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[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMRegisterInfo.td
index 20a7355b7653020c2815e648301be0b55646eba7..02cbfb1fa9f152c943492b67e9e38a6a3c606ef9 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs -------------------*- C++ -*-===//
+//===-- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs -------------*- tablegen -*-===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 // Registers are identified with 4-bit ID numbers.
-class ARMReg<bits<4> num, string n, list<Register> subregs = []> : Register<n> {
-  field bits<4> Num;
+class ARMReg<bits<16> Enc, string n, list<Register> subregs = []> : Register<n> {
+  let HWEncoding = Enc;
   let Namespace = "ARM";
   let SubRegs = subregs;
+  // All bits of ARM registers with sub-registers are covered by sub-registers.
+  let CoveredBySubRegs = 1;
 }
 
-class ARMFReg<bits<6> num, string n> : Register<n> {
-  field bits<6> Num;
+class ARMFReg<bits<16> Enc, string n> : Register<n> {
+  let HWEncoding = Enc;
   let Namespace = "ARM";
 }
 
+// Subregister indices.
+let Namespace = "ARM" in {
+def qqsub_0 : SubRegIndex<256>;
+def qqsub_1 : SubRegIndex<256, 256>;
+
+// Note: Code depends on these having consecutive numbers.
+def qsub_0 : SubRegIndex<128>;
+def qsub_1 : SubRegIndex<128, 128>;
+def qsub_2 : ComposedSubRegIndex<qqsub_1, qsub_0>;
+def qsub_3 : ComposedSubRegIndex<qqsub_1, qsub_1>;
+
+def dsub_0 : SubRegIndex<64>;
+def dsub_1 : SubRegIndex<64, 64>;
+def dsub_2 : ComposedSubRegIndex<qsub_1, dsub_0>;
+def dsub_3 : ComposedSubRegIndex<qsub_1, dsub_1>;
+def dsub_4 : ComposedSubRegIndex<qsub_2, dsub_0>;
+def dsub_5 : ComposedSubRegIndex<qsub_2, dsub_1>;
+def dsub_6 : ComposedSubRegIndex<qsub_3, dsub_0>;
+def dsub_7 : ComposedSubRegIndex<qsub_3, dsub_1>;
+
+def ssub_0  : SubRegIndex<32>;
+def ssub_1  : SubRegIndex<32, 32>;
+def ssub_2  : ComposedSubRegIndex<dsub_1, ssub_0>;
+def ssub_3  : ComposedSubRegIndex<dsub_1, ssub_1>;
+
+def gsub_0  : SubRegIndex<32>;
+def gsub_1  : SubRegIndex<32, 32>;
+// Let TableGen synthesize the remaining 12 ssub_* indices.
+// We don't need to name them.
+}
+
 // Integer registers
 def R0  : ARMReg< 0, "r0">,  DwarfRegNum<[0]>;
 def R1  : ARMReg< 1, "r1">,  DwarfRegNum<[1]>;
@@ -32,6 +65,8 @@ def R4  : ARMReg< 4, "r4">,  DwarfRegNum<[4]>;
 def R5  : ARMReg< 5, "r5">,  DwarfRegNum<[5]>;
 def R6  : ARMReg< 6, "r6">,  DwarfRegNum<[6]>;
 def R7  : ARMReg< 7, "r7">,  DwarfRegNum<[7]>;
+// These require 32-bit instructions.
+let CostPerUse = 1 in {
 def R8  : ARMReg< 8, "r8">,  DwarfRegNum<[8]>;
 def R9  : ARMReg< 9, "r9">,  DwarfRegNum<[9]>;
 def R10 : ARMReg<10, "r10">, DwarfRegNum<[10]>;
@@ -40,6 +75,7 @@ def R12 : ARMReg<12, "r12">, DwarfRegNum<[12]>;
 def SP  : ARMReg<13, "sp">,  DwarfRegNum<[13]>;
 def LR  : ARMReg<14, "lr">,  DwarfRegNum<[14]>;
 def PC  : ARMReg<15, "pc">,  DwarfRegNum<[15]>;
+}
 
