[PowerPC] Don't commute trivial rlwimi instructions
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCInstrInfo.cpp
index e5b2cf1c03e4e24069486db14a57eb0a3ed8bfd9..70e223d78ada650c9bf626be37dc304dfb895cb9 100644 (file)
@@ -31,6 +31,7 @@
 #include "llvm/CodeGen/SlotIndexes.h"
 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
+#include "llvm/MC/MCInst.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
@@ -56,12 +57,16 @@ static cl::opt<bool> VSXSelfCopyCrash("crash-on-ppc-vsx-self-copy",
 cl::desc("Causes the backend to crash instead of generating a nop VSX copy"),
 cl::Hidden);
 
+static cl::opt<bool>
+UseOldLatencyCalc("ppc-old-latency-calc", cl::Hidden,
+  cl::desc("Use the old (incorrect) instruction latency calculation"));
+
 // Pin the vtable to this file.
 void PPCInstrInfo::anchor() {}
 
 PPCInstrInfo::PPCInstrInfo(PPCSubtarget &STI)
     : PPCGenInstrInfo(PPC::ADJCALLSTACKDOWN, PPC::ADJCALLSTACKUP),
-      Subtarget(STI), RI(STI) {}
+      Subtarget(STI), RI(STI.getTargetMachine()) {}
 
 /// CreateTargetHazardRecognizer - Return the hazard recognizer to use for
 /// this target when scheduling the DAG.
@@ -102,6 +107,35 @@ PPCInstrInfo::CreateTargetPostRAHazardRecognizer(const InstrItineraryData *II,
   return new ScoreboardHazardRecognizer(II, DAG);
 }
 
+unsigned PPCInstrInfo::getInstrLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
+                                       const MachineInstr *MI,
+                                       unsigned *PredCost) const {
+  if (!ItinData || UseOldLatencyCalc)
+    return PPCGenInstrInfo::getInstrLatency(ItinData, MI, PredCost);
+
+  // The default implementation of getInstrLatency calls getStageLatency, but
+  // getStageLatency does not do the right thing for us. While we have
+  // itinerary, most cores are fully pipelined, and so the itineraries only
+  // express the first part of the pipeline, not every stage. Instead, we need
+  // to use the listed output operand cycle number (using operand 0 here, which
+  // is an output).
+
+  unsigned Latency = 1;
+  unsigned DefClass = MI->getDesc().getSchedClass();
+  for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+    const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+    if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || MO.isImplicit())
+      continue;
+
+    int Cycle = ItinData->getOperandCycle(DefClass, i);
+    if (Cycle < 0)
+      continue;
+
+    Latency = std::max(Latency, (unsigned) Cycle);
+  }
+
+  return Latency;
+}
 
 int PPCInstrInfo::getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
                                     const MachineInstr *DefMI, unsigned DefIdx,
@@ -110,12 +144,14 @@ int PPCInstrInfo::getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
   int Latency = PPCGenInstrInfo::getOperandLatency(ItinData, DefMI, DefIdx,
                                                    UseMI, UseIdx);
 
+  if (!DefMI->getParent())
+    return Latency;
+
   const MachineOperand &DefMO = DefMI->getOperand(DefIdx);
   unsigned Reg = DefMO.getReg();
 
-  const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
   bool IsRegCR;
-  if (TRI->isVirtualRegister(Reg)) {
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
     const MachineRegisterInfo *MRI =
       &DefMI->getParent()->getParent()->getRegInfo();
     IsRegCR = MRI->getRegClass(Reg)->hasSuperClassEq(&PPC::CRRCRegClass) ||
@@ -153,6 +189,265 @@ int PPCInstrInfo::getOperandLatency(const InstrItineraryData *ItinData,
   return Latency;
 }
 
