lib/Target/X86/X86FloatingPoint.cpp

   1 //===-- X86FloatingPoint.cpp - Floating point Reg -> Stack converter ------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the pass which converts floating point instructions from
  11 // virtual registers into register stack instructions.  This pass uses live
  12 // variable information to indicate where the FPn registers are used and their
  13 // lifetimes.
  14 //
  15 // This pass is hampered by the lack of decent CFG manipulation routines for
  16 // machine code.  In particular, this wants to be able to split critical edges
  17 // as necessary, traverse the machine basic block CFG in depth-first order, and
  18 // allow there to be multiple machine basic blocks for each LLVM basicblock
  19 // (needed for critical edge splitting).
  20 //
  21 // In particular, this pass currently barfs on critical edges.  Because of this,
  22 // it requires the instruction selector to insert FP_REG_KILL instructions on
  23 // the exits of any basic block that has critical edges going from it, or which
  24 // branch to a critical basic block.
  25 //
  26 // FIXME: this is not implemented yet.  The stackifier pass only works on local
  27 // basic blocks.
  28 //
  29 //===----------------------------------------------------------------------===//
  30
  31 #define DEBUG_TYPE "fp"
  32 #include "X86.h"
  33 #include "X86InstrInfo.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  36 #include "llvm/CodeGen/LiveVariables.h"
  37 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  39 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  40 #include "Support/Debug.h"
  41 #include "Support/DepthFirstIterator.h"
  42 #include "Support/Statistic.h"
  43 #include "Support/STLExtras.h"
  44 #include <algorithm>
  45 #include <set>
  46 using namespace llvm;
  47
  48 namespace {
  49   Statistic<> NumFXCH("x86-codegen", "Number of fxch instructions inserted");
  50   Statistic<> NumFP  ("x86-codegen", "Number of floating point instructions");
  51
  52   struct FPS : public MachineFunctionPass {
  53     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
  54
  55     virtual const char *getPassName() const { return "X86 FP Stackifier"; }
  56
  57     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  58       AU.addRequired<LiveVariables>();
  59       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
  60     }
  61   private:
  62     LiveVariables     *LV;    // Live variable info for current function...
  63     MachineBasicBlock *MBB;   // Current basic block
  64     unsigned Stack[8];        // FP<n> Registers in each stack slot...
  65     unsigned RegMap[8];       // Track which stack slot contains each register
  66     unsigned StackTop;        // The current top of the FP stack.
  67
  68     void dumpStack() const {
  69       std::cerr << "Stack contents:";
  70       for (unsigned i = 0; i != StackTop; ++i) {
  71         std::cerr << " FP" << Stack[i];
  72         assert(RegMap[Stack[i]] == i && "Stack[] doesn't match RegMap[]!");
  73       }
  74       std::cerr << "\n";
  75     }
  76   private:
  77     // getSlot - Return the stack slot number a particular register number is
  78     // in...