 // Float registers
 def S0  : ARMFReg< 0, "s0">;  def S1  : ARMFReg< 1, "s1">;
@@ -58,37 +94,47 @@ def S24 : ARMFReg<24, "s24">; def S25 : ARMFReg<25, "s25">;
 def S26 : ARMFReg<26, "s26">; def S27 : ARMFReg<27, "s27">;
 def S28 : ARMFReg<28, "s28">; def S29 : ARMFReg<29, "s29">;
 def S30 : ARMFReg<30, "s30">; def S31 : ARMFReg<31, "s31">;
-def SDummy : ARMFReg<63, "sINVALID">;
 
 // Aliases of the F* registers used to hold 64-bit fp values (doubles)
-def D0  : ARMReg< 0,  "d0", [S0,   S1]>;
-def D1  : ARMReg< 1,  "d1", [S2,   S3]>;
-def D2  : ARMReg< 2,  "d2", [S4,   S5]>;
-def D3  : ARMReg< 3,  "d3", [S6,   S7]>;
-def D4  : ARMReg< 4,  "d4", [S8,   S9]>;
-def D5  : ARMReg< 5,  "d5", [S10, S11]>;
-def D6  : ARMReg< 6,  "d6", [S12, S13]>;
-def D7  : ARMReg< 7,  "d7", [S14, S15]>;
-def D8  : ARMReg< 8,  "d8", [S16, S17]>;
-def D9  : ARMReg< 9,  "d9", [S18, S19]>;
-def D10 : ARMReg<10, "d10", [S20, S21]>;
-def D11 : ARMReg<11, "d11", [S22, S23]>;
-def D12 : ARMReg<12, "d12", [S24, S25]>;
-def D13 : ARMReg<13, "d13", [S26, S27]>;
-def D14 : ARMReg<14, "d14", [S28, S29]>;
-def D15 : ARMReg<15, "d15", [S30, S31]>;
+let SubRegIndices = [ssub_0, ssub_1] in {
+def D0  : ARMReg< 0,  "d0", [S0,   S1]>, DwarfRegNum<[256]>;
+def D1  : ARMReg< 1,  "d1", [S2,   S3]>, DwarfRegNum<[257]>;
+def D2  : ARMReg< 2,  "d2", [S4,   S5]>, DwarfRegNum<[258]>;
+def D3  : ARMReg< 3,  "d3", [S6,   S7]>, DwarfRegNum<[259]>;
+def D4  : ARMReg< 4,  "d4", [S8,   S9]>, DwarfRegNum<[260]>;
+def D5  : ARMReg< 5,  "d5", [S10, S11]>, DwarfRegNum<[261]>;
+def D6  : ARMReg< 6,  "d6", [S12, S13]>, DwarfRegNum<[262]>;
+def D7  : ARMReg< 7,  "d7", [S14, S15]>, DwarfRegNum<[263]>;
+def D8  : ARMReg< 8,  "d8", [S16, S17]>, DwarfRegNum<[264]>;
+def D9  : ARMReg< 9,  "d9", [S18, S19]>, DwarfRegNum<[265]>;
+def D10 : ARMReg<10, "d10", [S20, S21]>, DwarfRegNum<[266]>;
+def D11 : ARMReg<11, "d11", [S22, S23]>, DwarfRegNum<[267]>;
+def D12 : ARMReg<12, "d12", [S24, S25]>, DwarfRegNum<[268]>;
+def D13 : ARMReg<13, "d13", [S26, S27]>, DwarfRegNum<[269]>;
+def D14 : ARMReg<14, "d14", [S28, S29]>, DwarfRegNum<[270]>;
+def D15 : ARMReg<15, "d15", [S30, S31]>, DwarfRegNum<[271]>;
+}
 
