3f71a9720f3e42f64745b7b6795e74e55360e180
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86ISelSimple.cpp
1 //===-- X86ISelSimple.cpp - A simple instruction selector for x86 ---------===//
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 a simple peephole instruction selector for the x86 target
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "X86.h"
15 #include "X86InstrBuilder.h"
16 #include "X86InstrInfo.h"
17 #include "llvm/Constants.h"
18 #include "llvm/DerivedTypes.h"
19 #include "llvm/Function.h"
20 #include "llvm/Instructions.h"
21 #include "llvm/Pass.h"
22 #include "llvm/CodeGen/IntrinsicLowering.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
26 #include "llvm/CodeGen/SSARegMap.h"
27 #include "llvm/Target/MRegisterInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
29 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
30 #include "llvm/Support/InstVisitor.h"
31 #include "Support/Statistic.h"
32 using namespace llvm;
33
34 namespace {
35   Statistic<>
36   NumFPKill("x86-codegen", "Number of FP_REG_KILL instructions added");
37
38   /// TypeClass - Used by the X86 backend to group LLVM types by their basic X86
39   /// Representation.
40   ///
41   enum TypeClass {
42     cByte, cShort, cInt, cFP, cLong
43   };
44 }
45
46 /// getClass - Turn a primitive type into a "class" number which is based on the
47 /// size of the type, and whether or not it is floating point.
48 ///
49 static inline TypeClass getClass(const Type *Ty) {
50   switch (Ty->getTypeID()) {
51   case Type::SByteTyID:
52   case Type::UByteTyID:   return cByte;      // Byte operands are class #0
53   case Type::ShortTyID:
54   case Type::UShortTyID:  return cShort;     // Short operands are class #1
55   case Type::IntTyID:
56   case Type::UIntTyID:
57   case Type::PointerTyID: return cInt;       // Int's and pointers are class #2
58
59   case Type::FloatTyID:
60   case Type::DoubleTyID:  return cFP;        // Floating Point is #3
61
62   case Type::LongTyID:
63   case Type::ULongTyID:   return cLong;      // Longs are class #4
64   default:
65     assert(0 && "Invalid type to getClass!");
66     return cByte;  // not reached
67   }
68 }
69
70 // getClassB - Just like getClass, but treat boolean values as bytes.
71 static inline TypeClass getClassB(const Type *Ty) {
72   if (Ty == Type::BoolTy) return cByte;
73   return getClass(Ty);
74 }
75
76 namespace {
77   struct ISel : public FunctionPass, InstVisitor<ISel> {
78     TargetMachine &TM;
79     MachineFunction *F;                 // The function we are compiling into
80     MachineBasicBlock *BB;              // The current MBB we are compiling
81     int VarArgsFrameIndex;              // FrameIndex for start of varargs area
82     int ReturnAddressIndex;             // FrameIndex for the return address
83
84     std::map<Value*, unsigned> RegMap;  // Mapping between Val's and SSA Regs
85
86     // MBBMap - Mapping between LLVM BB -> Machine BB
87     std::map<const BasicBlock*, MachineBasicBlock*> MBBMap;
88
89     // AllocaMap - Mapping from fixed sized alloca instructions to the
90     // FrameIndex for the alloca.
91     std::map<AllocaInst*, unsigned> AllocaMap;
92
93     ISel(TargetMachine &tm) : TM(tm), F(0), BB(0) {}
94
95     /// runOnFunction - Top level implementation of instruction selection for
96     /// the entire function.
97     ///
98     bool runOnFunction(Function &Fn) {
99       // First pass over the function, lower any unknown intrinsic functions
100       // with the IntrinsicLowering class.
101       LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Fn);
102
103       F = &MachineFunction::construct(&Fn, TM);
104
105       // Create all of the machine basic blocks for the function...
106       for (Function::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I)
107         F->getBasicBlockList().push_back(MBBMap[I] = new MachineBasicBlock(I));
108
109       BB = &F->front();
110
111       // Set up a frame object for the return address.  This is used by the
112       // llvm.returnaddress & llvm.frameaddress intrinisics.
113       ReturnAddressIndex = F->getFrameInfo()->CreateFixedObject(4, -4);
114
115       // Copy incoming arguments off of the stack...
116       LoadArgumentsToVirtualRegs(Fn);
117
118       // Instruction select everything except PHI nodes
119       visit(Fn);
120
121       // Select the PHI nodes
122       SelectPHINodes();
123
124       // Insert the FP_REG_KILL instructions into blocks that need them.
125       InsertFPRegKills();
126
127       RegMap.clear();
128       MBBMap.clear();
129       AllocaMap.clear();
130       F = 0;
131       // We always build a machine code representation for the function
132       return true;
133     }
134
135     virtual const char *getPassName() const {
136       return "X86 Simple Instruction Selection";
137     }
138
139     /// visitBasicBlock - This method is called when we are visiting a new basic
140     /// block.  This simply creates a new MachineBasicBlock to emit code into
141     /// and adds it to the current MachineFunction.  Subsequent visit* for
142     /// instructions will be invoked for all instructions in the basic block.
143     ///
144     void visitBasicBlock(BasicBlock &LLVM_BB) {
145       BB = MBBMap[&LLVM_BB];
146     }
147
148     /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
149     /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
150     /// equivalent LLVM code.
151     ///
152     void LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F);
153
154     /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function
155     /// from the stack into virtual registers.
156     ///
157     void LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &F);
158
159     /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
160     /// because we have to generate our sources into the source basic blocks,
161     /// not the current one.
162     ///
163     void SelectPHINodes();
164
165     /// InsertFPRegKills - Insert FP_REG_KILL instructions into basic blocks
166     /// that need them.  This only occurs due to the floating point stackifier
167     /// not being aggressive enough to handle arbitrary global stackification.
168     ///
169     void InsertFPRegKills();
170
171     // Visitation methods for various instructions.  These methods simply emit
172     // fixed X86 code for each instruction.
173     //
174
175     // Control flow operators
176     void visitReturnInst(ReturnInst &RI);
177     void visitBranchInst(BranchInst &BI);
178
179     struct ValueRecord {
180       Value *Val;
181       unsigned Reg;
182       const Type *Ty;
183       ValueRecord(unsigned R, const Type *T) : Val(0), Reg(R), Ty(T) {}
184       ValueRecord(Value *V) : Val(V), Reg(0), Ty(V->getType()) {}
185     };
186     void doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
187                 const std::vector<ValueRecord> &Args);
188     void visitCallInst(CallInst &I);
189     void visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &I);
190
191     // Arithmetic operators
192     void visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OpcodeClass);
193     void visitAdd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 0); }
194     void visitSub(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 1); }
195     void visitMul(BinaryOperator &B);
196
197     void visitDiv(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
198     void visitRem(BinaryOperator &B) { visitDivRem(B); }
199     void visitDivRem(BinaryOperator &B);
200
201     // Bitwise operators
202     void visitAnd(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 2); }
203     void visitOr (BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 3); }
204     void visitXor(BinaryOperator &B) { visitSimpleBinary(B, 4); }
205
206     // Comparison operators...
207     void visitSetCondInst(SetCondInst &I);
208     unsigned EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
209                             MachineBasicBlock *MBB,
210                             MachineBasicBlock::iterator MBBI);
211     void visitSelectInst(SelectInst &SI);
212     
213     
214     // Memory Instructions
215     void visitLoadInst(LoadInst &I);
216     void visitStoreInst(StoreInst &I);
217     void visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I);
218     void visitAllocaInst(AllocaInst &I);
219     void visitMallocInst(MallocInst &I);
220     void visitFreeInst(FreeInst &I);
221     
222     // Other operators
223     void visitShiftInst(ShiftInst &I);
224     void visitPHINode(PHINode &I) {}      // PHI nodes handled by second pass
225     void visitCastInst(CastInst &I);
226     void visitVANextInst(VANextInst &I);
227     void visitVAArgInst(VAArgInst &I);
228
229     void visitInstruction(Instruction &I) {
230       std::cerr << "Cannot instruction select: " << I;
231       abort();
232     }
233
234     /// promote32 - Make a value 32-bits wide, and put it somewhere.
235     ///
236     void promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR);
237
238     /// getAddressingMode - Get the addressing mode to use to address the
239     /// specified value.  The returned value should be used with addFullAddress.
240     void getAddressingMode(Value *Addr, unsigned &BaseReg, unsigned &Scale,
241                            unsigned &IndexReg, unsigned &Disp);
242
243
244     /// getGEPIndex - This is used to fold GEP instructions into X86 addressing
245     /// expressions.
246     void getGEPIndex(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
247                      std::vector<Value*> &GEPOps,
248                      std::vector<const Type*> &GEPTypes, unsigned &BaseReg,
249                      unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp);
250
251     /// isGEPFoldable - Return true if the specified GEP can be completely
252     /// folded into the addressing mode of a load/store or lea instruction.
253     bool isGEPFoldable(MachineBasicBlock *MBB,
254                        Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
255                        User::op_iterator IdxEnd, unsigned &BaseReg,
256                        unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp);
257
258     /// emitGEPOperation - Common code shared between visitGetElementPtrInst and
259     /// constant expression GEP support.
260     ///
261     void emitGEPOperation(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator IP,
262                           Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
263                           User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg);
264
265     /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and
266     /// constant expression cast support.
267     ///
268     void emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,MachineBasicBlock::iterator IP,
269                            Value *Src, const Type *DestTy, unsigned TargetReg);
270
271     /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
272     /// and constant expression support.
273     ///
274     void emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *BB,
275                                    MachineBasicBlock::iterator IP,
276                                    Value *Op0, Value *Op1,
277                                    unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
278
279     /// emitBinaryFPOperation - This method handles emission of floating point
280     /// Add (0), Sub (1), Mul (2), and Div (3) operations.
281     void emitBinaryFPOperation(MachineBasicBlock *BB,
282                                MachineBasicBlock::iterator IP,
283                                Value *Op0, Value *Op1,
284                                unsigned OperatorClass, unsigned TargetReg);
285
286     void emitMultiply(MachineBasicBlock *BB, MachineBasicBlock::iterator IP,
287                       Value *Op0, Value *Op1, unsigned TargetReg);
288
289     void doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
290                     unsigned DestReg, const Type *DestTy,
291                     unsigned Op0Reg, unsigned Op1Reg);
292     void doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB, 
293                          MachineBasicBlock::iterator MBBI,
294                          unsigned DestReg, const Type *DestTy,
295                          unsigned Op0Reg, unsigned Op1Val);
296
297     void emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
298                              MachineBasicBlock::iterator IP,
299                              Value *Op0, Value *Op1, bool isDiv,
300                              unsigned TargetReg);
301
302     /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
303     /// constant expression support.
304     ///
305     void emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *BB,
306                             MachineBasicBlock::iterator IP,
307                             Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
308                             unsigned TargetReg);
309
310     /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
311     /// constant expression support.
312     ///
313     void emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
314                             MachineBasicBlock::iterator IP,
315                             Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
316                             const Type *ResultTy, unsigned DestReg);
317       
318     /// emitSelectOperation - Common code shared between visitSelectInst and the
319     /// constant expression support.
320     void emitSelectOperation(MachineBasicBlock *MBB,
321                              MachineBasicBlock::iterator IP,
322                              Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
323                              unsigned DestReg);
324
325     /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
326     /// specified constant into the specified register.
327     ///
328     void copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
329                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI,
330                                 Constant *C, unsigned Reg);
331
332     void emitUCOMr(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
333                    unsigned LHS, unsigned RHS);
334
335     /// makeAnotherReg - This method returns the next register number we haven't
336     /// yet used.
337     ///
338     /// Long values are handled somewhat specially.  They are always allocated
339     /// as pairs of 32 bit integer values.  The register number returned is the
340     /// lower 32 bits of the long value, and the regNum+1 is the upper 32 bits
341     /// of the long value.
342     ///
343     unsigned makeAnotherReg(const Type *Ty) {
344       assert(dynamic_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo()) &&
345              "Current target doesn't have X86 reg info??");
346       const X86RegisterInfo *MRI =
347         static_cast<const X86RegisterInfo*>(TM.getRegisterInfo());
348       if (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy) {
349         const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Type::IntTy);
350         // Create the lower part
351         F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
352         // Create the upper part.
353         return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC)-1;
354       }
355
356       // Add the mapping of regnumber => reg class to MachineFunction
357       const TargetRegisterClass *RC = MRI->getRegClassForType(Ty);
358       return F->getSSARegMap()->createVirtualRegister(RC);
359     }
360
361     /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.
362     ///
363     unsigned getReg(Value &V) { return getReg(&V); }  // Allow references
364     unsigned getReg(Value *V) {
365       // Just append to the end of the current bb.
366       MachineBasicBlock::iterator It = BB->end();
367       return getReg(V, BB, It);
368     }
369     unsigned getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
370                     MachineBasicBlock::iterator IPt);
371
372     /// getFixedSizedAllocaFI - Return the frame index for a fixed sized alloca
373     /// that is to be statically allocated with the initial stack frame
374     /// adjustment.
375     unsigned getFixedSizedAllocaFI(AllocaInst *AI);
376   };
377 }
378
379 /// dyn_castFixedAlloca - If the specified value is a fixed size alloca
380 /// instruction in the entry block, return it.  Otherwise, return a null
381 /// pointer.
382 static AllocaInst *dyn_castFixedAlloca(Value *V) {
383   if (AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
384     BasicBlock *BB = AI->getParent();
385     if (isa<ConstantUInt>(AI->getArraySize()) && BB ==&BB->getParent()->front())
386       return AI;
387   }
388   return 0;
389 }
390
391 /// getReg - This method turns an LLVM value into a register number.
392 ///
393 unsigned ISel::getReg(Value *V, MachineBasicBlock *MBB,
394                       MachineBasicBlock::iterator IPt) {
395   // If this operand is a constant, emit the code to copy the constant into
396   // the register here...
397   if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(V)) {
398     unsigned Reg = makeAnotherReg(V->getType());
399     copyConstantToRegister(MBB, IPt, C, Reg);
400     return Reg;
401   } else if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V)) {
402     // Do not emit noop casts at all, unless it's a double -> float cast.
403     if (getClassB(CI->getType()) == getClassB(CI->getOperand(0)->getType()) &&
404         (CI->getType() != Type::FloatTy || 
405          CI->getOperand(0)->getType() != Type::DoubleTy))
406       return getReg(CI->getOperand(0), MBB, IPt);
407   } else if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(V)) {
408     // If the alloca address couldn't be folded into the instruction addressing,
409     // emit an explicit LEA as appropriate.
410     unsigned Reg = makeAnotherReg(V->getType());
411     unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
412     addFrameReference(BuildMI(*MBB, IPt, X86::LEA32r, 4, Reg), FI);
413     return Reg;
414   }
415
416   unsigned &Reg = RegMap[V];
417   if (Reg == 0) {
418     Reg = makeAnotherReg(V->getType());
419     RegMap[V] = Reg;
420   }
421
422   return Reg;
423 }
424
425 /// getFixedSizedAllocaFI - Return the frame index for a fixed sized alloca
426 /// that is to be statically allocated with the initial stack frame
427 /// adjustment.
428 unsigned ISel::getFixedSizedAllocaFI(AllocaInst *AI) {
429   // Already computed this?
430   std::map<AllocaInst*, unsigned>::iterator I = AllocaMap.lower_bound(AI);
431   if (I != AllocaMap.end() && I->first == AI) return I->second;
432
433   const Type *Ty = AI->getAllocatedType();
434   ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(AI->getArraySize());
435   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
436   TySize *= CUI->getValue();   // Get total allocated size...
437   unsigned Alignment = TM.getTargetData().getTypeAlignment(Ty);
438       
439   // Create a new stack object using the frame manager...
440   int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(TySize, Alignment);
441   AllocaMap.insert(I, std::make_pair(AI, FrameIdx));
442   return FrameIdx;
443 }
444
445
446 /// copyConstantToRegister - Output the instructions required to put the
447 /// specified constant into the specified register.
448 ///
449 void ISel::copyConstantToRegister(MachineBasicBlock *MBB,
450                                   MachineBasicBlock::iterator IP,
451                                   Constant *C, unsigned R) {
452   if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(C)) {
453     unsigned Class = 0;
454     switch (CE->getOpcode()) {
455     case Instruction::GetElementPtr:
456       emitGEPOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0),
457                        CE->op_begin()+1, CE->op_end(), R);
458       return;
459     case Instruction::Cast:
460       emitCastOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getType(), R);
461       return;
462
463     case Instruction::Xor: ++Class; // FALL THROUGH
464     case Instruction::Or:  ++Class; // FALL THROUGH
465     case Instruction::And: ++Class; // FALL THROUGH
466     case Instruction::Sub: ++Class; // FALL THROUGH
467     case Instruction::Add:
468       emitSimpleBinaryOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
469                                 Class, R);
470       return;
471
472     case Instruction::Mul:
473       emitMultiply(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1), R);
474       return;
475
476     case Instruction::Div:
477     case Instruction::Rem:
478       emitDivRemOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
479                           CE->getOpcode() == Instruction::Div, R);
480       return;
481
482     case Instruction::SetNE:
483     case Instruction::SetEQ:
484     case Instruction::SetLT:
485     case Instruction::SetGT:
486     case Instruction::SetLE:
487     case Instruction::SetGE:
488       emitSetCCOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
489                          CE->getOpcode(), R);
490       return;
491
492     case Instruction::Shl:
493     case Instruction::Shr:
494       emitShiftOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
495                          CE->getOpcode() == Instruction::Shl, CE->getType(), R);
496       return;
497
498     case Instruction::Select:
499       emitSelectOperation(MBB, IP, CE->getOperand(0), CE->getOperand(1),
500                           CE->getOperand(2), R);
501       return;
502
503     default:
504       std::cerr << "Offending expr: " << *C << "\n";
505       assert(0 && "Constant expression not yet handled!\n");
506     }
507   }
508
509   if (C->getType()->isIntegral()) {
510     unsigned Class = getClassB(C->getType());
511
512     if (Class == cLong) {
513       // Copy the value into the register pair.
514       uint64_t Val = cast<ConstantInt>(C)->getRawValue();
515       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addImm(Val & 0xFFFFFFFF);
516       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R+1).addImm(Val >> 32);
517       return;
518     }
519
520     assert(Class <= cInt && "Type not handled yet!");
521
522     static const unsigned IntegralOpcodeTab[] = {
523       X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri
524     };
525
526     if (C->getType() == Type::BoolTy) {
527       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8ri, 1, R).addImm(C == ConstantBool::True);
528     } else {
529       ConstantInt *CI = cast<ConstantInt>(C);
530       BuildMI(*MBB, IP, IntegralOpcodeTab[Class],1,R).addImm(CI->getRawValue());
531     }
532   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(C)) {
533     if (CFP->isExactlyValue(+0.0))
534       BuildMI(*MBB, IP, X86::FLD0, 0, R);
535     else if (CFP->isExactlyValue(+1.0))
536       BuildMI(*MBB, IP, X86::FLD1, 0, R);
537     else {
538       // Otherwise we need to spill the constant to memory...
539       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
540       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
541       const Type *Ty = CFP->getType();
542
543       assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
544       unsigned LoadOpcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FLD32m : X86::FLD64m;
545       addConstantPoolReference(BuildMI(*MBB, IP, LoadOpcode, 4, R), CPI);
546     }
547
548   } else if (isa<ConstantPointerNull>(C)) {
549     // Copy zero (null pointer) to the register.
550     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addImm(0);
551   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(C)) {
552     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, R).addGlobalAddress(GV);
553   } else {
554     std::cerr << "Offending constant: " << *C << "\n";
555     assert(0 && "Type not handled yet!");
556   }
557 }
558
559 /// LoadArgumentsToVirtualRegs - Load all of the arguments to this function from
560 /// the stack into virtual registers.
561 ///
562 void ISel::LoadArgumentsToVirtualRegs(Function &Fn) {
563   // Emit instructions to load the arguments...  On entry to a function on the
564   // X86, the stack frame looks like this:
565   //
566   // [ESP] -- return address
567   // [ESP + 4] -- first argument (leftmost lexically)
568   // [ESP + 8] -- second argument, if first argument is four bytes in size
569   //    ... 