+static bool hasVirtualRegDefsInBasicBlock(const MachineInstr &Inst,
+                                          const MachineBasicBlock *MBB) {
+  const MachineOperand &Op1 = Inst.getOperand(1);
+  const MachineOperand &Op2 = Inst.getOperand(2);
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
+
+  // We need virtual register definitions.
+  MachineInstr *MI1 = nullptr;
+  MachineInstr *MI2 = nullptr;
+  if (Op1.isReg() && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op1.getReg()))
+    MI1 = MRI.getUniqueVRegDef(Op1.getReg());
+  if (Op2.isReg() && TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Op2.getReg()))
+    MI2 = MRI.getUniqueVRegDef(Op2.getReg());
+
+  // And they need to be in the trace (otherwise, they won't have a depth).
+  if (MI1 && MI2 && MI1->getParent() == MBB && MI2->getParent() == MBB)
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+static bool hasReassocSibling(const MachineInstr &Inst, bool &Commuted) {
+  const MachineBasicBlock *MBB = Inst.getParent();
+  const MachineRegisterInfo &MRI = MBB->getParent()->getRegInfo();
+  MachineInstr *MI1 = MRI.getUniqueVRegDef(Inst.getOperand(1).getReg());
+  MachineInstr *MI2 = MRI.getUniqueVRegDef(Inst.getOperand(2).getReg());
+  unsigned AssocOpcode = Inst.getOpcode();
+
+  // If only one operand has the same opcode and it's the second source operand,
+  // the operands must be commuted.
+  Commuted = MI1->getOpcode() != AssocOpcode && MI2->getOpcode() == AssocOpcode;
+  if (Commuted)
+    std::swap(MI1, MI2);
+
+  // 1. The previous instruction must be the same type as Inst.
+  // 2. The previous instruction must have virtual register definitions for its
+  //    operands in the same basic block as Inst.
+  // 3. The previous instruction's result must only be used by Inst.
+  if (MI1->getOpcode() == AssocOpcode &&
+      hasVirtualRegDefsInBasicBlock(*MI1, MBB) &&
+      MRI.hasOneNonDBGUse(MI1->getOperand(0).getReg()))
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+// This function does not list all associative and commutative operations, but
+// only those worth feeding through the machine combiner in an attempt to
+// reduce the critical path. Mostly, this means floating-point operations,
+// because they have high latencies (compared to other operations, such and
+// and/or, which are also associative and commutative, but have low latencies).
+//
+// The concept is that these operations can benefit from this kind of
+// transformation:
+//
+// A = ? op ?
+// B = A op X
+// C = B op Y
+// -->
+// A = ? op ?
+// B = X op Y
+// C = A op B
+//
+// breaking the dependency between A and B, allowing them to be executed in
+// parallel (or back-to-back in a pipeline) instead of depending on each other.
+static bool isAssociativeAndCommutative(unsigned Opcode) {
+  switch (Opcode) {
+  // FP Add:
+  case PPC::FADD:
+  case PPC::FADDS:
+  // FP Multiply:
+  case PPC::FMUL:
+  case PPC::FMULS:
+  // Altivec Add:
+  case PPC::VADDFP:
+  // VSX Add:
+  case PPC::XSADDDP:
+  case PPC::XVADDDP:
+  case PPC::XVADDSP:
+  case PPC::XSADDSP:
+  // VSX Multiply:
+  case PPC::XSMULDP:
+  case PPC::XVMULDP:
+  case PPC::XVMULSP:
+  case PPC::XSMULSP:
+  // QPX Add:
+  case PPC::QVFADD:
+  case PPC::QVFADDS:
+  case PPC::QVFADDSs:
+  // QPX Multiply:
+  case PPC::QVFMUL:
+  case PPC::QVFMULS:
+  case PPC::QVFMULSs:
+    return true;
+  default:
+    return false;
+  }
+}
+
+/// Return true if the input instruction is part of a chain of dependent ops
+/// that are suitable for reassociation, otherwise return false.
+/// If the instruction's operands must be commuted to have a previous
+/// instruction of the same type define the first source operand, Commuted will
+/// be set to true.
+static bool isReassocCandidate(const MachineInstr &Inst, bool &Commuted) {
+  // 1. The operation must be associative and commutative.
+  // 2. The instruction must have virtual register definitions for its
+  //    operands in the same basic block.
+  // 3. The instruction must have a reassociable sibling.
+  if (isAssociativeAndCommutative(Inst.getOpcode()) &&
+      hasVirtualRegDefsInBasicBlock(Inst, Inst.getParent()) &&
+      hasReassocSibling(Inst, Commuted))
+    return true;
+
+  return false;
+}
+
+bool PPCInstrInfo::getMachineCombinerPatterns(MachineInstr &Root,
+        SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern::MC_PATTERN> &Patterns) const {
+  // Using the machine combiner in this way is potentially expensive, so
+  // restrict to when aggressive optimizations are desired.
+  if (Subtarget.getTargetMachine().getOptLevel() != CodeGenOpt::Aggressive)
+    return false;
+
+  // FP reassociation is only legal when we don't need strict IEEE semantics.
+  if (!Root.getParent()->getParent()->getTarget().Options.UnsafeFPMath)
+    return false;
+
+  // Look for this reassociation pattern:
+  //   B = A op X (Prev)
+  //   C = B op Y (Root)
+
+  // FIXME: We should also match FMA operations here, where we consider the
+  // 'part' of the FMA, either the addition or the multiplication, paired with
+  // an actual addition or multiplication.
+
+  bool Commute;
+  if (isReassocCandidate(Root, Commute)) {
+    // We found a sequence of instructions that may be suitable for a
+    // reassociation of operands to increase ILP. Specify each commutation
+    // possibility for the Prev instruction in the sequence and let the
+    // machine combiner decide if changing the operands is worthwhile.
+    if (Commute) {
+      Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_YB);
+      Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_YB);
+    } else {
+      Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_BY);