  79     unsigned getSlot(unsigned RegNo) const {
  80       assert(RegNo < 8 && "Regno out of range!");
  81       return RegMap[RegNo];
  82     }
  83
  84     // getStackEntry - Return the X86::FP<n> register in register ST(i)
  85     unsigned getStackEntry(unsigned STi) const {
  86       assert(STi < StackTop && "Access past stack top!");
  87       return Stack[StackTop-1-STi];
  88     }
  89
  90     // getSTReg - Return the X86::ST(i) register which contains the specified
  91     // FP<RegNo> register
  92     unsigned getSTReg(unsigned RegNo) const {
  93       return StackTop - 1 - getSlot(RegNo) + llvm::X86::ST0;
  94     }
  95
  96     // pushReg - Push the specified FP<n> register onto the stack
  97     void pushReg(unsigned Reg) {
  98       assert(Reg < 8 && "Register number out of range!");
  99       assert(StackTop < 8 && "Stack overflow!");
 100       Stack[StackTop] = Reg;
 101       RegMap[Reg] = StackTop++;
 102     }
 103
 104     bool isAtTop(unsigned RegNo) const { return getSlot(RegNo) == StackTop-1; }
 105     void moveToTop(unsigned RegNo, MachineBasicBlock::iterator &I) {
 106       if (!isAtTop(RegNo)) {
 107         unsigned Slot = getSlot(RegNo);
 108         unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 109         unsigned RegOnTop = getStackEntry(0);
 110
 111         // Swap the slots the regs are in
 112         std::swap(RegMap[RegNo], RegMap[RegOnTop]);
 113
 114         // Swap stack slot contents
 115         assert(RegMap[RegOnTop] < StackTop);
 116         std::swap(Stack[RegMap[RegOnTop]], Stack[StackTop-1]);
 117
 118         // Emit an fxch to update the runtime processors version of the state
 119         BuildMI(*MBB, I, X86::FXCH, 1).addReg(STReg);
 120         NumFXCH++;
 121       }
 122     }
 123
 124     void duplicateToTop(unsigned RegNo, unsigned AsReg, MachineInstr *I) {
 125       unsigned STReg = getSTReg(RegNo);
 126       pushReg(AsReg);   // New register on top of stack
 127
 128       BuildMI(*MBB, I, X86::FLDrr, 1).addReg(STReg);
 129     }
 130
 131     // popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack
 132     // after the specified instruction.
 133     void popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I);
 134
 135     // freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register stack,
 136     // so that it is no longer in a register.  If the register is currently at
 137     // the top of the stack, we just pop the current instruction, otherwise we
 138     // store the current top-of-stack into the specified slot, then pop the top
 139     // of stack.
 140     void freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned Reg);
 141
 142     bool processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB);
 143
 144     void handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 145     void handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 146     void handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I);
 147     void handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 148     void handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 149     void handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 150     void handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I);
 151   };
 152 }
 153
 154 FunctionPass *llvm::createX86FloatingPointStackifierPass() { return new FPS(); }
 155
 156 /// runOnMachineFunction - Loop over all of the basic blocks, transforming FP
 157 /// register references into FP stack references.
 158 ///
 159 bool FPS::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 160   LV = &getAnalysis<LiveVariables>();
 161   StackTop = 0;
 162
 163   // Process the function in depth first order so that we process at least one
 164   // of the predecessors for every reachable block in the function.
 165   std::set<MachineBasicBlock*> Processed;
 166   MachineBasicBlock *Entry = MF.begin();
 167
 168   bool Changed = false;
 169   for (df_ext_iterator<MachineBasicBlock*, std::set<MachineBasicBlock*> >
 170          I = df_ext_begin(Entry, Processed), E = df_ext_end(Entry, Processed);
 171        I != E; ++I)
 172     Changed |= processBasicBlock(MF, **I);
 173
 174   return Changed;
 175 }
 176
 177 /// processBasicBlock - Loop over all of the instructions in the basic block,
 178 /// transforming FP instructions into their stack form.
 179 ///
 180 bool FPS::processBasicBlock(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &BB) {
 181   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
 182   bool Changed = false;
 183   MBB = &BB;
 184
 185   for (MachineBasicBlock::iterator I = BB.begin(); I != BB.end(); ++I) {
 186     MachineInstr *MI = I;
 187     unsigned Flags = TII.get(MI->getOpcode()).TSFlags;
 188     if ((Flags & X86II::FPTypeMask) == X86II::NotFP)
 189       continue;  // Efficiently ignore non-fp insts!
 190
 191     MachineInstr *PrevMI = 0;
 192     if (I != BB.begin())
 193         PrevMI = prior(I);
 194
 195     ++NumFP;  // Keep track of # of pseudo instrs
 196     DEBUG(std::cerr << "\nFPInst:\t";
 197           MI->print(std::cerr, &(MF.getTarget())));
 198
 199     // Get dead variables list now because the MI pointer may be deleted as part
 200     // of processing!
