106f32e7eSjoerg //===- AArch64InstrInfo.cpp - AArch64 Instruction Information -------------===//
206f32e7eSjoerg //
306f32e7eSjoerg // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
406f32e7eSjoerg // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
506f32e7eSjoerg // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
606f32e7eSjoerg //
706f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
806f32e7eSjoerg //
906f32e7eSjoerg // This file contains the AArch64 implementation of the TargetInstrInfo class.
1006f32e7eSjoerg //
1106f32e7eSjoerg //===----------------------------------------------------------------------===//
1206f32e7eSjoerg 
1306f32e7eSjoerg #include "AArch64InstrInfo.h"
1406f32e7eSjoerg #include "AArch64MachineFunctionInfo.h"
1506f32e7eSjoerg #include "AArch64Subtarget.h"
1606f32e7eSjoerg #include "MCTargetDesc/AArch64AddressingModes.h"
1706f32e7eSjoerg #include "Utils/AArch64BaseInfo.h"
1806f32e7eSjoerg #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
1906f32e7eSjoerg #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
2006f32e7eSjoerg #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
2106f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
2206f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
2306f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
2406f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
2506f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
2606f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
27*da58b97aSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
2806f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
2906f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
3006f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
3106f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
3206f32e7eSjoerg #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
33*da58b97aSjoerg #include "llvm/IR/DebugInfoMetadata.h"
3406f32e7eSjoerg #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
3506f32e7eSjoerg #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
3606f32e7eSjoerg #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
3706f32e7eSjoerg #include "llvm/MC/MCInst.h"
38*da58b97aSjoerg #include "llvm/MC/MCInstBuilder.h"
3906f32e7eSjoerg #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
4006f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/Casting.h"
4106f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/CodeGen.h"
4206f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/CommandLine.h"
4306f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/Compiler.h"
4406f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
4506f32e7eSjoerg #include "llvm/Support/MathExtras.h"
4606f32e7eSjoerg #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
4706f32e7eSjoerg #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
4806f32e7eSjoerg #include <cassert>
4906f32e7eSjoerg #include <cstdint>
5006f32e7eSjoerg #include <iterator>
5106f32e7eSjoerg #include <utility>
5206f32e7eSjoerg 
5306f32e7eSjoerg using namespace llvm;
5406f32e7eSjoerg 
5506f32e7eSjoerg #define GET_INSTRINFO_CTOR_DTOR
5606f32e7eSjoerg #include "AArch64GenInstrInfo.inc"
5706f32e7eSjoerg 
5806f32e7eSjoerg static cl::opt<unsigned> TBZDisplacementBits(
5906f32e7eSjoerg     "aarch64-tbz-offset-bits", cl::Hidden, cl::init(14),
6006f32e7eSjoerg     cl::desc("Restrict range of TB[N]Z instructions (DEBUG)"));
6106f32e7eSjoerg 
6206f32e7eSjoerg static cl::opt<unsigned> CBZDisplacementBits(
6306f32e7eSjoerg     "aarch64-cbz-offset-bits", cl::Hidden, cl::init(19),
6406f32e7eSjoerg     cl::desc("Restrict range of CB[N]Z instructions (DEBUG)"));
6506f32e7eSjoerg 
6606f32e7eSjoerg static cl::opt<unsigned>
6706f32e7eSjoerg     BCCDisplacementBits("aarch64-bcc-offset-bits", cl::Hidden, cl::init(19),
6806f32e7eSjoerg                         cl::desc("Restrict range of Bcc instructions (DEBUG)"));
6906f32e7eSjoerg 
AArch64InstrInfo(const AArch64Subtarget & STI)7006f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::AArch64InstrInfo(const AArch64Subtarget &STI)
7106f32e7eSjoerg     : AArch64GenInstrInfo(AArch64::ADJCALLSTACKDOWN, AArch64::ADJCALLSTACKUP,
7206f32e7eSjoerg                           AArch64::CATCHRET),
7306f32e7eSjoerg       RI(STI.getTargetTriple()), Subtarget(STI) {}
7406f32e7eSjoerg 
7506f32e7eSjoerg /// GetInstSize - Return the number of bytes of code the specified
7606f32e7eSjoerg /// instruction may be.  This returns the maximum number of bytes.
getInstSizeInBytes(const MachineInstr & MI) const7706f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::getInstSizeInBytes(const MachineInstr &MI) const {
7806f32e7eSjoerg   const MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
7906f32e7eSjoerg   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
8006f32e7eSjoerg   const MCAsmInfo *MAI = MF->getTarget().getMCAsmInfo();
8106f32e7eSjoerg 
8206f32e7eSjoerg   {
8306f32e7eSjoerg     auto Op = MI.getOpcode();
8406f32e7eSjoerg     if (Op == AArch64::INLINEASM || Op == AArch64::INLINEASM_BR)
8506f32e7eSjoerg       return getInlineAsmLength(MI.getOperand(0).getSymbolName(), *MAI);
8606f32e7eSjoerg   }
8706f32e7eSjoerg 
8806f32e7eSjoerg   // Meta-instructions emit no code.
8906f32e7eSjoerg   if (MI.isMetaInstruction())
9006f32e7eSjoerg     return 0;
9106f32e7eSjoerg 
9206f32e7eSjoerg   // FIXME: We currently only handle pseudoinstructions that don't get expanded
9306f32e7eSjoerg   //        before the assembly printer.
9406f32e7eSjoerg   unsigned NumBytes = 0;
9506f32e7eSjoerg   const MCInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
9606f32e7eSjoerg   switch (Desc.getOpcode()) {
9706f32e7eSjoerg   default:
9806f32e7eSjoerg     // Anything not explicitly designated otherwise is a normal 4-byte insn.
9906f32e7eSjoerg     NumBytes = 4;
10006f32e7eSjoerg     break;
10106f32e7eSjoerg   case TargetOpcode::STACKMAP:
10206f32e7eSjoerg     // The upper bound for a stackmap intrinsic is the full length of its shadow
10306f32e7eSjoerg     NumBytes = StackMapOpers(&MI).getNumPatchBytes();
10406f32e7eSjoerg     assert(NumBytes % 4 == 0 && "Invalid number of NOP bytes requested!");
10506f32e7eSjoerg     break;
10606f32e7eSjoerg   case TargetOpcode::PATCHPOINT:
10706f32e7eSjoerg     // The size of the patchpoint intrinsic is the number of bytes requested
10806f32e7eSjoerg     NumBytes = PatchPointOpers(&MI).getNumPatchBytes();
10906f32e7eSjoerg     assert(NumBytes % 4 == 0 && "Invalid number of NOP bytes requested!");
11006f32e7eSjoerg     break;
111*da58b97aSjoerg   case TargetOpcode::STATEPOINT:
112*da58b97aSjoerg     NumBytes = StatepointOpers(&MI).getNumPatchBytes();
113*da58b97aSjoerg     assert(NumBytes % 4 == 0 && "Invalid number of NOP bytes requested!");
114*da58b97aSjoerg     // No patch bytes means a normal call inst is emitted
115*da58b97aSjoerg     if (NumBytes == 0)
116*da58b97aSjoerg       NumBytes = 4;
117*da58b97aSjoerg     break;
11806f32e7eSjoerg   case AArch64::TLSDESC_CALLSEQ:
11906f32e7eSjoerg     // This gets lowered to an instruction sequence which takes 16 bytes
12006f32e7eSjoerg     NumBytes = 16;
12106f32e7eSjoerg     break;
122*da58b97aSjoerg   case AArch64::SpeculationBarrierISBDSBEndBB:
123*da58b97aSjoerg     // This gets lowered to 2 4-byte instructions.
124*da58b97aSjoerg     NumBytes = 8;
125*da58b97aSjoerg     break;
126*da58b97aSjoerg   case AArch64::SpeculationBarrierSBEndBB:
127*da58b97aSjoerg     // This gets lowered to 1 4-byte instructions.
128*da58b97aSjoerg     NumBytes = 4;
129*da58b97aSjoerg     break;
13006f32e7eSjoerg   case AArch64::JumpTableDest32:
13106f32e7eSjoerg   case AArch64::JumpTableDest16:
13206f32e7eSjoerg   case AArch64::JumpTableDest8:
13306f32e7eSjoerg     NumBytes = 12;
13406f32e7eSjoerg     break;
13506f32e7eSjoerg   case AArch64::SPACE:
13606f32e7eSjoerg     NumBytes = MI.getOperand(1).getImm();
13706f32e7eSjoerg     break;
138*da58b97aSjoerg   case AArch64::StoreSwiftAsyncContext:
139*da58b97aSjoerg     NumBytes = 20;
140*da58b97aSjoerg     break;
141*da58b97aSjoerg   case TargetOpcode::BUNDLE:
142*da58b97aSjoerg     NumBytes = getInstBundleLength(MI);
143*da58b97aSjoerg     break;
14406f32e7eSjoerg   }
14506f32e7eSjoerg 
14606f32e7eSjoerg   return NumBytes;
14706f32e7eSjoerg }
14806f32e7eSjoerg 
getInstBundleLength(const MachineInstr & MI) const149*da58b97aSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::getInstBundleLength(const MachineInstr &MI) const {
150*da58b97aSjoerg   unsigned Size = 0;
151*da58b97aSjoerg   MachineBasicBlock::const_instr_iterator I = MI.getIterator();
152*da58b97aSjoerg   MachineBasicBlock::const_instr_iterator E = MI.getParent()->instr_end();
153*da58b97aSjoerg   while (++I != E && I->isInsideBundle()) {
154*da58b97aSjoerg     assert(!I->isBundle() && "No nested bundle!");
155*da58b97aSjoerg     Size += getInstSizeInBytes(*I);
156*da58b97aSjoerg   }
157*da58b97aSjoerg   return Size;
158*da58b97aSjoerg }
159*da58b97aSjoerg 
parseCondBranch(MachineInstr * LastInst,MachineBasicBlock * & Target,SmallVectorImpl<MachineOperand> & Cond)16006f32e7eSjoerg static void parseCondBranch(MachineInstr *LastInst, MachineBasicBlock *&Target,
16106f32e7eSjoerg                             SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) {
16206f32e7eSjoerg   // Block ends with fall-through condbranch.
16306f32e7eSjoerg   switch (LastInst->getOpcode()) {
16406f32e7eSjoerg   default:
16506f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unknown branch instruction?");
16606f32e7eSjoerg   case AArch64::Bcc:
16706f32e7eSjoerg     Target = LastInst->getOperand(1).getMBB();
16806f32e7eSjoerg     Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
16906f32e7eSjoerg     break;
17006f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZW:
17106f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZX:
17206f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZW:
17306f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZX:
17406f32e7eSjoerg     Target = LastInst->getOperand(1).getMBB();
17506f32e7eSjoerg     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(-1));
17606f32e7eSjoerg     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(LastInst->getOpcode()));
17706f32e7eSjoerg     Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
17806f32e7eSjoerg     break;
17906f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZW:
18006f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZX:
18106f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZW:
18206f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZX:
18306f32e7eSjoerg     Target = LastInst->getOperand(2).getMBB();
18406f32e7eSjoerg     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(-1));
18506f32e7eSjoerg     Cond.push_back(MachineOperand::CreateImm(LastInst->getOpcode()));
18606f32e7eSjoerg     Cond.push_back(LastInst->getOperand(0));
18706f32e7eSjoerg     Cond.push_back(LastInst->getOperand(1));
18806f32e7eSjoerg   }
18906f32e7eSjoerg }
19006f32e7eSjoerg 
getBranchDisplacementBits(unsigned Opc)19106f32e7eSjoerg static unsigned getBranchDisplacementBits(unsigned Opc) {
19206f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
19306f32e7eSjoerg   default:
19406f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("unexpected opcode!");
19506f32e7eSjoerg   case AArch64::B:
19606f32e7eSjoerg     return 64;
19706f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZW:
19806f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZW:
19906f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZX:
20006f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZX:
20106f32e7eSjoerg     return TBZDisplacementBits;
20206f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZW:
20306f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZW:
20406f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZX:
20506f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZX:
20606f32e7eSjoerg     return CBZDisplacementBits;
20706f32e7eSjoerg   case AArch64::Bcc:
20806f32e7eSjoerg     return BCCDisplacementBits;
20906f32e7eSjoerg   }
21006f32e7eSjoerg }
21106f32e7eSjoerg 
isBranchOffsetInRange(unsigned BranchOp,int64_t BrOffset) const21206f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isBranchOffsetInRange(unsigned BranchOp,
21306f32e7eSjoerg                                              int64_t BrOffset) const {
21406f32e7eSjoerg   unsigned Bits = getBranchDisplacementBits(BranchOp);
21506f32e7eSjoerg   assert(Bits >= 3 && "max branch displacement must be enough to jump"
21606f32e7eSjoerg                       "over conditional branch expansion");
21706f32e7eSjoerg   return isIntN(Bits, BrOffset / 4);
21806f32e7eSjoerg }
21906f32e7eSjoerg 
22006f32e7eSjoerg MachineBasicBlock *
getBranchDestBlock(const MachineInstr & MI) const22106f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getBranchDestBlock(const MachineInstr &MI) const {
22206f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
22306f32e7eSjoerg   default:
22406f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("unexpected opcode!");
22506f32e7eSjoerg   case AArch64::B:
22606f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(0).getMBB();
22706f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZW:
22806f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZW:
22906f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZX:
23006f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZX:
23106f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(2).getMBB();
23206f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZW:
23306f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZW:
23406f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZX:
23506f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZX:
23606f32e7eSjoerg   case AArch64::Bcc:
23706f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(1).getMBB();
23806f32e7eSjoerg   }
23906f32e7eSjoerg }
24006f32e7eSjoerg 
24106f32e7eSjoerg // Branch analysis.
analyzeBranch(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock * & TBB,MachineBasicBlock * & FBB,SmallVectorImpl<MachineOperand> & Cond,bool AllowModify) const24206f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::analyzeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
24306f32e7eSjoerg                                      MachineBasicBlock *&TBB,
24406f32e7eSjoerg                                      MachineBasicBlock *&FBB,
24506f32e7eSjoerg                                      SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond,
24606f32e7eSjoerg                                      bool AllowModify) const {
24706f32e7eSjoerg   // If the block has no terminators, it just falls into the block after it.
24806f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
24906f32e7eSjoerg   if (I == MBB.end())
25006f32e7eSjoerg     return false;
25106f32e7eSjoerg 
252*da58b97aSjoerg   // Skip over SpeculationBarrierEndBB terminators
253*da58b97aSjoerg   if (I->getOpcode() == AArch64::SpeculationBarrierISBDSBEndBB ||
254*da58b97aSjoerg       I->getOpcode() == AArch64::SpeculationBarrierSBEndBB) {
255*da58b97aSjoerg     --I;
256*da58b97aSjoerg   }
257*da58b97aSjoerg 
25806f32e7eSjoerg   if (!isUnpredicatedTerminator(*I))
25906f32e7eSjoerg     return false;
26006f32e7eSjoerg 
26106f32e7eSjoerg   // Get the last instruction in the block.
26206f32e7eSjoerg   MachineInstr *LastInst = &*I;
26306f32e7eSjoerg 
26406f32e7eSjoerg   // If there is only one terminator instruction, process it.
26506f32e7eSjoerg   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
26606f32e7eSjoerg   if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(*--I)) {
26706f32e7eSjoerg     if (isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
26806f32e7eSjoerg       TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
26906f32e7eSjoerg       return false;
27006f32e7eSjoerg     }
27106f32e7eSjoerg     if (isCondBranchOpcode(LastOpc)) {
27206f32e7eSjoerg       // Block ends with fall-through condbranch.
27306f32e7eSjoerg       parseCondBranch(LastInst, TBB, Cond);
27406f32e7eSjoerg       return false;
27506f32e7eSjoerg     }
27606f32e7eSjoerg     return true; // Can't handle indirect branch.
27706f32e7eSjoerg   }
27806f32e7eSjoerg 
27906f32e7eSjoerg   // Get the instruction before it if it is a terminator.
28006f32e7eSjoerg   MachineInstr *SecondLastInst = &*I;
28106f32e7eSjoerg   unsigned SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
28206f32e7eSjoerg 
28306f32e7eSjoerg   // If AllowModify is true and the block ends with two or more unconditional
28406f32e7eSjoerg   // branches, delete all but the first unconditional branch.
28506f32e7eSjoerg   if (AllowModify && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
28606f32e7eSjoerg     while (isUncondBranchOpcode(SecondLastOpc)) {
28706f32e7eSjoerg       LastInst->eraseFromParent();
28806f32e7eSjoerg       LastInst = SecondLastInst;
28906f32e7eSjoerg       LastOpc = LastInst->getOpcode();
29006f32e7eSjoerg       if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(*--I)) {
29106f32e7eSjoerg         // Return now the only terminator is an unconditional branch.
29206f32e7eSjoerg         TBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
29306f32e7eSjoerg         return false;
29406f32e7eSjoerg       } else {
29506f32e7eSjoerg         SecondLastInst = &*I;
29606f32e7eSjoerg         SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
29706f32e7eSjoerg       }
29806f32e7eSjoerg     }
29906f32e7eSjoerg   }
30006f32e7eSjoerg 
301*da58b97aSjoerg   // If we're allowed to modify and the block ends in a unconditional branch
302*da58b97aSjoerg   // which could simply fallthrough, remove the branch.  (Note: This case only
303*da58b97aSjoerg   // matters when we can't understand the whole sequence, otherwise it's also
304*da58b97aSjoerg   // handled by BranchFolding.cpp.)
305*da58b97aSjoerg   if (AllowModify && isUncondBranchOpcode(LastOpc) &&
306*da58b97aSjoerg       MBB.isLayoutSuccessor(getBranchDestBlock(*LastInst))) {
307*da58b97aSjoerg     LastInst->eraseFromParent();
308*da58b97aSjoerg     LastInst = SecondLastInst;
309*da58b97aSjoerg     LastOpc = LastInst->getOpcode();
310*da58b97aSjoerg     if (I == MBB.begin() || !isUnpredicatedTerminator(*--I)) {
311*da58b97aSjoerg       assert(!isUncondBranchOpcode(LastOpc) &&
312*da58b97aSjoerg              "unreachable unconditional branches removed above");
313*da58b97aSjoerg 
314*da58b97aSjoerg       if (isCondBranchOpcode(LastOpc)) {
315*da58b97aSjoerg         // Block ends with fall-through condbranch.
316*da58b97aSjoerg         parseCondBranch(LastInst, TBB, Cond);
317*da58b97aSjoerg         return false;
318*da58b97aSjoerg       }
319*da58b97aSjoerg       return true; // Can't handle indirect branch.
320*da58b97aSjoerg     } else {
321*da58b97aSjoerg       SecondLastInst = &*I;
322*da58b97aSjoerg       SecondLastOpc = SecondLastInst->getOpcode();
323*da58b97aSjoerg     }
324*da58b97aSjoerg   }
325*da58b97aSjoerg 
32606f32e7eSjoerg   // If there are three terminators, we don't know what sort of block this is.
32706f32e7eSjoerg   if (SecondLastInst && I != MBB.begin() && isUnpredicatedTerminator(*--I))
32806f32e7eSjoerg     return true;
32906f32e7eSjoerg 
33006f32e7eSjoerg   // If the block ends with a B and a Bcc, handle it.
33106f32e7eSjoerg   if (isCondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
33206f32e7eSjoerg     parseCondBranch(SecondLastInst, TBB, Cond);
33306f32e7eSjoerg     FBB = LastInst->getOperand(0).getMBB();
33406f32e7eSjoerg     return false;
33506f32e7eSjoerg   }
33606f32e7eSjoerg 
33706f32e7eSjoerg   // If the block ends with two unconditional branches, handle it.  The second
33806f32e7eSjoerg   // one is not executed, so remove it.
33906f32e7eSjoerg   if (isUncondBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
34006f32e7eSjoerg     TBB = SecondLastInst->getOperand(0).getMBB();
34106f32e7eSjoerg     I = LastInst;
34206f32e7eSjoerg     if (AllowModify)
34306f32e7eSjoerg       I->eraseFromParent();
34406f32e7eSjoerg     return false;
34506f32e7eSjoerg   }
34606f32e7eSjoerg 
34706f32e7eSjoerg   // ...likewise if it ends with an indirect branch followed by an unconditional
34806f32e7eSjoerg   // branch.
34906f32e7eSjoerg   if (isIndirectBranchOpcode(SecondLastOpc) && isUncondBranchOpcode(LastOpc)) {
35006f32e7eSjoerg     I = LastInst;
35106f32e7eSjoerg     if (AllowModify)
35206f32e7eSjoerg       I->eraseFromParent();
35306f32e7eSjoerg     return true;
35406f32e7eSjoerg   }
35506f32e7eSjoerg 
35606f32e7eSjoerg   // Otherwise, can't handle this.
35706f32e7eSjoerg   return true;
35806f32e7eSjoerg }
35906f32e7eSjoerg 
analyzeBranchPredicate(MachineBasicBlock & MBB,MachineBranchPredicate & MBP,bool AllowModify) const360*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::analyzeBranchPredicate(MachineBasicBlock &MBB,
361*da58b97aSjoerg                                               MachineBranchPredicate &MBP,
362*da58b97aSjoerg                                               bool AllowModify) const {
363*da58b97aSjoerg   // For the moment, handle only a block which ends with a cb(n)zx followed by
364*da58b97aSjoerg   // a fallthrough.  Why this?  Because it is a common form.
365*da58b97aSjoerg   // TODO: Should we handle b.cc?
366*da58b97aSjoerg 
367*da58b97aSjoerg   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
368*da58b97aSjoerg   if (I == MBB.end())
369*da58b97aSjoerg     return true;
370*da58b97aSjoerg 
371*da58b97aSjoerg   // Skip over SpeculationBarrierEndBB terminators
372*da58b97aSjoerg   if (I->getOpcode() == AArch64::SpeculationBarrierISBDSBEndBB ||
373*da58b97aSjoerg       I->getOpcode() == AArch64::SpeculationBarrierSBEndBB) {
374*da58b97aSjoerg     --I;
375*da58b97aSjoerg   }
376*da58b97aSjoerg 
377*da58b97aSjoerg   if (!isUnpredicatedTerminator(*I))
378*da58b97aSjoerg     return true;
379*da58b97aSjoerg 
380*da58b97aSjoerg   // Get the last instruction in the block.
381*da58b97aSjoerg   MachineInstr *LastInst = &*I;
382*da58b97aSjoerg   unsigned LastOpc = LastInst->getOpcode();
383*da58b97aSjoerg   if (!isCondBranchOpcode(LastOpc))
384*da58b97aSjoerg     return true;
385*da58b97aSjoerg 
386*da58b97aSjoerg   switch (LastOpc) {
387*da58b97aSjoerg   default:
388*da58b97aSjoerg     return true;
389*da58b97aSjoerg   case AArch64::CBZW:
390*da58b97aSjoerg   case AArch64::CBZX:
391*da58b97aSjoerg   case AArch64::CBNZW:
392*da58b97aSjoerg   case AArch64::CBNZX:
393*da58b97aSjoerg     break;
394*da58b97aSjoerg   };
395*da58b97aSjoerg 
396*da58b97aSjoerg   MBP.TrueDest = LastInst->getOperand(1).getMBB();
397*da58b97aSjoerg   assert(MBP.TrueDest && "expected!");
398*da58b97aSjoerg   MBP.FalseDest = MBB.getNextNode();
399*da58b97aSjoerg 
400*da58b97aSjoerg   MBP.ConditionDef = nullptr;
401*da58b97aSjoerg   MBP.SingleUseCondition = false;
402*da58b97aSjoerg 
403*da58b97aSjoerg   MBP.LHS = LastInst->getOperand(0);
404*da58b97aSjoerg   MBP.RHS = MachineOperand::CreateImm(0);
405*da58b97aSjoerg   MBP.Predicate = LastOpc == AArch64::CBNZX ? MachineBranchPredicate::PRED_NE
406*da58b97aSjoerg                                             : MachineBranchPredicate::PRED_EQ;
407*da58b97aSjoerg   return false;
408*da58b97aSjoerg }
409*da58b97aSjoerg 
reverseBranchCondition(SmallVectorImpl<MachineOperand> & Cond) const41006f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::reverseBranchCondition(
41106f32e7eSjoerg     SmallVectorImpl<MachineOperand> &Cond) const {
41206f32e7eSjoerg   if (Cond[0].getImm() != -1) {
41306f32e7eSjoerg     // Regular Bcc
41406f32e7eSjoerg     AArch64CC::CondCode CC = (AArch64CC::CondCode)(int)Cond[0].getImm();
41506f32e7eSjoerg     Cond[0].setImm(AArch64CC::getInvertedCondCode(CC));
41606f32e7eSjoerg   } else {
41706f32e7eSjoerg     // Folded compare-and-branch
41806f32e7eSjoerg     switch (Cond[1].getImm()) {
41906f32e7eSjoerg     default:
42006f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown conditional branch!");
42106f32e7eSjoerg     case AArch64::CBZW:
42206f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::CBNZW);
42306f32e7eSjoerg       break;
42406f32e7eSjoerg     case AArch64::CBNZW:
42506f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::CBZW);
42606f32e7eSjoerg       break;
42706f32e7eSjoerg     case AArch64::CBZX:
42806f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::CBNZX);
42906f32e7eSjoerg       break;
43006f32e7eSjoerg     case AArch64::CBNZX:
43106f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::CBZX);
43206f32e7eSjoerg       break;
43306f32e7eSjoerg     case AArch64::TBZW:
43406f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::TBNZW);
43506f32e7eSjoerg       break;
43606f32e7eSjoerg     case AArch64::TBNZW:
43706f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::TBZW);
43806f32e7eSjoerg       break;
43906f32e7eSjoerg     case AArch64::TBZX:
44006f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::TBNZX);
44106f32e7eSjoerg       break;
44206f32e7eSjoerg     case AArch64::TBNZX:
44306f32e7eSjoerg       Cond[1].setImm(AArch64::TBZX);
44406f32e7eSjoerg       break;
44506f32e7eSjoerg     }
44606f32e7eSjoerg   }
44706f32e7eSjoerg 
44806f32e7eSjoerg   return false;
44906f32e7eSjoerg }
45006f32e7eSjoerg 
removeBranch(MachineBasicBlock & MBB,int * BytesRemoved) const45106f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::removeBranch(MachineBasicBlock &MBB,
45206f32e7eSjoerg                                         int *BytesRemoved) const {
45306f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock::iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
45406f32e7eSjoerg   if (I == MBB.end())
45506f32e7eSjoerg     return 0;
45606f32e7eSjoerg 
45706f32e7eSjoerg   if (!isUncondBranchOpcode(I->getOpcode()) &&
45806f32e7eSjoerg       !isCondBranchOpcode(I->getOpcode()))
45906f32e7eSjoerg     return 0;
46006f32e7eSjoerg 
46106f32e7eSjoerg   // Remove the branch.
46206f32e7eSjoerg   I->eraseFromParent();
46306f32e7eSjoerg 
46406f32e7eSjoerg   I = MBB.end();
46506f32e7eSjoerg 
46606f32e7eSjoerg   if (I == MBB.begin()) {
46706f32e7eSjoerg     if (BytesRemoved)
46806f32e7eSjoerg       *BytesRemoved = 4;
46906f32e7eSjoerg     return 1;
47006f32e7eSjoerg   }
47106f32e7eSjoerg   --I;
47206f32e7eSjoerg   if (!isCondBranchOpcode(I->getOpcode())) {
47306f32e7eSjoerg     if (BytesRemoved)
47406f32e7eSjoerg       *BytesRemoved = 4;
47506f32e7eSjoerg     return 1;
47606f32e7eSjoerg   }
47706f32e7eSjoerg 
47806f32e7eSjoerg   // Remove the branch.
47906f32e7eSjoerg   I->eraseFromParent();
48006f32e7eSjoerg   if (BytesRemoved)
48106f32e7eSjoerg     *BytesRemoved = 8;
48206f32e7eSjoerg 
48306f32e7eSjoerg   return 2;
48406f32e7eSjoerg }
48506f32e7eSjoerg 
instantiateCondBranch(MachineBasicBlock & MBB,const DebugLoc & DL,MachineBasicBlock * TBB,ArrayRef<MachineOperand> Cond) const48606f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::instantiateCondBranch(
48706f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &MBB, const DebugLoc &DL, MachineBasicBlock *TBB,
48806f32e7eSjoerg     ArrayRef<MachineOperand> Cond) const {
48906f32e7eSjoerg   if (Cond[0].getImm() != -1) {
49006f32e7eSjoerg     // Regular Bcc
49106f32e7eSjoerg     BuildMI(&MBB, DL, get(AArch64::Bcc)).addImm(Cond[0].getImm()).addMBB(TBB);
49206f32e7eSjoerg   } else {
49306f32e7eSjoerg     // Folded compare-and-branch
49406f32e7eSjoerg     // Note that we use addOperand instead of addReg to keep the flags.
49506f32e7eSjoerg     const MachineInstrBuilder MIB =
49606f32e7eSjoerg         BuildMI(&MBB, DL, get(Cond[1].getImm())).add(Cond[2]);
49706f32e7eSjoerg     if (Cond.size() > 3)
49806f32e7eSjoerg       MIB.addImm(Cond[3].getImm());
49906f32e7eSjoerg     MIB.addMBB(TBB);
50006f32e7eSjoerg   }
50106f32e7eSjoerg }
50206f32e7eSjoerg 
insertBranch(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock * TBB,MachineBasicBlock * FBB,ArrayRef<MachineOperand> Cond,const DebugLoc & DL,int * BytesAdded) const50306f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::insertBranch(
50406f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock *TBB, MachineBasicBlock *FBB,
50506f32e7eSjoerg     ArrayRef<MachineOperand> Cond, const DebugLoc &DL, int *BytesAdded) const {
50606f32e7eSjoerg   // Shouldn't be a fall through.
50706f32e7eSjoerg   assert(TBB && "insertBranch must not be told to insert a fallthrough");
50806f32e7eSjoerg 
50906f32e7eSjoerg   if (!FBB) {
51006f32e7eSjoerg     if (Cond.empty()) // Unconditional branch?
51106f32e7eSjoerg       BuildMI(&MBB, DL, get(AArch64::B)).addMBB(TBB);
51206f32e7eSjoerg     else
51306f32e7eSjoerg       instantiateCondBranch(MBB, DL, TBB, Cond);
51406f32e7eSjoerg 
51506f32e7eSjoerg     if (BytesAdded)
51606f32e7eSjoerg       *BytesAdded = 4;
51706f32e7eSjoerg 
51806f32e7eSjoerg     return 1;
51906f32e7eSjoerg   }
52006f32e7eSjoerg 
52106f32e7eSjoerg   // Two-way conditional branch.
52206f32e7eSjoerg   instantiateCondBranch(MBB, DL, TBB, Cond);
52306f32e7eSjoerg   BuildMI(&MBB, DL, get(AArch64::B)).addMBB(FBB);
52406f32e7eSjoerg 
52506f32e7eSjoerg   if (BytesAdded)
52606f32e7eSjoerg     *BytesAdded = 8;
52706f32e7eSjoerg 
52806f32e7eSjoerg   return 2;
52906f32e7eSjoerg }
53006f32e7eSjoerg 
53106f32e7eSjoerg // Find the original register that VReg is copied from.
removeCopies(const MachineRegisterInfo & MRI,unsigned VReg)53206f32e7eSjoerg static unsigned removeCopies(const MachineRegisterInfo &MRI, unsigned VReg) {
53306f32e7eSjoerg   while (Register::isVirtualRegister(VReg)) {
53406f32e7eSjoerg     const MachineInstr *DefMI = MRI.getVRegDef(VReg);
53506f32e7eSjoerg     if (!DefMI->isFullCopy())
53606f32e7eSjoerg       return VReg;
53706f32e7eSjoerg     VReg = DefMI->getOperand(1).getReg();
53806f32e7eSjoerg   }
53906f32e7eSjoerg   return VReg;
54006f32e7eSjoerg }
54106f32e7eSjoerg 
54206f32e7eSjoerg // Determine if VReg is defined by an instruction that can be folded into a
54306f32e7eSjoerg // csel instruction. If so, return the folded opcode, and the replacement
54406f32e7eSjoerg // register.
canFoldIntoCSel(const MachineRegisterInfo & MRI,unsigned VReg,unsigned * NewVReg=nullptr)54506f32e7eSjoerg static unsigned canFoldIntoCSel(const MachineRegisterInfo &MRI, unsigned VReg,
54606f32e7eSjoerg                                 unsigned *NewVReg = nullptr) {
54706f32e7eSjoerg   VReg = removeCopies(MRI, VReg);
54806f32e7eSjoerg   if (!Register::isVirtualRegister(VReg))
54906f32e7eSjoerg     return 0;
55006f32e7eSjoerg 
55106f32e7eSjoerg   bool Is64Bit = AArch64::GPR64allRegClass.hasSubClassEq(MRI.getRegClass(VReg));
55206f32e7eSjoerg   const MachineInstr *DefMI = MRI.getVRegDef(VReg);
55306f32e7eSjoerg   unsigned Opc = 0;
55406f32e7eSjoerg   unsigned SrcOpNum = 0;
55506f32e7eSjoerg   switch (DefMI->getOpcode()) {
55606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
55706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
55806f32e7eSjoerg     // if NZCV is used, do not fold.
55906f32e7eSjoerg     if (DefMI->findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true) == -1)
56006f32e7eSjoerg       return 0;
56106f32e7eSjoerg     // fall-through to ADDXri and ADDWri.
56206f32e7eSjoerg     LLVM_FALLTHROUGH;
56306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
56406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
56506f32e7eSjoerg     // add x, 1 -> csinc.
56606f32e7eSjoerg     if (!DefMI->getOperand(2).isImm() || DefMI->getOperand(2).getImm() != 1 ||
56706f32e7eSjoerg         DefMI->getOperand(3).getImm() != 0)
56806f32e7eSjoerg       return 0;
56906f32e7eSjoerg     SrcOpNum = 1;
57006f32e7eSjoerg     Opc = Is64Bit ? AArch64::CSINCXr : AArch64::CSINCWr;
57106f32e7eSjoerg     break;
57206f32e7eSjoerg 
57306f32e7eSjoerg   case AArch64::ORNXrr:
57406f32e7eSjoerg   case AArch64::ORNWrr: {
57506f32e7eSjoerg     // not x -> csinv, represented as orn dst, xzr, src.
57606f32e7eSjoerg     unsigned ZReg = removeCopies(MRI, DefMI->getOperand(1).getReg());
57706f32e7eSjoerg     if (ZReg != AArch64::XZR && ZReg != AArch64::WZR)
57806f32e7eSjoerg       return 0;
57906f32e7eSjoerg     SrcOpNum = 2;
58006f32e7eSjoerg     Opc = Is64Bit ? AArch64::CSINVXr : AArch64::CSINVWr;
58106f32e7eSjoerg     break;
58206f32e7eSjoerg   }
58306f32e7eSjoerg 
58406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
58506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
58606f32e7eSjoerg     // if NZCV is used, do not fold.
58706f32e7eSjoerg     if (DefMI->findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true) == -1)
58806f32e7eSjoerg       return 0;
58906f32e7eSjoerg     // fall-through to SUBXrr and SUBWrr.
59006f32e7eSjoerg     LLVM_FALLTHROUGH;
59106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrr:
59206f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrr: {
59306f32e7eSjoerg     // neg x -> csneg, represented as sub dst, xzr, src.
59406f32e7eSjoerg     unsigned ZReg = removeCopies(MRI, DefMI->getOperand(1).getReg());
59506f32e7eSjoerg     if (ZReg != AArch64::XZR && ZReg != AArch64::WZR)
59606f32e7eSjoerg       return 0;
59706f32e7eSjoerg     SrcOpNum = 2;
59806f32e7eSjoerg     Opc = Is64Bit ? AArch64::CSNEGXr : AArch64::CSNEGWr;
59906f32e7eSjoerg     break;
60006f32e7eSjoerg   }
60106f32e7eSjoerg   default:
60206f32e7eSjoerg     return 0;
60306f32e7eSjoerg   }
60406f32e7eSjoerg   assert(Opc && SrcOpNum && "Missing parameters");
60506f32e7eSjoerg 
60606f32e7eSjoerg   if (NewVReg)
60706f32e7eSjoerg     *NewVReg = DefMI->getOperand(SrcOpNum).getReg();
60806f32e7eSjoerg   return Opc;
60906f32e7eSjoerg }
61006f32e7eSjoerg 
canInsertSelect(const MachineBasicBlock & MBB,ArrayRef<MachineOperand> Cond,Register DstReg,Register TrueReg,Register FalseReg,int & CondCycles,int & TrueCycles,int & FalseCycles) const61106f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::canInsertSelect(const MachineBasicBlock &MBB,
61206f32e7eSjoerg                                        ArrayRef<MachineOperand> Cond,
613*da58b97aSjoerg                                        Register DstReg, Register TrueReg,
614*da58b97aSjoerg                                        Register FalseReg, int &CondCycles,
615*da58b97aSjoerg                                        int &TrueCycles,
61606f32e7eSjoerg                                        int &FalseCycles) const {
61706f32e7eSjoerg   // Check register classes.
61806f32e7eSjoerg   const MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
61906f32e7eSjoerg   const TargetRegisterClass *RC =
62006f32e7eSjoerg       RI.getCommonSubClass(MRI.getRegClass(TrueReg), MRI.getRegClass(FalseReg));
62106f32e7eSjoerg   if (!RC)
62206f32e7eSjoerg     return false;
62306f32e7eSjoerg 
624*da58b97aSjoerg   // Also need to check the dest regclass, in case we're trying to optimize
625*da58b97aSjoerg   // something like:
626*da58b97aSjoerg   // %1(gpr) = PHI %2(fpr), bb1, %(fpr), bb2
627*da58b97aSjoerg   if (!RI.getCommonSubClass(RC, MRI.getRegClass(DstReg)))
628*da58b97aSjoerg     return false;
629*da58b97aSjoerg 
63006f32e7eSjoerg   // Expanding cbz/tbz requires an extra cycle of latency on the condition.
63106f32e7eSjoerg   unsigned ExtraCondLat = Cond.size() != 1;
63206f32e7eSjoerg 
63306f32e7eSjoerg   // GPRs are handled by csel.
63406f32e7eSjoerg   // FIXME: Fold in x+1, -x, and ~x when applicable.
63506f32e7eSjoerg   if (AArch64::GPR64allRegClass.hasSubClassEq(RC) ||
63606f32e7eSjoerg       AArch64::GPR32allRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
63706f32e7eSjoerg     // Single-cycle csel, csinc, csinv, and csneg.
63806f32e7eSjoerg     CondCycles = 1 + ExtraCondLat;
63906f32e7eSjoerg     TrueCycles = FalseCycles = 1;
64006f32e7eSjoerg     if (canFoldIntoCSel(MRI, TrueReg))
64106f32e7eSjoerg       TrueCycles = 0;
64206f32e7eSjoerg     else if (canFoldIntoCSel(MRI, FalseReg))
64306f32e7eSjoerg       FalseCycles = 0;
64406f32e7eSjoerg     return true;
64506f32e7eSjoerg   }
64606f32e7eSjoerg 
64706f32e7eSjoerg   // Scalar floating point is handled by fcsel.
64806f32e7eSjoerg   // FIXME: Form fabs, fmin, and fmax when applicable.
64906f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR64RegClass.hasSubClassEq(RC) ||
65006f32e7eSjoerg       AArch64::FPR32RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
65106f32e7eSjoerg     CondCycles = 5 + ExtraCondLat;
65206f32e7eSjoerg     TrueCycles = FalseCycles = 2;
65306f32e7eSjoerg     return true;
65406f32e7eSjoerg   }
65506f32e7eSjoerg 
65606f32e7eSjoerg   // Can't do vectors.
65706f32e7eSjoerg   return false;
65806f32e7eSjoerg }
65906f32e7eSjoerg 
insertSelect(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator I,const DebugLoc & DL,Register DstReg,ArrayRef<MachineOperand> Cond,Register TrueReg,Register FalseReg) const66006f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::insertSelect(MachineBasicBlock &MBB,
66106f32e7eSjoerg                                     MachineBasicBlock::iterator I,
662*da58b97aSjoerg                                     const DebugLoc &DL, Register DstReg,
66306f32e7eSjoerg                                     ArrayRef<MachineOperand> Cond,
664*da58b97aSjoerg                                     Register TrueReg, Register FalseReg) const {
66506f32e7eSjoerg   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
66606f32e7eSjoerg 
66706f32e7eSjoerg   // Parse the condition code, see parseCondBranch() above.
66806f32e7eSjoerg   AArch64CC::CondCode CC;
66906f32e7eSjoerg   switch (Cond.size()) {
67006f32e7eSjoerg   default:
67106f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unknown condition opcode in Cond");
67206f32e7eSjoerg   case 1: // b.cc
67306f32e7eSjoerg     CC = AArch64CC::CondCode(Cond[0].getImm());
67406f32e7eSjoerg     break;
67506f32e7eSjoerg   case 3: { // cbz/cbnz
67606f32e7eSjoerg     // We must insert a compare against 0.
