();
 204       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(Branch.CCValid));
 205       Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(Branch.CCMask));
 206       continue;
 207     }
 208
 209     // Handle subsequent conditional branches.
 210     assert(Cond.size() == 2 && TBB && "Should have seen a conditional branch");
 211
 212     // Only handle the case where all conditional branches branch to the same
 213     // destination.
 214     if (TBB != Branch.Target->getMBB())
 215       return true;
 216
 217     // If the conditions are the same, we can leave them alone.
 218     unsigned OldCCValid = Cond[0].getImm();
 219     unsigned OldCCMask = Cond[1].getImm();
 220     if (OldCCValid == Branch.CCValid && OldCCMask == Branch.CCMask)
 221       continue;
 222
 223     // FIXME: Try combining conditions like X86 does.  Should be easy on Z!
 224     return false;
 225   }
 226
 227   return false;
 228 }
 229
 230 unsigned SystemZInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
 231   // Most of the code and comments here are boilerplate.
 232   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
 233   unsigned Count = 0;
 234
 235   while (I != MBB.begin()) {
 236     --I;
 237     if (I->isDebugValue())
 238       continue;
 239     if (!I->isBranch())
 240       break;
 241     if (!getBranchInfo(I).Target->isMBB())
 242       break;
 243     // Remove the branch.
 244     I->eraseFromParent();
 245     I = MBB.end();
 246     ++Count;
 247   }
 248
 249   return Count;
 250 }
 251
 252 bool SystemZInstrInfo::
 253 ReverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
 254   assert(Cond.size() == 2 && "Invalid condition");
 255   Cond[1].setImm(Cond[1].getImm() ^ Cond[0].getImm());
 256   return false;
 257 }
 258
 259 unsigned
 260 SystemZInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
 261                                MachineBasicBlock *FBB,
 262                                const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
 263                                DebugLoc DL) const {
 264   // In this function we output 32-bit branches, which should always
 265   // have enough range.  They can be shortened and relaxed by later code
 266   // in the pipeline, if desired.
 267
 268   // Shouldn't be a fall through.
 269   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
 270   assert((Cond.size() == 2 || Cond.size() == 0) &&
 271          "SystemZ branch conditions have one component!");
 272
 273   if (Cond.empty()) {
 274     // Unconditional branch?
 275     assert(!FBB && "Unconditional branch with multiple successors!");
 276     BuildMI(&MBB, DL, get(SystemZ::J)).addMBB(TBB);
 277     return 1;
 278   }
 279
 280   // Conditional branch.
 281   unsigned Count = 0;
 282   unsigned CCValid = Cond[0].getImm();
 283   unsigned CCMask = Cond[1].getImm();
 284   BuildMI(&MBB, DL, get(SystemZ::BRC))
 285     .addImm(CCValid).addImm(CCMask).addMBB(TBB);
 286   ++Count;
 287
 288   if (FBB) {
 289     // Two-way Conditional branch. Insert the second branch.
 290     BuildMI(&MBB, DL, get(SystemZ::J)).addMBB(FBB);
 291     ++Count;
 292   }
 293   return Count;
 294 }
 295
 296 // If Opcode is a move that has a conditional variant, return that variant,
 297 // otherwise return 0.
 298 static unsigned getConditionalMove(unsigned Opcode) {
 299   switch (Opcode) {
 300   case SystemZ::LR:  return SystemZ::LOCR;
 301   case SystemZ::LGR: return SystemZ::LOCGR;
 302   default:           return 0;
 303   }
 304 }
 305
 306 bool SystemZInstrInfo::isPredicable(MachineInstr *MI) const {
 307   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
 308   if (TM.getSubtargetImpl()->hasLoadStoreOnCond() &&
 309       getConditionalMove(Opcode))
 310     return true;
 311   return false;
 312 }
 313
 314 bool SystemZInstrInfo::
 315 isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &MBB,
 316                     unsigned NumCycles, unsigned ExtraPredCycles,
 317                     const BranchProbability &Probability) const {
 318   // For now only convert single instructions.