+      Patterns.push_back(MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_BY);
+    }
+    return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// Attempt the following reassociation to reduce critical path length:
+///   B = A op X (Prev)
+///   C = B op Y (Root)
+///   ===>
+///   B = X op Y
+///   C = A op B
+static void reassociateOps(MachineInstr &Root, MachineInstr &Prev,
+                           MachineCombinerPattern::MC_PATTERN Pattern,
+                           SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
+                           SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
+                           DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg) {
+  MachineFunction *MF = Root.getParent()->getParent();
+  MachineRegisterInfo &MRI = MF->getRegInfo();
+  const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = MF->getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetRegisterClass *RC = Root.getRegClassConstraint(0, TII, TRI);
+
+  // This array encodes the operand index for each parameter because the
+  // operands may be commuted. Each row corresponds to a pattern value,
+  // and each column specifies the index of A, B, X, Y.
+  unsigned OpIdx[4][4] = {
+    { 1, 1, 2, 2 },
+    { 1, 2, 2, 1 },
+    { 2, 1, 1, 2 },
+    { 2, 2, 1, 1 }
+  };
+
+  MachineOperand &OpA = Prev.getOperand(OpIdx[Pattern][0]);
+  MachineOperand &OpB = Root.getOperand(OpIdx[Pattern][1]);
+  MachineOperand &OpX = Prev.getOperand(OpIdx[Pattern][2]);
+  MachineOperand &OpY = Root.getOperand(OpIdx[Pattern][3]);
+  MachineOperand &OpC = Root.getOperand(0);
+
+  unsigned RegA = OpA.getReg();
+  unsigned RegB = OpB.getReg();
+  unsigned RegX = OpX.getReg();
+  unsigned RegY = OpY.getReg();
+  unsigned RegC = OpC.getReg();
+
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegA))
+    MRI.constrainRegClass(RegA, RC);
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegB))
+    MRI.constrainRegClass(RegB, RC);
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegX))
+    MRI.constrainRegClass(RegX, RC);
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegY))
+    MRI.constrainRegClass(RegY, RC);
+  if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(RegC))
+    MRI.constrainRegClass(RegC, RC);
+
+  // Create a new virtual register for the result of (X op Y) instead of
+  // recycling RegB because the MachineCombiner's computation of the critical
+  // path requires a new register definition rather than an existing one.
+  unsigned NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
+  InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
+
+  unsigned Opcode = Root.getOpcode();
+  bool KillA = OpA.isKill();
+  bool KillX = OpX.isKill();
+  bool KillY = OpY.isKill();
+
+  // Create new instructions for insertion.
+  MachineInstrBuilder MIB1 =
+    BuildMI(*MF, Prev.getDebugLoc(), TII->get(Opcode), NewVR)
+      .addReg(RegX, getKillRegState(KillX))
+      .addReg(RegY, getKillRegState(KillY));
+  InsInstrs.push_back(MIB1);
+
+  MachineInstrBuilder MIB2 =
+    BuildMI(*MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(Opcode), RegC)
+      .addReg(RegA, getKillRegState(KillA))
+      .addReg(NewVR, getKillRegState(true));
+  InsInstrs.push_back(MIB2);
+
+  // Record old instructions for deletion.
+  DelInstrs.push_back(&Prev);
+  DelInstrs.push_back(&Root);
+}
+
+void PPCInstrInfo::genAlternativeCodeSequence(
+    MachineInstr &Root,
+    MachineCombinerPattern::MC_PATTERN Pattern,
+    SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
+    SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
+    DenseMap<unsigned, unsigned> &InstIdxForVirtReg) const {
+  MachineRegisterInfo &MRI = Root.getParent()->getParent()->getRegInfo();
+
+  // Select the previous instruction in the sequence based on the input pattern.
+  MachineInstr *Prev = nullptr;
+  switch (Pattern) {
+    case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_BY:
+    case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_BY:
+      Prev = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(1).getReg());
+      break;
+    case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_AX_YB:
+    case MachineCombinerPattern::MC_REASSOC_XA_YB:
+      Prev = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(2).getReg());
+  }
+  assert(Prev && "Unknown pattern for machine combiner");
+
+  reassociateOps(Root, *Prev, Pattern, InsInstrs, DelInstrs, InstIdxForVirtReg);
+  return;
+}
+
 // Detect 32 -> 64-bit extensions where we may reuse the low sub-register.
 bool PPCInstrInfo::isCoalescableExtInstr(const MachineInstr &MI,
                                          unsigned &SrcReg, unsigned &DstReg,
@@ -181,6 +476,9 @@ unsigned PPCInstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr *MI,
   case PPC::RESTORE_CRBIT:
   case PPC::LVX:
   case PPC::LXVD2X:
+  case PPC::QVLFDX:
+  case PPC::QVLFSXs:
+  case PPC::QVLFDXb:
   case PPC::RESTORE_VRSAVE:
     // Check for the operands added by addFrameReference (the immediate is the
     // offset which defaults to 0).
@@ -207,6 +505,9 @@ unsigned PPCInstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr *MI,
   case PPC::SPILL_CRBIT:
   case PPC::STVX:
   case PPC::STXVD2X:
+  case PPC::QVSTFDX:
+  case PPC::QVSTFSXs:
+  case PPC::QVSTFDXb:
   case PPC::SPILL_VRSAVE:
     // Check for the operands added by addFrameReference (the immediate is the
     // offset which defaults to 0).
@@ -270,6 +571,11 @@ PPCInstrInfo::commuteInstruction(MachineInstr *MI, bool NewMI) const {
   unsigned MB = MI->getOperand(4).getImm();
   unsigned ME = MI->getOperand(5).getImm();
 