570   //
571   unsigned ArgOffset = 0;   // Frame mechanisms handle retaddr slot
572   MachineFrameInfo *MFI = F->getFrameInfo();
573
574   for (Function::aiterator I = Fn.abegin(), E = Fn.aend(); I != E; ++I) {
575     bool ArgLive = !I->use_empty();
576     unsigned Reg = ArgLive ? getReg(*I) : 0;
577     int FI;          // Frame object index
578
579     switch (getClassB(I->getType())) {
580     case cByte:
581       if (ArgLive) {
582         FI = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
583         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV8rm, 4, Reg), FI);
584       }
585       break;
586     case cShort:
587       if (ArgLive) {
588         FI = MFI->CreateFixedObject(2, ArgOffset);
589         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV16rm, 4, Reg), FI);
590       }
591       break;
592     case cInt:
593       if (ArgLive) {
594         FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
595         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg), FI);
596       }
597       break;
598     case cLong:
599       if (ArgLive) {
600         FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
601         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg), FI);
602         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, Reg+1), FI, 4);
603       }
604       ArgOffset += 4;   // longs require 4 additional bytes
605       break;
606     case cFP:
607       if (ArgLive) {
608         unsigned Opcode;
609         if (I->getType() == Type::FloatTy) {
610           Opcode = X86::FLD32m;
611           FI = MFI->CreateFixedObject(4, ArgOffset);
612         } else {
613           Opcode = X86::FLD64m;
614           FI = MFI->CreateFixedObject(8, ArgOffset);
615         }
616         addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, Reg), FI);
617       }
618       if (I->getType() == Type::DoubleTy)
619         ArgOffset += 4;   // doubles require 4 additional bytes
620       break;
621     default:
622       assert(0 && "Unhandled argument type!");
623     }
624     ArgOffset += 4;  // Each argument takes at least 4 bytes on the stack...
625   }
626
627   // If the function takes variable number of arguments, add a frame offset for
628   // the start of the first vararg value... this is used to expand
629   // llvm.va_start.
630   if (Fn.getFunctionType()->isVarArg())
631     VarArgsFrameIndex = MFI->CreateFixedObject(1, ArgOffset);
632 }
633
634
635 /// SelectPHINodes - Insert machine code to generate phis.  This is tricky
636 /// because we have to generate our sources into the source basic blocks, not
637 /// the current one.
638 ///
639 void ISel::SelectPHINodes() {
640   const TargetInstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
641   const Function &LF = *F->getFunction();  // The LLVM function...
642   for (Function::const_iterator I = LF.begin(), E = LF.end(); I != E; ++I) {
643     const BasicBlock *BB = I;
644     MachineBasicBlock &MBB = *MBBMap[I];
645
646     // Loop over all of the PHI nodes in the LLVM basic block...
647     MachineBasicBlock::iterator PHIInsertPoint = MBB.begin();
648     for (BasicBlock::const_iterator I = BB->begin();
649          PHINode *PN = const_cast<PHINode*>(dyn_cast<PHINode>(I)); ++I) {
650
651       // Create a new machine instr PHI node, and insert it.
652       unsigned PHIReg = getReg(*PN);
653       MachineInstr *PhiMI = BuildMI(MBB, PHIInsertPoint,
654                                     X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg);
655
656       MachineInstr *LongPhiMI = 0;
657       if (PN->getType() == Type::LongTy || PN->getType() == Type::ULongTy)
658         LongPhiMI = BuildMI(MBB, PHIInsertPoint,
659                             X86::PHI, PN->getNumOperands(), PHIReg+1);
660
661       // PHIValues - Map of blocks to incoming virtual registers.  We use this
662       // so that we only initialize one incoming value for a particular block,
663       // even if the block has multiple entries in the PHI node.
664       //
665       std::map<MachineBasicBlock*, unsigned> PHIValues;
666
667       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
668         MachineBasicBlock *PredMBB = MBBMap[PN->getIncomingBlock(i)];
669         unsigned ValReg;
670         std::map<MachineBasicBlock*, unsigned>::iterator EntryIt =
671           PHIValues.lower_bound(PredMBB);
672
673         if (EntryIt != PHIValues.end() && EntryIt->first == PredMBB) {
674           // We already inserted an initialization of the register for this
675           // predecessor.  Recycle it.
676           ValReg = EntryIt->second;
677
678         } else {        
679           // Get the incoming value into a virtual register.
680           //
681           Value *Val = PN->getIncomingValue(i);
682
683           // If this is a constant or GlobalValue, we may have to insert code
684           // into the basic block to compute it into a virtual register.
685           if ((isa<Constant>(Val) && !isa<ConstantExpr>(Val))) {
686             // Simple constants get emitted at the end of the basic block,
687             // before any terminator instructions.  We "know" that the code to
688             // move a constant into a register will never clobber any flags.
689             ValReg = getReg(Val, PredMBB, PredMBB->getFirstTerminator());
690           } else {
691             // Because we don't want to clobber any values which might be in
692             // physical registers with the computation of this constant (which
693             // might be arbitrarily complex if it is a constant expression),
694             // just insert the computation at the top of the basic block.
695             MachineBasicBlock::iterator PI = PredMBB->begin();
696             
697             // Skip over any PHI nodes though!
698             while (PI != PredMBB->end() && PI->getOpcode() == X86::PHI)
699               ++PI;
700             
701             ValReg = getReg(Val, PredMBB, PI);
702           }
703
704           // Remember that we inserted a value for this PHI for this predecessor
705           PHIValues.insert(EntryIt, std::make_pair(PredMBB, ValReg));
706         }
707
708         PhiMI->addRegOperand(ValReg);
709         PhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
710         if (LongPhiMI) {
711           LongPhiMI->addRegOperand(ValReg+1);
712           LongPhiMI->addMachineBasicBlockOperand(PredMBB);
713         }
714       }
715
716       // Now that we emitted all of the incoming values for the PHI node, make
717       // sure to reposition the InsertPoint after the PHI that we just added.
718       // This is needed because we might have inserted a constant into this
719       // block, right after the PHI's which is before the old insert point!
720       PHIInsertPoint = LongPhiMI ? LongPhiMI : PhiMI;
721       ++PHIInsertPoint;
722     }
723   }
724 }
725
726 /// RequiresFPRegKill - The floating point stackifier pass cannot insert
727 /// compensation code on critical edges.  As such, it requires that we kill all
728 /// FP registers on the exit from any blocks that either ARE critical edges, or
729 /// branch to a block that has incoming critical edges.
730 ///
731 /// Note that this kill instruction will eventually be eliminated when
732 /// restrictions in the stackifier are relaxed.
733 ///
734 static bool RequiresFPRegKill(const MachineBasicBlock *MBB) {
735 #if 0
736   const BasicBlock *BB = MBB->getBasicBlock ();
737   for (succ_const_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI!=E; ++SI) {
738     const BasicBlock *Succ = *SI;
739     pred_const_iterator PI = pred_begin(Succ), PE = pred_end(Succ);
740     ++PI;  // Block have at least one predecessory
741     if (PI != PE) {             // If it has exactly one, this isn't crit edge
742       // If this block has more than one predecessor, check all of the
743       // predecessors to see if they have multiple successors.  If so, then the
744       // block we are analyzing needs an FPRegKill.
745       for (PI = pred_begin(Succ); PI != PE; ++PI) {
746         const BasicBlock *Pred = *PI;
747         succ_const_iterator SI2 = succ_begin(Pred);
748         ++SI2;  // There must be at least one successor of this block.
749         if (SI2 != succ_end(Pred))
750           return true;   // Yes, we must insert the kill on this edge.
751       }
752     }
753   }
754   // If we got this far, there is no need to insert the kill instruction.
755   return false;
756 #else
757   return true;
758 #endif
759 }
760
761 // InsertFPRegKills - Insert FP_REG_KILL instructions into basic blocks that
762 // need them.  This only occurs due to the floating point stackifier not being
763 // aggressive enough to handle arbitrary global stackification.
764 //
765 // Currently we insert an FP_REG_KILL instruction into each block that uses or
766 // defines a floating point virtual register.
767 //
768 // When the global register allocators (like linear scan) finally update live
769 // variable analysis, we can keep floating point values in registers across
770 // portions of the CFG that do not involve critical edges.  This will be a big
771 // win, but we are waiting on the global allocators before we can do this.
772 //
773 // With a bit of work, the floating point stackifier pass can be enhanced to
774 // break critical edges as needed (to make a place to put compensation code),
775 // but this will require some infrastructure improvements as well.
776 //
777 void ISel::InsertFPRegKills() {
778   SSARegMap &RegMap = *F->getSSARegMap();
779
780   for (MachineFunction::iterator BB = F->begin(), E = F->end(); BB != E; ++BB) {
781     for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I!=E; ++I)
782       for (unsigned i = 0, e = I->getNumOperands(); i != e; ++i) {
783       MachineOperand& MO = I->getOperand(i);
784         if (MO.isRegister() && MO.getReg()) {
785           unsigned Reg = MO.getReg();
786           if (MRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
787             if (RegMap.getRegClass(Reg)->getSize() == 10)
788               goto UsesFPReg;
789         }
790       }
791     // If we haven't found an FP register use or def in this basic block, check
792     // to see if any of our successors has an FP PHI node, which will cause a
793     // copy to be inserted into this block.
794     for (MachineBasicBlock::const_succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
795          SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
796       MachineBasicBlock *SBB = *SI;
797       for (MachineBasicBlock::iterator I = SBB->begin();
798            I != SBB->end() && I->getOpcode() == X86::PHI; ++I) {
799         if (RegMap.getRegClass(I->getOperand(0).getReg())->getSize() == 10)
800           goto UsesFPReg;
801       }
802     }
803     continue;
804   UsesFPReg:
805     // Okay, this block uses an FP register.  If the block has successors (ie,
806     // it's not an unwind/return), insert the FP_REG_KILL instruction.
807     if (BB->succ_size () && RequiresFPRegKill(BB)) {
808       BuildMI(*BB, BB->getFirstTerminator(), X86::FP_REG_KILL, 0);
809       ++NumFPKill;
810     }
811   }
812 }
813
814
815 void ISel::getAddressingMode(Value *Addr, unsigned &BaseReg, unsigned &Scale,
816                              unsigned &IndexReg, unsigned &Disp) {
817   BaseReg = 0; Scale = 1; IndexReg = 0; Disp = 0;
818   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Addr)) {
819     if (isGEPFoldable(BB, GEP->getOperand(0), GEP->op_begin()+1, GEP->op_end(),
820                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
821       return;
822   } else if (ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(Addr)) {
823     if (CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
824       if (isGEPFoldable(BB, CE->getOperand(0), CE->op_begin()+1, CE->op_end(),
825                         BaseReg, Scale, IndexReg, Disp))
826         return;
827   }
828
829   // If it's not foldable, reset addr mode.
830   BaseReg = getReg(Addr);
831   Scale = 1; IndexReg = 0; Disp = 0;
832 }
833
834 // canFoldSetCCIntoBranchOrSelect - Return the setcc instruction if we can fold
835 // it into the conditional branch or select instruction which is the only user
836 // of the cc instruction.  This is the case if the conditional branch is the
837 // only user of the setcc.  We also don't handle long arguments below, so we 
838 // reject them here as well.
839 //
840 static SetCondInst *canFoldSetCCIntoBranchOrSelect(Value *V) {
841   if (SetCondInst *SCI = dyn_cast<SetCondInst>(V))
842     if (SCI->hasOneUse()) {
843       Instruction *User = cast<Instruction>(SCI->use_back());
844       if ((isa<BranchInst>(User) || isa<SelectInst>(User)) &&
845           (getClassB(SCI->getOperand(0)->getType()) != cLong ||
846            SCI->getOpcode() == Instruction::SetEQ ||
847            SCI->getOpcode() == Instruction::SetNE))
848         return SCI;
849     }
850   return 0;
851 }
852
853 // Return a fixed numbering for setcc instructions which does not depend on the
854 // order of the opcodes.
855 //
856 static unsigned getSetCCNumber(unsigned Opcode) {
857   switch(Opcode) {
858   default: assert(0 && "Unknown setcc instruction!");
859   case Instruction::SetEQ: return 0;
860   case Instruction::SetNE: return 1;
861   case Instruction::SetLT: return 2;
862   case Instruction::SetGE: return 3;
863   case Instruction::SetGT: return 4;
864   case Instruction::SetLE: return 5;
865   }
866 }
867
868 // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
869 // -----    ----------  ------------
870 // seteq -> sete        sete
871 // setne -> setne       setne
872 // setlt -> setl        setb
873 // setge -> setge       setae
874 // setgt -> setg        seta
875 // setle -> setle       setbe
876 // ----
877 //          sets                       // Used by comparison with 0 optimization
878 //          setns
879 static const unsigned SetCCOpcodeTab[2][8] = {
880   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETBr, X86::SETAEr, X86::SETAr, X86::SETBEr,
881     0, 0 },
882   { X86::SETEr, X86::SETNEr, X86::SETLr, X86::SETGEr, X86::SETGr, X86::SETLEr,
883     X86::SETSr, X86::SETNSr },
884 };
885
886 /// emitUCOMr - In the future when we support processors before the P6, this
887 /// wraps the logic for emitting an FUCOMr vs FUCOMIr.
888 void ISel::emitUCOMr(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
889                      unsigned LHS, unsigned RHS) {
890   if (0) { // for processors prior to the P6
891     BuildMI(*MBB, IP, X86::FUCOMr, 2).addReg(LHS).addReg(RHS);
892     BuildMI(*MBB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
893     BuildMI(*MBB, IP, X86::SAHF, 1);
894   } else {
895     BuildMI(*MBB, IP, X86::FUCOMIr, 2).addReg(LHS).addReg(RHS);
896   }
897 }
898
899 // EmitComparison - This function emits a comparison of the two operands,
900 // returning the extended setcc code to use.
901 unsigned ISel::EmitComparison(unsigned OpNum, Value *Op0, Value *Op1,
902                               MachineBasicBlock *MBB,
903                               MachineBasicBlock::iterator IP) {
904   // The arguments are already supposed to be of the same type.
905   const Type *CompTy = Op0->getType();
906   unsigned Class = getClassB(CompTy);
907   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
908
909   // Special case handling of: cmp R, i
910   if (isa<ConstantPointerNull>(Op1)) {
911     if (OpNum < 2)    // seteq/setne -> test
912       BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST32rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op0r);
913     else
914       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32ri, 2).addReg(Op0r).addImm(0);
915     return OpNum;
916
917   } else if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
918     if (Class == cByte || Class == cShort || Class == cInt) {
919       unsigned Op1v = CI->getRawValue();
920
921       // Mask off any upper bits of the constant, if there are any...
922       Op1v &= (1ULL << (8 << Class)) - 1;
923
924       // If this is a comparison against zero, emit more efficient code.  We
925       // can't handle unsigned comparisons against zero unless they are == or
926       // !=.  These should have been strength reduced already anyway.
927       if (Op1v == 0 && (CompTy->isSigned() || OpNum < 2)) {
928         static const unsigned TESTTab[] = {
929           X86::TEST8rr, X86::TEST16rr, X86::TEST32rr
930         };
931         BuildMI(*MBB, IP, TESTTab[Class], 2).addReg(Op0r).addReg(Op0r);
932
933         if (OpNum == 2) return 6;   // Map jl -> js
934         if (OpNum == 3) return 7;   // Map jg -> jns
935         return OpNum;
936       }
937
938       static const unsigned CMPTab[] = {
939         X86::CMP8ri, X86::CMP16ri, X86::CMP32ri
940       };
941
942       BuildMI(*MBB, IP, CMPTab[Class], 2).addReg(Op0r).addImm(Op1v);
943       return OpNum;
944     } else {
945       assert(Class == cLong && "Unknown integer class!");
946       unsigned LowCst = CI->getRawValue();
947       unsigned HiCst = CI->getRawValue() >> 32;
948       if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
949         unsigned LoTmp = Op0r;
950         if (LowCst != 0) {
951           LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
952           BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32ri, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addImm(LowCst);
953         }
954         unsigned HiTmp = Op0r+1;
955         if (HiCst != 0) {
956           HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
957           BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32ri, 2,HiTmp).addReg(Op0r+1).addImm(HiCst);
958         }
959         unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
960         BuildMI(*MBB, IP, X86::OR32rr, 2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
961         return OpNum;
962       } else {
963         // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
964         // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
965         // example, a setlt for long would generate code like this:
966         //
967         // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Always unsigned comparison
968         // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Signedness depends on operands
969         // dest = hi(op1) == hi(op2) ? BL : AL;
970         //
971
972         // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
973         // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with
974         // their aliases (because we don't have conditional byte moves).
975         //
976         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32ri, 2).addReg(Op0r).addImm(LowCst);
977         BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
978         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32ri, 2).addReg(Op0r+1).addImm(HiCst);
979         BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[CompTy->isSigned()][OpNum], 0,X86::BL);
980         BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::BH);
981         BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::AH);
982         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVE16rr, 2, X86::BX).addReg(X86::BX)
983           .addReg(X86::AX);
984         // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
985         // register at this point for long values...
986         return OpNum;
987       }
988     }
989   }
990
991   // Special case handling of comparison against +/- 0.0
992   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op1))
993     if (CFP->isExactlyValue(+0.0) || CFP->isExactlyValue(-0.0)) {
994       BuildMI(*MBB, IP, X86::FTST, 1).addReg(Op0r);
995       BuildMI(*MBB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
996       BuildMI(*MBB, IP, X86::SAHF, 1);
997       return OpNum;
998     }
999
1000   unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
1001   switch (Class) {
1002   default: assert(0 && "Unknown type class!");
1003     // Emit: cmp <var1>, <var2> (do the comparison).  We can
1004     // compare 8-bit with 8-bit, 16-bit with 16-bit, 32-bit with
1005     // 32-bit.
1006   case cByte:
1007     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP8rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1008     break;
1009   case cShort:
1010     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP16rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1011     break;
1012   case cInt:
1013     BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1014     break;
1015   case cFP:
1016     emitUCOMr(MBB, IP, Op0r, Op1r);
1017     break;
1018
1019   case cLong:
1020     if (OpNum < 2) {    // seteq, setne
1021       unsigned LoTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1022       unsigned HiTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1023       unsigned FinalTmp = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1024       BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32rr, 2, LoTmp).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1025       BuildMI(*MBB, IP, X86::XOR32rr, 2, HiTmp).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1026       BuildMI(*MBB, IP, X86::OR32rr,  2, FinalTmp).addReg(LoTmp).addReg(HiTmp);
1027       break;  // Allow the sete or setne to be generated from flags set by OR
1028     } else {
1029       // Emit a sequence of code which compares the high and low parts once
1030       // each, then uses a conditional move to handle the overflow case.  For
1031       // example, a setlt for long would generate code like this:
1032       //
1033       // AL = lo(op1) < lo(op2)   // Signedness depends on operands
1034       // BL = hi(op1) < hi(op2)   // Always unsigned comparison
1035       // dest = hi(op1) == hi(op2) ? BL : AL;
1036       //
1037
1038       // FIXME: This would be much better if we had hierarchical register
1039       // classes!  Until then, hardcode registers so that we can deal with their
1040       // aliases (because we don't have conditional byte moves).
1041       //
1042       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
1043       BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[0][OpNum], 0, X86::AL);
1044       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMP32rr, 2).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
1045       BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[CompTy->isSigned()][OpNum], 0, X86::BL);
1046       BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::BH);
1047       BuildMI(*MBB, IP, X86::IMPLICIT_DEF, 0, X86::AH);
1048       BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVE16rr, 2, X86::BX).addReg(X86::BX)
1049                                                    .addReg(X86::AX);
1050       // NOTE: visitSetCondInst knows that the value is dumped into the BL
1051       // register at this point for long values...
1052       return OpNum;
1053     }
1054   }
1055   return OpNum;
1056 }
1057
1058 /// SetCC instructions - Here we just emit boilerplate code to set a byte-sized
1059 /// register, then move it to wherever the result should be. 
1060 ///
1061 void ISel::visitSetCondInst(SetCondInst &I) {
1062   if (canFoldSetCCIntoBranchOrSelect(&I))
1063     return;  // Fold this into a branch or select.
1064
1065   unsigned DestReg = getReg(I);
1066   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
1067   emitSetCCOperation(BB, MII, I.getOperand(0), I.getOperand(1), I.getOpcode(),
1068                      DestReg);
1069 }
1070
1071 /// emitSetCCOperation - Common code shared between visitSetCondInst and
1072 /// constant expression support.