 // VFP3 defines 16 additional double registers
-def D16 : ARMFReg<16, "d16">; def D17 : ARMFReg<17, "d17">;
-def D18 : ARMFReg<18, "d18">; def D19 : ARMFReg<19, "d19">;
-def D20 : ARMFReg<20, "d20">; def D21 : ARMFReg<21, "d21">;
-def D22 : ARMFReg<22, "d22">; def D23 : ARMFReg<23, "d23">;
-def D24 : ARMFReg<24, "d24">; def D25 : ARMFReg<25, "d25">;
-def D26 : ARMFReg<26, "d26">; def D27 : ARMFReg<27, "d27">;
-def D28 : ARMFReg<28, "d28">; def D29 : ARMFReg<29, "d29">;
-def D30 : ARMFReg<30, "d30">; def D31 : ARMFReg<31, "d31">;
+def D16 : ARMFReg<16, "d16">, DwarfRegNum<[272]>;
+def D17 : ARMFReg<17, "d17">, DwarfRegNum<[273]>;
+def D18 : ARMFReg<18, "d18">, DwarfRegNum<[274]>;
+def D19 : ARMFReg<19, "d19">, DwarfRegNum<[275]>;
+def D20 : ARMFReg<20, "d20">, DwarfRegNum<[276]>;
+def D21 : ARMFReg<21, "d21">, DwarfRegNum<[277]>;
+def D22 : ARMFReg<22, "d22">, DwarfRegNum<[278]>;
+def D23 : ARMFReg<23, "d23">, DwarfRegNum<[279]>;
+def D24 : ARMFReg<24, "d24">, DwarfRegNum<[280]>;
+def D25 : ARMFReg<25, "d25">, DwarfRegNum<[281]>;
+def D26 : ARMFReg<26, "d26">, DwarfRegNum<[282]>;
+def D27 : ARMFReg<27, "d27">, DwarfRegNum<[283]>;
+def D28 : ARMFReg<28, "d28">, DwarfRegNum<[284]>;
+def D29 : ARMFReg<29, "d29">, DwarfRegNum<[285]>;
+def D30 : ARMFReg<30, "d30">, DwarfRegNum<[286]>;
+def D31 : ARMFReg<31, "d31">, DwarfRegNum<[287]>;
 
 // Advanced SIMD (NEON) defines 16 quad-word aliases
+let SubRegIndices = [dsub_0, dsub_1] in {
 def Q0  : ARMReg< 0,  "q0", [D0,   D1]>;
 def Q1  : ARMReg< 1,  "q1", [D2,   D3]>;
 def Q2  : ARMReg< 2,  "q2", [D4,   D5]>;
@@ -97,6 +143,8 @@ def Q4  : ARMReg< 4,  "q4", [D8,   D9]>;
 def Q5  : ARMReg< 5,  "q5", [D10, D11]>;
 def Q6  : ARMReg< 6,  "q6", [D12, D13]>;
 def Q7  : ARMReg< 7,  "q7", [D14, D15]>;
+}
+let SubRegIndices = [dsub_0, dsub_1] in {
 def Q8  : ARMReg< 8,  "q8", [D16, D17]>;
 def Q9  : ARMReg< 9,  "q9", [D18, D19]>;
 def Q10 : ARMReg<10, "q10", [D20, D21]>;
@@ -105,11 +153,31 @@ def Q12 : ARMReg<12, "q12", [D24, D25]>;
 def Q13 : ARMReg<13, "q13", [D26, D27]>;
 def Q14 : ARMReg<14, "q14", [D28, D29]>;
 def Q15 : ARMReg<15, "q15", [D30, D31]>;
+}
 
 // Current Program Status Register.
-def CPSR  : ARMReg<0, "cpsr">;
+// We model fpscr with two registers: FPSCR models the control bits and will be
+// reserved. FPSCR_NZCV models the flag bits and will be unreserved. APSR_NZCV
+// models the APSR when it's accessed by some special instructions. In such cases
+// it has the same encoding as PC.
+def CPSR       : ARMReg<0,  "cpsr">;
+def APSR       : ARMReg<1,  "apsr">;
+def APSR_NZCV  : ARMReg<15, "apsr_nzcv">;
+def SPSR       : ARMReg<2,  "spsr">;
+def FPSCR      : ARMReg<3,  "fpscr">;
+def FPSCR_NZCV : ARMReg<3,  "fpscr_nzcv"> {
+  let Aliases = [FPSCR];
+}
+def ITSTATE    : ARMReg<4, "itstate">;
 