 319   return NumCycles == 1;
 320 }
 321
 322 bool SystemZInstrInfo::
 323 isProfitableToIfCvt(MachineBasicBlock &TMBB,
 324                     unsigned NumCyclesT, unsigned ExtraPredCyclesT,
 325                     MachineBasicBlock &FMBB,
 326                     unsigned NumCyclesF, unsigned ExtraPredCyclesF,
 327                     const BranchProbability &Probability) const {
 328   // For now avoid converting mutually-exclusive cases.
 329   return false;
 330 }
 331
 332 bool SystemZInstrInfo::
 333 PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
 334                      const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
 335   assert(Pred.size() == 2 && "Invalid condition");
 336   unsigned CCValid = Pred[0].getImm();
 337   unsigned CCMask = Pred[1].getImm();
 338   assert(CCMask > 0 && CCMask < 15 && "Invalid predicate");
 339   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
 340   if (TM.getSubtargetImpl()->hasLoadStoreOnCond()) {
 341     if (unsigned CondOpcode = getConditionalMove(Opcode)) {
 342       MI->setDesc(get(CondOpcode));
 343       MachineInstrBuilder(*MI->getParent()->getParent(), MI)
 344         .addImm(CCValid).addImm(CCMask)
 345         .addReg(SystemZ::CC, RegState::Implicit);;
 346       return true;
 347     }
 348   }
 349   return false;
 350 }
 351
 352 void
 353 SystemZInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 354                               MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
 355                               unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
 356                               bool KillSrc) const {
 357   // Split 128-bit GPR moves into two 64-bit moves.  This handles ADDR128 too.
 358   if (SystemZ::GR128BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg)) {
 359     copyPhysReg(MBB, MBBI, DL, RI.getSubReg(DestReg, SystemZ::subreg_high),
 360                 RI.getSubReg(SrcReg, SystemZ::subreg_high), KillSrc);
 361     copyPhysReg(MBB, MBBI, DL, RI.getSubReg(DestReg, SystemZ::subreg_low),
 362                 RI.getSubReg(SrcReg, SystemZ::subreg_low), KillSrc);
 363     return;
 364   }
 365
 366   // Everything else needs only one instruction.
 367   unsigned Opcode;
 368   if (SystemZ::GR32BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
 369     Opcode = SystemZ::LR;
 370   else if (SystemZ::GR64BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
 371     Opcode = SystemZ::LGR;
 372   else if (SystemZ::FP32BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
 373     Opcode = SystemZ::LER;
 374   else if (SystemZ::FP64BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
 375     Opcode = SystemZ::LDR;
 376   else if (SystemZ::FP128BitRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
 377     Opcode = SystemZ::LXR;
 378   else
 379     llvm_unreachable("Impossible reg-to-reg copy");
 380
 381   BuildMI(MBB, MBBI, DL, get(Opcode), DestReg)
 382     .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
 383 }
 384
 385 void
 386 SystemZInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 387                                       MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 388                                       unsigned SrcReg, bool isKill,
 389                                       int FrameIdx,
 390                                       const TargetRegisterClass *RC,
 391                                       const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 392   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 393
 394   // Callers may expect a single instruction, so keep 128-bit moves
 395   // together for now and lower them after register allocation.
 396   unsigned LoadOpcode, StoreOpcode;
 397   getLoadStoreOpcodes(RC, LoadOpcode, StoreOpcode);
 398   addFrameReference(BuildMI(MBB, MBBI, DL, get(StoreOpcode))
 399                     .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill)), FrameIdx);
 400 }
 401
 402 void
 403 SystemZInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
 404                                        MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 405                                        unsigned DestReg, int FrameIdx,
 406                                        const TargetRegisterClass *RC,
 407                                        const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 408   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 409
 410   // Callers may expect a single instruction, so keep 128-bit moves
 411   // together for now and lower them after register allocation.
 412   unsigned LoadOpcode, StoreOpcode;
 413   getLoadStoreOpcodes(RC, LoadOpcode, StoreOpcode);
 414   addFrameReference(BuildMI(MBB, MBBI, DL, get(LoadOpcode), DestReg),
 415                     FrameIdx);
 416 }
 417
 418 // Return true if MI is a simple load or store with a 12-bit displacement
 419 // and no index.  Flag is SimpleBDXLoad for loads and SimpleBDXStore for stores.
