Use getClassB for load and store; we don't want to abort when we
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / InstSelectSimple.cpp
1 //===-- InstSelectSimple.cpp - A simple instruction selector for x86 ------===//
2 //
3 // This file defines a simple peephole instruction selector for the x86 target
4 //
5 //===----------------------------------------------------------------------===//
6
7 #include "X86.h"
8 #include "X86InstrInfo.h"
9 #include "X86InstrBuilder.h"
10 #include "llvm/Function.h"
11 #include "llvm/Instructions.h"
12 #include "llvm/DerivedTypes.h"
13 #include "llvm/Constants.h"
14 #include "llvm/Pass.h"
15 #include "llvm/Intrinsics.h"
16 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
17 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
18 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
22 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
23 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
24
25 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
26 /// instruction at as well as a basic block.  This is the version for when you
27 /// have a destination register in mind.
28 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
29                                       MachineBasicBlock::iterator &I,
30                                       int Opcode, unsigned NumOperands,
31                                       unsigned DestReg) {
32   assert(I >= MBB->begin() && I <= MBB->end() && "Bad iterator!");
33   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands+1, true, true);
34   I = MBB->insert(I, MI)+1;
35   return MachineInstrBuilder(MI).addReg(DestReg, MOTy::Def);
36 }
37
38 /// BMI - A special BuildMI variant that takes an iterator to insert the
39 /// instruction at as well as a basic block.
40 inline static MachineInstrBuilder BMI(MachineBasicBlock *MBB,
41                                       MachineBasicBlock::iterator &I,
42                                       int Opcode, unsigned NumOperands) {
43   assert(I >= MBB->begin() && I <= MBB->end() && "Bad iterator!");
44   MachineInstr *MI = new MachineInstr(Opcode, NumOperands, true, true);
45   I = MBB->insert(I, MI)+1;
46   return MachineInstrBuilder(MI);
47 }
48
49
50 namespace {
51   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
52     TargetMachine &TM;
53     MachineFunction *F;                 // The function we are compiling into
54     MachineBasicBlock *BB;              // The current MBB we are compiling
55     int VarArgsFrameIndex;              // FrameIndex for start of varargs area
56
57     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
58
59     // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
60     std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
61
62     ISel(TargetMachine &tm) : TM(tm), F(0), BB(0) {}
63
64     /// runOnFunction - Top level implementation of instruction selection for
65     /// the entire function.
66     ///
67     bool runOnFunction(Function &Fn) {
68       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
69
70       // Create all of the machine basic blocks for the function...
71       for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
72         F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
73
74       BB = &F->front();
75
76       // Copy incoming arguments off of the stack...
77       LoadArgumentsToVirtualRegs(Fn);
78
79       // Instruction select everything except PHI nodes
80       visit(Fn);
81
82       // Select the PHI nodes
83       SelectPHINodes();
84
85       RegMap.clear();
86       MBBMap.clear();
87       F = 0;
88       return false;  // We never modify the LLVM itself.
89     }
90
91     virtual const char *getPassName() const {
92       return "X86 Simple Instruction Selection";
93     }
94
95     /// visitBasicBlock - This method is called when we are visiting a new basic
96     /// block.  This simply creates a new MachineBasicBlock to emit code into
97     /// and adds it to the current MachineFunction.  Subsequent visit* for
98     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
99     ///
100     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
101       BB = MBBMap[&LLVM_BB];
102     }
103
104     /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function
105     /// from the stack into virtual registers.
106     ///
107     void LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &F);
108
109     /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
110     /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
111     /// not the current one.
112     ///
113     void SelectPHINodes();
114
115     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
116     // fixed X86 code for each instruction.
117     //
118
119     // Control flow operators
120     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
121     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
122
123     struct ValueRecord {
124       unsigned Reg;
125       const Type *Ty;
126       ValueRecord(unsigned R, const Type *T) : Reg(R), Ty(T) {}
127     };
128     void doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
129                 const std::vector<ValueRecord> &Args);
130     void visitCallInst(CallInst &I);
131     void visitIntrinsicCall(LLVMIntrinsic::ID ID, CallInst &I);
132
133     // Arithmetic operators
134     void visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OpcodeClass);
135     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
136     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
137     void doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
138                     unsigned DestReg, const Type *DestTy,
139                     unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg);
140     void visitMul(BinaryOperator &B);
141
142     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
143     void visitRem(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
144     void visitDivRem(BinaryOperator &B);
145
146     // Bitwise operators
147     void visitAnd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 2); }
148     void visitOr (BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 3); }
149     void visitXor(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 4); }
150
151     // Comparison operators...
152     void visitSetCondInst(SetCondInst &I);
153     bool EmitComparisonGetSignedness(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1);
154
155     // Memory Instructions
156     MachineInstr *doFPLoad(MachineBasicBlock *MBB,
157                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
158                            const Type *Ty, unsigned DestReg);
159     void visitLoadInst(LoadInst &I);
160     void doFPStore(const Type *Ty, unsigned DestAddrReg, unsigned SrcReg);
161     void visitStoreInst(StoreInst &I);
162     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
163     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
164     void visitMallocInst(MallocInst &I);
165     void visitFreeInst(FreeInst &I);
166     
167     // Other operators
168     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
169     void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
170     void visitCastInst(CastInst &I);
171     void visitVarArgInst(VarArgInst &I);
172
173     void visitInstruction(Instruction &I) {
174       std::cerr << "Cannot instruction select: " << I;
175       abort();
176     }
177
178     /// promote32 - Make a value 32-bits wide, and put it somewhere.
179     ///
180     void promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR);
181
182     /// EmitByteSwap - Byteswap SrcReg into DestReg.
183     ///
184     void EmitByteSwap(unsigned DestReg, unsigned SrcReg, unsigned Class);
185     
186     /// emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
187     /// constant expression GEP support.
188     ///
189     void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator&IP,
190                           Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
191                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
192
193     /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
194     /// constant expression cast support.
195     void emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,MachineBasicBlock::iterator&IP,
196                            Value *Src, const Type *DestTy, unsigned TargetReg);
197
198     /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
199     /// and constant expression support.
200     void emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
201                                    MachineBasicBlock::iterator &IP,
202                                    Value *Op0, Value *Op1,
203                                    unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
204
205     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
206     /// specified constant into the specified register.
207     ///
208     void copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
209                                 MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
210                                 Constant *C, unsigned Reg);
211
212     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number we haven't
213     /// yet used.
214     ///
215     /// Long values are handled somewhat specially.  They are always allocated
216     /// as pairs of 32 bit integer values.  The register number returned is the
217     /// lower 32 bits of the long value, and the regNum+1 is the upper 32 bits
218     /// of the long value.
219     ///
220     unsigned makeAnotherReg(const Type *Ty) {
221       if (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy) {
222         const TargetRegisterClass *RC =
223           TM.getRegisterInfo()->getRegClassForType(Type::IntTy);
224         // Create the lower part
225         F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
226         // Create the upper part.
227         return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC)-1;
228       }
229
230       // Add the mapping of regnumber => reg class to MachineFunction
231       const TargetRegisterClass *RC =
232         TM.getRegisterInfo()->getRegClassForType(Ty);
233       return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
234     }
235
236     /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.  This
237     /// is guaranteed to produce the same register number for a particular value
238     /// every time it is queried.
239     ///
240     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
241     unsigned getReg(Value *V) {
242       // Just append to the end of the current bb.
243       MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
244       return getReg(V, BB, It);
245     }
246     unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
247                     MachineBasicBlock::iterator &IPt) {
248       unsigned &Reg = RegMap[V];
249       if (Reg == 0) {
250         Reg = makeAnotherReg(V->getType());
251         RegMap[V] = Reg;
252       }
253
254       // If this operand is a constant, emit the code to copy the constant into
255       // the register here...
256       //
257       if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
258         copyConstantToRegister(MBB, IPt, C, Reg);
259         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this constant if ref'd again
260       } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
261         // Move the address of the global into the register
262         BMI(MBB, IPt, X86::MOVir32, 1, Reg).addGlobalAddress(GV);
263         RegMap.erase(V);  // Assign a new name to this address if ref'd again
264       }
265
266       return Reg;
267     }
268   };
269 }
270
271 /// TypeClass - Used by the X86 backend to group LLVM types by their basic X86
272 /// Representation.
273 ///
274 enum TypeClass {
275   cByte, cShort, cInt, cFP, cLong
276 };
277
278 /// getClass - Turn a primitive type into a "class" number which is based on the
279 /// size of the type, and whether or not it is floating point.
280 ///
281 static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
282   switch (Ty->getPrimitiveID()) {
283   case Type::SByteTyID:
284   case Type::UByteTyID:   return cByte;      // Byte operands are class #0
285   case Type::ShortTyID:
286   case Type::UShortTyID:  return cShort;     // Short operands are class #1
287   case Type::IntTyID:
288   case Type::UIntTyID:
289   case Type::PointerTyID: return cInt;       // Int's and pointers are class #2
290
291   case Type::FloatTyID:
292   case Type::DoubleTyID:  return cFP;        // Floating Point is #3
293
294   case Type::LongTyID:
295   case Type::ULongTyID:   return cLong;      // Longs are class #4
296   default:
297     assert(0 && "Invalid type to getClass!");
298     return cByte;  // not reached
299   }
300 }
301
302 // getClassB - Just like getClass, but treat boolean values as bytes.
303 static inline TypeClass getClassB(const Type *Ty) {
304   if (Ty == Type::BoolTy) return cByte;
305   return getClass(Ty);
306 }
307
308
309 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
310 /// specified constant into the specified register.