-def FPSCR : ARMReg<1, "fpscr">;
+// Special Registers - only available in privileged mode.
+def FPSID   : ARMReg<0,  "fpsid">;
+def MVFR2   : ARMReg<5,  "mvfr2">;
+def MVFR1   : ARMReg<6,  "mvfr1">;
+def MVFR0   : ARMReg<7,  "mvfr0">;
+def FPEXC   : ARMReg<8,  "fpexc">;
+def FPINST  : ARMReg<9,  "fpinst">;
+def FPINST2 : ARMReg<10, "fpinst2">;
 
 // Register classes.
 //
@@ -122,272 +190,241 @@ def FPSCR : ARMReg<1, "fpscr">;
 // r11 == Frame Pointer (arm-style backtraces)
 // r10 == Stack Limit
 //
-def GPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6,
-                                           R7, R8, R9, R10, R12, R11,
-                                           LR, SP, PC]> {
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
+def GPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sequence "R%u", 0, 12),
+                                               SP, LR, PC)> {
+  // Allocate LR as the first CSR since it is always saved anyway.
+  // For Thumb1 mode, we don't want to allocate hi regs at all, as we don't
+  // know how to spill them. If we make our prologue/epilogue code smarter at
+  // some point, we can go back to using the above allocation orders for the
+  // Thumb1 instructions that know how to use hi regs.
+  let AltOrders = [(add LR, GPR), (trunc GPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
+  }];
+}
+
+// GPRs without the PC.  Some ARM instructions do not allow the PC in
+// certain operand slots, particularly as the destination.  Primarily
+// useful for disassembly.
+def GPRnopc : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, PC)> {
+  let AltOrders = [(add LR, GPRnopc), (trunc GPRnopc, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
+  }];
+}
+
+// GPRs without the PC but with APSR. Some instructions allow accessing the
+// APSR, while actually encoding PC in the register field. This is useful
+// for assembly and disassembly only.
+def GPRwithAPSR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add (sub GPR, PC), APSR_NZCV)> {
+  let AltOrders = [(add LR, GPRnopc), (trunc GPRnopc, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
   }];
-  // FIXME: We are reserving r12 in case the PEI needs to use it to
-  // generate large stack offset. Make it available once we have register
-  // scavenging. Similarly r3 is reserved in Thumb mode for now.
-  let MethodBodies = [{
-    // FP is R11, R9 is available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_1[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7,
-      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10,
-      ARM::R11 };
-    // FP is R11, R9 is not available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_2[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7,
-      ARM::R8, ARM::R10,
-      ARM::R11 };
-    // FP is R7, R9 is available as non-callee-saved register.
-    // This is used by Darwin.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_3[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R9, ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R10,ARM::R11,ARM::R7 };
-    // FP is R7, R9 is not available.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_4[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R10,ARM::R11,
-      ARM::R7 };
-    // FP is R7, R9 is available as callee-saved register.
-    // This is used by non-Darwin platform in Thumb mode.
-    static const unsigned ARM_GPR_AO_5[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12,ARM::LR,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6,
-      ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10,ARM::R11,ARM::R7 };
-
-    GPRClass::iterator
-    GPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.isTargetDarwin()) {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          return ARM_GPR_AO_4;
-        else
-          return ARM_GPR_AO_3;
-      } else {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          return ARM_GPR_AO_2;
-        else if (Subtarget.isThumb())
-          return ARM_GPR_AO_5;
-        else
-          return ARM_GPR_AO_1;
-      }
-    }
-
-    GPRClass::iterator
-    GPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      GPRClass::iterator I;
-
-      if (Subtarget.isTargetDarwin()) {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          I = ARM_GPR_AO_4 + (sizeof(ARM_GPR_AO_4)/sizeof(unsigned));
-        else
-          I = ARM_GPR_AO_3 + (sizeof(ARM_GPR_AO_3)/sizeof(unsigned));
-      } else {
-        if (Subtarget.isR9Reserved())
-          I = ARM_GPR_AO_2 + (sizeof(ARM_GPR_AO_2)/sizeof(unsigned));
-        else if (Subtarget.isThumb())
-          I = ARM_GPR_AO_5 + (sizeof(ARM_GPR_AO_5)/sizeof(unsigned));
-        else
-          I = ARM_GPR_AO_1 + (sizeof(ARM_GPR_AO_1)/sizeof(unsigned));
-      }
-
-      // Mac OS X requires FP not to be clobbered for backtracing purpose.
-      return (Subtarget.isTargetDarwin() || RI->hasFP(MF)) ? I-1 : I;
-    }
+}
+
+// GPRsp - Only the SP is legal. Used by Thumb1 instructions that want the
+// implied SP argument list.
+// FIXME: It would be better to not use this at all and refactor the
+// instructions to not have SP an an explicit argument. That makes
+// frame index resolution a bit trickier, though.
+def GPRsp : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add SP)>;
+
+// restricted GPR register class. Many Thumb2 instructions allow the full
+// register range for operands, but have undefined behaviours when PC
+// or SP (R13 or R15) are used. The ARM ISA refers to these operands
+// via the BadReg() pseudo-code description.
+def rGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, SP, PC)> {
+  let AltOrders = [(add LR, rGPR), (trunc rGPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
   }];
 }
 