 201     LiveVariables::killed_iterator IB = LV->dead_begin(MI);
 202     LiveVariables::killed_iterator IE = LV->dead_end(MI);
 203
 204     DEBUG(const MRegisterInfo *MRI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 205           LiveVariables::killed_iterator I = LV->killed_begin(MI);
 206           LiveVariables::killed_iterator E = LV->killed_end(MI);
 207           if (I != E) {
 208             std::cerr << "Killed Operands:";
 209             for (; I != E; ++I)
 210               std::cerr << " %" << MRI->getName(I->second);
 211             std::cerr << "\n";
 212           });
 213
 214     switch (Flags & X86II::FPTypeMask) {
 215     case X86II::ZeroArgFP:  handleZeroArgFP(I); break;
 216     case X86II::OneArgFP:   handleOneArgFP(I);  break;  // fstp ST(0)
 217     case X86II::OneArgFPRW: handleOneArgFPRW(I); break; // ST(0) = fsqrt(ST(0))
 218     case X86II::TwoArgFP:   handleTwoArgFP(I); break;
 219     case X86II::CompareFP:  handleCompareFP(I); break;
 220     case X86II::CondMovFP:  handleCondMovFP(I); break;
 221     case X86II::SpecialFP:  handleSpecialFP(I); break;
 222     default: assert(0 && "Unknown FP Type!");
 223     }
 224
 225     // Check to see if any of the values defined by this instruction are dead
 226     // after definition.  If so, pop them.
 227     for (; IB != IE; ++IB) {
 228       unsigned Reg = IB->second;
 229       if (Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6) {
 230         DEBUG(std::cerr << "Register FP#" << Reg-X86::FP0 << " is dead!\n");
 231         freeStackSlotAfter(I, Reg-X86::FP0);
 232       }
 233     }
 234
 235     // Print out all of the instructions expanded to if -debug
 236     DEBUG(
 237       MachineBasicBlock::iterator PrevI(PrevMI);
 238       if (I == PrevI) {
 239         std::cerr << "Just deleted pseudo instruction\n";
 240       } else {
 241         MachineBasicBlock::iterator Start = I;
 242         // Rewind to first instruction newly inserted.
 243         while (Start != BB.begin() && prior(Start) != PrevI) --Start;
 244         std::cerr << "Inserted instructions:\n\t";
 245         Start->print(std::cerr, &MF.getTarget());
 246         while (++Start != next(I));
 247       }
 248       dumpStack();
 249     );
 250
 251     Changed = true;
 252   }
 253
 254   assert(StackTop == 0 && "Stack not empty at end of basic block?");
 255   return Changed;
 256 }
 257
 258 //===----------------------------------------------------------------------===//
 259 // Efficient Lookup Table Support
 260 //===----------------------------------------------------------------------===//
 261
 262 namespace {
 263   struct TableEntry {
 264     unsigned from;
 265     unsigned to;
 266     bool operator<(const TableEntry &TE) const { return from < TE.from; }
 267     bool operator<(unsigned V) const { return from < V; }
 268   };
 269 }
 270
 271 static bool TableIsSorted(const TableEntry *Table, unsigned NumEntries) {
 272   for (unsigned i = 0; i != NumEntries-1; ++i)
 273     if (!(Table[i] < Table[i+1])) return false;
 274   return true;
 275 }
 276
 277 static int Lookup(const TableEntry *Table, unsigned N, unsigned Opcode) {
 278   const TableEntry *I = std::lower_bound(Table, Table+N, Opcode);
 279   if (I != Table+N && I->from == Opcode)
 280     return I->to;
 281   return -1;
 282 }
 283
 284 #define ARRAY_SIZE(TABLE)  \
 285    (sizeof(TABLE)/sizeof(TABLE[0]))
 286
 287 #ifdef NDEBUG
 288 #define ASSERT_SORTED(TABLE)
 289 #else
 290 #define ASSERT_SORTED(TABLE)                                              \
 291   { static bool TABLE##Checked = false;                                   \
 292     if (!TABLE##Checked)                                                  \
 293        assert(TableIsSorted(TABLE, ARRAY_SIZE(TABLE)) &&                  \
 294               "All lookup tables must be sorted for efficient access!");  \
 295   }
 296 #endif
 297
 298
 299 //===----------------------------------------------------------------------===//
 300 // Helper Methods
 301 //===----------------------------------------------------------------------===//
 302
 303 // PopTable - Sorted map of instructions to their popping version.  The first
 304 // element is an instruction, the second is the version which pops.