311 ///
312 void ISel::copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
313                                   MachineBasicBlock::iterator &IP,
314                                   Constant *C, unsigned R) {
315   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
316     unsigned Class = 0;
317     switch (CE->getOpcode()) {
318     case Instruction::GetElementPtr:
319       emitGEPOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0),
320                        CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
321       return;
322     case Instruction::Cast:
323       emitCastOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getType(), R);
324       return;
325
326     case Instruction::Xor: ++Class; // FALL THROUGH
327     case Instruction::Or:  ++Class; // FALL THROUGH
328     case Instruction::And: ++Class; // FALL THROUGH
329     case Instruction::Sub: ++Class; // FALL THROUGH
330     case Instruction::Add:
331       emitSimpleBinaryOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
332                                 Class, R);
333       return;
334
335     default:
336       std::cerr << "Offending expr: " << C << "\n";
337       assert(0 && "Constant expressions not yet handled!\n");
338     }
339   }
340
341   if (C->getType()->isIntegral()) {
342     unsigned Class = getClassB(C->getType());
343
344     if (Class == cLong) {
345       // Copy the value into the register pair.
346       uint64_t Val;
347       if (C->getType()->isSigned())
348         Val = cast<ConstantSInt>(C)->getValue();
349       else
350         Val = cast<ConstantUInt>(C)->getValue();
351
352       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(Val & 0xFFFFFFFF);
353       BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R+1).addZImm(Val >> 32);
354       return;
355     }
356
357     assert(Class <= cInt && "Type not handled yet!");
358
359     static const unsigned IntegralOpcodeTab[] = {
360       X86::MOVir8, X86::MOVir16, X86::MOVir32
361     };
362
363     if (C->getType() == Type::BoolTy) {
364       BMI(MBB, IP, X86::MOVir8, 1, R).addZImm(C == ConstantBool::True);
365     } else if (C->getType()->isSigned()) {
366       ConstantSInt *CSI = cast<ConstantSInt>(C);
367       BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CSI->getValue());
368     } else {
369       ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(C);
370       BMI(MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class], 1, R).addZImm(CUI->getValue());
371     }
372   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
373     double Value = CFP->getValue();
374     if (Value == +0.0)
375       BMI(MBB, IP, X86::FLD0, 0, R);
376     else if (Value == +1.0)
377       BMI(MBB, IP, X86::FLD1, 0, R);
378     else {
379       // Otherwise we need to spill the constant to memory...
380       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
381       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
382       addConstantPoolReference(doFPLoad(MBB, IP, CFP->getType(), R), CPI);
383     }
384
385   } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
386     // Copy zero (null pointer) to the register.
387     BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, R).addZImm(0);
388   } else if (ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(C)) {
389     unsigned SrcReg = getReg(CPR->getValue(), MBB, IP);
390     BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, R).addReg(SrcReg);
391   } else {
392     std::cerr << "Offending constant: " << C << "\n";
393     assert(0 && "Type not handled yet!");
394   }
395 }
396
397 /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function from
398 /// the stack into virtual registers.
399 ///
400 void ISel::LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &Fn) {
401   // Emit instructions to load the arguments...  On entry to a function on the
402   // X86, the stack frame looks like this:
403   //
404   // [ESP] -- return address
405   // [ESP + 4] -- first argument (leftmost lexically)
406   // [ESP + 8] -- second argument, if first argument is four bytes in size
407   //    ... 
408   //
409   unsigned ArgOffset = 0;   // Frame mechanisms handle retaddr slot
410   MachineFrameInfo *MFI = F->getFrameInfo();
411
412   for (Function::aiterator I = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); I != E; ++I) {
413     unsigned Reg = getReg(*I);
414     
415     int FI;          // Frame object index
416     switch (getClassB(I->getType())) {
417     case cByte:
418       FI = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
419       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr8, 4, Reg), FI);
420       break;
421     case cShort:
422       FI = MFI->CreateFixedObject(2, ArgOffset);
423       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr16, 4, Reg), FI);
424       break;
425     case cInt:
426       FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
427       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
428       break;
429     case cLong:
430       FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
431       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg), FI);
432       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, Reg+1), FI, 4);
433       ArgOffset += 4;   // longs require 4 additional bytes
434       break;
435     case cFP:
436       unsigned Opcode;
437       if (I->getType() == Type::FloatTy) {
438         Opcode = X86::FLDr32;
439         FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
440       } else {
441         Opcode = X86::FLDr64;
442         FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
443         ArgOffset += 4;   // doubles require 4 additional bytes
444       }
445       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, Reg), FI);
446       break;
447     default:
448       assert(0 && "Unhandled argument type!");
449     }
450     ArgOffset += 4;  // Each argument takes at least 4 bytes on the stack...
451   }
452
453   // If the function takes variable number of arguments, add a frame offset for
454   // the start of the first vararg value... this is used to expand
455   // llvm.va_start.
456   if (Fn.getFunctionType()->isVarArg())
457     VarArgsFrameIndex = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
458 }
459
460
461 /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
462 /// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
463 /// the current one.
464 ///
465 void ISel::SelectPHINodes() {
466   const TargetInstrInfo &TII = TM.getInstrInfo();
467   const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
468   for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
469     const BasicBlock *BB = I;
470     MachineBasicBlock *MBB = MBBMap[I];
471
472     // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
473     unsigned NumPHIs = 0;
474     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
475          PHINode *PN = (PHINode*)dyn_cast<PHINode>(I); ++I) {
476
477       // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
478       unsigned PHIReg = getReg(*PN);
479       MachineInstr *PhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg);
480       MBB->insert(MBB->begin()+NumPHIs++, PhiMI);
481
482       MachineInstr *LongPhiMI = 0;
483       if (PN->getType() == Type::LongTy || PN->getType() == Type::ULongTy) {
484         LongPhiMI = BuildMI(X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg+1);
485         MBB->insert(MBB->begin()+NumPHIs++, LongPhiMI);
486       }
487
488       // PHIValues - Map of blocks to incoming virtual registers.  We use this
489       // so that we only initialize one incoming value for a particular block,
490       // even if the block has multiple entries in the PHI node.
491       //
492       std::map<MachineBasicBlock*, unsigned> PHIValues;
493
494       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
495         MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
496         unsigned ValReg;
497         std::map<MachineBasicBlock*, unsigned>::iterator EntryIt =
498           PHIValues.lower_bound(PredMBB);
499
500         if (EntryIt != PHIValues.end() && EntryIt->first == PredMBB) {
501           // We already inserted an initialization of the register for this
502           // predecessor.  Recycle it.
503           ValReg = EntryIt->second;
504
505         } else {        
506           // Get the incoming value into a virtual register.  If it is not
507           // already available in a virtual register, insert the computation
508           // code into PredMBB
509           //
510           MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->end();
511           while (PI != PredMBB->begin() &&
512                  TII.isTerminatorInstr((*(PI-1))->getOpcode()))
513             --PI;
514           ValReg = getReg(PN->getIncomingValue(i), PredMBB, PI);
515
516           // Remember that we inserted a value for this PHI for this predecessor
517           PHIValues.insert(EntryIt, std::make_pair(PredMBB, ValReg));
518         }
519
520         PhiMI->addRegOperand(ValReg);
521         PhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
522         if (LongPhiMI) {
523           LongPhiMI->addRegOperand(ValReg+1);
524           LongPhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
525         }
526       }
527     }
528   }
529 }
530
531 // canFoldSetCCIntoBranch - Return the setcc instruction if we can fold it into
532 // the conditional branch instruction which is the only user of the cc
533 // instruction.  This is the case if the conditional branch is the only user of
534 // the setcc, and if the setcc is in the same basic block as the conditional
535 // branch.  We also don't handle long arguments below, so we reject them here as
536 // well.
537 //
538 static SetCondInst *canFoldSetCCIntoBranch(Value *V) {
539   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
540     if (SCI->use_size() == 1 && isa<BranchInst>(SCI->use_back()) &&
541         SCI->getParent() == cast<BranchInst>(SCI->use_back())->getParent()) {
542       const Type *Ty = SCI->getOperand(0)->getType();
543       if (Ty != Type::LongTy && Ty != Type::ULongTy)
544         return SCI;
545     }
546   return 0;
547 }
548
549 // Return a fixed numbering for setcc instructions which does not depend on the
550 // order of the opcodes.
551 //
552 static unsigned getSetCCNumber(unsigned Opcode) {
553   switch(Opcode) {
554   default: assert(0 && "Unknown setcc instruction!");
555   case Instruction::SetEQ: return 0;
556   case Instruction::SetNE: return 1;
557   case Instruction::SetLT: return 2;
558   case Instruction::SetGE: return 3;
559   case Instruction::SetGT: return 4;
560   case Instruction::SetLE: return 5;
561   }
562 }
563
564 // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
565 // -----    ----------  ------------
566 // seteq -> sete        sete
567 // setne -> setne       setne
568 // setlt -> setl        setb
569 // setge -> setge       setae
570 // setgt -> setg        seta
571 // setle -> setle       setbe
572 static const unsigned SetCCOpcodeTab[2][6] = {
573   {X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETBr, X86::SETAEr, X86::SETAr, X86::SETBEr},
574   {X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETLr, X86::SETGEr, X86::SETGr, X86::SETLEr},
575 };
576
577 bool ISel::EmitComparisonGetSignedness(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1) {
578
579   // The arguments are already supposed to be of the same type.
580   const Type *CompTy = Op0->getType();
581   bool isSigned = CompTy->isSigned();
582   unsigned Class = getClassB(CompTy);
583   unsigned Op0r = getReg(Op0);
584
585   // Special case handling of: cmp R, i
586   if (Class == cByte || Class == cShort || Class == cInt)
587     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
588       uint64_t Op1v;
589       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(CI))
590         Op1v = CSI->getValue();
591       else
592         Op1v = cast<ConstantUInt>(CI)->getValue();
593       // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
594       Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
595
596       switch (Class) {
597       case cByte:  BuildMI(BB, X86::CMPri8, 2).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);break;
598       case cShort: BuildMI(BB, X86::CMPri16,2).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);break;
599       case cInt:   BuildMI(BB, X86::CMPri32,2).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);break;
600       default:
601         assert(0 && "Invalid class!");
602       }
603       return isSigned;
604     }
605
606   unsigned Op1r = getReg(Op1);
607   switch (Class) {
608   default: assert(0 && "Unknown type class!");
609     // Emit: cmp <var1>, <var2> (do the comparison).  We can
610     // compare 8-bit with 8-bit, 16-bit with 16-bit, 32-bit with
611     // 32-bit.