 // Thumb registers are R0-R7 normally. Some instructions can still use
 // the general GPR register class above (MOV, e.g.)
-def tGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7]> {
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  // FIXME: We are reserving r3 in Thumb mode in case the PEI needs to use it
-  // to generate large stack offset. Make it available once we have register
-  // scavenging.
-  let MethodBodies = [{
-    static const unsigned THUMB_tGPR_AO[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7 };
-
-    // FP is R7, only low registers available.
-    tGPRClass::iterator
-    tGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      return THUMB_tGPR_AO;
-    }
-
-    tGPRClass::iterator
-    tGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      tGPRClass::iterator I =
-        THUMB_tGPR_AO + (sizeof(THUMB_tGPR_AO)/sizeof(unsigned));
-      // Mac OS X requires FP not to be clobbered for backtracing purpose.
-      return (Subtarget.isTargetDarwin() || RI->hasFP(MF)) ? I-1 : I;
-    }
+def tGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (trunc GPR, 8)>;
+
+// The high registers in thumb mode, R8-R15.
+def hGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, tGPR)>;
+
+// For tail calls, we can't use callee-saved registers, as they are restored
+// to the saved value before the tail call, which would clobber a call address.
+// Note, getMinimalPhysRegClass(R0) returns tGPR because of the names of
+// this class and the preceding one(!)  This is what we want.
+def tcGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add R0, R1, R2, R3, R12)> {
+  let AltOrders = [(and tcGPR, tGPR)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
   }];
 }
 
+// Condition code registers.
+def CCR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add CPSR)> {
+  let CopyCost = -1;  // Don't allow copying of status registers.
+  let isAllocatable = 0;
+}
+
 // Scalar single precision floating point register class..
-def SPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, [S0, S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8,
-  S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15, S16, S17, S18, S19, S20, S21, S22,
-  S23, S24, S25, S26, S27, S28, S29, S30, S31]>;
+// FIXME: Allocation order changed to s0, s2, ... or s0, s4, ... as a quick hack
+// to avoid partial-write dependencies on D or Q (depending on platform)
+// registers (S registers are renamed as portions of D/Q registers).
+def SPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (sequence "S%u", 0, 31)> {
+  let AltOrders = [(add (decimate SPR, 2), SPR),
+                   (add (decimate SPR, 4),
+                        (decimate SPR, 2),
+                        (decimate (rotl SPR, 1), 4),
+                        (decimate (rotl SPR, 1), 2))];
+  let AltOrderSelect = [{
+    return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useStride4VFPs(MF);
+  }];
+}
 