67706f32e7eSjoerg     bool Is64Bit;
67806f32e7eSjoerg     switch (Cond[1].getImm()) {
67906f32e7eSjoerg     default:
68006f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown branch opcode in Cond");
68106f32e7eSjoerg     case AArch64::CBZW:
68206f32e7eSjoerg       Is64Bit = false;
68306f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::EQ;
68406f32e7eSjoerg       break;
68506f32e7eSjoerg     case AArch64::CBZX:
68606f32e7eSjoerg       Is64Bit = true;
68706f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::EQ;
68806f32e7eSjoerg       break;
68906f32e7eSjoerg     case AArch64::CBNZW:
69006f32e7eSjoerg       Is64Bit = false;
69106f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::NE;
69206f32e7eSjoerg       break;
69306f32e7eSjoerg     case AArch64::CBNZX:
69406f32e7eSjoerg       Is64Bit = true;
69506f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::NE;
69606f32e7eSjoerg       break;
69706f32e7eSjoerg     }
69806f32e7eSjoerg     Register SrcReg = Cond[2].getReg();
69906f32e7eSjoerg     if (Is64Bit) {
70006f32e7eSjoerg       // cmp reg, #0 is actually subs xzr, reg, #0.
70106f32e7eSjoerg       MRI.constrainRegClass(SrcReg, &AArch64::GPR64spRegClass);
70206f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::SUBSXri), AArch64::XZR)
70306f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
70406f32e7eSjoerg           .addImm(0)
70506f32e7eSjoerg           .addImm(0);
70606f32e7eSjoerg     } else {
70706f32e7eSjoerg       MRI.constrainRegClass(SrcReg, &AArch64::GPR32spRegClass);
70806f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::SUBSWri), AArch64::WZR)
70906f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
71006f32e7eSjoerg           .addImm(0)
71106f32e7eSjoerg           .addImm(0);
71206f32e7eSjoerg     }
71306f32e7eSjoerg     break;
71406f32e7eSjoerg   }
71506f32e7eSjoerg   case 4: { // tbz/tbnz
71606f32e7eSjoerg     // We must insert a tst instruction.
71706f32e7eSjoerg     switch (Cond[1].getImm()) {
71806f32e7eSjoerg     default:
71906f32e7eSjoerg       llvm_unreachable("Unknown branch opcode in Cond");
72006f32e7eSjoerg     case AArch64::TBZW:
72106f32e7eSjoerg     case AArch64::TBZX:
72206f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::EQ;
72306f32e7eSjoerg       break;
72406f32e7eSjoerg     case AArch64::TBNZW:
72506f32e7eSjoerg     case AArch64::TBNZX:
72606f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::NE;
72706f32e7eSjoerg       break;
72806f32e7eSjoerg     }
72906f32e7eSjoerg     // cmp reg, #foo is actually ands xzr, reg, #1<<foo.
73006f32e7eSjoerg     if (Cond[1].getImm() == AArch64::TBZW || Cond[1].getImm() == AArch64::TBNZW)
73106f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ANDSWri), AArch64::WZR)
73206f32e7eSjoerg           .addReg(Cond[2].getReg())
73306f32e7eSjoerg           .addImm(
73406f32e7eSjoerg               AArch64_AM::encodeLogicalImmediate(1ull << Cond[3].getImm(), 32));
73506f32e7eSjoerg     else
73606f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ANDSXri), AArch64::XZR)
73706f32e7eSjoerg           .addReg(Cond[2].getReg())
73806f32e7eSjoerg           .addImm(
73906f32e7eSjoerg               AArch64_AM::encodeLogicalImmediate(1ull << Cond[3].getImm(), 64));
74006f32e7eSjoerg     break;
74106f32e7eSjoerg   }
74206f32e7eSjoerg   }
74306f32e7eSjoerg 
74406f32e7eSjoerg   unsigned Opc = 0;
74506f32e7eSjoerg   const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
74606f32e7eSjoerg   bool TryFold = false;
74706f32e7eSjoerg   if (MRI.constrainRegClass(DstReg, &AArch64::GPR64RegClass)) {
74806f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::GPR64RegClass;
74906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::CSELXr;
75006f32e7eSjoerg     TryFold = true;
75106f32e7eSjoerg   } else if (MRI.constrainRegClass(DstReg, &AArch64::GPR32RegClass)) {
75206f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::GPR32RegClass;
75306f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::CSELWr;
75406f32e7eSjoerg     TryFold = true;
75506f32e7eSjoerg   } else if (MRI.constrainRegClass(DstReg, &AArch64::FPR64RegClass)) {
75606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
75706f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FCSELDrrr;
75806f32e7eSjoerg   } else if (MRI.constrainRegClass(DstReg, &AArch64::FPR32RegClass)) {
75906f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
76006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FCSELSrrr;
76106f32e7eSjoerg   }
76206f32e7eSjoerg   assert(RC && "Unsupported regclass");
76306f32e7eSjoerg 
76406f32e7eSjoerg   // Try folding simple instructions into the csel.
76506f32e7eSjoerg   if (TryFold) {
76606f32e7eSjoerg     unsigned NewVReg = 0;
76706f32e7eSjoerg     unsigned FoldedOpc = canFoldIntoCSel(MRI, TrueReg, &NewVReg);
76806f32e7eSjoerg     if (FoldedOpc) {
76906f32e7eSjoerg       // The folded opcodes csinc, csinc and csneg apply the operation to
77006f32e7eSjoerg       // FalseReg, so we need to invert the condition.
77106f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::getInvertedCondCode(CC);
77206f32e7eSjoerg       TrueReg = FalseReg;
77306f32e7eSjoerg     } else
77406f32e7eSjoerg       FoldedOpc = canFoldIntoCSel(MRI, FalseReg, &NewVReg);
77506f32e7eSjoerg 
77606f32e7eSjoerg     // Fold the operation. Leave any dead instructions for DCE to clean up.
77706f32e7eSjoerg     if (FoldedOpc) {
77806f32e7eSjoerg       FalseReg = NewVReg;
77906f32e7eSjoerg       Opc = FoldedOpc;
78006f32e7eSjoerg       // The extends the live range of NewVReg.
78106f32e7eSjoerg       MRI.clearKillFlags(NewVReg);
78206f32e7eSjoerg     }
78306f32e7eSjoerg   }
78406f32e7eSjoerg 
78506f32e7eSjoerg   // Pull all virtual register into the appropriate class.
78606f32e7eSjoerg   MRI.constrainRegClass(TrueReg, RC);
78706f32e7eSjoerg   MRI.constrainRegClass(FalseReg, RC);
78806f32e7eSjoerg 
78906f32e7eSjoerg   // Insert the csel.
79006f32e7eSjoerg   BuildMI(MBB, I, DL, get(Opc), DstReg)
79106f32e7eSjoerg       .addReg(TrueReg)
79206f32e7eSjoerg       .addReg(FalseReg)
79306f32e7eSjoerg       .addImm(CC);
79406f32e7eSjoerg }
79506f32e7eSjoerg 
79606f32e7eSjoerg /// Returns true if a MOVi32imm or MOVi64imm can be expanded to an  ORRxx.
canBeExpandedToORR(const MachineInstr & MI,unsigned BitSize)79706f32e7eSjoerg static bool canBeExpandedToORR(const MachineInstr &MI, unsigned BitSize) {
79806f32e7eSjoerg   uint64_t Imm = MI.getOperand(1).getImm();
79906f32e7eSjoerg   uint64_t UImm = Imm << (64 - BitSize) >> (64 - BitSize);
80006f32e7eSjoerg   uint64_t Encoding;
80106f32e7eSjoerg   return AArch64_AM::processLogicalImmediate(UImm, BitSize, Encoding);
80206f32e7eSjoerg }
80306f32e7eSjoerg 
80406f32e7eSjoerg // FIXME: this implementation should be micro-architecture dependent, so a
80506f32e7eSjoerg // micro-architecture target hook should be introduced here in future.
isAsCheapAsAMove(const MachineInstr & MI) const80606f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isAsCheapAsAMove(const MachineInstr &MI) const {
80706f32e7eSjoerg   if (!Subtarget.hasCustomCheapAsMoveHandling())
80806f32e7eSjoerg     return MI.isAsCheapAsAMove();
80906f32e7eSjoerg 
81006f32e7eSjoerg   const unsigned Opcode = MI.getOpcode();
81106f32e7eSjoerg 
81206f32e7eSjoerg   // Firstly, check cases gated by features.
81306f32e7eSjoerg 
81406f32e7eSjoerg   if (Subtarget.hasZeroCycleZeroingFP()) {
81506f32e7eSjoerg     if (Opcode == AArch64::FMOVH0 ||
81606f32e7eSjoerg         Opcode == AArch64::FMOVS0 ||
81706f32e7eSjoerg         Opcode == AArch64::FMOVD0)
81806f32e7eSjoerg       return true;
81906f32e7eSjoerg   }
82006f32e7eSjoerg 
82106f32e7eSjoerg   if (Subtarget.hasZeroCycleZeroingGP()) {
82206f32e7eSjoerg     if (Opcode == TargetOpcode::COPY &&
82306f32e7eSjoerg         (MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::WZR ||
82406f32e7eSjoerg          MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::XZR))
82506f32e7eSjoerg       return true;
82606f32e7eSjoerg   }
82706f32e7eSjoerg 
82806f32e7eSjoerg   // Secondly, check cases specific to sub-targets.
82906f32e7eSjoerg 
83006f32e7eSjoerg   if (Subtarget.hasExynosCheapAsMoveHandling()) {
83106f32e7eSjoerg     if (isExynosCheapAsMove(MI))
83206f32e7eSjoerg       return true;
83306f32e7eSjoerg 
83406f32e7eSjoerg     return MI.isAsCheapAsAMove();
83506f32e7eSjoerg   }
83606f32e7eSjoerg 
83706f32e7eSjoerg   // Finally, check generic cases.
83806f32e7eSjoerg 
83906f32e7eSjoerg   switch (Opcode) {
84006f32e7eSjoerg   default:
84106f32e7eSjoerg     return false;
84206f32e7eSjoerg 
84306f32e7eSjoerg   // add/sub on register without shift
84406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
84506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
84606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWri:
84706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
84806f32e7eSjoerg     return (MI.getOperand(3).getImm() == 0);
84906f32e7eSjoerg 
85006f32e7eSjoerg   // logical ops on immediate
85106f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWri:
85206f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXri:
85306f32e7eSjoerg   case AArch64::EORWri:
85406f32e7eSjoerg   case AArch64::EORXri:
85506f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRWri:
85606f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRXri:
85706f32e7eSjoerg     return true;
85806f32e7eSjoerg 
85906f32e7eSjoerg   // logical ops on register without shift
86006f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWrr:
86106f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXrr:
86206f32e7eSjoerg   case AArch64::BICWrr:
86306f32e7eSjoerg   case AArch64::BICXrr:
86406f32e7eSjoerg   case AArch64::EONWrr:
86506f32e7eSjoerg   case AArch64::EONXrr:
86606f32e7eSjoerg   case AArch64::EORWrr:
86706f32e7eSjoerg   case AArch64::EORXrr:
86806f32e7eSjoerg   case AArch64::ORNWrr:
86906f32e7eSjoerg   case AArch64::ORNXrr:
87006f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRWrr:
87106f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRXrr:
87206f32e7eSjoerg     return true;
87306f32e7eSjoerg 
87406f32e7eSjoerg   // If MOVi32imm or MOVi64imm can be expanded into ORRWri or
87506f32e7eSjoerg   // ORRXri, it is as cheap as MOV
87606f32e7eSjoerg   case AArch64::MOVi32imm:
87706f32e7eSjoerg     return canBeExpandedToORR(MI, 32);
87806f32e7eSjoerg   case AArch64::MOVi64imm:
87906f32e7eSjoerg     return canBeExpandedToORR(MI, 64);
88006f32e7eSjoerg   }
88106f32e7eSjoerg 
88206f32e7eSjoerg   llvm_unreachable("Unknown opcode to check as cheap as a move!");
88306f32e7eSjoerg }
88406f32e7eSjoerg 
isFalkorShiftExtFast(const MachineInstr & MI)88506f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isFalkorShiftExtFast(const MachineInstr &MI) {
88606f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
88706f32e7eSjoerg   default:
88806f32e7eSjoerg     return false;
88906f32e7eSjoerg 
89006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrs:
89106f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrs:
89206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrs:
89306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrs: {
89406f32e7eSjoerg     unsigned Imm = MI.getOperand(3).getImm();
89506f32e7eSjoerg     unsigned ShiftVal = AArch64_AM::getShiftValue(Imm);
89606f32e7eSjoerg     if (ShiftVal == 0)
89706f32e7eSjoerg       return true;
89806f32e7eSjoerg     return AArch64_AM::getShiftType(Imm) == AArch64_AM::LSL && ShiftVal <= 5;
89906f32e7eSjoerg   }
90006f32e7eSjoerg 
90106f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrx:
90206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrx:
90306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrx64:
90406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrx:
90506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrx:
90606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrx64: {
90706f32e7eSjoerg     unsigned Imm = MI.getOperand(3).getImm();
90806f32e7eSjoerg     switch (AArch64_AM::getArithExtendType(Imm)) {
90906f32e7eSjoerg     default:
91006f32e7eSjoerg       return false;
91106f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTB:
91206f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTH:
91306f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTW:
91406f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTX:
91506f32e7eSjoerg       return AArch64_AM::getArithShiftValue(Imm) <= 4;
91606f32e7eSjoerg     }
91706f32e7eSjoerg   }
91806f32e7eSjoerg 
91906f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrs:
92006f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrs: {
92106f32e7eSjoerg     unsigned Imm = MI.getOperand(3).getImm();
92206f32e7eSjoerg     unsigned ShiftVal = AArch64_AM::getShiftValue(Imm);
92306f32e7eSjoerg     return ShiftVal == 0 ||
92406f32e7eSjoerg            (AArch64_AM::getShiftType(Imm) == AArch64_AM::ASR && ShiftVal == 31);
92506f32e7eSjoerg   }
92606f32e7eSjoerg 
92706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrs:
92806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrs: {
92906f32e7eSjoerg     unsigned Imm = MI.getOperand(3).getImm();
93006f32e7eSjoerg     unsigned ShiftVal = AArch64_AM::getShiftValue(Imm);
93106f32e7eSjoerg     return ShiftVal == 0 ||
93206f32e7eSjoerg            (AArch64_AM::getShiftType(Imm) == AArch64_AM::ASR && ShiftVal == 63);
93306f32e7eSjoerg   }
93406f32e7eSjoerg 
93506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrx:
93606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrx:
93706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrx64:
93806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrx:
93906f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrx:
94006f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrx64: {
94106f32e7eSjoerg     unsigned Imm = MI.getOperand(3).getImm();
94206f32e7eSjoerg     switch (AArch64_AM::getArithExtendType(Imm)) {
94306f32e7eSjoerg     default:
94406f32e7eSjoerg       return false;
94506f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTB:
94606f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTH:
94706f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTW:
94806f32e7eSjoerg     case AArch64_AM::UXTX:
94906f32e7eSjoerg       return AArch64_AM::getArithShiftValue(Imm) == 0;
95006f32e7eSjoerg     }
95106f32e7eSjoerg   }
95206f32e7eSjoerg 
95306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBBroW:
95406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBBroX:
95506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBroW:
95606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBroX:
95706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDroW:
95806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDroX:
95906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHHroW:
96006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHHroX:
96106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHroW:
96206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHroX:
96306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQroW:
96406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQroX:
96506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBWroW:
96606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBWroX:
96706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBXroW:
96806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBXroX:
96906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHWroW:
97006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHWroX:
97106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHXroW:
97206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHXroX:
97306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWroW:
97406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWroX:
97506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSroW:
97606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSroX:
97706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWroW:
97806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWroX:
97906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXroW:
98006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXroX:
98106f32e7eSjoerg   case AArch64::PRFMroW:
98206f32e7eSjoerg   case AArch64::PRFMroX:
98306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBBroW:
98406f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBBroX:
98506f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBroW:
98606f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBroX:
98706f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDroW:
98806f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDroX:
98906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHHroW:
99006f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHHroX:
99106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHroW:
99206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHroX:
99306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQroW:
99406f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQroX:
99506f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSroW:
99606f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSroX:
99706f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWroW:
99806f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWroX:
99906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXroW:
100006f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXroX: {
100106f32e7eSjoerg     unsigned IsSigned = MI.getOperand(3).getImm();
100206f32e7eSjoerg     return !IsSigned;
100306f32e7eSjoerg   }
100406f32e7eSjoerg   }
100506f32e7eSjoerg }
100606f32e7eSjoerg 
isSEHInstruction(const MachineInstr & MI)100706f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isSEHInstruction(const MachineInstr &MI) {
100806f32e7eSjoerg   unsigned Opc = MI.getOpcode();
100906f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
101006f32e7eSjoerg     default:
101106f32e7eSjoerg       return false;
101206f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_StackAlloc:
101306f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFPLR:
101406f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFPLR_X:
101506f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveReg:
101606f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveReg_X:
101706f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveRegP:
101806f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveRegP_X:
101906f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFReg:
102006f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFReg_X:
102106f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFRegP:
102206f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SaveFRegP_X:
102306f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_SetFP:
102406f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_AddFP:
102506f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_Nop:
102606f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_PrologEnd:
102706f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_EpilogStart:
102806f32e7eSjoerg     case AArch64::SEH_EpilogEnd:
102906f32e7eSjoerg       return true;
103006f32e7eSjoerg   }
103106f32e7eSjoerg }
103206f32e7eSjoerg 
isCoalescableExtInstr(const MachineInstr & MI,Register & SrcReg,Register & DstReg,unsigned & SubIdx) const103306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isCoalescableExtInstr(const MachineInstr &MI,
1034*da58b97aSjoerg                                              Register &SrcReg, Register &DstReg,
103506f32e7eSjoerg                                              unsigned &SubIdx) const {
103606f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
103706f32e7eSjoerg   default:
103806f32e7eSjoerg     return false;
103906f32e7eSjoerg   case AArch64::SBFMXri: // aka sxtw
104006f32e7eSjoerg   case AArch64::UBFMXri: // aka uxtw
104106f32e7eSjoerg     // Check for the 32 -> 64 bit extension case, these instructions can do
104206f32e7eSjoerg     // much more.
104306f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(2).getImm() != 0 || MI.getOperand(3).getImm() != 31)
104406f32e7eSjoerg       return false;
104506f32e7eSjoerg     // This is a signed or unsigned 32 -> 64 bit extension.
104606f32e7eSjoerg     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
104706f32e7eSjoerg     DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
104806f32e7eSjoerg     SubIdx = AArch64::sub_32;
104906f32e7eSjoerg     return true;
105006f32e7eSjoerg   }
105106f32e7eSjoerg }
105206f32e7eSjoerg 
areMemAccessesTriviallyDisjoint(const MachineInstr & MIa,const MachineInstr & MIb) const105306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::areMemAccessesTriviallyDisjoint(
105406f32e7eSjoerg     const MachineInstr &MIa, const MachineInstr &MIb) const {
105506f32e7eSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
105606f32e7eSjoerg   const MachineOperand *BaseOpA = nullptr, *BaseOpB = nullptr;
105706f32e7eSjoerg   int64_t OffsetA = 0, OffsetB = 0;
105806f32e7eSjoerg   unsigned WidthA = 0, WidthB = 0;
1059*da58b97aSjoerg   bool OffsetAIsScalable = false, OffsetBIsScalable = false;
106006f32e7eSjoerg 
106106f32e7eSjoerg   assert(MIa.mayLoadOrStore() && "MIa must be a load or store.");
106206f32e7eSjoerg   assert(MIb.mayLoadOrStore() && "MIb must be a load or store.");
106306f32e7eSjoerg 
106406f32e7eSjoerg   if (MIa.hasUnmodeledSideEffects() || MIb.hasUnmodeledSideEffects() ||
106506f32e7eSjoerg       MIa.hasOrderedMemoryRef() || MIb.hasOrderedMemoryRef())
106606f32e7eSjoerg     return false;
106706f32e7eSjoerg 
106806f32e7eSjoerg   // Retrieve the base, offset from the base and width. Width
106906f32e7eSjoerg   // is the size of memory that is being loaded/stored (e.g. 1, 2, 4, 8).  If
107006f32e7eSjoerg   // base are identical, and the offset of a lower memory access +
107106f32e7eSjoerg   // the width doesn't overlap the offset of a higher memory access,
107206f32e7eSjoerg   // then the memory accesses are different.
1073*da58b97aSjoerg   // If OffsetAIsScalable and OffsetBIsScalable are both true, they
1074*da58b97aSjoerg   // are assumed to have the same scale (vscale).
1075*da58b97aSjoerg   if (getMemOperandWithOffsetWidth(MIa, BaseOpA, OffsetA, OffsetAIsScalable,
1076*da58b97aSjoerg                                    WidthA, TRI) &&
1077*da58b97aSjoerg       getMemOperandWithOffsetWidth(MIb, BaseOpB, OffsetB, OffsetBIsScalable,
1078*da58b97aSjoerg                                    WidthB, TRI)) {
1079*da58b97aSjoerg     if (BaseOpA->isIdenticalTo(*BaseOpB) &&
1080*da58b97aSjoerg         OffsetAIsScalable == OffsetBIsScalable) {
108106f32e7eSjoerg       int LowOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetA : OffsetB;
108206f32e7eSjoerg       int HighOffset = OffsetA < OffsetB ? OffsetB : OffsetA;
108306f32e7eSjoerg       int LowWidth = (LowOffset == OffsetA) ? WidthA : WidthB;
108406f32e7eSjoerg       if (LowOffset + LowWidth <= HighOffset)
108506f32e7eSjoerg         return true;
108606f32e7eSjoerg     }
108706f32e7eSjoerg   }
108806f32e7eSjoerg   return false;
108906f32e7eSjoerg }
109006f32e7eSjoerg 
isSchedulingBoundary(const MachineInstr & MI,const MachineBasicBlock * MBB,const MachineFunction & MF) const109106f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isSchedulingBoundary(const MachineInstr &MI,
109206f32e7eSjoerg                                             const MachineBasicBlock *MBB,
109306f32e7eSjoerg                                             const MachineFunction &MF) const {
109406f32e7eSjoerg   if (TargetInstrInfo::isSchedulingBoundary(MI, MBB, MF))
109506f32e7eSjoerg     return true;
109606f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
109706f32e7eSjoerg   case AArch64::HINT:
109806f32e7eSjoerg     // CSDB hints are scheduling barriers.
109906f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(0).getImm() == 0x14)
110006f32e7eSjoerg       return true;
110106f32e7eSjoerg     break;
110206f32e7eSjoerg   case AArch64::DSB:
110306f32e7eSjoerg   case AArch64::ISB:
110406f32e7eSjoerg     // DSB and ISB also are scheduling barriers.
110506f32e7eSjoerg     return true;
110606f32e7eSjoerg   default:;
110706f32e7eSjoerg   }
110806f32e7eSjoerg   return isSEHInstruction(MI);
110906f32e7eSjoerg }
111006f32e7eSjoerg 
111106f32e7eSjoerg /// analyzeCompare - For a comparison instruction, return the source registers
111206f32e7eSjoerg /// in SrcReg and SrcReg2, and the value it compares against in CmpValue.
111306f32e7eSjoerg /// Return true if the comparison instruction can be analyzed.
analyzeCompare(const MachineInstr & MI,Register & SrcReg,Register & SrcReg2,int & CmpMask,int & CmpValue) const1114*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::analyzeCompare(const MachineInstr &MI, Register &SrcReg,
1115*da58b97aSjoerg                                       Register &SrcReg2, int &CmpMask,
111606f32e7eSjoerg                                       int &CmpValue) const {
111706f32e7eSjoerg   // The first operand can be a frame index where we'd normally expect a
111806f32e7eSjoerg   // register.
111906f32e7eSjoerg   assert(MI.getNumOperands() >= 2 && "All AArch64 cmps should have 2 operands");
112006f32e7eSjoerg   if (!MI.getOperand(1).isReg())
112106f32e7eSjoerg     return false;
112206f32e7eSjoerg 
112306f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
112406f32e7eSjoerg   default:
112506f32e7eSjoerg     break;
1126*da58b97aSjoerg   case AArch64::PTEST_PP:
1127*da58b97aSjoerg     SrcReg = MI.getOperand(0).getReg();
1128*da58b97aSjoerg     SrcReg2 = MI.getOperand(1).getReg();
1129*da58b97aSjoerg     // Not sure about the mask and value for now...
1130*da58b97aSjoerg     CmpMask = ~0;
1131*da58b97aSjoerg     CmpValue = 0;
1132*da58b97aSjoerg     return true;
113306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
113406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrs:
113506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrx:
113606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
113706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrs:
113806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrx:
113906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrr:
114006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrs:
114106f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrx:
114206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrr:
114306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrs:
114406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrx:
114506f32e7eSjoerg     // Replace SUBSWrr with SUBWrr if NZCV is not used.
114606f32e7eSjoerg     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
114706f32e7eSjoerg     SrcReg2 = MI.getOperand(2).getReg();
114806f32e7eSjoerg     CmpMask = ~0;
114906f32e7eSjoerg     CmpValue = 0;
115006f32e7eSjoerg     return true;
115106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
115206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
115306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
115406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
115506f32e7eSjoerg     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
115606f32e7eSjoerg     SrcReg2 = 0;
115706f32e7eSjoerg     CmpMask = ~0;
115806f32e7eSjoerg     // FIXME: In order to convert CmpValue to 0 or 1
115906f32e7eSjoerg     CmpValue = MI.getOperand(2).getImm() != 0;
116006f32e7eSjoerg     return true;
116106f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDSWri:
116206f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDSXri:
116306f32e7eSjoerg     // ANDS does not use the same encoding scheme as the others xxxS
116406f32e7eSjoerg     // instructions.
116506f32e7eSjoerg     SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
116606f32e7eSjoerg     SrcReg2 = 0;
116706f32e7eSjoerg     CmpMask = ~0;
116806f32e7eSjoerg     // FIXME:The return val type of decodeLogicalImmediate is uint64_t,
116906f32e7eSjoerg     // while the type of CmpValue is int. When converting uint64_t to int,
117006f32e7eSjoerg     // the high 32 bits of uint64_t will be lost.
117106f32e7eSjoerg     // In fact it causes a bug in spec2006-483.xalancbmk
117206f32e7eSjoerg     // CmpValue is only used to compare with zero in OptimizeCompareInstr
117306f32e7eSjoerg     CmpValue = AArch64_AM::decodeLogicalImmediate(
117406f32e7eSjoerg                    MI.getOperand(2).getImm(),
117506f32e7eSjoerg                    MI.getOpcode() == AArch64::ANDSWri ? 32 : 64) != 0;
117606f32e7eSjoerg     return true;
117706f32e7eSjoerg   }
117806f32e7eSjoerg 
117906f32e7eSjoerg   return false;
118006f32e7eSjoerg }
118106f32e7eSjoerg 
UpdateOperandRegClass(MachineInstr & Instr)118206f32e7eSjoerg static bool UpdateOperandRegClass(MachineInstr &Instr) {
118306f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock *MBB = Instr.getParent();
118406f32e7eSjoerg   assert(MBB && "Can't get MachineBasicBlock here");
118506f32e7eSjoerg   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
118606f32e7eSjoerg   assert(MF && "Can't get MachineFunction here");
118706f32e7eSjoerg   const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
118806f32e7eSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = MF->getSubtarget().getRegisterInfo();
118906f32e7eSjoerg   MachineRegisterInfo *MRI = &MF->getRegInfo();
119006f32e7eSjoerg 
119106f32e7eSjoerg   for (unsigned OpIdx = 0, EndIdx = Instr.getNumOperands(); OpIdx < EndIdx;
119206f32e7eSjoerg        ++OpIdx) {
119306f32e7eSjoerg     MachineOperand &MO = Instr.getOperand(OpIdx);
119406f32e7eSjoerg     const TargetRegisterClass *OpRegCstraints =
119506f32e7eSjoerg         Instr.getRegClassConstraint(OpIdx, TII, TRI);
119606f32e7eSjoerg 
119706f32e7eSjoerg     // If there's no constraint, there's nothing to do.
119806f32e7eSjoerg     if (!OpRegCstraints)
119906f32e7eSjoerg       continue;
120006f32e7eSjoerg     // If the operand is a frame index, there's nothing to do here.
120106f32e7eSjoerg     // A frame index operand will resolve correctly during PEI.
120206f32e7eSjoerg     if (MO.isFI())
120306f32e7eSjoerg       continue;
120406f32e7eSjoerg 
120506f32e7eSjoerg     assert(MO.isReg() &&
120606f32e7eSjoerg            "Operand has register constraints without being a register!");
120706f32e7eSjoerg 
120806f32e7eSjoerg     Register Reg = MO.getReg();
120906f32e7eSjoerg     if (Register::isPhysicalRegister(Reg)) {
121006f32e7eSjoerg       if (!OpRegCstraints->contains(Reg))
121106f32e7eSjoerg         return false;
121206f32e7eSjoerg     } else if (!OpRegCstraints->hasSubClassEq(MRI->getRegClass(Reg)) &&
121306f32e7eSjoerg                !MRI->constrainRegClass(Reg, OpRegCstraints))
121406f32e7eSjoerg       return false;
121506f32e7eSjoerg   }
121606f32e7eSjoerg 
121706f32e7eSjoerg   return true;
121806f32e7eSjoerg }
121906f32e7eSjoerg 
122006f32e7eSjoerg /// Return the opcode that does not set flags when possible - otherwise
122106f32e7eSjoerg /// return the original opcode. The caller is responsible to do the actual
122206f32e7eSjoerg /// substitution and legality checking.
convertToNonFlagSettingOpc(const MachineInstr & MI)122306f32e7eSjoerg static unsigned convertToNonFlagSettingOpc(const MachineInstr &MI) {
122406f32e7eSjoerg   // Don't convert all compare instructions, because for some the zero register
122506f32e7eSjoerg   // encoding becomes the sp register.
122606f32e7eSjoerg   bool MIDefinesZeroReg = false;
122706f32e7eSjoerg   if (MI.definesRegister(AArch64::WZR) || MI.definesRegister(AArch64::XZR))
122806f32e7eSjoerg     MIDefinesZeroReg = true;
122906f32e7eSjoerg 
123006f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
123106f32e7eSjoerg   default:
123206f32e7eSjoerg     return MI.getOpcode();
123306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrr:
123406f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDWrr;
123506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
123606f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::ADDSWri : AArch64::ADDWri;
123706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrs:
123806f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::ADDSWrs : AArch64::ADDWrs;
123906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrx:
124006f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDWrx;
124106f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrr:
124206f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDXrr;
124306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
124406f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::ADDSXri : AArch64::ADDXri;
124506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrs:
124606f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::ADDSXrs : AArch64::ADDXrs;
124706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrx:
124806f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDXrx;
124906f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
125006f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBWrr;
125106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
125206f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::SUBSWri : AArch64::SUBWri;
125306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrs:
125406f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::SUBSWrs : AArch64::SUBWrs;
125506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrx:
125606f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBWrx;
125706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
125806f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBXrr;
125906f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
126006f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::SUBSXri : AArch64::SUBXri;
126106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrs:
126206f32e7eSjoerg     return MIDefinesZeroReg ? AArch64::SUBSXrs : AArch64::SUBXrs;
126306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrx:
126406f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBXrx;
126506f32e7eSjoerg   }
126606f32e7eSjoerg }
126706f32e7eSjoerg 
126806f32e7eSjoerg enum AccessKind { AK_Write = 0x01, AK_Read = 0x10, AK_All = 0x11 };
126906f32e7eSjoerg 
127006f32e7eSjoerg /// True when condition flags are accessed (either by writing or reading)
127106f32e7eSjoerg /// on the instruction trace starting at From and ending at To.
127206f32e7eSjoerg ///
127306f32e7eSjoerg /// Note: If From and To are from different blocks it's assumed CC are accessed
127406f32e7eSjoerg ///       on the path.
areCFlagsAccessedBetweenInstrs(MachineBasicBlock::iterator From,MachineBasicBlock::iterator To,const TargetRegisterInfo * TRI,const AccessKind AccessToCheck=AK_All)127506f32e7eSjoerg static bool areCFlagsAccessedBetweenInstrs(
127606f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock::iterator From, MachineBasicBlock::iterator To,
127706f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI, const AccessKind AccessToCheck = AK_All) {
127806f32e7eSjoerg   // Early exit if To is at the beginning of the BB.
127906f32e7eSjoerg   if (To == To->getParent()->begin())
128006f32e7eSjoerg     return true;
128106f32e7eSjoerg 
128206f32e7eSjoerg   // Check whether the instructions are in the same basic block
128306f32e7eSjoerg   // If not, assume the condition flags might get modified somewhere.
128406f32e7eSjoerg   if (To->getParent() != From->getParent())
128506f32e7eSjoerg     return true;
128606f32e7eSjoerg 
128706f32e7eSjoerg   // From must be above To.
1288*da58b97aSjoerg   assert(std::any_of(
1289*da58b97aSjoerg       ++To.getReverse(), To->getParent()->rend(),
1290*da58b97aSjoerg       [From](MachineInstr &MI) { return MI.getIterator() == From; }));
129106f32e7eSjoerg 
1292*da58b97aSjoerg   // We iterate backward starting at \p To until we hit \p From.
1293*da58b97aSjoerg   for (const MachineInstr &Instr :
1294*da58b97aSjoerg        instructionsWithoutDebug(++To.getReverse(), From.getReverse())) {
129506f32e7eSjoerg     if (((AccessToCheck & AK_Write) &&
129606f32e7eSjoerg          Instr.modifiesRegister(AArch64::NZCV, TRI)) ||
129706f32e7eSjoerg         ((AccessToCheck & AK_Read) && Instr.readsRegister(AArch64::NZCV, TRI)))
129806f32e7eSjoerg       return true;
129906f32e7eSjoerg   }
130006f32e7eSjoerg   return false;
130106f32e7eSjoerg }
130206f32e7eSjoerg 
1303*da58b97aSjoerg /// optimizePTestInstr - Attempt to remove a ptest of a predicate-generating
1304*da58b97aSjoerg /// operation which could set the flags in an identical manner
optimizePTestInstr(MachineInstr * PTest,unsigned MaskReg,unsigned PredReg,const MachineRegisterInfo * MRI) const1305*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::optimizePTestInstr(
1306*da58b97aSjoerg     MachineInstr *PTest, unsigned MaskReg, unsigned PredReg,
1307*da58b97aSjoerg     const MachineRegisterInfo *MRI) const {
1308*da58b97aSjoerg   auto *Mask = MRI->getUniqueVRegDef(MaskReg);
1309*da58b97aSjoerg   auto *Pred = MRI->getUniqueVRegDef(PredReg);
1310*da58b97aSjoerg   auto NewOp = Pred->getOpcode();
1311*da58b97aSjoerg   bool OpChanged = false;
1312*da58b97aSjoerg 
1313*da58b97aSjoerg   unsigned MaskOpcode = Mask->getOpcode();
1314*da58b97aSjoerg   unsigned PredOpcode = Pred->getOpcode();
1315*da58b97aSjoerg   bool PredIsPTestLike = isPTestLikeOpcode(PredOpcode);
1316*da58b97aSjoerg   bool PredIsWhileLike = isWhileOpcode(PredOpcode);
1317*da58b97aSjoerg 
1318*da58b97aSjoerg   if (isPTrueOpcode(MaskOpcode) && (PredIsPTestLike || PredIsWhileLike)) {
1319*da58b97aSjoerg     // For PTEST(PTRUE, OTHER_INST), PTEST is redundant when PTRUE doesn't
1320*da58b97aSjoerg     // deactivate any lanes OTHER_INST might set.
1321*da58b97aSjoerg     uint64_t MaskElementSize = getElementSizeForOpcode(MaskOpcode);
1322*da58b97aSjoerg     uint64_t PredElementSize = getElementSizeForOpcode(PredOpcode);
1323*da58b97aSjoerg 
1324*da58b97aSjoerg     // Must be an all active predicate of matching element size.
1325*da58b97aSjoerg     if ((PredElementSize != MaskElementSize) ||
1326*da58b97aSjoerg         (Mask->getOperand(1).getImm() != 31))
1327*da58b97aSjoerg       return false;
1328*da58b97aSjoerg 
1329*da58b97aSjoerg     // Fallthough to simply remove the PTEST.
1330*da58b97aSjoerg   } else if ((Mask == Pred) && (PredIsPTestLike || PredIsWhileLike)) {
1331*da58b97aSjoerg     // For PTEST(PG, PG), PTEST is redundant when PG is the result of an
1332*da58b97aSjoerg     // instruction that sets the flags as PTEST would.
1333*da58b97aSjoerg 
1334*da58b97aSjoerg     // Fallthough to simply remove the PTEST.
1335*da58b97aSjoerg   } else if (PredIsPTestLike) {
1336*da58b97aSjoerg     // For PTEST(PG_1, PTEST_LIKE(PG2, ...)), PTEST is redundant when both
1337*da58b97aSjoerg     // instructions use the same predicate.
1338*da58b97aSjoerg     auto PTestLikeMask = MRI->getUniqueVRegDef(Pred->getOperand(1).getReg());
1339*da58b97aSjoerg     if (Mask != PTestLikeMask)
1340*da58b97aSjoerg       return false;
1341*da58b97aSjoerg 
1342*da58b97aSjoerg     // Fallthough to simply remove the PTEST.
1343*da58b97aSjoerg   } else {
1344*da58b97aSjoerg     switch (Pred->getOpcode()) {
1345*da58b97aSjoerg     case AArch64::BRKB_PPzP:
1346*da58b97aSjoerg     case AArch64::BRKPB_PPzPP: {
1347*da58b97aSjoerg       // Op 0 is chain, 1 is the mask, 2 the previous predicate to
1348*da58b97aSjoerg       // propagate, 3 the new predicate.
1349*da58b97aSjoerg 
1350*da58b97aSjoerg       // Check to see if our mask is the same as the brkpb's. If
1351*da58b97aSjoerg       // not the resulting flag bits may be different and we
1352*da58b97aSjoerg       // can't remove the ptest.
1353*da58b97aSjoerg       auto *PredMask = MRI->getUniqueVRegDef(Pred->getOperand(1).getReg());
1354*da58b97aSjoerg       if (Mask != PredMask)
1355*da58b97aSjoerg         return false;
1356*da58b97aSjoerg 
1357*da58b97aSjoerg       // Switch to the new opcode
1358*da58b97aSjoerg       NewOp = Pred->getOpcode() == AArch64::BRKB_PPzP ? AArch64::BRKBS_PPzP
1359*da58b97aSjoerg                                                       : AArch64::BRKPBS_PPzPP;
1360*da58b97aSjoerg       OpChanged = true;
1361*da58b97aSjoerg       break;
1362*da58b97aSjoerg     }
1363*da58b97aSjoerg     case AArch64::BRKN_PPzP: {
1364*da58b97aSjoerg       auto *PredMask = MRI->getUniqueVRegDef(Pred->getOperand(1).getReg());
1365*da58b97aSjoerg       if (Mask != PredMask)
1366*da58b97aSjoerg         return false;
1367*da58b97aSjoerg 
1368*da58b97aSjoerg       NewOp = AArch64::BRKNS_PPzP;
1369*da58b97aSjoerg       OpChanged = true;
1370*da58b97aSjoerg       break;
1371*da58b97aSjoerg     }
1372*da58b97aSjoerg     case AArch64::RDFFR_PPz: {
1373*da58b97aSjoerg       // rdffr   p1.b, PredMask=p0/z <--- Definition of Pred
1374*da58b97aSjoerg       // ptest   Mask=p0, Pred=p1.b  <--- If equal masks, remove this and use
1375*da58b97aSjoerg       //                                  `rdffrs p1.b, p0/z` above.
1376*da58b97aSjoerg       auto *PredMask = MRI->getUniqueVRegDef(Pred->getOperand(1).getReg());
1377*da58b97aSjoerg       if (Mask != PredMask)
1378*da58b97aSjoerg         return false;
1379*da58b97aSjoerg 
1380*da58b97aSjoerg       NewOp = AArch64::RDFFRS_PPz;
1381*da58b97aSjoerg       OpChanged = true;
1382*da58b97aSjoerg       break;
1383*da58b97aSjoerg     }
1384*da58b97aSjoerg     default:
1385*da58b97aSjoerg       // Bail out if we don't recognize the input
1386*da58b97aSjoerg       return false;
1387*da58b97aSjoerg     }
1388*da58b97aSjoerg   }
1389*da58b97aSjoerg 
1390*da58b97aSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
1391*da58b97aSjoerg 
1392*da58b97aSjoerg   // If another instruction between Pred and PTest accesses flags, don't remove
1393*da58b97aSjoerg   // the ptest or update the earlier instruction to modify them.
1394*da58b97aSjoerg   if (areCFlagsAccessedBetweenInstrs(Pred, PTest, TRI))
1395*da58b97aSjoerg     return false;
1396*da58b97aSjoerg 
1397*da58b97aSjoerg   // If we pass all the checks, it's safe to remove the PTEST and use the flags
1398*da58b97aSjoerg   // as they are prior to PTEST. Sometimes this requires the tested PTEST
1399*da58b97aSjoerg   // operand to be replaced with an equivalent instruction that also sets the
1400*da58b97aSjoerg   // flags.
1401*da58b97aSjoerg   Pred->setDesc(get(NewOp));
1402*da58b97aSjoerg   PTest->eraseFromParent();
1403*da58b97aSjoerg   if (OpChanged) {
1404*da58b97aSjoerg     bool succeeded = UpdateOperandRegClass(*Pred);
1405*da58b97aSjoerg     (void)succeeded;
1406*da58b97aSjoerg     assert(succeeded && "Operands have incompatible register classes!");
1407*da58b97aSjoerg     Pred->addRegisterDefined(AArch64::NZCV, TRI);
1408*da58b97aSjoerg   }
1409*da58b97aSjoerg 
1410*da58b97aSjoerg   // Ensure that the flags def is live.