+  // We can't commute a trivial mask (there is no way to represent an all-zero
+  // mask).
+  if (MB == 0 && ME == 31)
+    return nullptr;
+
   if (NewMI) {
     // Create a new instruction.
     unsigned Reg0 = ChangeReg0 ? Reg2 : MI->getOperand(0).getReg();
@@ -346,15 +652,10 @@ bool PPCInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
   bool isPPC64 = Subtarget.isPPC64();
 
   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
-  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
-  if (I == MBB.begin())
+  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
+  if (I == MBB.end())
     return false;
-  --I;
-  while (I->isDebugValue()) {
-    if (I == MBB.begin())
-      return false;
-    --I;
-  }
+
   if (!isUnpredicatedTerminator(I))
     return false;
 
@@ -507,14 +808,10 @@ bool PPCInstrInfo::AnalyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,MachineBasicBlock *&TBB,
 }
 
 unsigned PPCInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
-  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.end();
-  if (I == MBB.begin()) return 0;
-  --I;
-  while (I->isDebugValue()) {
-    if (I == MBB.begin())
-      return 0;
-    --I;
-  }
+  MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
+  if (I == MBB.end())
+    return 0;
+
   if (I->getOpcode() != PPC::B && I->getOpcode() != PPC::BCC &&
       I->getOpcode() != PPC::BC && I->getOpcode() != PPC::BCn &&
       I->getOpcode() != PPC::BDNZ8 && I->getOpcode() != PPC::BDNZ &&
@@ -542,7 +839,7 @@ unsigned PPCInstrInfo::RemoveBranch(MachineBasicBlock &MBB) const {
 unsigned
 PPCInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
                            MachineBasicBlock *FBB,
-                           const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                           ArrayRef<MachineOperand> Cond,
                            DebugLoc DL) const {
   // Shouldn't be a fall through.
   assert(TBB && "InsertBranch must not be told to insert a fallthrough");
@@ -587,7 +884,7 @@ PPCInstrInfo::InsertBranch(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB,
 
 // Select analysis.
 bool PPCInstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
-                const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                ArrayRef<MachineOperand> Cond,
                 unsigned TrueReg, unsigned FalseReg,
                 int &CondCycles, int &TrueCycles, int &FalseCycles) const {
   if (!Subtarget.hasISEL())
@@ -628,8 +925,7 @@ bool PPCInstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
 
 void PPCInstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
                                 MachineBasicBlock::iterator MI, DebugLoc dl,
-                                unsigned DestReg,
-                                const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
+                                unsigned DestReg, ArrayRef<MachineOperand> Cond,
                                 unsigned TrueReg, unsigned FalseReg) const {
   assert(Cond.size() == 2 &&
          "PPC branch conditions have two components!");
@@ -691,6 +987,33 @@ void PPCInstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
     .addReg(Cond[1].getReg(), 0, SubIdx);
 }
 