 305 //
 306 static const TableEntry PopTable[] = {
 307   { X86::FADDrST0 , X86::FADDPrST0  },
 308
 309   { X86::FDIVRrST0, X86::FDIVRPrST0 },
 310   { X86::FDIVrST0 , X86::FDIVPrST0  },
 311
 312   { X86::FIST16m  , X86::FISTP16m   },
 313   { X86::FIST32m  , X86::FISTP32m   },
 314
 315   { X86::FMULrST0 , X86::FMULPrST0  },
 316
 317   { X86::FST32m   , X86::FSTP32m    },
 318   { X86::FST64m   , X86::FSTP64m    },
 319   { X86::FSTrr    , X86::FSTPrr     },
 320
 321   { X86::FSUBRrST0, X86::FSUBRPrST0 },
 322   { X86::FSUBrST0 , X86::FSUBPrST0  },
 323
 324   { X86::FUCOMIr  , X86::FUCOMIPr   },
 325
 326   { X86::FUCOMPr  , X86::FUCOMPPr   },
 327   { X86::FUCOMr   , X86::FUCOMPr    },
 328 };
 329
 330 /// popStackAfter - Pop the current value off of the top of the FP stack after
 331 /// the specified instruction.  This attempts to be sneaky and combine the pop
 332 /// into the instruction itself if possible.  The iterator is left pointing to
 333 /// the last instruction, be it a new pop instruction inserted, or the old
 334 /// instruction if it was modified in place.
 335 ///
 336 void FPS::popStackAfter(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 337   ASSERT_SORTED(PopTable);
 338   assert(StackTop > 0 && "Cannot pop empty stack!");
 339   RegMap[Stack[--StackTop]] = ~0;     // Update state
 340
 341   // Check to see if there is a popping version of this instruction...
 342   int Opcode = Lookup(PopTable, ARRAY_SIZE(PopTable), I->getOpcode());
 343   if (Opcode != -1) {
 344     I->setOpcode(Opcode);
 345     if (Opcode == X86::FUCOMPPr)
 346       I->RemoveOperand(0);
 347
 348   } else {    // Insert an explicit pop
 349     I = BuildMI(*MBB, ++I, X86::FSTPrr, 1).addReg(X86::ST0);
 350   }
 351 }
 352
 353 /// freeStackSlotAfter - Free the specified register from the register stack, so
 354 /// that it is no longer in a register.  If the register is currently at the top
 355 /// of the stack, we just pop the current instruction, otherwise we store the
 356 /// current top-of-stack into the specified slot, then pop the top of stack.
 357 void FPS::freeStackSlotAfter(MachineBasicBlock::iterator &I, unsigned FPRegNo) {
 358   if (getStackEntry(0) == FPRegNo) {  // already at the top of stack? easy.
 359     popStackAfter(I);
 360     return;
 361   }
 362
 363   // Otherwise, store the top of stack into the dead slot, killing the operand
 364   // without having to add in an explicit xchg then pop.