 420 static bool isSimpleBD12Move(const MachineInstr *MI, unsigned Flag) {
 421   const MCInstrDesc &MCID = MI->getDesc();
 422   return ((MCID.TSFlags & Flag) &&
 423           isUInt<12>(MI->getOperand(2).getImm()) &&
 424           MI->getOperand(3).getReg() == 0);
 425 }
 426
 427 namespace {
 428   struct LogicOp {
 429     LogicOp() : RegSize(0), ImmLSB(0), ImmSize(0) {}
 430     LogicOp(unsigned regSize, unsigned immLSB, unsigned immSize)
 431       : RegSize(regSize), ImmLSB(immLSB), ImmSize(immSize) {}
 432
 433     operator bool() const { return RegSize; }
 434
 435     unsigned RegSize, ImmLSB, ImmSize;
 436   };
 437 }
 438
 439 static LogicOp interpretAndImmediate(unsigned Opcode) {
 440   switch (Opcode) {
 441   case SystemZ::NILL32: return LogicOp(32,  0, 16);
 442   case SystemZ::NILH32: return LogicOp(32, 16, 16);
 443   case SystemZ::NILL:   return LogicOp(64,  0, 16);
 444   case SystemZ::NILH:   return LogicOp(64, 16, 16);
 445   case SystemZ::NIHL:   return LogicOp(64, 32, 16);
 446   case SystemZ::NIHH:   return LogicOp(64, 48, 16);
 447   case SystemZ::NILF32: return LogicOp(32,  0, 32);
 448   case SystemZ::NILF:   return LogicOp(64,  0, 32);
 449   case SystemZ::NIHF:   return LogicOp(64, 32, 32);
 450   default:              return LogicOp();
 451   }
 452 }
 453
 454 // Used to return from convertToThreeAddress after replacing two-address
 455 // instruction OldMI with three-address instruction NewMI.
 456 static MachineInstr *finishConvertToThreeAddress(MachineInstr *OldMI,
 457                                                  MachineInstr *NewMI,
 458                                                  LiveVariables *LV) {
 459   if (LV) {
 460     unsigned NumOps = OldMI->getNumOperands();
 461     for (unsigned I = 1; I < NumOps; ++I) {
 462       MachineOperand &Op = OldMI->getOperand(I);
 463       if (Op.isReg() && Op.isKill())
 464         LV->replaceKillInstruction(Op.getReg(), OldMI, NewMI);
 465     }
 466   }
 467   return NewMI;
 468 }
 469
 470 MachineInstr *
 471 SystemZInstrInfo::convertToThreeAddress(MachineFunction::iterator &MFI,
 472                                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 473                                         LiveVariables *LV) const {
 474   MachineInstr *MI = MBBI;
 475   MachineBasicBlock *MBB = MI->getParent();
 476
 477   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
 478   unsigned NumOps = MI->getNumOperands();
 479
 480   // Try to convert something like SLL into SLLK, if supported.
 481   // We prefer to keep the two-operand form where possible both
 482   // because it tends to be shorter and because some instructions
 483   // have memory forms that can be used during spilling.
 484   if (TM.getSubtargetImpl()->hasDistinctOps()) {
 485     int ThreeOperandOpcode = SystemZ::getThreeOperandOpcode(Opcode);
 486     if (ThreeOperandOpcode >= 0) {
 487       MachineOperand &Dest = MI->getOperand(0);
 488       MachineOperand &Src = MI->getOperand(1);
 489       MachineInstrBuilder MIB =
 490         BuildMI(*MBB, MBBI, MI->getDebugLoc(), get(ThreeOperandOpcode))
 491         .addOperand(Dest);
 492       // Keep the kill state, but drop the tied flag.
 493       MIB.addReg(Src.getReg(), getKillRegState(Src.isKill()), Src.getSubReg());
 494       // Keep the remaining operands as-is.
 495       for (unsigned I = 2; I < NumOps; ++I)
 496         MIB.addOperand(MI->getOperand(I));
 497       return finishConvertToThreeAddress(MI, MIB, LV);
 498     }
 499   }
 500
 501   // Try to convert an AND into an RISBG-type instruction.