1073 ///
1074 void ISel::emitSetCCOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1075                               MachineBasicBlock::iterator IP,
1076                               Value *Op0, Value *Op1, unsigned Opcode,
1077                               unsigned TargetReg) {
1078   unsigned OpNum = getSetCCNumber(Opcode);
1079   OpNum = EmitComparison(OpNum, Op0, Op1, MBB, IP);
1080
1081   const Type *CompTy = Op0->getType();
1082   unsigned CompClass = getClassB(CompTy);
1083   bool isSigned = CompTy->isSigned() && CompClass != cFP;
1084
1085   if (CompClass != cLong || OpNum < 2) {
1086     // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
1087     BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, TargetReg);
1088   } else {
1089     // Handle long comparisons by copying the value which is already in BL into
1090     // the register we want...
1091     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, TargetReg).addReg(X86::BL);
1092   }
1093 }
1094
1095 void ISel::visitSelectInst(SelectInst &SI) {
1096   unsigned DestReg = getReg(SI);
1097   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
1098   emitSelectOperation(BB, MII, SI.getCondition(), SI.getTrueValue(),
1099                       SI.getFalseValue(), DestReg);
1100 }
1101  
1102 /// emitSelect - Common code shared between visitSelectInst and the constant
1103 /// expression support.
1104 void ISel::emitSelectOperation(MachineBasicBlock *MBB,
1105                                MachineBasicBlock::iterator IP,
1106                                Value *Cond, Value *TrueVal, Value *FalseVal,
1107                                unsigned DestReg) {
1108   unsigned SelectClass = getClassB(TrueVal->getType());
1109   
1110   // We don't support 8-bit conditional moves.  If we have incoming constants,
1111   // transform them into 16-bit constants to avoid having a run-time conversion.
1112   if (SelectClass == cByte) {
1113     if (Constant *T = dyn_cast<Constant>(TrueVal))
1114       TrueVal = ConstantExpr::getCast(T, Type::ShortTy);
1115     if (Constant *F = dyn_cast<Constant>(FalseVal))
1116       FalseVal = ConstantExpr::getCast(F, Type::ShortTy);
1117   }
1118
1119   unsigned TrueReg  = getReg(TrueVal, MBB, IP);
1120   unsigned FalseReg = getReg(FalseVal, MBB, IP);
1121   if (TrueReg == FalseReg) {
1122     static const unsigned Opcode[] = {
1123       X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr, X86::FpMOV, X86::MOV32rr
1124     };
1125     BuildMI(*MBB, IP, Opcode[SelectClass], 1, DestReg).addReg(TrueReg);
1126     if (SelectClass == cLong)
1127       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(TrueReg+1);
1128     return;
1129   }
1130
1131   unsigned Opcode;
1132   if (SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranchOrSelect(Cond)) {
1133     // We successfully folded the setcc into the select instruction.
1134     
1135     unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
1136     OpNum = EmitComparison(OpNum, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), MBB,
1137                            IP);
1138
1139     const Type *CompTy = SCI->getOperand(0)->getType();
1140     bool isSigned = CompTy->isSigned() && getClassB(CompTy) != cFP;
1141   
1142     // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
1143     // -----    ----------  ------------
1144     // seteq -> cmovNE      cmovNE
1145     // setne -> cmovE       cmovE
1146     // setlt -> cmovGE      cmovAE
1147     // setge -> cmovL       cmovB
1148     // setgt -> cmovLE      cmovBE
1149     // setle -> cmovG       cmovA
1150     // ----
1151     //          cmovNS              // Used by comparison with 0 optimization
1152     //          cmovS
1153     
1154     switch (SelectClass) {
1155     default: assert(0 && "Unknown value class!");
1156     case cFP: {
1157       // Annoyingly, we don't have a full set of floating point conditional
1158       // moves.  :(
1159       static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
1160         { X86::FCMOVNE, X86::FCMOVE, X86::FCMOVAE, X86::FCMOVB,
1161           X86::FCMOVBE, X86::FCMOVA, 0, 0 },
1162         { X86::FCMOVNE, X86::FCMOVE, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
1163       };
1164       Opcode = OpcodeTab[isSigned][OpNum];
1165
1166       // If opcode == 0, we hit a case that we don't support.  Output a setcc
1167       // and compare the result against zero.
1168       if (Opcode == 0) {
1169         unsigned CompClass = getClassB(CompTy);
1170         unsigned CondReg;
1171         if (CompClass != cLong || OpNum < 2) {
1172           CondReg = makeAnotherReg(Type::BoolTy);
1173           // Handle normal comparisons with a setcc instruction...
1174           BuildMI(*MBB, IP, SetCCOpcodeTab[isSigned][OpNum], 0, CondReg);
1175         } else {
1176           // Long comparisons end up in the BL register.
1177           CondReg = X86::BL;
1178         }
1179         
1180         BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8rr, 2).addReg(CondReg).addReg(CondReg);
1181         Opcode = X86::FCMOVE;
1182       }
1183       break;
1184     }
1185     case cByte:
1186     case cShort: {
1187       static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
1188         { X86::CMOVNE16rr, X86::CMOVE16rr, X86::CMOVAE16rr, X86::CMOVB16rr,
1189           X86::CMOVBE16rr, X86::CMOVA16rr, 0, 0 },
1190         { X86::CMOVNE16rr, X86::CMOVE16rr, X86::CMOVGE16rr, X86::CMOVL16rr,
1191           X86::CMOVLE16rr, X86::CMOVG16rr, X86::CMOVNS16rr, X86::CMOVS16rr },
1192       };
1193       Opcode = OpcodeTab[isSigned][OpNum];
1194       break;
1195     }
1196     case cInt:
1197     case cLong: {
1198       static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
1199         { X86::CMOVNE32rr, X86::CMOVE32rr, X86::CMOVAE32rr, X86::CMOVB32rr,
1200           X86::CMOVBE32rr, X86::CMOVA32rr, 0, 0 },
1201         { X86::CMOVNE32rr, X86::CMOVE32rr, X86::CMOVGE32rr, X86::CMOVL32rr,
1202           X86::CMOVLE32rr, X86::CMOVG32rr, X86::CMOVNS32rr, X86::CMOVS32rr },
1203       };
1204       Opcode = OpcodeTab[isSigned][OpNum];
1205       break;
1206     }
1207     }
1208   } else {
1209     // Get the value being branched on, and use it to set the condition codes.
1210     unsigned CondReg = getReg(Cond, MBB, IP);
1211     BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8rr, 2).addReg(CondReg).addReg(CondReg);
1212     switch (SelectClass) {
1213     default: assert(0 && "Unknown value class!");
1214     case cFP:    Opcode = X86::FCMOVE; break;
1215     case cByte:
1216     case cShort: Opcode = X86::CMOVE16rr; break;
1217     case cInt:
1218     case cLong:  Opcode = X86::CMOVE32rr; break;
1219     }
1220   }
1221
1222   unsigned RealDestReg = DestReg;
1223
1224
1225   // Annoyingly enough, X86 doesn't HAVE 8-bit conditional moves.  Because of
1226   // this, we have to promote the incoming values to 16 bits, perform a 16-bit
1227   // cmove, then truncate the result.
1228   if (SelectClass == cByte) {
1229     DestReg = makeAnotherReg(Type::ShortTy);
1230     if (getClassB(TrueVal->getType()) == cByte) {
1231       // Promote the true value, by storing it into AL, and reading from AX.
1232       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(TrueReg);
1233       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8ri, 1, X86::AH).addImm(0);
1234       TrueReg = makeAnotherReg(Type::ShortTy);
1235       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV16rr, 1, TrueReg).addReg(X86::AX);
1236     }
1237     if (getClassB(FalseVal->getType()) == cByte) {
1238       // Promote the true value, by storing it into CL, and reading from CX.
1239       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::CL).addReg(FalseReg);
1240       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8ri, 1, X86::CH).addImm(0);
1241       FalseReg = makeAnotherReg(Type::ShortTy);
1242       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV16rr, 1, FalseReg).addReg(X86::CX);
1243     }
1244   }
1245
1246   BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(TrueReg).addReg(FalseReg);
1247
1248   switch (SelectClass) {
1249   case cByte:
1250     // We did the computation with 16-bit registers.  Truncate back to our
1251     // result by copying into AX then copying out AL.
1252     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV16rr, 1, X86::AX).addReg(DestReg);
1253     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, RealDestReg).addReg(X86::AL);
1254     break;
1255   case cLong:
1256     // Move the upper half of the value as well.
1257     BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2,DestReg+1).addReg(TrueReg+1).addReg(FalseReg+1);
1258     break;
1259   }
1260 }
1261
1262
1263
1264 /// promote32 - Emit instructions to turn a narrow operand into a 32-bit-wide
1265 /// operand, in the specified target register.
1266 ///
1267 void ISel::promote32(unsigned targetReg, const ValueRecord &VR) {
1268   bool isUnsigned = VR.Ty->isUnsigned() || VR.Ty == Type::BoolTy;
1269
1270   Value *Val = VR.Val;
1271   const Type *Ty = VR.Ty;
1272   if (Val) {
1273     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(Val)) {
1274       Val = ConstantExpr::getCast(C, Type::IntTy);
1275       Ty = Type::IntTy;
1276     }
1277
1278     // If this is a simple constant, just emit a MOVri directly to avoid the
1279     // copy.
1280     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Val)) {
1281       int TheVal = CI->getRawValue() & 0xFFFFFFFF;
1282       BuildMI(BB, X86::MOV32ri, 1, targetReg).addImm(TheVal);
1283       return;
1284     }
1285   }
1286
1287   // Make sure we have the register number for this value...
1288   unsigned Reg = Val ? getReg(Val) : VR.Reg;
1289
1290   switch (getClassB(Ty)) {
1291   case cByte:
1292     // Extend value into target register (8->32)
1293     if (isUnsigned)
1294       BuildMI(BB, X86::MOVZX32rr8, 1, targetReg).addReg(Reg);
1295     else
1296       BuildMI(BB, X86::MOVSX32rr8, 1, targetReg).addReg(Reg);
1297     break;
1298   case cShort:
1299     // Extend value into target register (16->32)
1300     if (isUnsigned)
1301       BuildMI(BB, X86::MOVZX32rr16, 1, targetReg).addReg(Reg);
1302     else
1303       BuildMI(BB, X86::MOVSX32rr16, 1, targetReg).addReg(Reg);
1304     break;
1305   case cInt:
1306     // Move value into target register (32->32)
1307     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, targetReg).addReg(Reg);
1308     break;
1309   default:
1310     assert(0 && "Unpromotable operand class in promote32");
1311   }
1312 }
1313
1314 /// 'ret' instruction - Here we are interested in meeting the x86 ABI.  As such,
1315 /// we have the following possibilities:
1316 ///
1317 ///   ret void: No return value, simply emit a 'ret' instruction
1318 ///   ret sbyte, ubyte : Extend value into EAX and return
1319 ///   ret short, ushort: Extend value into EAX and return
1320 ///   ret int, uint    : Move value into EAX and return
1321 ///   ret pointer      : Move value into EAX and return
1322 ///   ret long, ulong  : Move value into EAX/EDX and return
1323 ///   ret float/double : Top of FP stack
1324 ///
1325 void ISel::visitReturnInst(ReturnInst &I) {
1326   if (I.getNumOperands() == 0) {
1327     BuildMI(BB, X86::RET, 0); // Just emit a 'ret' instruction
1328     return;
1329   }
1330
1331   Value *RetVal = I.getOperand(0);
1332   switch (getClassB(RetVal->getType())) {
1333   case cByte:   // integral return values: extend or move into EAX and return
1334   case cShort:
1335   case cInt:
1336     promote32(X86::EAX, ValueRecord(RetVal));
1337     // Declare that EAX is live on exit
1338     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::EAX).addReg(X86::ESP);
1339     break;
1340   case cFP: {                  // Floats & Doubles: Return in ST(0)
1341     unsigned RetReg = getReg(RetVal);
1342     BuildMI(BB, X86::FpSETRESULT, 1).addReg(RetReg);
1343     // Declare that top-of-stack is live on exit
1344     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 2).addReg(X86::ST0).addReg(X86::ESP);
1345     break;
1346   }
1347   case cLong: {
1348     unsigned RetReg = getReg(RetVal);
1349     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(RetReg);
1350     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDX).addReg(RetReg+1);
1351     // Declare that EAX & EDX are live on exit
1352     BuildMI(BB, X86::IMPLICIT_USE, 3).addReg(X86::EAX).addReg(X86::EDX)
1353       .addReg(X86::ESP);
1354     break;
1355   }
1356   default:
1357     visitInstruction(I);
1358   }
1359   // Emit a 'ret' instruction
1360   BuildMI(BB, X86::RET, 0);
1361 }
1362
1363 // getBlockAfter - Return the basic block which occurs lexically after the
1364 // specified one.
1365 static inline BasicBlock *getBlockAfter(BasicBlock *BB) {
1366   Function::iterator I = BB; ++I;  // Get iterator to next block
1367   return I != BB->getParent()->end() ? &*I : 0;
1368 }
1369
1370 /// visitBranchInst - Handle conditional and unconditional branches here.  Note
1371 /// that since code layout is frozen at this point, that if we are trying to
1372 /// jump to a block that is the immediate successor of the current block, we can
1373 /// just make a fall-through (but we don't currently).
1374 ///
1375 void ISel::visitBranchInst(BranchInst &BI) {
1376   // Update machine-CFG edges
1377   BB->addSuccessor (MBBMap[BI.getSuccessor(0)]);
1378   if (BI.isConditional())
1379     BB->addSuccessor (MBBMap[BI.getSuccessor(1)]);
1380
1381   BasicBlock *NextBB = getBlockAfter(BI.getParent());  // BB after current one
1382
1383   if (!BI.isConditional()) {  // Unconditional branch?
1384     if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1385       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(0)]);
1386     return;
1387   }
1388
1389   // See if we can fold the setcc into the branch itself...
1390   SetCondInst *SCI = canFoldSetCCIntoBranchOrSelect(BI.getCondition());
1391   if (SCI == 0) {
1392     // Nope, cannot fold setcc into this branch.  Emit a branch on a condition
1393     // computed some other way...
1394     unsigned condReg = getReg(BI.getCondition());
1395     BuildMI(BB, X86::TEST8rr, 2).addReg(condReg).addReg(condReg);
1396     if (BI.getSuccessor(1) == NextBB) {
1397       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1398         BuildMI(BB, X86::JNE, 1).addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(0)]);
1399     } else {
1400       BuildMI(BB, X86::JE, 1).addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(1)]);
1401       
1402       if (BI.getSuccessor(0) != NextBB)
1403         BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(0)]);
1404     }
1405     return;
1406   }
1407
1408   unsigned OpNum = getSetCCNumber(SCI->getOpcode());
1409   MachineBasicBlock::iterator MII = BB->end();
1410   OpNum = EmitComparison(OpNum, SCI->getOperand(0), SCI->getOperand(1), BB,MII);
1411
1412   const Type *CompTy = SCI->getOperand(0)->getType();
1413   bool isSigned = CompTy->isSigned() && getClassB(CompTy) != cFP;
1414   
1415
1416   // LLVM  -> X86 signed  X86 unsigned
1417   // -----    ----------  ------------
1418   // seteq -> je          je
1419   // setne -> jne         jne
1420   // setlt -> jl          jb
1421   // setge -> jge         jae
1422   // setgt -> jg          ja
1423   // setle -> jle         jbe
1424   // ----
1425   //          js                  // Used by comparison with 0 optimization
1426   //          jns
1427
1428   static const unsigned OpcodeTab[2][8] = {
1429     { X86::JE, X86::JNE, X86::JB, X86::JAE, X86::JA, X86::JBE, 0, 0 },
1430     { X86::JE, X86::JNE, X86::JL, X86::JGE, X86::JG, X86::JLE,
1431       X86::JS, X86::JNS },
1432   };
1433   
1434   if (BI.getSuccessor(0) != NextBB) {
1435     BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1)
1436       .addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(0)]);
1437     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB)
1438       BuildMI(BB, X86::JMP, 1).addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(1)]);
1439   } else {
1440     // Change to the inverse condition...
1441     if (BI.getSuccessor(1) != NextBB) {
1442       OpNum ^= 1;
1443       BuildMI(BB, OpcodeTab[isSigned][OpNum], 1)
1444         .addMBB(MBBMap[BI.getSuccessor(1)]);
1445     }
1446   }
1447 }
1448
1449
1450 /// doCall - This emits an abstract call instruction, setting up the arguments
1451 /// and the return value as appropriate.  For the actual function call itself,
1452 /// it inserts the specified CallMI instruction into the stream.
1453 ///
1454 void ISel::doCall(const ValueRecord &Ret, MachineInstr *CallMI,
1455                   const std::vector<ValueRecord> &Args) {
1456
1457   // Count how many bytes are to be pushed on the stack...
1458   unsigned NumBytes = 0;
1459
1460   if (!Args.empty()) {
1461     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i)
1462       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1463       case cByte: case cShort: case cInt:
1464         NumBytes += 4; break;
1465       case cLong:
1466         NumBytes += 8; break;
1467       case cFP:
1468         NumBytes += Args[i].Ty == Type::FloatTy ? 4 : 8;
1469         break;
1470       default: assert(0 && "Unknown class!");
1471       }
1472
1473     // Adjust the stack pointer for the new arguments...
1474     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addImm(NumBytes);
1475
1476     // Arguments go on the stack in reverse order, as specified by the ABI.
1477     unsigned ArgOffset = 0;
1478     for (unsigned i = 0, e = Args.size(); i != e; ++i) {
1479       unsigned ArgReg;
1480       switch (getClassB(Args[i].Ty)) {
1481       case cByte:
1482         if (Args[i].Val && isa<ConstantBool>(Args[i].Val)) {
1483           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5), X86::ESP, ArgOffset)
1484             .addImm(Args[i].Val == ConstantBool::True);
1485           break;
1486         }
1487         // FALL THROUGH
1488       case cShort:
1489         if (Args[i].Val && isa<ConstantInt>(Args[i].Val)) {
1490           // Zero/Sign extend constant, then stuff into memory.
1491           ConstantInt *Val = cast<ConstantInt>(Args[i].Val);
1492           Val = cast<ConstantInt>(ConstantExpr::getCast(Val, Type::IntTy));
1493           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5), X86::ESP, ArgOffset)
1494             .addImm(Val->getRawValue() & 0xFFFFFFFF);
1495         } else {
1496           // Promote arg to 32 bits wide into a temporary register...
1497           ArgReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
1498           promote32(ArgReg, Args[i]);
1499           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1500                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1501         }
1502         break;
1503       case cInt:
1504         if (Args[i].Val && isa<ConstantInt>(Args[i].Val)) {
1505           unsigned Val = cast<ConstantInt>(Args[i].Val)->getRawValue();
1506           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1507                        X86::ESP, ArgOffset).addImm(Val);
1508         } else if (Args[i].Val && isa<ConstantPointerNull>(Args[i].Val)) {
1509           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1510                        X86::ESP, ArgOffset).addImm(0);
1511         } else {
1512           ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1513           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1514                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1515         }
1516         break;
1517       case cLong:
1518         if (Args[i].Val && isa<ConstantInt>(Args[i].Val)) {
1519           uint64_t Val = cast<ConstantInt>(Args[i].Val)->getRawValue();
1520           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1521                        X86::ESP, ArgOffset).addImm(Val & ~0U);
1522           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
1523                        X86::ESP, ArgOffset+4).addImm(Val >> 32ULL);
1524         } else {
1525           ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1526           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1527                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1528           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
1529                        X86::ESP, ArgOffset+4).addReg(ArgReg+1);
1530         }
1531         ArgOffset += 4;        // 8 byte entry, not 4.
1532         break;
1533         
1534       case cFP:
1535         ArgReg = Args[i].Val ? getReg(Args[i].Val) : Args[i].Reg;
1536         if (Args[i].Ty == Type::FloatTy) {
1537           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FST32m, 5),
1538                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1539         } else {
1540           assert(Args[i].Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1541           addRegOffset(BuildMI(BB, X86::FST64m, 5),
1542                        X86::ESP, ArgOffset).addReg(ArgReg);
1543           ArgOffset += 4;       // 8 byte entry, not 4.
1544         }
1545         break;
1546
1547       default: assert(0 && "Unknown class!");
1548       }
1549       ArgOffset += 4;
1550     }
1551   } else {
1552     BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKDOWN, 1).addImm(0);
1553   }
1554
1555   BB->push_back(CallMI);
1556
1557   BuildMI(BB, X86::ADJCALLSTACKUP, 1).addImm(NumBytes);
1558
1559   // If there is a return value, scavenge the result from the location the call
1560   // leaves it in...