612   case cByte:
613     BuildMI(BB, X86::CMPrr8, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
614     break;
615   case cShort:
616     BuildMI(BB, X86::CMPrr16, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
617     break;
618   case cInt:
619     BuildMI(BB, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
620     break;
621   case cFP:
622     BuildMI(BB, X86::FpUCOM, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
623     BuildMI(BB, X86::FNSTSWr8, 0);
624     BuildMI(BB, X86::SAHF, 1);
625     isSigned = false;   // Compare with unsigned operators
626     break;
627
628   case cLong:
629     if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
630       unsigned LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
631       unsigned HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
632       unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
633       BuildMI(BB, X86::XORrr32, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
634       BuildMI(BB, X86::XORrr32, 2, HiTmp).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
635       BuildMI(BB, X86::ORrr32,  2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
636       break;  // Allow the sete or setne to be generated from flags set by OR
637     } else {
638       // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
639       // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
640       // example, a setlt for long would generate code like this:
641       //
642       // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Signedness depends on operands
643       // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Always unsigned comparison
644       // dest = hi(op1) == hi(op2) ? AL : BL;
645       //
646
647       // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
648       // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with their
649       // aliases (because we don't have conditional byte moves).
650       //
651       BuildMI(BB, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
652       BuildMI(BB, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
653       BuildMI(BB, X86::CMPrr32, 2).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
654       BuildMI(BB, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, X86::BL);
655       BuildMI(BB, X86::CMOVErr16, 2, X86::BX).addReg(X86::BX).addReg(X86::AX);
656       // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
657       // register at this point for long values...
658       return isSigned;
659     }
660   }
661   return isSigned;
662 }
663
664
665 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
666 /// register, then move it to wherever the result should be. 
667 ///
668 void ISel::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
669   if (canFoldSetCCIntoBranch(&I)) return;  // Fold this into a branch...
670
671   unsigned OpNum = getSetCCNumber(I.getOpcode());
672   unsigned DestReg = getReg(I);
673   bool isSigned = EmitComparisonGetSignedness(OpNum, I.getOperand(0),
674                                               I.getOperand(1));
675
676   if (getClassB(I.getOperand(0)->getType()) != cLong || OpNum < 2) {
677     // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
678     BuildMI(BB, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, DestReg);
679   } else {
680     // Handle long comparisons by copying the value which is already in BL into
681     // the register we want...
682     BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(X86::BL);
683   }
684 }
685
686 /// promote32 - Emit instructions to turn a narrow operand into a 32-bit-wide
687 /// operand, in the specified target register.
688 void ISel::promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR) {
689   bool isUnsigned = VR.Ty->isUnsigned();
690   switch (getClassB(VR.Ty)) {
691   case cByte:
692     // Extend value into target register (8->32)
693     if (isUnsigned)
694       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r8, 1, targetReg).addReg(VR.Reg);
695     else
696       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r8, 1, targetReg).addReg(VR.Reg);
697     break;
698   case cShort:
699     // Extend value into target register (16->32)
700     if (isUnsigned)
701       BuildMI(BB, X86::MOVZXr32r16, 1, targetReg).addReg(VR.Reg);
702     else
703       BuildMI(BB, X86::MOVSXr32r16, 1, targetReg).addReg(VR.Reg);
704     break;
705   case cInt:
706     // Move value into target register (32->32)
707     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, targetReg).addReg(VR.Reg);
708     break;
709   default:
710     assert(0 && "Unpromotable operand class in promote32");
711   }
712 }
713
714 /// 'ret' instruction - Here we are interested in meeting the x86 ABI.  As such,
715 /// we have the following possibilities:
716 ///
717 ///   ret void: No return value, simply emit a 'ret' instruction
718 ///   ret sbyte, ubyte : Extend value into EAX and return
719 ///   ret short, ushort: Extend value into EAX and return
720 ///   ret int, uint    : Move value into EAX and return
721 ///   ret pointer      : Move value into EAX and return
722 ///   ret long, ulong  : Move value into EAX/EDX and return
723 ///   ret float/double : Top of FP stack
724 ///
725 void ISel::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
726   if (I.getNumOperands() == 0) {
727     BuildMI(BB, X86::RET, 0); // Just emit a 'ret' instruction
728     return;
729   }
730
731   Value *RetVal = I.getOperand(0);
732   unsigned RetReg = getReg(RetVal);
733   switch (getClassB(RetVal->getType())) {
734   case cByte:   // integral return values: extend or move into EAX and return
735   case cShort:
736   case cInt:
737     promote32(X86::EAX, ValueRecord(RetReg, RetVal->getType()));
738     // Declare that EAX is live on exit
739     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::EAX).addReg(X86::ESP);
740     break;
741   case cFP:                   // Floats & Doubles: Return in ST(0)
742     BuildMI(BB, X86::FpSETRESULT, 1).addReg(RetReg);
743     // Declare that top-of-stack is live on exit
744     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::ST0).addReg(X86::ESP);
745     break;
746   case cLong:
747     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(RetReg);
748     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EDX).addReg(RetReg+1);
749     // Declare that EAX & EDX are live on exit
750     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 3).addReg(X86::EAX).addReg(X86::EDX).addReg(X86::ESP);
751     break;
752   default:
753     visitInstruction(I);
754   }
755   // Emit a 'ret' instruction
756   BuildMI(BB, X86::RET, 0);
757 }
758
759 // getBlockAfter - Return the basic block which occurs lexically after the
760 // specified one.
761 static inline BasicBlock *getBlockAfter(BasicBlock *BB) {
762   Function::iterator I = BB; ++I;  // Get iterator to next block
763   return I != BB->getParent()->end() ? &*I : 0;
764 }
765
766 /// visitBranchInst - Handle conditional and unconditional branches here.  Note
767 /// that since code layout is frozen at this point, that if we are trying to
768 /// jump to a block that is the immediate successor of the current block, we can
769 /// just make a fall-through (but we don't currently).
770 ///
771 void ISel::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
772   BasicBlock *NextBB = getBlockAfter(BI.getParent());  // BB after current one
773
774   if (!BI.isConditional()) {  // Unconditional branch?
775     if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
776       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
777     return;
778   }
779
780   // See if we can fold the setcc into the branch itself...
781   SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranch(BI.getCondition());
782   if (SCI == 0) {
783     // Nope, cannot fold setcc into this branch.  Emit a branch on a condition
784     // computed some other way...
785     unsigned condReg = getReg(BI.getCondition());
786     BuildMI(BB, X86::CMPri8, 2).addReg(condReg).addZImm(0);
787     if (BI.getSuccessor(1) == NextBB) {
788       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
789         BuildMI(BB, X86::JNE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
790     } else {
791       BuildMI(BB, X86::JE, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
792       
793       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
794         BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
795     }
796     return;
797   }
798
799   unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
800   bool isSigned = EmitComparisonGetSignedness(OpNum, SCI->getOperand(0),
801                                               SCI->getOperand(1));
802   
803   // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
804   // -----    ----------  ------------
805   // seteq -> je          je
806   // setne -> jne         jne
807   // setlt -> jl          jb
808   // setge -> jge         jae
809   // setgt -> jg          ja
810   // setle -> jle         jbe
811   static const unsigned OpcodeTab[2][6] = {
812     { X86::JE, X86::JNE, X86::JB, X86::JAE, X86::JA, X86::JBE },
813     { X86::JE, X86::JNE, X86::JL, X86::JGE, X86::JG, X86::JLE },
814   };
815   
816   if (BI.getSuccessor(0) != NextBB) {
817     BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(0));
818     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB)
819       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
820   } else {
821     // Change to the inverse condition...
822     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB) {
823       OpNum ^= 1;
824       BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1).addPCDisp(BI.getSuccessor(1));
825     }
826   }
827 }
828
829
830 /// doCall - This emits an abstract call instruction, setting up the arguments
831 /// and the return value as appropriate.  For the actual function call itself,
832 /// it inserts the specified CallMI instruction into the stream.
833 ///
834 void ISel::doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
835                   const std::vector<ValueRecord> &Args) {
836
837   // Count how many bytes are to be pushed on the stack...
838   unsigned NumBytes = 0;
839
840   if (!Args.empty()) {
841     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i)
842       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
843       case cByte: case cShort: case cInt:
844         NumBytes += 4; break;
845       case cLong:
846         NumBytes += 8; break;
847       case cFP:
848         NumBytes += Args[i].Ty == Type::FloatTy ? 4 : 8;
849         break;
850       default: assert(0 && "Unknown class!");
851       }
852
853     // Adjust the stack pointer for the new arguments...
854     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(NumBytes);
855
856     // Arguments go on the stack in reverse order, as specified by the ABI.
857     unsigned ArgOffset = 0;
858     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
859       unsigned ArgReg = Args[i].Reg;
860       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
861       case cByte:
862       case cShort: {
863         // Promote arg to 32 bits wide into a temporary register...
864         unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
865         promote32(R, Args[i]);
866         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
867                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(R);
868         break;
869       }
870       case cInt:
871         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
872                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
873         break;
874       case cLong:
875         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
876                      X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
877         addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
878                      X86::ESP, ArgOffset+4).addReg(ArgReg+1);
879         ArgOffset += 4;        // 8 byte entry, not 4.
880         break;
881         
882       case cFP:
883         if (Args[i].Ty == Type::FloatTy) {
884           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr32, 5),
885                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
886         } else {
887           assert(Args[i].Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
888           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FSTr64, 5),
889                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
890           ArgOffset += 4;       // 8 byte entry, not 4.
891         }
892         break;
893
894       default: assert(0 && "Unknown class!");
895       }
896       ArgOffset += 4;
897     }
898   } else {
899     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addZImm(0);
900   }
901
902   BB->push_back(CallMI);
903
904   BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKUP, 1).addZImm(NumBytes);
905
906   // If there is a return value, scavenge the result from the location the call
907   // leaves it in...