 365   //
 366   unsigned STReg    = getSTReg(FPRegNo);
 367   unsigned OldSlot  = getSlot(FPRegNo);
 368   unsigned TopReg   = Stack[StackTop-1];
 369   Stack[OldSlot]    = TopReg;
 370   RegMap[TopReg]    = OldSlot;
 371   RegMap[FPRegNo]   = ~0;
 372   Stack[--StackTop] = ~0;
 373   I = BuildMI(*MBB, ++I, X86::FSTPrr, 1).addReg(STReg);
 374 }
 375
 376
 377 static unsigned getFPReg(const MachineOperand &MO) {
 378   assert(MO.isRegister() && "Expected an FP register!");
 379   unsigned Reg = MO.getReg();
 380   assert(Reg >= X86::FP0 && Reg <= X86::FP6 && "Expected FP register!");
 381   return Reg - X86::FP0;
 382 }
 383
 384
 385 //===----------------------------------------------------------------------===//
 386 // Instruction transformation implementation
 387 //===----------------------------------------------------------------------===//
 388
 389 /// handleZeroArgFP - ST(0) = fld0    ST(0) = flds <mem>
 390 ///
 391 void FPS::handleZeroArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 392   MachineInstr *MI = I;
 393   unsigned DestReg = getFPReg(MI->getOperand(0));
 394   MI->RemoveOperand(0);   // Remove the explicit ST(0) operand
 395
 396   // Result gets pushed on the stack...
 397   pushReg(DestReg);
 398 }
 399
 400 /// handleOneArgFP - fst <mem>, ST(0)
 401 ///
 402 void FPS::handleOneArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 403   MachineInstr *MI = I;
 404   assert((MI->getNumOperands() == 5 || MI->getNumOperands() == 1) &&
 405          "Can only handle fst* & ftst instructions!");
 406
 407   // Is this the last use of the source register?
 408   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1));
 409   bool KillsSrc = false;
 410   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 411          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 412     KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+Reg;
 413
 414   // FSTP80r and FISTP64r are strange because there are no non-popping versions.
 415   // If we have one _and_ we don't want to pop the operand, duplicate the value
 416   // on the stack instead of moving it.  This ensure that popping the value is
 417   // always ok.
 418   //
 419   if ((MI->getOpcode() == X86::FSTP80m ||
 420        MI->getOpcode() == X86::FISTP64m) && !KillsSrc) {
 421     duplicateToTop(Reg, 7 /*temp register*/, I);
 422   } else {
 423     moveToTop(Reg, I);            // Move to the top of the stack...
 424   }
 425   MI->RemoveOperand(MI->getNumOperands()-1);    // Remove explicit ST(0) operand
 426
 427   if (MI->getOpcode() == X86::FSTP80m || MI->getOpcode() == X86::FISTP64m) {
 428     assert(StackTop > 0 && "Stack empty??");
 429     --StackTop;
 430   } else if (KillsSrc) { // Last use of operand?
 431     popStackAfter(I);
 432   }
 433 }
 434
 435
 436 /// handleOneArgFPRW: Handle instructions that read from the top of stack and
 437 /// replace the value with a newly computed value.  These instructions may have
 438 /// non-fp operands after their FP operands.
 439 ///
 440 ///  Examples:
 441 ///     R1 = fchs R2
 442 ///     R1 = fadd R2, [mem]
 443 ///
 444 void FPS::handleOneArgFPRW(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 445   MachineInstr *MI = I;
 446   assert(MI->getNumOperands() >= 2 && "FPRW instructions must have 2 ops!!");
 447
 448   // Is this the last use of the source register?
 449   unsigned Reg = getFPReg(MI->getOperand(1));
 450   bool KillsSrc = false;
 451   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 452          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 453     KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+Reg;
 454
 455   if (KillsSrc) {
 456     // If this is the last use of the source register, just make sure it's on
 457     // the top of the stack.
 458     moveToTop(Reg, I);
 459     assert(StackTop > 0 && "Stack cannot be empty!");
 460     --StackTop;
 461     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
 462   } else {
 463     // If this is not the last use of the source register, _copy_ it to the top
 464     // of the stack.
