[ARM] Add support for MVFR2 which is new in ARMv8
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMRegisterInfo.td
index 22d15b572ddd5cf024509b12b785cfa3458d967c..d0457618ef6f615a31af83a0d26ab13802df7803 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===- ARMRegisterInfo.td - ARM Register defs --------------*- tablegen -*-===//
+//===-- 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 ssub_0  : SubRegIndex;
-def ssub_1  : SubRegIndex;
-def ssub_2  : SubRegIndex; // In a Q reg.
-def ssub_3  : SubRegIndex;
-def ssub_4  : SubRegIndex; // In a QQ reg.
-def ssub_5  : SubRegIndex;
-def ssub_6  : SubRegIndex;
-def ssub_7  : SubRegIndex;
-def ssub_8  : SubRegIndex; // In a QQQQ reg.
-def ssub_9  : SubRegIndex;
-def ssub_10 : SubRegIndex;
-def ssub_11 : SubRegIndex;
-def ssub_12 : SubRegIndex;
-def ssub_13 : SubRegIndex;
-def ssub_14 : SubRegIndex;
-def ssub_15 : SubRegIndex;
-
-def dsub_0 : SubRegIndex;
-def dsub_1 : SubRegIndex;
-def dsub_2 : SubRegIndex;
-def dsub_3 : SubRegIndex;
-def dsub_4 : SubRegIndex;
-def dsub_5 : SubRegIndex;
-def dsub_6 : SubRegIndex;
-def dsub_7 : SubRegIndex;
-
-def qsub_0 : SubRegIndex;
-def qsub_1 : SubRegIndex;
-def qsub_2 : SubRegIndex;
-def qsub_3 : SubRegIndex;
-
-def qqsub_0 : SubRegIndex;
-def qqsub_1 : SubRegIndex;
+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
@@ -70,6 +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]>;
@@ -78,6 +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">;
@@ -99,38 +97,44 @@ def S30 : ARMFReg<30, "s30">; def S31 : ARMFReg<31, "s31">;
 
 // Aliases of the F* registers used to hold 64-bit fp values (doubles)
 let SubRegIndices = [ssub_0, ssub_1] in {
-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]>;
+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],
- CompositeIndices = [(ssub_2 dsub_1, ssub_0),
-                     (ssub_3 dsub_1, ssub_1)] in {
+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]>;
@@ -151,59 +155,29 @@ def Q14 : ARMReg<14, "q14", [D28, D29]>;
 def Q15 : ARMReg<15, "q15", [D30, D31]>;
 }
 