 502   if (LogicOp And = interpretAndImmediate(Opcode)) {
 503     unsigned NewOpcode;
 504     if (And.RegSize == 64)
 505       NewOpcode = SystemZ::RISBG;
 506     else if (TM.getSubtargetImpl()->hasHighWord())
 507       NewOpcode = SystemZ::RISBLG32;
 508     else
 509       // We can't use RISBG for 32-bit operations because it clobbers the
 510       // high word of the destination too.
 511       NewOpcode = 0;
 512     if (NewOpcode) {
 513       uint64_t Imm = MI->getOperand(2).getImm() << And.ImmLSB;
 514       // AND IMMEDIATE leaves the other bits of the register unchanged.
 515       Imm |= allOnes(And.RegSize) & ~(allOnes(And.ImmSize) << And.ImmLSB);
 516       unsigned Start, End;
 517       if (isRxSBGMask(Imm, And.RegSize, Start, End)) {
 518         if (NewOpcode == SystemZ::RISBLG32) {
 519           Start &= 31;
 520           End &= 31;
 521         }
 522         MachineOperand &Dest = MI->getOperand(0);
 523         MachineOperand &Src = MI->getOperand(1);
 524         MachineInstrBuilder MIB =
 525           BuildMI(*MBB, MI, MI->getDebugLoc(), get(NewOpcode))
 526           .addOperand(Dest).addReg(0)
 527           .addReg(Src.getReg(), getKillRegState(Src.isKill()), Src.getSubReg())
 528           .addImm(Start).addImm(End + 128).addImm(0);
 529         return finishConvertToThreeAddress(MI, MIB, LV);
 530       }
 531     }
 532   }
 533   return 0;
 534 }
 535
 536 MachineInstr *
 537 SystemZInstrInfo::foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF,
 538                                         MachineInstr *MI,
 539                                         const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
 540                                         int FrameIndex) const {
 541   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 542   unsigned Size = MFI->getObjectSize(FrameIndex);
 543
 544   // Eary exit for cases we don't care about
 545   if (Ops.size() != 1)
 546     return 0;
 547
 548   unsigned OpNum = Ops[0];
 549   assert(Size == MF.getRegInfo()
 550          .getRegClass(MI->getOperand(OpNum).getReg())->getSize() &&
 551          "Invalid size combination");
 552
 553   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
 554   if (Opcode == SystemZ::LGDR || Opcode == SystemZ::LDGR) {
 555     bool Op0IsGPR = (Opcode == SystemZ::LGDR);
 556     bool Op1IsGPR = (Opcode == SystemZ::LDGR);
 557     // If we're spilling the destination of an LDGR or LGDR, store the
 558     // source register instead.
 559     if (OpNum == 0) {
 560       unsigned StoreOpcode = Op1IsGPR ? SystemZ::STG : SystemZ::STD;
 561       return BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(StoreOpcode))
 562         .addOperand(MI->getOperand(1)).addFrameIndex(FrameIndex)
 563         .addImm(0).addReg(0);
 564     }
 565     // If we're spilling the source of an LDGR or LGDR, load the
 566     // destination register instead.
 567     if (OpNum == 1) {
 568       unsigned LoadOpcode = Op0IsGPR ? SystemZ::LG : SystemZ::LD;
 569       unsigned Dest = MI->getOperand(0).getReg();
 570       return BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(LoadOpcode), Dest)
 571         .addFrameIndex(FrameIndex).addImm(0).addReg(0);
 572     }
 573   }
 574
 575   // Look for cases where the source of a simple store or the destination
 576   // of a simple load is being spilled.  Try to use MVC instead.
 577   //
 578   // Although MVC is in practice a fast choice in these cases, it is still
 579   // logically a bytewise copy.  This means that we cannot use it if the
 580   // load or store is volatile.  It also means that the transformation is
 581   // not valid in cases where the two memories partially overlap; however,
 582   // that is not a problem here, because we know that one of the memories
 583   // is a full frame index.