 465     duplicateToTop(Reg, getFPReg(MI->getOperand(0)), I);
 466   }
 467
 468   MI->RemoveOperand(1);   // Drop the source operand.
 469   MI->RemoveOperand(0);   // Drop the destination operand.
 470 }
 471
 472
 473 //===----------------------------------------------------------------------===//
 474 // Define tables of various ways to map pseudo instructions
 475 //
 476
 477 // ForwardST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(0) op ST(i)
 478 static const TableEntry ForwardST0Table[] = {
 479   { X86::FpADD  , X86::FADDST0r },
 480   { X86::FpDIV  , X86::FDIVST0r },
 481   { X86::FpMUL  , X86::FMULST0r },
 482   { X86::FpSUB  , X86::FSUBST0r },
 483 };
 484
 485 // ReverseST0Table - Map: A = B op C  into: ST(0) = ST(i) op ST(0)
 486 static const TableEntry ReverseST0Table[] = {
 487   { X86::FpADD  , X86::FADDST0r  },   // commutative
 488   { X86::FpDIV  , X86::FDIVRST0r },
 489   { X86::FpMUL  , X86::FMULST0r  },   // commutative
 490   { X86::FpSUB  , X86::FSUBRST0r },
 491 };
 492
 493 // ForwardSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(0) op ST(i)
 494 static const TableEntry ForwardSTiTable[] = {
 495   { X86::FpADD  , X86::FADDrST0  },   // commutative
 496   { X86::FpDIV  , X86::FDIVRrST0 },
 497   { X86::FpMUL  , X86::FMULrST0  },   // commutative
 498   { X86::FpSUB  , X86::FSUBRrST0 },
 499 };
 500
 501 // ReverseSTiTable - Map: A = B op C  into: ST(i) = ST(i) op ST(0)
 502 static const TableEntry ReverseSTiTable[] = {
 503   { X86::FpADD  , X86::FADDrST0 },
 504   { X86::FpDIV  , X86::FDIVrST0 },
 505   { X86::FpMUL  , X86::FMULrST0 },
 506   { X86::FpSUB  , X86::FSUBrST0 },
 507 };
 508
 509
 510 /// handleTwoArgFP - Handle instructions like FADD and friends which are virtual
 511 /// instructions which need to be simplified and possibly transformed.
 512 ///
 513 /// Result: ST(0) = fsub  ST(0), ST(i)
 514 ///         ST(i) = fsub  ST(0), ST(i)
 515 ///         ST(0) = fsubr ST(0), ST(i)
 516 ///         ST(i) = fsubr ST(0), ST(i)
 517 ///
 518 void FPS::handleTwoArgFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 519   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
 520   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
 521   MachineInstr *MI = I;
 522
 523   unsigned NumOperands = MI->getNumOperands();
 524   assert(NumOperands == 3 && "Illegal TwoArgFP instruction!");
 525   unsigned Dest = getFPReg(MI->getOperand(0));
 526   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
 527   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
 528   bool KillsOp0 = false, KillsOp1 = false;
 529
 530   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 531          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI) {
 532     KillsOp0 |= (KI->second == X86::FP0+Op0);
 533     KillsOp1 |= (KI->second == X86::FP0+Op1);
 534   }
 535
 536   unsigned TOS = getStackEntry(0);
 537
 538   // One of our operands must be on the top of the stack.  If neither is yet, we
 539   // need to move one.
 540   if (Op0 != TOS && Op1 != TOS) {   // No operand at TOS?
 541     // We can choose to move either operand to the top of the stack.  If one of
 542     // the operands is killed by this instruction, we want that one so that we
 543     // can update right on top of the old version.
 544     if (KillsOp0) {
 545       moveToTop(Op0, I);         // Move dead operand to TOS.