-// 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.
-// NOTE: It's possible to define more QQ registers since technically the
-// starting D register number doesn't have to be multiple of 4, e.g.,
-// D1, D2, D3, D4 would be a legal quad, but that would make the subregister
-// stuff very messy.
-let SubRegIndices = [qsub_0, qsub_1] in {
-let CompositeIndices = [(dsub_2 qsub_1, dsub_0), (dsub_3 qsub_1, dsub_1),
-                        (ssub_4 qsub_1, ssub_0), (ssub_5 qsub_1, ssub_1),
-                        (ssub_6 qsub_1, ssub_2), (ssub_7 qsub_1, ssub_3)] in {
-def QQ0 : ARMReg<0, "qq0", [Q0,  Q1]>;
-def QQ1 : ARMReg<1, "qq1", [Q2,  Q3]>;
-def QQ2 : ARMReg<2, "qq2", [Q4,  Q5]>;
-def QQ3 : ARMReg<3, "qq3", [Q6,  Q7]>;
-}
-let CompositeIndices = [(dsub_2 qsub_1, dsub_0), (dsub_3 qsub_1, dsub_1)] in {
-def QQ4 : ARMReg<4, "qq4", [Q8,  Q9]>;
-def QQ5 : ARMReg<5, "qq5", [Q10, Q11]>;
-def QQ6 : ARMReg<6, "qq6", [Q12, Q13]>;
-def QQ7 : ARMReg<7, "qq7", [Q14, Q15]>;
-}
-}
-
-// Pseudo 512-bit registers to represent four consecutive Q registers.
-let SubRegIndices = [qqsub_0, qqsub_1] in {
-let CompositeIndices = [(qsub_2  qqsub_1, qsub_0), (qsub_3  qqsub_1, qsub_1),
-                        (dsub_4  qqsub_1, dsub_0), (dsub_5  qqsub_1, dsub_1),
-                        (dsub_6  qqsub_1, dsub_2), (dsub_7  qqsub_1, dsub_3),
-                        (ssub_8  qqsub_1, ssub_0), (ssub_9  qqsub_1, ssub_1),
-                        (ssub_10 qqsub_1, ssub_2), (ssub_11 qqsub_1, ssub_3),
-                        (ssub_12 qqsub_1, ssub_4), (ssub_13 qqsub_1, ssub_5),
-                        (ssub_14 qqsub_1, ssub_6), (ssub_15 qqsub_1, ssub_7)] in
-{
-def QQQQ0 : ARMReg<0, "qqqq0", [QQ0, QQ1]>;
-def QQQQ1 : ARMReg<1, "qqqq1", [QQ2, QQ3]>;
-}
-let CompositeIndices = [(qsub_2 qqsub_1, qsub_0), (qsub_3 qqsub_1, qsub_1),
-                        (dsub_4 qqsub_1, dsub_0), (dsub_5 qqsub_1, dsub_1),
-                        (dsub_6 qqsub_1, dsub_2), (dsub_7 qqsub_1, dsub_3)] in {
-def QQQQ2 : ARMReg<2, "qqqq2", [QQ4, QQ5]>;
-def QQQQ3 : ARMReg<3, "qqqq3", [QQ6, QQ7]>;
-}
-}
-
 // Current Program Status Register.
-def CPSR    : ARMReg<0, "cpsr">;
-def FPSCR   : ARMReg<1, "fpscr">;
-def ITSTATE : ARMReg<2, "itstate">;
+// 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">;
 
 // Special Registers - only available in privileged mode.
-def FPSID   : ARMReg<0, "fpsid">;
-def FPEXC   : ARMReg<8, "fpexc">;
+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.
 //
@@ -216,344 +190,230 @@ def FPEXC   : ARMReg<8, "fpexc">;
 // 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, R11, R12,
-                                           SP, LR, 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.getTarget().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.getTarget().getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
   }];
-  let MethodBodies = [{
-    static const unsigned ARM_GPR_AO[] = {
-      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 };
-
-    // 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.
-    static const unsigned THUMB_GPR_AO[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, 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.isThumb1Only())
-        return THUMB_GPR_AO;
-      return ARM_GPR_AO;
-    }
-
-    GPRClass::iterator
-    GPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.isThumb1Only())
-        return THUMB_GPR_AO + (sizeof(THUMB_GPR_AO)/sizeof(unsigned));
-      return ARM_GPR_AO + (sizeof(ARM_GPR_AO)/sizeof(unsigned));
-    }
+}
+
+// GPRs without the PC but with APSR. Some instructions allow accessing the
+// APSR, while actually encoding PC in the register field. This is usefull
+// 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.getTarget().getSubtarget<ARMSubtarget>().isThumb1Only();
   }];
 }
 