908   //
909   if (Ret.Ty != Type::VoidTy) {
910     unsigned DestClass = getClassB(Ret.Ty);
911     switch (DestClass) {
912     case cByte:
913     case cShort:
914     case cInt: {
915       // Integral results are in %eax, or the appropriate portion
916       // thereof.
917       static const unsigned regRegMove[] = {
918         X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32
919       };
920       static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX };
921       BuildMI(BB, regRegMove[DestClass], 1, Ret.Reg).addReg(AReg[DestClass]);
922       break;
923     }
924     case cFP:     // Floating-point return values live in %ST(0)
925       BuildMI(BB, X86::FpGETRESULT, 1, Ret.Reg);
926       break;
927     case cLong:   // Long values are left in EDX:EAX
928       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg).addReg(X86::EAX);
929       BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, Ret.Reg+1).addReg(X86::EDX);
930       break;
931     default: assert(0 && "Unknown class!");
932     }
933   }
934 }
935
936
937 /// visitCallInst - Push args on stack and do a procedure call instruction.
938 void ISel::visitCallInst(CallInst &CI) {
939   MachineInstr *TheCall;
940   if (Function *F = CI.getCalledFunction()) {
941     // Is it an intrinsic function call?
942     if (LLVMIntrinsic::ID ID = (LLVMIntrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
943       visitIntrinsicCall(ID, CI);   // Special intrinsics are not handled here
944       return;
945     }
946
947     // Emit a CALL instruction with PC-relative displacement.
948     TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addGlobalAddress(F, true);
949   } else {  // Emit an indirect call...
950     unsigned Reg = getReg(CI.getCalledValue());
951     TheCall = BuildMI(X86::CALLr32, 1).addReg(Reg);
952   }
953
954   std::vector<ValueRecord> Args;
955   for (unsigned i = 1, e = CI.getNumOperands(); i != e; ++i)
956     Args.push_back(ValueRecord(getReg(CI.getOperand(i)),
957                                CI.getOperand(i)->getType()));
958
959   unsigned DestReg = CI.getType() != Type::VoidTy ? getReg(CI) : 0;
960   doCall(ValueRecord(DestReg, CI.getType()), TheCall, Args);
961 }        
962
963 void ISel::visitIntrinsicCall(LLVMIntrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
964   unsigned TmpReg1, TmpReg2;
965   switch (ID) {
966   case LLVMIntrinsic::va_start:
967     // Get the address of the first vararg value...
968     TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
969     addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, TmpReg1), VarArgsFrameIndex);
970     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));
971     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5), TmpReg2).addReg(TmpReg1);
972     return;
973
974   case LLVMIntrinsic::va_end: return;   // Noop on X86
975   case LLVMIntrinsic::va_copy:
976     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(2));  // Get existing va_list
977     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));  // Get va_list* to store into
978     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5), TmpReg2).addReg(TmpReg1);
979     return;
980
981   case LLVMIntrinsic::longjmp:
982     BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("abort", true); 
983   case LLVMIntrinsic::setjmp:
984     // Setjmp always returns zero...
985     BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, getReg(CI)).addZImm(0);
986     return;
987   default: assert(0 && "Unknown intrinsic for X86!");
988   }
989 }
990
991
992 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
993 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or, 4 for
994 /// Xor.
995 void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
996   unsigned DestReg = getReg(B);
997   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
998   emitSimpleBinaryOperation(BB, MI, B.getOperand(0), B.getOperand(1),
999                             OperatorClass, DestReg);
1000 }
1001
1002 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
1003 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or,
1004 /// 4 for Xor.
1005 ///
1006 /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
1007 /// and constant expression support.
1008 void ISel::emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
1009                                      MachineBasicBlock::iterator &IP,
1010                                      Value *Op0, Value *Op1,
1011                                      unsigned OperatorClass,unsigned TargetReg){
1012   unsigned Class = getClassB(Op0->getType());
1013   if (!isa<ConstantInt>(Op1) || Class == cLong) {
1014     static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
1015       // Arithmetic operators
1016       { X86::ADDrr8, X86::ADDrr16, X86::ADDrr32, X86::FpADD },  // ADD
1017       { X86::SUBrr8, X86::SUBrr16, X86::SUBrr32, X86::FpSUB },  // SUB
1018       
1019       // Bitwise operators
1020       { X86::ANDrr8, X86::ANDrr16, X86::ANDrr32, 0 },  // AND
1021       { X86:: ORrr8, X86:: ORrr16, X86:: ORrr32, 0 },  // OR
1022       { X86::XORrr8, X86::XORrr16, X86::XORrr32, 0 },  // XOR
1023     };
1024     
1025     bool isLong = false;
1026     if (Class == cLong) {
1027       isLong = true;
1028       Class = cInt;          // Bottom 32 bits are handled just like ints
1029     }
1030     
1031     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1032     assert(Opcode && "Floating point arguments to logical inst?");
1033     unsigned Op0r = getReg(Op0, BB, IP);
1034     unsigned Op1r = getReg(Op1, BB, IP);
1035     BMI(BB, IP, Opcode, 2, TargetReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1036     
1037     if (isLong) {        // Handle the upper 32 bits of long values...
1038       static const unsigned TopTab[] = {
1039         X86::ADCrr32, X86::SBBrr32, X86::ANDrr32, X86::ORrr32, X86::XORrr32
1040       };
1041       BMI(BB, IP, TopTab[OperatorClass], 2,
1042           TargetReg+1).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1043     }
1044   } else {
1045     // Special case: op Reg, <const>
1046     ConstantInt *Op1C = cast<ConstantInt>(Op1);
1047
1048     static const unsigned OpcodeTab[][3] = {
1049       // Arithmetic operators
1050       { X86::ADDri8, X86::ADDri16, X86::ADDri32 },  // ADD
1051       { X86::SUBri8, X86::SUBri16, X86::SUBri32 },  // SUB
1052       
1053       // Bitwise operators
1054       { X86::ANDri8, X86::ANDri16, X86::ANDri32 },  // AND
1055       { X86:: ORri8, X86:: ORri16, X86:: ORri32 },  // OR
1056       { X86::XORri8, X86::XORri16, X86::XORri32 },  // XOR
1057     };
1058
1059     assert(Class < 3 && "General code handles 64-bit integer types!");
1060     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1061     unsigned Op0r = getReg(Op0, BB, IP);
1062     uint64_t Op1v;
1063     if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op1C))
1064       Op1v = CSI->getValue();
1065     else
1066       Op1v = cast<ConstantUInt>(Op1C)->getValue();
1067
1068     // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
1069     Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
1070     BMI(BB, IP, Opcode, 2, TargetReg).addReg(Op0r).addZImm(Op1v);
1071   }
1072 }
1073
1074 /// doMultiply - Emit appropriate instructions to multiply together the
1075 /// registers op0Reg and op1Reg, and put the result in DestReg.  The type of the
1076 /// result should be given as DestTy.
1077 ///
1078 void ISel::doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1079                       unsigned DestReg, const Type *DestTy,
1080                       unsigned op0Reg, unsigned op1Reg) {
1081   unsigned Class = getClass(DestTy);
1082   switch (Class) {
1083   case cFP:              // Floating point multiply
1084     BMI(BB, MBBI, X86::FpMUL, 2, DestReg).addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1085     return;
1086   case cInt:
1087   case cShort:
1088     BMI(BB, MBBI, Class == cInt ? X86::IMULr32 : X86::IMULr16, 2, DestReg)
1089       .addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
1090     return;
1091   case cByte:
1092     // Must use the MUL instruction, which forces use of AL...
1093     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, X86::AL).addReg(op0Reg);
1094     BMI(MBB, MBBI, X86::MULr8, 1).addReg(op1Reg);
1095     BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1096     return;
1097   default:
1098   case cLong: assert(0 && "doMultiply cannot operate on LONG values!");
1099   }
1100 }
1101
1102 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
1103 /// with the EAX register explicitly.
1104 ///
1105 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
1106   unsigned Op0Reg  = getReg(I.getOperand(0));
1107   unsigned Op1Reg  = getReg(I.getOperand(1));
1108   unsigned DestReg = getReg(I);
1109
1110   // Simple scalar multiply?
1111   if (I.getType() != Type::LongTy && I.getType() != Type::ULongTy) {
1112     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1113     doMultiply(BB, MBBI, DestReg, I.getType(), Op0Reg, Op1Reg);
1114   } else {
1115     // Long value.  We have to do things the hard way...
1116     // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
1117     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
1118     BuildMI(BB, X86::MULr32, 1).addReg(Op1Reg);  // AL*BL
1119
1120     unsigned OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1121     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);     // AL*BL
1122     BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, OverflowReg).addReg(X86::EDX); // AL*BL >> 32
1123
1124     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1125     unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
1126     BMI(BB, MBBI, X86::IMULr32, 2, AHBLReg).addReg(Op0Reg+1).addReg(Op1Reg);
1127
1128     unsigned AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1129     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,                         // AH*BL+(AL*BL >> 32)
1130             AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
1131     
1132     MBBI = BB->end();
1133     unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
1134     BMI(BB, MBBI, X86::IMULr32, 2, ALBHReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg+1);
1135     
1136     BuildMI(BB, X86::ADDrr32, 2,               // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
1137             DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
1138   }
1139 }
1140
1141
1142 /// visitDivRem - Handle division and remainder instructions... these
1143 /// instruction both require the same instructions to be generated, they just
1144 /// select the result from a different register.  Note that both of these
1145 /// instructions work differently for signed and unsigned operands.
1146 ///
1147 void ISel::visitDivRem(BinaryOperator &I) {
1148   unsigned Class     = getClass(I.getType());
1149   unsigned Op0Reg    = getReg(I.getOperand(0));
1150   unsigned Op1Reg    = getReg(I.getOperand(1));
1151   unsigned ResultReg = getReg(I);
1152
1153   switch (Class) {
1154   case cFP:              // Floating point divide
1155     if (I.getOpcode() == Instruction::Div)
1156       BuildMI(BB, X86::FpDIV, 2, ResultReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg);
1157     else {               // Floating point remainder...