 546       TOS = Op0;
 547     } else if (KillsOp1) {
 548       moveToTop(Op1, I);
 549       TOS = Op1;
 550     } else {
 551       // All of the operands are live after this instruction executes, so we
 552       // cannot update on top of any operand.  Because of this, we must
 553       // duplicate one of the stack elements to the top.  It doesn't matter
 554       // which one we pick.
 555       //
 556       duplicateToTop(Op0, Dest, I);
 557       Op0 = TOS = Dest;
 558       KillsOp0 = true;
 559     }
 560   } else if (!KillsOp0 && !KillsOp1) {
 561     // If we DO have one of our operands at the top of the stack, but we don't
 562     // have a dead operand, we must duplicate one of the operands to a new slot
 563     // on the stack.
 564     duplicateToTop(Op0, Dest, I);
 565     Op0 = TOS = Dest;
 566     KillsOp0 = true;
 567   }
 568
 569   // Now we know that one of our operands is on the top of the stack, and at
 570   // least one of our operands is killed by this instruction.
 571   assert((TOS == Op0 || TOS == Op1) && (KillsOp0 || KillsOp1) &&
 572          "Stack conditions not set up right!");
 573
 574   // We decide which form to use based on what is on the top of the stack, and
 575   // which operand is killed by this instruction.
 576   const TableEntry *InstTable;
 577   bool isForward = TOS == Op0;
 578   bool updateST0 = (TOS == Op0 && !KillsOp1) || (TOS == Op1 && !KillsOp0);
 579   if (updateST0) {
 580     if (isForward)
 581       InstTable = ForwardST0Table;
 582     else
 583       InstTable = ReverseST0Table;
 584   } else {
 585     if (isForward)
 586       InstTable = ForwardSTiTable;
 587     else
 588       InstTable = ReverseSTiTable;
 589   }
 590
 591   int Opcode = Lookup(InstTable, ARRAY_SIZE(ForwardST0Table), MI->getOpcode());
 592   assert(Opcode != -1 && "Unknown TwoArgFP pseudo instruction!");
 593
 594   // NotTOS - The register which is not on the top of stack...
 595   unsigned NotTOS = (TOS == Op0) ? Op1 : Op0;
 596
 597   // Replace the old instruction with a new instruction
 598   MBB->remove(I++);
 599   I = BuildMI(*MBB, I, Opcode, 1).addReg(getSTReg(NotTOS));
 600
 601   // If both operands are killed, pop one off of the stack in addition to
 602   // overwriting the other one.
 603   if (KillsOp0 && KillsOp1 && Op0 != Op1) {
 604     assert(!updateST0 && "Should have updated other operand!");
 605     popStackAfter(I);   // Pop the top of stack
 606   }
 607
 608   // Update stack information so that we know the destination register is now on
 609   // the stack.
 610   unsigned UpdatedSlot = getSlot(updateST0 ? TOS : NotTOS);
 611   assert(UpdatedSlot < StackTop && Dest < 7);
 612   Stack[UpdatedSlot]   = Dest;
 613   RegMap[Dest]         = UpdatedSlot;
 614   delete MI;   // Remove the old instruction
 615 }
 616
 617 /// handleCompareFP - Handle FUCOM and FUCOMI instructions, which have two FP
 618 /// register arguments and no explicit destinations.
 619 ///
 620 void FPS::handleCompareFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 621   ASSERT_SORTED(ForwardST0Table); ASSERT_SORTED(ReverseST0Table);
 622   ASSERT_SORTED(ForwardSTiTable); ASSERT_SORTED(ReverseSTiTable);
 623   MachineInstr *MI = I;
 624
 625   unsigned NumOperands = MI->getNumOperands();
 626   assert(NumOperands == 2 && "Illegal FUCOM* instruction!");
 627   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-2));
 628   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(NumOperands-1));
 629   bool KillsOp0 = false, KillsOp1 = false;
 630
 631   for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 632          E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI) {
 633     KillsOp0 |= (KI->second == X86::FP0+Op0);
 634     KillsOp1 |= (KI->second == X86::FP0+Op1);
 635   }
 636
 637   // Make sure the first operand is on the top of stack, the other one can be
 638   // anywhere.