+// 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, [R0, R1, R2, R3, R4, R5, R6,
-                                            R7, R8, R9, R10, R11, R12, LR]> {
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    static const unsigned ARM_rGPR_AO[] = {
-      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 };
-
-    // 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.
-    static const unsigned THUMB_rGPR_AO[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6, ARM::R7 };
-
-    rGPRClass::iterator
-    rGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.isThumb1Only())
-        return THUMB_rGPR_AO;
-      return ARM_rGPR_AO;
-    }
-
-    rGPRClass::iterator
-    rGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-
-      if (Subtarget.isThumb1Only())
-        return THUMB_rGPR_AO + (sizeof(THUMB_rGPR_AO)/sizeof(unsigned));
-      return ARM_rGPR_AO + (sizeof(ARM_rGPR_AO)/sizeof(unsigned));
-    }
+def rGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (sub GPR, SP, PC)> {
+  let AltOrders = [(add LR, rGPR), (trunc rGPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return 1 + MF.getTarget().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]> {}
+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, [R0, R1, R2, R3, R9, R12]> {
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // R9 is available.
-    static const unsigned ARM_GPR_R9_TC[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R9, ARM::R12 };
-    // R9 is not available.
-    static const unsigned ARM_GPR_NOR9_TC[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3,
-      ARM::R12 };
-
-    // 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.
-    static const unsigned THUMB_GPR_AO_TC[] = {
-      ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3 };
-
-    tcGPRClass::iterator
-    tcGPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.isThumb1Only())
-        return THUMB_GPR_AO_TC;
-      return Subtarget.isTargetDarwin() ? ARM_GPR_R9_TC : ARM_GPR_NOR9_TC;
-    }
-
-    tcGPRClass::iterator
-    tcGPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-
-      if (Subtarget.isThumb1Only())
-        return THUMB_GPR_AO_TC + (sizeof(THUMB_GPR_AO_TC)/sizeof(unsigned));
-
-      return Subtarget.isTargetDarwin() ?
-        ARM_GPR_R9_TC + (sizeof(ARM_GPR_R9_TC)/sizeof(unsigned)) :
-        ARM_GPR_NOR9_TC + (sizeof(ARM_GPR_NOR9_TC)/sizeof(unsigned));
-    }
+def tcGPR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, (add R0, R1, R2, R3, R12)> {
+  let AltOrders = [(and tcGPR, tGPR)];
+  let AltOrderSelect = [{
+      return MF.getTarget().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, s4, ... as a quick hack to
+// avoid partial-write dependencies on D registers (S registers are
+// renamed as portions of D registers).
+def SPR : RegisterClass<"ARM", [f32], 32, (add (decimate
+                                                (sequence "S%u", 0, 31), 2),
+                                               (sequence "S%u", 0, 31))>;
 
 // 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]>;
+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 MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // VFP2 / VFPv3-D16
-    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: D8-D15 are callee saved and should be allocated last.
-    // Save other low registers for use as DPR_VFP2 and DPR_8 classes.
-    static const unsigned ARM_DPR_VFP3[] = {
-      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,
-      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 };
-
-    DPRClass::iterator
-    DPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
-      const ARMSubtarget &Subtarget = TM.getSubtarget<ARMSubtarget>();
-      if (Subtarget.hasVFP3() && !Subtarget.hasD16())
-        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() && !Subtarget.hasD16())
-        return ARM_DPR_VFP3 + (sizeof(ARM_DPR_VFP3)/sizeof(unsigned));
-      else
-        return ARM_DPR_VFP2 + (sizeof(ARM_DPR_VFP2)/sizeof(unsigned));
-    }
-  }];
+                        (sequence "D%u", 0, 31)> {
+  // Allocate non-VFP2 registers D16-D31 first.
+  let AltOrders = [(rotl DPR, 16)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 }
 
 // Subset of DPR that are accessible with VFP2 (and so that also have
 // 32-bit SPR subregs).
 def DPR_VFP2 : 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]> {
-  let SubRegClasses = [(SPR ssub_0, ssub_1)];
-}
+                             (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, v8i8, v4i16, v2i32, v1i64, v2f32], 64,
-                          [D0,  D1,  D2,  D3,  D4,  D5,  D6,  D7]> {
-  let SubRegClasses = [(SPR_8 ssub_0, ssub_1)];
-}
+                          (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 SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1)];
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // Q4-Q7 are callee saved and should be allocated last.
-    // Save other low registers for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
-    static const unsigned ARM_QPR[] = {
-      ARM::Q8,  ARM::Q9,  ARM::Q10, ARM::Q11,
-      ARM::Q12, ARM::Q13, ARM::Q14, ARM::Q15,
-      ARM::Q0,  ARM::Q1,  ARM::Q2,  ARM::Q3,
-      ARM::Q4,  ARM::Q5,  ARM::Q6,  ARM::Q7 };
-
-    QPRClass::iterator
-    QPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QPR;
-    }
-
-    QPRClass::iterator
-    QPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QPR + (sizeof(ARM_QPR)/sizeof(unsigned));
-    }
-  }];
+                        (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 SubRegClasses = [(SPR      ssub_0, ssub_1, ssub_2, ssub_3),
-                       (DPR_VFP2 dsub_0, dsub_1)];
-}
+                             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,
-                           [Q0,  Q1,  Q2,  Q3]> {
-  let SubRegClasses = [(SPR_8 ssub_0, ssub_1, ssub_2, ssub_3),
-                       (DPR_8 dsub_0, dsub_1)];
+                           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; }];
 }
 