1561   //
1562   if (Ret.Ty != Type::VoidTy) {
1563     unsigned DestClass = getClassB(Ret.Ty);
1564     switch (DestClass) {
1565     case cByte:
1566     case cShort:
1567     case cInt: {
1568       // Integral results are in %eax, or the appropriate portion
1569       // thereof.
1570       static const unsigned regRegMove[] = {
1571         X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr
1572       };
1573       static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX };
1574       BuildMI(BB, regRegMove[DestClass], 1, Ret.Reg).addReg(AReg[DestClass]);
1575       break;
1576     }
1577     case cFP:     // Floating-point return values live in %ST(0)
1578       BuildMI(BB, X86::FpGETRESULT, 1, Ret.Reg);
1579       break;
1580     case cLong:   // Long values are left in EDX:EAX
1581       BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, Ret.Reg).addReg(X86::EAX);
1582       BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, Ret.Reg+1).addReg(X86::EDX);
1583       break;
1584     default: assert(0 && "Unknown class!");
1585     }
1586   }
1587 }
1588
1589
1590 /// visitCallInst - Push args on stack and do a procedure call instruction.
1591 void ISel::visitCallInst(CallInst &CI) {
1592   MachineInstr *TheCall;
1593   if (Function *F = CI.getCalledFunction()) {
1594     // Is it an intrinsic function call?
1595     if (Intrinsic::ID ID = (Intrinsic::ID)F->getIntrinsicID()) {
1596       visitIntrinsicCall(ID, CI);   // Special intrinsics are not handled here
1597       return;
1598     }
1599
1600     // Emit a CALL instruction with PC-relative displacement.
1601     TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addGlobalAddress(F, true);
1602   } else {  // Emit an indirect call...
1603     unsigned Reg = getReg(CI.getCalledValue());
1604     TheCall = BuildMI(X86::CALL32r, 1).addReg(Reg);
1605   }
1606
1607   std::vector<ValueRecord> Args;
1608   for (unsigned i = 1, e = CI.getNumOperands(); i != e; ++i)
1609     Args.push_back(ValueRecord(CI.getOperand(i)));
1610
1611   unsigned DestReg = CI.getType() != Type::VoidTy ? getReg(CI) : 0;
1612   doCall(ValueRecord(DestReg, CI.getType()), TheCall, Args);
1613 }         
1614
1615 /// LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls - This performs a prepass over the
1616 /// function, lowering any calls to unknown intrinsic functions into the
1617 /// equivalent LLVM code.
1618 ///
1619 void ISel::LowerUnknownIntrinsicFunctionCalls(Function &F) {
1620   for (Function::iterator BB = F.begin(), E = F.end(); BB != E; ++BB)
1621     for (BasicBlock::iterator I = BB->begin(), E = BB->end(); I != E; )
1622       if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(I++))
1623         if (Function *F = CI->getCalledFunction())
1624           switch (F->getIntrinsicID()) {
1625           case Intrinsic::not_intrinsic:
1626           case Intrinsic::vastart:
1627           case Intrinsic::vacopy:
1628           case Intrinsic::vaend:
1629           case Intrinsic::returnaddress:
1630           case Intrinsic::frameaddress:
1631           case Intrinsic::memcpy:
1632           case Intrinsic::memset:
1633           case Intrinsic::isunordered:
1634           case Intrinsic::readport:
1635           case Intrinsic::writeport:
1636             // We directly implement these intrinsics
1637             break;
1638           case Intrinsic::readio: {
1639             // On X86, memory operations are in-order.  Lower this intrinsic
1640             // into a volatile load.
1641             Instruction *Before = CI->getPrev();
1642             LoadInst * LI = new LoadInst(CI->getOperand(1), "", true, CI);
1643             CI->replaceAllUsesWith(LI);
1644             BB->getInstList().erase(CI);
1645             break;
1646           }
1647           case Intrinsic::writeio: {
1648             // On X86, memory operations are in-order.  Lower this intrinsic
1649             // into a volatile store.
1650             Instruction *Before = CI->getPrev();
1651             StoreInst *LI = new StoreInst(CI->getOperand(1),
1652                                           CI->getOperand(2), true, CI);
1653             CI->replaceAllUsesWith(LI);
1654             BB->getInstList().erase(CI);
1655             break;
1656           }
1657           default:
1658             // All other intrinsic calls we must lower.
1659             Instruction *Before = CI->getPrev();
1660             TM.getIntrinsicLowering().LowerIntrinsicCall(CI);
1661             if (Before) {        // Move iterator to instruction after call
1662               I = Before; ++I;
1663             } else {
1664               I = BB->begin();
1665             }
1666           }
1667 }
1668
1669 void ISel::visitIntrinsicCall(Intrinsic::ID ID, CallInst &CI) {
1670   unsigned TmpReg1, TmpReg2;
1671   switch (ID) {
1672   case Intrinsic::vastart:
1673     // Get the address of the first vararg value...
1674     TmpReg1 = getReg(CI);
1675     addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEA32r, 5, TmpReg1), VarArgsFrameIndex);
1676     return;
1677
1678   case Intrinsic::vacopy:
1679     TmpReg1 = getReg(CI);
1680     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(1));
1681     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, TmpReg1).addReg(TmpReg2);
1682     return;
1683   case Intrinsic::vaend: return;   // Noop on X86
1684
1685   case Intrinsic::returnaddress:
1686   case Intrinsic::frameaddress:
1687     TmpReg1 = getReg(CI);
1688     if (cast<Constant>(CI.getOperand(1))->isNullValue()) {
1689       if (ID == Intrinsic::returnaddress) {
1690         // Just load the return address
1691         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, TmpReg1),
1692                           ReturnAddressIndex);
1693       } else {
1694         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::LEA32r, 4, TmpReg1),
1695                           ReturnAddressIndex, -4);
1696       }
1697     } else {
1698       // Values other than zero are not implemented yet.
1699       BuildMI(BB, X86::MOV32ri, 1, TmpReg1).addImm(0);
1700     }
1701     return;
1702
1703   case Intrinsic::isunordered:
1704     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1705     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1706     emitUCOMr(BB, BB->end(), TmpReg2, TmpReg1);
1707     TmpReg2 = getReg(CI);
1708     BuildMI(BB, X86::SETPr, 0, TmpReg2);
1709     return;
1710
1711   case Intrinsic::memcpy: {
1712     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memcpy call!");
1713     unsigned Align = 1;
1714     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1715       Align = AlignC->getRawValue();
1716       if (Align == 0) Align = 1;
1717     }
1718
1719     // Turn the byte code into # iterations
1720     unsigned CountReg;
1721     unsigned Opcode;
1722     switch (Align & 3) {
1723     case 2:   // WORD aligned
1724       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1725         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1726       } else {
1727         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1728         unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1729         BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(1);
1730       }
1731       Opcode = X86::REP_MOVSW;
1732       break;
1733     case 0:   // DWORD aligned
1734       if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1735         CountReg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1736       } else {
1737         CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1738         unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1739         BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(2);
1740       }
1741       Opcode = X86::REP_MOVSD;
1742       break;
1743     default:  // BYTE aligned
1744       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1745       Opcode = X86::REP_MOVSB;
1746       break;
1747     }
1748
1749     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1750     // destination in EDI, and the count in ECX.
1751     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1752     TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1753     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1754     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1755     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ESI).addReg(TmpReg2);
1756     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1757     return;
1758   }
1759   case Intrinsic::memset: {
1760     assert(CI.getNumOperands() == 5 && "Illegal llvm.memset call!");
1761     unsigned Align = 1;
1762     if (ConstantInt *AlignC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(4))) {
1763       Align = AlignC->getRawValue();
1764       if (Align == 0) Align = 1;
1765     }
1766
1767     // Turn the byte code into # iterations
1768     unsigned CountReg;
1769     unsigned Opcode;
1770     if (ConstantInt *ValC = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(2))) {
1771       unsigned Val = ValC->getRawValue() & 255;
1772
1773       // If the value is a constant, then we can potentially use larger copies.
1774       switch (Align & 3) {
1775       case 2:   // WORD aligned
1776         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1777           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/2));
1778         } else {
1779           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1780           unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1781           BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(1);
1782         }
1783         BuildMI(BB, X86::MOV16ri, 1, X86::AX).addImm((Val << 8) | Val);
1784         Opcode = X86::REP_STOSW;
1785         break;
1786       case 0:   // DWORD aligned
1787         if (ConstantInt *I = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(3))) {
1788           CountReg =getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, I->getRawValue()/4));
1789         } else {
1790           CountReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
1791           unsigned ByteReg = getReg(CI.getOperand(3));
1792           BuildMI(BB, X86::SHR32ri, 2, CountReg).addReg(ByteReg).addImm(2);
1793         }
1794         Val = (Val << 8) | Val;
1795         BuildMI(BB, X86::MOV32ri, 1, X86::EAX).addImm((Val << 16) | Val);
1796         Opcode = X86::REP_STOSD;
1797         break;
1798       default:  // BYTE aligned
1799         CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1800         BuildMI(BB, X86::MOV8ri, 1, X86::AL).addImm(Val);
1801         Opcode = X86::REP_STOSB;
1802         break;
1803       }
1804     } else {
1805       // If it's not a constant value we are storing, just fall back.  We could
1806       // try to be clever to form 16 bit and 32 bit values, but we don't yet.
1807       unsigned ValReg = getReg(CI.getOperand(2));
1808       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(ValReg);
1809       CountReg = getReg(CI.getOperand(3));
1810       Opcode = X86::REP_STOSB;
1811     }
1812
1813     // No matter what the alignment is, we put the source in ESI, the
1814     // destination in EDI, and the count in ECX.
1815     TmpReg1 = getReg(CI.getOperand(1));
1816     //TmpReg2 = getReg(CI.getOperand(2));
1817     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::ECX).addReg(CountReg);
1818     BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EDI).addReg(TmpReg1);
1819     BuildMI(BB, Opcode, 0);
1820     return;
1821   }
1822
1823   case Intrinsic::readport: {
1824     // First, determine that the size of the operand falls within the acceptable
1825     // range for this architecture.
1826     //
1827     if (getClassB(CI.getOperand(1)->getType()) != cShort) {
1828       std::cerr << "llvm.readport: Address size is not 16 bits\n";
1829       exit(1);
1830     }
1831
1832     // Now, move the I/O port address into the DX register and use the IN
1833     // instruction to get the input data.
1834     //
1835     unsigned Class = getClass(CI.getCalledFunction()->getReturnType());
1836     unsigned DestReg = getReg(CI);
1837
1838     // If the port is a single-byte constant, use the immediate form.
1839     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(1)))
1840       if ((C->getRawValue() & 255) == C->getRawValue()) {
1841         switch (Class) {
1842         case cByte:
1843           BuildMI(BB, X86::IN8ri, 1).addImm((unsigned char)C->getRawValue());
1844           BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1845           return;
1846         case cShort:
1847           BuildMI(BB, X86::IN16ri, 1).addImm((unsigned char)C->getRawValue());
1848           BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AX);
1849           return;
1850         case cInt:
1851           BuildMI(BB, X86::IN32ri, 1).addImm((unsigned char)C->getRawValue());
1852           BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);
1853           return;
1854         }
1855       }
1856
1857     unsigned Reg = getReg(CI.getOperand(1));
1858     BuildMI(BB, X86::MOV16rr, 1, X86::DX).addReg(Reg);
1859     switch (Class) {
1860     case cByte:
1861       BuildMI(BB, X86::IN8rr, 0);
1862       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
1863       break;
1864     case cShort:
1865       BuildMI(BB, X86::IN16rr, 0);
1866       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AX);
1867       break;
1868     case cInt:
1869       BuildMI(BB, X86::IN32rr, 0);
1870       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);
1871       break;
1872     default:
1873       std::cerr << "Cannot do input on this data type";
1874       exit (1);
1875     }
1876     return;
1877   }
1878
1879   case Intrinsic::writeport: {
1880     // First, determine that the size of the operand falls within the
1881     // acceptable range for this architecture.
1882     if (getClass(CI.getOperand(2)->getType()) != cShort) {
1883       std::cerr << "llvm.writeport: Address size is not 16 bits\n";
1884       exit(1);
1885     }
1886
1887     unsigned Class = getClassB(CI.getOperand(1)->getType());
1888     unsigned ValReg = getReg(CI.getOperand(1));
1889     switch (Class) {
1890     case cByte:
1891       BuildMI(BB, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(ValReg);
1892       break;
1893     case cShort:
1894       BuildMI(BB, X86::MOV16rr, 1, X86::AX).addReg(ValReg);
1895       break;
1896     case cInt:
1897       BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(ValReg);
1898       break;
1899     default:
1900       std::cerr << "llvm.writeport: invalid data type for X86 target";
1901       exit(1);
1902     }
1903
1904
1905     // If the port is a single-byte constant, use the immediate form.
1906     if (ConstantInt *C = dyn_cast<ConstantInt>(CI.getOperand(2)))
1907       if ((C->getRawValue() & 255) == C->getRawValue()) {
1908         static const unsigned O[] = { X86::OUT8ir, X86::OUT16ir, X86::OUT32ir };
1909         BuildMI(BB, O[Class], 1).addImm((unsigned char)C->getRawValue());
1910         return;
1911       }
1912
1913     // Otherwise, move the I/O port address into the DX register and the value
1914     // to write into the AL/AX/EAX register.
1915     static const unsigned Opc[] = { X86::OUT8rr, X86::OUT16rr, X86::OUT32rr };
1916     unsigned Reg = getReg(CI.getOperand(2));
1917     BuildMI(BB, X86::MOV16rr, 1, X86::DX).addReg(Reg);
1918     BuildMI(BB, Opc[Class], 0);
1919     return;
1920   }
1921     
1922   default: assert(0 && "Error: unknown intrinsics should have been lowered!");
1923   }
1924 }
1925
1926 static bool isSafeToFoldLoadIntoInstruction(LoadInst &LI, Instruction &User) {
1927   if (LI.getParent() != User.getParent())
1928     return false;
1929   BasicBlock::iterator It = &LI;
1930   // Check all of the instructions between the load and the user.  We should
1931   // really use alias analysis here, but for now we just do something simple.
1932   for (++It; It != BasicBlock::iterator(&User); ++It) {
1933     switch (It->getOpcode()) {
1934     case Instruction::Free:
1935     case Instruction::Store:
1936     case Instruction::Call:
1937     case Instruction::Invoke:
1938       return false;
1939     case Instruction::Load:
1940       if (cast<LoadInst>(It)->isVolatile() && LI.isVolatile())
1941         return false;
1942       break;
1943     }
1944   }
1945   return true;
1946 }
1947
1948 /// visitSimpleBinary - Implement simple binary operators for integral types...
1949 /// OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for Or, 4 for
1950 /// Xor.
1951 ///
1952 void ISel::visitSimpleBinary(BinaryOperator &B, unsigned OperatorClass) {
1953   unsigned DestReg = getReg(B);
1954   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
1955   Value *Op0 = B.getOperand(0), *Op1 = B.getOperand(1);
1956   unsigned Class = getClassB(B.getType());
1957
1958   // Special case: op Reg, load [mem]
1959   if (isa<LoadInst>(Op0) && !isa<LoadInst>(Op1) && Class != cLong &&
1960       Op0->hasOneUse() && 
1961       isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*cast<LoadInst>(Op0), B))
1962     if (!B.swapOperands())
1963       std::swap(Op0, Op1);  // Make sure any loads are in the RHS.
1964
1965   if (isa<LoadInst>(Op1) && Class != cLong && Op1->hasOneUse() &&
1966       isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*cast<LoadInst>(Op1), B)) {
1967
1968     unsigned Opcode;
1969     if (Class != cFP) {
1970       static const unsigned OpcodeTab[][3] = {
1971         // Arithmetic operators
1972         { X86::ADD8rm, X86::ADD16rm, X86::ADD32rm },  // ADD
1973         { X86::SUB8rm, X86::SUB16rm, X86::SUB32rm },  // SUB
1974         
1975         // Bitwise operators
1976         { X86::AND8rm, X86::AND16rm, X86::AND32rm },  // AND
1977         { X86:: OR8rm, X86:: OR16rm, X86:: OR32rm },  // OR
1978         { X86::XOR8rm, X86::XOR16rm, X86::XOR32rm },  // XOR
1979       };
1980       Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
1981     } else {
1982       static const unsigned OpcodeTab[][2] = {
1983         { X86::FADD32m, X86::FADD64m },  // ADD
1984         { X86::FSUB32m, X86::FSUB64m },  // SUB
1985       };
1986       const Type *Ty = Op0->getType();
1987       assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
1988       Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Ty == Type::DoubleTy];
1989     }
1990
1991     unsigned Op0r = getReg(Op0);
1992     if (AllocaInst *AI =
1993         dyn_castFixedAlloca(cast<LoadInst>(Op1)->getOperand(0))) {
1994       unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
1995       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5, DestReg).addReg(Op0r), FI);
1996
1997     } else {
1998       unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
1999       getAddressingMode(cast<LoadInst>(Op1)->getOperand(0), BaseReg,
2000                         Scale, IndexReg, Disp);
2001       
2002       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5, DestReg).addReg(Op0r),
2003                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2004     }
2005     return;
2006   }
2007
2008   // If this is a floating point subtract, check to see if we can fold the first
2009   // operand in.
2010   if (Class == cFP && OperatorClass == 1 &&
2011       isa<LoadInst>(Op0) && 
2012       isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*cast<LoadInst>(Op0), B)) {
2013     const Type *Ty = Op0->getType();
2014     assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2015     unsigned Opcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FSUBR32m : X86::FSUBR64m;
2016
2017     unsigned Op1r = getReg(Op1);
2018     if (AllocaInst *AI =
2019         dyn_castFixedAlloca(cast<LoadInst>(Op0)->getOperand(0))) {
2020       unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
2021       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5, DestReg).addReg(Op1r), FI);
2022     } else {
2023       unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
2024       getAddressingMode(cast<LoadInst>(Op0)->getOperand(0), BaseReg,
2025                         Scale, IndexReg, Disp);
2026       
2027       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5, DestReg).addReg(Op1r),
2028                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2029     }
2030     return;
2031   }
2032
2033   emitSimpleBinaryOperation(BB, MI, Op0, Op1, OperatorClass, DestReg);
2034 }
2035
2036
2037 /// emitBinaryFPOperation - This method handles emission of floating point
2038 /// Add (0), Sub (1), Mul (2), and Div (3) operations.
2039 void ISel::emitBinaryFPOperation(MachineBasicBlock *BB,
2040                                  MachineBasicBlock::iterator IP,
2041                                  Value *Op0, Value *Op1,
2042                                  unsigned OperatorClass, unsigned DestReg) {
2043
2044   // Special case: op Reg, <const fp>
2045   if (ConstantFP *Op1C = dyn_cast<ConstantFP>(Op1))
2046     if (!Op1C->isExactlyValue(+0.0) && !Op1C->isExactlyValue(+1.0)) {
2047       // Create a constant pool entry for this constant.
2048       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
2049       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(Op1C);
2050       const Type *Ty = Op1->getType();
2051
2052       static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
2053         { X86::FADD32m, X86::FSUB32m, X86::FMUL32m, X86::FDIV32m },   // Float
2054         { X86::FADD64m, X86::FSUB64m, X86::FMUL64m, X86::FDIV64m },   // Double
2055       };
2056
2057       assert(Ty == Type::FloatTy || Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2058       unsigned Opcode = OpcodeTab[Ty != Type::FloatTy][OperatorClass];
2059       unsigned Op0r = getReg(Op0, BB, IP);
2060       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, Opcode, 5,
2061                                        DestReg).addReg(Op0r), CPI);
2062       return;
2063     }
2064   
2065   // Special case: R1 = op <const fp>, R2
2066   if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(Op0))
2067     if (CFP->isExactlyValue(-0.0) && OperatorClass == 1) {
2068       // -0.0 - X === -X
2069       unsigned op1Reg = getReg(Op1, BB, IP);
2070       BuildMI(*BB, IP, X86::FCHS, 1, DestReg).addReg(op1Reg);
2071       return;
2072     } else if (!CFP->isExactlyValue(+0.0) && !CFP->isExactlyValue(+1.0)) {
2073       // R1 = op CST, R2  -->  R1 = opr R2, CST
2074
2075       // Create a constant pool entry for this constant.