1411*da58b97aSjoerg   if (Pred->registerDefIsDead(AArch64::NZCV, TRI)) {
1412*da58b97aSjoerg     unsigned i = 0, e = Pred->getNumOperands();
1413*da58b97aSjoerg     for (; i != e; ++i) {
1414*da58b97aSjoerg       MachineOperand &MO = Pred->getOperand(i);
1415*da58b97aSjoerg       if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == AArch64::NZCV) {
1416*da58b97aSjoerg         MO.setIsDead(false);
1417*da58b97aSjoerg         break;
1418*da58b97aSjoerg       }
1419*da58b97aSjoerg     }
1420*da58b97aSjoerg   }
1421*da58b97aSjoerg   return true;
1422*da58b97aSjoerg }
1423*da58b97aSjoerg 
142406f32e7eSjoerg /// Try to optimize a compare instruction. A compare instruction is an
142506f32e7eSjoerg /// instruction which produces AArch64::NZCV. It can be truly compare
142606f32e7eSjoerg /// instruction
142706f32e7eSjoerg /// when there are no uses of its destination register.
142806f32e7eSjoerg ///
142906f32e7eSjoerg /// The following steps are tried in order:
143006f32e7eSjoerg /// 1. Convert CmpInstr into an unconditional version.
143106f32e7eSjoerg /// 2. Remove CmpInstr if above there is an instruction producing a needed
143206f32e7eSjoerg ///    condition code or an instruction which can be converted into such an
143306f32e7eSjoerg ///    instruction.
143406f32e7eSjoerg ///    Only comparison with zero is supported.
optimizeCompareInstr(MachineInstr & CmpInstr,Register SrcReg,Register SrcReg2,int CmpMask,int CmpValue,const MachineRegisterInfo * MRI) const143506f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::optimizeCompareInstr(
1436*da58b97aSjoerg     MachineInstr &CmpInstr, Register SrcReg, Register SrcReg2, int CmpMask,
143706f32e7eSjoerg     int CmpValue, const MachineRegisterInfo *MRI) const {
143806f32e7eSjoerg   assert(CmpInstr.getParent());
143906f32e7eSjoerg   assert(MRI);
144006f32e7eSjoerg 
144106f32e7eSjoerg   // Replace SUBSWrr with SUBWrr if NZCV is not used.
144206f32e7eSjoerg   int DeadNZCVIdx = CmpInstr.findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true);
144306f32e7eSjoerg   if (DeadNZCVIdx != -1) {
144406f32e7eSjoerg     if (CmpInstr.definesRegister(AArch64::WZR) ||
144506f32e7eSjoerg         CmpInstr.definesRegister(AArch64::XZR)) {
144606f32e7eSjoerg       CmpInstr.eraseFromParent();
144706f32e7eSjoerg       return true;
144806f32e7eSjoerg     }
144906f32e7eSjoerg     unsigned Opc = CmpInstr.getOpcode();
145006f32e7eSjoerg     unsigned NewOpc = convertToNonFlagSettingOpc(CmpInstr);
145106f32e7eSjoerg     if (NewOpc == Opc)
145206f32e7eSjoerg       return false;
145306f32e7eSjoerg     const MCInstrDesc &MCID = get(NewOpc);
145406f32e7eSjoerg     CmpInstr.setDesc(MCID);
145506f32e7eSjoerg     CmpInstr.RemoveOperand(DeadNZCVIdx);
145606f32e7eSjoerg     bool succeeded = UpdateOperandRegClass(CmpInstr);
145706f32e7eSjoerg     (void)succeeded;
145806f32e7eSjoerg     assert(succeeded && "Some operands reg class are incompatible!");
145906f32e7eSjoerg     return true;
146006f32e7eSjoerg   }
146106f32e7eSjoerg 
1462*da58b97aSjoerg   if (CmpInstr.getOpcode() == AArch64::PTEST_PP)
1463*da58b97aSjoerg     return optimizePTestInstr(&CmpInstr, SrcReg, SrcReg2, MRI);
1464*da58b97aSjoerg 
146506f32e7eSjoerg   // Continue only if we have a "ri" where immediate is zero.
146606f32e7eSjoerg   // FIXME:CmpValue has already been converted to 0 or 1 in analyzeCompare
146706f32e7eSjoerg   // function.
146806f32e7eSjoerg   assert((CmpValue == 0 || CmpValue == 1) && "CmpValue must be 0 or 1!");
1469*da58b97aSjoerg   if (SrcReg2 != 0)
147006f32e7eSjoerg     return false;
147106f32e7eSjoerg 
147206f32e7eSjoerg   // CmpInstr is a Compare instruction if destination register is not used.
147306f32e7eSjoerg   if (!MRI->use_nodbg_empty(CmpInstr.getOperand(0).getReg()))
147406f32e7eSjoerg     return false;
147506f32e7eSjoerg 
1476*da58b97aSjoerg   if (!CmpValue && substituteCmpToZero(CmpInstr, SrcReg, *MRI))
1477*da58b97aSjoerg     return true;
1478*da58b97aSjoerg   return removeCmpToZeroOrOne(CmpInstr, SrcReg, CmpValue, *MRI);
147906f32e7eSjoerg }
148006f32e7eSjoerg 
148106f32e7eSjoerg /// Get opcode of S version of Instr.
148206f32e7eSjoerg /// If Instr is S version its opcode is returned.
148306f32e7eSjoerg /// AArch64::INSTRUCTION_LIST_END is returned if Instr does not have S version
148406f32e7eSjoerg /// or we are not interested in it.
sForm(MachineInstr & Instr)148506f32e7eSjoerg static unsigned sForm(MachineInstr &Instr) {
148606f32e7eSjoerg   switch (Instr.getOpcode()) {
148706f32e7eSjoerg   default:
148806f32e7eSjoerg     return AArch64::INSTRUCTION_LIST_END;
148906f32e7eSjoerg 
149006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrr:
149106f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
149206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrr:
149306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
149406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
149506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
149606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
149706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
149806f32e7eSjoerg     return Instr.getOpcode();
149906f32e7eSjoerg 
150006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrr:
150106f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWrr;
150206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
150306f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWri;
150406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrr:
150506f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXrr;
150606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
150706f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXri;
150806f32e7eSjoerg   case AArch64::ADCWr:
150906f32e7eSjoerg     return AArch64::ADCSWr;
151006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADCXr:
151106f32e7eSjoerg     return AArch64::ADCSXr;
151206f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrr:
151306f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWrr;
151406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWri:
151506f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWri;
151606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrr:
151706f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXrr;
151806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
151906f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXri;
152006f32e7eSjoerg   case AArch64::SBCWr:
152106f32e7eSjoerg     return AArch64::SBCSWr;
152206f32e7eSjoerg   case AArch64::SBCXr:
152306f32e7eSjoerg     return AArch64::SBCSXr;
152406f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWri:
152506f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSWri;
152606f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXri:
152706f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSXri;
152806f32e7eSjoerg   }
152906f32e7eSjoerg }
153006f32e7eSjoerg 
153106f32e7eSjoerg /// Check if AArch64::NZCV should be alive in successors of MBB.
areCFlagsAliveInSuccessors(const MachineBasicBlock * MBB)1532*da58b97aSjoerg static bool areCFlagsAliveInSuccessors(const MachineBasicBlock *MBB) {
153306f32e7eSjoerg   for (auto *BB : MBB->successors())
153406f32e7eSjoerg     if (BB->isLiveIn(AArch64::NZCV))
153506f32e7eSjoerg       return true;
153606f32e7eSjoerg   return false;
153706f32e7eSjoerg }
153806f32e7eSjoerg 
1539*da58b97aSjoerg /// \returns The condition code operand index for \p Instr if it is a branch
1540*da58b97aSjoerg /// or select and -1 otherwise.
1541*da58b97aSjoerg static int
findCondCodeUseOperandIdxForBranchOrSelect(const MachineInstr & Instr)1542*da58b97aSjoerg findCondCodeUseOperandIdxForBranchOrSelect(const MachineInstr &Instr) {
1543*da58b97aSjoerg   switch (Instr.getOpcode()) {
1544*da58b97aSjoerg   default:
1545*da58b97aSjoerg     return -1;
1546*da58b97aSjoerg 
1547*da58b97aSjoerg   case AArch64::Bcc: {
1548*da58b97aSjoerg     int Idx = Instr.findRegisterUseOperandIdx(AArch64::NZCV);
1549*da58b97aSjoerg     assert(Idx >= 2);
1550*da58b97aSjoerg     return Idx - 2;
1551*da58b97aSjoerg   }
1552*da58b97aSjoerg 
1553*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSINVWr:
1554*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSINVXr:
1555*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSINCWr:
1556*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSINCXr:
1557*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSELWr:
1558*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSELXr:
1559*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSNEGWr:
1560*da58b97aSjoerg   case AArch64::CSNEGXr:
1561*da58b97aSjoerg   case AArch64::FCSELSrrr:
1562*da58b97aSjoerg   case AArch64::FCSELDrrr: {
1563*da58b97aSjoerg     int Idx = Instr.findRegisterUseOperandIdx(AArch64::NZCV);
1564*da58b97aSjoerg     assert(Idx >= 1);
1565*da58b97aSjoerg     return Idx - 1;
1566*da58b97aSjoerg   }
1567*da58b97aSjoerg   }
1568*da58b97aSjoerg }
1569*da58b97aSjoerg 
157006f32e7eSjoerg namespace {
157106f32e7eSjoerg 
157206f32e7eSjoerg struct UsedNZCV {
157306f32e7eSjoerg   bool N = false;
157406f32e7eSjoerg   bool Z = false;
157506f32e7eSjoerg   bool C = false;
157606f32e7eSjoerg   bool V = false;
157706f32e7eSjoerg 
157806f32e7eSjoerg   UsedNZCV() = default;
157906f32e7eSjoerg 
operator |=__anon81cff7640211::UsedNZCV158006f32e7eSjoerg   UsedNZCV &operator|=(const UsedNZCV &UsedFlags) {
158106f32e7eSjoerg     this->N |= UsedFlags.N;
158206f32e7eSjoerg     this->Z |= UsedFlags.Z;
158306f32e7eSjoerg     this->C |= UsedFlags.C;
158406f32e7eSjoerg     this->V |= UsedFlags.V;
158506f32e7eSjoerg     return *this;
158606f32e7eSjoerg   }
158706f32e7eSjoerg };
158806f32e7eSjoerg 
158906f32e7eSjoerg } // end anonymous namespace
159006f32e7eSjoerg 
159106f32e7eSjoerg /// Find a condition code used by the instruction.
159206f32e7eSjoerg /// Returns AArch64CC::Invalid if either the instruction does not use condition
159306f32e7eSjoerg /// codes or we don't optimize CmpInstr in the presence of such instructions.
findCondCodeUsedByInstr(const MachineInstr & Instr)159406f32e7eSjoerg static AArch64CC::CondCode findCondCodeUsedByInstr(const MachineInstr &Instr) {
1595*da58b97aSjoerg   int CCIdx = findCondCodeUseOperandIdxForBranchOrSelect(Instr);
1596*da58b97aSjoerg   return CCIdx >= 0 ? static_cast<AArch64CC::CondCode>(
1597*da58b97aSjoerg                           Instr.getOperand(CCIdx).getImm())
1598*da58b97aSjoerg                     : AArch64CC::Invalid;
159906f32e7eSjoerg }
160006f32e7eSjoerg 
getUsedNZCV(AArch64CC::CondCode CC)160106f32e7eSjoerg static UsedNZCV getUsedNZCV(AArch64CC::CondCode CC) {
160206f32e7eSjoerg   assert(CC != AArch64CC::Invalid);
160306f32e7eSjoerg   UsedNZCV UsedFlags;
160406f32e7eSjoerg   switch (CC) {
160506f32e7eSjoerg   default:
160606f32e7eSjoerg     break;
160706f32e7eSjoerg 
160806f32e7eSjoerg   case AArch64CC::EQ: // Z set
160906f32e7eSjoerg   case AArch64CC::NE: // Z clear
161006f32e7eSjoerg     UsedFlags.Z = true;
161106f32e7eSjoerg     break;
161206f32e7eSjoerg 
161306f32e7eSjoerg   case AArch64CC::HI: // Z clear and C set
161406f32e7eSjoerg   case AArch64CC::LS: // Z set   or  C clear
161506f32e7eSjoerg     UsedFlags.Z = true;
161606f32e7eSjoerg     LLVM_FALLTHROUGH;
161706f32e7eSjoerg   case AArch64CC::HS: // C set
161806f32e7eSjoerg   case AArch64CC::LO: // C clear
161906f32e7eSjoerg     UsedFlags.C = true;
162006f32e7eSjoerg     break;
162106f32e7eSjoerg 
162206f32e7eSjoerg   case AArch64CC::MI: // N set
162306f32e7eSjoerg   case AArch64CC::PL: // N clear
162406f32e7eSjoerg     UsedFlags.N = true;
162506f32e7eSjoerg     break;
162606f32e7eSjoerg 
162706f32e7eSjoerg   case AArch64CC::VS: // V set
162806f32e7eSjoerg   case AArch64CC::VC: // V clear
162906f32e7eSjoerg     UsedFlags.V = true;
163006f32e7eSjoerg     break;
163106f32e7eSjoerg 
163206f32e7eSjoerg   case AArch64CC::GT: // Z clear, N and V the same
163306f32e7eSjoerg   case AArch64CC::LE: // Z set,   N and V differ
163406f32e7eSjoerg     UsedFlags.Z = true;
163506f32e7eSjoerg     LLVM_FALLTHROUGH;
163606f32e7eSjoerg   case AArch64CC::GE: // N and V the same
163706f32e7eSjoerg   case AArch64CC::LT: // N and V differ
163806f32e7eSjoerg     UsedFlags.N = true;
163906f32e7eSjoerg     UsedFlags.V = true;
164006f32e7eSjoerg     break;
164106f32e7eSjoerg   }
164206f32e7eSjoerg   return UsedFlags;
164306f32e7eSjoerg }
164406f32e7eSjoerg 
1645*da58b97aSjoerg /// \returns Conditions flags used after \p CmpInstr in its MachineBB if they
1646*da58b97aSjoerg /// are not containing C or V flags and NZCV flags are not alive in successors
1647*da58b97aSjoerg /// of the same \p CmpInstr and \p MI parent. \returns None otherwise.
1648*da58b97aSjoerg ///
1649*da58b97aSjoerg /// Collect instructions using that flags in \p CCUseInstrs if provided.
1650*da58b97aSjoerg static Optional<UsedNZCV>
examineCFlagsUse(MachineInstr & MI,MachineInstr & CmpInstr,const TargetRegisterInfo & TRI,SmallVectorImpl<MachineInstr * > * CCUseInstrs=nullptr)1651*da58b97aSjoerg examineCFlagsUse(MachineInstr &MI, MachineInstr &CmpInstr,
1652*da58b97aSjoerg                  const TargetRegisterInfo &TRI,
1653*da58b97aSjoerg                  SmallVectorImpl<MachineInstr *> *CCUseInstrs = nullptr) {
1654*da58b97aSjoerg   MachineBasicBlock *CmpParent = CmpInstr.getParent();
1655*da58b97aSjoerg   if (MI.getParent() != CmpParent)
1656*da58b97aSjoerg     return None;
1657*da58b97aSjoerg 
1658*da58b97aSjoerg   if (areCFlagsAliveInSuccessors(CmpParent))
1659*da58b97aSjoerg     return None;
1660*da58b97aSjoerg 
1661*da58b97aSjoerg   UsedNZCV NZCVUsedAfterCmp;
1662*da58b97aSjoerg   for (MachineInstr &Instr : instructionsWithoutDebug(
1663*da58b97aSjoerg            std::next(CmpInstr.getIterator()), CmpParent->instr_end())) {
1664*da58b97aSjoerg     if (Instr.readsRegister(AArch64::NZCV, &TRI)) {
1665*da58b97aSjoerg       AArch64CC::CondCode CC = findCondCodeUsedByInstr(Instr);
1666*da58b97aSjoerg       if (CC == AArch64CC::Invalid) // Unsupported conditional instruction
1667*da58b97aSjoerg         return None;
1668*da58b97aSjoerg       NZCVUsedAfterCmp |= getUsedNZCV(CC);
1669*da58b97aSjoerg       if (CCUseInstrs)
1670*da58b97aSjoerg         CCUseInstrs->push_back(&Instr);
1671*da58b97aSjoerg     }
1672*da58b97aSjoerg     if (Instr.modifiesRegister(AArch64::NZCV, &TRI))
1673*da58b97aSjoerg       break;
1674*da58b97aSjoerg   }
1675*da58b97aSjoerg   if (NZCVUsedAfterCmp.C || NZCVUsedAfterCmp.V)
1676*da58b97aSjoerg     return None;
1677*da58b97aSjoerg   return NZCVUsedAfterCmp;
1678*da58b97aSjoerg }
1679*da58b97aSjoerg 
isADDSRegImm(unsigned Opcode)168006f32e7eSjoerg static bool isADDSRegImm(unsigned Opcode) {
168106f32e7eSjoerg   return Opcode == AArch64::ADDSWri || Opcode == AArch64::ADDSXri;
168206f32e7eSjoerg }
168306f32e7eSjoerg 
isSUBSRegImm(unsigned Opcode)168406f32e7eSjoerg static bool isSUBSRegImm(unsigned Opcode) {
168506f32e7eSjoerg   return Opcode == AArch64::SUBSWri || Opcode == AArch64::SUBSXri;
168606f32e7eSjoerg }
168706f32e7eSjoerg 
168806f32e7eSjoerg /// Check if CmpInstr can be substituted by MI.
168906f32e7eSjoerg ///
169006f32e7eSjoerg /// CmpInstr can be substituted:
169106f32e7eSjoerg /// - CmpInstr is either 'ADDS %vreg, 0' or 'SUBS %vreg, 0'
169206f32e7eSjoerg /// - and, MI and CmpInstr are from the same MachineBB
169306f32e7eSjoerg /// - and, condition flags are not alive in successors of the CmpInstr parent
169406f32e7eSjoerg /// - and, if MI opcode is the S form there must be no defs of flags between
169506f32e7eSjoerg ///        MI and CmpInstr
169606f32e7eSjoerg ///        or if MI opcode is not the S form there must be neither defs of flags
169706f32e7eSjoerg ///        nor uses of flags between MI and CmpInstr.
169806f32e7eSjoerg /// - and  C/V flags are not used after CmpInstr
canInstrSubstituteCmpInstr(MachineInstr & MI,MachineInstr & CmpInstr,const TargetRegisterInfo & TRI)1699*da58b97aSjoerg static bool canInstrSubstituteCmpInstr(MachineInstr &MI, MachineInstr &CmpInstr,
1700*da58b97aSjoerg                                        const TargetRegisterInfo &TRI) {
1701*da58b97aSjoerg   assert(sForm(MI) != AArch64::INSTRUCTION_LIST_END);
170206f32e7eSjoerg 
1703*da58b97aSjoerg   const unsigned CmpOpcode = CmpInstr.getOpcode();
170406f32e7eSjoerg   if (!isADDSRegImm(CmpOpcode) && !isSUBSRegImm(CmpOpcode))
170506f32e7eSjoerg     return false;
170606f32e7eSjoerg 
1707*da58b97aSjoerg   if (!examineCFlagsUse(MI, CmpInstr, TRI))
170806f32e7eSjoerg     return false;
170906f32e7eSjoerg 
171006f32e7eSjoerg   AccessKind AccessToCheck = AK_Write;
1711*da58b97aSjoerg   if (sForm(MI) != MI.getOpcode())
171206f32e7eSjoerg     AccessToCheck = AK_All;
1713*da58b97aSjoerg   return !areCFlagsAccessedBetweenInstrs(&MI, &CmpInstr, &TRI, AccessToCheck);
171406f32e7eSjoerg }
171506f32e7eSjoerg 
171606f32e7eSjoerg /// Substitute an instruction comparing to zero with another instruction
171706f32e7eSjoerg /// which produces needed condition flags.
171806f32e7eSjoerg ///
171906f32e7eSjoerg /// Return true on success.
substituteCmpToZero(MachineInstr & CmpInstr,unsigned SrcReg,const MachineRegisterInfo & MRI) const172006f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::substituteCmpToZero(
172106f32e7eSjoerg     MachineInstr &CmpInstr, unsigned SrcReg,
1722*da58b97aSjoerg     const MachineRegisterInfo &MRI) const {
172306f32e7eSjoerg   // Get the unique definition of SrcReg.
1724*da58b97aSjoerg   MachineInstr *MI = MRI.getUniqueVRegDef(SrcReg);
172506f32e7eSjoerg   if (!MI)
172606f32e7eSjoerg     return false;
172706f32e7eSjoerg 
1728*da58b97aSjoerg   const TargetRegisterInfo &TRI = getRegisterInfo();
172906f32e7eSjoerg 
173006f32e7eSjoerg   unsigned NewOpc = sForm(*MI);
173106f32e7eSjoerg   if (NewOpc == AArch64::INSTRUCTION_LIST_END)
173206f32e7eSjoerg     return false;
173306f32e7eSjoerg 
1734*da58b97aSjoerg   if (!canInstrSubstituteCmpInstr(*MI, CmpInstr, TRI))
173506f32e7eSjoerg     return false;
173606f32e7eSjoerg 
173706f32e7eSjoerg   // Update the instruction to set NZCV.
173806f32e7eSjoerg   MI->setDesc(get(NewOpc));
173906f32e7eSjoerg   CmpInstr.eraseFromParent();
174006f32e7eSjoerg   bool succeeded = UpdateOperandRegClass(*MI);
174106f32e7eSjoerg   (void)succeeded;
174206f32e7eSjoerg   assert(succeeded && "Some operands reg class are incompatible!");
1743*da58b97aSjoerg   MI->addRegisterDefined(AArch64::NZCV, &TRI);
1744*da58b97aSjoerg   return true;
1745*da58b97aSjoerg }
1746*da58b97aSjoerg 
1747*da58b97aSjoerg /// \returns True if \p CmpInstr can be removed.
1748*da58b97aSjoerg ///
1749*da58b97aSjoerg /// \p IsInvertCC is true if, after removing \p CmpInstr, condition
1750*da58b97aSjoerg /// codes used in \p CCUseInstrs must be inverted.
canCmpInstrBeRemoved(MachineInstr & MI,MachineInstr & CmpInstr,int CmpValue,const TargetRegisterInfo & TRI,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & CCUseInstrs,bool & IsInvertCC)1751*da58b97aSjoerg static bool canCmpInstrBeRemoved(MachineInstr &MI, MachineInstr &CmpInstr,
1752*da58b97aSjoerg                                  int CmpValue, const TargetRegisterInfo &TRI,
1753*da58b97aSjoerg                                  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &CCUseInstrs,
1754*da58b97aSjoerg                                  bool &IsInvertCC) {
1755*da58b97aSjoerg   assert((CmpValue == 0 || CmpValue == 1) &&
1756*da58b97aSjoerg          "Only comparisons to 0 or 1 considered for removal!");
1757*da58b97aSjoerg 
1758*da58b97aSjoerg   // MI is 'CSINCWr %vreg, wzr, wzr, <cc>' or 'CSINCXr %vreg, xzr, xzr, <cc>'
1759*da58b97aSjoerg   unsigned MIOpc = MI.getOpcode();
1760*da58b97aSjoerg   if (MIOpc == AArch64::CSINCWr) {
1761*da58b97aSjoerg     if (MI.getOperand(1).getReg() != AArch64::WZR ||
1762*da58b97aSjoerg         MI.getOperand(2).getReg() != AArch64::WZR)
1763*da58b97aSjoerg       return false;
1764*da58b97aSjoerg   } else if (MIOpc == AArch64::CSINCXr) {
1765*da58b97aSjoerg     if (MI.getOperand(1).getReg() != AArch64::XZR ||
1766*da58b97aSjoerg         MI.getOperand(2).getReg() != AArch64::XZR)
1767*da58b97aSjoerg       return false;
1768*da58b97aSjoerg   } else {
1769*da58b97aSjoerg     return false;
1770*da58b97aSjoerg   }
1771*da58b97aSjoerg   AArch64CC::CondCode MICC = findCondCodeUsedByInstr(MI);
1772*da58b97aSjoerg   if (MICC == AArch64CC::Invalid)
1773*da58b97aSjoerg     return false;
1774*da58b97aSjoerg 
1775*da58b97aSjoerg   // NZCV needs to be defined
1776*da58b97aSjoerg   if (MI.findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true) != -1)
1777*da58b97aSjoerg     return false;
1778*da58b97aSjoerg 
1779*da58b97aSjoerg   // CmpInstr is 'ADDS %vreg, 0' or 'SUBS %vreg, 0' or 'SUBS %vreg, 1'
1780*da58b97aSjoerg   const unsigned CmpOpcode = CmpInstr.getOpcode();
1781*da58b97aSjoerg   bool IsSubsRegImm = isSUBSRegImm(CmpOpcode);
1782*da58b97aSjoerg   if (CmpValue && !IsSubsRegImm)
1783*da58b97aSjoerg     return false;
1784*da58b97aSjoerg   if (!CmpValue && !IsSubsRegImm && !isADDSRegImm(CmpOpcode))
1785*da58b97aSjoerg     return false;
1786*da58b97aSjoerg 
1787*da58b97aSjoerg   // MI conditions allowed: eq, ne, mi, pl
1788*da58b97aSjoerg   UsedNZCV MIUsedNZCV = getUsedNZCV(MICC);
1789*da58b97aSjoerg   if (MIUsedNZCV.C || MIUsedNZCV.V)
1790*da58b97aSjoerg     return false;
1791*da58b97aSjoerg 
1792*da58b97aSjoerg   Optional<UsedNZCV> NZCVUsedAfterCmp =
1793*da58b97aSjoerg       examineCFlagsUse(MI, CmpInstr, TRI, &CCUseInstrs);
1794*da58b97aSjoerg   // Condition flags are not used in CmpInstr basic block successors and only
1795*da58b97aSjoerg   // Z or N flags allowed to be used after CmpInstr within its basic block
1796*da58b97aSjoerg   if (!NZCVUsedAfterCmp)
1797*da58b97aSjoerg     return false;
1798*da58b97aSjoerg   // Z or N flag used after CmpInstr must correspond to the flag used in MI
1799*da58b97aSjoerg   if ((MIUsedNZCV.Z && NZCVUsedAfterCmp->N) ||
1800*da58b97aSjoerg       (MIUsedNZCV.N && NZCVUsedAfterCmp->Z))
1801*da58b97aSjoerg     return false;
1802*da58b97aSjoerg   // If CmpInstr is comparison to zero MI conditions are limited to eq, ne
1803*da58b97aSjoerg   if (MIUsedNZCV.N && !CmpValue)
1804*da58b97aSjoerg     return false;
1805*da58b97aSjoerg 
1806*da58b97aSjoerg   // There must be no defs of flags between MI and CmpInstr
1807*da58b97aSjoerg   if (areCFlagsAccessedBetweenInstrs(&MI, &CmpInstr, &TRI, AK_Write))
1808*da58b97aSjoerg     return false;
1809*da58b97aSjoerg 
1810*da58b97aSjoerg   // Condition code is inverted in the following cases:
1811*da58b97aSjoerg   // 1. MI condition is ne; CmpInstr is 'ADDS %vreg, 0' or 'SUBS %vreg, 0'
1812*da58b97aSjoerg   // 2. MI condition is eq, pl; CmpInstr is 'SUBS %vreg, 1'
1813*da58b97aSjoerg   IsInvertCC = (CmpValue && (MICC == AArch64CC::EQ || MICC == AArch64CC::PL)) ||
1814*da58b97aSjoerg                (!CmpValue && MICC == AArch64CC::NE);
1815*da58b97aSjoerg   return true;
1816*da58b97aSjoerg }
1817*da58b97aSjoerg 
1818*da58b97aSjoerg /// Remove comparision in csinc-cmp sequence
1819*da58b97aSjoerg ///
1820*da58b97aSjoerg /// Examples:
1821*da58b97aSjoerg /// 1. \code
1822*da58b97aSjoerg ///   csinc w9, wzr, wzr, ne
1823*da58b97aSjoerg ///   cmp   w9, #0
1824*da58b97aSjoerg ///   b.eq
1825*da58b97aSjoerg ///    \endcode
1826*da58b97aSjoerg /// to
1827*da58b97aSjoerg ///    \code
1828*da58b97aSjoerg ///   csinc w9, wzr, wzr, ne
1829*da58b97aSjoerg ///   b.ne
1830*da58b97aSjoerg ///    \endcode
1831*da58b97aSjoerg ///
1832*da58b97aSjoerg /// 2. \code
1833*da58b97aSjoerg ///   csinc x2, xzr, xzr, mi
1834*da58b97aSjoerg ///   cmp   x2, #1
1835*da58b97aSjoerg ///   b.pl
1836*da58b97aSjoerg ///    \endcode
1837*da58b97aSjoerg /// to
1838*da58b97aSjoerg ///    \code
1839*da58b97aSjoerg ///   csinc x2, xzr, xzr, mi
1840*da58b97aSjoerg ///   b.pl
1841*da58b97aSjoerg ///    \endcode
1842*da58b97aSjoerg ///
1843*da58b97aSjoerg /// \param  CmpInstr comparison instruction
1844*da58b97aSjoerg /// \return True when comparison removed
removeCmpToZeroOrOne(MachineInstr & CmpInstr,unsigned SrcReg,int CmpValue,const MachineRegisterInfo & MRI) const1845*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::removeCmpToZeroOrOne(
1846*da58b97aSjoerg     MachineInstr &CmpInstr, unsigned SrcReg, int CmpValue,
1847*da58b97aSjoerg     const MachineRegisterInfo &MRI) const {
1848*da58b97aSjoerg   MachineInstr *MI = MRI.getUniqueVRegDef(SrcReg);
1849*da58b97aSjoerg   if (!MI)
1850*da58b97aSjoerg     return false;
1851*da58b97aSjoerg   const TargetRegisterInfo &TRI = getRegisterInfo();
1852*da58b97aSjoerg   SmallVector<MachineInstr *, 4> CCUseInstrs;
1853*da58b97aSjoerg   bool IsInvertCC = false;
1854*da58b97aSjoerg   if (!canCmpInstrBeRemoved(*MI, CmpInstr, CmpValue, TRI, CCUseInstrs,
1855*da58b97aSjoerg                             IsInvertCC))
1856*da58b97aSjoerg     return false;
1857*da58b97aSjoerg   // Make transformation
1858*da58b97aSjoerg   CmpInstr.eraseFromParent();
1859*da58b97aSjoerg   if (IsInvertCC) {
1860*da58b97aSjoerg     // Invert condition codes in CmpInstr CC users
1861*da58b97aSjoerg     for (MachineInstr *CCUseInstr : CCUseInstrs) {
1862*da58b97aSjoerg       int Idx = findCondCodeUseOperandIdxForBranchOrSelect(*CCUseInstr);
1863*da58b97aSjoerg       assert(Idx >= 0 && "Unexpected instruction using CC.");
1864*da58b97aSjoerg       MachineOperand &CCOperand = CCUseInstr->getOperand(Idx);
1865*da58b97aSjoerg       AArch64CC::CondCode CCUse = AArch64CC::getInvertedCondCode(
1866*da58b97aSjoerg           static_cast<AArch64CC::CondCode>(CCOperand.getImm()));
1867*da58b97aSjoerg       CCOperand.setImm(CCUse);
1868*da58b97aSjoerg     }
1869*da58b97aSjoerg   }
187006f32e7eSjoerg   return true;
187106f32e7eSjoerg }
187206f32e7eSjoerg 
expandPostRAPseudo(MachineInstr & MI) const187306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::expandPostRAPseudo(MachineInstr &MI) const {
187406f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() != TargetOpcode::LOAD_STACK_GUARD &&
187506f32e7eSjoerg       MI.getOpcode() != AArch64::CATCHRET)
187606f32e7eSjoerg     return false;
187706f32e7eSjoerg 
187806f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
187906f32e7eSjoerg   auto &Subtarget = MBB.getParent()->getSubtarget<AArch64Subtarget>();
188006f32e7eSjoerg   auto TRI = Subtarget.getRegisterInfo();
188106f32e7eSjoerg   DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
188206f32e7eSjoerg 
188306f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::CATCHRET) {
188406f32e7eSjoerg     // Skip to the first instruction before the epilog.
188506f32e7eSjoerg     const TargetInstrInfo *TII =
188606f32e7eSjoerg       MBB.getParent()->getSubtarget().getInstrInfo();
188706f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock *TargetMBB = MI.getOperand(0).getMBB();
188806f32e7eSjoerg     auto MBBI = MachineBasicBlock::iterator(MI);
188906f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock::iterator FirstEpilogSEH = std::prev(MBBI);
189006f32e7eSjoerg     while (FirstEpilogSEH->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy) &&
189106f32e7eSjoerg            FirstEpilogSEH != MBB.begin())
189206f32e7eSjoerg       FirstEpilogSEH = std::prev(FirstEpilogSEH);
189306f32e7eSjoerg     if (FirstEpilogSEH != MBB.begin())
189406f32e7eSjoerg       FirstEpilogSEH = std::next(FirstEpilogSEH);
189506f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, FirstEpilogSEH, DL, TII->get(AArch64::ADRP))
189606f32e7eSjoerg         .addReg(AArch64::X0, RegState::Define)
189706f32e7eSjoerg         .addMBB(TargetMBB);
189806f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, FirstEpilogSEH, DL, TII->get(AArch64::ADDXri))
189906f32e7eSjoerg         .addReg(AArch64::X0, RegState::Define)
190006f32e7eSjoerg         .addReg(AArch64::X0)
190106f32e7eSjoerg         .addMBB(TargetMBB)
190206f32e7eSjoerg         .addImm(0);
190306f32e7eSjoerg     return true;
190406f32e7eSjoerg   }
190506f32e7eSjoerg 
190606f32e7eSjoerg   Register Reg = MI.getOperand(0).getReg();
1907*da58b97aSjoerg   Module &M = *MBB.getParent()->getFunction().getParent();
1908*da58b97aSjoerg   if (M.getStackProtectorGuard() == "sysreg") {
1909*da58b97aSjoerg     const AArch64SysReg::SysReg *SrcReg =
1910*da58b97aSjoerg         AArch64SysReg::lookupSysRegByName(M.getStackProtectorGuardReg());
1911*da58b97aSjoerg     if (!SrcReg)
1912*da58b97aSjoerg       report_fatal_error("Unknown SysReg for Stack Protector Guard Register");
1913*da58b97aSjoerg 
1914*da58b97aSjoerg     // mrs xN, sysreg
1915*da58b97aSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::MRS))
1916*da58b97aSjoerg         .addDef(Reg, RegState::Renamable)
1917*da58b97aSjoerg         .addImm(SrcReg->Encoding);
1918*da58b97aSjoerg     int Offset = M.getStackProtectorGuardOffset();
1919*da58b97aSjoerg     if (Offset >= 0 && Offset <= 32760 && Offset % 8 == 0) {
1920*da58b97aSjoerg       // ldr xN, [xN, #offset]
1921*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRXui))
1922*da58b97aSjoerg           .addDef(Reg)
1923*da58b97aSjoerg           .addUse(Reg, RegState::Kill)
1924*da58b97aSjoerg           .addImm(Offset / 8);
1925*da58b97aSjoerg     } else if (Offset >= -256 && Offset <= 255) {
1926*da58b97aSjoerg       // ldur xN, [xN, #offset]
1927*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDURXi))
1928*da58b97aSjoerg           .addDef(Reg)
1929*da58b97aSjoerg           .addUse(Reg, RegState::Kill)
1930*da58b97aSjoerg           .addImm(Offset);
1931*da58b97aSjoerg     } else if (Offset >= -4095 && Offset <= 4095) {
1932*da58b97aSjoerg       if (Offset > 0) {
1933*da58b97aSjoerg         // add xN, xN, #offset
1934*da58b97aSjoerg         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::ADDXri))
1935*da58b97aSjoerg             .addDef(Reg)
1936*da58b97aSjoerg             .addUse(Reg, RegState::Kill)
1937*da58b97aSjoerg             .addImm(Offset)
1938*da58b97aSjoerg             .addImm(0);
1939*da58b97aSjoerg       } else {
1940*da58b97aSjoerg         // sub xN, xN, #offset
1941*da58b97aSjoerg         BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::SUBXri))
1942*da58b97aSjoerg             .addDef(Reg)
1943*da58b97aSjoerg             .addUse(Reg, RegState::Kill)
1944*da58b97aSjoerg             .addImm(-Offset)
1945*da58b97aSjoerg             .addImm(0);
1946*da58b97aSjoerg       }
1947*da58b97aSjoerg       // ldr xN, [xN]
1948*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRXui))
1949*da58b97aSjoerg           .addDef(Reg)
1950*da58b97aSjoerg           .addUse(Reg, RegState::Kill)
1951*da58b97aSjoerg           .addImm(0);
1952*da58b97aSjoerg     } else {
1953*da58b97aSjoerg       // Cases that are larger than +/- 4095 and not a multiple of 8, or larger
1954*da58b97aSjoerg       // than 23760.
1955*da58b97aSjoerg       // It might be nice to use AArch64::MOVi32imm here, which would get
1956*da58b97aSjoerg       // expanded in PreSched2 after PostRA, but our lone scratch Reg already
1957*da58b97aSjoerg       // contains the MRS result. findScratchNonCalleeSaveRegister() in
1958*da58b97aSjoerg       // AArch64FrameLowering might help us find such a scratch register
1959*da58b97aSjoerg       // though. If we failed to find a scratch register, we could emit a
1960*da58b97aSjoerg       // stream of add instructions to build up the immediate. Or, we could try
1961*da58b97aSjoerg       // to insert a AArch64::MOVi32imm before register allocation so that we
1962*da58b97aSjoerg       // didn't need to scavenge for a scratch register.