1158       MachineInstr *TheCall =
1159         BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("fmod", true);
1160       std::vector<ValueRecord> Args;
1161       Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::DoubleTy));
1162       Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::DoubleTy));
1163       doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::DoubleTy), TheCall, Args);
1164     }
1165     return;
1166   case cLong: {
1167     static const char *FnName[] =
1168       { "__moddi3", "__divdi3", "__umoddi3", "__udivdi3" };
1169
1170     unsigned NameIdx = I.getType()->isUnsigned()*2;
1171     NameIdx += I.getOpcode() == Instruction::Div;
1172     MachineInstr *TheCall =
1173       BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol(FnName[NameIdx], true);
1174
1175     std::vector<ValueRecord> Args;
1176     Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::LongTy));
1177     Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::LongTy));
1178     doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::LongTy), TheCall, Args);
1179     return;
1180   }
1181   case cByte: case cShort: case cInt:
1182     break;          // Small integerals, handled below...
1183   default: assert(0 && "Unknown class!");
1184   }
1185
1186   static const unsigned Regs[]     ={ X86::AL    , X86::AX     , X86::EAX     };
1187   static const unsigned MovOpcode[]={ X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32 };
1188   static const unsigned SarOpcode[]={ X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32 };
1189   static const unsigned ClrOpcode[]={ X86::XORrr8, X86::XORrr16, X86::XORrr32 };
1190   static const unsigned ExtRegs[]  ={ X86::AH    , X86::DX     , X86::EDX     };
1191
1192   static const unsigned DivOpcode[][4] = {
1193     { X86::DIVr8 , X86::DIVr16 , X86::DIVr32 , 0 },  // Unsigned division
1194     { X86::IDIVr8, X86::IDIVr16, X86::IDIVr32, 0 },  // Signed division
1195   };
1196
1197   bool isSigned   = I.getType()->isSigned();
1198   unsigned Reg    = Regs[Class];
1199   unsigned ExtReg = ExtRegs[Class];
1200
1201   // Put the first operand into one of the A registers...
1202   BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg(Op0Reg);
1203
1204   if (isSigned) {
1205     // Emit a sign extension instruction...
1206     unsigned ShiftResult = makeAnotherReg(I.getType());
1207     BuildMI(BB, SarOpcode[Class], 2, ShiftResult).addReg(Op0Reg).addZImm(31);
1208     BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, ExtReg).addReg(ShiftResult);
1209   } else {
1210     // If unsigned, emit a zeroing instruction... (reg = xor reg, reg)
1211     BuildMI(BB, ClrOpcode[Class], 2, ExtReg).addReg(ExtReg).addReg(ExtReg);
1212   }
1213
1214   // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
1215   BuildMI(BB, DivOpcode[isSigned][Class], 1).addReg(Op1Reg);
1216
1217   // Figure out which register we want to pick the result out of...
1218   unsigned DestReg = (I.getOpcode() == Instruction::Div) ? Reg : ExtReg;
1219   
1220   // Put the result into the destination register...
1221   BuildMI(BB, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(DestReg);
1222 }
1223
1224
1225 /// Shift instructions: 'shl', 'sar', 'shr' - Some special cases here
1226 /// for constant immediate shift values, and for constant immediate
1227 /// shift values equal to 1. Even the general case is sort of special,
1228 /// because the shift amount has to be in CL, not just any old register.
1229 ///
1230 void ISel::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
1231   unsigned SrcReg = getReg(I.getOperand(0));
1232   unsigned DestReg = getReg(I);
1233   bool isLeftShift = I.getOpcode() == Instruction::Shl;
1234   bool isSigned = I.getType()->isSigned();
1235   unsigned Class = getClass(I.getType());
1236   
1237   static const unsigned ConstantOperand[][4] = {
1238     { X86::SHRir8, X86::SHRir16, X86::SHRir32, X86::SHRDir32 },  // SHR
1239     { X86::SARir8, X86::SARir16, X86::SARir32, X86::SHRDir32 },  // SAR
1240     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SHL
1241     { X86::SHLir8, X86::SHLir16, X86::SHLir32, X86::SHLDir32 },  // SAL = SHL
1242   };
1243
1244   static const unsigned NonConstantOperand[][4] = {
1245     { X86::SHRrr8, X86::SHRrr16, X86::SHRrr32 },  // SHR
1246     { X86::SARrr8, X86::SARrr16, X86::SARrr32 },  // SAR
1247     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SHL
1248     { X86::SHLrr8, X86::SHLrr16, X86::SHLrr32 },  // SAL = SHL
1249   };
1250
1251   // Longs, as usual, are handled specially...
1252   if (Class == cLong) {
1253     // If we have a constant shift, we can generate much more efficient code
1254     // than otherwise...
1255     //
1256     if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(1))) {
1257       unsigned Amount = CUI->getValue();
1258       if (Amount < 32) {
1259         const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1260         if (isLeftShift) {
1261           BuildMI(BB, Opc[3], 3, 
1262                   DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1263           BuildMI(BB, Opc[2], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1264         } else {
1265           BuildMI(BB, Opc[3], 3,
1266                   DestReg).addReg(SrcReg  ).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1267           BuildMI(BB, Opc[2], 2, DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1268         }
1269       } else {                 // Shifting more than 32 bits
1270         Amount -= 32;
1271         if (isLeftShift) {
1272           BuildMI(BB, X86::SHLir32, 2,DestReg+1).addReg(SrcReg).addZImm(Amount);
1273           BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1,DestReg  ).addZImm(0);
1274         } else {
1275           unsigned Opcode = isSigned ? X86::SARir32 : X86::SHRir32;
1276           BuildMI(BB, Opcode, 2, DestReg).addReg(SrcReg+1).addZImm(Amount);
1277           BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1278         }
1279       }
1280     } else {
1281       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1282
1283       if (!isLeftShift && isSigned) {
1284         // If this is a SHR of a Long, then we need to do funny sign extension
1285         // stuff.  TmpReg gets the value to use as the high-part if we are
1286         // shifting more than 32 bits.
1287         BuildMI(BB, X86::SARir32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addZImm(31);
1288       } else {
1289         // Other shifts use a fixed zero value if the shift is more than 32
1290         // bits.
1291         BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, TmpReg).addZImm(0);
1292       }
1293
1294       // Initialize CL with the shift amount...
1295       unsigned ShiftAmount = getReg(I.getOperand(1));
1296       BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmount);
1297
1298       unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1299       unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1300       if (isLeftShift) {
1301         // TmpReg2 = shld inHi, inLo
1302         BuildMI(BB, X86::SHLDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg);
1303         // TmpReg3 = shl  inLo, CL
1304         BuildMI(BB, X86::SHLrr32, 1, TmpReg3).addReg(SrcReg);
1305
1306         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1307         BuildMI(BB, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1308
1309         // DestHi = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1310         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1311                 DestReg+1).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1312         // DestLo = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1313         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, DestReg).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1314       } else {
1315         // TmpReg2 = shrd inLo, inHi
1316         BuildMI(BB, X86::SHRDrr32, 2, TmpReg2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1317         // TmpReg3 = s[ah]r  inHi, CL
1318         BuildMI(BB, isSigned ? X86::SARrr32 : X86::SHRrr32, 1, TmpReg3)
1319                        .addReg(SrcReg+1);
1320
1321         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
1322         BuildMI(BB, X86::TESTri8, 2).addReg(X86::CL).addZImm(32);
1323
1324         // DestLo = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
1325         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1326                 DestReg).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
1327
1328         // DestHi = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
1329         BuildMI(BB, X86::CMOVNErr32, 2, 
1330                 DestReg+1).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
1331       }
1332     }
1333     return;
1334   }
1335
1336   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(1))) {
1337     // The shift amount is constant, guaranteed to be a ubyte. Get its value.
1338     assert(CUI->getType() == Type::UByteTy && "Shift amount not a ubyte?");
1339
1340     const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1341     BuildMI(BB, Opc[Class], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addZImm(CUI->getValue());
1342   } else {                  // The shift amount is non-constant.
1343     BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, X86::CL).addReg(getReg(I.getOperand(1)));
1344
1345     const unsigned *Opc = NonConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
1346     BuildMI(BB, Opc[Class], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1347   }
1348 }
1349
1350
1351 /// doFPLoad - This method is used to load an FP value from memory using the
1352 /// current endianness.  NOTE: This method returns a partially constructed load
1353 /// instruction which needs to have the memory source filled in still.
1354 ///
1355 MachineInstr *ISel::doFPLoad(MachineBasicBlock *MBB,
1356                              MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
1357                              const Type *Ty, unsigned DestReg) {
1358   assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1359   unsigned LoadOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FLDr32 : X86::FLDr64;
1360
1361   if (TM.getTargetData().isLittleEndian()) // fast path...
1362     return BMI(MBB, MBBI, LoadOpcode, 4, DestReg);
1363
1364   // If we are big-endian, start by creating an LEA instruction to represent the
1365   // address of the memory location to load from...
1366   //
1367   unsigned SrcAddrReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1368   MachineInstr *Result = BMI(MBB, MBBI, X86::LEAr32, 5, SrcAddrReg);
1369
1370   // Allocate a temporary stack slot to transform the value into...
1371   int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(Ty, TM.getTargetData());
1372
1373   // Perform the bswaps 32 bits at a time...
1374   unsigned TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1375   unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1376   addDirectMem(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg);
1377   BMI(MBB, MBBI, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1378   unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1379   addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrm32, 5),
1380                     FrameIdx, Offset).addReg(TmpReg2);
1381   
1382   if (Ty == Type::DoubleTy) {   // Swap the other 32 bits of a double value...