2076       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
2077       unsigned CPI = CP->getConstantPoolIndex(CFP);
2078       const Type *Ty = CFP->getType();
2079
2080       static const unsigned OpcodeTab[][4] = {
2081         { X86::FADD32m, X86::FSUBR32m, X86::FMUL32m, X86::FDIVR32m }, // Float
2082         { X86::FADD64m, X86::FSUBR64m, X86::FMUL64m, X86::FDIVR64m }, // Double
2083       };
2084       
2085       assert(Ty == Type::FloatTy||Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2086       unsigned Opcode = OpcodeTab[Ty != Type::FloatTy][OperatorClass];
2087       unsigned Op1r = getReg(Op1, BB, IP);
2088       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, Opcode, 5,
2089                                        DestReg).addReg(Op1r), CPI);
2090       return;
2091     }
2092
2093   // General case.
2094   static const unsigned OpcodeTab[4] = {
2095     X86::FpADD, X86::FpSUB, X86::FpMUL, X86::FpDIV
2096   };
2097
2098   unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass];
2099   unsigned Op0r = getReg(Op0, BB, IP);
2100   unsigned Op1r = getReg(Op1, BB, IP);
2101   BuildMI(*BB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
2102 }
2103
2104 /// emitSimpleBinaryOperation - Implement simple binary operators for integral
2105 /// types...  OperatorClass is one of: 0 for Add, 1 for Sub, 2 for And, 3 for
2106 /// Or, 4 for Xor.
2107 ///
2108 /// emitSimpleBinaryOperation - Common code shared between visitSimpleBinary
2109 /// and constant expression support.
2110 ///
2111 void ISel::emitSimpleBinaryOperation(MachineBasicBlock *MBB,
2112                                      MachineBasicBlock::iterator IP,
2113                                      Value *Op0, Value *Op1,
2114                                      unsigned OperatorClass, unsigned DestReg) {
2115   unsigned Class = getClassB(Op0->getType());
2116
2117   if (Class == cFP) {
2118     assert(OperatorClass < 2 && "No logical ops for FP!");
2119     emitBinaryFPOperation(MBB, IP, Op0, Op1, OperatorClass, DestReg);
2120     return;
2121   }
2122
2123   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op0))
2124     if (OperatorClass == 1) {
2125       static unsigned const NEGTab[] = {
2126         X86::NEG8r, X86::NEG16r, X86::NEG32r, 0, X86::NEG32r
2127       };
2128
2129       // sub 0, X -> neg X
2130       if (CI->isNullValue()) {
2131         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
2132         BuildMI(*MBB, IP, NEGTab[Class], 1, DestReg).addReg(op1Reg);
2133       
2134         if (Class == cLong) {
2135           // We just emitted: Dl = neg Sl
2136           // Now emit       : T  = addc Sh, 0
2137           //                : Dh = neg T
2138           unsigned T = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2139           BuildMI(*MBB, IP, X86::ADC32ri, 2, T).addReg(op1Reg+1).addImm(0);
2140           BuildMI(*MBB, IP, X86::NEG32r, 1, DestReg+1).addReg(T);
2141         }
2142         return;
2143       } else if (Op1->hasOneUse() && Class != cLong) {
2144         // sub C, X -> tmp = neg X; DestReg = add tmp, C.  This is better
2145         // than copying C into a temporary register, because of register
2146         // pressure (tmp and destreg can share a register.
2147         static unsigned const ADDRITab[] = { 
2148           X86::ADD8ri, X86::ADD16ri, X86::ADD32ri, 0, X86::ADD32ri
2149         };
2150         unsigned op1Reg = getReg(Op1, MBB, IP);
2151         unsigned Tmp = makeAnotherReg(Op0->getType());
2152         BuildMI(*MBB, IP, NEGTab[Class], 1, Tmp).addReg(op1Reg);
2153         BuildMI(*MBB, IP, ADDRITab[Class], 2,
2154                 DestReg).addReg(Tmp).addImm(CI->getRawValue());
2155         return;
2156       }
2157     }
2158
2159   // Special case: op Reg, <const int>
2160   if (ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2161     unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
2162
2163     // xor X, -1 -> not X
2164     if (OperatorClass == 4 && Op1C->isAllOnesValue()) {
2165       static unsigned const NOTTab[] = {
2166         X86::NOT8r, X86::NOT16r, X86::NOT32r, 0, X86::NOT32r
2167       };
2168       BuildMI(*MBB, IP, NOTTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
2169       if (Class == cLong)  // Invert the top part too
2170         BuildMI(*MBB, IP, X86::NOT32r, 1, DestReg+1).addReg(Op0r+1);
2171       return;
2172     }
2173
2174     // add X, -1 -> dec X
2175     if (OperatorClass == 0 && Op1C->isAllOnesValue() && Class != cLong) {
2176       // Note that we can't use dec for 64-bit decrements, because it does not
2177       // set the carry flag!
2178       static unsigned const DECTab[] = { X86::DEC8r, X86::DEC16r, X86::DEC32r };
2179       BuildMI(*MBB, IP, DECTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
2180       return;
2181     }
2182
2183     // add X, 1 -> inc X
2184     if (OperatorClass == 0 && Op1C->equalsInt(1) && Class != cLong) {
2185       // Note that we can't use inc for 64-bit increments, because it does not
2186       // set the carry flag!
2187       static unsigned const INCTab[] = { X86::INC8r, X86::INC16r, X86::INC32r };
2188       BuildMI(*MBB, IP, INCTab[Class], 1, DestReg).addReg(Op0r);
2189       return;
2190     }
2191   
2192     static const unsigned OpcodeTab[][5] = {
2193       // Arithmetic operators
2194       { X86::ADD8ri, X86::ADD16ri, X86::ADD32ri, 0, X86::ADD32ri },  // ADD
2195       { X86::SUB8ri, X86::SUB16ri, X86::SUB32ri, 0, X86::SUB32ri },  // SUB
2196     
2197       // Bitwise operators
2198       { X86::AND8ri, X86::AND16ri, X86::AND32ri, 0, X86::AND32ri },  // AND
2199       { X86:: OR8ri, X86:: OR16ri, X86:: OR32ri, 0, X86::OR32ri  },  // OR
2200       { X86::XOR8ri, X86::XOR16ri, X86::XOR32ri, 0, X86::XOR32ri },  // XOR
2201     };
2202   
2203     unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
2204     unsigned Op1l = cast<ConstantInt>(Op1C)->getRawValue();
2205
2206     if (Class != cLong) {
2207       BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addImm(Op1l);
2208       return;
2209     }
2210     
2211     // If this is a long value and the high or low bits have a special
2212     // property, emit some special cases.
2213     unsigned Op1h = cast<ConstantInt>(Op1C)->getRawValue() >> 32LL;
2214     
2215     // If the constant is zero in the low 32-bits, just copy the low part
2216     // across and apply the normal 32-bit operation to the high parts.  There
2217     // will be no carry or borrow into the top.
2218     if (Op1l == 0) {
2219       if (OperatorClass != 2) // All but and...
2220         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(Op0r);
2221       else
2222         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg).addImm(0);
2223       BuildMI(*MBB, IP, OpcodeTab[OperatorClass][cLong], 2, DestReg+1)
2224         .addReg(Op0r+1).addImm(Op1h);
2225       return;
2226     }
2227     
2228     // If this is a logical operation and the top 32-bits are zero, just
2229     // operate on the lower 32.
2230     if (Op1h == 0 && OperatorClass > 1) {
2231       BuildMI(*MBB, IP, OpcodeTab[OperatorClass][cLong], 2, DestReg)
2232         .addReg(Op0r).addImm(Op1l);
2233       if (OperatorClass != 2)  // All but and
2234         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(Op0r+1);
2235       else
2236         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg+1).addImm(0);
2237       return;
2238     }
2239     
2240     // TODO: We could handle lots of other special cases here, such as AND'ing
2241     // with 0xFFFFFFFF00000000 -> noop, etc.
2242     
2243     // Otherwise, code generate the full operation with a constant.
2244     static const unsigned TopTab[] = {
2245       X86::ADC32ri, X86::SBB32ri, X86::AND32ri, X86::OR32ri, X86::XOR32ri
2246     };
2247     
2248     BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addImm(Op1l);
2249     BuildMI(*MBB, IP, TopTab[OperatorClass], 2, DestReg+1)
2250       .addReg(Op0r+1).addImm(Op1h);
2251     return;
2252   }
2253
2254   // Finally, handle the general case now.
2255   static const unsigned OpcodeTab[][5] = {
2256     // Arithmetic operators
2257     { X86::ADD8rr, X86::ADD16rr, X86::ADD32rr, 0, X86::ADD32rr },  // ADD
2258     { X86::SUB8rr, X86::SUB16rr, X86::SUB32rr, 0, X86::SUB32rr },  // SUB
2259       
2260     // Bitwise operators
2261     { X86::AND8rr, X86::AND16rr, X86::AND32rr, 0, X86::AND32rr },  // AND
2262     { X86:: OR8rr, X86:: OR16rr, X86:: OR32rr, 0, X86:: OR32rr },  // OR
2263     { X86::XOR8rr, X86::XOR16rr, X86::XOR32rr, 0, X86::XOR32rr },  // XOR
2264   };
2265     
2266   unsigned Opcode = OpcodeTab[OperatorClass][Class];
2267   unsigned Op0r = getReg(Op0, MBB, IP);
2268   unsigned Op1r = getReg(Op1, MBB, IP);
2269   BuildMI(*MBB, IP, Opcode, 2, DestReg).addReg(Op0r).addReg(Op1r);
2270     
2271   if (Class == cLong) {        // Handle the upper 32 bits of long values...
2272     static const unsigned TopTab[] = {
2273       X86::ADC32rr, X86::SBB32rr, X86::AND32rr, X86::OR32rr, X86::XOR32rr
2274     };
2275     BuildMI(*MBB, IP, TopTab[OperatorClass], 2,
2276             DestReg+1).addReg(Op0r+1).addReg(Op1r+1);
2277   }
2278 }
2279
2280 /// doMultiply - Emit appropriate instructions to multiply together the
2281 /// registers op0Reg and op1Reg, and put the result in DestReg.  The type of the
2282 /// result should be given as DestTy.
2283 ///
2284 void ISel::doMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2285                       unsigned DestReg, const Type *DestTy,
2286                       unsigned op0Reg, unsigned op1Reg) {
2287   unsigned Class = getClass(DestTy);
2288   switch (Class) {
2289   case cInt:
2290   case cShort:
2291     BuildMI(*MBB, MBBI, Class == cInt ? X86::IMUL32rr:X86::IMUL16rr, 2, DestReg)
2292       .addReg(op0Reg).addReg(op1Reg);
2293     return;
2294   case cByte:
2295     // Must use the MUL instruction, which forces use of AL...
2296     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MOV8rr, 1, X86::AL).addReg(op0Reg);
2297     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MUL8r, 1).addReg(op1Reg);
2298     BuildMI(*MBB, MBBI, X86::MOV8rr, 1, DestReg).addReg(X86::AL);
2299     return;
2300   default:
2301   case cLong: assert(0 && "doMultiply cannot operate on LONG values!");
2302   }
2303 }
2304
2305 // ExactLog2 - This function solves for (Val == 1 << (N-1)) and returns N.  It
2306 // returns zero when the input is not exactly a power of two.
2307 static unsigned ExactLog2(unsigned Val) {
2308   if (Val == 0 || (Val & (Val-1))) return 0;
2309   unsigned Count = 0;
2310   while (Val != 1) {
2311     Val >>= 1;
2312     ++Count;
2313   }
2314   return Count+1;
2315 }
2316
2317
2318 /// doMultiplyConst - This function is specialized to efficiently codegen an 8,
2319 /// 16, or 32-bit integer multiply by a constant.
2320 void ISel::doMultiplyConst(MachineBasicBlock *MBB,
2321                            MachineBasicBlock::iterator IP,
2322                            unsigned DestReg, const Type *DestTy,
2323                            unsigned op0Reg, unsigned ConstRHS) {
2324   static const unsigned MOVrrTab[] = {X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr};
2325   static const unsigned MOVriTab[] = {X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri};
2326   static const unsigned ADDrrTab[] = {X86::ADD8rr, X86::ADD16rr, X86::ADD32rr};
2327   static const unsigned NEGrTab[]  = {X86::NEG8r , X86::NEG16r , X86::NEG32r };
2328
2329   unsigned Class = getClass(DestTy);
2330   unsigned TmpReg;
2331
2332   // Handle special cases here.
2333   switch (ConstRHS) {
2334   case -2:
2335     TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
2336     BuildMI(*MBB, IP, NEGrTab[Class], 1, TmpReg).addReg(op0Reg);
2337     BuildMI(*MBB, IP, ADDrrTab[Class], 1,DestReg).addReg(TmpReg).addReg(TmpReg);
2338     return;
2339   case -1:
2340     BuildMI(*MBB, IP, NEGrTab[Class], 1, DestReg).addReg(op0Reg);
2341     return;
2342   case 0:
2343     BuildMI(*MBB, IP, MOVriTab[Class], 1, DestReg).addImm(0);
2344     return;
2345   case 1:
2346     BuildMI(*MBB, IP, MOVrrTab[Class], 1, DestReg).addReg(op0Reg);
2347     return;
2348   case 2:
2349     BuildMI(*MBB, IP, ADDrrTab[Class], 1,DestReg).addReg(op0Reg).addReg(op0Reg);
2350     return;
2351   case 3:
2352   case 5:
2353   case 9:
2354     if (Class == cInt) {
2355       addFullAddress(BuildMI(*MBB, IP, X86::LEA32r, 5, DestReg),
2356                      op0Reg, ConstRHS-1, op0Reg, 0);
2357       return;
2358     }
2359   case -3:
2360   case -5:
2361   case -9:
2362     if (Class == cInt) {
2363       TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
2364       addFullAddress(BuildMI(*MBB, IP, X86::LEA32r, 5, TmpReg),
2365                      op0Reg, -ConstRHS-1, op0Reg, 0);
2366       BuildMI(*MBB, IP, NEGrTab[Class], 1, DestReg).addReg(TmpReg);
2367       return;
2368     }
2369   }
2370
2371   // If the element size is exactly a power of 2, use a shift to get it.
2372   if (unsigned Shift = ExactLog2(ConstRHS)) {
2373     switch (Class) {
2374     default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
2375     case cByte:
2376       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL8ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
2377       return;
2378     case cShort:
2379       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL16ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
2380       return;
2381     case cInt:
2382       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri,2, DestReg).addReg(op0Reg).addImm(Shift-1);
2383       return;
2384     }
2385   }
2386
2387   // If the element size is a negative power of 2, use a shift/neg to get it.
2388   if (unsigned Shift = ExactLog2(-ConstRHS)) {
2389     TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
2390     BuildMI(*MBB, IP, NEGrTab[Class], 1, TmpReg).addReg(op0Reg);
2391     switch (Class) {
2392     default: assert(0 && "Unknown class for this function!");
2393     case cByte:
2394       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL8ri,2, DestReg).addReg(TmpReg).addImm(Shift-1);
2395       return;
2396     case cShort:
2397       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL16ri,2, DestReg).addReg(TmpReg).addImm(Shift-1);
2398       return;
2399     case cInt:
2400       BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri,2, DestReg).addReg(TmpReg).addImm(Shift-1);
2401       return;
2402     }
2403   }
2404   
2405   if (Class == cShort) {
2406     BuildMI(*MBB, IP, X86::IMUL16rri,2,DestReg).addReg(op0Reg).addImm(ConstRHS);
2407     return;
2408   } else if (Class == cInt) {
2409     BuildMI(*MBB, IP, X86::IMUL32rri,2,DestReg).addReg(op0Reg).addImm(ConstRHS);
2410     return;
2411   }
2412
2413   // Most general case, emit a normal multiply...
2414   TmpReg = makeAnotherReg(DestTy);
2415   BuildMI(*MBB, IP, MOVriTab[Class], 1, TmpReg).addImm(ConstRHS);
2416   
2417   // Emit a MUL to multiply the register holding the index by
2418   // elementSize, putting the result in OffsetReg.
2419   doMultiply(MBB, IP, DestReg, DestTy, op0Reg, TmpReg);
2420 }
2421
2422 /// visitMul - Multiplies are not simple binary operators because they must deal
2423 /// with the EAX register explicitly.
2424 ///
2425 void ISel::visitMul(BinaryOperator &I) {
2426   unsigned ResultReg = getReg(I);
2427
2428   Value *Op0 = I.getOperand(0);
2429   Value *Op1 = I.getOperand(1);
2430
2431   // Fold loads into floating point multiplies.
2432   if (getClass(Op0->getType()) == cFP) {
2433     if (isa<LoadInst>(Op0) && !isa<LoadInst>(Op1))
2434       if (!I.swapOperands())
2435         std::swap(Op0, Op1);  // Make sure any loads are in the RHS.
2436     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Op1))
2437       if (isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*LI, I)) {
2438         const Type *Ty = Op0->getType();
2439         assert(Ty == Type::FloatTy||Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2440         unsigned Opcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FMUL32m : X86::FMUL64m;
2441         
2442         unsigned Op0r = getReg(Op0);
2443         if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(LI->getOperand(0))) {
2444           unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
2445           addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op0r), FI);
2446         } else {
2447           unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
2448           getAddressingMode(LI->getOperand(0), BaseReg,
2449                             Scale, IndexReg, Disp);
2450           
2451           addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op0r),
2452                          BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2453         }
2454         return;
2455       }
2456   }
2457
2458   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end();
2459   emitMultiply(BB, IP, Op0, Op1, ResultReg);
2460 }
2461
2462 void ISel::emitMultiply(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
2463                         Value *Op0, Value *Op1, unsigned DestReg) {
2464   MachineBasicBlock &BB = *MBB;
2465   TypeClass Class = getClass(Op0->getType());
2466
2467   // Simple scalar multiply?
2468   unsigned Op0Reg  = getReg(Op0, &BB, IP);
2469   switch (Class) {
2470   case cByte:
2471   case cShort:
2472   case cInt:
2473     if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2474       unsigned Val = (unsigned)CI->getRawValue(); // Isn't a 64-bit constant
2475       doMultiplyConst(&BB, IP, DestReg, Op0->getType(), Op0Reg, Val);
2476     } else {
2477       unsigned Op1Reg  = getReg(Op1, &BB, IP);
2478       doMultiply(&BB, IP, DestReg, Op1->getType(), Op0Reg, Op1Reg);
2479     }
2480     return;
2481   case cFP:
2482     emitBinaryFPOperation(MBB, IP, Op0, Op1, 2, DestReg);
2483     return;
2484   case cLong:
2485     break;
2486   }
2487
2488   // Long value.  We have to do things the hard way...
2489   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
2490     unsigned CLow = CI->getRawValue();
2491     unsigned CHi  = CI->getRawValue() >> 32;
2492     
2493     if (CLow == 0) {
2494       // If the low part of the constant is all zeros, things are simple.