+static unsigned getCRBitValue(unsigned CRBit) {
+  unsigned Ret = 4;
+  if (CRBit == PPC::CR0LT || CRBit == PPC::CR1LT ||
+      CRBit == PPC::CR2LT || CRBit == PPC::CR3LT ||
+      CRBit == PPC::CR4LT || CRBit == PPC::CR5LT ||
+      CRBit == PPC::CR6LT || CRBit == PPC::CR7LT)
+    Ret = 3;
+  if (CRBit == PPC::CR0GT || CRBit == PPC::CR1GT ||
+      CRBit == PPC::CR2GT || CRBit == PPC::CR3GT ||
+      CRBit == PPC::CR4GT || CRBit == PPC::CR5GT ||
+      CRBit == PPC::CR6GT || CRBit == PPC::CR7GT)
+    Ret = 2;
+  if (CRBit == PPC::CR0EQ || CRBit == PPC::CR1EQ ||
+      CRBit == PPC::CR2EQ || CRBit == PPC::CR3EQ ||
+      CRBit == PPC::CR4EQ || CRBit == PPC::CR5EQ ||
+      CRBit == PPC::CR6EQ || CRBit == PPC::CR7EQ)
+    Ret = 1;
+  if (CRBit == PPC::CR0UN || CRBit == PPC::CR1UN ||
+      CRBit == PPC::CR2UN || CRBit == PPC::CR3UN ||
+      CRBit == PPC::CR4UN || CRBit == PPC::CR5UN ||
+      CRBit == PPC::CR6UN || CRBit == PPC::CR7UN)
+    Ret = 0;
+
+  assert(Ret != 4 && "Invalid CR bit register");
+  return Ret;
+}
+
 void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
                                MachineBasicBlock::iterator I, DebugLoc DL,
                                unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
@@ -699,7 +1022,7 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
   // legalization. Promote them here.
   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
   if (PPC::F8RCRegClass.contains(DestReg) &&
-      PPC::VSLRCRegClass.contains(SrcReg)) {
+      PPC::VSRCRegClass.contains(SrcReg)) {
     unsigned SuperReg =
       TRI->getMatchingSuperReg(DestReg, PPC::sub_64, &PPC::VSRCRegClass);
 
@@ -708,7 +1031,7 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 
     DestReg = SuperReg;
   } else if (PPC::VRRCRegClass.contains(DestReg) &&
-             PPC::VSHRCRegClass.contains(SrcReg)) {
+             PPC::VSRCRegClass.contains(SrcReg)) {
     unsigned SuperReg =
       TRI->getMatchingSuperReg(DestReg, PPC::sub_128, &PPC::VSRCRegClass);
 
@@ -717,7 +1040,7 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 
     DestReg = SuperReg;
   } else if (PPC::F8RCRegClass.contains(SrcReg) &&
-             PPC::VSLRCRegClass.contains(DestReg)) {
+             PPC::VSRCRegClass.contains(DestReg)) {
     unsigned SuperReg =
       TRI->getMatchingSuperReg(SrcReg, PPC::sub_64, &PPC::VSRCRegClass);
 
@@ -726,7 +1049,7 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
 
     SrcReg = SuperReg;
   } else if (PPC::VRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
-             PPC::VSHRCRegClass.contains(DestReg)) {
+             PPC::VSRCRegClass.contains(DestReg)) {
     unsigned SuperReg =
       TRI->getMatchingSuperReg(SrcReg, PPC::sub_128, &PPC::VSRCRegClass);
 
@@ -736,6 +1059,32 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
     SrcReg = SuperReg;
   }
 