1383     TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1384     TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1385
1386     addRegOffset(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg, 4);
1387     BMI(MBB, MBBI, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1388     unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1389     addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, X86::MOVrm32,5), FrameIdx).addReg(TmpReg2);
1390   }
1391
1392   // Now we can reload the final byteswapped result into the final destination.
1393   addFrameReference(BMI(MBB, MBBI, LoadOpcode, 4, DestReg), FrameIdx);
1394   return Result;
1395 }
1396
1397 /// EmitByteSwap - Byteswap SrcReg into DestReg.
1398 ///
1399 void ISel::EmitByteSwap(unsigned DestReg, unsigned SrcReg, unsigned Class) {
1400   // Emit the byte swap instruction...
1401   switch (Class) {
1402   case cByte:
1403     // No byteswap necessary for 8 bit value...
1404     BuildMI(BB, X86::MOVrr8, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1405     break;
1406   case cInt:
1407     // Use the 32 bit bswap instruction to do a 32 bit swap...
1408     BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1409     break;
1410     
1411   case cShort:
1412     // For 16 bit we have to use an xchg instruction, because there is no
1413     // 16-bit bswap.  XCHG is necessarily not in SSA form, so we force things
1414     // into AX to do the xchg.
1415     //
1416     BuildMI(BB, X86::MOVrr16, 1, X86::AX).addReg(SrcReg);
1417     BuildMI(BB, X86::XCHGrr8, 2).addReg(X86::AL, MOTy::UseAndDef)
1418       .addReg(X86::AH, MOTy::UseAndDef);
1419     BuildMI(BB, X86::MOVrr16, 1, DestReg).addReg(X86::AX);
1420     break;
1421   default: assert(0 && "Cannot byteswap this class!");
1422   }
1423 }
1424
1425
1426 /// visitLoadInst - Implement LLVM load instructions in terms of the x86 'mov'
1427 /// instruction.  The load and store instructions are the only place where we
1428 /// need to worry about the memory layout of the target machine.
1429 ///
1430 void ISel::visitLoadInst(LoadInst &I) {
1431   bool isLittleEndian  = TM.getTargetData().isLittleEndian();
1432   bool hasLongPointers = TM.getTargetData().getPointerSize() == 8;
1433   unsigned SrcAddrReg = getReg(I.getOperand(0));
1434   unsigned DestReg = getReg(I);
1435
1436   unsigned Class = getClassB(I.getType());
1437   switch (Class) {
1438   case cFP: {
1439     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
1440     addDirectMem(doFPLoad(BB, MBBI, I.getType(), DestReg), SrcAddrReg);
1441     return;
1442   }
1443   case cLong: case cInt: case cShort: case cByte:
1444     break;      // Integers of various sizes handled below
1445   default: assert(0 && "Unknown memory class!");
1446   }
1447
1448   // We need to adjust the input pointer if we are emulating a big-endian
1449   // long-pointer target.  On these systems, the pointer that we are interested
1450   // in is in the upper part of the eight byte memory image of the pointer.  It
1451   // also happens to be byte-swapped, but this will be handled later.
1452   //
1453   if (!isLittleEndian && hasLongPointers && isa<PointerType>(I.getType())) {
1454     unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1455     BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, R).addReg(SrcAddrReg).addZImm(4);
1456     SrcAddrReg = R;
1457   }
1458
1459   unsigned IReg = DestReg;
1460   if (!isLittleEndian)  // If big endian we need an intermediate stage
1461     DestReg = makeAnotherReg(Class != cLong ? I.getType() : Type::UIntTy);
1462
1463   static const unsigned Opcode[] = {
1464     X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32, 0, X86::MOVmr32
1465   };
1466   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode[Class], 4, DestReg), SrcAddrReg);
1467
1468   // Handle long values now...
1469   if (Class == cLong) {
1470     if (isLittleEndian) {
1471       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), SrcAddrReg, 4);
1472     } else {
1473       EmitByteSwap(IReg+1, DestReg, cInt);
1474       unsigned TempReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1475       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TempReg), SrcAddrReg, 4);
1476       EmitByteSwap(IReg, TempReg, cInt);
1477     }
1478     return;
1479   }
1480
1481   if (!isLittleEndian)
1482     EmitByteSwap(IReg, DestReg, Class);
1483 }
1484
1485
1486 /// doFPStore - This method is used to store an FP value to memory using the
1487 /// current endianness.
1488 ///
1489 void ISel::doFPStore(const Type *Ty, unsigned DestAddrReg, unsigned SrcReg) {
1490   assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1491   unsigned StoreOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FSTr32 : X86::FSTr64;
1492
1493   if (TM.getTargetData().isLittleEndian()) {  // fast path...
1494     addDirectMem(BuildMI(BB, StoreOpcode,5), DestAddrReg).addReg(SrcReg);
1495     return;
1496   }
1497
1498   // Allocate a temporary stack slot to transform the value into...
1499   int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(Ty, TM.getTargetData());
1500   unsigned SrcAddrReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1501   addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, SrcAddrReg), FrameIdx);
1502
1503   // Store the value into a temporary stack slot...
1504   addDirectMem(BuildMI(BB, StoreOpcode, 5), SrcAddrReg).addReg(SrcReg);
1505
1506   // Perform the bswaps 32 bits at a time...
1507   unsigned TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1508   unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1509   addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg);
1510   BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1511   unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1512   addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5),
1513                DestAddrReg, Offset).addReg(TmpReg2);
1514   
1515   if (Ty == Type::DoubleTy) {   // Swap the other 32 bits of a double value...
1516     TmpReg1 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1517     TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1518
1519     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, TmpReg1), SrcAddrReg, 4);
1520     BuildMI(BB, X86::BSWAPr32, 1, TmpReg2).addReg(TmpReg1);
1521     unsigned Offset = (Ty == Type::DoubleTy) << 2;
1522     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5), DestAddrReg).addReg(TmpReg2);
1523   }
1524 }
1525
1526
1527 /// visitStoreInst - Implement LLVM store instructions in terms of the x86 'mov'
1528 /// instruction.
1529 ///
1530 void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
1531   bool isLittleEndian  = TM.getTargetData().isLittleEndian();
1532   bool hasLongPointers = TM.getTargetData().getPointerSize() == 8;
1533   unsigned ValReg      = getReg(I.getOperand(0));
1534   unsigned AddressReg  = getReg(I.getOperand(1));
1535
1536   unsigned Class = getClassB(I.getOperand(0)->getType());
1537   switch (Class) {
1538   case cLong:
1539     if (isLittleEndian) {
1540       addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1541       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4),
1542                    AddressReg, 4).addReg(ValReg+1);
1543     } else {
1544       unsigned T1 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1545       unsigned T2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1546       EmitByteSwap(T1, ValReg  , cInt);
1547       EmitByteSwap(T2, ValReg+1, cInt);
1548       addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg).addReg(T2);
1549       addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 1+4), AddressReg, 4).addReg(T1);
1550     }
1551     return;
1552   case cFP:
1553     doFPStore(I.getOperand(0)->getType(), AddressReg, ValReg);
1554     return;
1555   case cInt: case cShort: case cByte:
1556     break;      // Integers of various sizes handled below
1557   default: assert(0 && "Unknown memory class!");
1558   }
1559
1560   if (!isLittleEndian && hasLongPointers &&
1561       isa<PointerType>(I.getOperand(0)->getType())) {
1562     unsigned R = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1563     BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, R).addReg(AddressReg).addZImm(4);
1564     AddressReg = R;
1565   }
1566
1567   if (!isLittleEndian && Class != cByte) {
1568     unsigned R = makeAnotherReg(I.getOperand(0)->getType());
1569     EmitByteSwap(R, ValReg, Class);
1570     ValReg = R;
1571   }
1572
1573   static const unsigned Opcode[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
1574   addDirectMem(BuildMI(BB, Opcode[Class], 1+4), AddressReg).addReg(ValReg);
1575 }
1576
1577
1578 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without
1579 /// sign extension going on.
1580 void ISel::visitCastInst(CastInst &CI) {
1581   Value *Op = CI.getOperand(0);
1582   // If this is a cast from a 32-bit integer to a Long type, and the only uses
1583   // of the case are GEP instructions, then the cast does not need to be
1584   // generated explicitly, it will be folded into the GEP.
1585   if (CI.getType() == Type::LongTy &&
1586       (Op->getType() == Type::IntTy || Op->getType() == Type::UIntTy)) {
1587     bool AllUsesAreGEPs = true;
1588     for (Value::use_iterator I = CI.use_begin(), E = CI.use_end(); I != E; ++I)
1589       if (!isa<GetElementPtrInst>(*I)) {
1590         AllUsesAreGEPs = false;
1591         break;
1592       }        
1593
1594     // No need to codegen this cast if all users are getelementptr instrs...
1595     if (AllUsesAreGEPs) return;
1596   }
1597
1598   unsigned DestReg = getReg(CI);
1599   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1600   emitCastOperation(BB, MI, Op, CI.getType(), DestReg);
1601 }
1602
1603 /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
1604 /// constant expression cast support.
1605 void ISel::emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,
1606                              MachineBasicBlock::iterator &IP,
1607                              Value *Src, const Type *DestTy,
1608                              unsigned DestReg) {
1609   unsigned SrcReg = getReg(Src, BB, IP);
1610   const Type *SrcTy = Src->getType();
1611   unsigned SrcClass = getClassB(SrcTy);
1612   unsigned DestClass = getClassB(DestTy);
1613
1614   // Implement casts to bool by using compare on the operand followed by set if
1615   // not zero on the result.
1616   if (DestTy == Type::BoolTy) {
1617     switch (SrcClass) {
1618     case cByte:
1619       BMI(BB, IP, X86::TESTrr8, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1620       break;
1621     case cShort:
1622       BMI(BB, IP, X86::TESTrr16, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1623       break;
1624     case cInt:
1625       BMI(BB, IP, X86::TESTrr32, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
1626       break;
1627     case cLong: {
1628       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1629       BMI(BB, IP, X86::ORrr32, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
1630       break;
1631     }
1632     case cFP:
1633       assert(0 && "FIXME: implement cast FP to bool");
1634       abort();
1635     }
1636
1637     // If the zero flag is not set, then the value is true, set the byte to
1638     // true.