+// 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)]>;
+
+// 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,
-                         [QQ0, QQ1, QQ2, QQ3, QQ4, QQ5, QQ6, QQ7]> {
-  let SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3),
-                       (QPR qsub_0, qsub_1)];
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // QQ2-QQ3 are callee saved and should be allocated last.
-    // Save other low registers for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
-    static const unsigned ARM_QQPR[] = {
-      ARM::QQ4, ARM::QQ5, ARM::QQ6, ARM::QQ7,
-      ARM::QQ0, ARM::QQ1, ARM::QQ2, ARM::QQ3 };
-
-    QQPRClass::iterator
-    QQPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QQPR;
-    }
-
-    QQPRClass::iterator
-    QQPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QQPR + (sizeof(ARM_QQPR)/sizeof(unsigned));
-    }
-  }];
+def QQPR : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 256, (add Tuples2Q)> {
+  // Allocate non-VFP2 aliases first.
+  let AltOrders = [(rotl QQPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 }
 
-// Subset of QQPR that have 32-bit SPR subregs.
-def QQPR_VFP2 : RegisterClass<"ARM", [v4i64],
-                              256,
-                              [QQ0, QQ1, QQ2, QQ3]> {
-  let SubRegClasses = [(SPR      ssub_0, ssub_1, ssub_2, ssub_3),
-                       (DPR_VFP2 dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3),
-                       (QPR_VFP2 qsub_0, qsub_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,
-                         [QQQQ0, QQQQ1, QQQQ2, QQQQ3]> {
-  let SubRegClasses = [(DPR dsub_0, dsub_1, dsub_2, dsub_3,
-                            dsub_4, dsub_5, dsub_6, dsub_7),
-                       (QPR qsub_0, qsub_1, qsub_2, qsub_3)];
-  let MethodProtos = [{
-    iterator allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const;
-    iterator allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const;
-  }];
-  let MethodBodies = [{
-    // QQQQ1 is callee saved and should be allocated last.
-    // Save QQQQ0 for use as QPR_VFP2 and QPR_8 classes.
-    static const unsigned ARM_QQQQPR[] = {
-      ARM::QQQQ2, ARM::QQQQ3, ARM::QQQQ0, ARM::QQQQ1 };
-
-    QQQQPRClass::iterator
-    QQQQPRClass::allocation_order_begin(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QQQQPR;
-    }
-
-    QQQQPRClass::iterator
-    QQQQPRClass::allocation_order_end(const MachineFunction &MF) const {
-      return ARM_QQQQPR + (sizeof(ARM_QQQQPR)/sizeof(unsigned));
-    }
-  }];
+def QQQQPR : RegisterClass<"ARM", [v8i64], 256, (add Tuples2QQ)> {
+  // Allocate non-VFP2 aliases first.
+  let AltOrders = [(rotl QQQQPR, 8)];
+  let AltOrderSelect = [{ return 1; }];
 }
 
-// Condition code registers.
-def CCR : RegisterClass<"ARM", [i32], 32, [CPSR]>;
+
+// 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)]>;
+
+// Spaced quads of D registers.
+def DQuadSpc : RegisterClass<"ARM", [v4i64], 64, (add Tuples3DSpc)>;