+  // Different class register copy
+  if (PPC::CRBITRCRegClass.contains(SrcReg) &&
+      PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg)) {
+    unsigned CRReg = getCRFromCRBit(SrcReg);
+    BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF), DestReg)
+       .addReg(CRReg), getKillRegState(KillSrc);
+    // Rotate the CR bit in the CR fields to be the least significant bit and
+    // then mask with 0x1 (MB = ME = 31).
+    BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::RLWINM), DestReg)
+       .addReg(DestReg, RegState::Kill)
+       .addImm(TRI->getEncodingValue(CRReg) * 4 + (4 - getCRBitValue(SrcReg)))
+       .addImm(31)
+       .addImm(31);
+    return;
+  } else if (PPC::CRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
+      PPC::G8RCRegClass.contains(DestReg)) {
+    BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF8), DestReg)
+       .addReg(SrcReg), getKillRegState(KillSrc);
+    return;
+  } else if (PPC::CRRCRegClass.contains(SrcReg) &&
+      PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg)) {
+    BuildMI(MBB, I, DL, get(PPC::MFOCRF), DestReg)
+       .addReg(SrcReg), getKillRegState(KillSrc);
+    return;
+   }
+
   unsigned Opc;
   if (PPC::GPRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
     Opc = PPC::OR;
@@ -757,8 +1106,15 @@ void PPCInstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
     // copies are generated, they are close enough to some use that the
     // lower-latency form is preferable.
     Opc = PPC::XXLOR;
-  else if (PPC::VSFRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
+  else if (PPC::VSFRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg) ||
+           PPC::VSSRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
     Opc = PPC::XXLORf;
+  else if (PPC::QFRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
+    Opc = PPC::QVFMR;
+  else if (PPC::QSRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
+    Opc = PPC::QVFMRs;
+  else if (PPC::QBRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
+    Opc = PPC::QVFMRb;
   else if (PPC::CRBITRCRegClass.contains(DestReg, SrcReg))
     Opc = PPC::CROR;
   else
@@ -836,6 +1192,12 @@ PPCInstrInfo::StoreRegToStackSlot(MachineFunction &MF,
                                                getKillRegState(isKill)),
                                        FrameIdx));
     NonRI = true;
+  } else if (PPC::VSSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::STXSSPX))
+                                       .addReg(SrcReg,
+                                               getKillRegState(isKill)),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
   } else if (PPC::VRSAVERCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
     assert(Subtarget.isDarwin() &&
            "VRSAVE only needs spill/restore on Darwin");
@@ -844,6 +1206,24 @@ PPCInstrInfo::StoreRegToStackSlot(MachineFunction &MF,
                                                getKillRegState(isKill)),
                                        FrameIdx));
     SpillsVRS = true;
+  } else if (PPC::QFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFDX))
+                                       .addReg(SrcReg,
+                                               getKillRegState(isKill)),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
+  } else if (PPC::QSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFSXs))
+                                       .addReg(SrcReg,
+                                               getKillRegState(isKill)),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
+  } else if (PPC::QBRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVSTFDXb))
+                                       .addReg(SrcReg,
+                                               getKillRegState(isKill)),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
   } else {
     llvm_unreachable("Unknown regclass!");
   }
@@ -878,11 +1258,10 @@ PPCInstrInfo::storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
     MBB.insert(MI, NewMIs[i]);
 
   const MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
-  MachineMemOperand *MMO =
-    MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getFixedStack(FrameIdx),
-                            MachineMemOperand::MOStore,
-                            MFI.getObjectSize(FrameIdx),
-                            MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
+  MachineMemOperand *MMO = MF.getMachineMemOperand(
+      MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FrameIdx),
+      MachineMemOperand::MOStore, MFI.getObjectSize(FrameIdx),
+      MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
   NewMIs.back()->addMemOperand(MF, MMO);
 }
 
@@ -931,6 +1310,10 @@ PPCInstrInfo::LoadRegFromStackSlot(MachineFunction &MF, DebugLoc DL,
     NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LXSDX), DestReg),
                                        FrameIdx));
     NonRI = true;
+  } else if (PPC::VSSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::LXSSPX), DestReg),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
   } else if (PPC::VRSAVERCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
     assert(Subtarget.isDarwin() &&
            "VRSAVE only needs spill/restore on Darwin");
@@ -939,6 +1322,18 @@ PPCInstrInfo::LoadRegFromStackSlot(MachineFunction &MF, DebugLoc DL,
                                                DestReg),
                                        FrameIdx));
     SpillsVRS = true;
+  } else if (PPC::QFRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFDX), DestReg),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
+  } else if (PPC::QSRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFSXs), DestReg),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
+  } else if (PPC::QBRCRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
+    NewMIs.push_back(addFrameReference(BuildMI(MF, DL, get(PPC::QVLFDXb), DestReg),
+                                       FrameIdx));
+    NonRI = true;
   } else {
     llvm_unreachable("Unknown regclass!");
   }
@@ -975,11 +1370,10 @@ PPCInstrInfo::loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock &MBB,
     MBB.insert(MI, NewMIs[i]);
 
   const MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
-  MachineMemOperand *MMO =
-    MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getFixedStack(FrameIdx),
-                            MachineMemOperand::MOLoad,
-                            MFI.getObjectSize(FrameIdx),
-                            MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
+  MachineMemOperand *MMO = MF.getMachineMemOperand(
+      MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FrameIdx),
+      MachineMemOperand::MOLoad, MFI.getObjectSize(FrameIdx),
+      MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
   NewMIs.back()->addMemOperand(MF, MMO);
 }
 
@@ -1107,9 +1501,8 @@ bool PPCInstrInfo::isUnpredicatedTerminator(const MachineInstr *MI) const {
   return !isPredicated(MI);
 }
 