 584   if (OpNum == 0 && MI->hasOneMemOperand()) {
 585     MachineMemOperand *MMO = *MI->memoperands_begin();
 586     if (MMO->getSize() == Size && !MMO->isVolatile()) {
 587       // Handle conversion of loads.
 588       if (isSimpleBD12Move(MI, SystemZII::SimpleBDXLoad)) {
 589         return BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(SystemZ::MVC))
 590           .addFrameIndex(FrameIndex).addImm(0).addImm(Size)
 591           .addOperand(MI->getOperand(1)).addImm(MI->getOperand(2).getImm())
 592           .addMemOperand(MMO);
 593       }
 594       // Handle conversion of stores.
 595       if (isSimpleBD12Move(MI, SystemZII::SimpleBDXStore)) {
 596         return BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(SystemZ::MVC))
 597           .addOperand(MI->getOperand(1)).addImm(MI->getOperand(2).getImm())
 598           .addImm(Size).addFrameIndex(FrameIndex).addImm(0)
 599           .addMemOperand(MMO);
 600       }
 601     }
 602   }
 603
 604   // If the spilled operand is the final one, try to change <INSN>R
 605   // into <INSN>.
 606   int MemOpcode = SystemZ::getMemOpcode(Opcode);
 607   if (MemOpcode >= 0) {
 608     unsigned NumOps = MI->getNumExplicitOperands();
 609     if (OpNum == NumOps - 1) {
 610       const MCInstrDesc &MemDesc = get(MemOpcode);
 611       uint64_t AccessBytes = SystemZII::getAccessSize(MemDesc.TSFlags);
 612       assert(AccessBytes != 0 && "Size of access should be known");
 613       assert(AccessBytes <= Size && "Access outside the frame index");
 614       uint64_t Offset = Size - AccessBytes;
 615       MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MF, MI->getDebugLoc(), get(MemOpcode));
 616       for (unsigned I = 0; I < OpNum; ++I)
 617         MIB.addOperand(MI->getOperand(I));
 618       MIB.addFrameIndex(FrameIndex).addImm(Offset);
 619       if (MemDesc.TSFlags & SystemZII::HasIndex)
 620         MIB.addReg(0);
 621       return MIB;
 622     }
 623   }
 624
 625   return 0;
 626 }
 627
 628 MachineInstr *
 629 SystemZInstrInfo::foldMemoryOperandImpl(MachineFunction &MF, MachineInstr* MI,
 630                                         const SmallVectorImpl<unsigned> &Ops,
 631                                         MachineInstr* LoadMI) const {
 632   return 0;
 633 }
 634
 635 bool
 636 SystemZInstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 637   switch (MI->getOpcode()) {
 638   case SystemZ::L128:
 639     splitMove(MI, SystemZ::LG);
 640     return true;
 641
 642   case SystemZ::ST128:
 643     splitMove(MI, SystemZ::STG);
 644     return true;
 645
 646   case SystemZ::LX:
 647     splitMove(MI, SystemZ::LD);
 648     return true;
 649
 650   case SystemZ::STX:
 651     splitMove(MI, SystemZ::STD);
 652     return true;
 653
 654   case SystemZ::ADJDYNALLOC:
 655     splitAdjDynAlloc(MI);
 656     return true;
 657
 658   default:
 659     return false;
 660   }
 661 }
 662
 663 uint64_t SystemZInstrInfo::getInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
 664   if (MI->getOpcode() == TargetOpcode::INLINEASM) {
 665     const MachineFunction *MF = MI->getParent()->getParent();
 666     const char *AsmStr = MI->getOperand(0).getSymbolName();
 667     return getInlineAsmLength(AsmStr, *MF->getTarget().getMCAsmInfo());
 668   }
 669   return MI->getDesc().getSize();
 670 }
 671
 672 SystemZII::Branch
 673 SystemZInstrInfo::getBranchInfo(const MachineInstr *MI) const {
 674   switch (MI->getOpcode()) {
 675   case SystemZ::BR:
 676   case SystemZ::J:
 677   case SystemZ::JG:
 678     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchNormal, SystemZ::CCMASK_ANY,
 679                              SystemZ::CCMASK_ANY, &MI->getOperand(0));
 680
 681   case SystemZ::BRC:
 682   case SystemZ::BRCL:
 683     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchNormal,
 684                              MI->getOperand(0).getImm(),
 685                              MI->getOperand(1).getImm(), &MI->getOperand(2));
 686
 687   case SystemZ::BRCT:
 688     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchCT, SystemZ::CCMASK_ICMP,
 689                              SystemZ::CCMASK_CMP_NE, &MI->getOperand(2));
 690
 691   case SystemZ::BRCTG:
 692     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchCTG, SystemZ::CCMASK_ICMP,
 693                              SystemZ::CCMASK_CMP_NE, &MI->getOperand(2));
 694
 695   case SystemZ::CIJ:
 696   case SystemZ::CRJ:
 697     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchC, SystemZ::CCMASK_ICMP,
 698                              MI->getOperand(2).getImm(), &MI->getOperand(3));
 699
 700   case SystemZ::CGIJ:
 701   case SystemZ::CGRJ:
 702     return SystemZII::Branch(SystemZII::BranchCG, SystemZ::CCMASK_ICMP,
 703                              MI->getOperand(2).getImm(), &MI->getOperand(3));
 704
 705   default:
 706     llvm_unreachable("Unrecognized branch opcode");
 707   }
 708 }
 709
 710 void SystemZInstrInfo::getLoadStoreOpcodes(const TargetRegisterClass *RC,
 711                                            unsigned &LoadOpcode,
 712                                            unsigned &StoreOpcode) const {
 713   if (RC == &SystemZ::GR32BitRegClass || RC == &SystemZ::ADDR32BitRegClass) {
 714     LoadOpcode = SystemZ::L;
 715     StoreOpcode = SystemZ::ST32;
 716   } else if (RC == &SystemZ::GR64BitRegClass ||
 717              RC == &SystemZ::ADDR64BitRegClass) {
 718     LoadOpcode = SystemZ::LG;
 719     StoreOpcode = SystemZ::STG;
 720   } else if (RC == &SystemZ::GR128BitRegClass ||
 721              RC == &SystemZ::ADDR128BitRegClass) {
 722     LoadOpcode = SystemZ::L128;
 723     StoreOpcode = SystemZ::ST128;
 724   } else if (RC == &SystemZ::FP32BitRegClass) {
 725     LoadOpcode = SystemZ::LE;
 726     StoreOpcode = SystemZ::STE;
 727   } else if (RC == &SystemZ::FP64BitRegClass) {
 728     LoadOpcode = SystemZ::LD;
 729     StoreOpcode = SystemZ::STD;
 730   } else if (RC == &SystemZ::FP128BitRegClass) {
 731     LoadOpcode = SystemZ::LX;
 732     StoreOpcode = SystemZ::STX;
 733   } else
 734     llvm_unreachable("Unsupported regclass to load or store");
 735 }
 736
 737 unsigned SystemZInstrInfo::getOpcodeForOffset(unsigned Opcode,
 738                                               int64_t Offset) const {
 739   const MCInstrDesc &MCID = get(Opcode);
 740   int64_t Offset2 = (MCID.TSFlags & SystemZII::Is128Bit ? Offset + 8 : Offset);
 741   if (isUInt<12>(Offset) && isUInt<12>(Offset2)) {
 742     // Get the instruction to use for unsigned 12-bit displacements.
 743     int Disp12Opcode = SystemZ::getDisp12Opcode(Opcode);
 744     if (Disp12Opcode >= 0)
 745       return Disp12Opcode;
 746
 747     // All address-related instructions can use unsigned 12-bit
 748     // displacements.
 749     return Opcode;
 750   }
 751   if (isInt<20>(Offset) && isInt<20>(Offset2)) {
 752     // Get the instruction to use for signed 20-bit displacements.
 753     int Disp20Opcode = SystemZ::getDisp20Opcode(Opcode);
 754     if (Disp20Opcode >= 0)
 755       return Disp20Opcode;
 756
 757     // Check whether Opcode allows signed 20-bit displacements.