1963*da58b97aSjoerg       report_fatal_error("Unable to encode Stack Protector Guard Offset");
1964*da58b97aSjoerg     }
1965*da58b97aSjoerg     MBB.erase(MI);
1966*da58b97aSjoerg     return true;
1967*da58b97aSjoerg   }
1968*da58b97aSjoerg 
196906f32e7eSjoerg   const GlobalValue *GV =
197006f32e7eSjoerg       cast<GlobalValue>((*MI.memoperands_begin())->getValue());
197106f32e7eSjoerg   const TargetMachine &TM = MBB.getParent()->getTarget();
197206f32e7eSjoerg   unsigned OpFlags = Subtarget.ClassifyGlobalReference(GV, TM);
197306f32e7eSjoerg   const unsigned char MO_NC = AArch64II::MO_NC;
197406f32e7eSjoerg 
197506f32e7eSjoerg   if ((OpFlags & AArch64II::MO_GOT) != 0) {
197606f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LOADgot), Reg)
197706f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, OpFlags);
197806f32e7eSjoerg     if (Subtarget.isTargetILP32()) {
197906f32e7eSjoerg       unsigned Reg32 = TRI->getSubReg(Reg, AArch64::sub_32);
198006f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRWui))
198106f32e7eSjoerg           .addDef(Reg32, RegState::Dead)
198206f32e7eSjoerg           .addUse(Reg, RegState::Kill)
198306f32e7eSjoerg           .addImm(0)
198406f32e7eSjoerg           .addMemOperand(*MI.memoperands_begin())
198506f32e7eSjoerg           .addDef(Reg, RegState::Implicit);
198606f32e7eSjoerg     } else {
198706f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRXui), Reg)
198806f32e7eSjoerg           .addReg(Reg, RegState::Kill)
198906f32e7eSjoerg           .addImm(0)
199006f32e7eSjoerg           .addMemOperand(*MI.memoperands_begin());
199106f32e7eSjoerg     }
199206f32e7eSjoerg   } else if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large) {
199306f32e7eSjoerg     assert(!Subtarget.isTargetILP32() && "how can large exist in ILP32?");
199406f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::MOVZXi), Reg)
199506f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_G0 | MO_NC)
199606f32e7eSjoerg         .addImm(0);
199706f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::MOVKXi), Reg)
199806f32e7eSjoerg         .addReg(Reg, RegState::Kill)
199906f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_G1 | MO_NC)
200006f32e7eSjoerg         .addImm(16);
200106f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::MOVKXi), Reg)
200206f32e7eSjoerg         .addReg(Reg, RegState::Kill)
200306f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_G2 | MO_NC)
200406f32e7eSjoerg         .addImm(32);
200506f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::MOVKXi), Reg)
200606f32e7eSjoerg         .addReg(Reg, RegState::Kill)
200706f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, AArch64II::MO_G3)
200806f32e7eSjoerg         .addImm(48);
200906f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRXui), Reg)
201006f32e7eSjoerg         .addReg(Reg, RegState::Kill)
201106f32e7eSjoerg         .addImm(0)
201206f32e7eSjoerg         .addMemOperand(*MI.memoperands_begin());
201306f32e7eSjoerg   } else if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Tiny) {
201406f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::ADR), Reg)
201506f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, OpFlags);
201606f32e7eSjoerg   } else {
201706f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::ADRP), Reg)
201806f32e7eSjoerg         .addGlobalAddress(GV, 0, OpFlags | AArch64II::MO_PAGE);
201906f32e7eSjoerg     unsigned char LoFlags = OpFlags | AArch64II::MO_PAGEOFF | MO_NC;
202006f32e7eSjoerg     if (Subtarget.isTargetILP32()) {
202106f32e7eSjoerg       unsigned Reg32 = TRI->getSubReg(Reg, AArch64::sub_32);
202206f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRWui))
202306f32e7eSjoerg           .addDef(Reg32, RegState::Dead)
202406f32e7eSjoerg           .addUse(Reg, RegState::Kill)
202506f32e7eSjoerg           .addGlobalAddress(GV, 0, LoFlags)
202606f32e7eSjoerg           .addMemOperand(*MI.memoperands_begin())
202706f32e7eSjoerg           .addDef(Reg, RegState::Implicit);
202806f32e7eSjoerg     } else {
202906f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, MI, DL, get(AArch64::LDRXui), Reg)
203006f32e7eSjoerg           .addReg(Reg, RegState::Kill)
203106f32e7eSjoerg           .addGlobalAddress(GV, 0, LoFlags)
203206f32e7eSjoerg           .addMemOperand(*MI.memoperands_begin());
203306f32e7eSjoerg     }
203406f32e7eSjoerg   }
203506f32e7eSjoerg 
203606f32e7eSjoerg   MBB.erase(MI);
203706f32e7eSjoerg 
203806f32e7eSjoerg   return true;
203906f32e7eSjoerg }
204006f32e7eSjoerg 
204106f32e7eSjoerg // Return true if this instruction simply sets its single destination register
204206f32e7eSjoerg // to zero. This is equivalent to a register rename of the zero-register.
isGPRZero(const MachineInstr & MI)204306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isGPRZero(const MachineInstr &MI) {
204406f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
204506f32e7eSjoerg   default:
204606f32e7eSjoerg     break;
204706f32e7eSjoerg   case AArch64::MOVZWi:
204806f32e7eSjoerg   case AArch64::MOVZXi: // movz Rd, #0 (LSL #0)
204906f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(1).isImm() && MI.getOperand(1).getImm() == 0) {
205006f32e7eSjoerg       assert(MI.getDesc().getNumOperands() == 3 &&
205106f32e7eSjoerg              MI.getOperand(2).getImm() == 0 && "invalid MOVZi operands");
205206f32e7eSjoerg       return true;
205306f32e7eSjoerg     }
205406f32e7eSjoerg     break;
205506f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWri: // and Rd, Rzr, #imm
205606f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::WZR;
205706f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXri:
205806f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::XZR;
205906f32e7eSjoerg   case TargetOpcode::COPY:
206006f32e7eSjoerg     return MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::WZR;
206106f32e7eSjoerg   }
206206f32e7eSjoerg   return false;
206306f32e7eSjoerg }
206406f32e7eSjoerg 
206506f32e7eSjoerg // Return true if this instruction simply renames a general register without
206606f32e7eSjoerg // modifying bits.
isGPRCopy(const MachineInstr & MI)206706f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isGPRCopy(const MachineInstr &MI) {
206806f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
206906f32e7eSjoerg   default:
207006f32e7eSjoerg     break;
207106f32e7eSjoerg   case TargetOpcode::COPY: {
207206f32e7eSjoerg     // GPR32 copies will by lowered to ORRXrs
207306f32e7eSjoerg     Register DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
207406f32e7eSjoerg     return (AArch64::GPR32RegClass.contains(DstReg) ||
207506f32e7eSjoerg             AArch64::GPR64RegClass.contains(DstReg));
207606f32e7eSjoerg   }
207706f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRXrs: // orr Xd, Xzr, Xm (LSL #0)
207806f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::XZR) {
207906f32e7eSjoerg       assert(MI.getDesc().getNumOperands() == 4 &&
208006f32e7eSjoerg              MI.getOperand(3).getImm() == 0 && "invalid ORRrs operands");
208106f32e7eSjoerg       return true;
208206f32e7eSjoerg     }
208306f32e7eSjoerg     break;
208406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri: // add Xd, Xn, #0 (LSL #0)
208506f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(2).getImm() == 0) {
208606f32e7eSjoerg       assert(MI.getDesc().getNumOperands() == 4 &&
208706f32e7eSjoerg              MI.getOperand(3).getImm() == 0 && "invalid ADDXri operands");
208806f32e7eSjoerg       return true;
208906f32e7eSjoerg     }
209006f32e7eSjoerg     break;
209106f32e7eSjoerg   }
209206f32e7eSjoerg   return false;
209306f32e7eSjoerg }
209406f32e7eSjoerg 
209506f32e7eSjoerg // Return true if this instruction simply renames a general register without
209606f32e7eSjoerg // modifying bits.
isFPRCopy(const MachineInstr & MI)209706f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isFPRCopy(const MachineInstr &MI) {
209806f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
209906f32e7eSjoerg   default:
210006f32e7eSjoerg     break;
210106f32e7eSjoerg   case TargetOpcode::COPY: {
210206f32e7eSjoerg     // FPR64 copies will by lowered to ORR.16b
210306f32e7eSjoerg     Register DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
210406f32e7eSjoerg     return (AArch64::FPR64RegClass.contains(DstReg) ||
210506f32e7eSjoerg             AArch64::FPR128RegClass.contains(DstReg));
210606f32e7eSjoerg   }
210706f32e7eSjoerg   case AArch64::ORRv16i8:
210806f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(1).getReg() == MI.getOperand(2).getReg()) {
210906f32e7eSjoerg       assert(MI.getDesc().getNumOperands() == 3 && MI.getOperand(0).isReg() &&
211006f32e7eSjoerg              "invalid ORRv16i8 operands");
211106f32e7eSjoerg       return true;
211206f32e7eSjoerg     }
211306f32e7eSjoerg     break;
211406f32e7eSjoerg   }
211506f32e7eSjoerg   return false;
211606f32e7eSjoerg }
211706f32e7eSjoerg 
isLoadFromStackSlot(const MachineInstr & MI,int & FrameIndex) const211806f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::isLoadFromStackSlot(const MachineInstr &MI,
211906f32e7eSjoerg                                                int &FrameIndex) const {
212006f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
212106f32e7eSjoerg   default:
212206f32e7eSjoerg     break;
212306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWui:
212406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXui:
212506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBui:
212606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHui:
212706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSui:
212806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDui:
212906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQui:
213006f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(0).getSubReg() == 0 && MI.getOperand(1).isFI() &&
213106f32e7eSjoerg         MI.getOperand(2).isImm() && MI.getOperand(2).getImm() == 0) {
213206f32e7eSjoerg       FrameIndex = MI.getOperand(1).getIndex();
213306f32e7eSjoerg       return MI.getOperand(0).getReg();
213406f32e7eSjoerg     }
213506f32e7eSjoerg     break;
213606f32e7eSjoerg   }
213706f32e7eSjoerg 
213806f32e7eSjoerg   return 0;
213906f32e7eSjoerg }
214006f32e7eSjoerg 
isStoreToStackSlot(const MachineInstr & MI,int & FrameIndex) const214106f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::isStoreToStackSlot(const MachineInstr &MI,
214206f32e7eSjoerg                                               int &FrameIndex) const {
214306f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
214406f32e7eSjoerg   default:
214506f32e7eSjoerg     break;
214606f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWui:
214706f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXui:
214806f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBui:
214906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHui:
215006f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSui:
215106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDui:
215206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQui:
2153*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDR_PXI:
2154*da58b97aSjoerg   case AArch64::STR_PXI:
215506f32e7eSjoerg     if (MI.getOperand(0).getSubReg() == 0 && MI.getOperand(1).isFI() &&
215606f32e7eSjoerg         MI.getOperand(2).isImm() && MI.getOperand(2).getImm() == 0) {
215706f32e7eSjoerg       FrameIndex = MI.getOperand(1).getIndex();
215806f32e7eSjoerg       return MI.getOperand(0).getReg();
215906f32e7eSjoerg     }
216006f32e7eSjoerg     break;
216106f32e7eSjoerg   }
216206f32e7eSjoerg   return 0;
216306f32e7eSjoerg }
216406f32e7eSjoerg 
216506f32e7eSjoerg /// Check all MachineMemOperands for a hint to suppress pairing.
isLdStPairSuppressed(const MachineInstr & MI)216606f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isLdStPairSuppressed(const MachineInstr &MI) {
216706f32e7eSjoerg   return llvm::any_of(MI.memoperands(), [](MachineMemOperand *MMO) {
216806f32e7eSjoerg     return MMO->getFlags() & MOSuppressPair;
216906f32e7eSjoerg   });
217006f32e7eSjoerg }
217106f32e7eSjoerg 
217206f32e7eSjoerg /// Set a flag on the first MachineMemOperand to suppress pairing.
suppressLdStPair(MachineInstr & MI)217306f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::suppressLdStPair(MachineInstr &MI) {
217406f32e7eSjoerg   if (MI.memoperands_empty())
217506f32e7eSjoerg     return;
217606f32e7eSjoerg   (*MI.memoperands_begin())->setFlags(MOSuppressPair);
217706f32e7eSjoerg }
217806f32e7eSjoerg 
217906f32e7eSjoerg /// Check all MachineMemOperands for a hint that the load/store is strided.
isStridedAccess(const MachineInstr & MI)218006f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isStridedAccess(const MachineInstr &MI) {
218106f32e7eSjoerg   return llvm::any_of(MI.memoperands(), [](MachineMemOperand *MMO) {
218206f32e7eSjoerg     return MMO->getFlags() & MOStridedAccess;
218306f32e7eSjoerg   });
218406f32e7eSjoerg }
218506f32e7eSjoerg 
hasUnscaledLdStOffset(unsigned Opc)2186*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::hasUnscaledLdStOffset(unsigned Opc) {
218706f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
218806f32e7eSjoerg   default:
218906f32e7eSjoerg     return false;
219006f32e7eSjoerg   case AArch64::STURSi:
2191*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRSpre:
219206f32e7eSjoerg   case AArch64::STURDi:
2193*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDpre:
219406f32e7eSjoerg   case AArch64::STURQi:
2195*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQpre:
219606f32e7eSjoerg   case AArch64::STURBBi:
219706f32e7eSjoerg   case AArch64::STURHHi:
219806f32e7eSjoerg   case AArch64::STURWi:
2199*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRWpre:
220006f32e7eSjoerg   case AArch64::STURXi:
2201*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXpre:
220206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSi:
2203*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSpre:
220406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURDi:
2205*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDpre:
220606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURQi:
2207*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQpre:
220806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURWi:
2209*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRWpre:
221006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURXi:
2211*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXpre:
221206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSWi:
221306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURHHi:
221406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURBBi:
221506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSBWi:
221606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSHWi:
221706f32e7eSjoerg     return true;
221806f32e7eSjoerg   }
221906f32e7eSjoerg }
222006f32e7eSjoerg 
getUnscaledLdSt(unsigned Opc)222106f32e7eSjoerg Optional<unsigned> AArch64InstrInfo::getUnscaledLdSt(unsigned Opc) {
222206f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
222306f32e7eSjoerg   default: return {};
222406f32e7eSjoerg   case AArch64::PRFMui: return AArch64::PRFUMi;
222506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXui: return AArch64::LDURXi;
222606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWui: return AArch64::LDURWi;
222706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBui: return AArch64::LDURBi;
222806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHui: return AArch64::LDURHi;
222906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSui: return AArch64::LDURSi;
223006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDui: return AArch64::LDURDi;
223106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQui: return AArch64::LDURQi;
223206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBBui: return AArch64::LDURBBi;
223306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHHui: return AArch64::LDURHHi;
223406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBXui: return AArch64::LDURSBXi;
223506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBWui: return AArch64::LDURSBWi;
223606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHXui: return AArch64::LDURSHXi;
223706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHWui: return AArch64::LDURSHWi;
223806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWui: return AArch64::LDURSWi;
223906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXui: return AArch64::STURXi;
224006f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWui: return AArch64::STURWi;
224106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBui: return AArch64::STURBi;
224206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHui: return AArch64::STURHi;
224306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSui: return AArch64::STURSi;
224406f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDui: return AArch64::STURDi;
224506f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQui: return AArch64::STURQi;
224606f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBBui: return AArch64::STURBBi;
224706f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHHui: return AArch64::STURHHi;
224806f32e7eSjoerg   }
224906f32e7eSjoerg }
225006f32e7eSjoerg 
getLoadStoreImmIdx(unsigned Opc)225106f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::getLoadStoreImmIdx(unsigned Opc) {
225206f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
225306f32e7eSjoerg   default:
225406f32e7eSjoerg     return 2;
225506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPXi:
225606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPDi:
225706f32e7eSjoerg   case AArch64::STPXi:
225806f32e7eSjoerg   case AArch64::STPDi:
225906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPXi:
226006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPDi:
226106f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPXi:
226206f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPDi:
226306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPQi:
226406f32e7eSjoerg   case AArch64::STPQi:
226506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPQi:
226606f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPQi:
226706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPWi:
226806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPSi:
226906f32e7eSjoerg   case AArch64::STPWi:
227006f32e7eSjoerg   case AArch64::STPSi:
227106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPWi:
227206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPSi:
227306f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPWi:
227406f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPSi:
227506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDG:
227606f32e7eSjoerg   case AArch64::STGPi:
2277*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_IMM:
2278*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_IMM:
2279*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1W_IMM:
2280*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1D_IMM:
2281*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_IMM:
2282*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_IMM:
2283*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1W_IMM:
2284*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1D_IMM:
2285*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_H_IMM:
2286*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_H_IMM:
2287*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_S_IMM:
2288*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SH_S_IMM:
2289*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1W_D_IMM:
2290*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SW_D_IMM:
2291*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_H_IMM:
2292*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_S_IMM:
2293*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1W_D_IMM:
2294*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_S_IMM:
2295*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_S_IMM:
2296*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_D_IMM:
2297*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SH_D_IMM:
2298*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_S_IMM:
2299*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_D_IMM:
2300*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_D_IMM:
2301*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_D_IMM:
2302*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_D_IMM:
230306f32e7eSjoerg     return 3;
230406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDG:
230506f32e7eSjoerg   case AArch64::STGOffset:
2306*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDR_PXI:
2307*da58b97aSjoerg   case AArch64::STR_PXI:
230806f32e7eSjoerg     return 2;
230906f32e7eSjoerg   }
231006f32e7eSjoerg }
231106f32e7eSjoerg 
isPairableLdStInst(const MachineInstr & MI)231206f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isPairableLdStInst(const MachineInstr &MI) {
231306f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
231406f32e7eSjoerg   default:
231506f32e7eSjoerg     return false;
231606f32e7eSjoerg   // Scaled instructions.
231706f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSui:
231806f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDui:
231906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQui:
232006f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXui:
232106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWui:
232206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSui:
232306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDui:
232406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQui:
232506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXui:
232606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWui:
232706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWui:
232806f32e7eSjoerg   // Unscaled instructions.
232906f32e7eSjoerg   case AArch64::STURSi:
2330*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRSpre:
233106f32e7eSjoerg   case AArch64::STURDi:
2332*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDpre:
233306f32e7eSjoerg   case AArch64::STURQi:
2334*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQpre:
233506f32e7eSjoerg   case AArch64::STURWi:
2336*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRWpre:
233706f32e7eSjoerg   case AArch64::STURXi:
2338*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXpre:
233906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSi:
2340*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSpre:
234106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURDi:
2342*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDpre:
234306f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURQi:
2344*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQpre:
234506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURWi:
2346*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRWpre:
234706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURXi:
2348*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXpre:
234906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSWi:
235006f32e7eSjoerg     return true;
235106f32e7eSjoerg   }
235206f32e7eSjoerg }
235306f32e7eSjoerg 
convertToFlagSettingOpc(unsigned Opc,bool & Is64Bit)235406f32e7eSjoerg unsigned AArch64InstrInfo::convertToFlagSettingOpc(unsigned Opc,
235506f32e7eSjoerg                                                    bool &Is64Bit) {
235606f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
235706f32e7eSjoerg   default:
235806f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Opcode has no flag setting equivalent!");
235906f32e7eSjoerg   // 32-bit cases:
236006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
236106f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
236206f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWri;
236306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrr:
236406f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
236506f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWrr;
236606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrs:
236706f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
236806f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWrs;
236906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrx:
237006f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
237106f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSWrx;
237206f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWri:
237306f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
237406f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSWri;
237506f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWrr:
237606f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
237706f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSWrr;
237806f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWrs:
237906f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
238006f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSWrs;
238106f32e7eSjoerg   case AArch64::BICWrr:
238206f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
238306f32e7eSjoerg     return AArch64::BICSWrr;
238406f32e7eSjoerg   case AArch64::BICWrs:
238506f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
238606f32e7eSjoerg     return AArch64::BICSWrs;
238706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWri:
238806f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
238906f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWri;
239006f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrr:
239106f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
239206f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWrr;
239306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrs:
239406f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
239506f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWrs;
239606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrx:
239706f32e7eSjoerg     Is64Bit = false;
239806f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSWrx;
239906f32e7eSjoerg   // 64-bit cases:
240006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
240106f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
240206f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXri;
240306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrr:
240406f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
240506f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXrr;
240606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrs:
240706f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
240806f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXrs;
240906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrx:
241006f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
241106f32e7eSjoerg     return AArch64::ADDSXrx;
241206f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXri:
241306f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
241406f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSXri;
241506f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXrr:
241606f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
241706f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSXrr;
241806f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXrs:
241906f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
242006f32e7eSjoerg     return AArch64::ANDSXrs;
242106f32e7eSjoerg   case AArch64::BICXrr:
242206f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
242306f32e7eSjoerg     return AArch64::BICSXrr;
242406f32e7eSjoerg   case AArch64::BICXrs:
242506f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
242606f32e7eSjoerg     return AArch64::BICSXrs;
242706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
242806f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
242906f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXri;
243006f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrr:
243106f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
243206f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXrr;
243306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrs:
243406f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
243506f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXrs;
243606f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrx:
243706f32e7eSjoerg     Is64Bit = true;
243806f32e7eSjoerg     return AArch64::SUBSXrx;
243906f32e7eSjoerg   }
244006f32e7eSjoerg }
244106f32e7eSjoerg 
244206f32e7eSjoerg // Is this a candidate for ld/st merging or pairing?  For example, we don't
244306f32e7eSjoerg // touch volatiles or load/stores that have a hint to avoid pair formation.
isCandidateToMergeOrPair(const MachineInstr & MI) const244406f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isCandidateToMergeOrPair(const MachineInstr &MI) const {
2445*da58b97aSjoerg 
2446*da58b97aSjoerg   bool IsPreLdSt = isPreLdSt(MI);
2447*da58b97aSjoerg 
244806f32e7eSjoerg   // If this is a volatile load/store, don't mess with it.
244906f32e7eSjoerg   if (MI.hasOrderedMemoryRef())
245006f32e7eSjoerg     return false;
245106f32e7eSjoerg 
245206f32e7eSjoerg   // Make sure this is a reg/fi+imm (as opposed to an address reloc).
2453*da58b97aSjoerg   // For Pre-inc LD/ST, the operand is shifted by one.
2454*da58b97aSjoerg   assert((MI.getOperand(IsPreLdSt ? 2 : 1).isReg() ||
2455*da58b97aSjoerg           MI.getOperand(IsPreLdSt ? 2 : 1).isFI()) &&
245606f32e7eSjoerg          "Expected a reg or frame index operand.");
2457*da58b97aSjoerg 
2458*da58b97aSjoerg   // For Pre-indexed addressing quadword instructions, the third operand is the
2459*da58b97aSjoerg   // immediate value.
2460*da58b97aSjoerg   bool IsImmPreLdSt = IsPreLdSt && MI.getOperand(3).isImm();
2461*da58b97aSjoerg 
2462*da58b97aSjoerg   if (!MI.getOperand(2).isImm() && !IsImmPreLdSt)
246306f32e7eSjoerg     return false;
246406f32e7eSjoerg 
246506f32e7eSjoerg   // Can't merge/pair if the instruction modifies the base register.
246606f32e7eSjoerg   // e.g., ldr x0, [x0]
246706f32e7eSjoerg   // This case will never occur with an FI base.
2468*da58b97aSjoerg   // However, if the instruction is an LDR/STR<S,D,Q,W,X>pre, it can be merged.
2469*da58b97aSjoerg   // For example:
2470*da58b97aSjoerg   //   ldr q0, [x11, #32]!
2471*da58b97aSjoerg   //   ldr q1, [x11, #16]
2472*da58b97aSjoerg   //   to
2473*da58b97aSjoerg   //   ldp q0, q1, [x11, #32]!
2474*da58b97aSjoerg   if (MI.getOperand(1).isReg() && !IsPreLdSt) {
247506f32e7eSjoerg     Register BaseReg = MI.getOperand(1).getReg();
247606f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
247706f32e7eSjoerg     if (MI.modifiesRegister(BaseReg, TRI))
247806f32e7eSjoerg       return false;
247906f32e7eSjoerg   }
248006f32e7eSjoerg 
248106f32e7eSjoerg   // Check if this load/store has a hint to avoid pair formation.
248206f32e7eSjoerg   // MachineMemOperands hints are set by the AArch64StorePairSuppress pass.
248306f32e7eSjoerg   if (isLdStPairSuppressed(MI))
248406f32e7eSjoerg     return false;
248506f32e7eSjoerg 
248606f32e7eSjoerg   // Do not pair any callee-save store/reload instructions in the
248706f32e7eSjoerg   // prologue/epilogue if the CFI information encoded the operations as separate
248806f32e7eSjoerg   // instructions, as that will cause the size of the actual prologue to mismatch
248906f32e7eSjoerg   // with the prologue size recorded in the Windows CFI.
249006f32e7eSjoerg   const MCAsmInfo *MAI = MI.getMF()->getTarget().getMCAsmInfo();
249106f32e7eSjoerg   bool NeedsWinCFI = MAI->usesWindowsCFI() &&
249206f32e7eSjoerg                      MI.getMF()->getFunction().needsUnwindTableEntry();
249306f32e7eSjoerg   if (NeedsWinCFI && (MI.getFlag(MachineInstr::FrameSetup) ||
249406f32e7eSjoerg                       MI.getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)))
249506f32e7eSjoerg     return false;
249606f32e7eSjoerg 
249706f32e7eSjoerg   // On some CPUs quad load/store pairs are slower than two single load/stores.
249806f32e7eSjoerg   if (Subtarget.isPaired128Slow()) {
249906f32e7eSjoerg     switch (MI.getOpcode()) {
250006f32e7eSjoerg     default:
250106f32e7eSjoerg       break;
250206f32e7eSjoerg     case AArch64::LDURQi:
250306f32e7eSjoerg     case AArch64::STURQi:
250406f32e7eSjoerg     case AArch64::LDRQui:
250506f32e7eSjoerg     case AArch64::STRQui:
250606f32e7eSjoerg       return false;
250706f32e7eSjoerg     }
250806f32e7eSjoerg   }
250906f32e7eSjoerg 
251006f32e7eSjoerg   return true;
251106f32e7eSjoerg }
251206f32e7eSjoerg 
getMemOperandsWithOffsetWidth(const MachineInstr & LdSt,SmallVectorImpl<const MachineOperand * > & BaseOps,int64_t & Offset,bool & OffsetIsScalable,unsigned & Width,const TargetRegisterInfo * TRI) const2513*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::getMemOperandsWithOffsetWidth(
2514*da58b97aSjoerg     const MachineInstr &LdSt, SmallVectorImpl<const MachineOperand *> &BaseOps,
2515*da58b97aSjoerg     int64_t &Offset, bool &OffsetIsScalable, unsigned &Width,
251606f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
2517*da58b97aSjoerg   if (!LdSt.mayLoadOrStore())
2518*da58b97aSjoerg     return false;
2519*da58b97aSjoerg 
2520*da58b97aSjoerg   const MachineOperand *BaseOp;
2521*da58b97aSjoerg   if (!getMemOperandWithOffsetWidth(LdSt, BaseOp, Offset, OffsetIsScalable,
2522*da58b97aSjoerg                                     Width, TRI))
2523*da58b97aSjoerg     return false;
2524*da58b97aSjoerg   BaseOps.push_back(BaseOp);
2525*da58b97aSjoerg   return true;
2526*da58b97aSjoerg }
2527*da58b97aSjoerg 
2528*da58b97aSjoerg Optional<ExtAddrMode>
getAddrModeFromMemoryOp(const MachineInstr & MemI,const TargetRegisterInfo * TRI) const2529*da58b97aSjoerg AArch64InstrInfo::getAddrModeFromMemoryOp(const MachineInstr &MemI,
2530*da58b97aSjoerg                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
2531*da58b97aSjoerg   const MachineOperand *Base; // Filled with the base operand of MI.
2532*da58b97aSjoerg   int64_t Offset;             // Filled with the offset of MI.
2533*da58b97aSjoerg   bool OffsetIsScalable;
2534*da58b97aSjoerg   if (!getMemOperandWithOffset(MemI, Base, Offset, OffsetIsScalable, TRI))
2535*da58b97aSjoerg     return None;
2536*da58b97aSjoerg 
2537*da58b97aSjoerg   if (!Base->isReg())
2538*da58b97aSjoerg     return None;
2539*da58b97aSjoerg   ExtAddrMode AM;
2540*da58b97aSjoerg   AM.BaseReg = Base->getReg();
2541*da58b97aSjoerg   AM.Displacement = Offset;
2542*da58b97aSjoerg   AM.ScaledReg = 0;
2543*da58b97aSjoerg   return AM;
254406f32e7eSjoerg }
254506f32e7eSjoerg 
getMemOperandWithOffsetWidth(const MachineInstr & LdSt,const MachineOperand * & BaseOp,int64_t & Offset,bool & OffsetIsScalable,unsigned & Width,const TargetRegisterInfo * TRI) const254606f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::getMemOperandWithOffsetWidth(
254706f32e7eSjoerg     const MachineInstr &LdSt, const MachineOperand *&BaseOp, int64_t &Offset,
2548*da58b97aSjoerg     bool &OffsetIsScalable, unsigned &Width,
2549*da58b97aSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
255006f32e7eSjoerg   assert(LdSt.mayLoadOrStore() && "Expected a memory operation.");
255106f32e7eSjoerg   // Handle only loads/stores with base register followed by immediate offset.
255206f32e7eSjoerg   if (LdSt.getNumExplicitOperands() == 3) {
255306f32e7eSjoerg     // Non-paired instruction (e.g., ldr x1, [x0, #8]).
255406f32e7eSjoerg     if ((!LdSt.getOperand(1).isReg() && !LdSt.getOperand(1).isFI()) ||
255506f32e7eSjoerg         !LdSt.getOperand(2).isImm())
255606f32e7eSjoerg       return false;
255706f32e7eSjoerg   } else if (LdSt.getNumExplicitOperands() == 4) {
255806f32e7eSjoerg     // Paired instruction (e.g., ldp x1, x2, [x0, #8]).
255906f32e7eSjoerg     if (!LdSt.getOperand(1).isReg() ||
256006f32e7eSjoerg         (!LdSt.getOperand(2).isReg() && !LdSt.getOperand(2).isFI()) ||
256106f32e7eSjoerg         !LdSt.getOperand(3).isImm())
256206f32e7eSjoerg       return false;
256306f32e7eSjoerg   } else
256406f32e7eSjoerg     return false;
256506f32e7eSjoerg 
256606f32e7eSjoerg   // Get the scaling factor for the instruction and set the width for the
256706f32e7eSjoerg   // instruction.
2568*da58b97aSjoerg   TypeSize Scale(0U, false);
256906f32e7eSjoerg   int64_t Dummy1, Dummy2;
257006f32e7eSjoerg 
257106f32e7eSjoerg   // If this returns false, then it's an instruction we don't want to handle.
257206f32e7eSjoerg   if (!getMemOpInfo(LdSt.getOpcode(), Scale, Width, Dummy1, Dummy2))
257306f32e7eSjoerg     return false;
257406f32e7eSjoerg 
257506f32e7eSjoerg   // Compute the offset. Offset is calculated as the immediate operand
257606f32e7eSjoerg   // multiplied by the scaling factor. Unscaled instructions have scaling factor
257706f32e7eSjoerg   // set to 1.
257806f32e7eSjoerg   if (LdSt.getNumExplicitOperands() == 3) {
257906f32e7eSjoerg     BaseOp = &LdSt.getOperand(1);
2580*da58b97aSjoerg     Offset = LdSt.getOperand(2).getImm() * Scale.getKnownMinSize();
258106f32e7eSjoerg   } else {
258206f32e7eSjoerg     assert(LdSt.getNumExplicitOperands() == 4 && "invalid number of operands");
258306f32e7eSjoerg     BaseOp = &LdSt.getOperand(2);
2584*da58b97aSjoerg     Offset = LdSt.getOperand(3).getImm() * Scale.getKnownMinSize();
258506f32e7eSjoerg   }
2586*da58b97aSjoerg   OffsetIsScalable = Scale.isScalable();
258706f32e7eSjoerg 
2588*da58b97aSjoerg   if (!BaseOp->isReg() && !BaseOp->isFI())
2589*da58b97aSjoerg     return false;
259006f32e7eSjoerg 
259106f32e7eSjoerg   return true;
259206f32e7eSjoerg }
259306f32e7eSjoerg 
259406f32e7eSjoerg MachineOperand &
getMemOpBaseRegImmOfsOffsetOperand(MachineInstr & LdSt) const259506f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getMemOpBaseRegImmOfsOffsetOperand(MachineInstr &LdSt) const {
259606f32e7eSjoerg   assert(LdSt.mayLoadOrStore() && "Expected a memory operation.");
259706f32e7eSjoerg   MachineOperand &OfsOp = LdSt.getOperand(LdSt.getNumExplicitOperands() - 1);
259806f32e7eSjoerg   assert(OfsOp.isImm() && "Offset operand wasn't immediate.");
259906f32e7eSjoerg   return OfsOp;
260006f32e7eSjoerg }
260106f32e7eSjoerg 
getMemOpInfo(unsigned Opcode,TypeSize & Scale,unsigned & Width,int64_t & MinOffset,int64_t & MaxOffset)2602*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::getMemOpInfo(unsigned Opcode, TypeSize &Scale,
260306f32e7eSjoerg                                     unsigned &Width, int64_t &MinOffset,
260406f32e7eSjoerg                                     int64_t &MaxOffset) {
2605*da58b97aSjoerg   const unsigned SVEMaxBytesPerVector = AArch64::SVEMaxBitsPerVector / 8;
260606f32e7eSjoerg   switch (Opcode) {
260706f32e7eSjoerg   // Not a memory operation or something we want to handle.
260806f32e7eSjoerg   default:
2609*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(0);
2610*da58b97aSjoerg     Width = 0;
261106f32e7eSjoerg     MinOffset = MaxOffset = 0;
261206f32e7eSjoerg     return false;
261306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWpost:
261406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWpost:
261506f32e7eSjoerg     Width = 32;
2616*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(4);
261706f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
261806f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
261906f32e7eSjoerg     break;
262006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURQi:
262106f32e7eSjoerg   case AArch64::STURQi:
262206f32e7eSjoerg     Width = 16;
2623*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
262406f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
262506f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
262606f32e7eSjoerg     break;
262706f32e7eSjoerg   case AArch64::PRFUMi:
262806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURXi:
262906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURDi:
263006f32e7eSjoerg   case AArch64::STURXi:
263106f32e7eSjoerg   case AArch64::STURDi:
263206f32e7eSjoerg     Width = 8;
2633*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
263406f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
263506f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
263606f32e7eSjoerg     break;
263706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURWi:
263806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSi:
263906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSWi:
264006f32e7eSjoerg   case AArch64::STURWi:
264106f32e7eSjoerg   case AArch64::STURSi:
264206f32e7eSjoerg     Width = 4;
2643*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
264406f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
264506f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
264606f32e7eSjoerg     break;
264706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURHi:
264806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURHHi:
264906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSHXi:
265006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSHWi:
265106f32e7eSjoerg   case AArch64::STURHi:
265206f32e7eSjoerg   case AArch64::STURHHi:
265306f32e7eSjoerg     Width = 2;
2654*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
265506f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
265606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
265706f32e7eSjoerg     break;
265806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURBi:
265906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURBBi:
266006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSBXi:
266106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSBWi:
266206f32e7eSjoerg   case AArch64::STURBi:
266306f32e7eSjoerg   case AArch64::STURBBi:
266406f32e7eSjoerg     Width = 1;
2665*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
266606f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
266706f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
266806f32e7eSjoerg     break;
266906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPQi:
267006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPQi:
267106f32e7eSjoerg   case AArch64::STPQi:
267206f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPQi:
2673*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
267406f32e7eSjoerg     Width = 32;
267506f32e7eSjoerg     MinOffset = -64;
267606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 63;
267706f32e7eSjoerg     break;
267806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRQui:
267906f32e7eSjoerg   case AArch64::STRQui:
2680*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
2681*da58b97aSjoerg     Width = 16;
268206f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
268306f32e7eSjoerg     MaxOffset = 4095;
268406f32e7eSjoerg     break;
268506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPXi:
268606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPDi:
268706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPXi:
268806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPDi:
268906f32e7eSjoerg   case AArch64::STPXi:
269006f32e7eSjoerg   case AArch64::STPDi:
269106f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPXi:
269206f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPDi:
2693*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(8);
269406f32e7eSjoerg     Width = 16;
269506f32e7eSjoerg     MinOffset = -64;
269606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 63;
269706f32e7eSjoerg     break;
269806f32e7eSjoerg   case AArch64::PRFMui:
269906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRXui:
270006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRDui:
270106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRXui:
270206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRDui:
2703*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(8);
2704*da58b97aSjoerg     Width = 8;
2705*da58b97aSjoerg     MinOffset = 0;
2706*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 4095;
2707*da58b97aSjoerg     break;
2708*da58b97aSjoerg   case AArch64::StoreSwiftAsyncContext:
2709*da58b97aSjoerg     // Store is an STRXui, but there might be an ADDXri in the expansion too.
2710*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
2711*da58b97aSjoerg     Width = 8;
271206f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
271306f32e7eSjoerg     MaxOffset = 4095;
271406f32e7eSjoerg     break;
271506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPWi:
271606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDPSi:
271706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPWi:
271806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDNPSi:
271906f32e7eSjoerg   case AArch64::STPWi:
272006f32e7eSjoerg   case AArch64::STPSi:
272106f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPWi:
272206f32e7eSjoerg   case AArch64::STNPSi:
2723*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(4);
272406f32e7eSjoerg     Width = 8;
272506f32e7eSjoerg     MinOffset = -64;
272606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 63;
272706f32e7eSjoerg     break;
272806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWui:
272906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSui:
273006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWui:
273106f32e7eSjoerg   case AArch64::STRWui:
273206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRSui:
2733*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(4);
2734*da58b97aSjoerg     Width = 4;
273506f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
273606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 4095;
273706f32e7eSjoerg     break;
273806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHui:
273906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRHHui:
274006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHWui:
274106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSHXui:
274206f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHui:
274306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRHHui:
2744*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(2);
2745*da58b97aSjoerg     Width = 2;
274606f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
274706f32e7eSjoerg     MaxOffset = 4095;
274806f32e7eSjoerg     break;
274906f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBui:
275006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRBBui:
275106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBWui:
275206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSBXui:
275306f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBui:
275406f32e7eSjoerg   case AArch64::STRBBui:
2755*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
2756*da58b97aSjoerg     Width = 1;
275706f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
275806f32e7eSjoerg     MaxOffset = 4095;
275906f32e7eSjoerg     break;
2760*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPXpre:
2761*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPXpost:
2762*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPDpre:
2763*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPDpost:
2764*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(8);
2765*da58b97aSjoerg     Width = 8;
2766*da58b97aSjoerg     MinOffset = -512;
2767*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 504;
2768*da58b97aSjoerg     break;
2769*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPQpre:
2770*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPQpost:
2771*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
2772*da58b97aSjoerg     Width = 16;
2773*da58b97aSjoerg     MinOffset = -1024;
2774*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 1008;
2775*da58b97aSjoerg     break;
2776*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXpre:
2777*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDpre:
2778*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXpost:
2779*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDpost:
2780*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
2781*da58b97aSjoerg     Width = 8;
2782*da58b97aSjoerg     MinOffset = -256;
2783*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 255;
2784*da58b97aSjoerg     break;
2785*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQpre:
2786*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQpost:
2787*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(1);
2788*da58b97aSjoerg     Width = 16;
2789*da58b97aSjoerg     MinOffset = -256;
2790*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 255;
2791*da58b97aSjoerg     break;
279206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDG:
2793*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
279406f32e7eSjoerg     Width = 0;
279506f32e7eSjoerg     MinOffset = 0;
279606f32e7eSjoerg     MaxOffset = 63;
279706f32e7eSjoerg     break;
2798*da58b97aSjoerg   case AArch64::TAGPstack:
2799*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
2800*da58b97aSjoerg     Width = 0;
2801*da58b97aSjoerg     // TAGP with a negative offset turns into SUBP, which has a maximum offset
2802*da58b97aSjoerg     // of 63 (not 64!).
2803*da58b97aSjoerg     MinOffset = -63;
2804*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 63;
2805*da58b97aSjoerg     break;
280606f32e7eSjoerg   case AArch64::LDG:
280706f32e7eSjoerg   case AArch64::STGOffset:
280806f32e7eSjoerg   case AArch64::STZGOffset:
2809*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
2810*da58b97aSjoerg     Width = 16;
281106f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
281206f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
281306f32e7eSjoerg     break;
2814*da58b97aSjoerg   case AArch64::STR_ZZZZXI:
2815*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDR_ZZZZXI:
2816*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(16);
2817*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector * 4;
2818*da58b97aSjoerg     MinOffset = -256;
2819*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 252;
2820*da58b97aSjoerg     break;
2821*da58b97aSjoerg   case AArch64::STR_ZZZXI:
2822*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDR_ZZZXI:
2823*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(16);
2824*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector * 3;
2825*da58b97aSjoerg     MinOffset = -256;
2826*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 253;
2827*da58b97aSjoerg     break;
2828*da58b97aSjoerg   case AArch64::STR_ZZXI:
2829*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDR_ZZXI:
2830*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(16);
2831*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector * 2;
2832*da58b97aSjoerg     MinOffset = -256;
2833*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 254;
2834*da58b97aSjoerg     break;
283506f32e7eSjoerg   case AArch64::LDR_PXI:
283606f32e7eSjoerg   case AArch64::STR_PXI:
2837*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(2);
2838*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector / 8;
283906f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
284006f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
284106f32e7eSjoerg     break;
284206f32e7eSjoerg   case AArch64::LDR_ZXI:
284306f32e7eSjoerg   case AArch64::STR_ZXI:
2844*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(16);
2845*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector;
284606f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
284706f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
284806f32e7eSjoerg     break;
2849*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_IMM:
2850*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_IMM:
2851*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1W_IMM:
2852*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1D_IMM:
2853*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_IMM:
2854*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_IMM:
2855*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1W_IMM:
2856*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1D_IMM:
2857*da58b97aSjoerg     // A full vectors worth of data
2858*da58b97aSjoerg     // Width = mbytes * elements
2859*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(16);
2860*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector;
2861*da58b97aSjoerg     MinOffset = -8;
2862*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 7;
2863*da58b97aSjoerg     break;
2864*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_H_IMM:
2865*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_H_IMM:
2866*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_S_IMM:
2867*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SH_S_IMM:
2868*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1W_D_IMM:
2869*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SW_D_IMM:
2870*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_H_IMM:
2871*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_S_IMM:
2872*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1W_D_IMM:
2873*da58b97aSjoerg     // A half vector worth of data
2874*da58b97aSjoerg     // Width = mbytes * elements
2875*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(8);
2876*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector / 2;
2877*da58b97aSjoerg     MinOffset = -8;
2878*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 7;
2879*da58b97aSjoerg     break;
2880*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_S_IMM:
2881*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_S_IMM:
2882*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1H_D_IMM:
2883*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SH_D_IMM:
2884*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_S_IMM:
2885*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1H_D_IMM:
2886*da58b97aSjoerg     // A quarter vector worth of data
2887*da58b97aSjoerg     // Width = mbytes * elements
2888*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(4);
2889*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector / 4;
2890*da58b97aSjoerg     MinOffset = -8;
2891*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 7;
2892*da58b97aSjoerg     break;
2893*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1B_D_IMM:
2894*da58b97aSjoerg   case AArch64::LD1SB_D_IMM:
2895*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST1B_D_IMM:
2896*da58b97aSjoerg     // A eighth vector worth of data
2897*da58b97aSjoerg     // Width = mbytes * elements
2898*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Scalable(2);
2899*da58b97aSjoerg     Width = SVEMaxBytesPerVector / 8;
2900*da58b97aSjoerg     MinOffset = -8;
2901*da58b97aSjoerg     MaxOffset = 7;
2902*da58b97aSjoerg     break;
290306f32e7eSjoerg   case AArch64::ST2GOffset:
290406f32e7eSjoerg   case AArch64::STZ2GOffset:
2905*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
290606f32e7eSjoerg     Width = 32;
290706f32e7eSjoerg     MinOffset = -256;
290806f32e7eSjoerg     MaxOffset = 255;
290906f32e7eSjoerg     break;
291006f32e7eSjoerg   case AArch64::STGPi:
2911*da58b97aSjoerg     Scale = TypeSize::Fixed(16);
2912*da58b97aSjoerg     Width = 16;
291306f32e7eSjoerg     MinOffset = -64;
291406f32e7eSjoerg     MaxOffset = 63;
291506f32e7eSjoerg     break;
291606f32e7eSjoerg   }
291706f32e7eSjoerg 
291806f32e7eSjoerg   return true;
291906f32e7eSjoerg }
292006f32e7eSjoerg 
2921*da58b97aSjoerg // Scaling factor for unscaled load or store.
getMemScale(unsigned Opc)2922*da58b97aSjoerg int AArch64InstrInfo::getMemScale(unsigned Opc) {
292306f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
292406f32e7eSjoerg   default:
2925*da58b97aSjoerg     llvm_unreachable("Opcode has unknown scale!");
2926*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRBBui:
2927*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURBBi:
2928*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSBWui:
2929*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURSBWi:
2930*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRBBui:
2931*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURBBi:
2932*da58b97aSjoerg     return 1;
2933*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRHHui:
2934*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURHHi:
2935*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSHWui:
2936*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURSHWi:
2937*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRHHui:
2938*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURHHi:
2939*da58b97aSjoerg     return 2;
2940*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSui:
294106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSi:
2942*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSpre:
2943*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSWui:
294406f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSWi:
2945*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRWpre:
2946*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRWui:
2947*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURWi:
2948*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRSui:
294906f32e7eSjoerg   case AArch64::STURSi:
2950*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRSpre:
2951*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRWui:
2952*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURWi:
2953*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRWpre:
2954*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPSi:
2955*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPSWi:
2956*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPWi:
2957*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPSi:
2958*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPWi:
295906f32e7eSjoerg     return 4;
2960*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDui:
2961*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURDi:
2962*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDpre:
2963*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXui:
2964*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURXi:
2965*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXpre:
2966*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDui:
2967*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURDi:
2968*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDpre:
2969*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXui:
2970*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURXi:
2971*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXpre:
2972*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPDi:
2973*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPXi:
2974*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPDi:
2975*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPXi:
2976*da58b97aSjoerg     return 8;
2977*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQui:
2978*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDURQi:
2979*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQui:
2980*da58b97aSjoerg   case AArch64::STURQi:
2981*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQpre:
2982*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDPQi:
2983*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQpre:
2984*da58b97aSjoerg   case AArch64::STPQi:
2985*da58b97aSjoerg   case AArch64::STGOffset:
2986*da58b97aSjoerg   case AArch64::STZGOffset:
2987*da58b97aSjoerg   case AArch64::ST2GOffset:
2988*da58b97aSjoerg   case AArch64::STZ2GOffset:
2989*da58b97aSjoerg   case AArch64::STGPi:
2990*da58b97aSjoerg     return 16;
299106f32e7eSjoerg   }
299206f32e7eSjoerg }
299306f32e7eSjoerg 
isPreLd(const MachineInstr & MI)2994*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isPreLd(const MachineInstr &MI) {
2995*da58b97aSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
2996*da58b97aSjoerg   default:
2997*da58b97aSjoerg     return false;
2998*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRWpre:
2999*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRXpre:
3000*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRSpre:
3001*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRDpre:
3002*da58b97aSjoerg   case AArch64::LDRQpre:
3003*da58b97aSjoerg     return true;
3004*da58b97aSjoerg   }
3005*da58b97aSjoerg }
3006*da58b97aSjoerg 
isPreSt(const MachineInstr & MI)3007*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isPreSt(const MachineInstr &MI) {
3008*da58b97aSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
3009*da58b97aSjoerg   default:
3010*da58b97aSjoerg     return false;
3011*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRWpre:
3012*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRXpre:
3013*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRSpre:
3014*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRDpre:
3015*da58b97aSjoerg   case AArch64::STRQpre:
3016*da58b97aSjoerg     return true;
3017*da58b97aSjoerg   }
3018*da58b97aSjoerg }
3019*da58b97aSjoerg 
isPreLdSt(const MachineInstr & MI)3020*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isPreLdSt(const MachineInstr &MI) {
3021*da58b97aSjoerg   return isPreLd(MI) || isPreSt(MI);
3022*da58b97aSjoerg }
3023*da58b97aSjoerg 
302406f32e7eSjoerg // Scale the unscaled offsets.  Returns false if the unscaled offset can't be
302506f32e7eSjoerg // scaled.
scaleOffset(unsigned Opc,int64_t & Offset)302606f32e7eSjoerg static bool scaleOffset(unsigned Opc, int64_t &Offset) {
3027*da58b97aSjoerg   int Scale = AArch64InstrInfo::getMemScale(Opc);
3028*da58b97aSjoerg 
302906f32e7eSjoerg   // If the byte-offset isn't a multiple of the stride, we can't scale this
303006f32e7eSjoerg   // offset.