 // Subset of SPR which can be used as a source of NEON scalars for 16-bit
 // operations
-def SPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f32], 32,
-                          [S0, S1,  S2,  S3,  S4,  S5,  S6,  S7,
-                           S8, S9, S10, S11, S12, S13, S14, S15]>;
-
-// Dummy f32 regclass to represent impossible subreg indices.
-def SPR_INVALID : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, [SDummy]> {
-  let CopyCost = -1;
-}
+def SPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (sequence "S%u", 0, 15)>;
 
 // Scalar double precision floating point / generic 64-bit vector register
 // class.
 // ARM requires only word alignment for double. It's more performant if it
 // is double-word alignment though.
-def DPR : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32], 64,
-                        [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7,
-                         D8,  D9,  D10, D11, D12, D13, D14, D15,
-                         D16, D17, D18, D19, D20, D21, D22, D23,
-                         D24, D25, D26, D27, D28, D29, D30, D31]> {
-  let SubRegClassList = [SPR_INVALID, SPR_INVALID];
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // VFP2
-    static const unsigned ARM_DPR_VFP2[] = {
-      ARM::D0,  ARM::D1,  ARM::D2,  ARM::D3,
-      ARM::D4,  ARM::D5,  ARM::D6,  ARM::D7,
-      ARM::D8,  ARM::D9,  ARM::D10, ARM::D11,
-      ARM::D12, ARM::D13, ARM::D14, ARM::D15 };
-    // VFP3
-    static const unsigned ARM_DPR_VFP3[] = {
-      ARM::D0,  ARM::D1,  ARM::D2,  ARM::D3,
-      ARM::D4,  ARM::D5,  ARM::D6,  ARM::D7,
-      ARM::D8,  ARM::D9,  ARM::D10, ARM::D11,
-      ARM::D12, ARM::D13, ARM::D14, ARM::D15,
-      ARM::D16, ARM::D17, ARM::D18, ARM::D19,
-      ARM::D20, ARM::D21, ARM::D22, ARM::D23,
-      ARM::D24, ARM::D25, ARM::D26, ARM::D27,
-      ARM::D28, ARM::D29, ARM::D30, ARM::D31 };
-    DPRClass::iterator
-    DPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.hasVFP3())
-        return ARM_DPR_VFP3;
-      return ARM_DPR_VFP2;
-    }
-
-    DPRClass::iterator
-    DPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.hasVFP3())
-        return ARM_DPR_VFP3 + (sizeof(ARM_DPR_VFP3)/sizeof(unsigned));
-      else
-        return ARM_DPR_VFP2 + (sizeof(ARM_DPR_VFP2)/sizeof(unsigned));
-    }
+def DPR : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
+                        (sequence "D%u", 0, 31)> {
+  // Allocate non-VFP2 registers D16-D31 first, and prefer even registers on
+  // Darwin platforms.
+  let AltOrders = [(rotl DPR, 16),
+                   (add (decimate (rotl DPR, 16), 2), (rotl DPR, 16))];
+  let AltOrderSelect = [{
+    return 1 + MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useStride4VFPs(MF);
   }];
 }
 
 // Subset of DPR that are accessible with VFP2 (and so that also have
 // 32-bit SPR subregs).
-def DPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [f64, v2i32, v2f32], 64,
-                             [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7,
-                              D8,  D9,  D10, D11, D12, D13, D14, D15]> {
-  let SubRegClassList = [SPR, SPR];
-}
+def DPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
+                             (trunc DPR, 16)>;
 
 // Subset of DPR which can be used as a source of NEON scalars for 16-bit
 // operations
-def DPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f64, v4i16, v2f32], 64,
-                          [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7]> {
-  let SubRegClassList = [SPR_8, SPR_8];
-}
+def DPR_8 : RegisterClass<"ARM", [f64, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32, v4f16], 64,
+                          (trunc DPR, 8)>;
 