-bool PPCInstrInfo::PredicateInstruction(
-                     MachineInstr *MI,
-                     const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred) const {
+bool PPCInstrInfo::PredicateInstruction(MachineInstr *MI,
+                                        ArrayRef<MachineOperand> Pred) const {
   unsigned OpC = MI->getOpcode();
   if (OpC == PPC::BLR || OpC == PPC::BLR8) {
     if (Pred[1].getReg() == PPC::CTR8 || Pred[1].getReg() == PPC::CTR) {
@@ -1200,9 +1593,8 @@ bool PPCInstrInfo::PredicateInstruction(
   return false;
 }
 
-bool PPCInstrInfo::SubsumesPredicate(
-                     const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred1,
-                     const SmallVectorImpl<MachineOperand> &Pred2) const {
+bool PPCInstrInfo::SubsumesPredicate(ArrayRef<MachineOperand> Pred1,
+                                     ArrayRef<MachineOperand> Pred2) const {
   assert(Pred1.size() == 2 && "Invalid PPC first predicate");
   assert(Pred2.size() == 2 && "Invalid PPC second predicate");
 
@@ -1605,168 +1997,35 @@ unsigned PPCInstrInfo::GetInstSizeInBytes(const MachineInstr *MI) const {
   }
 }
 
-#undef DEBUG_TYPE
-#define DEBUG_TYPE "ppc-early-ret"
-STATISTIC(NumBCLR, "Number of early conditional returns");
-STATISTIC(NumBLR,  "Number of early returns");
-
-namespace llvm {
-  void initializePPCEarlyReturnPass(PassRegistry&);
+std::pair<unsigned, unsigned>
+PPCInstrInfo::decomposeMachineOperandsTargetFlags(unsigned TF) const {
+  const unsigned Mask = PPCII::MO_ACCESS_MASK;
+  return std::make_pair(TF & Mask, TF & ~Mask);
 }
 