3031*da58b97aSjoerg   if (Offset % Scale != 0)
303206f32e7eSjoerg     return false;
303306f32e7eSjoerg 
303406f32e7eSjoerg   // Convert the byte-offset used by unscaled into an "element" offset used
303506f32e7eSjoerg   // by the scaled pair load/store instructions.
3036*da58b97aSjoerg   Offset /= Scale;
303706f32e7eSjoerg   return true;
303806f32e7eSjoerg }
303906f32e7eSjoerg 
canPairLdStOpc(unsigned FirstOpc,unsigned SecondOpc)304006f32e7eSjoerg static bool canPairLdStOpc(unsigned FirstOpc, unsigned SecondOpc) {
304106f32e7eSjoerg   if (FirstOpc == SecondOpc)
304206f32e7eSjoerg     return true;
304306f32e7eSjoerg   // We can also pair sign-ext and zero-ext instructions.
304406f32e7eSjoerg   switch (FirstOpc) {
304506f32e7eSjoerg   default:
304606f32e7eSjoerg     return false;
304706f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRWui:
304806f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURWi:
304906f32e7eSjoerg     return SecondOpc == AArch64::LDRSWui || SecondOpc == AArch64::LDURSWi;
305006f32e7eSjoerg   case AArch64::LDRSWui:
305106f32e7eSjoerg   case AArch64::LDURSWi:
305206f32e7eSjoerg     return SecondOpc == AArch64::LDRWui || SecondOpc == AArch64::LDURWi;
305306f32e7eSjoerg   }
305406f32e7eSjoerg   // These instructions can't be paired based on their opcodes.
305506f32e7eSjoerg   return false;
305606f32e7eSjoerg }
305706f32e7eSjoerg 
shouldClusterFI(const MachineFrameInfo & MFI,int FI1,int64_t Offset1,unsigned Opcode1,int FI2,int64_t Offset2,unsigned Opcode2)305806f32e7eSjoerg static bool shouldClusterFI(const MachineFrameInfo &MFI, int FI1,
305906f32e7eSjoerg                             int64_t Offset1, unsigned Opcode1, int FI2,
306006f32e7eSjoerg                             int64_t Offset2, unsigned Opcode2) {
306106f32e7eSjoerg   // Accesses through fixed stack object frame indices may access a different
306206f32e7eSjoerg   // fixed stack slot. Check that the object offsets + offsets match.
306306f32e7eSjoerg   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI1) && MFI.isFixedObjectIndex(FI2)) {
306406f32e7eSjoerg     int64_t ObjectOffset1 = MFI.getObjectOffset(FI1);
306506f32e7eSjoerg     int64_t ObjectOffset2 = MFI.getObjectOffset(FI2);
306606f32e7eSjoerg     assert(ObjectOffset1 <= ObjectOffset2 && "Object offsets are not ordered.");
3067*da58b97aSjoerg     // Convert to scaled object offsets.
3068*da58b97aSjoerg     int Scale1 = AArch64InstrInfo::getMemScale(Opcode1);
3069*da58b97aSjoerg     if (ObjectOffset1 % Scale1 != 0)
307006f32e7eSjoerg       return false;
3071*da58b97aSjoerg     ObjectOffset1 /= Scale1;
3072*da58b97aSjoerg     int Scale2 = AArch64InstrInfo::getMemScale(Opcode2);
3073*da58b97aSjoerg     if (ObjectOffset2 % Scale2 != 0)
3074*da58b97aSjoerg       return false;
3075*da58b97aSjoerg     ObjectOffset2 /= Scale2;
307606f32e7eSjoerg     ObjectOffset1 += Offset1;
307706f32e7eSjoerg     ObjectOffset2 += Offset2;
307806f32e7eSjoerg     return ObjectOffset1 + 1 == ObjectOffset2;
307906f32e7eSjoerg   }
308006f32e7eSjoerg 
308106f32e7eSjoerg   return FI1 == FI2;
308206f32e7eSjoerg }
308306f32e7eSjoerg 
308406f32e7eSjoerg /// Detect opportunities for ldp/stp formation.
308506f32e7eSjoerg ///
308606f32e7eSjoerg /// Only called for LdSt for which getMemOperandWithOffset returns true.
shouldClusterMemOps(ArrayRef<const MachineOperand * > BaseOps1,ArrayRef<const MachineOperand * > BaseOps2,unsigned NumLoads,unsigned NumBytes) const3087*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::shouldClusterMemOps(
3088*da58b97aSjoerg     ArrayRef<const MachineOperand *> BaseOps1,
3089*da58b97aSjoerg     ArrayRef<const MachineOperand *> BaseOps2, unsigned NumLoads,
3090*da58b97aSjoerg     unsigned NumBytes) const {
3091*da58b97aSjoerg   assert(BaseOps1.size() == 1 && BaseOps2.size() == 1);
3092*da58b97aSjoerg   const MachineOperand &BaseOp1 = *BaseOps1.front();
3093*da58b97aSjoerg   const MachineOperand &BaseOp2 = *BaseOps2.front();
309406f32e7eSjoerg   const MachineInstr &FirstLdSt = *BaseOp1.getParent();
309506f32e7eSjoerg   const MachineInstr &SecondLdSt = *BaseOp2.getParent();
309606f32e7eSjoerg   if (BaseOp1.getType() != BaseOp2.getType())
309706f32e7eSjoerg     return false;
309806f32e7eSjoerg 
309906f32e7eSjoerg   assert((BaseOp1.isReg() || BaseOp1.isFI()) &&
310006f32e7eSjoerg          "Only base registers and frame indices are supported.");
310106f32e7eSjoerg 
310206f32e7eSjoerg   // Check for both base regs and base FI.
310306f32e7eSjoerg   if (BaseOp1.isReg() && BaseOp1.getReg() != BaseOp2.getReg())
310406f32e7eSjoerg     return false;
310506f32e7eSjoerg 
310606f32e7eSjoerg   // Only cluster up to a single pair.
3107*da58b97aSjoerg   if (NumLoads > 2)
310806f32e7eSjoerg     return false;
310906f32e7eSjoerg 
311006f32e7eSjoerg   if (!isPairableLdStInst(FirstLdSt) || !isPairableLdStInst(SecondLdSt))
311106f32e7eSjoerg     return false;
311206f32e7eSjoerg 
311306f32e7eSjoerg   // Can we pair these instructions based on their opcodes?
311406f32e7eSjoerg   unsigned FirstOpc = FirstLdSt.getOpcode();
311506f32e7eSjoerg   unsigned SecondOpc = SecondLdSt.getOpcode();
311606f32e7eSjoerg   if (!canPairLdStOpc(FirstOpc, SecondOpc))
311706f32e7eSjoerg     return false;
311806f32e7eSjoerg 
311906f32e7eSjoerg   // Can't merge volatiles or load/stores that have a hint to avoid pair
312006f32e7eSjoerg   // formation, for example.
312106f32e7eSjoerg   if (!isCandidateToMergeOrPair(FirstLdSt) ||
312206f32e7eSjoerg       !isCandidateToMergeOrPair(SecondLdSt))
312306f32e7eSjoerg     return false;
312406f32e7eSjoerg 
312506f32e7eSjoerg   // isCandidateToMergeOrPair guarantees that operand 2 is an immediate.
312606f32e7eSjoerg   int64_t Offset1 = FirstLdSt.getOperand(2).getImm();
3127*da58b97aSjoerg   if (hasUnscaledLdStOffset(FirstOpc) && !scaleOffset(FirstOpc, Offset1))
312806f32e7eSjoerg     return false;
312906f32e7eSjoerg 
313006f32e7eSjoerg   int64_t Offset2 = SecondLdSt.getOperand(2).getImm();
3131*da58b97aSjoerg   if (hasUnscaledLdStOffset(SecondOpc) && !scaleOffset(SecondOpc, Offset2))
313206f32e7eSjoerg     return false;
313306f32e7eSjoerg 
313406f32e7eSjoerg   // Pairwise instructions have a 7-bit signed offset field.
313506f32e7eSjoerg   if (Offset1 > 63 || Offset1 < -64)
313606f32e7eSjoerg     return false;
313706f32e7eSjoerg 
313806f32e7eSjoerg   // The caller should already have ordered First/SecondLdSt by offset.
313906f32e7eSjoerg   // Note: except for non-equal frame index bases
314006f32e7eSjoerg   if (BaseOp1.isFI()) {
3141*da58b97aSjoerg     assert((!BaseOp1.isIdenticalTo(BaseOp2) || Offset1 <= Offset2) &&
314206f32e7eSjoerg            "Caller should have ordered offsets.");
314306f32e7eSjoerg 
314406f32e7eSjoerg     const MachineFrameInfo &MFI =
314506f32e7eSjoerg         FirstLdSt.getParent()->getParent()->getFrameInfo();
314606f32e7eSjoerg     return shouldClusterFI(MFI, BaseOp1.getIndex(), Offset1, FirstOpc,
314706f32e7eSjoerg                            BaseOp2.getIndex(), Offset2, SecondOpc);
314806f32e7eSjoerg   }
314906f32e7eSjoerg 
3150*da58b97aSjoerg   assert(Offset1 <= Offset2 && "Caller should have ordered offsets.");
315106f32e7eSjoerg 
315206f32e7eSjoerg   return Offset1 + 1 == Offset2;
315306f32e7eSjoerg }
315406f32e7eSjoerg 
AddSubReg(const MachineInstrBuilder & MIB,unsigned Reg,unsigned SubIdx,unsigned State,const TargetRegisterInfo * TRI)315506f32e7eSjoerg static const MachineInstrBuilder &AddSubReg(const MachineInstrBuilder &MIB,
315606f32e7eSjoerg                                             unsigned Reg, unsigned SubIdx,
315706f32e7eSjoerg                                             unsigned State,
315806f32e7eSjoerg                                             const TargetRegisterInfo *TRI) {
315906f32e7eSjoerg   if (!SubIdx)
316006f32e7eSjoerg     return MIB.addReg(Reg, State);
316106f32e7eSjoerg 
316206f32e7eSjoerg   if (Register::isPhysicalRegister(Reg))
316306f32e7eSjoerg     return MIB.addReg(TRI->getSubReg(Reg, SubIdx), State);
316406f32e7eSjoerg   return MIB.addReg(Reg, State, SubIdx);
316506f32e7eSjoerg }
316606f32e7eSjoerg 
forwardCopyWillClobberTuple(unsigned DestReg,unsigned SrcReg,unsigned NumRegs)316706f32e7eSjoerg static bool forwardCopyWillClobberTuple(unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
316806f32e7eSjoerg                                         unsigned NumRegs) {
316906f32e7eSjoerg   // We really want the positive remainder mod 32 here, that happens to be
317006f32e7eSjoerg   // easily obtainable with a mask.
317106f32e7eSjoerg   return ((DestReg - SrcReg) & 0x1f) < NumRegs;
317206f32e7eSjoerg }
317306f32e7eSjoerg 
copyPhysRegTuple(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator I,const DebugLoc & DL,MCRegister DestReg,MCRegister SrcReg,bool KillSrc,unsigned Opcode,ArrayRef<unsigned> Indices) const317406f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::copyPhysRegTuple(MachineBasicBlock &MBB,
317506f32e7eSjoerg                                         MachineBasicBlock::iterator I,
3176*da58b97aSjoerg                                         const DebugLoc &DL, MCRegister DestReg,
3177*da58b97aSjoerg                                         MCRegister SrcReg, bool KillSrc,
317806f32e7eSjoerg                                         unsigned Opcode,
317906f32e7eSjoerg                                         ArrayRef<unsigned> Indices) const {
318006f32e7eSjoerg   assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register copy without NEON");
318106f32e7eSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
318206f32e7eSjoerg   uint16_t DestEncoding = TRI->getEncodingValue(DestReg);
318306f32e7eSjoerg   uint16_t SrcEncoding = TRI->getEncodingValue(SrcReg);
318406f32e7eSjoerg   unsigned NumRegs = Indices.size();
318506f32e7eSjoerg 
318606f32e7eSjoerg   int SubReg = 0, End = NumRegs, Incr = 1;
318706f32e7eSjoerg   if (forwardCopyWillClobberTuple(DestEncoding, SrcEncoding, NumRegs)) {
318806f32e7eSjoerg     SubReg = NumRegs - 1;
318906f32e7eSjoerg     End = -1;
319006f32e7eSjoerg     Incr = -1;
319106f32e7eSjoerg   }
319206f32e7eSjoerg 
319306f32e7eSjoerg   for (; SubReg != End; SubReg += Incr) {
319406f32e7eSjoerg     const MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, I, DL, get(Opcode));
319506f32e7eSjoerg     AddSubReg(MIB, DestReg, Indices[SubReg], RegState::Define, TRI);
319606f32e7eSjoerg     AddSubReg(MIB, SrcReg, Indices[SubReg], 0, TRI);
319706f32e7eSjoerg     AddSubReg(MIB, SrcReg, Indices[SubReg], getKillRegState(KillSrc), TRI);
319806f32e7eSjoerg   }
319906f32e7eSjoerg }
320006f32e7eSjoerg 
copyGPRRegTuple(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator I,DebugLoc DL,unsigned DestReg,unsigned SrcReg,bool KillSrc,unsigned Opcode,unsigned ZeroReg,llvm::ArrayRef<unsigned> Indices) const320106f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::copyGPRRegTuple(MachineBasicBlock &MBB,
320206f32e7eSjoerg                                        MachineBasicBlock::iterator I,
320306f32e7eSjoerg                                        DebugLoc DL, unsigned DestReg,
320406f32e7eSjoerg                                        unsigned SrcReg, bool KillSrc,
320506f32e7eSjoerg                                        unsigned Opcode, unsigned ZeroReg,
320606f32e7eSjoerg                                        llvm::ArrayRef<unsigned> Indices) const {
320706f32e7eSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
320806f32e7eSjoerg   unsigned NumRegs = Indices.size();
320906f32e7eSjoerg 
321006f32e7eSjoerg #ifndef NDEBUG
321106f32e7eSjoerg   uint16_t DestEncoding = TRI->getEncodingValue(DestReg);
321206f32e7eSjoerg   uint16_t SrcEncoding = TRI->getEncodingValue(SrcReg);
321306f32e7eSjoerg   assert(DestEncoding % NumRegs == 0 && SrcEncoding % NumRegs == 0 &&
321406f32e7eSjoerg          "GPR reg sequences should not be able to overlap");
321506f32e7eSjoerg #endif
321606f32e7eSjoerg 
321706f32e7eSjoerg   for (unsigned SubReg = 0; SubReg != NumRegs; ++SubReg) {
321806f32e7eSjoerg     const MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, I, DL, get(Opcode));
321906f32e7eSjoerg     AddSubReg(MIB, DestReg, Indices[SubReg], RegState::Define, TRI);
322006f32e7eSjoerg     MIB.addReg(ZeroReg);
322106f32e7eSjoerg     AddSubReg(MIB, SrcReg, Indices[SubReg], getKillRegState(KillSrc), TRI);
322206f32e7eSjoerg     MIB.addImm(0);
322306f32e7eSjoerg   }
322406f32e7eSjoerg }
322506f32e7eSjoerg 
copyPhysReg(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator I,const DebugLoc & DL,MCRegister DestReg,MCRegister SrcReg,bool KillSrc) const322606f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::copyPhysReg(MachineBasicBlock &MBB,
322706f32e7eSjoerg                                    MachineBasicBlock::iterator I,
3228*da58b97aSjoerg                                    const DebugLoc &DL, MCRegister DestReg,
3229*da58b97aSjoerg                                    MCRegister SrcReg, bool KillSrc) const {
323006f32e7eSjoerg   if (AArch64::GPR32spRegClass.contains(DestReg) &&
323106f32e7eSjoerg       (AArch64::GPR32spRegClass.contains(SrcReg) || SrcReg == AArch64::WZR)) {
323206f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI = &getRegisterInfo();
323306f32e7eSjoerg 
323406f32e7eSjoerg     if (DestReg == AArch64::WSP || SrcReg == AArch64::WSP) {
323506f32e7eSjoerg       // If either operand is WSP, expand to ADD #0.
323606f32e7eSjoerg       if (Subtarget.hasZeroCycleRegMove()) {
323706f32e7eSjoerg         // Cyclone recognizes "ADD Xd, Xn, #0" as a zero-cycle register move.
3238*da58b97aSjoerg         MCRegister DestRegX = TRI->getMatchingSuperReg(
3239*da58b97aSjoerg             DestReg, AArch64::sub_32, &AArch64::GPR64spRegClass);
3240*da58b97aSjoerg         MCRegister SrcRegX = TRI->getMatchingSuperReg(
3241*da58b97aSjoerg             SrcReg, AArch64::sub_32, &AArch64::GPR64spRegClass);
324206f32e7eSjoerg         // This instruction is reading and writing X registers.  This may upset
324306f32e7eSjoerg         // the register scavenger and machine verifier, so we need to indicate
324406f32e7eSjoerg         // that we are reading an undefined value from SrcRegX, but a proper
324506f32e7eSjoerg         // value from SrcReg.
324606f32e7eSjoerg         BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ADDXri), DestRegX)
324706f32e7eSjoerg             .addReg(SrcRegX, RegState::Undef)
324806f32e7eSjoerg             .addImm(0)
324906f32e7eSjoerg             .addImm(AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, 0))
325006f32e7eSjoerg             .addReg(SrcReg, RegState::Implicit | getKillRegState(KillSrc));
325106f32e7eSjoerg       } else {
325206f32e7eSjoerg         BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ADDWri), DestReg)
325306f32e7eSjoerg             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
325406f32e7eSjoerg             .addImm(0)
325506f32e7eSjoerg             .addImm(AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, 0));
325606f32e7eSjoerg       }
325706f32e7eSjoerg     } else if (SrcReg == AArch64::WZR && Subtarget.hasZeroCycleZeroingGP()) {
325806f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::MOVZWi), DestReg)
325906f32e7eSjoerg           .addImm(0)
326006f32e7eSjoerg           .addImm(AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, 0));
326106f32e7eSjoerg     } else {
326206f32e7eSjoerg       if (Subtarget.hasZeroCycleRegMove()) {
326306f32e7eSjoerg         // Cyclone recognizes "ORR Xd, XZR, Xm" as a zero-cycle register move.
3264*da58b97aSjoerg         MCRegister DestRegX = TRI->getMatchingSuperReg(
3265*da58b97aSjoerg             DestReg, AArch64::sub_32, &AArch64::GPR64spRegClass);
3266*da58b97aSjoerg         MCRegister SrcRegX = TRI->getMatchingSuperReg(
3267*da58b97aSjoerg             SrcReg, AArch64::sub_32, &AArch64::GPR64spRegClass);
326806f32e7eSjoerg         // This instruction is reading and writing X registers.  This may upset
326906f32e7eSjoerg         // the register scavenger and machine verifier, so we need to indicate
327006f32e7eSjoerg         // that we are reading an undefined value from SrcRegX, but a proper
327106f32e7eSjoerg         // value from SrcReg.
327206f32e7eSjoerg         BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRXrr), DestRegX)
327306f32e7eSjoerg             .addReg(AArch64::XZR)
327406f32e7eSjoerg             .addReg(SrcRegX, RegState::Undef)
327506f32e7eSjoerg             .addReg(SrcReg, RegState::Implicit | getKillRegState(KillSrc));
327606f32e7eSjoerg       } else {
327706f32e7eSjoerg         // Otherwise, expand to ORR WZR.
327806f32e7eSjoerg         BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRWrr), DestReg)
327906f32e7eSjoerg             .addReg(AArch64::WZR)
328006f32e7eSjoerg             .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
328106f32e7eSjoerg       }
328206f32e7eSjoerg     }
328306f32e7eSjoerg     return;
328406f32e7eSjoerg   }
328506f32e7eSjoerg 
328606f32e7eSjoerg   // Copy a Predicate register by ORRing with itself.
328706f32e7eSjoerg   if (AArch64::PPRRegClass.contains(DestReg) &&
328806f32e7eSjoerg       AArch64::PPRRegClass.contains(SrcReg)) {
328906f32e7eSjoerg     assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected SVE register.");
329006f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORR_PPzPP), DestReg)
329106f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg) // Pg
329206f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg)
329306f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
329406f32e7eSjoerg     return;
329506f32e7eSjoerg   }
329606f32e7eSjoerg 
329706f32e7eSjoerg   // Copy a Z register by ORRing with itself.
329806f32e7eSjoerg   if (AArch64::ZPRRegClass.contains(DestReg) &&
329906f32e7eSjoerg       AArch64::ZPRRegClass.contains(SrcReg)) {
330006f32e7eSjoerg     assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected SVE register.");
330106f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORR_ZZZ), DestReg)
330206f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg)
330306f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
330406f32e7eSjoerg     return;
330506f32e7eSjoerg   }
330606f32e7eSjoerg 
3307*da58b97aSjoerg   // Copy a Z register pair by copying the individual sub-registers.
3308*da58b97aSjoerg   if (AArch64::ZPR2RegClass.contains(DestReg) &&
3309*da58b97aSjoerg       AArch64::ZPR2RegClass.contains(SrcReg)) {
3310*da58b97aSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::zsub0, AArch64::zsub1};
3311*da58b97aSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORR_ZZZ,
3312*da58b97aSjoerg                      Indices);
3313*da58b97aSjoerg     return;
3314*da58b97aSjoerg   }
3315*da58b97aSjoerg 
3316*da58b97aSjoerg   // Copy a Z register triple by copying the individual sub-registers.
3317*da58b97aSjoerg   if (AArch64::ZPR3RegClass.contains(DestReg) &&
3318*da58b97aSjoerg       AArch64::ZPR3RegClass.contains(SrcReg)) {
3319*da58b97aSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::zsub0, AArch64::zsub1,
3320*da58b97aSjoerg                                        AArch64::zsub2};
3321*da58b97aSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORR_ZZZ,
3322*da58b97aSjoerg                      Indices);
3323*da58b97aSjoerg     return;
3324*da58b97aSjoerg   }
3325*da58b97aSjoerg 
3326*da58b97aSjoerg   // Copy a Z register quad by copying the individual sub-registers.
3327*da58b97aSjoerg   if (AArch64::ZPR4RegClass.contains(DestReg) &&
3328*da58b97aSjoerg       AArch64::ZPR4RegClass.contains(SrcReg)) {
3329*da58b97aSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::zsub0, AArch64::zsub1,
3330*da58b97aSjoerg                                        AArch64::zsub2, AArch64::zsub3};
3331*da58b97aSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORR_ZZZ,
3332*da58b97aSjoerg                      Indices);
3333*da58b97aSjoerg     return;
3334*da58b97aSjoerg   }
3335*da58b97aSjoerg 
333606f32e7eSjoerg   if (AArch64::GPR64spRegClass.contains(DestReg) &&
333706f32e7eSjoerg       (AArch64::GPR64spRegClass.contains(SrcReg) || SrcReg == AArch64::XZR)) {
333806f32e7eSjoerg     if (DestReg == AArch64::SP || SrcReg == AArch64::SP) {
333906f32e7eSjoerg       // If either operand is SP, expand to ADD #0.
334006f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ADDXri), DestReg)
334106f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
334206f32e7eSjoerg           .addImm(0)
334306f32e7eSjoerg           .addImm(AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, 0));
334406f32e7eSjoerg     } else if (SrcReg == AArch64::XZR && Subtarget.hasZeroCycleZeroingGP()) {
334506f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::MOVZXi), DestReg)
334606f32e7eSjoerg           .addImm(0)
334706f32e7eSjoerg           .addImm(AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, 0));
334806f32e7eSjoerg     } else {
334906f32e7eSjoerg       // Otherwise, expand to ORR XZR.
335006f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRXrr), DestReg)
335106f32e7eSjoerg           .addReg(AArch64::XZR)
335206f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
335306f32e7eSjoerg     }
335406f32e7eSjoerg     return;
335506f32e7eSjoerg   }
335606f32e7eSjoerg 
335706f32e7eSjoerg   // Copy a DDDD register quad by copying the individual sub-registers.
335806f32e7eSjoerg   if (AArch64::DDDDRegClass.contains(DestReg) &&
335906f32e7eSjoerg       AArch64::DDDDRegClass.contains(SrcReg)) {
336006f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::dsub0, AArch64::dsub1,
336106f32e7eSjoerg                                        AArch64::dsub2, AArch64::dsub3};
336206f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv8i8,
336306f32e7eSjoerg                      Indices);
336406f32e7eSjoerg     return;
336506f32e7eSjoerg   }
336606f32e7eSjoerg 
336706f32e7eSjoerg   // Copy a DDD register triple by copying the individual sub-registers.
336806f32e7eSjoerg   if (AArch64::DDDRegClass.contains(DestReg) &&
336906f32e7eSjoerg       AArch64::DDDRegClass.contains(SrcReg)) {
337006f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::dsub0, AArch64::dsub1,
337106f32e7eSjoerg                                        AArch64::dsub2};
337206f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv8i8,
337306f32e7eSjoerg                      Indices);
337406f32e7eSjoerg     return;
337506f32e7eSjoerg   }
337606f32e7eSjoerg 
337706f32e7eSjoerg   // Copy a DD register pair by copying the individual sub-registers.
337806f32e7eSjoerg   if (AArch64::DDRegClass.contains(DestReg) &&
337906f32e7eSjoerg       AArch64::DDRegClass.contains(SrcReg)) {
338006f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::dsub0, AArch64::dsub1};
338106f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv8i8,
338206f32e7eSjoerg                      Indices);
338306f32e7eSjoerg     return;
338406f32e7eSjoerg   }
338506f32e7eSjoerg 
338606f32e7eSjoerg   // Copy a QQQQ register quad by copying the individual sub-registers.
338706f32e7eSjoerg   if (AArch64::QQQQRegClass.contains(DestReg) &&
338806f32e7eSjoerg       AArch64::QQQQRegClass.contains(SrcReg)) {
338906f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::qsub0, AArch64::qsub1,
339006f32e7eSjoerg                                        AArch64::qsub2, AArch64::qsub3};
339106f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv16i8,
339206f32e7eSjoerg                      Indices);
339306f32e7eSjoerg     return;
339406f32e7eSjoerg   }
339506f32e7eSjoerg 
339606f32e7eSjoerg   // Copy a QQQ register triple by copying the individual sub-registers.
339706f32e7eSjoerg   if (AArch64::QQQRegClass.contains(DestReg) &&
339806f32e7eSjoerg       AArch64::QQQRegClass.contains(SrcReg)) {
339906f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::qsub0, AArch64::qsub1,
340006f32e7eSjoerg                                        AArch64::qsub2};
340106f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv16i8,
340206f32e7eSjoerg                      Indices);
340306f32e7eSjoerg     return;
340406f32e7eSjoerg   }
340506f32e7eSjoerg 
340606f32e7eSjoerg   // Copy a QQ register pair by copying the individual sub-registers.
340706f32e7eSjoerg   if (AArch64::QQRegClass.contains(DestReg) &&
340806f32e7eSjoerg       AArch64::QQRegClass.contains(SrcReg)) {
340906f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::qsub0, AArch64::qsub1};
341006f32e7eSjoerg     copyPhysRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRv16i8,
341106f32e7eSjoerg                      Indices);
341206f32e7eSjoerg     return;
341306f32e7eSjoerg   }
341406f32e7eSjoerg 
341506f32e7eSjoerg   if (AArch64::XSeqPairsClassRegClass.contains(DestReg) &&
341606f32e7eSjoerg       AArch64::XSeqPairsClassRegClass.contains(SrcReg)) {
341706f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::sube64, AArch64::subo64};
341806f32e7eSjoerg     copyGPRRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRXrs,
341906f32e7eSjoerg                     AArch64::XZR, Indices);
342006f32e7eSjoerg     return;
342106f32e7eSjoerg   }
342206f32e7eSjoerg 
342306f32e7eSjoerg   if (AArch64::WSeqPairsClassRegClass.contains(DestReg) &&
342406f32e7eSjoerg       AArch64::WSeqPairsClassRegClass.contains(SrcReg)) {
342506f32e7eSjoerg     static const unsigned Indices[] = {AArch64::sube32, AArch64::subo32};
342606f32e7eSjoerg     copyGPRRegTuple(MBB, I, DL, DestReg, SrcReg, KillSrc, AArch64::ORRWrs,
342706f32e7eSjoerg                     AArch64::WZR, Indices);
342806f32e7eSjoerg     return;
342906f32e7eSjoerg   }
343006f32e7eSjoerg 
343106f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR128RegClass.contains(DestReg) &&
343206f32e7eSjoerg       AArch64::FPR128RegClass.contains(SrcReg)) {
343306f32e7eSjoerg     if (Subtarget.hasNEON()) {
343406f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRv16i8), DestReg)
343506f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
343606f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
343706f32e7eSjoerg     } else {
343806f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::STRQpre))
343906f32e7eSjoerg           .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
344006f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
344106f32e7eSjoerg           .addReg(AArch64::SP)
344206f32e7eSjoerg           .addImm(-16);
344306f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::LDRQpre))
344406f32e7eSjoerg           .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
344506f32e7eSjoerg           .addReg(DestReg, RegState::Define)
344606f32e7eSjoerg           .addReg(AArch64::SP)
344706f32e7eSjoerg           .addImm(16);
344806f32e7eSjoerg     }
344906f32e7eSjoerg     return;
345006f32e7eSjoerg   }
345106f32e7eSjoerg 
345206f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR64RegClass.contains(DestReg) &&
345306f32e7eSjoerg       AArch64::FPR64RegClass.contains(SrcReg)) {
345406f32e7eSjoerg     if (Subtarget.hasNEON()) {
345506f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::dsub,
345606f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR128RegClass);
345706f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::dsub,
345806f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR128RegClass);
345906f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRv16i8), DestReg)
346006f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
346106f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
346206f32e7eSjoerg     } else {
346306f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVDr), DestReg)
346406f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
346506f32e7eSjoerg     }
346606f32e7eSjoerg     return;
346706f32e7eSjoerg   }
346806f32e7eSjoerg 
346906f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR32RegClass.contains(DestReg) &&
347006f32e7eSjoerg       AArch64::FPR32RegClass.contains(SrcReg)) {
347106f32e7eSjoerg     if (Subtarget.hasNEON()) {
347206f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::ssub,
347306f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR128RegClass);
347406f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::ssub,
347506f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR128RegClass);
347606f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRv16i8), DestReg)
347706f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
347806f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
347906f32e7eSjoerg     } else {
348006f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVSr), DestReg)
348106f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
348206f32e7eSjoerg     }
348306f32e7eSjoerg     return;
348406f32e7eSjoerg   }
348506f32e7eSjoerg 
348606f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR16RegClass.contains(DestReg) &&
348706f32e7eSjoerg       AArch64::FPR16RegClass.contains(SrcReg)) {
348806f32e7eSjoerg     if (Subtarget.hasNEON()) {
348906f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::hsub,
349006f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR128RegClass);
349106f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::hsub,
349206f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR128RegClass);
349306f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRv16i8), DestReg)
349406f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
349506f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
349606f32e7eSjoerg     } else {
349706f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::hsub,
349806f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR32RegClass);
349906f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::hsub,
350006f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR32RegClass);
350106f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVSr), DestReg)
350206f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
350306f32e7eSjoerg     }
350406f32e7eSjoerg     return;
350506f32e7eSjoerg   }
350606f32e7eSjoerg 
350706f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR8RegClass.contains(DestReg) &&
350806f32e7eSjoerg       AArch64::FPR8RegClass.contains(SrcReg)) {
350906f32e7eSjoerg     if (Subtarget.hasNEON()) {
351006f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::bsub,
351106f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR128RegClass);
351206f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::bsub,
351306f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR128RegClass);
351406f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::ORRv16i8), DestReg)
351506f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg)
351606f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
351706f32e7eSjoerg     } else {
351806f32e7eSjoerg       DestReg = RI.getMatchingSuperReg(DestReg, AArch64::bsub,
351906f32e7eSjoerg                                        &AArch64::FPR32RegClass);
352006f32e7eSjoerg       SrcReg = RI.getMatchingSuperReg(SrcReg, AArch64::bsub,
352106f32e7eSjoerg                                       &AArch64::FPR32RegClass);
352206f32e7eSjoerg       BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVSr), DestReg)
352306f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
352406f32e7eSjoerg     }
352506f32e7eSjoerg     return;
352606f32e7eSjoerg   }
352706f32e7eSjoerg 
352806f32e7eSjoerg   // Copies between GPR64 and FPR64.
352906f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR64RegClass.contains(DestReg) &&
353006f32e7eSjoerg       AArch64::GPR64RegClass.contains(SrcReg)) {
353106f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVXDr), DestReg)
353206f32e7eSjoerg         .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
353306f32e7eSjoerg     return;
353406f32e7eSjoerg   }
353506f32e7eSjoerg   if (AArch64::GPR64RegClass.contains(DestReg) &&
353606f32e7eSjoerg       AArch64::FPR64RegClass.contains(SrcReg)) {
353706f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVDXr), DestReg)
353806f32e7eSjoerg         .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
353906f32e7eSjoerg     return;
354006f32e7eSjoerg   }
354106f32e7eSjoerg   // Copies between GPR32 and FPR32.