1639     BMI(BB, IP, X86::SETNEr, 1, DestReg);
1640     return;
1641   }
1642
1643   static const unsigned RegRegMove[] = {
1644     X86::MOVrr8, X86::MOVrr16, X86::MOVrr32, X86::FpMOV, X86::MOVrr32
1645   };
1646
1647   // Implement casts between values of the same type class (as determined by
1648   // getClass) by using a register-to-register move.
1649   if (SrcClass == DestClass) {
1650     if (SrcClass <= cInt || (SrcClass == cFP && SrcTy == DestTy)) {
1651       BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1652     } else if (SrcClass == cFP) {
1653       if (SrcTy == Type::FloatTy) {  // double -> float
1654         assert(DestTy == Type::DoubleTy && "Unknown cFP member!");
1655         BMI(BB, IP, X86::FpMOV, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1656       } else {                       // float -> double
1657         assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DestTy == Type::FloatTy &&
1658                "Unknown cFP member!");
1659         // Truncate from double to float by storing to memory as short, then
1660         // reading it back.
1661         unsigned FltAlign = TM.getTargetData().getFloatAlignment();
1662         int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(4, FltAlign);
1663         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FSTr32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1664         addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDr32, 5, DestReg), FrameIdx);
1665       }
1666     } else if (SrcClass == cLong) {
1667       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1668       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg+1);
1669     } else {
1670       assert(0 && "Cannot handle this type of cast instruction!");
1671       abort();
1672     }
1673     return;
1674   }
1675
1676   // Handle cast of SMALLER int to LARGER int using a move with sign extension
1677   // or zero extension, depending on whether the source type was signed.
1678   if (SrcClass <= cInt && (DestClass <= cInt || DestClass == cLong) &&
1679       SrcClass < DestClass) {
1680     bool isLong = DestClass == cLong;
1681     if (isLong) DestClass = cInt;
1682
1683     static const unsigned Opc[][4] = {
1684       { X86::MOVSXr16r8, X86::MOVSXr32r8, X86::MOVSXr32r16, X86::MOVrr32 }, // s
1685       { X86::MOVZXr16r8, X86::MOVZXr32r8, X86::MOVZXr32r16, X86::MOVrr32 }  // u
1686     };
1687     
1688     bool isUnsigned = SrcTy->isUnsigned();
1689     BMI(BB, IP, Opc[isUnsigned][SrcClass + DestClass - 1], 1,
1690         DestReg).addReg(SrcReg);
1691
1692     if (isLong) {  // Handle upper 32 bits as appropriate...
1693       if (isUnsigned)     // Zero out top bits...
1694         BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, DestReg+1).addZImm(0);
1695       else                // Sign extend bottom half...
1696         BMI(BB, IP, X86::SARir32, 2, DestReg+1).addReg(DestReg).addZImm(31);
1697     }
1698     return;
1699   }
1700
1701   // Special case long -> int ...
1702   if (SrcClass == cLong && DestClass == cInt) {
1703     BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
1704     return;
1705   }
1706   
1707   // Handle cast of LARGER int to SMALLER int using a move to EAX followed by a
1708   // move out of AX or AL.
1709   if ((SrcClass <= cInt || SrcClass == cLong) && DestClass <= cInt
1710       && SrcClass > DestClass) {
1711     static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX, 0, X86::EAX };
1712     BMI(BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, AReg[SrcClass]).addReg(SrcReg);
1713     BMI(BB, IP, RegRegMove[DestClass], 1, DestReg).addReg(AReg[DestClass]);
1714     return;
1715   }
1716
1717   // Handle casts from integer to floating point now...
1718   if (DestClass == cFP) {
1719     // Promote the integer to a type supported by FLD.  We do this because there
1720     // are no unsigned FLD instructions, so we must promote an unsigned value to
1721     // a larger signed value, then use FLD on the larger value.
1722     //
1723     const Type *PromoteType = 0;
1724     unsigned PromoteOpcode;
1725     switch (SrcTy->getPrimitiveID()) {
1726     case Type::BoolTyID:
1727     case Type::SByteTyID:
1728       // We don't have the facilities for directly loading byte sized data from
1729       // memory (even signed).  Promote it to 16 bits.
1730       PromoteType = Type::ShortTy;
1731       PromoteOpcode = X86::MOVSXr16r8;
1732       break;
1733     case Type::UByteTyID:
1734       PromoteType = Type::ShortTy;
1735       PromoteOpcode = X86::MOVZXr16r8;
1736       break;
1737     case Type::UShortTyID:
1738       PromoteType = Type::IntTy;
1739       PromoteOpcode = X86::MOVZXr32r16;
1740       break;
1741     case Type::UIntTyID: {
1742       // Make a 64 bit temporary... and zero out the top of it...
1743       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
1744       BMI(BB, IP, X86::MOVrr32, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
1745       BMI(BB, IP, X86::MOVir32, 1, TmpReg+1).addZImm(0);
1746       SrcTy = Type::LongTy;
1747       SrcClass = cLong;
1748       SrcReg = TmpReg;
1749       break;
1750     }
1751     case Type::ULongTyID:
1752       assert("FIXME: not implemented: cast ulong X to fp type!");
1753     default:  // No promotion needed...
1754       break;
1755     }
1756     
1757     if (PromoteType) {
1758       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(PromoteType);
1759       BMI(BB, IP, SrcTy->isSigned() ? X86::MOVSXr16r8 : X86::MOVZXr16r8,
1760           1, TmpReg).addReg(SrcReg);
1761       SrcTy = PromoteType;
1762       SrcClass = getClass(PromoteType);
1763       SrcReg = TmpReg;
1764     }
1765
1766     // Spill the integer to memory and reload it from there...
1767     int FrameIdx =
1768       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(SrcTy, TM.getTargetData());
1769
1770     if (SrcClass == cLong) {
1771       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1772       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm32, 5),
1773                         FrameIdx, 4).addReg(SrcReg+1);
1774     } else {
1775       static const unsigned Op1[] = { X86::MOVrm8, X86::MOVrm16, X86::MOVrm32 };
1776       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[SrcClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1777     }
1778
1779     static const unsigned Op2[] =
1780       { 0/*byte*/, X86::FILDr16, X86::FILDr32, 0/*FP*/, X86::FILDr64 };
1781     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[SrcClass], 5, DestReg), FrameIdx);
1782     return;
1783   }
1784
1785   // Handle casts from floating point to integer now...
1786   if (SrcClass == cFP) {
1787     // Change the floating point control register to use "round towards zero"
1788     // mode when truncating to an integer value.
1789     //
1790     int CWFrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(2, 2);
1791     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FNSTCWm16, 4), CWFrameIdx);
1792
1793     // Load the old value of the high byte of the control word...
1794     unsigned HighPartOfCW = makeAnotherReg(Type::UByteTy);
1795     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr8, 4, HighPartOfCW), CWFrameIdx, 1);
1796
1797     // Set the high part to be round to zero...
1798     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVim8, 5), CWFrameIdx, 1).addZImm(12);
1799
1800     // Reload the modified control word now...
1801     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
1802     
1803     // Restore the memory image of control word to original value
1804     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVrm8, 5),
1805                       CWFrameIdx, 1).addReg(HighPartOfCW);
1806
1807     // We don't have the facilities for directly storing byte sized data to
1808     // memory.  Promote it to 16 bits.  We also must promote unsigned values to
1809     // larger classes because we only have signed FP stores.
1810     unsigned StoreClass  = DestClass;
1811     const Type *StoreTy  = DestTy;
1812     if (StoreClass == cByte || DestTy->isUnsigned())
1813       switch (StoreClass) {
1814       case cByte:  StoreTy = Type::ShortTy; StoreClass = cShort; break;
1815       case cShort: StoreTy = Type::IntTy;   StoreClass = cInt;   break;
1816       case cInt:   StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
1817       case cLong:
1818         assert(0 &&"FIXME not implemented: cast FP to unsigned long long");
1819         abort();
1820       default: assert(0 && "Unknown store class!");
1821       }
1822
1823     // Spill the integer to memory and reload it from there...
1824     int FrameIdx =
1825       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(StoreTy, TM.getTargetData());
1826
1827     static const unsigned Op1[] =
1828       { 0, X86::FISTr16, X86::FISTr32, 0, X86::FISTPr64 };
1829     addFrameReference(BMI(BB, IP, Op1[StoreClass], 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
1830
1831     if (DestClass == cLong) {
1832       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg), FrameIdx);
1833       addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), FrameIdx, 4);
1834     } else {
1835       static const unsigned Op2[] = { X86::MOVmr8, X86::MOVmr16, X86::MOVmr32 };
1836       addFrameReference(BMI(BB, IP, Op2[DestClass], 4, DestReg), FrameIdx);
1837     }
1838
1839     // Reload the original control word now...
1840     addFrameReference(BMI(BB, IP, X86::FLDCWm16, 4), CWFrameIdx);
1841     return;
1842   }
1843
1844   // Anything we haven't handled already, we can't (yet) handle at all.
1845   assert(0 && "Unhandled cast instruction!");
1846   abort();
1847 }
1848
1849 /// visitVarArgInst - Implement the va_arg instruction...
1850 ///
1851 void ISel::visitVarArgInst(VarArgInst &I) {
1852   unsigned SrcReg = getReg(I.getOperand(0));
1853   unsigned DestReg = getReg(I);
1854
1855   // Load the va_list into a register...