2495       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg).addImm(0);
2496       doMultiplyConst(&BB, IP, DestReg+1, Type::UIntTy, Op0Reg, CHi);
2497       return;
2498     }
2499     
2500     // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
2501     unsigned OverflowReg = 0;
2502     if (CLow == 1) {
2503       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(Op0Reg);
2504     } else {
2505       unsigned Op1RegL = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2506       OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2507       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32ri, 1, Op1RegL).addImm(CLow);
2508       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
2509       BuildMI(BB, IP, X86::MUL32r, 1).addReg(Op1RegL);  // AL*BL
2510       
2511       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);   // AL*BL
2512       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1,
2513               OverflowReg).addReg(X86::EDX);                    // AL*BL >> 32
2514     }
2515     
2516     unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
2517     doMultiplyConst(&BB, IP, AHBLReg, Type::UIntTy, Op0Reg+1, CLow);
2518     
2519     unsigned AHBLplusOverflowReg;
2520     if (OverflowReg) {
2521       AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2522       BuildMI(BB, IP, X86::ADD32rr, 2,                // AH*BL+(AL*BL >> 32)
2523               AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
2524     } else {
2525       AHBLplusOverflowReg = AHBLReg;
2526     }
2527     
2528     if (CHi == 0) {
2529       BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg);
2530     } else {
2531       unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
2532       doMultiplyConst(&BB, IP, ALBHReg, Type::UIntTy, Op0Reg, CHi);
2533       
2534       BuildMI(BB, IP, X86::ADD32rr, 2,      // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
2535               DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
2536     }
2537     return;
2538   }
2539
2540   // General 64x64 multiply
2541
2542   unsigned Op1Reg  = getReg(Op1, &BB, IP);
2543   // Multiply the two low parts... capturing carry into EDX
2544   BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, X86::EAX).addReg(Op0Reg);
2545   BuildMI(BB, IP, X86::MUL32r, 1).addReg(Op1Reg);  // AL*BL
2546   
2547   unsigned OverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2548   BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(X86::EAX);     // AL*BL
2549   BuildMI(BB, IP, X86::MOV32rr, 1,
2550           OverflowReg).addReg(X86::EDX); // AL*BL >> 32
2551   
2552   unsigned AHBLReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);   // AH*BL
2553   BuildMI(BB, IP, X86::IMUL32rr, 2,
2554           AHBLReg).addReg(Op0Reg+1).addReg(Op1Reg);
2555   
2556   unsigned AHBLplusOverflowReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
2557   BuildMI(BB, IP, X86::ADD32rr, 2,                // AH*BL+(AL*BL >> 32)
2558           AHBLplusOverflowReg).addReg(AHBLReg).addReg(OverflowReg);
2559   
2560   unsigned ALBHReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy); // AL*BH
2561   BuildMI(BB, IP, X86::IMUL32rr, 2,
2562           ALBHReg).addReg(Op0Reg).addReg(Op1Reg+1);
2563   
2564   BuildMI(BB, IP, X86::ADD32rr, 2,      // AL*BH + AH*BL + (AL*BL >> 32)
2565           DestReg+1).addReg(AHBLplusOverflowReg).addReg(ALBHReg);
2566 }
2567
2568
2569 /// visitDivRem - Handle division and remainder instructions... these
2570 /// instruction both require the same instructions to be generated, they just
2571 /// select the result from a different register.  Note that both of these
2572 /// instructions work differently for signed and unsigned operands.
2573 ///
2574 void ISel::visitDivRem(BinaryOperator &I) {
2575   unsigned ResultReg = getReg(I);
2576   Value *Op0 = I.getOperand(0), *Op1 = I.getOperand(1);
2577
2578   // Fold loads into floating point divides.
2579   if (getClass(Op0->getType()) == cFP) {
2580     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Op1))
2581       if (isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*LI, I)) {
2582         const Type *Ty = Op0->getType();
2583         assert(Ty == Type::FloatTy||Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2584         unsigned Opcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FDIV32m : X86::FDIV64m;
2585         
2586         unsigned Op0r = getReg(Op0);
2587         if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(LI->getOperand(0))) {
2588           unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
2589           addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op0r), FI);
2590         } else {
2591           unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
2592           getAddressingMode(LI->getOperand(0), BaseReg,
2593                             Scale, IndexReg, Disp);
2594           
2595           addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op0r),
2596                          BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2597         }
2598         return;
2599       }
2600
2601     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Op0))
2602       if (isSafeToFoldLoadIntoInstruction(*LI, I)) {
2603         const Type *Ty = Op0->getType();
2604         assert(Ty == Type::FloatTy||Ty == Type::DoubleTy && "Unknown FP type!");
2605         unsigned Opcode = Ty == Type::FloatTy ? X86::FDIVR32m : X86::FDIVR64m;
2606         
2607         unsigned Op1r = getReg(Op1);
2608         if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(LI->getOperand(0))) {
2609           unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
2610           addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op1r), FI);
2611         } else {
2612           unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
2613           getAddressingMode(LI->getOperand(0), BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2614           addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5, ResultReg).addReg(Op1r),
2615                          BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2616         }
2617         return;
2618       }
2619   }
2620
2621
2622   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end();
2623   emitDivRemOperation(BB, IP, Op0, Op1,
2624                       I.getOpcode() == Instruction::Div, ResultReg);
2625 }
2626
2627 void ISel::emitDivRemOperation(MachineBasicBlock *BB,
2628                                MachineBasicBlock::iterator IP,
2629                                Value *Op0, Value *Op1, bool isDiv,
2630                                unsigned ResultReg) {
2631   const Type *Ty = Op0->getType();
2632   unsigned Class = getClass(Ty);
2633   switch (Class) {
2634   case cFP:              // Floating point divide
2635     if (isDiv) {
2636       emitBinaryFPOperation(BB, IP, Op0, Op1, 3, ResultReg);
2637       return;
2638     } else {               // Floating point remainder...
2639       unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2640       unsigned Op1Reg = getReg(Op1, BB, IP);
2641       MachineInstr *TheCall =
2642         BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol("fmod", true);
2643       std::vector<ValueRecord> Args;
2644       Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::DoubleTy));
2645       Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::DoubleTy));
2646       doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::DoubleTy), TheCall, Args);
2647     }
2648     return;
2649   case cLong: {
2650     static const char *FnName[] =
2651       { "__moddi3", "__divdi3", "__umoddi3", "__udivdi3" };
2652     unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2653     unsigned Op1Reg = getReg(Op1, BB, IP);
2654     unsigned NameIdx = Ty->isUnsigned()*2 + isDiv;
2655     MachineInstr *TheCall =
2656       BuildMI(X86::CALLpcrel32, 1).addExternalSymbol(FnName[NameIdx], true);
2657
2658     std::vector<ValueRecord> Args;
2659     Args.push_back(ValueRecord(Op0Reg, Type::LongTy));
2660     Args.push_back(ValueRecord(Op1Reg, Type::LongTy));
2661     doCall(ValueRecord(ResultReg, Type::LongTy), TheCall, Args);
2662     return;
2663   }
2664   case cByte: case cShort: case cInt:
2665     break;          // Small integrals, handled below...
2666   default: assert(0 && "Unknown class!");
2667   }
2668
2669   static const unsigned MovOpcode[]={ X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr };
2670   static const unsigned NEGOpcode[] = { X86::NEG8r, X86::NEG16r, X86::NEG32r };
2671   static const unsigned SAROpcode[]={ X86::SAR8ri, X86::SAR16ri, X86::SAR32ri };
2672   static const unsigned SHROpcode[]={ X86::SHR8ri, X86::SHR16ri, X86::SHR32ri };
2673   static const unsigned ADDOpcode[]={ X86::ADD8rr, X86::ADD16rr, X86::ADD32rr };
2674
2675   // Special case signed division by power of 2.
2676   if (isDiv)
2677     if (ConstantSInt *CI = dyn_cast<ConstantSInt>(Op1)) {
2678       assert(Class != cLong && "This doesn't handle 64-bit divides!");
2679       int V = CI->getValue();
2680
2681       if (V == 1) {       // X /s 1 => X
2682         unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2683         BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(Op0Reg);
2684         return;
2685       }
2686
2687       if (V == -1) {      // X /s -1 => -X
2688         unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2689         BuildMI(*BB, IP, NEGOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(Op0Reg);
2690         return;
2691       }
2692
2693       bool isNeg = false;
2694       if (V < 0) {         // Not a positive power of 2?
2695         V = -V;
2696         isNeg = true;      // Maybe it's a negative power of 2.
2697       }
2698       if (unsigned Log = ExactLog2(V)) {
2699         --Log;
2700         unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2701         unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Op0->getType());
2702         if (Log != 1) 
2703           BuildMI(*BB, IP, SAROpcode[Class], 2, TmpReg)
2704             .addReg(Op0Reg).addImm(Log-1);
2705         else
2706           BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, TmpReg).addReg(Op0Reg);
2707         unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Op0->getType());
2708         BuildMI(*BB, IP, SHROpcode[Class], 2, TmpReg2)
2709           .addReg(TmpReg).addImm(32-Log);
2710         unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Op0->getType());
2711         BuildMI(*BB, IP, ADDOpcode[Class], 2, TmpReg3)
2712           .addReg(Op0Reg).addReg(TmpReg2);
2713
2714         unsigned TmpReg4 = isNeg ? makeAnotherReg(Op0->getType()) : ResultReg;
2715         BuildMI(*BB, IP, SAROpcode[Class], 2, TmpReg4)
2716           .addReg(Op0Reg).addImm(Log);
2717         if (isNeg)
2718           BuildMI(*BB, IP, NEGOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(TmpReg4);
2719         return;
2720       }
2721     }
2722
2723   static const unsigned Regs[]     ={ X86::AL    , X86::AX     , X86::EAX     };
2724   static const unsigned ClrOpcode[]={ X86::MOV8ri, X86::MOV16ri, X86::MOV32ri };
2725   static const unsigned ExtRegs[]  ={ X86::AH    , X86::DX     , X86::EDX     };
2726
2727   static const unsigned DivOpcode[][4] = {
2728     { X86::DIV8r , X86::DIV16r , X86::DIV32r , 0 },  // Unsigned division
2729     { X86::IDIV8r, X86::IDIV16r, X86::IDIV32r, 0 },  // Signed division
2730   };
2731
2732   unsigned Reg    = Regs[Class];
2733   unsigned ExtReg = ExtRegs[Class];
2734
2735   // Put the first operand into one of the A registers...
2736   unsigned Op0Reg = getReg(Op0, BB, IP);
2737   unsigned Op1Reg = getReg(Op1, BB, IP);
2738   BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, Reg).addReg(Op0Reg);
2739
2740   if (Ty->isSigned()) {
2741     // Emit a sign extension instruction...
2742     unsigned ShiftResult = makeAnotherReg(Op0->getType());
2743     BuildMI(*BB, IP, SAROpcode[Class], 2,ShiftResult).addReg(Op0Reg).addImm(31);
2744     BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ExtReg).addReg(ShiftResult);
2745
2746     // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
2747     BuildMI(*BB, IP, DivOpcode[1][Class], 1).addReg(Op1Reg);
2748   } else {
2749     // If unsigned, emit a zeroing instruction... (reg = 0)
2750     BuildMI(*BB, IP, ClrOpcode[Class], 2, ExtReg).addImm(0);
2751
2752     // Emit the appropriate divide or remainder instruction...
2753     BuildMI(*BB, IP, DivOpcode[0][Class], 1).addReg(Op1Reg);
2754   }
2755
2756   // Figure out which register we want to pick the result out of...
2757   unsigned DestReg = isDiv ? Reg : ExtReg;
2758   
2759   // Put the result into the destination register...
2760   BuildMI(*BB, IP, MovOpcode[Class], 1, ResultReg).addReg(DestReg);
2761 }
2762
2763
2764 /// Shift instructions: 'shl', 'sar', 'shr' - Some special cases here
2765 /// for constant immediate shift values, and for constant immediate
2766 /// shift values equal to 1. Even the general case is sort of special,
2767 /// because the shift amount has to be in CL, not just any old register.
2768 ///
2769 void ISel::visitShiftInst(ShiftInst &I) {
2770   MachineBasicBlock::iterator IP = BB->end ();
2771   emitShiftOperation (BB, IP, I.getOperand (0), I.getOperand (1),
2772                       I.getOpcode () == Instruction::Shl, I.getType (),
2773                       getReg (I));
2774 }
2775
2776 /// emitShiftOperation - Common code shared between visitShiftInst and
2777 /// constant expression support.
2778 void ISel::emitShiftOperation(MachineBasicBlock *MBB,
2779                               MachineBasicBlock::iterator IP,
2780                               Value *Op, Value *ShiftAmount, bool isLeftShift,
2781                               const Type *ResultTy, unsigned DestReg) {
2782   unsigned SrcReg = getReg (Op, MBB, IP);
2783   bool isSigned = ResultTy->isSigned ();
2784   unsigned Class = getClass (ResultTy);
2785   
2786   static const unsigned ConstantOperand[][4] = {
2787     { X86::SHR8ri, X86::SHR16ri, X86::SHR32ri, X86::SHRD32rri8 },  // SHR
2788     { X86::SAR8ri, X86::SAR16ri, X86::SAR32ri, X86::SHRD32rri8 },  // SAR
2789     { X86::SHL8ri, X86::SHL16ri, X86::SHL32ri, X86::SHLD32rri8 },  // SHL
2790     { X86::SHL8ri, X86::SHL16ri, X86::SHL32ri, X86::SHLD32rri8 },  // SAL = SHL
2791   };
2792
2793   static const unsigned NonConstantOperand[][4] = {
2794     { X86::SHR8rCL, X86::SHR16rCL, X86::SHR32rCL },  // SHR
2795     { X86::SAR8rCL, X86::SAR16rCL, X86::SAR32rCL },  // SAR
2796     { X86::SHL8rCL, X86::SHL16rCL, X86::SHL32rCL },  // SHL
2797     { X86::SHL8rCL, X86::SHL16rCL, X86::SHL32rCL },  // SAL = SHL
2798   };
2799
2800   // Longs, as usual, are handled specially...
2801   if (Class == cLong) {
2802     // If we have a constant shift, we can generate much more efficient code
2803     // than otherwise...
2804     //
2805     if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
2806       unsigned Amount = CUI->getValue();
2807       if (Amount < 32) {
2808         const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
2809         if (isLeftShift) {
2810           BuildMI(*MBB, IP, Opc[3], 3, 
2811               DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
2812           BuildMI(*MBB, IP, Opc[2], 2, DestReg).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
2813         } else {
2814           BuildMI(*MBB, IP, Opc[3], 3,
2815               DestReg).addReg(SrcReg  ).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
2816           BuildMI(*MBB, IP, Opc[2],2,DestReg+1).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
2817         }
2818       } else {                 // Shifting more than 32 bits
2819         Amount -= 32;
2820         if (isLeftShift) {
2821           if (Amount != 0) {
2822             BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32ri, 2,
2823                     DestReg + 1).addReg(SrcReg).addImm(Amount);
2824           } else {
2825             BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg);
2826           }
2827           BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg).addImm(0);
2828         } else {
2829           if (Amount != 0) {
2830             BuildMI(*MBB, IP, isSigned ? X86::SAR32ri : X86::SHR32ri, 2,
2831                     DestReg).addReg(SrcReg+1).addImm(Amount);
2832           } else {
2833             BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(SrcReg+1);
2834           }
2835           BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg+1).addImm(0);
2836         }
2837       }
2838     } else {
2839       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2840
2841       if (!isLeftShift && isSigned) {
2842         // If this is a SHR of a Long, then we need to do funny sign extension
2843         // stuff.  TmpReg gets the value to use as the high-part if we are
2844         // shifting more than 32 bits.
2845         BuildMI(*MBB, IP, X86::SAR32ri, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addImm(31);
2846       } else {
2847         // Other shifts use a fixed zero value if the shift is more than 32
2848         // bits.
2849         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, TmpReg).addImm(0);
2850       }
2851
2852       // Initialize CL with the shift amount...
2853       unsigned ShiftAmountReg = getReg(ShiftAmount, MBB, IP);
2854       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
2855
2856       unsigned TmpReg2 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2857       unsigned TmpReg3 = makeAnotherReg(Type::IntTy);
2858       if (isLeftShift) {
2859         // TmpReg2 = shld inHi, inLo
2860         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHLD32rrCL,2,TmpReg2).addReg(SrcReg+1)
2861                                                     .addReg(SrcReg);
2862         // TmpReg3 = shl  inLo, CL
2863         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHL32rCL, 1, TmpReg3).addReg(SrcReg);
2864
2865         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
2866         BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8ri, 2).addReg(X86::CL).addImm(32);
2867
2868         // DestHi = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
2869         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2, 
2870                 DestReg+1).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
2871         // DestLo = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
2872         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2,
2873             DestReg).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
2874       } else {
2875         // TmpReg2 = shrd inLo, inHi
2876         BuildMI(*MBB, IP, X86::SHRD32rrCL,2,TmpReg2).addReg(SrcReg)
2877                                                     .addReg(SrcReg+1);
2878         // TmpReg3 = s[ah]r  inHi, CL
2879         BuildMI(*MBB, IP, isSigned ? X86::SAR32rCL : X86::SHR32rCL, 1, TmpReg3)
2880                        .addReg(SrcReg+1);
2881
2882         // Set the flags to indicate whether the shift was by more than 32 bits.
2883         BuildMI(*MBB, IP, X86::TEST8ri, 2).addReg(X86::CL).addImm(32);
2884
2885         // DestLo = (>32) ? TmpReg3 : TmpReg2;
2886         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2, 
2887                 DestReg).addReg(TmpReg2).addReg(TmpReg3);
2888
2889         // DestHi = (>32) ? TmpReg : TmpReg3;
2890         BuildMI(*MBB, IP, X86::CMOVNE32rr, 2, 
2891                 DestReg+1).addReg(TmpReg3).addReg(TmpReg);
2892       }
2893     }
2894     return;
2895   }
2896
2897   if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(ShiftAmount)) {
2898     // The shift amount is constant, guaranteed to be a ubyte. Get its value.
2899     assert(CUI->getType() == Type::UByteTy && "Shift amount not a ubyte?");
2900
2901     const unsigned *Opc = ConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
2902     BuildMI(*MBB, IP, Opc[Class], 2,
2903         DestReg).addReg(SrcReg).addImm(CUI->getValue());
2904   } else {                  // The shift amount is non-constant.
2905     unsigned ShiftAmountReg = getReg (ShiftAmount, MBB, IP);
2906     BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV8rr, 1, X86::CL).addReg(ShiftAmountReg);
2907
2908     const unsigned *Opc = NonConstantOperand[isLeftShift*2+isSigned];
2909     BuildMI(*MBB, IP, Opc[Class], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
2910   }
2911 }
2912
2913
2914 /// visitLoadInst - Implement LLVM load instructions in terms of the x86 'mov'
2915 /// instruction.  The load and store instructions are the only place where we
2916 /// need to worry about the memory layout of the target machine.
2917 ///
2918 void ISel::visitLoadInst(LoadInst &I) {
2919   // Check to see if this load instruction is going to be folded into a binary
2920   // instruction, like add.  If so, we don't want to emit it.  Wouldn't a real
2921   // pattern matching instruction selector be nice?
2922   unsigned Class = getClassB(I.getType());
2923   if (I.hasOneUse()) {
2924     Instruction *User = cast<Instruction>(I.use_back());
2925     switch (User->getOpcode()) {
2926     case Instruction::Cast:
2927       // If this is a cast from a signed-integer type to a floating point type,
2928       // fold the cast here.
2929       if (getClassB(User->getType()) == cFP &&
2930           (I.getType() == Type::ShortTy || I.getType() == Type::IntTy ||
2931            I.getType() == Type::LongTy)) {
2932         unsigned DestReg = getReg(User);
2933         static const unsigned Opcode[] = {
2934           0/*BYTE*/, X86::FILD16m, X86::FILD32m, 0/*FP*/, X86::FILD64m
2935         };
2936
2937         if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(I.getOperand(0))) {
2938           unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
2939           addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode[Class], 4, DestReg), FI);
2940         } else {
2941           unsigned BaseReg = 0, Scale = 1, IndexReg = 0, Disp = 0;
2942           getAddressingMode(I.getOperand(0), BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2943           addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode[Class], 4, DestReg),
2944                          BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
2945         }
2946         return;
2947       } else {
2948         User = 0;
2949       }
2950       break;
2951
2952     case Instruction::Add:
2953     case Instruction::Sub:
2954     case Instruction::And:
2955     case Instruction::Or:
2956     case Instruction::Xor:
2957       if (Class == cLong) User = 0;
2958       break;
2959     case Instruction::Mul:
2960     case Instruction::Div:
2961       if (Class != cFP) User = 0;
2962       break;  // Folding only implemented for floating point.
2963     default: User = 0; break;
2964     }
2965
2966     if (User) {
2967       // Okay, we found a user.  If the load is the first operand and there is
2968       // no second operand load, reverse the operand ordering.  Note that this
2969       // can fail for a subtract (ie, no change will be made).