354206f32e7eSjoerg   if (AArch64::FPR32RegClass.contains(DestReg) &&
354306f32e7eSjoerg       AArch64::GPR32RegClass.contains(SrcReg)) {
354406f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVWSr), DestReg)
354506f32e7eSjoerg         .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
354606f32e7eSjoerg     return;
354706f32e7eSjoerg   }
354806f32e7eSjoerg   if (AArch64::GPR32RegClass.contains(DestReg) &&
354906f32e7eSjoerg       AArch64::FPR32RegClass.contains(SrcReg)) {
355006f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::FMOVSWr), DestReg)
355106f32e7eSjoerg         .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc));
355206f32e7eSjoerg     return;
355306f32e7eSjoerg   }
355406f32e7eSjoerg 
355506f32e7eSjoerg   if (DestReg == AArch64::NZCV) {
355606f32e7eSjoerg     assert(AArch64::GPR64RegClass.contains(SrcReg) && "Invalid NZCV copy");
355706f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::MSR))
355806f32e7eSjoerg         .addImm(AArch64SysReg::NZCV)
355906f32e7eSjoerg         .addReg(SrcReg, getKillRegState(KillSrc))
356006f32e7eSjoerg         .addReg(AArch64::NZCV, RegState::Implicit | RegState::Define);
356106f32e7eSjoerg     return;
356206f32e7eSjoerg   }
356306f32e7eSjoerg 
356406f32e7eSjoerg   if (SrcReg == AArch64::NZCV) {
356506f32e7eSjoerg     assert(AArch64::GPR64RegClass.contains(DestReg) && "Invalid NZCV copy");
356606f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, I, DL, get(AArch64::MRS), DestReg)
356706f32e7eSjoerg         .addImm(AArch64SysReg::NZCV)
356806f32e7eSjoerg         .addReg(AArch64::NZCV, RegState::Implicit | getKillRegState(KillSrc));
356906f32e7eSjoerg     return;
357006f32e7eSjoerg   }
357106f32e7eSjoerg 
357206f32e7eSjoerg   llvm_unreachable("unimplemented reg-to-reg copy");
357306f32e7eSjoerg }
357406f32e7eSjoerg 
storeRegPairToStackSlot(const TargetRegisterInfo & TRI,MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator InsertBefore,const MCInstrDesc & MCID,Register SrcReg,bool IsKill,unsigned SubIdx0,unsigned SubIdx1,int FI,MachineMemOperand * MMO)357506f32e7eSjoerg static void storeRegPairToStackSlot(const TargetRegisterInfo &TRI,
357606f32e7eSjoerg                                     MachineBasicBlock &MBB,
357706f32e7eSjoerg                                     MachineBasicBlock::iterator InsertBefore,
357806f32e7eSjoerg                                     const MCInstrDesc &MCID,
3579*da58b97aSjoerg                                     Register SrcReg, bool IsKill,
358006f32e7eSjoerg                                     unsigned SubIdx0, unsigned SubIdx1, int FI,
358106f32e7eSjoerg                                     MachineMemOperand *MMO) {
3582*da58b97aSjoerg   Register SrcReg0 = SrcReg;
3583*da58b97aSjoerg   Register SrcReg1 = SrcReg;
358406f32e7eSjoerg   if (Register::isPhysicalRegister(SrcReg)) {
358506f32e7eSjoerg     SrcReg0 = TRI.getSubReg(SrcReg, SubIdx0);
358606f32e7eSjoerg     SubIdx0 = 0;
358706f32e7eSjoerg     SrcReg1 = TRI.getSubReg(SrcReg, SubIdx1);
358806f32e7eSjoerg     SubIdx1 = 0;
358906f32e7eSjoerg   }
359006f32e7eSjoerg   BuildMI(MBB, InsertBefore, DebugLoc(), MCID)
359106f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg0, getKillRegState(IsKill), SubIdx0)
359206f32e7eSjoerg       .addReg(SrcReg1, getKillRegState(IsKill), SubIdx1)
359306f32e7eSjoerg       .addFrameIndex(FI)
359406f32e7eSjoerg       .addImm(0)
359506f32e7eSjoerg       .addMemOperand(MMO);
359606f32e7eSjoerg }
359706f32e7eSjoerg 
storeRegToStackSlot(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator MBBI,Register SrcReg,bool isKill,int FI,const TargetRegisterClass * RC,const TargetRegisterInfo * TRI) const359806f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::storeRegToStackSlot(
3599*da58b97aSjoerg     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI, Register SrcReg,
360006f32e7eSjoerg     bool isKill, int FI, const TargetRegisterClass *RC,
360106f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
360206f32e7eSjoerg   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
360306f32e7eSjoerg   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
360406f32e7eSjoerg 
360506f32e7eSjoerg   MachinePointerInfo PtrInfo = MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FI);
3606*da58b97aSjoerg   MachineMemOperand *MMO =
3607*da58b97aSjoerg       MF.getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOStore,
3608*da58b97aSjoerg                               MFI.getObjectSize(FI), MFI.getObjectAlign(FI));
360906f32e7eSjoerg   unsigned Opc = 0;
361006f32e7eSjoerg   bool Offset = true;
3611*da58b97aSjoerg   unsigned StackID = TargetStackID::Default;
361206f32e7eSjoerg   switch (TRI->getSpillSize(*RC)) {
361306f32e7eSjoerg   case 1:
361406f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR8RegClass.hasSubClassEq(RC))
361506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRBui;
361606f32e7eSjoerg     break;
361706f32e7eSjoerg   case 2:
361806f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR16RegClass.hasSubClassEq(RC))
361906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRHui;
3620*da58b97aSjoerg     else if (AArch64::PPRRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3621*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register store without SVE");
3622*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::STR_PXI;
3623*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
3624*da58b97aSjoerg     }
362506f32e7eSjoerg     break;
362606f32e7eSjoerg   case 4:
362706f32e7eSjoerg     if (AArch64::GPR32allRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
362806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRWui;
362906f32e7eSjoerg       if (Register::isVirtualRegister(SrcReg))
363006f32e7eSjoerg         MF.getRegInfo().constrainRegClass(SrcReg, &AArch64::GPR32RegClass);
363106f32e7eSjoerg       else
363206f32e7eSjoerg         assert(SrcReg != AArch64::WSP);
363306f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::FPR32RegClass.hasSubClassEq(RC))
363406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRSui;
363506f32e7eSjoerg     break;
363606f32e7eSjoerg   case 8:
363706f32e7eSjoerg     if (AArch64::GPR64allRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
363806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRXui;
363906f32e7eSjoerg       if (Register::isVirtualRegister(SrcReg))
364006f32e7eSjoerg         MF.getRegInfo().constrainRegClass(SrcReg, &AArch64::GPR64RegClass);
364106f32e7eSjoerg       else
364206f32e7eSjoerg         assert(SrcReg != AArch64::SP);
364306f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::FPR64RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
364406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRDui;
364506f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::WSeqPairsClassRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
364606f32e7eSjoerg       storeRegPairToStackSlot(getRegisterInfo(), MBB, MBBI,
364706f32e7eSjoerg                               get(AArch64::STPWi), SrcReg, isKill,
364806f32e7eSjoerg                               AArch64::sube32, AArch64::subo32, FI, MMO);
364906f32e7eSjoerg       return;
365006f32e7eSjoerg     }
365106f32e7eSjoerg     break;
365206f32e7eSjoerg   case 16:
365306f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR128RegClass.hasSubClassEq(RC))
365406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::STRQui;
365506f32e7eSjoerg     else if (AArch64::DDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
365606f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
365706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Twov1d;
365806f32e7eSjoerg       Offset = false;
365906f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::XSeqPairsClassRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
366006f32e7eSjoerg       storeRegPairToStackSlot(getRegisterInfo(), MBB, MBBI,
366106f32e7eSjoerg                               get(AArch64::STPXi), SrcReg, isKill,
366206f32e7eSjoerg                               AArch64::sube64, AArch64::subo64, FI, MMO);
366306f32e7eSjoerg       return;
3664*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPRRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3665*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register store without SVE");
3666*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::STR_ZXI;
3667*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
366806f32e7eSjoerg     }
366906f32e7eSjoerg     break;
367006f32e7eSjoerg   case 24:
367106f32e7eSjoerg     if (AArch64::DDDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
367206f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
367306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Threev1d;
367406f32e7eSjoerg       Offset = false;
367506f32e7eSjoerg     }
367606f32e7eSjoerg     break;
367706f32e7eSjoerg   case 32:
367806f32e7eSjoerg     if (AArch64::DDDDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
367906f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
368006f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Fourv1d;
368106f32e7eSjoerg       Offset = false;
368206f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::QQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
368306f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
368406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Twov2d;
368506f32e7eSjoerg       Offset = false;
3686*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR2RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3687*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register store without SVE");
3688*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::STR_ZZXI;
3689*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
369006f32e7eSjoerg     }
369106f32e7eSjoerg     break;
369206f32e7eSjoerg   case 48:
369306f32e7eSjoerg     if (AArch64::QQQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
369406f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
369506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Threev2d;
369606f32e7eSjoerg       Offset = false;
3697*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR3RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3698*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register store without SVE");
3699*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::STR_ZZZXI;
3700*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
370106f32e7eSjoerg     }
370206f32e7eSjoerg     break;
370306f32e7eSjoerg   case 64:
370406f32e7eSjoerg     if (AArch64::QQQQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
370506f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register store without NEON");
370606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::ST1Fourv2d;
370706f32e7eSjoerg       Offset = false;
3708*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR4RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3709*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register store without SVE");
3710*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::STR_ZZZZXI;
3711*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
371206f32e7eSjoerg     }
371306f32e7eSjoerg     break;
371406f32e7eSjoerg   }
371506f32e7eSjoerg   assert(Opc && "Unknown register class");
3716*da58b97aSjoerg   MFI.setStackID(FI, StackID);
371706f32e7eSjoerg 
371806f32e7eSjoerg   const MachineInstrBuilder MI = BuildMI(MBB, MBBI, DebugLoc(), get(Opc))
371906f32e7eSjoerg                                      .addReg(SrcReg, getKillRegState(isKill))
372006f32e7eSjoerg                                      .addFrameIndex(FI);
372106f32e7eSjoerg 
372206f32e7eSjoerg   if (Offset)
372306f32e7eSjoerg     MI.addImm(0);
372406f32e7eSjoerg   MI.addMemOperand(MMO);
372506f32e7eSjoerg }
372606f32e7eSjoerg 
loadRegPairFromStackSlot(const TargetRegisterInfo & TRI,MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator InsertBefore,const MCInstrDesc & MCID,Register DestReg,unsigned SubIdx0,unsigned SubIdx1,int FI,MachineMemOperand * MMO)372706f32e7eSjoerg static void loadRegPairFromStackSlot(const TargetRegisterInfo &TRI,
372806f32e7eSjoerg                                      MachineBasicBlock &MBB,
372906f32e7eSjoerg                                      MachineBasicBlock::iterator InsertBefore,
373006f32e7eSjoerg                                      const MCInstrDesc &MCID,
3731*da58b97aSjoerg                                      Register DestReg, unsigned SubIdx0,
373206f32e7eSjoerg                                      unsigned SubIdx1, int FI,
373306f32e7eSjoerg                                      MachineMemOperand *MMO) {
3734*da58b97aSjoerg   Register DestReg0 = DestReg;
3735*da58b97aSjoerg   Register DestReg1 = DestReg;
373606f32e7eSjoerg   bool IsUndef = true;
373706f32e7eSjoerg   if (Register::isPhysicalRegister(DestReg)) {
373806f32e7eSjoerg     DestReg0 = TRI.getSubReg(DestReg, SubIdx0);
373906f32e7eSjoerg     SubIdx0 = 0;
374006f32e7eSjoerg     DestReg1 = TRI.getSubReg(DestReg, SubIdx1);
374106f32e7eSjoerg     SubIdx1 = 0;
374206f32e7eSjoerg     IsUndef = false;
374306f32e7eSjoerg   }
374406f32e7eSjoerg   BuildMI(MBB, InsertBefore, DebugLoc(), MCID)
374506f32e7eSjoerg       .addReg(DestReg0, RegState::Define | getUndefRegState(IsUndef), SubIdx0)
374606f32e7eSjoerg       .addReg(DestReg1, RegState::Define | getUndefRegState(IsUndef), SubIdx1)
374706f32e7eSjoerg       .addFrameIndex(FI)
374806f32e7eSjoerg       .addImm(0)
374906f32e7eSjoerg       .addMemOperand(MMO);
375006f32e7eSjoerg }
375106f32e7eSjoerg 
loadRegFromStackSlot(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator MBBI,Register DestReg,int FI,const TargetRegisterClass * RC,const TargetRegisterInfo * TRI) const375206f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::loadRegFromStackSlot(
3753*da58b97aSjoerg     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI, Register DestReg,
375406f32e7eSjoerg     int FI, const TargetRegisterClass *RC,
375506f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
375606f32e7eSjoerg   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
375706f32e7eSjoerg   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
375806f32e7eSjoerg   MachinePointerInfo PtrInfo = MachinePointerInfo::getFixedStack(MF, FI);
3759*da58b97aSjoerg   MachineMemOperand *MMO =
3760*da58b97aSjoerg       MF.getMachineMemOperand(PtrInfo, MachineMemOperand::MOLoad,
3761*da58b97aSjoerg                               MFI.getObjectSize(FI), MFI.getObjectAlign(FI));
376206f32e7eSjoerg 
376306f32e7eSjoerg   unsigned Opc = 0;
376406f32e7eSjoerg   bool Offset = true;
3765*da58b97aSjoerg   unsigned StackID = TargetStackID::Default;
376606f32e7eSjoerg   switch (TRI->getSpillSize(*RC)) {
376706f32e7eSjoerg   case 1:
376806f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR8RegClass.hasSubClassEq(RC))
376906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRBui;
377006f32e7eSjoerg     break;
377106f32e7eSjoerg   case 2:
377206f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR16RegClass.hasSubClassEq(RC))
377306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRHui;
3774*da58b97aSjoerg     else if (AArch64::PPRRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3775*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register load without SVE");
3776*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::LDR_PXI;
3777*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
3778*da58b97aSjoerg     }
377906f32e7eSjoerg     break;
378006f32e7eSjoerg   case 4:
378106f32e7eSjoerg     if (AArch64::GPR32allRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
378206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRWui;
378306f32e7eSjoerg       if (Register::isVirtualRegister(DestReg))
378406f32e7eSjoerg         MF.getRegInfo().constrainRegClass(DestReg, &AArch64::GPR32RegClass);
378506f32e7eSjoerg       else
378606f32e7eSjoerg         assert(DestReg != AArch64::WSP);
378706f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::FPR32RegClass.hasSubClassEq(RC))
378806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRSui;
378906f32e7eSjoerg     break;
379006f32e7eSjoerg   case 8:
379106f32e7eSjoerg     if (AArch64::GPR64allRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
379206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRXui;
379306f32e7eSjoerg       if (Register::isVirtualRegister(DestReg))
379406f32e7eSjoerg         MF.getRegInfo().constrainRegClass(DestReg, &AArch64::GPR64RegClass);
379506f32e7eSjoerg       else
379606f32e7eSjoerg         assert(DestReg != AArch64::SP);
379706f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::FPR64RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
379806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRDui;
379906f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::WSeqPairsClassRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
380006f32e7eSjoerg       loadRegPairFromStackSlot(getRegisterInfo(), MBB, MBBI,
380106f32e7eSjoerg                                get(AArch64::LDPWi), DestReg, AArch64::sube32,
380206f32e7eSjoerg                                AArch64::subo32, FI, MMO);
380306f32e7eSjoerg       return;
380406f32e7eSjoerg     }
380506f32e7eSjoerg     break;
380606f32e7eSjoerg   case 16:
380706f32e7eSjoerg     if (AArch64::FPR128RegClass.hasSubClassEq(RC))
380806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LDRQui;
380906f32e7eSjoerg     else if (AArch64::DDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
381006f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
381106f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Twov1d;
381206f32e7eSjoerg       Offset = false;
381306f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::XSeqPairsClassRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
381406f32e7eSjoerg       loadRegPairFromStackSlot(getRegisterInfo(), MBB, MBBI,
381506f32e7eSjoerg                                get(AArch64::LDPXi), DestReg, AArch64::sube64,
381606f32e7eSjoerg                                AArch64::subo64, FI, MMO);
381706f32e7eSjoerg       return;
3818*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPRRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3819*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register load without SVE");
3820*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::LDR_ZXI;
3821*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
382206f32e7eSjoerg     }
382306f32e7eSjoerg     break;
382406f32e7eSjoerg   case 24:
382506f32e7eSjoerg     if (AArch64::DDDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
382606f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
382706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Threev1d;
382806f32e7eSjoerg       Offset = false;
382906f32e7eSjoerg     }
383006f32e7eSjoerg     break;
383106f32e7eSjoerg   case 32:
383206f32e7eSjoerg     if (AArch64::DDDDRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
383306f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
383406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Fourv1d;
383506f32e7eSjoerg       Offset = false;
383606f32e7eSjoerg     } else if (AArch64::QQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
383706f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
383806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Twov2d;
383906f32e7eSjoerg       Offset = false;
3840*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR2RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3841*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register load without SVE");
3842*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::LDR_ZZXI;
3843*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
384406f32e7eSjoerg     }
384506f32e7eSjoerg     break;
384606f32e7eSjoerg   case 48:
384706f32e7eSjoerg     if (AArch64::QQQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
384806f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
384906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Threev2d;
385006f32e7eSjoerg       Offset = false;
3851*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR3RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3852*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register load without SVE");
3853*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::LDR_ZZZXI;
3854*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
385506f32e7eSjoerg     }
385606f32e7eSjoerg     break;
385706f32e7eSjoerg   case 64:
385806f32e7eSjoerg     if (AArch64::QQQQRegClass.hasSubClassEq(RC)) {
385906f32e7eSjoerg       assert(Subtarget.hasNEON() && "Unexpected register load without NEON");
386006f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::LD1Fourv2d;
386106f32e7eSjoerg       Offset = false;
3862*da58b97aSjoerg     } else if (AArch64::ZPR4RegClass.hasSubClassEq(RC)) {
3863*da58b97aSjoerg       assert(Subtarget.hasSVE() && "Unexpected register load without SVE");
3864*da58b97aSjoerg       Opc = AArch64::LDR_ZZZZXI;
3865*da58b97aSjoerg       StackID = TargetStackID::ScalableVector;
386606f32e7eSjoerg     }
386706f32e7eSjoerg     break;
386806f32e7eSjoerg   }
3869*da58b97aSjoerg 
387006f32e7eSjoerg   assert(Opc && "Unknown register class");
3871*da58b97aSjoerg   MFI.setStackID(FI, StackID);
387206f32e7eSjoerg 
387306f32e7eSjoerg   const MachineInstrBuilder MI = BuildMI(MBB, MBBI, DebugLoc(), get(Opc))
387406f32e7eSjoerg                                      .addReg(DestReg, getDefRegState(true))
387506f32e7eSjoerg                                      .addFrameIndex(FI);
387606f32e7eSjoerg   if (Offset)
387706f32e7eSjoerg     MI.addImm(0);
387806f32e7eSjoerg   MI.addMemOperand(MMO);
387906f32e7eSjoerg }
388006f32e7eSjoerg 
isNZCVTouchedInInstructionRange(const MachineInstr & DefMI,const MachineInstr & UseMI,const TargetRegisterInfo * TRI)3881*da58b97aSjoerg bool llvm::isNZCVTouchedInInstructionRange(const MachineInstr &DefMI,
3882*da58b97aSjoerg                                            const MachineInstr &UseMI,
3883*da58b97aSjoerg                                            const TargetRegisterInfo *TRI) {
3884*da58b97aSjoerg   return any_of(instructionsWithoutDebug(std::next(DefMI.getIterator()),
3885*da58b97aSjoerg                                          UseMI.getIterator()),
3886*da58b97aSjoerg                 [TRI](const MachineInstr &I) {
3887*da58b97aSjoerg                   return I.modifiesRegister(AArch64::NZCV, TRI) ||
3888*da58b97aSjoerg                          I.readsRegister(AArch64::NZCV, TRI);
3889*da58b97aSjoerg                 });
3890*da58b97aSjoerg }
3891*da58b97aSjoerg 
decomposeStackOffsetForDwarfOffsets(const StackOffset & Offset,int64_t & ByteSized,int64_t & VGSized)3892*da58b97aSjoerg void AArch64InstrInfo::decomposeStackOffsetForDwarfOffsets(
3893*da58b97aSjoerg     const StackOffset &Offset, int64_t &ByteSized, int64_t &VGSized) {
3894*da58b97aSjoerg   // The smallest scalable element supported by scaled SVE addressing
3895*da58b97aSjoerg   // modes are predicates, which are 2 scalable bytes in size. So the scalable
3896*da58b97aSjoerg   // byte offset must always be a multiple of 2.
3897*da58b97aSjoerg   assert(Offset.getScalable() % 2 == 0 && "Invalid frame offset");
3898*da58b97aSjoerg 
3899*da58b97aSjoerg   // VGSized offsets are divided by '2', because the VG register is the
3900*da58b97aSjoerg   // the number of 64bit granules as opposed to 128bit vector chunks,
3901*da58b97aSjoerg   // which is how the 'n' in e.g. MVT::nxv1i8 is modelled.
3902*da58b97aSjoerg   // So, for a stack offset of 16 MVT::nxv1i8's, the size is n x 16 bytes.
3903*da58b97aSjoerg   // VG = n * 2 and the dwarf offset must be VG * 8 bytes.
3904*da58b97aSjoerg   ByteSized = Offset.getFixed();
3905*da58b97aSjoerg   VGSized = Offset.getScalable() / 2;
3906*da58b97aSjoerg }
3907*da58b97aSjoerg 
3908*da58b97aSjoerg /// Returns the offset in parts to which this frame offset can be
3909*da58b97aSjoerg /// decomposed for the purpose of describing a frame offset.
3910*da58b97aSjoerg /// For non-scalable offsets this is simply its byte size.
decomposeStackOffsetForFrameOffsets(const StackOffset & Offset,int64_t & NumBytes,int64_t & NumPredicateVectors,int64_t & NumDataVectors)3911*da58b97aSjoerg void AArch64InstrInfo::decomposeStackOffsetForFrameOffsets(
3912*da58b97aSjoerg     const StackOffset &Offset, int64_t &NumBytes, int64_t &NumPredicateVectors,
3913*da58b97aSjoerg     int64_t &NumDataVectors) {
3914*da58b97aSjoerg   // The smallest scalable element supported by scaled SVE addressing
3915*da58b97aSjoerg   // modes are predicates, which are 2 scalable bytes in size. So the scalable
3916*da58b97aSjoerg   // byte offset must always be a multiple of 2.
3917*da58b97aSjoerg   assert(Offset.getScalable() % 2 == 0 && "Invalid frame offset");
3918*da58b97aSjoerg 
3919*da58b97aSjoerg   NumBytes = Offset.getFixed();
3920*da58b97aSjoerg   NumDataVectors = 0;
3921*da58b97aSjoerg   NumPredicateVectors = Offset.getScalable() / 2;
3922*da58b97aSjoerg   // This method is used to get the offsets to adjust the frame offset.
3923*da58b97aSjoerg   // If the function requires ADDPL to be used and needs more than two ADDPL
3924*da58b97aSjoerg   // instructions, part of the offset is folded into NumDataVectors so that it
3925*da58b97aSjoerg   // uses ADDVL for part of it, reducing the number of ADDPL instructions.
3926*da58b97aSjoerg   if (NumPredicateVectors % 8 == 0 || NumPredicateVectors < -64 ||
3927*da58b97aSjoerg       NumPredicateVectors > 62) {
3928*da58b97aSjoerg     NumDataVectors = NumPredicateVectors / 8;
3929*da58b97aSjoerg     NumPredicateVectors -= NumDataVectors * 8;
3930*da58b97aSjoerg   }
3931*da58b97aSjoerg }
3932*da58b97aSjoerg 
393306f32e7eSjoerg // Helper function to emit a frame offset adjustment from a given
393406f32e7eSjoerg // pointer (SrcReg), stored into DestReg. This function is explicit
393506f32e7eSjoerg // in that it requires the opcode.
emitFrameOffsetAdj(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator MBBI,const DebugLoc & DL,unsigned DestReg,unsigned SrcReg,int64_t Offset,unsigned Opc,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr::MIFlag Flag,bool NeedsWinCFI,bool * HasWinCFI)393606f32e7eSjoerg static void emitFrameOffsetAdj(MachineBasicBlock &MBB,
393706f32e7eSjoerg                                MachineBasicBlock::iterator MBBI,
393806f32e7eSjoerg                                const DebugLoc &DL, unsigned DestReg,
393906f32e7eSjoerg                                unsigned SrcReg, int64_t Offset, unsigned Opc,
394006f32e7eSjoerg                                const TargetInstrInfo *TII,
394106f32e7eSjoerg                                MachineInstr::MIFlag Flag, bool NeedsWinCFI,
394206f32e7eSjoerg                                bool *HasWinCFI) {
394306f32e7eSjoerg   int Sign = 1;
394406f32e7eSjoerg   unsigned MaxEncoding, ShiftSize;
394506f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
394606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
394706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
394806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
394906f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
395006f32e7eSjoerg     MaxEncoding = 0xfff;
395106f32e7eSjoerg     ShiftSize = 12;
395206f32e7eSjoerg     break;
395306f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDVL_XXI:
395406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDPL_XXI:
395506f32e7eSjoerg     MaxEncoding = 31;
395606f32e7eSjoerg     ShiftSize = 0;
395706f32e7eSjoerg     if (Offset < 0) {
395806f32e7eSjoerg       MaxEncoding = 32;
395906f32e7eSjoerg       Sign = -1;
396006f32e7eSjoerg       Offset = -Offset;
396106f32e7eSjoerg     }
396206f32e7eSjoerg     break;
396306f32e7eSjoerg   default:
396406f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unsupported opcode");
396506f32e7eSjoerg   }
396606f32e7eSjoerg 
396706f32e7eSjoerg   // FIXME: If the offset won't fit in 24-bits, compute the offset into a
396806f32e7eSjoerg   // scratch register.  If DestReg is a virtual register, use it as the
396906f32e7eSjoerg   // scratch register; otherwise, create a new virtual register (to be
397006f32e7eSjoerg   // replaced by the scavenger at the end of PEI).  That case can be optimized
397106f32e7eSjoerg   // slightly if DestReg is SP which is always 16-byte aligned, so the scratch
397206f32e7eSjoerg   // register can be loaded with offset%8 and the add/sub can use an extending
397306f32e7eSjoerg   // instruction with LSL#3.
397406f32e7eSjoerg   // Currently the function handles any offsets but generates a poor sequence
397506f32e7eSjoerg   // of code.
397606f32e7eSjoerg   //  assert(Offset < (1 << 24) && "unimplemented reg plus immediate");
397706f32e7eSjoerg 
397806f32e7eSjoerg   const unsigned MaxEncodableValue = MaxEncoding << ShiftSize;
3979*da58b97aSjoerg   Register TmpReg = DestReg;
3980*da58b97aSjoerg   if (TmpReg == AArch64::XZR)
3981*da58b97aSjoerg     TmpReg = MBB.getParent()->getRegInfo().createVirtualRegister(
3982*da58b97aSjoerg         &AArch64::GPR64RegClass);
398306f32e7eSjoerg   do {
3984*da58b97aSjoerg     uint64_t ThisVal = std::min<uint64_t>(Offset, MaxEncodableValue);
398506f32e7eSjoerg     unsigned LocalShiftSize = 0;
398606f32e7eSjoerg     if (ThisVal > MaxEncoding) {
398706f32e7eSjoerg       ThisVal = ThisVal >> ShiftSize;
398806f32e7eSjoerg       LocalShiftSize = ShiftSize;
398906f32e7eSjoerg     }
399006f32e7eSjoerg     assert((ThisVal >> ShiftSize) <= MaxEncoding &&
399106f32e7eSjoerg            "Encoding cannot handle value that big");
3992*da58b97aSjoerg 
3993*da58b97aSjoerg     Offset -= ThisVal << LocalShiftSize;
3994*da58b97aSjoerg     if (Offset == 0)
3995*da58b97aSjoerg       TmpReg = DestReg;
3996*da58b97aSjoerg     auto MBI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII->get(Opc), TmpReg)
399706f32e7eSjoerg                    .addReg(SrcReg)
399806f32e7eSjoerg                    .addImm(Sign * (int)ThisVal);
399906f32e7eSjoerg     if (ShiftSize)
400006f32e7eSjoerg       MBI = MBI.addImm(
400106f32e7eSjoerg           AArch64_AM::getShifterImm(AArch64_AM::LSL, LocalShiftSize));
400206f32e7eSjoerg     MBI = MBI.setMIFlag(Flag);
400306f32e7eSjoerg 
400406f32e7eSjoerg     if (NeedsWinCFI) {
400506f32e7eSjoerg       assert(Sign == 1 && "SEH directives should always have a positive sign");
400606f32e7eSjoerg       int Imm = (int)(ThisVal << LocalShiftSize);
400706f32e7eSjoerg       if ((DestReg == AArch64::FP && SrcReg == AArch64::SP) ||
400806f32e7eSjoerg           (SrcReg == AArch64::FP && DestReg == AArch64::SP)) {
400906f32e7eSjoerg         if (HasWinCFI)
401006f32e7eSjoerg           *HasWinCFI = true;
401106f32e7eSjoerg         if (Imm == 0)
401206f32e7eSjoerg           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII->get(AArch64::SEH_SetFP)).setMIFlag(Flag);
401306f32e7eSjoerg         else
401406f32e7eSjoerg           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII->get(AArch64::SEH_AddFP))
401506f32e7eSjoerg               .addImm(Imm)
401606f32e7eSjoerg               .setMIFlag(Flag);
4017*da58b97aSjoerg         assert(Offset == 0 && "Expected remaining offset to be zero to "
401806f32e7eSjoerg                               "emit a single SEH directive");
401906f32e7eSjoerg       } else if (DestReg == AArch64::SP) {
402006f32e7eSjoerg         if (HasWinCFI)
402106f32e7eSjoerg           *HasWinCFI = true;
402206f32e7eSjoerg         assert(SrcReg == AArch64::SP && "Unexpected SrcReg for SEH_StackAlloc");
402306f32e7eSjoerg         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII->get(AArch64::SEH_StackAlloc))
402406f32e7eSjoerg             .addImm(Imm)
402506f32e7eSjoerg             .setMIFlag(Flag);
402606f32e7eSjoerg       }
402706f32e7eSjoerg       if (HasWinCFI)
402806f32e7eSjoerg         *HasWinCFI = true;
402906f32e7eSjoerg     }
403006f32e7eSjoerg 
4031*da58b97aSjoerg     SrcReg = TmpReg;
403206f32e7eSjoerg   } while (Offset);
403306f32e7eSjoerg }
403406f32e7eSjoerg 
emitFrameOffset(MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator MBBI,const DebugLoc & DL,unsigned DestReg,unsigned SrcReg,StackOffset Offset,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr::MIFlag Flag,bool SetNZCV,bool NeedsWinCFI,bool * HasWinCFI)403506f32e7eSjoerg void llvm::emitFrameOffset(MachineBasicBlock &MBB,
403606f32e7eSjoerg                            MachineBasicBlock::iterator MBBI, const DebugLoc &DL,
403706f32e7eSjoerg                            unsigned DestReg, unsigned SrcReg,
403806f32e7eSjoerg                            StackOffset Offset, const TargetInstrInfo *TII,
403906f32e7eSjoerg                            MachineInstr::MIFlag Flag, bool SetNZCV,
404006f32e7eSjoerg                            bool NeedsWinCFI, bool *HasWinCFI) {
404106f32e7eSjoerg   int64_t Bytes, NumPredicateVectors, NumDataVectors;
4042*da58b97aSjoerg   AArch64InstrInfo::decomposeStackOffsetForFrameOffsets(
4043*da58b97aSjoerg       Offset, Bytes, NumPredicateVectors, NumDataVectors);
404406f32e7eSjoerg 
404506f32e7eSjoerg   // First emit non-scalable frame offsets, or a simple 'mov'.
404606f32e7eSjoerg   if (Bytes || (!Offset && SrcReg != DestReg)) {
4047*da58b97aSjoerg     assert((DestReg != AArch64::SP || Bytes % 8 == 0) &&
4048*da58b97aSjoerg            "SP increment/decrement not 8-byte aligned");
404906f32e7eSjoerg     unsigned Opc = SetNZCV ? AArch64::ADDSXri : AArch64::ADDXri;
405006f32e7eSjoerg     if (Bytes < 0) {
405106f32e7eSjoerg       Bytes = -Bytes;
405206f32e7eSjoerg       Opc = SetNZCV ? AArch64::SUBSXri : AArch64::SUBXri;
405306f32e7eSjoerg     }
405406f32e7eSjoerg     emitFrameOffsetAdj(MBB, MBBI, DL, DestReg, SrcReg, Bytes, Opc, TII, Flag,
405506f32e7eSjoerg                        NeedsWinCFI, HasWinCFI);
405606f32e7eSjoerg     SrcReg = DestReg;
405706f32e7eSjoerg   }
405806f32e7eSjoerg 
405906f32e7eSjoerg   assert(!(SetNZCV && (NumPredicateVectors || NumDataVectors)) &&
406006f32e7eSjoerg          "SetNZCV not supported with SVE vectors");
406106f32e7eSjoerg   assert(!(NeedsWinCFI && (NumPredicateVectors || NumDataVectors)) &&
406206f32e7eSjoerg          "WinCFI not supported with SVE vectors");
406306f32e7eSjoerg 
406406f32e7eSjoerg   if (NumDataVectors) {
406506f32e7eSjoerg     emitFrameOffsetAdj(MBB, MBBI, DL, DestReg, SrcReg, NumDataVectors,
406606f32e7eSjoerg                        AArch64::ADDVL_XXI, TII, Flag, NeedsWinCFI, nullptr);
406706f32e7eSjoerg     SrcReg = DestReg;
406806f32e7eSjoerg   }
406906f32e7eSjoerg 
407006f32e7eSjoerg   if (NumPredicateVectors) {
407106f32e7eSjoerg     assert(DestReg != AArch64::SP && "Unaligned access to SP");
407206f32e7eSjoerg     emitFrameOffsetAdj(MBB, MBBI, DL, DestReg, SrcReg, NumPredicateVectors,
407306f32e7eSjoerg                        AArch64::ADDPL_XXI, TII, Flag, NeedsWinCFI, nullptr);
407406f32e7eSjoerg   }
407506f32e7eSjoerg }
407606f32e7eSjoerg 
foldMemoryOperandImpl(MachineFunction & MF,MachineInstr & MI,ArrayRef<unsigned> Ops,MachineBasicBlock::iterator InsertPt,int FrameIndex,LiveIntervals * LIS,VirtRegMap * VRM) const407706f32e7eSjoerg MachineInstr *AArch64InstrInfo::foldMemoryOperandImpl(
407806f32e7eSjoerg     MachineFunction &MF, MachineInstr &MI, ArrayRef<unsigned> Ops,
407906f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock::iterator InsertPt, int FrameIndex,
408006f32e7eSjoerg     LiveIntervals *LIS, VirtRegMap *VRM) const {
408106f32e7eSjoerg   // This is a bit of a hack. Consider this instruction:
408206f32e7eSjoerg   //
408306f32e7eSjoerg   //   %0 = COPY %sp; GPR64all:%0
408406f32e7eSjoerg   //
408506f32e7eSjoerg   // We explicitly chose GPR64all for the virtual register so such a copy might
408606f32e7eSjoerg   // be eliminated by RegisterCoalescer. However, that may not be possible, and
408706f32e7eSjoerg   // %0 may even spill. We can't spill %sp, and since it is in the GPR64all
408806f32e7eSjoerg   // register class, TargetInstrInfo::foldMemoryOperand() is going to try.
408906f32e7eSjoerg   //
409006f32e7eSjoerg   // To prevent that, we are going to constrain the %0 register class here.
409106f32e7eSjoerg   //
409206f32e7eSjoerg   // <rdar://problem/11522048>
409306f32e7eSjoerg   //
409406f32e7eSjoerg   if (MI.isFullCopy()) {
409506f32e7eSjoerg     Register DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
409606f32e7eSjoerg     Register SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
409706f32e7eSjoerg     if (SrcReg == AArch64::SP && Register::isVirtualRegister(DstReg)) {
409806f32e7eSjoerg       MF.getRegInfo().constrainRegClass(DstReg, &AArch64::GPR64RegClass);
409906f32e7eSjoerg       return nullptr;
410006f32e7eSjoerg     }
410106f32e7eSjoerg     if (DstReg == AArch64::SP && Register::isVirtualRegister(SrcReg)) {
410206f32e7eSjoerg       MF.getRegInfo().constrainRegClass(SrcReg, &AArch64::GPR64RegClass);
410306f32e7eSjoerg       return nullptr;
410406f32e7eSjoerg     }
410506f32e7eSjoerg   }
410606f32e7eSjoerg 
410706f32e7eSjoerg   // Handle the case where a copy is being spilled or filled but the source
410806f32e7eSjoerg   // and destination register class don't match.  For example:
410906f32e7eSjoerg   //
411006f32e7eSjoerg   //   %0 = COPY %xzr; GPR64common:%0
411106f32e7eSjoerg   //
411206f32e7eSjoerg   // In this case we can still safely fold away the COPY and generate the
411306f32e7eSjoerg   // following spill code:
411406f32e7eSjoerg   //
411506f32e7eSjoerg   //   STRXui %xzr, %stack.0
411606f32e7eSjoerg   //
411706f32e7eSjoerg   // This also eliminates spilled cross register class COPYs (e.g. between x and
411806f32e7eSjoerg   // d regs) of the same size.  For example:
411906f32e7eSjoerg   //
412006f32e7eSjoerg   //   %0 = COPY %1; GPR64:%0, FPR64:%1
412106f32e7eSjoerg   //
412206f32e7eSjoerg   // will be filled as
412306f32e7eSjoerg   //
412406f32e7eSjoerg   //   LDRDui %0, fi<#0>
412506f32e7eSjoerg   //
412606f32e7eSjoerg   // instead of
412706f32e7eSjoerg   //
412806f32e7eSjoerg   //   LDRXui %Temp, fi<#0>
412906f32e7eSjoerg   //   %0 = FMOV %Temp
413006f32e7eSjoerg   //
413106f32e7eSjoerg   if (MI.isCopy() && Ops.size() == 1 &&
413206f32e7eSjoerg       // Make sure we're only folding the explicit COPY defs/uses.
413306f32e7eSjoerg       (Ops[0] == 0 || Ops[0] == 1)) {
413406f32e7eSjoerg     bool IsSpill = Ops[0] == 0;
413506f32e7eSjoerg     bool IsFill = !IsSpill;
413606f32e7eSjoerg     const TargetRegisterInfo &TRI = *MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
413706f32e7eSjoerg     const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
413806f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &MBB = *MI.getParent();
413906f32e7eSjoerg     const MachineOperand &DstMO = MI.getOperand(0);
414006f32e7eSjoerg     const MachineOperand &SrcMO = MI.getOperand(1);
414106f32e7eSjoerg     Register DstReg = DstMO.getReg();
414206f32e7eSjoerg     Register SrcReg = SrcMO.getReg();
414306f32e7eSjoerg     // This is slightly expensive to compute for physical regs since
414406f32e7eSjoerg     // getMinimalPhysRegClass is slow.
414506f32e7eSjoerg     auto getRegClass = [&](unsigned Reg) {
414606f32e7eSjoerg       return Register::isVirtualRegister(Reg) ? MRI.getRegClass(Reg)
414706f32e7eSjoerg                                               : TRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
414806f32e7eSjoerg     };
414906f32e7eSjoerg 
415006f32e7eSjoerg     if (DstMO.getSubReg() == 0 && SrcMO.getSubReg() == 0) {
415106f32e7eSjoerg       assert(TRI.getRegSizeInBits(*getRegClass(DstReg)) ==
415206f32e7eSjoerg                  TRI.getRegSizeInBits(*getRegClass(SrcReg)) &&
415306f32e7eSjoerg              "Mismatched register size in non subreg COPY");
415406f32e7eSjoerg       if (IsSpill)
415506f32e7eSjoerg         storeRegToStackSlot(MBB, InsertPt, SrcReg, SrcMO.isKill(), FrameIndex,
415606f32e7eSjoerg                             getRegClass(SrcReg), &TRI);
415706f32e7eSjoerg       else
415806f32e7eSjoerg         loadRegFromStackSlot(MBB, InsertPt, DstReg, FrameIndex,
415906f32e7eSjoerg                              getRegClass(DstReg), &TRI);
416006f32e7eSjoerg       return &*--InsertPt;
416106f32e7eSjoerg     }
416206f32e7eSjoerg 
416306f32e7eSjoerg     // Handle cases like spilling def of:
416406f32e7eSjoerg     //
416506f32e7eSjoerg     //   %0:sub_32<def,read-undef> = COPY %wzr; GPR64common:%0
416606f32e7eSjoerg     //
416706f32e7eSjoerg     // where the physical register source can be widened and stored to the full
416806f32e7eSjoerg     // virtual reg destination stack slot, in this case producing:
416906f32e7eSjoerg     //
417006f32e7eSjoerg     //   STRXui %xzr, %stack.0
417106f32e7eSjoerg     //
417206f32e7eSjoerg     if (IsSpill && DstMO.isUndef() && Register::isPhysicalRegister(SrcReg)) {
417306f32e7eSjoerg       assert(SrcMO.getSubReg() == 0 &&
417406f32e7eSjoerg              "Unexpected subreg on physical register");
417506f32e7eSjoerg       const TargetRegisterClass *SpillRC;
417606f32e7eSjoerg       unsigned SpillSubreg;
417706f32e7eSjoerg       switch (DstMO.getSubReg()) {
417806f32e7eSjoerg       default:
417906f32e7eSjoerg         SpillRC = nullptr;
418006f32e7eSjoerg         break;
418106f32e7eSjoerg       case AArch64::sub_32:
418206f32e7eSjoerg       case AArch64::ssub:
418306f32e7eSjoerg         if (AArch64::GPR32RegClass.contains(SrcReg)) {
418406f32e7eSjoerg           SpillRC = &AArch64::GPR64RegClass;
418506f32e7eSjoerg           SpillSubreg = AArch64::sub_32;
418606f32e7eSjoerg         } else if (AArch64::FPR32RegClass.contains(SrcReg)) {
418706f32e7eSjoerg           SpillRC = &AArch64::FPR64RegClass;
418806f32e7eSjoerg           SpillSubreg = AArch64::ssub;
418906f32e7eSjoerg         } else
419006f32e7eSjoerg           SpillRC = nullptr;
419106f32e7eSjoerg         break;
419206f32e7eSjoerg       case AArch64::dsub:
419306f32e7eSjoerg         if (AArch64::FPR64RegClass.contains(SrcReg)) {
419406f32e7eSjoerg           SpillRC = &AArch64::FPR128RegClass;
419506f32e7eSjoerg           SpillSubreg = AArch64::dsub;
419606f32e7eSjoerg         } else
419706f32e7eSjoerg           SpillRC = nullptr;
419806f32e7eSjoerg         break;
419906f32e7eSjoerg       }
420006f32e7eSjoerg 
420106f32e7eSjoerg       if (SpillRC)
420206f32e7eSjoerg         if (unsigned WidenedSrcReg =
420306f32e7eSjoerg                 TRI.getMatchingSuperReg(SrcReg, SpillSubreg, SpillRC)) {
420406f32e7eSjoerg           storeRegToStackSlot(MBB, InsertPt, WidenedSrcReg, SrcMO.isKill(),
420506f32e7eSjoerg                               FrameIndex, SpillRC, &TRI);
420606f32e7eSjoerg           return &*--InsertPt;
420706f32e7eSjoerg         }
420806f32e7eSjoerg     }
420906f32e7eSjoerg 
421006f32e7eSjoerg     // Handle cases like filling use of:
421106f32e7eSjoerg     //
421206f32e7eSjoerg     //   %0:sub_32<def,read-undef> = COPY %1; GPR64:%0, GPR32:%1
421306f32e7eSjoerg     //
421406f32e7eSjoerg     // where we can load the full virtual reg source stack slot, into the subreg
421506f32e7eSjoerg     // destination, in this case producing:
421606f32e7eSjoerg     //
421706f32e7eSjoerg     //   LDRWui %0:sub_32<def,read-undef>, %stack.0
421806f32e7eSjoerg     //
421906f32e7eSjoerg     if (IsFill && SrcMO.getSubReg() == 0 && DstMO.isUndef()) {
422006f32e7eSjoerg       const TargetRegisterClass *FillRC;
422106f32e7eSjoerg       switch (DstMO.getSubReg()) {
422206f32e7eSjoerg       default:
422306f32e7eSjoerg         FillRC = nullptr;
422406f32e7eSjoerg         break;
422506f32e7eSjoerg       case AArch64::sub_32:
422606f32e7eSjoerg         FillRC = &AArch64::GPR32RegClass;
422706f32e7eSjoerg         break;
422806f32e7eSjoerg       case AArch64::ssub:
422906f32e7eSjoerg         FillRC = &AArch64::FPR32RegClass;
423006f32e7eSjoerg         break;
423106f32e7eSjoerg       case AArch64::dsub:
423206f32e7eSjoerg         FillRC = &AArch64::FPR64RegClass;
423306f32e7eSjoerg         break;
423406f32e7eSjoerg       }
423506f32e7eSjoerg 
423606f32e7eSjoerg       if (FillRC) {
423706f32e7eSjoerg         assert(TRI.getRegSizeInBits(*getRegClass(SrcReg)) ==
423806f32e7eSjoerg                    TRI.getRegSizeInBits(*FillRC) &&
423906f32e7eSjoerg                "Mismatched regclass size on folded subreg COPY");
424006f32e7eSjoerg         loadRegFromStackSlot(MBB, InsertPt, DstReg, FrameIndex, FillRC, &TRI);
424106f32e7eSjoerg         MachineInstr &LoadMI = *--InsertPt;
424206f32e7eSjoerg         MachineOperand &LoadDst = LoadMI.getOperand(0);
424306f32e7eSjoerg         assert(LoadDst.getSubReg() == 0 && "unexpected subreg on fill load");
424406f32e7eSjoerg         LoadDst.setSubReg(DstMO.getSubReg());
424506f32e7eSjoerg         LoadDst.setIsUndef();
424606f32e7eSjoerg         return &LoadMI;
424706f32e7eSjoerg       }
424806f32e7eSjoerg     }
424906f32e7eSjoerg   }
425006f32e7eSjoerg 
425106f32e7eSjoerg   // Cannot fold.