 758     if (MCID.TSFlags & SystemZII::Has20BitOffset)
 759       return Opcode;
 760   }
 761   return 0;
 762 }
 763
 764 unsigned SystemZInstrInfo::getLoadAndTest(unsigned Opcode) const {
 765   switch (Opcode) {
 766   case SystemZ::L:    return SystemZ::LT;
 767   case SystemZ::LY:   return SystemZ::LT;
 768   case SystemZ::LG:   return SystemZ::LTG;
 769   case SystemZ::LGF:  return SystemZ::LTGF;
 770   case SystemZ::LR:   return SystemZ::LTR;
 771   case SystemZ::LGFR: return SystemZ::LTGFR;
 772   case SystemZ::LGR:  return SystemZ::LTGR;
 773   case SystemZ::LER:  return SystemZ::LTEBR;
 774   case SystemZ::LDR:  return SystemZ::LTDBR;
 775   case SystemZ::LXR:  return SystemZ::LTXBR;
 776   default:            return 0;
 777   }
 778 }
 779
 780 // Return true if Mask matches the regexp 0*1+0*, given that zero masks
 781 // have already been filtered out.  Store the first set bit in LSB and
 782 // the number of set bits in Length if so.
 783 static bool isStringOfOnes(uint64_t Mask, unsigned &LSB, unsigned &Length) {
 784   unsigned First = findFirstSet(Mask);
 785   uint64_t Top = (Mask >> First) + 1;
 786   if ((Top & -Top) == Top) {
 787     LSB = First;
 788     Length = findFirstSet(Top);
 789     return true;
 790   }
 791   return false;
 792 }
 793
 794 bool SystemZInstrInfo::isRxSBGMask(uint64_t Mask, unsigned BitSize,
 795                                    unsigned &Start, unsigned &End) const {
 796   // Reject trivial all-zero masks.
 797   if (Mask == 0)
 798     return false;
 799
 800   // Handle the 1+0+ or 0+1+0* cases.  Start then specifies the index of
 801   // the msb and End specifies the index of the lsb.
 802   unsigned LSB, Length;
 803   if (isStringOfOnes(Mask, LSB, Length)) {
 804     Start = 63 - (LSB + Length - 1);
 805     End = 63 - LSB;
 806     return true;
 807   }
 808
 809   // Handle the wrap-around 1+0+1+ cases.  Start then specifies the msb
 810   // of the low 1s and End specifies the lsb of the high 1s.
 811   if (isStringOfOnes(Mask ^ allOnes(BitSize), LSB, Length)) {
 812     assert(LSB > 0 && "Bottom bit must be set");
 813     assert(LSB + Length < BitSize && "Top bit must be set");
 814     Start = 63 - (LSB - 1);
 815     End = 63 - (LSB + Length);
 816     return true;
 817   }
 818
 819   return false;
 820 }
 821
 822 unsigned SystemZInstrInfo::getCompareAndBranch(unsigned Opcode,
 823                                                const MachineInstr *MI) const {
 824   switch (Opcode) {
 825   case SystemZ::CR:
 826     return SystemZ::CRJ;
 827   case SystemZ::CGR:
 828     return SystemZ::CGRJ;
 829   case SystemZ::CHI:
 830     return MI && isInt<8>(MI->getOperand(1).getImm()) ? SystemZ::CIJ : 0;
 831   case SystemZ::CGHI:
 832     return MI && isInt<8>(MI->getOperand(1).getImm()) ? SystemZ::CGIJ : 0;
 833   default:
 834     return 0;
 835   }
 836 }
 837
 838 void SystemZInstrInfo::loadImmediate(MachineBasicBlock &MBB,
 839                                      MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 840                                      unsigned Reg, uint64_t Value) const {
 841   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
 842   unsigned Opcode;
 843   if (isInt<16>(Value))
 844     Opcode = SystemZ::LGHI;
 845   else if (SystemZ::isImmLL(Value))
 846     Opcode = SystemZ::LLILL;
 847   else if (SystemZ::isImmLH(Value)) {
 848     Opcode = SystemZ::LLILH;
 849     Value >>= 16;
 850   } else {
 851     assert(isInt<32>(Value) && "Huge values not handled yet");
 852     Opcode = SystemZ::LGFI;
 853   }
 854   BuildMI(MBB, MBBI, DL, get(Opcode), Reg).addImm(Value);
 855 }