2970       bool Swapped = false;
2971       if (!isa<LoadInst>(User->getOperand(1)))
2972         Swapped = !cast<BinaryOperator>(User)->swapOperands();
2973       
2974       // Okay, now that everything is set up, if this load is used by the second
2975       // operand, and if there are no instructions that invalidate the load
2976       // before the binary operator, eliminate the load.
2977       if (User->getOperand(1) == &I &&
2978           isSafeToFoldLoadIntoInstruction(I, *User))
2979         return;   // Eliminate the load!
2980
2981       // If this is a floating point sub or div, we won't be able to swap the
2982       // operands, but we will still be able to eliminate the load.
2983       if (Class == cFP && User->getOperand(0) == &I &&
2984           !isa<LoadInst>(User->getOperand(1)) &&
2985           (User->getOpcode() == Instruction::Sub ||
2986            User->getOpcode() == Instruction::Div) &&
2987           isSafeToFoldLoadIntoInstruction(I, *User))
2988         return;  // Eliminate the load!
2989
2990       // If we swapped the operands to the instruction, but couldn't fold the
2991       // load anyway, swap them back.  We don't want to break add X, int 
2992       // folding.
2993       if (Swapped) cast<BinaryOperator>(User)->swapOperands();
2994     }
2995   }
2996
2997   static const unsigned Opcodes[] = {
2998     X86::MOV8rm, X86::MOV16rm, X86::MOV32rm, X86::FLD32m, X86::MOV32rm
2999   };
3000   unsigned Opcode = Opcodes[Class];
3001   if (I.getType() == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FLD64m;
3002
3003   unsigned DestReg = getReg(I);
3004
3005   if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(I.getOperand(0))) {
3006     unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
3007     if (Class == cLong) {
3008       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg), FI);
3009       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1), FI, 4);
3010     } else {
3011       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 4, DestReg), FI);
3012     }
3013   } else {
3014     unsigned BaseReg = 0, Scale = 1, IndexReg = 0, Disp = 0;
3015     getAddressingMode(I.getOperand(0), BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3016     
3017     if (Class == cLong) {
3018       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg),
3019                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3020       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1),
3021                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4);
3022     } else {
3023       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 4, DestReg),
3024                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3025     }
3026   }
3027 }
3028
3029 /// visitStoreInst - Implement LLVM store instructions in terms of the x86 'mov'
3030 /// instruction.
3031 ///
3032 void ISel::visitStoreInst(StoreInst &I) {
3033   unsigned BaseReg = ~0U, Scale = ~0U, IndexReg = ~0U, Disp = ~0U;
3034   unsigned AllocaFrameIdx = ~0U;
3035
3036   if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(I.getOperand(1)))
3037     AllocaFrameIdx = getFixedSizedAllocaFI(AI);
3038   else
3039     getAddressingMode(I.getOperand(1), BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3040
3041   const Type *ValTy = I.getOperand(0)->getType();
3042   unsigned Class = getClassB(ValTy);
3043
3044   if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(I.getOperand(0))) {
3045     uint64_t Val = CI->getRawValue();
3046     if (Class == cLong) {
3047       if (AllocaFrameIdx != ~0U) {
3048         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3049                           AllocaFrameIdx).addImm(Val & ~0U);
3050         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3051                           AllocaFrameIdx, 4).addImm(Val>>32);
3052       } else {
3053         addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3054                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(Val & ~0U);
3055         addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3056                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4).addImm(Val>>32);
3057       }
3058     } else {
3059       static const unsigned Opcodes[] = {
3060         X86::MOV8mi, X86::MOV16mi, X86::MOV32mi
3061       };
3062       unsigned Opcode = Opcodes[Class];
3063       if (AllocaFrameIdx != ~0U)
3064         addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5), AllocaFrameIdx).addImm(Val);
3065       else
3066         addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 5),
3067                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(Val);
3068     }
3069   } else if (isa<ConstantPointerNull>(I.getOperand(0))) {
3070     if (AllocaFrameIdx != ~0U)
3071       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5), AllocaFrameIdx).addImm(0);
3072     else
3073       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3074                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(0);
3075     
3076   } else if (ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(I.getOperand(0))) {
3077     if (AllocaFrameIdx != ~0U)
3078       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV8mi, 5),
3079                         AllocaFrameIdx).addImm(CB->getValue());
3080     else
3081       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV8mi, 5),
3082                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(CB->getValue());
3083   } else if (ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(I.getOperand(0))) {
3084     // Store constant FP values with integer instructions to avoid having to
3085     // load the constants from the constant pool then do a store.
3086     if (CFP->getType() == Type::FloatTy) {
3087       union {
3088         unsigned I;
3089         float    F;
3090       } V;
3091       V.F = CFP->getValue();
3092       if (AllocaFrameIdx != ~0U)
3093         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3094                           AllocaFrameIdx).addImm(V.I);
3095       else
3096         addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3097                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm(V.I);
3098     } else {
3099       union {
3100         uint64_t I;
3101         double   F;
3102       } V;
3103       V.F = CFP->getValue();
3104       if (AllocaFrameIdx != ~0U) {
3105         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3106                           AllocaFrameIdx).addImm((unsigned)V.I);
3107         addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3108                           AllocaFrameIdx, 4).addImm(unsigned(V.I >> 32));
3109       } else {
3110         addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3111                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addImm((unsigned)V.I);
3112         addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mi, 5),
3113                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4).addImm(
3114                                                           unsigned(V.I >> 32));
3115       }
3116     }
3117     
3118   } else if (Class == cLong) {
3119     unsigned ValReg = getReg(I.getOperand(0));
3120     if (AllocaFrameIdx != ~0U) {
3121       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
3122                         AllocaFrameIdx).addReg(ValReg);
3123       addFrameReference(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
3124                         AllocaFrameIdx, 4).addReg(ValReg+1);
3125     } else {
3126       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
3127                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addReg(ValReg);
3128       addFullAddress(BuildMI(BB, X86::MOV32mr, 5),
3129                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp+4).addReg(ValReg+1);
3130     }
3131   } else {
3132     unsigned ValReg = getReg(I.getOperand(0));
3133     static const unsigned Opcodes[] = {
3134       X86::MOV8mr, X86::MOV16mr, X86::MOV32mr, X86::FST32m
3135     };
3136     unsigned Opcode = Opcodes[Class];
3137     if (ValTy == Type::DoubleTy) Opcode = X86::FST64m;
3138
3139     if (AllocaFrameIdx != ~0U)
3140       addFrameReference(BuildMI(BB, Opcode, 5), AllocaFrameIdx).addReg(ValReg);
3141     else
3142       addFullAddress(BuildMI(BB, Opcode, 1+4),
3143                      BaseReg, Scale, IndexReg, Disp).addReg(ValReg);
3144   }
3145 }
3146
3147
3148 /// visitCastInst - Here we have various kinds of copying with or without sign
3149 /// extension going on.
3150 ///
3151 void ISel::visitCastInst(CastInst &CI) {
3152   Value *Op = CI.getOperand(0);
3153
3154   unsigned SrcClass = getClassB(Op->getType());
3155   unsigned DestClass = getClassB(CI.getType());
3156   // Noop casts are not emitted: getReg will return the source operand as the
3157   // register to use for any uses of the noop cast.
3158   if (DestClass == SrcClass) {
3159     // The only detail in this plan is that casts from double -> float are 
3160     // truncating operations that we have to codegen through memory (despite
3161     // the fact that the source/dest registers are the same class).
3162     if (CI.getType() != Type::FloatTy || Op->getType() != Type::DoubleTy)
3163       return;
3164   }
3165
3166   // If this is a cast from a 32-bit integer to a Long type, and the only uses
3167   // of the case are GEP instructions, then the cast does not need to be
3168   // generated explicitly, it will be folded into the GEP.
3169   if (DestClass == cLong && SrcClass == cInt) {
3170     bool AllUsesAreGEPs = true;
3171     for (Value::use_iterator I = CI.use_begin(), E = CI.use_end(); I != E; ++I)
3172       if (!isa<GetElementPtrInst>(*I)) {
3173         AllUsesAreGEPs = false;
3174         break;
3175       }        
3176
3177     // No need to codegen this cast if all users are getelementptr instrs...
3178     if (AllUsesAreGEPs) return;
3179   }
3180
3181   // If this cast converts a load from a short,int, or long integer to a FP
3182   // value, we will have folded this cast away.
3183   if (DestClass == cFP && isa<LoadInst>(Op) && Op->hasOneUse() &&
3184       (Op->getType() == Type::ShortTy || Op->getType() == Type::IntTy ||
3185        Op->getType() == Type::LongTy))
3186     return;
3187
3188
3189   unsigned DestReg = getReg(CI);
3190   MachineBasicBlock::iterator MI = BB->end();
3191   emitCastOperation(BB, MI, Op, CI.getType(), DestReg);
3192 }
3193
3194 /// emitCastOperation - Common code shared between visitCastInst and constant
3195 /// expression cast support.
3196 ///
3197 void ISel::emitCastOperation(MachineBasicBlock *BB,
3198                              MachineBasicBlock::iterator IP,
3199                              Value *Src, const Type *DestTy,
3200                              unsigned DestReg) {
3201   const Type *SrcTy = Src->getType();
3202   unsigned SrcClass = getClassB(SrcTy);
3203   unsigned DestClass = getClassB(DestTy);
3204   unsigned SrcReg = getReg(Src, BB, IP);
3205
3206   // Implement casts to bool by using compare on the operand followed by set if
3207   // not zero on the result.
3208   if (DestTy == Type::BoolTy) {
3209     switch (SrcClass) {
3210     case cByte:
3211       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST8rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
3212       break;
3213     case cShort:
3214       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST16rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
3215       break;
3216     case cInt:
3217       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST32rr, 2).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg);
3218       break;
3219     case cLong: {
3220       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::IntTy);
3221       BuildMI(*BB, IP, X86::OR32rr, 2, TmpReg).addReg(SrcReg).addReg(SrcReg+1);
3222       break;
3223     }
3224     case cFP:
3225       BuildMI(*BB, IP, X86::FTST, 1).addReg(SrcReg);
3226       BuildMI(*BB, IP, X86::FNSTSW8r, 0);
3227       BuildMI(*BB, IP, X86::SAHF, 1);
3228       break;
3229     }
3230
3231     // If the zero flag is not set, then the value is true, set the byte to
3232     // true.
3233     BuildMI(*BB, IP, X86::SETNEr, 1, DestReg);
3234     return;
3235   }
3236
3237   static const unsigned RegRegMove[] = {
3238     X86::MOV8rr, X86::MOV16rr, X86::MOV32rr, X86::FpMOV, X86::MOV32rr
3239   };
3240
3241   // Implement casts between values of the same type class (as determined by
3242   // getClass) by using a register-to-register move.
3243   if (SrcClass == DestClass) {
3244     if (SrcClass <= cInt || (SrcClass == cFP && SrcTy == DestTy)) {
3245       BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, DestReg).addReg(SrcReg);
3246     } else if (SrcClass == cFP) {
3247       if (SrcTy == Type::FloatTy) {  // double -> float
3248         assert(DestTy == Type::DoubleTy && "Unknown cFP member!");
3249         BuildMI(*BB, IP, X86::FpMOV, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
3250       } else {                       // float -> double
3251         assert(SrcTy == Type::DoubleTy && DestTy == Type::FloatTy &&
3252                "Unknown cFP member!");
3253         // Truncate from double to float by storing to memory as short, then
3254         // reading it back.
3255         unsigned FltAlign = TM.getTargetData().getFloatAlignment();
3256         int FrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(4, FltAlign);
3257         addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FST32m, 5), FrameIdx).addReg(SrcReg);
3258         addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLD32m, 5, DestReg), FrameIdx);
3259       }
3260     } else if (SrcClass == cLong) {
3261       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
3262       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg+1).addReg(SrcReg+1);
3263     } else {
3264       assert(0 && "Cannot handle this type of cast instruction!");
3265       abort();
3266     }
3267     return;
3268   }
3269
3270   // Handle cast of SMALLER int to LARGER int using a move with sign extension
3271   // or zero extension, depending on whether the source type was signed.
3272   if (SrcClass <= cInt && (DestClass <= cInt || DestClass == cLong) &&
3273       SrcClass < DestClass) {
3274     bool isLong = DestClass == cLong;
3275     if (isLong) DestClass = cInt;
3276
3277     static const unsigned Opc[][4] = {
3278       { X86::MOVSX16rr8, X86::MOVSX32rr8, X86::MOVSX32rr16, X86::MOV32rr }, // s
3279       { X86::MOVZX16rr8, X86::MOVZX32rr8, X86::MOVZX32rr16, X86::MOV32rr }  // u
3280     };
3281     
3282     bool isUnsigned = SrcTy->isUnsigned() || SrcTy == Type::BoolTy;
3283     BuildMI(*BB, IP, Opc[isUnsigned][SrcClass + DestClass - 1], 1,
3284         DestReg).addReg(SrcReg);
3285
3286     if (isLong) {  // Handle upper 32 bits as appropriate...
3287       if (isUnsigned)     // Zero out top bits...
3288         BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32ri, 1, DestReg+1).addImm(0);
3289       else                // Sign extend bottom half...
3290         BuildMI(*BB, IP, X86::SAR32ri, 2, DestReg+1).addReg(DestReg).addImm(31);
3291     }
3292     return;
3293   }
3294
3295   // Special case long -> int ...
3296   if (SrcClass == cLong && DestClass == cInt) {
3297     BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, DestReg).addReg(SrcReg);
3298     return;
3299   }
3300   
3301   // Handle cast of LARGER int to SMALLER int using a move to EAX followed by a
3302   // move out of AX or AL.
3303   if ((SrcClass <= cInt || SrcClass == cLong) && DestClass <= cInt
3304       && SrcClass > DestClass) {
3305     static const unsigned AReg[] = { X86::AL, X86::AX, X86::EAX, 0, X86::EAX };
3306     BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[SrcClass], 1, AReg[SrcClass]).addReg(SrcReg);
3307     BuildMI(*BB, IP, RegRegMove[DestClass], 1, DestReg).addReg(AReg[DestClass]);
3308     return;
3309   }
3310
3311   // Handle casts from integer to floating point now...
3312   if (DestClass == cFP) {
3313     // Promote the integer to a type supported by FLD.  We do this because there
3314     // are no unsigned FLD instructions, so we must promote an unsigned value to
3315     // a larger signed value, then use FLD on the larger value.
3316     //
3317     const Type *PromoteType = 0;
3318     unsigned PromoteOpcode = 0;
3319     unsigned RealDestReg = DestReg;
3320     switch (SrcTy->getTypeID()) {
3321     case Type::BoolTyID:
3322     case Type::SByteTyID:
3323       // We don't have the facilities for directly loading byte sized data from
3324       // memory (even signed).  Promote it to 16 bits.
3325       PromoteType = Type::ShortTy;
3326       PromoteOpcode = X86::MOVSX16rr8;
3327       break;
3328     case Type::UByteTyID:
3329       PromoteType = Type::ShortTy;
3330       PromoteOpcode = X86::MOVZX16rr8;
3331       break;
3332     case Type::UShortTyID:
3333       PromoteType = Type::IntTy;
3334       PromoteOpcode = X86::MOVZX32rr16;
3335       break;
3336     case Type::UIntTyID: {
3337       // Make a 64 bit temporary... and zero out the top of it...
3338       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(Type::LongTy);
3339       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rr, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
3340       BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32ri, 1, TmpReg+1).addImm(0);
3341       SrcTy = Type::LongTy;
3342       SrcClass = cLong;
3343       SrcReg = TmpReg;
3344       break;
3345     }
3346     case Type::ULongTyID:
3347       // Don't fild into the read destination.
3348       DestReg = makeAnotherReg(Type::DoubleTy);
3349       break;
3350     default:  // No promotion needed...
3351       break;
3352     }
3353     
3354     if (PromoteType) {
3355       unsigned TmpReg = makeAnotherReg(PromoteType);
3356       BuildMI(*BB, IP, PromoteOpcode, 1, TmpReg).addReg(SrcReg);
3357       SrcTy = PromoteType;
3358       SrcClass = getClass(PromoteType);
3359       SrcReg = TmpReg;
3360     }
3361
3362     // Spill the integer to memory and reload it from there...
3363     int FrameIdx =
3364       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(SrcTy, TM.getTargetData());
3365
3366     if (SrcClass == cLong) {
3367       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32mr, 5),
3368                         FrameIdx).addReg(SrcReg);
3369       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32mr, 5),
3370                         FrameIdx, 4).addReg(SrcReg+1);
3371     } else {
3372       static const unsigned Op1[] = { X86::MOV8mr, X86::MOV16mr, X86::MOV32mr };
3373       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op1[SrcClass], 5),
3374                         FrameIdx).addReg(SrcReg);
3375     }
3376
3377     static const unsigned Op2[] =
3378       { 0/*byte*/, X86::FILD16m, X86::FILD32m, 0/*FP*/, X86::FILD64m };
3379     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op2[SrcClass], 5, DestReg), FrameIdx);
3380
3381     // We need special handling for unsigned 64-bit integer sources.  If the
3382     // input number has the "sign bit" set, then we loaded it incorrectly as a
3383     // negative 64-bit number.  In this case, add an offset value.
3384     if (SrcTy == Type::ULongTy) {
3385       // Emit a test instruction to see if the dynamic input value was signed.
3386       BuildMI(*BB, IP, X86::TEST32rr, 2).addReg(SrcReg+1).addReg(SrcReg+1);
3387
3388       // If the sign bit is set, get a pointer to an offset, otherwise get a
3389       // pointer to a zero.
3390       MachineConstantPool *CP = F->getConstantPool();
3391       unsigned Zero = makeAnotherReg(Type::IntTy);
3392       Constant *Null = Constant::getNullValue(Type::UIntTy);
3393       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, X86::LEA32r, 5, Zero), 
3394                                CP->getConstantPoolIndex(Null));
3395       unsigned Offset = makeAnotherReg(Type::IntTy);
3396       Constant *OffsetCst = ConstantUInt::get(Type::UIntTy, 0x5f800000);
3397                                              
3398       addConstantPoolReference(BuildMI(*BB, IP, X86::LEA32r, 5, Offset),
3399                                CP->getConstantPoolIndex(OffsetCst));
3400       unsigned Addr = makeAnotherReg(Type::IntTy);
3401       BuildMI(*BB, IP, X86::CMOVS32rr, 2, Addr).addReg(Zero).addReg(Offset);
3402
3403       // Load the constant for an add.  FIXME: this could make an 'fadd' that
3404       // reads directly from memory, but we don't support these yet.
3405       unsigned ConstReg = makeAnotherReg(Type::DoubleTy);
3406       addDirectMem(BuildMI(*BB, IP, X86::FLD32m, 4, ConstReg), Addr);
3407
3408       BuildMI(*BB, IP, X86::FpADD, 2, RealDestReg)
3409                 .addReg(ConstReg).addReg(DestReg);
3410     }
3411
3412     return;
3413   }
3414
3415   // Handle casts from floating point to integer now...
3416   if (SrcClass == cFP) {
3417     // Change the floating point control register to use "round towards zero"
3418     // mode when truncating to an integer value.
3419     //
3420     int CWFrameIdx = F->getFrameInfo()->CreateStackObject(2, 2);
3421     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FNSTCW16m, 4), CWFrameIdx);
3422
3423     // Load the old value of the high byte of the control word...
3424     unsigned HighPartOfCW = makeAnotherReg(Type::UByteTy);
3425     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8rm, 4, HighPartOfCW),
3426                       CWFrameIdx, 1);
3427
3428     // Set the high part to be round to zero...
3429     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8mi, 5),
3430                       CWFrameIdx, 1).addImm(12);
3431
3432     // Reload the modified control word now...
3433     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLDCW16m, 4), CWFrameIdx);
3434     
3435     // Restore the memory image of control word to original value
3436     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV8mr, 5),
3437                       CWFrameIdx, 1).addReg(HighPartOfCW);
3438
3439     // We don't have the facilities for directly storing byte sized data to
3440     // memory.  Promote it to 16 bits.  We also must promote unsigned values to
3441     // larger classes because we only have signed FP stores.