425206f32e7eSjoerg   return nullptr;
425306f32e7eSjoerg }
425406f32e7eSjoerg 
isAArch64FrameOffsetLegal(const MachineInstr & MI,StackOffset & SOffset,bool * OutUseUnscaledOp,unsigned * OutUnscaledOp,int64_t * EmittableOffset)425506f32e7eSjoerg int llvm::isAArch64FrameOffsetLegal(const MachineInstr &MI,
425606f32e7eSjoerg                                     StackOffset &SOffset,
425706f32e7eSjoerg                                     bool *OutUseUnscaledOp,
425806f32e7eSjoerg                                     unsigned *OutUnscaledOp,
425906f32e7eSjoerg                                     int64_t *EmittableOffset) {
426006f32e7eSjoerg   // Set output values in case of early exit.
426106f32e7eSjoerg   if (EmittableOffset)
426206f32e7eSjoerg     *EmittableOffset = 0;
426306f32e7eSjoerg   if (OutUseUnscaledOp)
426406f32e7eSjoerg     *OutUseUnscaledOp = false;
426506f32e7eSjoerg   if (OutUnscaledOp)
426606f32e7eSjoerg     *OutUnscaledOp = 0;
426706f32e7eSjoerg 
426806f32e7eSjoerg   // Exit early for structured vector spills/fills as they can't take an
426906f32e7eSjoerg   // immediate offset.
427006f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
427106f32e7eSjoerg   default:
427206f32e7eSjoerg     break;
427306f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Twov2d:
427406f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Threev2d:
427506f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Fourv2d:
427606f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Twov1d:
427706f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Threev1d:
427806f32e7eSjoerg   case AArch64::LD1Fourv1d:
427906f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Twov2d:
428006f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Threev2d:
428106f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Fourv2d:
428206f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Twov1d:
428306f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Threev1d:
428406f32e7eSjoerg   case AArch64::ST1Fourv1d:
428506f32e7eSjoerg   case AArch64::IRG:
428606f32e7eSjoerg   case AArch64::IRGstack:
4287*da58b97aSjoerg   case AArch64::STGloop:
4288*da58b97aSjoerg   case AArch64::STZGloop:
428906f32e7eSjoerg     return AArch64FrameOffsetCannotUpdate;
429006f32e7eSjoerg   }
429106f32e7eSjoerg 
429206f32e7eSjoerg   // Get the min/max offset and the scale.
4293*da58b97aSjoerg   TypeSize ScaleValue(0U, false);
4294*da58b97aSjoerg   unsigned Width;
429506f32e7eSjoerg   int64_t MinOff, MaxOff;
4296*da58b97aSjoerg   if (!AArch64InstrInfo::getMemOpInfo(MI.getOpcode(), ScaleValue, Width, MinOff,
429706f32e7eSjoerg                                       MaxOff))
429806f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("unhandled opcode in isAArch64FrameOffsetLegal");
429906f32e7eSjoerg 
430006f32e7eSjoerg   // Construct the complete offset.
4301*da58b97aSjoerg   bool IsMulVL = ScaleValue.isScalable();
4302*da58b97aSjoerg   unsigned Scale = ScaleValue.getKnownMinSize();
4303*da58b97aSjoerg   int64_t Offset = IsMulVL ? SOffset.getScalable() : SOffset.getFixed();
430406f32e7eSjoerg 
430506f32e7eSjoerg   const MachineOperand &ImmOpnd =
430606f32e7eSjoerg       MI.getOperand(AArch64InstrInfo::getLoadStoreImmIdx(MI.getOpcode()));
430706f32e7eSjoerg   Offset += ImmOpnd.getImm() * Scale;
430806f32e7eSjoerg 
430906f32e7eSjoerg   // If the offset doesn't match the scale, we rewrite the instruction to
431006f32e7eSjoerg   // use the unscaled instruction instead. Likewise, if we have a negative
431106f32e7eSjoerg   // offset and there is an unscaled op to use.
431206f32e7eSjoerg   Optional<unsigned> UnscaledOp =
431306f32e7eSjoerg       AArch64InstrInfo::getUnscaledLdSt(MI.getOpcode());
431406f32e7eSjoerg   bool useUnscaledOp = UnscaledOp && (Offset % Scale || Offset < 0);
431506f32e7eSjoerg   if (useUnscaledOp &&
4316*da58b97aSjoerg       !AArch64InstrInfo::getMemOpInfo(*UnscaledOp, ScaleValue, Width, MinOff,
4317*da58b97aSjoerg                                       MaxOff))
431806f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("unhandled opcode in isAArch64FrameOffsetLegal");
431906f32e7eSjoerg 
4320*da58b97aSjoerg   Scale = ScaleValue.getKnownMinSize();
4321*da58b97aSjoerg   assert(IsMulVL == ScaleValue.isScalable() &&
4322*da58b97aSjoerg          "Unscaled opcode has different value for scalable");
4323*da58b97aSjoerg 
432406f32e7eSjoerg   int64_t Remainder = Offset % Scale;
432506f32e7eSjoerg   assert(!(Remainder && useUnscaledOp) &&
432606f32e7eSjoerg          "Cannot have remainder when using unscaled op");
432706f32e7eSjoerg 
432806f32e7eSjoerg   assert(MinOff < MaxOff && "Unexpected Min/Max offsets");
432906f32e7eSjoerg   int64_t NewOffset = Offset / Scale;
433006f32e7eSjoerg   if (MinOff <= NewOffset && NewOffset <= MaxOff)
433106f32e7eSjoerg     Offset = Remainder;
433206f32e7eSjoerg   else {
433306f32e7eSjoerg     NewOffset = NewOffset < 0 ? MinOff : MaxOff;
433406f32e7eSjoerg     Offset = Offset - NewOffset * Scale + Remainder;
433506f32e7eSjoerg   }
433606f32e7eSjoerg 
433706f32e7eSjoerg   if (EmittableOffset)
433806f32e7eSjoerg     *EmittableOffset = NewOffset;
433906f32e7eSjoerg   if (OutUseUnscaledOp)
434006f32e7eSjoerg     *OutUseUnscaledOp = useUnscaledOp;
434106f32e7eSjoerg   if (OutUnscaledOp && UnscaledOp)
434206f32e7eSjoerg     *OutUnscaledOp = *UnscaledOp;
434306f32e7eSjoerg 
434406f32e7eSjoerg   if (IsMulVL)
4345*da58b97aSjoerg     SOffset = StackOffset::get(SOffset.getFixed(), Offset);
434606f32e7eSjoerg   else
4347*da58b97aSjoerg     SOffset = StackOffset::get(Offset, SOffset.getScalable());
434806f32e7eSjoerg   return AArch64FrameOffsetCanUpdate |
434906f32e7eSjoerg          (SOffset ? 0 : AArch64FrameOffsetIsLegal);
435006f32e7eSjoerg }
435106f32e7eSjoerg 
rewriteAArch64FrameIndex(MachineInstr & MI,unsigned FrameRegIdx,unsigned FrameReg,StackOffset & Offset,const AArch64InstrInfo * TII)435206f32e7eSjoerg bool llvm::rewriteAArch64FrameIndex(MachineInstr &MI, unsigned FrameRegIdx,
435306f32e7eSjoerg                                     unsigned FrameReg, StackOffset &Offset,
435406f32e7eSjoerg                                     const AArch64InstrInfo *TII) {
435506f32e7eSjoerg   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
435606f32e7eSjoerg   unsigned ImmIdx = FrameRegIdx + 1;
435706f32e7eSjoerg 
435806f32e7eSjoerg   if (Opcode == AArch64::ADDSXri || Opcode == AArch64::ADDXri) {
4359*da58b97aSjoerg     Offset += StackOffset::getFixed(MI.getOperand(ImmIdx).getImm());
436006f32e7eSjoerg     emitFrameOffset(*MI.getParent(), MI, MI.getDebugLoc(),
436106f32e7eSjoerg                     MI.getOperand(0).getReg(), FrameReg, Offset, TII,
436206f32e7eSjoerg                     MachineInstr::NoFlags, (Opcode == AArch64::ADDSXri));
436306f32e7eSjoerg     MI.eraseFromParent();
436406f32e7eSjoerg     Offset = StackOffset();
436506f32e7eSjoerg     return true;
436606f32e7eSjoerg   }
436706f32e7eSjoerg 
436806f32e7eSjoerg   int64_t NewOffset;
436906f32e7eSjoerg   unsigned UnscaledOp;
437006f32e7eSjoerg   bool UseUnscaledOp;
437106f32e7eSjoerg   int Status = isAArch64FrameOffsetLegal(MI, Offset, &UseUnscaledOp,
437206f32e7eSjoerg                                          &UnscaledOp, &NewOffset);
437306f32e7eSjoerg   if (Status & AArch64FrameOffsetCanUpdate) {
437406f32e7eSjoerg     if (Status & AArch64FrameOffsetIsLegal)
437506f32e7eSjoerg       // Replace the FrameIndex with FrameReg.
437606f32e7eSjoerg       MI.getOperand(FrameRegIdx).ChangeToRegister(FrameReg, false);
437706f32e7eSjoerg     if (UseUnscaledOp)
437806f32e7eSjoerg       MI.setDesc(TII->get(UnscaledOp));
437906f32e7eSjoerg 
438006f32e7eSjoerg     MI.getOperand(ImmIdx).ChangeToImmediate(NewOffset);
438106f32e7eSjoerg     return !Offset;
438206f32e7eSjoerg   }
438306f32e7eSjoerg 
438406f32e7eSjoerg   return false;
438506f32e7eSjoerg }
438606f32e7eSjoerg 
getNop() const4387*da58b97aSjoerg MCInst AArch64InstrInfo::getNop() const {
4388*da58b97aSjoerg   return MCInstBuilder(AArch64::HINT).addImm(0);
438906f32e7eSjoerg }
439006f32e7eSjoerg 
439106f32e7eSjoerg // AArch64 supports MachineCombiner.
useMachineCombiner() const439206f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::useMachineCombiner() const { return true; }
439306f32e7eSjoerg 
439406f32e7eSjoerg // True when Opc sets flag
isCombineInstrSettingFlag(unsigned Opc)439506f32e7eSjoerg static bool isCombineInstrSettingFlag(unsigned Opc) {
439606f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
439706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrr:
439806f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
439906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrr:
440006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
440106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
440206f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
440306f32e7eSjoerg   // Note: MSUB Wd,Wn,Wm,Wi -> Wd = Wi - WnxWm, not Wd=WnxWm - Wi.
440406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
440506f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
440606f32e7eSjoerg     return true;
440706f32e7eSjoerg   default:
440806f32e7eSjoerg     break;
440906f32e7eSjoerg   }
441006f32e7eSjoerg   return false;
441106f32e7eSjoerg }
441206f32e7eSjoerg 
441306f32e7eSjoerg // 32b Opcodes that can be combined with a MUL
isCombineInstrCandidate32(unsigned Opc)441406f32e7eSjoerg static bool isCombineInstrCandidate32(unsigned Opc) {
441506f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
441606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrr:
441706f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
441806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrr:
441906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWrr:
442006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
442106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWrr:
442206f32e7eSjoerg   // Note: MSUB Wd,Wn,Wm,Wi -> Wd = Wi - WnxWm, not Wd=WnxWm - Wi.
442306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWri:
442406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
442506f32e7eSjoerg     return true;
442606f32e7eSjoerg   default:
442706f32e7eSjoerg     break;
442806f32e7eSjoerg   }
442906f32e7eSjoerg   return false;
443006f32e7eSjoerg }
443106f32e7eSjoerg 
443206f32e7eSjoerg // 64b Opcodes that can be combined with a MUL
isCombineInstrCandidate64(unsigned Opc)443306f32e7eSjoerg static bool isCombineInstrCandidate64(unsigned Opc) {
443406f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
443506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrr:
443606f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
443706f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrr:
443806f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXrr:
443906f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
444006f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXrr:
444106f32e7eSjoerg   // Note: MSUB Wd,Wn,Wm,Wi -> Wd = Wi - WnxWm, not Wd=WnxWm - Wi.
444206f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
444306f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
4444*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv8i8:
4445*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv16i8:
4446*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv4i16:
4447*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv8i16:
4448*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv2i32:
4449*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv4i32:
4450*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv8i8:
4451*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv16i8:
4452*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv4i16:
4453*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv8i16:
4454*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv2i32:
4455*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv4i32:
445606f32e7eSjoerg     return true;
445706f32e7eSjoerg   default:
445806f32e7eSjoerg     break;
445906f32e7eSjoerg   }
446006f32e7eSjoerg   return false;
446106f32e7eSjoerg }
446206f32e7eSjoerg 
4463*da58b97aSjoerg // FP Opcodes that can be combined with a FMUL.
isCombineInstrCandidateFP(const MachineInstr & Inst)446406f32e7eSjoerg static bool isCombineInstrCandidateFP(const MachineInstr &Inst) {
446506f32e7eSjoerg   switch (Inst.getOpcode()) {
446606f32e7eSjoerg   default:
446706f32e7eSjoerg     break;
446806f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDHrr:
446906f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDSrr:
447006f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDDrr:
447106f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv4f16:
447206f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv8f16:
447306f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f32:
447406f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f64:
447506f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv4f32:
447606f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBHrr:
447706f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBSrr:
447806f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBDrr:
447906f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv4f16:
448006f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv8f16:
448106f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv2f32:
448206f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv2f64:
448306f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv4f32:
448406f32e7eSjoerg     TargetOptions Options = Inst.getParent()->getParent()->getTarget().Options;
4485*da58b97aSjoerg     // We can fuse FADD/FSUB with FMUL, if fusion is either allowed globally by
4486*da58b97aSjoerg     // the target options or if FADD/FSUB has the contract fast-math flag.
4487*da58b97aSjoerg     return Options.UnsafeFPMath ||
4488*da58b97aSjoerg            Options.AllowFPOpFusion == FPOpFusion::Fast ||
4489*da58b97aSjoerg            Inst.getFlag(MachineInstr::FmContract);
4490*da58b97aSjoerg     return true;
449106f32e7eSjoerg   }
449206f32e7eSjoerg   return false;
449306f32e7eSjoerg }
449406f32e7eSjoerg 
449506f32e7eSjoerg // Opcodes that can be combined with a MUL
isCombineInstrCandidate(unsigned Opc)449606f32e7eSjoerg static bool isCombineInstrCandidate(unsigned Opc) {
449706f32e7eSjoerg   return (isCombineInstrCandidate32(Opc) || isCombineInstrCandidate64(Opc));
449806f32e7eSjoerg }
449906f32e7eSjoerg 
450006f32e7eSjoerg //
450106f32e7eSjoerg // Utility routine that checks if \param MO is defined by an
450206f32e7eSjoerg // \param CombineOpc instruction in the basic block \param MBB
canCombine(MachineBasicBlock & MBB,MachineOperand & MO,unsigned CombineOpc,unsigned ZeroReg=0,bool CheckZeroReg=false)450306f32e7eSjoerg static bool canCombine(MachineBasicBlock &MBB, MachineOperand &MO,
450406f32e7eSjoerg                        unsigned CombineOpc, unsigned ZeroReg = 0,
450506f32e7eSjoerg                        bool CheckZeroReg = false) {
450606f32e7eSjoerg   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
450706f32e7eSjoerg   MachineInstr *MI = nullptr;
450806f32e7eSjoerg 
450906f32e7eSjoerg   if (MO.isReg() && Register::isVirtualRegister(MO.getReg()))
451006f32e7eSjoerg     MI = MRI.getUniqueVRegDef(MO.getReg());
451106f32e7eSjoerg   // And it needs to be in the trace (otherwise, it won't have a depth).
451206f32e7eSjoerg   if (!MI || MI->getParent() != &MBB || (unsigned)MI->getOpcode() != CombineOpc)
451306f32e7eSjoerg     return false;
451406f32e7eSjoerg   // Must only used by the user we combine with.
451506f32e7eSjoerg   if (!MRI.hasOneNonDBGUse(MI->getOperand(0).getReg()))
451606f32e7eSjoerg     return false;
451706f32e7eSjoerg 
451806f32e7eSjoerg   if (CheckZeroReg) {
451906f32e7eSjoerg     assert(MI->getNumOperands() >= 4 && MI->getOperand(0).isReg() &&
452006f32e7eSjoerg            MI->getOperand(1).isReg() && MI->getOperand(2).isReg() &&
452106f32e7eSjoerg            MI->getOperand(3).isReg() && "MAdd/MSub must have a least 4 regs");
452206f32e7eSjoerg     // The third input reg must be zero.
452306f32e7eSjoerg     if (MI->getOperand(3).getReg() != ZeroReg)
452406f32e7eSjoerg       return false;
452506f32e7eSjoerg   }
452606f32e7eSjoerg 
452706f32e7eSjoerg   return true;
452806f32e7eSjoerg }
452906f32e7eSjoerg 
453006f32e7eSjoerg //
453106f32e7eSjoerg // Is \param MO defined by an integer multiply and can be combined?
canCombineWithMUL(MachineBasicBlock & MBB,MachineOperand & MO,unsigned MulOpc,unsigned ZeroReg)453206f32e7eSjoerg static bool canCombineWithMUL(MachineBasicBlock &MBB, MachineOperand &MO,
453306f32e7eSjoerg                               unsigned MulOpc, unsigned ZeroReg) {
453406f32e7eSjoerg   return canCombine(MBB, MO, MulOpc, ZeroReg, true);
453506f32e7eSjoerg }
453606f32e7eSjoerg 
453706f32e7eSjoerg //
453806f32e7eSjoerg // Is \param MO defined by a floating-point multiply and can be combined?
canCombineWithFMUL(MachineBasicBlock & MBB,MachineOperand & MO,unsigned MulOpc)453906f32e7eSjoerg static bool canCombineWithFMUL(MachineBasicBlock &MBB, MachineOperand &MO,
454006f32e7eSjoerg                                unsigned MulOpc) {
454106f32e7eSjoerg   return canCombine(MBB, MO, MulOpc);
454206f32e7eSjoerg }
454306f32e7eSjoerg 
454406f32e7eSjoerg // TODO: There are many more machine instruction opcodes to match:
454506f32e7eSjoerg //       1. Other data types (integer, vectors)
454606f32e7eSjoerg //       2. Other math / logic operations (xor, or)
454706f32e7eSjoerg //       3. Other forms of the same operation (intrinsics and other variants)
isAssociativeAndCommutative(const MachineInstr & Inst) const454806f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isAssociativeAndCommutative(
454906f32e7eSjoerg     const MachineInstr &Inst) const {
455006f32e7eSjoerg   switch (Inst.getOpcode()) {
455106f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDDrr:
455206f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDSrr:
455306f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f32:
455406f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f64:
455506f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv4f32:
455606f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULDrr:
455706f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULSrr:
455806f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULX32:
455906f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULX64:
456006f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULXv2f32:
456106f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULXv2f64:
456206f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULXv4f32:
456306f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULv2f32:
456406f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULv2f64:
456506f32e7eSjoerg   case AArch64::FMULv4f32:
456606f32e7eSjoerg     return Inst.getParent()->getParent()->getTarget().Options.UnsafeFPMath;
456706f32e7eSjoerg   default:
456806f32e7eSjoerg     return false;
456906f32e7eSjoerg   }
457006f32e7eSjoerg }
457106f32e7eSjoerg 
457206f32e7eSjoerg /// Find instructions that can be turned into madd.
getMaddPatterns(MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> & Patterns)457306f32e7eSjoerg static bool getMaddPatterns(MachineInstr &Root,
457406f32e7eSjoerg                             SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> &Patterns) {
457506f32e7eSjoerg   unsigned Opc = Root.getOpcode();
457606f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock &MBB = *Root.getParent();
457706f32e7eSjoerg   bool Found = false;
457806f32e7eSjoerg 
457906f32e7eSjoerg   if (!isCombineInstrCandidate(Opc))
458006f32e7eSjoerg     return false;
458106f32e7eSjoerg   if (isCombineInstrSettingFlag(Opc)) {
458206f32e7eSjoerg     int Cmp_NZCV = Root.findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true);
458306f32e7eSjoerg     // When NZCV is live bail out.
458406f32e7eSjoerg     if (Cmp_NZCV == -1)
458506f32e7eSjoerg       return false;
458606f32e7eSjoerg     unsigned NewOpc = convertToNonFlagSettingOpc(Root);
458706f32e7eSjoerg     // When opcode can't change bail out.
458806f32e7eSjoerg     // CHECKME: do we miss any cases for opcode conversion?
458906f32e7eSjoerg     if (NewOpc == Opc)
459006f32e7eSjoerg       return false;
459106f32e7eSjoerg     Opc = NewOpc;
459206f32e7eSjoerg   }
459306f32e7eSjoerg 
459406f32e7eSjoerg   auto setFound = [&](int Opcode, int Operand, unsigned ZeroReg,
459506f32e7eSjoerg                       MachineCombinerPattern Pattern) {
459606f32e7eSjoerg     if (canCombineWithMUL(MBB, Root.getOperand(Operand), Opcode, ZeroReg)) {
459706f32e7eSjoerg       Patterns.push_back(Pattern);
459806f32e7eSjoerg       Found = true;
459906f32e7eSjoerg     }
460006f32e7eSjoerg   };
460106f32e7eSjoerg 
4602*da58b97aSjoerg   auto setVFound = [&](int Opcode, int Operand, MachineCombinerPattern Pattern) {
4603*da58b97aSjoerg     if (canCombine(MBB, Root.getOperand(Operand), Opcode)) {
4604*da58b97aSjoerg       Patterns.push_back(Pattern);
4605*da58b97aSjoerg       Found = true;
4606*da58b97aSjoerg     }
4607*da58b97aSjoerg   };
4608*da58b97aSjoerg 
460906f32e7eSjoerg   typedef MachineCombinerPattern MCP;
461006f32e7eSjoerg 
461106f32e7eSjoerg   switch (Opc) {
461206f32e7eSjoerg   default:
461306f32e7eSjoerg     break;
461406f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWrr:
461506f32e7eSjoerg     assert(Root.getOperand(1).isReg() && Root.getOperand(2).isReg() &&
461606f32e7eSjoerg            "ADDWrr does not have register operands");
461706f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 1, AArch64::WZR, MCP::MULADDW_OP1);
461806f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 2, AArch64::WZR, MCP::MULADDW_OP2);
461906f32e7eSjoerg     break;
462006f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXrr:
462106f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 1, AArch64::XZR, MCP::MULADDX_OP1);
462206f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 2, AArch64::XZR, MCP::MULADDX_OP2);
462306f32e7eSjoerg     break;
462406f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWrr:
462506f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 1, AArch64::WZR, MCP::MULSUBW_OP1);
462606f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 2, AArch64::WZR, MCP::MULSUBW_OP2);
462706f32e7eSjoerg     break;
462806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXrr:
462906f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 1, AArch64::XZR, MCP::MULSUBX_OP1);
463006f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 2, AArch64::XZR, MCP::MULSUBX_OP2);
463106f32e7eSjoerg     break;
463206f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDWri:
463306f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 1, AArch64::WZR, MCP::MULADDWI_OP1);
463406f32e7eSjoerg     break;
463506f32e7eSjoerg   case AArch64::ADDXri:
463606f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 1, AArch64::XZR, MCP::MULADDXI_OP1);
463706f32e7eSjoerg     break;
463806f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBWri:
463906f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDWrrr, 1, AArch64::WZR, MCP::MULSUBWI_OP1);
464006f32e7eSjoerg     break;
464106f32e7eSjoerg   case AArch64::SUBXri:
464206f32e7eSjoerg     setFound(AArch64::MADDXrrr, 1, AArch64::XZR, MCP::MULSUBXI_OP1);
464306f32e7eSjoerg     break;
4644*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv8i8:
4645*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i8, 1, MCP::MULADDv8i8_OP1);
4646*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i8, 2, MCP::MULADDv8i8_OP2);
4647*da58b97aSjoerg     break;
4648*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv16i8:
4649*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv16i8, 1, MCP::MULADDv16i8_OP1);
4650*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv16i8, 2, MCP::MULADDv16i8_OP2);
4651*da58b97aSjoerg     break;
4652*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv4i16:
4653*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16, 1, MCP::MULADDv4i16_OP1);
4654*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16, 2, MCP::MULADDv4i16_OP2);
4655*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16_indexed, 1, MCP::MULADDv4i16_indexed_OP1);
4656*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16_indexed, 2, MCP::MULADDv4i16_indexed_OP2);
4657*da58b97aSjoerg     break;
4658*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv8i16:
4659*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16, 1, MCP::MULADDv8i16_OP1);
4660*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16, 2, MCP::MULADDv8i16_OP2);
4661*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16_indexed, 1, MCP::MULADDv8i16_indexed_OP1);
4662*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16_indexed, 2, MCP::MULADDv8i16_indexed_OP2);
4663*da58b97aSjoerg     break;
4664*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv2i32:
4665*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32, 1, MCP::MULADDv2i32_OP1);
4666*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32, 2, MCP::MULADDv2i32_OP2);
4667*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32_indexed, 1, MCP::MULADDv2i32_indexed_OP1);
4668*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32_indexed, 2, MCP::MULADDv2i32_indexed_OP2);
4669*da58b97aSjoerg     break;
4670*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDv4i32:
4671*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32, 1, MCP::MULADDv4i32_OP1);
4672*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32, 2, MCP::MULADDv4i32_OP2);
4673*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32_indexed, 1, MCP::MULADDv4i32_indexed_OP1);
4674*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32_indexed, 2, MCP::MULADDv4i32_indexed_OP2);
4675*da58b97aSjoerg     break;
4676*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv8i8:
4677*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i8, 1, MCP::MULSUBv8i8_OP1);
4678*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i8, 2, MCP::MULSUBv8i8_OP2);
4679*da58b97aSjoerg     break;
4680*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv16i8:
4681*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv16i8, 1, MCP::MULSUBv16i8_OP1);
4682*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv16i8, 2, MCP::MULSUBv16i8_OP2);
4683*da58b97aSjoerg     break;
4684*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv4i16:
4685*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16, 1, MCP::MULSUBv4i16_OP1);
4686*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16, 2, MCP::MULSUBv4i16_OP2);
4687*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16_indexed, 1, MCP::MULSUBv4i16_indexed_OP1);
4688*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i16_indexed, 2, MCP::MULSUBv4i16_indexed_OP2);
4689*da58b97aSjoerg     break;
4690*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv8i16:
4691*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16, 1, MCP::MULSUBv8i16_OP1);
4692*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16, 2, MCP::MULSUBv8i16_OP2);
4693*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16_indexed, 1, MCP::MULSUBv8i16_indexed_OP1);
4694*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv8i16_indexed, 2, MCP::MULSUBv8i16_indexed_OP2);
4695*da58b97aSjoerg     break;
4696*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv2i32:
4697*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32, 1, MCP::MULSUBv2i32_OP1);
4698*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32, 2, MCP::MULSUBv2i32_OP2);
4699*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32_indexed, 1, MCP::MULSUBv2i32_indexed_OP1);
4700*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv2i32_indexed, 2, MCP::MULSUBv2i32_indexed_OP2);
4701*da58b97aSjoerg     break;
4702*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBv4i32:
4703*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32, 1, MCP::MULSUBv4i32_OP1);
4704*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32, 2, MCP::MULSUBv4i32_OP2);
4705*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32_indexed, 1, MCP::MULSUBv4i32_indexed_OP1);
4706*da58b97aSjoerg     setVFound(AArch64::MULv4i32_indexed, 2, MCP::MULSUBv4i32_indexed_OP2);
4707*da58b97aSjoerg     break;
470806f32e7eSjoerg   }
470906f32e7eSjoerg   return Found;
471006f32e7eSjoerg }
471106f32e7eSjoerg /// Floating-Point Support
471206f32e7eSjoerg 
471306f32e7eSjoerg /// Find instructions that can be turned into madd.
getFMAPatterns(MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> & Patterns)471406f32e7eSjoerg static bool getFMAPatterns(MachineInstr &Root,
471506f32e7eSjoerg                            SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> &Patterns) {
471606f32e7eSjoerg 
471706f32e7eSjoerg   if (!isCombineInstrCandidateFP(Root))
471806f32e7eSjoerg     return false;
471906f32e7eSjoerg 
472006f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock &MBB = *Root.getParent();
472106f32e7eSjoerg   bool Found = false;
472206f32e7eSjoerg 
472306f32e7eSjoerg   auto Match = [&](int Opcode, int Operand,
472406f32e7eSjoerg                    MachineCombinerPattern Pattern) -> bool {
472506f32e7eSjoerg     if (canCombineWithFMUL(MBB, Root.getOperand(Operand), Opcode)) {
472606f32e7eSjoerg       Patterns.push_back(Pattern);
472706f32e7eSjoerg       return true;
472806f32e7eSjoerg     }
472906f32e7eSjoerg     return false;
473006f32e7eSjoerg   };
473106f32e7eSjoerg 
473206f32e7eSjoerg   typedef MachineCombinerPattern MCP;
473306f32e7eSjoerg 
473406f32e7eSjoerg   switch (Root.getOpcode()) {
473506f32e7eSjoerg   default:
473606f32e7eSjoerg     assert(false && "Unsupported FP instruction in combiner\n");
473706f32e7eSjoerg     break;
473806f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDHrr:
473906f32e7eSjoerg     assert(Root.getOperand(1).isReg() && Root.getOperand(2).isReg() &&
474006f32e7eSjoerg            "FADDHrr does not have register operands");
474106f32e7eSjoerg 
474206f32e7eSjoerg     Found  = Match(AArch64::FMULHrr, 1, MCP::FMULADDH_OP1);
474306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULHrr, 2, MCP::FMULADDH_OP2);
474406f32e7eSjoerg     break;
474506f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDSrr:
474606f32e7eSjoerg     assert(Root.getOperand(1).isReg() && Root.getOperand(2).isReg() &&
474706f32e7eSjoerg            "FADDSrr does not have register operands");
474806f32e7eSjoerg 
474906f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULSrr, 1, MCP::FMULADDS_OP1) ||
475006f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i32_indexed, 1, MCP::FMLAv1i32_indexed_OP1);
475106f32e7eSjoerg 
475206f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULSrr, 2, MCP::FMULADDS_OP2) ||
475306f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i32_indexed, 2, MCP::FMLAv1i32_indexed_OP2);
475406f32e7eSjoerg     break;
475506f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDDrr:
475606f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULDrr, 1, MCP::FMULADDD_OP1) ||
475706f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i64_indexed, 1, MCP::FMLAv1i64_indexed_OP1);
475806f32e7eSjoerg 
475906f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULDrr, 2, MCP::FMULADDD_OP2) ||
476006f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i64_indexed, 2, MCP::FMLAv1i64_indexed_OP2);
476106f32e7eSjoerg     break;
476206f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv4f16:
476306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i16_indexed, 1, MCP::FMLAv4i16_indexed_OP1) ||
476406f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f16, 1, MCP::FMLAv4f16_OP1);
476506f32e7eSjoerg 
476606f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i16_indexed, 2, MCP::FMLAv4i16_indexed_OP2) ||
476706f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f16, 2, MCP::FMLAv4f16_OP2);
476806f32e7eSjoerg     break;
476906f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv8f16:
477006f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv8i16_indexed, 1, MCP::FMLAv8i16_indexed_OP1) ||
477106f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv8f16, 1, MCP::FMLAv8f16_OP1);
477206f32e7eSjoerg 
477306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv8i16_indexed, 2, MCP::FMLAv8i16_indexed_OP2) ||
477406f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv8f16, 2, MCP::FMLAv8f16_OP2);
477506f32e7eSjoerg     break;
477606f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f32:
477706f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i32_indexed, 1, MCP::FMLAv2i32_indexed_OP1) ||
477806f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f32, 1, MCP::FMLAv2f32_OP1);
477906f32e7eSjoerg 
478006f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i32_indexed, 2, MCP::FMLAv2i32_indexed_OP2) ||
478106f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f32, 2, MCP::FMLAv2f32_OP2);
478206f32e7eSjoerg     break;
478306f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv2f64:
478406f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i64_indexed, 1, MCP::FMLAv2i64_indexed_OP1) ||
478506f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f64, 1, MCP::FMLAv2f64_OP1);
478606f32e7eSjoerg 
478706f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i64_indexed, 2, MCP::FMLAv2i64_indexed_OP2) ||
478806f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f64, 2, MCP::FMLAv2f64_OP2);
478906f32e7eSjoerg     break;
479006f32e7eSjoerg   case AArch64::FADDv4f32:
479106f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i32_indexed, 1, MCP::FMLAv4i32_indexed_OP1) ||
479206f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f32, 1, MCP::FMLAv4f32_OP1);
479306f32e7eSjoerg 
479406f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i32_indexed, 2, MCP::FMLAv4i32_indexed_OP2) ||
479506f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f32, 2, MCP::FMLAv4f32_OP2);
479606f32e7eSjoerg     break;
479706f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBHrr:
479806f32e7eSjoerg     Found  = Match(AArch64::FMULHrr, 1, MCP::FMULSUBH_OP1);
479906f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULHrr, 2, MCP::FMULSUBH_OP2);
480006f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FNMULHrr, 1, MCP::FNMULSUBH_OP1);
480106f32e7eSjoerg     break;
480206f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBSrr:
480306f32e7eSjoerg     Found = Match(AArch64::FMULSrr, 1, MCP::FMULSUBS_OP1);
480406f32e7eSjoerg 
480506f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULSrr, 2, MCP::FMULSUBS_OP2) ||
480606f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i32_indexed, 2, MCP::FMLSv1i32_indexed_OP2);
480706f32e7eSjoerg 
480806f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FNMULSrr, 1, MCP::FNMULSUBS_OP1);
480906f32e7eSjoerg     break;
481006f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBDrr:
481106f32e7eSjoerg     Found = Match(AArch64::FMULDrr, 1, MCP::FMULSUBD_OP1);
481206f32e7eSjoerg 
481306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULDrr, 2, MCP::FMULSUBD_OP2) ||
481406f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv1i64_indexed, 2, MCP::FMLSv1i64_indexed_OP2);
481506f32e7eSjoerg 
481606f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FNMULDrr, 1, MCP::FNMULSUBD_OP1);
481706f32e7eSjoerg     break;
481806f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv4f16:
481906f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i16_indexed, 2, MCP::FMLSv4i16_indexed_OP2) ||
482006f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f16, 2, MCP::FMLSv4f16_OP2);
482106f32e7eSjoerg 
482206f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i16_indexed, 1, MCP::FMLSv4i16_indexed_OP1) ||
482306f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f16, 1, MCP::FMLSv4f16_OP1);
482406f32e7eSjoerg     break;
482506f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv8f16:
482606f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv8i16_indexed, 2, MCP::FMLSv8i16_indexed_OP2) ||
482706f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv8f16, 2, MCP::FMLSv8f16_OP2);
482806f32e7eSjoerg 
482906f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv8i16_indexed, 1, MCP::FMLSv8i16_indexed_OP1) ||
483006f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv8f16, 1, MCP::FMLSv8f16_OP1);
483106f32e7eSjoerg     break;
483206f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv2f32:
483306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i32_indexed, 2, MCP::FMLSv2i32_indexed_OP2) ||
483406f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f32, 2, MCP::FMLSv2f32_OP2);
483506f32e7eSjoerg 
483606f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i32_indexed, 1, MCP::FMLSv2i32_indexed_OP1) ||
483706f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f32, 1, MCP::FMLSv2f32_OP1);
483806f32e7eSjoerg     break;
483906f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv2f64:
484006f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i64_indexed, 2, MCP::FMLSv2i64_indexed_OP2) ||
484106f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f64, 2, MCP::FMLSv2f64_OP2);
484206f32e7eSjoerg 
484306f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv2i64_indexed, 1, MCP::FMLSv2i64_indexed_OP1) ||
484406f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv2f64, 1, MCP::FMLSv2f64_OP1);
484506f32e7eSjoerg     break;
484606f32e7eSjoerg   case AArch64::FSUBv4f32:
484706f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i32_indexed, 2, MCP::FMLSv4i32_indexed_OP2) ||
484806f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f32, 2, MCP::FMLSv4f32_OP2);
484906f32e7eSjoerg 
485006f32e7eSjoerg     Found |= Match(AArch64::FMULv4i32_indexed, 1, MCP::FMLSv4i32_indexed_OP1) ||
485106f32e7eSjoerg              Match(AArch64::FMULv4f32, 1, MCP::FMLSv4f32_OP1);
485206f32e7eSjoerg     break;
485306f32e7eSjoerg   }
485406f32e7eSjoerg   return Found;
485506f32e7eSjoerg }
485606f32e7eSjoerg 
485706f32e7eSjoerg /// Return true when a code sequence can improve throughput. It
485806f32e7eSjoerg /// should be called only for instructions in loops.
485906f32e7eSjoerg /// \param Pattern - combiner pattern
isThroughputPattern(MachineCombinerPattern Pattern) const486006f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isThroughputPattern(
486106f32e7eSjoerg     MachineCombinerPattern Pattern) const {
486206f32e7eSjoerg   switch (Pattern) {
486306f32e7eSjoerg   default:
486406f32e7eSjoerg     break;
486506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDH_OP1:
486606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDH_OP2:
486706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBH_OP1:
486806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBH_OP2:
486906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDS_OP1:
487006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDS_OP2:
487106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBS_OP1:
487206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBS_OP2:
487306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDD_OP1:
487406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDD_OP2:
487506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBD_OP1:
487606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBD_OP2:
487706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBH_OP1:
487806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBS_OP1:
487906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBD_OP1:
488006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i16_indexed_OP1:
488106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i16_indexed_OP2:
488206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8i16_indexed_OP1:
488306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8i16_indexed_OP2:
488406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i32_indexed_OP1:
488506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i32_indexed_OP2:
488606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i64_indexed_OP1:
488706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i64_indexed_OP2:
488806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f16_OP2:
488906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f16_OP1:
489006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8f16_OP1:
489106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8f16_OP2:
489206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f32_OP2:
489306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f32_OP1:
489406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f64_OP1:
489506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f64_OP2:
489606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP1:
489706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP2:
489806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP1:
489906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP2:
490006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f32_OP1:
490106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f32_OP2:
490206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP1:
490306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP2:
490406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i16_indexed_OP1:
490506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i16_indexed_OP2:
490606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8i16_indexed_OP1:
490706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8i16_indexed_OP2:
490806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv1i32_indexed_OP2:
490906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv1i64_indexed_OP2:
491006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i32_indexed_OP2:
491106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i64_indexed_OP2:
491206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f16_OP1:
491306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f16_OP2:
491406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8f16_OP1:
491506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8f16_OP2:
491606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f32_OP2:
491706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f64_OP2:
491806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i32_indexed_OP2:
491906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f32_OP2:
4920*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i8_OP1:
4921*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i8_OP2:
4922*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv16i8_OP1:
4923*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv16i8_OP2:
4924*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_OP1:
4925*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_OP2:
4926*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_OP1:
4927*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_OP2:
4928*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_OP1:
4929*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_OP2:
4930*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_OP1:
4931*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_OP2:
4932*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i8_OP1:
4933*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i8_OP2:
4934*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv16i8_OP1:
4935*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv16i8_OP2:
4936*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_OP1:
4937*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_OP2:
4938*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_OP1:
4939*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_OP2:
4940*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_OP1:
4941*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_OP2:
4942*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_OP1:
4943*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_OP2:
4944*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_indexed_OP1:
4945*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_indexed_OP2:
4946*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_indexed_OP1:
4947*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_indexed_OP2:
4948*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_indexed_OP1:
4949*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_indexed_OP2:
4950*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_indexed_OP1:
4951*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_indexed_OP2:
4952*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_indexed_OP1:
4953*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_indexed_OP2:
4954*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_indexed_OP1:
4955*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_indexed_OP2:
4956*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_indexed_OP1:
4957*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_indexed_OP2:
4958*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_indexed_OP1:
4959*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_indexed_OP2:
496006f32e7eSjoerg     return true;
496106f32e7eSjoerg   } // end switch (Pattern)
496206f32e7eSjoerg   return false;
496306f32e7eSjoerg }
496406f32e7eSjoerg /// Return true when there is potentially a faster code sequence for an
496506f32e7eSjoerg /// instruction chain ending in \p Root. All potential patterns are listed in
496606f32e7eSjoerg /// the \p Pattern vector. Pattern should be sorted in priority order since the
496706f32e7eSjoerg /// pattern evaluator stops checking as soon as it finds a faster sequence.