 639   moveToTop(Op0, I);
 640
 641   MI->getOperand(0).setReg(getSTReg(Op1));
 642   MI->RemoveOperand(1);
 643
 644   // If any of the operands are killed by this instruction, free them.
 645   if (KillsOp0) freeStackSlotAfter(I, Op0);
 646   if (KillsOp1 && Op0 != Op1) freeStackSlotAfter(I, Op1);
 647 }
 648
 649 /// handleCondMovFP - Handle two address conditional move instructions.  These
 650 /// instructions move a st(i) register to st(0) iff a condition is true.  These
 651 /// instructions require that the first operand is at the top of the stack, but
 652 /// otherwise don't modify the stack at all.
 653 void FPS::handleCondMovFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 654   MachineInstr *MI = I;
 655
 656   unsigned Op0 = getFPReg(MI->getOperand(0));
 657   unsigned Op1 = getFPReg(MI->getOperand(1));
 658
 659   // The first operand *must* be on the top of the stack.
 660   moveToTop(Op0, I);
 661
 662   // Change the second operand to the stack register that the operand is in.
 663   MI->RemoveOperand(0);
 664   MI->getOperand(0).setReg(getSTReg(Op1));
 665
 666   // If we kill the second operand, make sure to pop it from the stack.
 667   if (Op0 != Op1)
 668     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 669            E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 670       if (KI->second == X86::FP0+Op1) {
 671         // Get this value off of the register stack.
 672         freeStackSlotAfter(I, Op1);
 673         break;
 674       }
 675 }
 676
 677
 678 /// handleSpecialFP - Handle special instructions which behave unlike other
 679 /// floating point instructions.  This is primarily intended for use by pseudo
 680 /// instructions.
 681 ///
 682 void FPS::handleSpecialFP(MachineBasicBlock::iterator &I) {
 683   MachineInstr *MI = I;
 684   switch (MI->getOpcode()) {
 685   default: assert(0 && "Unknown SpecialFP instruction!");
 686   case X86::FpGETRESULT:  // Appears immediately after a call returning FP type!
 687     assert(StackTop == 0 && "Stack should be empty after a call!");
 688     pushReg(getFPReg(MI->getOperand(0)));
 689     break;
 690   case X86::FpSETRESULT:
 691     assert(StackTop == 1 && "Stack should have one element on it to return!");
 692     --StackTop;   // "Forget" we have something on the top of stack!
 693     break;
 694   case X86::FpMOV: {
 695     unsigned SrcReg = getFPReg(MI->getOperand(1));
 696     unsigned DestReg = getFPReg(MI->getOperand(0));
 697     bool KillsSrc = false;
 698     for (LiveVariables::killed_iterator KI = LV->killed_begin(MI),
 699            E = LV->killed_end(MI); KI != E; ++KI)
 700       KillsSrc |= KI->second == X86::FP0+SrcReg;
 701
 702     if (KillsSrc) {
 703       // If the input operand is killed, we can just change the owner of the
 704       // incoming stack slot into the result.
 705       unsigned Slot = getSlot(SrcReg);
 706       assert(Slot < 7 && DestReg < 7 && "FpMOV operands invalid!");
 707       Stack[Slot] = DestReg;
 708       RegMap[DestReg] = Slot;
 709
 710     } else {
 711       // For FMOV we just duplicate the specified value to a new stack slot.
 712       // This could be made better, but would require substantial changes.
 713       duplicateToTop(SrcReg, DestReg, I);
 714     }
 715     break;
 716   }
 717   }
 718
 719   I = MBB->erase(I);  // Remove the pseudo instruction
 720   --I;
 721 }