-namespace {
-  // PPCEarlyReturn pass - For simple functions without epilogue code, move
-  // returns up, and create conditional returns, to avoid unnecessary
-  // branch-to-blr sequences.
-  struct PPCEarlyReturn : public MachineFunctionPass {
-    static char ID;
-    PPCEarlyReturn() : MachineFunctionPass(ID) {
-      initializePPCEarlyReturnPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
-
-    const TargetInstrInfo *TII;
-
-protected:
-    bool processBlock(MachineBasicBlock &ReturnMBB) {
-      bool Changed = false;
-
-      MachineBasicBlock::iterator I = ReturnMBB.begin();
-      I = ReturnMBB.SkipPHIsAndLabels(I);
-
-      // The block must be essentially empty except for the blr.
-      if (I == ReturnMBB.end() ||
-          (I->getOpcode() != PPC::BLR && I->getOpcode() != PPC::BLR8) ||
-          I != ReturnMBB.getLastNonDebugInstr())
-        return Changed;
-
-      SmallVector<MachineBasicBlock*, 8> PredToRemove;
-      for (MachineBasicBlock::pred_iterator PI = ReturnMBB.pred_begin(),
-           PIE = ReturnMBB.pred_end(); PI != PIE; ++PI) {
-        bool OtherReference = false, BlockChanged = false;
-        for (MachineBasicBlock::iterator J = (*PI)->getLastNonDebugInstr();;) {
-          MachineInstrBuilder MIB;
-          if (J->getOpcode() == PPC::B) {
-            if (J->getOperand(0).getMBB() == &ReturnMBB) {
-              // This is an unconditional branch to the return. Replace the
-              // branch with a blr.
-              MIB =
-                BuildMI(**PI, J, J->getDebugLoc(), TII->get(I->getOpcode()));
-              MIB.copyImplicitOps(I);
-              MachineBasicBlock::iterator K = J--;
-              K->eraseFromParent();
-              BlockChanged = true;
-              ++NumBLR;
-              continue;
-            }
-          } else if (J->getOpcode() == PPC::BCC) {
-            if (J->getOperand(2).getMBB() == &ReturnMBB) {
-              // This is a conditional branch to the return. Replace the branch
-              // with a bclr.
-              MIB = BuildMI(**PI, J, J->getDebugLoc(), TII->get(PPC::BCCLR))
-                      .addImm(J->getOperand(0).getImm())
-                      .addReg(J->getOperand(1).getReg());
-              MIB.copyImplicitOps(I);
-              MachineBasicBlock::iterator K = J--;
-              K->eraseFromParent();
-              BlockChanged = true;
-              ++NumBCLR;
-              continue;
-            }
-          } else if (J->getOpcode() == PPC::BC || J->getOpcode() == PPC::BCn) {
-            if (J->getOperand(1).getMBB() == &ReturnMBB) {
-              // This is a conditional branch to the return. Replace the branch
-              // with a bclr.
-              MIB = BuildMI(**PI, J, J->getDebugLoc(),
-                            TII->get(J->getOpcode() == PPC::BC ?
-                                     PPC::BCLR : PPC::BCLRn))
-                      .addReg(J->getOperand(0).getReg());
-              MIB.copyImplicitOps(I);
-              MachineBasicBlock::iterator K = J--;
-              K->eraseFromParent();
-              BlockChanged = true;
-              ++NumBCLR;
-              continue;
-            }
-          } else if (J->isBranch()) {
-            if (J->isIndirectBranch()) {
-              if (ReturnMBB.hasAddressTaken())
-                OtherReference = true;
-            } else
-              for (unsigned i = 0; i < J->getNumOperands(); ++i)
-                if (J->getOperand(i).isMBB() &&
-                    J->getOperand(i).getMBB() == &ReturnMBB)
-                  OtherReference = true;
-          } else if (!J->isTerminator() && !J->isDebugValue())
-            break;
-
-          if (J == (*PI)->begin())
-            break;
-
-          --J;
-        }
-
-        if ((*PI)->canFallThrough() && (*PI)->isLayoutSuccessor(&ReturnMBB))
-          OtherReference = true;
-
-        // Predecessors are stored in a vector and can't be removed here.
-        if (!OtherReference && BlockChanged) {
-          PredToRemove.push_back(*PI);
-        }
-
-        if (BlockChanged)
-          Changed = true;
-      }
-
-      for (unsigned i = 0, ie = PredToRemove.size(); i != ie; ++i)
-        PredToRemove[i]->removeSuccessor(&ReturnMBB);
-
-      if (Changed && !ReturnMBB.hasAddressTaken()) {
-        // We now might be able to merge this blr-only block into its
-        // by-layout predecessor.
-        if (ReturnMBB.pred_size() == 1 &&
-            (*ReturnMBB.pred_begin())->isLayoutSuccessor(&ReturnMBB)) {
-          // Move the blr into the preceding block.
-          MachineBasicBlock &PrevMBB = **ReturnMBB.pred_begin();
-          PrevMBB.splice(PrevMBB.end(), &ReturnMBB, I);
-          PrevMBB.removeSuccessor(&ReturnMBB);
-        }
-
-        if (ReturnMBB.pred_empty())
-          ReturnMBB.eraseFromParent();
-      }
-
-      return Changed;
-    }
-
-public:
-    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override {
-      TII = MF.getSubtarget().getInstrInfo();
-
-      bool Changed = false;
-
-      // If the function does not have at least two blocks, then there is
-      // nothing to do.
-      if (MF.size() < 2)
-        return Changed;
-
-      for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(); I != MF.end();) {
-        MachineBasicBlock &B = *I++;
-        if (processBlock(B))
-          Changed = true;
-      }
-
-      return Changed;
-    }
-
-    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
-      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
-    }
-  };
+ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
+PPCInstrInfo::getSerializableDirectMachineOperandTargetFlags() const {
+  using namespace PPCII;
+  static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
+      {MO_LO, "ppc-lo"},
+      {MO_HA, "ppc-ha"},
+      {MO_TPREL_LO, "ppc-tprel-lo"},
+      {MO_TPREL_HA, "ppc-tprel-ha"},
+      {MO_DTPREL_LO, "ppc-dtprel-lo"},
+      {MO_TLSLD_LO, "ppc-tlsld-lo"},
+      {MO_TOC_LO, "ppc-toc-lo"},
+      {MO_TLS, "ppc-tls"}};
+  return makeArrayRef(TargetFlags);
 }
 
-INITIALIZE_PASS(PPCEarlyReturn, DEBUG_TYPE,
-                "PowerPC Early-Return Creation", false, false)
+ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
+PPCInstrInfo::getSerializableBitmaskMachineOperandTargetFlags() const {
+  using namespace PPCII;
+  static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
+      {MO_PLT_OR_STUB, "ppc-plt-or-stub"},
+      {MO_PIC_FLAG, "ppc-pic"},
+      {MO_NLP_FLAG, "ppc-nlp"},
+      {MO_NLP_HIDDEN_FLAG, "ppc-nlp-hidden"}};
+  return makeArrayRef(TargetFlags);
+}
 
-char PPCEarlyReturn::ID = 0;
-FunctionPass*
-llvm::createPPCEarlyReturnPass() { return new PPCEarlyReturn(); }