3442     unsigned StoreClass  = DestClass;
3443     const Type *StoreTy  = DestTy;
3444     if (StoreClass == cByte || DestTy->isUnsigned())
3445       switch (StoreClass) {
3446       case cByte:  StoreTy = Type::ShortTy; StoreClass = cShort; break;
3447       case cShort: StoreTy = Type::IntTy;   StoreClass = cInt;   break;
3448       case cInt:   StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
3449       // The following treatment of cLong may not be perfectly right,
3450       // but it survives chains of casts of the form
3451       // double->ulong->double.
3452       case cLong:  StoreTy = Type::LongTy;  StoreClass = cLong;  break;
3453       default: assert(0 && "Unknown store class!");
3454       }
3455
3456     // Spill the integer to memory and reload it from there...
3457     int FrameIdx =
3458       F->getFrameInfo()->CreateStackObject(StoreTy, TM.getTargetData());
3459
3460     static const unsigned Op1[] =
3461       { 0, X86::FIST16m, X86::FIST32m, 0, X86::FISTP64m };
3462     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op1[StoreClass], 5),
3463                       FrameIdx).addReg(SrcReg);
3464
3465     if (DestClass == cLong) {
3466       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rm, 4, DestReg), FrameIdx);
3467       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1),
3468                         FrameIdx, 4);
3469     } else {
3470       static const unsigned Op2[] = { X86::MOV8rm, X86::MOV16rm, X86::MOV32rm };
3471       addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, Op2[DestClass], 4, DestReg), FrameIdx);
3472     }
3473
3474     // Reload the original control word now...
3475     addFrameReference(BuildMI(*BB, IP, X86::FLDCW16m, 4), CWFrameIdx);
3476     return;
3477   }
3478
3479   // Anything we haven't handled already, we can't (yet) handle at all.
3480   assert(0 && "Unhandled cast instruction!");
3481   abort();
3482 }
3483
3484 /// visitVANextInst - Implement the va_next instruction...
3485 ///
3486 void ISel::visitVANextInst(VANextInst &I) {
3487   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
3488   unsigned DestReg = getReg(I);
3489
3490   unsigned Size;
3491   switch (I.getArgType()->getTypeID()) {
3492   default:
3493     std::cerr << I;
3494     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
3495     return;
3496   case Type::PointerTyID:
3497   case Type::UIntTyID:
3498   case Type::IntTyID:
3499     Size = 4;
3500     break;
3501   case Type::ULongTyID:
3502   case Type::LongTyID:
3503   case Type::DoubleTyID:
3504     Size = 8;
3505     break;
3506   }
3507
3508   // Increment the VAList pointer...
3509   BuildMI(BB, X86::ADD32ri, 2, DestReg).addReg(VAList).addImm(Size);
3510 }
3511
3512 void ISel::visitVAArgInst(VAArgInst &I) {
3513   unsigned VAList = getReg(I.getOperand(0));
3514   unsigned DestReg = getReg(I);
3515
3516   switch (I.getType()->getTypeID()) {
3517   default:
3518     std::cerr << I;
3519     assert(0 && "Error: bad type for va_next instruction!");
3520     return;
3521   case Type::PointerTyID:
3522   case Type::UIntTyID:
3523   case Type::IntTyID:
3524     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg), VAList);
3525     break;
3526   case Type::ULongTyID:
3527   case Type::LongTyID:
3528     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg), VAList);
3529     addRegOffset(BuildMI(BB, X86::MOV32rm, 4, DestReg+1), VAList, 4);
3530     break;
3531   case Type::DoubleTyID:
3532     addDirectMem(BuildMI(BB, X86::FLD64m, 4, DestReg), VAList);
3533     break;
3534   }
3535 }
3536
3537 /// visitGetElementPtrInst - instruction-select GEP instructions
3538 ///
3539 void ISel::visitGetElementPtrInst(GetElementPtrInst &I) {
3540   // If this GEP instruction will be folded into all of its users, we don't need
3541   // to explicitly calculate it!
3542   unsigned A, B, C, D;
3543   if (isGEPFoldable(0, I.getOperand(0), I.op_begin()+1, I.op_end(), A,B,C,D)) {
3544     // Check all of the users of the instruction to see if they are loads and
3545     // stores.
3546     bool AllWillFold = true;
3547     for (Value::use_iterator UI = I.use_begin(), E = I.use_end(); UI != E; ++UI)
3548       if (cast<Instruction>(*UI)->getOpcode() != Instruction::Load)
3549         if (cast<Instruction>(*UI)->getOpcode() != Instruction::Store ||
3550             cast<Instruction>(*UI)->getOperand(0) == &I) {
3551           AllWillFold = false;
3552           break;
3553         }
3554
3555     // If the instruction is foldable, and will be folded into all users, don't
3556     // emit it!
3557     if (AllWillFold) return;
3558   }
3559
3560   unsigned outputReg = getReg(I);
3561   emitGEPOperation(BB, BB->end(), I.getOperand(0),
3562                    I.op_begin()+1, I.op_end(), outputReg);
3563 }
3564
3565 /// getGEPIndex - Inspect the getelementptr operands specified with GEPOps and
3566 /// GEPTypes (the derived types being stepped through at each level).  On return
3567 /// from this function, if some indexes of the instruction are representable as
3568 /// an X86 lea instruction, the machine operands are put into the Ops
3569 /// instruction and the consumed indexes are poped from the GEPOps/GEPTypes
3570 /// lists.  Otherwise, GEPOps.size() is returned.  If this returns a an
3571 /// addressing mode that only partially consumes the input, the BaseReg input of
3572 /// the addressing mode must be left free.
3573 ///
3574 /// Note that there is one fewer entry in GEPTypes than there is in GEPOps.
3575 ///
3576 void ISel::getGEPIndex(MachineBasicBlock *MBB, MachineBasicBlock::iterator IP,
3577                        std::vector<Value*> &GEPOps,
3578                        std::vector<const Type*> &GEPTypes, unsigned &BaseReg,
3579                        unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp) {
3580   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
3581
3582   // Clear out the state we are working with...
3583   BaseReg = 0;    // No base register
3584   Scale = 1;      // Unit scale
3585   IndexReg = 0;   // No index register
3586   Disp = 0;       // No displacement
3587
3588   // While there are GEP indexes that can be folded into the current address,
3589   // keep processing them.
3590   while (!GEPTypes.empty()) {
3591     if (const StructType *StTy = dyn_cast<StructType>(GEPTypes.back())) {
3592       // It's a struct access.  CUI is the index into the structure,
3593       // which names the field. This index must have unsigned type.
3594       const ConstantUInt *CUI = cast<ConstantUInt>(GEPOps.back());
3595       
3596       // Use the TargetData structure to pick out what the layout of the
3597       // structure is in memory.  Since the structure index must be constant, we
3598       // can get its value and use it to find the right byte offset from the
3599       // StructLayout class's list of structure member offsets.
3600       Disp += TD.getStructLayout(StTy)->MemberOffsets[CUI->getValue()];
3601       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
3602       GEPTypes.pop_back();
3603     } else {
3604       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
3605       const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(GEPTypes.back());
3606       Value *idx = GEPOps.back();
3607
3608       // idx is the index into the array.  Unlike with structure
3609       // indices, we may not know its actual value at code-generation
3610       // time.
3611
3612       // If idx is a constant, fold it into the offset.
3613       unsigned TypeSize = TD.getTypeSize(SqTy->getElementType());
3614       if (ConstantSInt *CSI = dyn_cast<ConstantSInt>(idx)) {
3615         Disp += TypeSize*CSI->getValue();
3616       } else if (ConstantUInt *CUI = dyn_cast<ConstantUInt>(idx)) {
3617         Disp += TypeSize*CUI->getValue();
3618       } else {
3619         // If the index reg is already taken, we can't handle this index.
3620         if (IndexReg) return;
3621
3622         // If this is a size that we can handle, then add the index as 
3623         switch (TypeSize) {
3624         case 1: case 2: case 4: case 8:
3625           // These are all acceptable scales on X86.
3626           Scale = TypeSize;
3627           break;
3628         default:
3629           // Otherwise, we can't handle this scale
3630           return;
3631         }
3632
3633         if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
3634           if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
3635               CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
3636             idx = CI->getOperand(0);
3637
3638         IndexReg = MBB ? getReg(idx, MBB, IP) : 1;
3639       }
3640
3641       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
3642       GEPTypes.pop_back();
3643     }
3644   }
3645
3646   // GEPTypes is empty, which means we have a single operand left.  Set it as
3647   // the base register.
3648   //
3649   assert(BaseReg == 0);
3650
3651 #if 0   // FIXME: TODO!
3652   if (AllocaInst *AI = dyn_castFixedAlloca(V)) {
3653     // FIXME: When we can add FrameIndex values as the first operand, we can
3654     // make GEP's of allocas MUCH more efficient!
3655     unsigned FI = getFixedSizedAllocaFI(AI);
3656     GEPOps.pop_back();
3657     return;
3658   } else if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V)) {
3659     // FIXME: When addressing modes are more powerful/correct, we could load
3660     // global addresses directly as 32-bit immediates.
3661   }
3662 #endif
3663
3664   BaseReg = MBB ? getReg(GEPOps[0], MBB, IP) : 1;
3665   GEPOps.pop_back();        // Consume the last GEP operand
3666 }
3667
3668
3669 /// isGEPFoldable - Return true if the specified GEP can be completely
3670 /// folded into the addressing mode of a load/store or lea instruction.
3671 bool ISel::isGEPFoldable(MachineBasicBlock *MBB,
3672                          Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
3673                          User::op_iterator IdxEnd, unsigned &BaseReg,
3674                          unsigned &Scale, unsigned &IndexReg, unsigned &Disp) {
3675
3676   std::vector<Value*> GEPOps;
3677   GEPOps.resize(IdxEnd-IdxBegin+1);
3678   GEPOps[0] = Src;
3679   std::copy(IdxBegin, IdxEnd, GEPOps.begin()+1);
3680   
3681   std::vector<const Type*>
3682     GEPTypes(gep_type_begin(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd),
3683              gep_type_end(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd));
3684
3685   MachineBasicBlock::iterator IP;
3686   if (MBB) IP = MBB->end();
3687   getGEPIndex(MBB, IP, GEPOps, GEPTypes, BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3688
3689   // We can fold it away iff the getGEPIndex call eliminated all operands.
3690   return GEPOps.empty();
3691 }
3692
3693 void ISel::emitGEPOperation(MachineBasicBlock *MBB,
3694                             MachineBasicBlock::iterator IP,
3695                             Value *Src, User::op_iterator IdxBegin,
3696                             User::op_iterator IdxEnd, unsigned TargetReg) {
3697   const TargetData &TD = TM.getTargetData();
3698
3699   // If this is a getelementptr null, with all constant integer indices, just
3700   // replace it with TargetReg = 42.
3701   if (isa<ConstantPointerNull>(Src)) {
3702     User::op_iterator I = IdxBegin;
3703     for (; I != IdxEnd; ++I)
3704       if (!isa<ConstantInt>(*I))
3705         break;
3706     if (I == IdxEnd) {   // All constant indices
3707       unsigned Offset = TD.getIndexedOffset(Src->getType(),
3708                                          std::vector<Value*>(IdxBegin, IdxEnd));
3709       BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, TargetReg).addImm(Offset);
3710       return;
3711     }
3712   }
3713
3714   std::vector<Value*> GEPOps;
3715   GEPOps.resize(IdxEnd-IdxBegin+1);
3716   GEPOps[0] = Src;
3717   std::copy(IdxBegin, IdxEnd, GEPOps.begin()+1);
3718   
3719   std::vector<const Type*> GEPTypes;
3720   GEPTypes.assign(gep_type_begin(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd),
3721                   gep_type_end(Src->getType(), IdxBegin, IdxEnd));
3722
3723   // Keep emitting instructions until we consume the entire GEP instruction.
3724   while (!GEPOps.empty()) {
3725     unsigned OldSize = GEPOps.size();
3726     unsigned BaseReg, Scale, IndexReg, Disp;
3727     getGEPIndex(MBB, IP, GEPOps, GEPTypes, BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3728     
3729     if (GEPOps.size() != OldSize) {
3730       // getGEPIndex consumed some of the input.  Build an LEA instruction here.
3731       unsigned NextTarget = 0;
3732       if (!GEPOps.empty()) {
3733         assert(BaseReg == 0 &&
3734            "getGEPIndex should have left the base register open for chaining!");
3735         NextTarget = BaseReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3736       }
3737
3738       if (IndexReg == 0 && Disp == 0)
3739         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
3740       else
3741         addFullAddress(BuildMI(*MBB, IP, X86::LEA32r, 5, TargetReg),
3742                        BaseReg, Scale, IndexReg, Disp);
3743       --IP;
3744       TargetReg = NextTarget;
3745     } else if (GEPTypes.empty()) {
3746       // The getGEPIndex operation didn't want to build an LEA.  Check to see if
3747       // all operands are consumed but the base pointer.  If so, just load it
3748       // into the register.
3749       if (GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(GEPOps[0])) {
3750         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32ri, 1, TargetReg).addGlobalAddress(GV);
3751       } else {
3752         unsigned BaseReg = getReg(GEPOps[0], MBB, IP);
3753         BuildMI(*MBB, IP, X86::MOV32rr, 1, TargetReg).addReg(BaseReg);
3754       }
3755       break;                // we are now done
3756
3757     } else {
3758       // It's an array or pointer access: [ArraySize x ElementType].
3759       const SequentialType *SqTy = cast<SequentialType>(GEPTypes.back());
3760       Value *idx = GEPOps.back();
3761       GEPOps.pop_back();        // Consume a GEP operand
3762       GEPTypes.pop_back();
3763
3764       // Many GEP instructions use a [cast (int/uint) to LongTy] as their
3765       // operand on X86.  Handle this case directly now...
3766       if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(idx))
3767         if (CI->getOperand(0)->getType() == Type::IntTy ||
3768             CI->getOperand(0)->getType() == Type::UIntTy)
3769           idx = CI->getOperand(0);
3770
3771       // We want to add BaseReg to(idxReg * sizeof ElementType). First, we
3772       // must find the size of the pointed-to type (Not coincidentally, the next
3773       // type is the type of the elements in the array).
3774       const Type *ElTy = SqTy->getElementType();
3775       unsigned elementSize = TD.getTypeSize(ElTy);
3776
3777       // If idxReg is a constant, we don't need to perform the multiply!
3778       if (ConstantInt *CSI = dyn_cast<ConstantInt>(idx)) {
3779         if (!CSI->isNullValue()) {
3780           unsigned Offset = elementSize*CSI->getRawValue();
3781           unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3782           BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32ri, 2, TargetReg)
3783                                 .addReg(Reg).addImm(Offset);
3784           --IP;            // Insert the next instruction before this one.
3785           TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
3786         }
3787       } else if (elementSize == 1) {
3788         // If the element size is 1, we don't have to multiply, just add
3789         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
3790         unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3791         BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32rr, 2,TargetReg).addReg(Reg).addReg(idxReg);
3792         --IP;            // Insert the next instruction before this one.
3793         TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
3794       } else {
3795         unsigned idxReg = getReg(idx, MBB, IP);
3796         unsigned OffsetReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3797
3798         // Make sure we can back the iterator up to point to the first
3799         // instruction emitted.
3800         MachineBasicBlock::iterator BeforeIt = IP;
3801         if (IP == MBB->begin())
3802           BeforeIt = MBB->end();
3803         else
3804           --BeforeIt;
3805         doMultiplyConst(MBB, IP, OffsetReg, Type::IntTy, idxReg, elementSize);
3806
3807         // Emit an ADD to add OffsetReg to the basePtr.
3808         unsigned Reg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3809         BuildMI(*MBB, IP, X86::ADD32rr, 2, TargetReg)
3810                           .addReg(Reg).addReg(OffsetReg);
3811
3812         // Step to the first instruction of the multiply.
3813         if (BeforeIt == MBB->end())
3814           IP = MBB->begin();
3815         else
3816           IP = ++BeforeIt;
3817
3818         TargetReg = Reg; // Codegen the rest of the GEP into this
3819       }
3820     }
3821   }
3822 }
3823
3824 /// visitAllocaInst - If this is a fixed size alloca, allocate space from the
3825 /// frame manager, otherwise do it the hard way.
3826 ///
3827 void ISel::visitAllocaInst(AllocaInst &I) {
3828   // If this is a fixed size alloca in the entry block for the function, we
3829   // statically stack allocate the space, so we don't need to do anything here.
3830   //
3831   if (dyn_castFixedAlloca(&I)) return;
3832   
3833   // Find the data size of the alloca inst's getAllocatedType.
3834   const Type *Ty = I.getAllocatedType();
3835   unsigned TySize = TM.getTargetData().getTypeSize(Ty);
3836
3837   // Create a register to hold the temporary result of multiplying the type size
3838   // constant by the variable amount.
3839   unsigned TotalSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3840   unsigned SrcReg1 = getReg(I.getArraySize());
3841   
3842   // TotalSizeReg = mul <numelements>, <TypeSize>
3843   MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
3844   doMultiplyConst(BB, MBBI, TotalSizeReg, Type::UIntTy, SrcReg1, TySize);
3845
3846   // AddedSize = add <TotalSizeReg>, 15
3847   unsigned AddedSizeReg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3848   BuildMI(BB, X86::ADD32ri, 2, AddedSizeReg).addReg(TotalSizeReg).addImm(15);
3849
3850   // AlignedSize = and <AddedSize>, ~15
3851   unsigned AlignedSize = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3852   BuildMI(BB, X86::AND32ri, 2, AlignedSize).addReg(AddedSizeReg).addImm(~15);
3853   
3854   // Subtract size from stack pointer, thereby allocating some space.
3855   BuildMI(BB, X86::SUB32rr, 2, X86::ESP).addReg(X86::ESP).addReg(AlignedSize);
3856
3857   // Put a pointer to the space into the result register, by copying
3858   // the stack pointer.
3859   BuildMI(BB, X86::MOV32rr, 1, getReg(I)).addReg(X86::ESP);
3860
3861   // Inform the Frame Information that we have just allocated a variable-sized
3862   // object.
3863   F->getFrameInfo()->CreateVariableSizedObject();
3864 }
3865
3866 /// visitMallocInst - Malloc instructions are code generated into direct calls
3867 /// to the library malloc.
3868 ///
3869 void ISel::visitMallocInst(MallocInst &I) {
3870   unsigned AllocSize = TM.getTargetData().getTypeSize(I.getAllocatedType());
3871   unsigned Arg;
3872
3873   if (ConstantUInt *C = dyn_cast<ConstantUInt>(I.getOperand(0))) {
3874     Arg = getReg(ConstantUInt::get(Type::UIntTy, C->getValue() * AllocSize));
3875   } else {
3876     Arg = makeAnotherReg(Type::UIntTy);
3877     unsigned Op0Reg = getReg(I.getOperand(0));
3878     MachineBasicBlock::iterator MBBI = BB->end();
3879     doMultiplyConst(BB, MBBI, Arg, Type::UIntTy, Op0Reg, AllocSize);
3880   }
3881
3882   std::vector<ValueRecord> Args;
3883   Args.push_back(ValueRecord(Arg, Type::UIntTy));
3884   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
3885                                   1).addExternalSymbol("malloc", true);
3886   doCall(ValueRecord(getReg(I), I.getType()), TheCall, Args);
3887 }
3888
3889
3890 /// visitFreeInst - Free instructions are code gen'd to call the free libc
3891 /// function.
3892 ///
3893 void ISel::visitFreeInst(FreeInst &I) {
3894   std::vector<ValueRecord> Args;
3895   Args.push_back(ValueRecord(I.getOperand(0)));
3896   MachineInstr *TheCall = BuildMI(X86::CALLpcrel32,
3897                                   1).addExternalSymbol("free", true);
3898   doCall(ValueRecord(0, Type::VoidTy), TheCall, Args);
3899 }
3900    
3901 /// createX86SimpleInstructionSelector - This pass converts an LLVM function
3902 /// into a machine code representation is a very simple peep-hole fashion.  The
3903 /// generated code sucks but the implementation is nice and simple.
3904 ///
3905 FunctionPass *llvm::createX86SimpleInstructionSelector(TargetMachine &TM) {
3906   return new ISel(TM);
3907 }