 // Generic 128-bit vector register class.
-def QPR : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64], 128,
-                        [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7,
-                         Q8,  Q9,  Q10, Q11, Q12, Q13, Q14, Q15]> {
-  let SubRegClassList = [SPR_INVALID, SPR_INVALID, SPR_INVALID, SPR_INVALID,
-                         DPR, DPR];
+def QPR : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64, v8f16], 128,
+                        (sequence "Q%u", 0, 15)> {
+  // Allocate non-VFP2 aliases Q8-Q15 first.
+  let AltOrders = [(rotl QPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 }
 
 // Subset of QPR that have 32-bit SPR subregs.
 def QPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
-                             128,
-                             [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7]> {
-  let SubRegClassList = [SPR, SPR, SPR, SPR, DPR_VFP2, DPR_VFP2];
+                             128, (trunc QPR, 8)>;
+
+// Subset of QPR that have DPR_8 and SPR_8 subregs.
+def QPR_8 : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
+                           128, (trunc QPR, 4)>;
+
+// Pseudo-registers representing odd-even pairs of D registers. The even-odd
+// pairs are already represented by the Q registers.
+// These are needed by NEON instructions requiring two consecutive D registers.
+// There is no D31_D0 register as that is always an UNPREDICTABLE encoding.
+def TuplesOE2D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1],
+                                [(decimate (shl DPR, 1), 2),
+                                 (decimate (shl DPR, 2), 2)]>;
+
+// Register class representing a pair of consecutive D registers.
+// Use the Q registers for the even-odd pairs.
+def DPair : RegisterClass<"ARM", [v16i8, v8i16, v4i32, v2i64, v4f32, v2f64],
+                          128, (interleave QPR, TuplesOE2D)> {
+  // Allocate starting at non-VFP2 registers D16-D31 first.
+  // Prefer even-odd pairs as they are easier to copy.
+  let AltOrders = [(add (rotl QPR, 8), (rotl DPair, 16))];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 }
 
-// Condition code registers.
-def CCR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [CPSR]>;
+// Pseudo-registers representing even-odd pairs of GPRs from R1 to R13/SP.
+// These are needed by instructions (e.g. ldrexd/strexd) requiring even-odd GPRs.
+def Tuples2R : RegisterTuples<[gsub_0, gsub_1],
+                              [(add R0, R2, R4, R6, R8, R10, R12),
+                               (add R1, R3, R5, R7, R9, R11, SP)]>;
 
-//===----------------------------------------------------------------------===//
-// Subregister Set Definitions... now that we have all of the pieces, define the
-// sub registers for each register.
-//
+// Register class representing a pair of even-odd GPRs.
+def GPRPair : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples2R)> {
+  let Size = 64; // 2 x 32 bits, we have no predefined type of that size.
+}
+
+// Pseudo-registers representing 3 consecutive D registers.
+def Tuples3D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1, dsub_2],
+                              [(shl DPR, 0),
+                               (shl DPR, 1),
+                               (shl DPR, 2)]>;
+
+// 3 consecutive D registers.
+def DTriple : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples3D)> {
+  let Size = 192; // 3 x 64 bits, we have no predefined type of that size.
+}
+
+// Pseudo 256-bit registers to represent pairs of Q registers. These should
+// never be present in the emitted code.
+// These are used for NEON load / store instructions, e.g., vld4, vst3.
+def Tuples2Q : RegisterTuples<[qsub_0, qsub_1], [(shl QPR, 0), (shl QPR, 1)]>;
+
+// Pseudo 256-bit vector register class to model pairs of Q registers
+// (4 consecutive D registers).
+def QQPR : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 256, (add Tuples2Q)> {
+  // Allocate non-VFP2 aliases first.
+  let AltOrders = [(rotl QQPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
+}
+
+// Tuples of 4 D regs that isn't also a pair of Q regs.
+def TuplesOE4D : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3],
+                                [(decimate (shl DPR, 1), 2),
+                                 (decimate (shl DPR, 2), 2),
+                                 (decimate (shl DPR, 3), 2),
+                                 (decimate (shl DPR, 4), 2)]>;
+
+// 4 consecutive D registers.
+def DQuad : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 256,
+                          (interleave Tuples2Q, TuplesOE4D)>;
+
+// Pseudo 512-bit registers to represent four consecutive Q registers.
+def Tuples2QQ : RegisterTuples<[qqsub_0, qqsub_1],
+                               [(shl QQPR, 0), (shl QQPR, 2)]>;
+
+// Pseudo 512-bit vector register class to model 4 consecutive Q registers
+// (8 consecutive D registers).
+def QQQQPR : RegisterClass<"ARM", [v8i64], 256, (add Tuples2QQ)> {
+  // Allocate non-VFP2 aliases first.
+  let AltOrders = [(rotl QQQQPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
+}
+
+
+// Pseudo-registers representing 2-spaced consecutive D registers.
+def Tuples2DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2],
+                                 [(shl DPR, 0),
+                                  (shl DPR, 2)]>;
+
+// Spaced pairs of D registers.
+def DPairSpc : RegisterClass<"ARM", [v2i64], 64, (add Tuples2DSpc)>;
+
+def Tuples3DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2, dsub_4],
+                                 [(shl DPR, 0),
+                                  (shl DPR, 2),
+                                  (shl DPR, 4)]>;
+
+// Spaced triples of D registers.
+def DTripleSpc : RegisterClass<"ARM", [untyped], 64, (add Tuples3DSpc)> {
+  let Size = 192; // 3 x 64 bits, we have no predefined type of that size.
+}
+
+def Tuples4DSpc : RegisterTuples<[dsub_0, dsub_2, dsub_4, dsub_6],
+                                 [(shl DPR, 0),
+                                  (shl DPR, 2),
+                                  (shl DPR, 4),
+                                  (shl DPR, 6)]>;
 