1856   unsigned VAList = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1857   addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, VAList), SrcReg);
1858
1859   unsigned Size;
1860   switch (I.getType()->getPrimitiveID()) {
1861   default:
1862     std::cerr << I;
1863     assert(0 && "Error: bad type for va_arg instruction!");
1864     return;
1865   case Type::PointerTyID:
1866   case Type::UIntTyID:
1867   case Type::IntTyID:
1868     Size = 4;
1869     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
1870     break;
1871   case Type::ULongTyID:
1872   case Type::LongTyID:
1873     Size = 8;
1874     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg), VAList);
1875     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOVmr32, 4, DestReg+1), VAList, 4);
1876     break;
1877   case Type::DoubleTyID:
1878     Size = 8;
1879     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::FLDr64, 4, DestReg), VAList);
1880     break;
1881   }
1882
1883   // Increment the VAList pointer...
1884   unsigned NextVAList = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1885   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, NextVAList).addReg(VAList).addZImm(Size);
1886
1887   // Update the VAList in memory...
1888   addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOVrm32, 5), SrcReg).addReg(NextVAList);
1889 }
1890
1891
1892 // ExactLog2 - This function solves for (Val == 1 << (N-1)) and returns N.  It
1893 // returns zero when the input is not exactly a power of two.
1894 static unsigned ExactLog2(unsigned Val) {
1895   if (Val == 0) return 0;
1896   unsigned Count = 0;
1897   while (Val != 1) {
1898     if (Val & 1) return 0;
1899     Val >>= 1;
1900     ++Count;
1901   }
1902   return Count+1;
1903 }
1904
1905 void ISel::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
1906   unsigned outputReg = getReg(I);
1907   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1908   emitGEPOperation(BB, MI, I.getOperand(0),
1909                    I.op_begin()+1, I.op_end(), outputReg);
1910 }
1911
1912 void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1913                             MachineBasicBlock::iterator &IP,
1914                             Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
1915                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
1916   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
1917   const Type *Ty = Src->getType();
1918   unsigned BaseReg = getReg(Src, MBB, IP);
1919
1920   // GEPs have zero or more indices; we must perform a struct access
1921   // or array access for each one.
1922   for (GetElementPtrInst::op_iterator oi = IdxBegin,
1923          oe = IdxEnd; oi != oe; ++oi) {
1924     Value *idx = *oi;
1925     unsigned NextReg = BaseReg;
1926     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(Ty)) {
1927       // It's a struct access.  idx is the index into the structure,
1928       // which names the field. This index must have ubyte type.
1929       const ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(idx);
1930       assert(CUI->getType() == Type::UByteTy
1931               && "Funny-looking structure index in GEP");
1932       // Use the TargetData structure to pick out what the layout of
1933       // the structure is in memory.  Since the structure index must
1934       // be constant, we can get its value and use it to find the
1935       // right byte offset from the StructLayout class's list of
1936       // structure member offsets.
1937       unsigned idxValue = CUI->getValue();
1938       unsigned FieldOff = TD.getStructLayout(StTy)->MemberOffsets[idxValue];
1939       if (FieldOff) {
1940         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1941         // Emit an ADD to add FieldOff to the basePtr.
1942         BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(FieldOff);
1943       }
1944       // The next type is the member of the structure selected by the
1945       // index.
1946       Ty = StTy->getElementTypes()[idxValue];
1947     } else if (const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(Ty)) {
1948       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
1949
1950       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
1951       // indices, we may not know its actual value at code-generation
1952       // time.
1953       assert(idx->getType() == Type::LongTy && "Bad GEP array index!");
1954
1955       // Most GEP instructions use a [cast (int/uint) to LongTy] as their
1956       // operand on X86.  Handle this case directly now...
1957       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
1958         if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
1959             CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
1960           idx = CI->getOperand(0);
1961
1962       // We want to add BaseReg to(idxReg * sizeof ElementType). First, we
1963       // must find the size of the pointed-to type (Not coincidentally, the next
1964       // type is the type of the elements in the array).
1965       Ty = SqTy->getElementType();
1966       unsigned elementSize = TD.getTypeSize(Ty);
1967
1968       // If idxReg is a constant, we don't need to perform the multiply!
1969       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
1970         if (!CSI->isNullValue()) {
1971           unsigned Offset = elementSize*CSI->getValue();
1972           NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1973           BMI(MBB, IP, X86::ADDri32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addZImm(Offset);
1974         }
1975       } else if (elementSize == 1) {
1976         // If the element size is 1, we don't have to multiply, just add
1977         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
1978         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1979         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2, NextReg).addReg(BaseReg).addReg(idxReg);
1980       } else {
1981         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
1982         unsigned OffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1983         if (unsigned Shift = ExactLog2(elementSize)) {
1984           // If the element size is exactly a power of 2, use a shift to get it.
1985           BMI(MBB, IP, X86::SHLir32, 2,
1986               OffsetReg).addReg(idxReg).addZImm(Shift-1);
1987         } else {
1988           // Most general case, emit a multiply...
1989           unsigned elementSizeReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
1990           BMI(MBB, IP, X86::MOVir32, 1, elementSizeReg).addZImm(elementSize);
1991         
1992           // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
1993           // elementSize, putting the result in OffsetReg.
1994           doMultiply(MBB, IP, OffsetReg, Type::IntTy, idxReg, elementSizeReg);
1995         }
1996         // Emit an ADD to add OffsetReg to the basePtr.
1997         NextReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1998         BMI(MBB, IP, X86::ADDrr32, 2,NextReg).addReg(BaseReg).addReg(OffsetReg);
1999       }
2000     }
2001     // Now that we are here, further indices refer to subtypes of this
2002     // one, so we don't need to worry about BaseReg itself, anymore.
2003     BaseReg = NextReg;
2004   }
2005   // After we have processed all the indices, the result is left in
2006   // BaseReg.  Move it to the register where we were expected to
2007   // put the answer.  A 32-bit move should do it, because we are in
2008   // ILP32 land.
2009   BMI(MBB, IP, X86::MOVrr32, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
2010 }
2011
2012
2013 /// visitAllocaInst - If this is a fixed size alloca, allocate space from the
2014 /// frame manager, otherwise do it the hard way.
2015 ///
2016 void ISel::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
2017   // Find the data size of the alloca inst's getAllocatedType.
2018   const Type *Ty = I.getAllocatedType();
2019   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
2020
2021   // If this is a fixed size alloca in the entry block for the function,
2022   // statically stack allocate the space.
2023   //
2024   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getArraySize())) {
2025     if (I.getParent() == I.getParent()->getParent()->begin()) {
2026       TySize *= CUI->getValue();   // Get total allocated size...
2027       unsigned Alignment = TM.getTargetData().getTypeAlignment(Ty);
2028       
2029       // Create a new stack object using the frame manager...
2030       int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(TySize, Alignment);
2031       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEAr32, 5, getReg(I)), FrameIdx);
2032       return;
2033     }
2034   }
2035   
2036   // Create a register to hold the temporary result of multiplying the type size
2037   // constant by the variable amount.
2038   unsigned TotalSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2039   unsigned SrcReg1 = getReg(I.getArraySize());
2040   unsigned SizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2041   BuildMI(BB, X86::MOVir32, 1, SizeReg).addZImm(TySize);
2042   
2043   // TotalSizeReg = mul <numelements>, <TypeSize>
2044   MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2045   doMultiply(BB, MBBI, TotalSizeReg, Type::UIntTy, SrcReg1, SizeReg);
2046
2047   // AddedSize = add <TotalSizeReg>, 15
2048   unsigned AddedSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2049   BuildMI(BB, X86::ADDri32, 2, AddedSizeReg).addReg(TotalSizeReg).addZImm(15);
2050
2051   // AlignedSize = and <AddedSize>, ~15
2052   unsigned AlignedSize = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2053   BuildMI(BB, X86::ANDri32, 2, AlignedSize).addReg(AddedSizeReg).addZImm(~15);
2054   
2055   // Subtract size from stack pointer, thereby allocating some space.
2056   BuildMI(BB, X86::SUBrr32, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addReg(AlignedSize);
2057
2058   // Put a pointer to the space into the result register, by copying
2059   // the stack pointer.
2060   BuildMI(BB, X86::MOVrr32, 1, getReg(I)).addReg(X86::ESP);
2061
2062   // Inform the Frame Information that we have just allocated a variable-sized
2063   // object.
2064   F->getFrameInfo()->CreateVariableSizedObject();
2065 }
2066
2067 /// visitMallocInst - Malloc instructions are code generated into direct calls
2068 /// to the library malloc.
2069 ///
2070 void ISel::visitMallocInst(MallocInst &I) {
2071   unsigned AllocSize = TM.getTargetData().getTypeSize(I.getAllocatedType());
2072   unsigned Arg;
2073
2074   if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(0))) {
2075     Arg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, C->getValue() * AllocSize));
2076   } else {
2077     Arg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2078     unsigned Op0Reg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, AllocSize));
2079     unsigned Op1Reg = getReg(I.getOperand(0));
2080     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
2081     doMultiply(BB, MBBI, Arg, Type::UIntTy, Op0Reg, Op1Reg);
2082                
2083                
2084   }
2085
2086   std::vector<ValueRecord> Args;
2087   Args.push_back(ValueRecord(Arg, Type::UIntTy));
2088   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2089                                   1).addExternalSymbol("malloc", true);
2090   doCall(ValueRecord(getReg(I), I.getType()), TheCall, Args);
2091 }
2092
2093
2094 /// visitFreeInst - Free instructions are code gen'd to call the free libc
2095 /// function.
2096 ///
2097 void ISel::visitFreeInst(FreeInst &I) {
2098   std::vector<ValueRecord> Args;
2099   Args.push_back(ValueRecord(getReg(I.getOperand(0)),
2100                              I.getOperand(0)->getType()));
2101   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
2102                                   1).addExternalSymbol("free", true);
2103   doCall(ValueRecord(0, Type::VoidTy), TheCall, Args);
2104 }
2105    
2106
2107 /// createSimpleX86InstructionSelector - This pass converts an LLVM function
2108 /// into a machine code representation is a very simple peep-hole fashion.  The
2109 /// generated code sucks but the implementation is nice and simple.
2110 ///
2111 Pass *createSimpleX86InstructionSelector(TargetMachine &TM) {
2112   return new ISel(TM);
2113 }