-def arm_ssubreg_0 : PatLeaf<(i32 1)>;
-def arm_ssubreg_1 : PatLeaf<(i32 2)>;
-def arm_ssubreg_2 : PatLeaf<(i32 3)>;
-def arm_ssubreg_3 : PatLeaf<(i32 4)>;
-def arm_dsubreg_0 : PatLeaf<(i32 5)>;
-def arm_dsubreg_1 : PatLeaf<(i32 6)>;
-
-// S sub-registers of D registers.
-def : SubRegSet<1, [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7,
-                    D8,  D9,  D10, D11, D12, D13, D14, D15],
-                   [S0,  S2,  S4,  S6,  S8,  S10, S12, S14,
-                    S16, S18, S20, S22, S24, S26, S28, S30]>;
-def : SubRegSet<2, [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7,
-                    D8,  D9,  D10, D11, D12, D13, D14, D15],
-                   [S1,  S3,  S5,  S7,  S9,  S11, S13, S15,
-                    S17, S19, S21, S23, S25, S27, S29, S31]>;
-
-// S sub-registers of Q registers.
-def : SubRegSet<1, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7],
-                   [S0,  S4,  S8,  S12, S16, S20, S24, S28]>;
-def : SubRegSet<2, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7],
-                   [S1,  S5,  S9,  S13, S17, S21, S25, S29]>;
-def : SubRegSet<3, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7],
-                   [S2,  S6,  S10, S14, S18, S22, S26, S30]>;
-def : SubRegSet<4, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7],
-                   [S3,  S7,  S11, S15, S19, S23, S27, S31]>;
-
-// D sub-registers of Q registers.
-def : SubRegSet<5, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7,
-                    Q8,  Q9,  Q10, Q11, Q12, Q13, Q14, Q15],
-                   [D0,  D2,  D4,  D6,  D8,  D10, D12, D14,
-                    D16, D18, D20, D22, D24, D26, D28, D30]>;
-def : SubRegSet<6, [Q0,  Q1,  Q2,  Q3,  Q4,  Q5,  Q6,  Q7,
-                    Q8,  Q9,  Q10, Q11, Q12, Q13, Q14, Q15],
-                   [D1,  D3,  D5,  D7,  D9,  D11, D13, D15,
-                    D17, D19, D21, D23, D25, D27, D29, D31]>;
+// Spaced quads of D registers.
+def DQuadSpc : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 64, (add Tuples3DSpc)>;