496806f32e7eSjoerg 
getMachineCombinerPatterns(MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> & Patterns,bool DoRegPressureReduce) const496906f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::getMachineCombinerPatterns(
4970*da58b97aSjoerg     MachineInstr &Root, SmallVectorImpl<MachineCombinerPattern> &Patterns,
4971*da58b97aSjoerg     bool DoRegPressureReduce) const {
497206f32e7eSjoerg   // Integer patterns
497306f32e7eSjoerg   if (getMaddPatterns(Root, Patterns))
497406f32e7eSjoerg     return true;
497506f32e7eSjoerg   // Floating point patterns
497606f32e7eSjoerg   if (getFMAPatterns(Root, Patterns))
497706f32e7eSjoerg     return true;
497806f32e7eSjoerg 
4979*da58b97aSjoerg   return TargetInstrInfo::getMachineCombinerPatterns(Root, Patterns,
4980*da58b97aSjoerg                                                      DoRegPressureReduce);
498106f32e7eSjoerg }
498206f32e7eSjoerg 
498306f32e7eSjoerg enum class FMAInstKind { Default, Indexed, Accumulator };
498406f32e7eSjoerg /// genFusedMultiply - Generate fused multiply instructions.
498506f32e7eSjoerg /// This function supports both integer and floating point instructions.
498606f32e7eSjoerg /// A typical example:
498706f32e7eSjoerg ///  F|MUL I=A,B,0
498806f32e7eSjoerg ///  F|ADD R,I,C
498906f32e7eSjoerg ///  ==> F|MADD R,A,B,C
499006f32e7eSjoerg /// \param MF Containing MachineFunction
499106f32e7eSjoerg /// \param MRI Register information
499206f32e7eSjoerg /// \param TII Target information
499306f32e7eSjoerg /// \param Root is the F|ADD instruction
499406f32e7eSjoerg /// \param [out] InsInstrs is a vector of machine instructions and will
499506f32e7eSjoerg /// contain the generated madd instruction
499606f32e7eSjoerg /// \param IdxMulOpd is index of operand in Root that is the result of
499706f32e7eSjoerg /// the F|MUL. In the example above IdxMulOpd is 1.
499806f32e7eSjoerg /// \param MaddOpc the opcode fo the f|madd instruction
499906f32e7eSjoerg /// \param RC Register class of operands
500006f32e7eSjoerg /// \param kind of fma instruction (addressing mode) to be generated
500106f32e7eSjoerg /// \param ReplacedAddend is the result register from the instruction
500206f32e7eSjoerg /// replacing the non-combined operand, if any.
500306f32e7eSjoerg static MachineInstr *
genFusedMultiply(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,const TargetRegisterClass * RC,FMAInstKind kind=FMAInstKind::Default,const Register * ReplacedAddend=nullptr)500406f32e7eSjoerg genFusedMultiply(MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI,
500506f32e7eSjoerg                  const TargetInstrInfo *TII, MachineInstr &Root,
500606f32e7eSjoerg                  SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs, unsigned IdxMulOpd,
500706f32e7eSjoerg                  unsigned MaddOpc, const TargetRegisterClass *RC,
500806f32e7eSjoerg                  FMAInstKind kind = FMAInstKind::Default,
500906f32e7eSjoerg                  const Register *ReplacedAddend = nullptr) {
501006f32e7eSjoerg   assert(IdxMulOpd == 1 || IdxMulOpd == 2);
501106f32e7eSjoerg 
501206f32e7eSjoerg   unsigned IdxOtherOpd = IdxMulOpd == 1 ? 2 : 1;
501306f32e7eSjoerg   MachineInstr *MUL = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(IdxMulOpd).getReg());
501406f32e7eSjoerg   Register ResultReg = Root.getOperand(0).getReg();
501506f32e7eSjoerg   Register SrcReg0 = MUL->getOperand(1).getReg();
501606f32e7eSjoerg   bool Src0IsKill = MUL->getOperand(1).isKill();
501706f32e7eSjoerg   Register SrcReg1 = MUL->getOperand(2).getReg();
501806f32e7eSjoerg   bool Src1IsKill = MUL->getOperand(2).isKill();
501906f32e7eSjoerg 
502006f32e7eSjoerg   unsigned SrcReg2;
502106f32e7eSjoerg   bool Src2IsKill;
502206f32e7eSjoerg   if (ReplacedAddend) {
502306f32e7eSjoerg     // If we just generated a new addend, we must be it's only use.
502406f32e7eSjoerg     SrcReg2 = *ReplacedAddend;
502506f32e7eSjoerg     Src2IsKill = true;
502606f32e7eSjoerg   } else {
502706f32e7eSjoerg     SrcReg2 = Root.getOperand(IdxOtherOpd).getReg();
502806f32e7eSjoerg     Src2IsKill = Root.getOperand(IdxOtherOpd).isKill();
502906f32e7eSjoerg   }
503006f32e7eSjoerg 
503106f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(ResultReg))
503206f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(ResultReg, RC);
503306f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(SrcReg0))
503406f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(SrcReg0, RC);
503506f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(SrcReg1))
503606f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(SrcReg1, RC);
503706f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(SrcReg2))
503806f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(SrcReg2, RC);
503906f32e7eSjoerg 
504006f32e7eSjoerg   MachineInstrBuilder MIB;
504106f32e7eSjoerg   if (kind == FMAInstKind::Default)
504206f32e7eSjoerg     MIB = BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(MaddOpc), ResultReg)
504306f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg0, getKillRegState(Src0IsKill))
504406f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg1, getKillRegState(Src1IsKill))
504506f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg2, getKillRegState(Src2IsKill));
504606f32e7eSjoerg   else if (kind == FMAInstKind::Indexed)
504706f32e7eSjoerg     MIB = BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(MaddOpc), ResultReg)
504806f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg2, getKillRegState(Src2IsKill))
504906f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg0, getKillRegState(Src0IsKill))
505006f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg1, getKillRegState(Src1IsKill))
505106f32e7eSjoerg               .addImm(MUL->getOperand(3).getImm());
505206f32e7eSjoerg   else if (kind == FMAInstKind::Accumulator)
505306f32e7eSjoerg     MIB = BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(MaddOpc), ResultReg)
505406f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg2, getKillRegState(Src2IsKill))
505506f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg0, getKillRegState(Src0IsKill))
505606f32e7eSjoerg               .addReg(SrcReg1, getKillRegState(Src1IsKill));
505706f32e7eSjoerg   else
505806f32e7eSjoerg     assert(false && "Invalid FMA instruction kind \n");
505906f32e7eSjoerg   // Insert the MADD (MADD, FMA, FMS, FMLA, FMSL)
506006f32e7eSjoerg   InsInstrs.push_back(MIB);
506106f32e7eSjoerg   return MUL;
506206f32e7eSjoerg }
506306f32e7eSjoerg 
5064*da58b97aSjoerg /// genFusedMultiplyAcc - Helper to generate fused multiply accumulate
5065*da58b97aSjoerg /// instructions.
5066*da58b97aSjoerg ///
5067*da58b97aSjoerg /// \see genFusedMultiply
genFusedMultiplyAcc(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,const TargetRegisterClass * RC)5068*da58b97aSjoerg static MachineInstr *genFusedMultiplyAcc(
5069*da58b97aSjoerg     MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI, const TargetInstrInfo *TII,
5070*da58b97aSjoerg     MachineInstr &Root, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
5071*da58b97aSjoerg     unsigned IdxMulOpd, unsigned MaddOpc, const TargetRegisterClass *RC) {
5072*da58b97aSjoerg   return genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, IdxMulOpd, MaddOpc, RC,
5073*da58b97aSjoerg                           FMAInstKind::Accumulator);
5074*da58b97aSjoerg }
5075*da58b97aSjoerg 
5076*da58b97aSjoerg /// genNeg - Helper to generate an intermediate negation of the second operand
5077*da58b97aSjoerg /// of Root
genNeg(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,DenseMap<unsigned,unsigned> & InstrIdxForVirtReg,unsigned MnegOpc,const TargetRegisterClass * RC)5078*da58b97aSjoerg static Register genNeg(MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI,
5079*da58b97aSjoerg                        const TargetInstrInfo *TII, MachineInstr &Root,
5080*da58b97aSjoerg                        SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
5081*da58b97aSjoerg                        DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg,
5082*da58b97aSjoerg                        unsigned MnegOpc, const TargetRegisterClass *RC) {
5083*da58b97aSjoerg   Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
5084*da58b97aSjoerg   MachineInstrBuilder MIB =
5085*da58b97aSjoerg       BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(MnegOpc), NewVR)
5086*da58b97aSjoerg           .add(Root.getOperand(2));
5087*da58b97aSjoerg   InsInstrs.push_back(MIB);
5088*da58b97aSjoerg 
5089*da58b97aSjoerg   assert(InstrIdxForVirtReg.empty());
5090*da58b97aSjoerg   InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
5091*da58b97aSjoerg 
5092*da58b97aSjoerg   return NewVR;
5093*da58b97aSjoerg }
5094*da58b97aSjoerg 
5095*da58b97aSjoerg /// genFusedMultiplyAccNeg - Helper to generate fused multiply accumulate
5096*da58b97aSjoerg /// instructions with an additional negation of the accumulator
genFusedMultiplyAccNeg(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,DenseMap<unsigned,unsigned> & InstrIdxForVirtReg,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,unsigned MnegOpc,const TargetRegisterClass * RC)5097*da58b97aSjoerg static MachineInstr *genFusedMultiplyAccNeg(
5098*da58b97aSjoerg     MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI, const TargetInstrInfo *TII,
5099*da58b97aSjoerg     MachineInstr &Root, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
5100*da58b97aSjoerg     DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg, unsigned IdxMulOpd,
5101*da58b97aSjoerg     unsigned MaddOpc, unsigned MnegOpc, const TargetRegisterClass *RC) {
5102*da58b97aSjoerg   assert(IdxMulOpd == 1);
5103*da58b97aSjoerg 
5104*da58b97aSjoerg   Register NewVR =
5105*da58b97aSjoerg       genNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, InstrIdxForVirtReg, MnegOpc, RC);
5106*da58b97aSjoerg   return genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, IdxMulOpd, MaddOpc, RC,
5107*da58b97aSjoerg                           FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
5108*da58b97aSjoerg }
5109*da58b97aSjoerg 
5110*da58b97aSjoerg /// genFusedMultiplyIdx - Helper to generate fused multiply accumulate
5111*da58b97aSjoerg /// instructions.
5112*da58b97aSjoerg ///
5113*da58b97aSjoerg /// \see genFusedMultiply
genFusedMultiplyIdx(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,const TargetRegisterClass * RC)5114*da58b97aSjoerg static MachineInstr *genFusedMultiplyIdx(
5115*da58b97aSjoerg     MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI, const TargetInstrInfo *TII,
5116*da58b97aSjoerg     MachineInstr &Root, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
5117*da58b97aSjoerg     unsigned IdxMulOpd, unsigned MaddOpc, const TargetRegisterClass *RC) {
5118*da58b97aSjoerg   return genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, IdxMulOpd, MaddOpc, RC,
5119*da58b97aSjoerg                           FMAInstKind::Indexed);
5120*da58b97aSjoerg }
5121*da58b97aSjoerg 
5122*da58b97aSjoerg /// genFusedMultiplyAccNeg - Helper to generate fused multiply accumulate
5123*da58b97aSjoerg /// instructions with an additional negation of the accumulator
genFusedMultiplyIdxNeg(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,DenseMap<unsigned,unsigned> & InstrIdxForVirtReg,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,unsigned MnegOpc,const TargetRegisterClass * RC)5124*da58b97aSjoerg static MachineInstr *genFusedMultiplyIdxNeg(
5125*da58b97aSjoerg     MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI, const TargetInstrInfo *TII,
5126*da58b97aSjoerg     MachineInstr &Root, SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
5127*da58b97aSjoerg     DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg, unsigned IdxMulOpd,
5128*da58b97aSjoerg     unsigned MaddOpc, unsigned MnegOpc, const TargetRegisterClass *RC) {
5129*da58b97aSjoerg   assert(IdxMulOpd == 1);
5130*da58b97aSjoerg 
5131*da58b97aSjoerg   Register NewVR =
5132*da58b97aSjoerg       genNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, InstrIdxForVirtReg, MnegOpc, RC);
5133*da58b97aSjoerg 
5134*da58b97aSjoerg   return genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, IdxMulOpd, MaddOpc, RC,
5135*da58b97aSjoerg                           FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
5136*da58b97aSjoerg }
5137*da58b97aSjoerg 
513806f32e7eSjoerg /// genMaddR - Generate madd instruction and combine mul and add using
513906f32e7eSjoerg /// an extra virtual register
514006f32e7eSjoerg /// Example - an ADD intermediate needs to be stored in a register:
514106f32e7eSjoerg ///   MUL I=A,B,0
514206f32e7eSjoerg ///   ADD R,I,Imm
514306f32e7eSjoerg ///   ==> ORR  V, ZR, Imm
514406f32e7eSjoerg ///   ==> MADD R,A,B,V
514506f32e7eSjoerg /// \param MF Containing MachineFunction
514606f32e7eSjoerg /// \param MRI Register information
514706f32e7eSjoerg /// \param TII Target information
514806f32e7eSjoerg /// \param Root is the ADD instruction
514906f32e7eSjoerg /// \param [out] InsInstrs is a vector of machine instructions and will
515006f32e7eSjoerg /// contain the generated madd instruction
515106f32e7eSjoerg /// \param IdxMulOpd is index of operand in Root that is the result of
515206f32e7eSjoerg /// the MUL. In the example above IdxMulOpd is 1.
515306f32e7eSjoerg /// \param MaddOpc the opcode fo the madd instruction
515406f32e7eSjoerg /// \param VR is a virtual register that holds the value of an ADD operand
515506f32e7eSjoerg /// (V in the example above).
515606f32e7eSjoerg /// \param RC Register class of operands
genMaddR(MachineFunction & MF,MachineRegisterInfo & MRI,const TargetInstrInfo * TII,MachineInstr & Root,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,unsigned IdxMulOpd,unsigned MaddOpc,unsigned VR,const TargetRegisterClass * RC)515706f32e7eSjoerg static MachineInstr *genMaddR(MachineFunction &MF, MachineRegisterInfo &MRI,
515806f32e7eSjoerg                               const TargetInstrInfo *TII, MachineInstr &Root,
515906f32e7eSjoerg                               SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
516006f32e7eSjoerg                               unsigned IdxMulOpd, unsigned MaddOpc, unsigned VR,
516106f32e7eSjoerg                               const TargetRegisterClass *RC) {
516206f32e7eSjoerg   assert(IdxMulOpd == 1 || IdxMulOpd == 2);
516306f32e7eSjoerg 
516406f32e7eSjoerg   MachineInstr *MUL = MRI.getUniqueVRegDef(Root.getOperand(IdxMulOpd).getReg());
516506f32e7eSjoerg   Register ResultReg = Root.getOperand(0).getReg();
516606f32e7eSjoerg   Register SrcReg0 = MUL->getOperand(1).getReg();
516706f32e7eSjoerg   bool Src0IsKill = MUL->getOperand(1).isKill();
516806f32e7eSjoerg   Register SrcReg1 = MUL->getOperand(2).getReg();
516906f32e7eSjoerg   bool Src1IsKill = MUL->getOperand(2).isKill();
517006f32e7eSjoerg 
517106f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(ResultReg))
517206f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(ResultReg, RC);
517306f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(SrcReg0))
517406f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(SrcReg0, RC);
517506f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(SrcReg1))
517606f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(SrcReg1, RC);
517706f32e7eSjoerg   if (Register::isVirtualRegister(VR))
517806f32e7eSjoerg     MRI.constrainRegClass(VR, RC);
517906f32e7eSjoerg 
518006f32e7eSjoerg   MachineInstrBuilder MIB =
518106f32e7eSjoerg       BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(MaddOpc), ResultReg)
518206f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg0, getKillRegState(Src0IsKill))
518306f32e7eSjoerg           .addReg(SrcReg1, getKillRegState(Src1IsKill))
518406f32e7eSjoerg           .addReg(VR);
518506f32e7eSjoerg   // Insert the MADD
518606f32e7eSjoerg   InsInstrs.push_back(MIB);
518706f32e7eSjoerg   return MUL;
518806f32e7eSjoerg }
518906f32e7eSjoerg 
519006f32e7eSjoerg /// When getMachineCombinerPatterns() finds potential patterns,
519106f32e7eSjoerg /// this function generates the instructions that could replace the
519206f32e7eSjoerg /// original code sequence
genAlternativeCodeSequence(MachineInstr & Root,MachineCombinerPattern Pattern,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & InsInstrs,SmallVectorImpl<MachineInstr * > & DelInstrs,DenseMap<unsigned,unsigned> & InstrIdxForVirtReg) const519306f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::genAlternativeCodeSequence(
519406f32e7eSjoerg     MachineInstr &Root, MachineCombinerPattern Pattern,
519506f32e7eSjoerg     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &InsInstrs,
519606f32e7eSjoerg     SmallVectorImpl<MachineInstr *> &DelInstrs,
519706f32e7eSjoerg     DenseMap<unsigned, unsigned> &InstrIdxForVirtReg) const {
519806f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock &MBB = *Root.getParent();
519906f32e7eSjoerg   MachineRegisterInfo &MRI = MBB.getParent()->getRegInfo();
520006f32e7eSjoerg   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
520106f32e7eSjoerg   const TargetInstrInfo *TII = MF.getSubtarget().getInstrInfo();
520206f32e7eSjoerg 
5203*da58b97aSjoerg   MachineInstr *MUL = nullptr;
520406f32e7eSjoerg   const TargetRegisterClass *RC;
520506f32e7eSjoerg   unsigned Opc;
520606f32e7eSjoerg   switch (Pattern) {
520706f32e7eSjoerg   default:
520806f32e7eSjoerg     // Reassociate instructions.
520906f32e7eSjoerg     TargetInstrInfo::genAlternativeCodeSequence(Root, Pattern, InsInstrs,
521006f32e7eSjoerg                                                 DelInstrs, InstrIdxForVirtReg);
521106f32e7eSjoerg     return;
521206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDW_OP1:
521306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDX_OP1:
521406f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
521506f32e7eSjoerg     // ADD R,I,C
521606f32e7eSjoerg     // ==> MADD R,A,B,C
521706f32e7eSjoerg     // --- Create(MADD);
521806f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULADDW_OP1) {
521906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDWrrr;
522006f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
522106f32e7eSjoerg     } else {
522206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDXrrr;
522306f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
522406f32e7eSjoerg     }
522506f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
522606f32e7eSjoerg     break;
522706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDW_OP2:
522806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDX_OP2:
522906f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
523006f32e7eSjoerg     // ADD R,C,I
523106f32e7eSjoerg     // ==> MADD R,A,B,C
523206f32e7eSjoerg     // --- Create(MADD);
523306f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULADDW_OP2) {
523406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDWrrr;
523506f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
523606f32e7eSjoerg     } else {
523706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDXrrr;
523806f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
523906f32e7eSjoerg     }
524006f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
524106f32e7eSjoerg     break;
524206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDWI_OP1:
524306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDXI_OP1: {
524406f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
524506f32e7eSjoerg     // ADD R,I,Imm
524606f32e7eSjoerg     // ==> ORR  V, ZR, Imm
524706f32e7eSjoerg     // ==> MADD R,A,B,V
524806f32e7eSjoerg     // --- Create(MADD);
524906f32e7eSjoerg     const TargetRegisterClass *OrrRC;
525006f32e7eSjoerg     unsigned BitSize, OrrOpc, ZeroReg;
525106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULADDWI_OP1) {
525206f32e7eSjoerg       OrrOpc = AArch64::ORRWri;
525306f32e7eSjoerg       OrrRC = &AArch64::GPR32spRegClass;
525406f32e7eSjoerg       BitSize = 32;
525506f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::WZR;
525606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDWrrr;
525706f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
525806f32e7eSjoerg     } else {
525906f32e7eSjoerg       OrrOpc = AArch64::ORRXri;
526006f32e7eSjoerg       OrrRC = &AArch64::GPR64spRegClass;
526106f32e7eSjoerg       BitSize = 64;
526206f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::XZR;
526306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDXrrr;
526406f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
526506f32e7eSjoerg     }
526606f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(OrrRC);
526706f32e7eSjoerg     uint64_t Imm = Root.getOperand(2).getImm();
526806f32e7eSjoerg 
526906f32e7eSjoerg     if (Root.getOperand(3).isImm()) {
527006f32e7eSjoerg       unsigned Val = Root.getOperand(3).getImm();
527106f32e7eSjoerg       Imm = Imm << Val;
527206f32e7eSjoerg     }
527306f32e7eSjoerg     uint64_t UImm = SignExtend64(Imm, BitSize);
527406f32e7eSjoerg     uint64_t Encoding;
527506f32e7eSjoerg     if (AArch64_AM::processLogicalImmediate(UImm, BitSize, Encoding)) {
527606f32e7eSjoerg       MachineInstrBuilder MIB1 =
527706f32e7eSjoerg           BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(OrrOpc), NewVR)
527806f32e7eSjoerg               .addReg(ZeroReg)
527906f32e7eSjoerg               .addImm(Encoding);
528006f32e7eSjoerg       InsInstrs.push_back(MIB1);
528106f32e7eSjoerg       InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
528206f32e7eSjoerg       MUL = genMaddR(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, NewVR, RC);
528306f32e7eSjoerg     }
528406f32e7eSjoerg     break;
528506f32e7eSjoerg   }
528606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBW_OP1:
528706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBX_OP1: {
528806f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
528906f32e7eSjoerg     // SUB R,I, C
529006f32e7eSjoerg     // ==> SUB  V, 0, C
529106f32e7eSjoerg     // ==> MADD R,A,B,V // = -C + A*B
529206f32e7eSjoerg     // --- Create(MADD);
529306f32e7eSjoerg     const TargetRegisterClass *SubRC;
529406f32e7eSjoerg     unsigned SubOpc, ZeroReg;
529506f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULSUBW_OP1) {
529606f32e7eSjoerg       SubOpc = AArch64::SUBWrr;
529706f32e7eSjoerg       SubRC = &AArch64::GPR32spRegClass;
529806f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::WZR;
529906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDWrrr;
530006f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
530106f32e7eSjoerg     } else {
530206f32e7eSjoerg       SubOpc = AArch64::SUBXrr;
530306f32e7eSjoerg       SubRC = &AArch64::GPR64spRegClass;
530406f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::XZR;
530506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDXrrr;
530606f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
530706f32e7eSjoerg     }
530806f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(SubRC);
530906f32e7eSjoerg     // SUB NewVR, 0, C
531006f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
531106f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(SubOpc), NewVR)
531206f32e7eSjoerg             .addReg(ZeroReg)
531306f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
531406f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
531506f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
531606f32e7eSjoerg     MUL = genMaddR(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, NewVR, RC);
531706f32e7eSjoerg     break;
531806f32e7eSjoerg   }
531906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBW_OP2:
532006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBX_OP2:
532106f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
532206f32e7eSjoerg     // SUB R,C,I
532306f32e7eSjoerg     // ==> MSUB R,A,B,C (computes C - A*B)
532406f32e7eSjoerg     // --- Create(MSUB);
532506f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULSUBW_OP2) {
532606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MSUBWrrr;
532706f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
532806f32e7eSjoerg     } else {
532906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MSUBXrrr;
533006f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
533106f32e7eSjoerg     }
533206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
533306f32e7eSjoerg     break;
533406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBWI_OP1:
533506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBXI_OP1: {
533606f32e7eSjoerg     // MUL I=A,B,0
533706f32e7eSjoerg     // SUB R,I, Imm
533806f32e7eSjoerg     // ==> ORR  V, ZR, -Imm
533906f32e7eSjoerg     // ==> MADD R,A,B,V // = -Imm + A*B
534006f32e7eSjoerg     // --- Create(MADD);
534106f32e7eSjoerg     const TargetRegisterClass *OrrRC;
534206f32e7eSjoerg     unsigned BitSize, OrrOpc, ZeroReg;
534306f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::MULSUBWI_OP1) {
534406f32e7eSjoerg       OrrOpc = AArch64::ORRWri;
534506f32e7eSjoerg       OrrRC = &AArch64::GPR32spRegClass;
534606f32e7eSjoerg       BitSize = 32;
534706f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::WZR;
534806f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDWrrr;
534906f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR32RegClass;
535006f32e7eSjoerg     } else {
535106f32e7eSjoerg       OrrOpc = AArch64::ORRXri;
535206f32e7eSjoerg       OrrRC = &AArch64::GPR64spRegClass;
535306f32e7eSjoerg       BitSize = 64;
535406f32e7eSjoerg       ZeroReg = AArch64::XZR;
535506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::MADDXrrr;
535606f32e7eSjoerg       RC = &AArch64::GPR64RegClass;
535706f32e7eSjoerg     }
535806f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(OrrRC);
535906f32e7eSjoerg     uint64_t Imm = Root.getOperand(2).getImm();
536006f32e7eSjoerg     if (Root.getOperand(3).isImm()) {
536106f32e7eSjoerg       unsigned Val = Root.getOperand(3).getImm();
536206f32e7eSjoerg       Imm = Imm << Val;
536306f32e7eSjoerg     }
536406f32e7eSjoerg     uint64_t UImm = SignExtend64(-Imm, BitSize);
536506f32e7eSjoerg     uint64_t Encoding;
536606f32e7eSjoerg     if (AArch64_AM::processLogicalImmediate(UImm, BitSize, Encoding)) {
536706f32e7eSjoerg       MachineInstrBuilder MIB1 =
536806f32e7eSjoerg           BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(OrrOpc), NewVR)
536906f32e7eSjoerg               .addReg(ZeroReg)
537006f32e7eSjoerg               .addImm(Encoding);
537106f32e7eSjoerg       InsInstrs.push_back(MIB1);
537206f32e7eSjoerg       InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
537306f32e7eSjoerg       MUL = genMaddR(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, NewVR, RC);
537406f32e7eSjoerg     }
537506f32e7eSjoerg     break;
537606f32e7eSjoerg   }
5377*da58b97aSjoerg 
5378*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i8_OP1:
5379*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i8;
5380*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5381*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5382*da58b97aSjoerg     break;
5383*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i8_OP2:
5384*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i8;
5385*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5386*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5387*da58b97aSjoerg     break;
5388*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv16i8_OP1:
5389*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv16i8;
5390*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5391*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5392*da58b97aSjoerg     break;
5393*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv16i8_OP2:
5394*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv16i8;
5395*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5396*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5397*da58b97aSjoerg     break;
5398*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_OP1:
5399*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16;
5400*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5401*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5402*da58b97aSjoerg     break;
5403*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_OP2:
5404*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16;
5405*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5406*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5407*da58b97aSjoerg     break;
5408*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_OP1:
5409*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16;
5410*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5411*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5412*da58b97aSjoerg     break;
5413*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_OP2:
5414*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16;
5415*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5416*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5417*da58b97aSjoerg     break;
5418*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_OP1:
5419*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32;
5420*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5421*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5422*da58b97aSjoerg     break;
5423*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_OP2:
5424*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32;
5425*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5426*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5427*da58b97aSjoerg     break;
5428*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_OP1:
5429*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32;
5430*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5431*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5432*da58b97aSjoerg     break;
5433*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_OP2:
5434*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32;
5435*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5436*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5437*da58b97aSjoerg     break;
5438*da58b97aSjoerg 
5439*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i8_OP1:
5440*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i8;
5441*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5442*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5443*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv8i8,
5444*da58b97aSjoerg                                  RC);
5445*da58b97aSjoerg     break;
5446*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i8_OP2:
5447*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv8i8;
5448*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5449*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5450*da58b97aSjoerg     break;
5451*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv16i8_OP1:
5452*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv16i8;
5453*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5454*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5455*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv16i8,
5456*da58b97aSjoerg                                  RC);
5457*da58b97aSjoerg     break;
5458*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv16i8_OP2:
5459*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv16i8;
5460*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5461*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5462*da58b97aSjoerg     break;
5463*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_OP1:
5464*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16;
5465*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5466*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5467*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv4i16,
5468*da58b97aSjoerg                                  RC);
5469*da58b97aSjoerg     break;
5470*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_OP2:
5471*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv4i16;
5472*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5473*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5474*da58b97aSjoerg     break;
5475*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_OP1:
5476*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16;
5477*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5478*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5479*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv8i16,
5480*da58b97aSjoerg                                  RC);
5481*da58b97aSjoerg     break;
5482*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_OP2:
5483*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv8i16;
5484*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5485*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5486*da58b97aSjoerg     break;
5487*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_OP1:
5488*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32;
5489*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5490*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5491*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv2i32,
5492*da58b97aSjoerg                                  RC);
5493*da58b97aSjoerg     break;
5494*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_OP2:
5495*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv2i32;
5496*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5497*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5498*da58b97aSjoerg     break;
5499*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_OP1:
5500*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32;
5501*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5502*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAccNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5503*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv4i32,
5504*da58b97aSjoerg                                  RC);
5505*da58b97aSjoerg     break;
5506*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_OP2:
5507*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv4i32;
5508*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5509*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyAcc(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5510*da58b97aSjoerg     break;
5511*da58b97aSjoerg 
5512*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_indexed_OP1:
5513*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16_indexed;
5514*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5515*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5516*da58b97aSjoerg     break;
5517*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i16_indexed_OP2:
5518*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16_indexed;
5519*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5520*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5521*da58b97aSjoerg     break;
5522*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_indexed_OP1:
5523*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16_indexed;
5524*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5525*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5526*da58b97aSjoerg     break;
5527*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv8i16_indexed_OP2:
5528*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16_indexed;
5529*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5530*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5531*da58b97aSjoerg     break;
5532*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_indexed_OP1:
5533*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32_indexed;
5534*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5535*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5536*da58b97aSjoerg     break;
5537*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv2i32_indexed_OP2:
5538*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32_indexed;
5539*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5540*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5541*da58b97aSjoerg     break;
5542*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_indexed_OP1:
5543*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32_indexed;
5544*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5545*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
5546*da58b97aSjoerg     break;
5547*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULADDv4i32_indexed_OP2:
5548*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32_indexed;
5549*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5550*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5551*da58b97aSjoerg     break;
5552*da58b97aSjoerg 
5553*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_indexed_OP1:
5554*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i16_indexed;
5555*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5556*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdxNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5557*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv4i16,
5558*da58b97aSjoerg                                  RC);
5559*da58b97aSjoerg     break;
5560*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i16_indexed_OP2:
5561*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv4i16_indexed;
5562*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5563*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5564*da58b97aSjoerg     break;
5565*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_indexed_OP1:
5566*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv8i16_indexed;
5567*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5568*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdxNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5569*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv8i16,
5570*da58b97aSjoerg                                  RC);
5571*da58b97aSjoerg     break;
5572*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv8i16_indexed_OP2:
5573*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv8i16_indexed;
5574*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5575*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5576*da58b97aSjoerg     break;
5577*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_indexed_OP1:
5578*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv2i32_indexed;
5579*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5580*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdxNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5581*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv2i32,
5582*da58b97aSjoerg                                  RC);
5583*da58b97aSjoerg     break;
5584*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv2i32_indexed_OP2:
5585*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv2i32_indexed;
5586*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
5587*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5588*da58b97aSjoerg     break;
5589*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_indexed_OP1:
5590*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLAv4i32_indexed;
5591*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5592*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdxNeg(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs,
5593*da58b97aSjoerg                                  InstrIdxForVirtReg, 1, Opc, AArch64::NEGv4i32,
5594*da58b97aSjoerg                                  RC);
5595*da58b97aSjoerg     break;
5596*da58b97aSjoerg   case MachineCombinerPattern::MULSUBv4i32_indexed_OP2:
5597*da58b97aSjoerg     Opc = AArch64::MLSv4i32_indexed;
5598*da58b97aSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
5599*da58b97aSjoerg     MUL = genFusedMultiplyIdx(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
5600*da58b97aSjoerg     break;
5601*da58b97aSjoerg 
560206f32e7eSjoerg   // Floating Point Support
560306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDH_OP1:
560406f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDHrrr;
560506f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR16RegClass;
560606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
560706f32e7eSjoerg     break;
560806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDS_OP1:
560906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDSrrr;
561006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
561106f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
561206f32e7eSjoerg     break;
561306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDD_OP1:
561406f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDDrrr;
561506f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
561606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
561706f32e7eSjoerg     break;
561806f32e7eSjoerg 
561906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDH_OP2:
562006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDHrrr;
562106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR16RegClass;
562206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
562306f32e7eSjoerg     break;
562406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDS_OP2:
562506f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDSrrr;
562606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
562706f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
562806f32e7eSjoerg     break;
562906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULADDD_OP2:
563006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMADDDrrr;
563106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
563206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
563306f32e7eSjoerg     break;
563406f32e7eSjoerg 
563506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i32_indexed_OP1:
563606f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv1i32_indexed;
563706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
563806f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
563906f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
564006f32e7eSjoerg     break;
564106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i32_indexed_OP2:
564206f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv1i32_indexed;
564306f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
564406f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
564506f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
564606f32e7eSjoerg     break;
564706f32e7eSjoerg 
564806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i64_indexed_OP1:
564906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv1i64_indexed;
565006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
565106f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
565206f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
565306f32e7eSjoerg     break;
565406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv1i64_indexed_OP2:
565506f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv1i64_indexed;
565606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
565706f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
565806f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
565906f32e7eSjoerg     break;
566006f32e7eSjoerg 
566106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i16_indexed_OP1:
566206f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
566306f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv4i16_indexed;
566406f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
566506f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
566606f32e7eSjoerg     break;
566706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f16_OP1:
566806f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
566906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv4f16;
567006f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
567106f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
567206f32e7eSjoerg     break;
567306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i16_indexed_OP2:
567406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
567506f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv4i16_indexed;
567606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
567706f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
567806f32e7eSjoerg     break;
567906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f16_OP2:
568006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
568106f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv4f16;
568206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
568306f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
568406f32e7eSjoerg     break;
568506f32e7eSjoerg 
568606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP1:
568706f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f32_OP1:
568806f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
568906f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP1) {
569006f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i32_indexed;
569106f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
569206f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
569306f32e7eSjoerg     } else {
569406f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f32;
569506f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
569606f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
569706f32e7eSjoerg     }
569806f32e7eSjoerg     break;
569906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP2:
570006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f32_OP2:
570106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
570206f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv2i32_indexed_OP2) {
570306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i32_indexed;
570406f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
570506f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
570606f32e7eSjoerg     } else {
570706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f32;
570806f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
570906f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
571006f32e7eSjoerg     }
571106f32e7eSjoerg     break;
571206f32e7eSjoerg 
571306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8i16_indexed_OP1:
571406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
571506f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv8i16_indexed;
571606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
571706f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
571806f32e7eSjoerg     break;
571906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8f16_OP1:
572006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
572106f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv8f16;
572206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
572306f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
572406f32e7eSjoerg     break;
572506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8i16_indexed_OP2:
572606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
572706f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv8i16_indexed;
572806f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
572906f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
573006f32e7eSjoerg     break;
573106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv8f16_OP2:
573206f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
573306f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLAv8f16;
573406f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
573506f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
573606f32e7eSjoerg     break;
573706f32e7eSjoerg 
573806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP1:
573906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f64_OP1:
574006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
574106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP1) {
574206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i64_indexed;
574306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
574406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
574506f32e7eSjoerg     } else {
574606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f64;
574706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
574806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
574906f32e7eSjoerg     }
575006f32e7eSjoerg     break;
575106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP2:
575206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv2f64_OP2:
575306f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
575406f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv2i64_indexed_OP2) {
575506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i64_indexed;
575606f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
575706f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
575806f32e7eSjoerg     } else {
575906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f64;
576006f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
576106f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
576206f32e7eSjoerg     }
576306f32e7eSjoerg     break;
576406f32e7eSjoerg 
576506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP1:
576606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f32_OP1:
576706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
576806f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP1) {
576906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4i32_indexed;
577006f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
577106f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
577206f32e7eSjoerg     } else {
577306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4f32;
577406f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
577506f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
577606f32e7eSjoerg     }
577706f32e7eSjoerg     break;
577806f32e7eSjoerg 
577906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP2:
578006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLAv4f32_OP2:
578106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
578206f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLAv4i32_indexed_OP2) {
578306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4i32_indexed;
578406f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
578506f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
578606f32e7eSjoerg     } else {
578706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4f32;
578806f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
578906f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
579006f32e7eSjoerg     }
579106f32e7eSjoerg     break;
579206f32e7eSjoerg 
579306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBH_OP1:
579406f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMSUBHrrr;
579506f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR16RegClass;
579606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
579706f32e7eSjoerg     break;
579806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBS_OP1:
579906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMSUBSrrr;
580006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
580106f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
580206f32e7eSjoerg     break;
580306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBD_OP1:
580406f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMSUBDrrr;
580506f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
580606f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
580706f32e7eSjoerg     break;
580806f32e7eSjoerg 
580906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBH_OP1:
581006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMADDHrrr;
581106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR16RegClass;
581206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
581306f32e7eSjoerg     break;
581406f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBS_OP1:
581506f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMADDSrrr;
581606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
581706f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
581806f32e7eSjoerg     break;
581906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FNMULSUBD_OP1:
582006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FNMADDDrrr;
582106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
582206f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC);
582306f32e7eSjoerg     break;
582406f32e7eSjoerg 
582506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBH_OP2:
582606f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMSUBHrrr;
582706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR16RegClass;
582806f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
582906f32e7eSjoerg     break;
583006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBS_OP2:
583106f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMSUBSrrr;
583206f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
583306f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
583406f32e7eSjoerg     break;
583506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMULSUBD_OP2:
583606f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMSUBDrrr;
583706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
583806f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC);
583906f32e7eSjoerg     break;
584006f32e7eSjoerg 
584106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv1i32_indexed_OP2:
584206f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv1i32_indexed;
584306f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR32RegClass;
584406f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
584506f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
584606f32e7eSjoerg     break;
584706f32e7eSjoerg 
584806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv1i64_indexed_OP2:
584906f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv1i64_indexed;
585006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
585106f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
585206f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
585306f32e7eSjoerg     break;
585406f32e7eSjoerg 
585506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f16_OP1:
585606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i16_indexed_OP1: {
585706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
585806f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
585906f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
586006f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(AArch64::FNEGv4f16), NewVR)
586106f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
586206f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
586306f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
586406f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv4f16_OP1) {
586506f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4f16;
586606f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
586706f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
586806f32e7eSjoerg     } else {
586906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4i16_indexed;
587006f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
587106f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
587206f32e7eSjoerg     }
587306f32e7eSjoerg     break;
587406f32e7eSjoerg   }
587506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f16_OP2:
587606f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
587706f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv4f16;
587806f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
587906f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
588006f32e7eSjoerg     break;
588106f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i16_indexed_OP2:
588206f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
588306f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv4i16_indexed;
588406f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
588506f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
588606f32e7eSjoerg     break;
588706f32e7eSjoerg 
588806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f32_OP2:
588906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i32_indexed_OP2:
589006f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
589106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv2i32_indexed_OP2) {
589206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv2i32_indexed;
589306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
589406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
589506f32e7eSjoerg     } else {
589606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv2f32;
589706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
589806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
589906f32e7eSjoerg     }
590006f32e7eSjoerg     break;
590106f32e7eSjoerg 
590206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8f16_OP1:
590306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8i16_indexed_OP1: {
590406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
590506f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
590606f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
590706f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(AArch64::FNEGv8f16), NewVR)
590806f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
590906f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
591006f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
591106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv8f16_OP1) {
591206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv8f16;
591306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
591406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
591506f32e7eSjoerg     } else {
591606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv8i16_indexed;
591706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
591806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
591906f32e7eSjoerg     }
592006f32e7eSjoerg     break;
592106f32e7eSjoerg   }
592206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8f16_OP2:
592306f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
592406f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv8f16;
592506f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
592606f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Accumulator);
592706f32e7eSjoerg     break;
592806f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv8i16_indexed_OP2:
592906f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
593006f32e7eSjoerg     Opc = AArch64::FMLSv8i16_indexed;
593106f32e7eSjoerg     MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
593206f32e7eSjoerg                            FMAInstKind::Indexed);
593306f32e7eSjoerg     break;
593406f32e7eSjoerg 
593506f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f64_OP2:
593606f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i64_indexed_OP2:
593706f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
593806f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv2i64_indexed_OP2) {
593906f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv2i64_indexed;
594006f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
594106f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
594206f32e7eSjoerg     } else {
594306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv2f64;
594406f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
594506f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
594606f32e7eSjoerg     }
594706f32e7eSjoerg     break;
594806f32e7eSjoerg 
594906f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f32_OP2:
595006f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i32_indexed_OP2:
595106f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
595206f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv4i32_indexed_OP2) {
595306f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv4i32_indexed;
595406f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
595506f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed);
595606f32e7eSjoerg     } else {
595706f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLSv4f32;
595806f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 2, Opc, RC,
595906f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator);
596006f32e7eSjoerg     }
596106f32e7eSjoerg     break;
596206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f32_OP1:
596306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i32_indexed_OP1: {
596406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR64RegClass;
596506f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
596606f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
596706f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(AArch64::FNEGv2f32), NewVR)
596806f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
596906f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
597006f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
597106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv2i32_indexed_OP1) {
597206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i32_indexed;
597306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
597406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
597506f32e7eSjoerg     } else {
597606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f32;
597706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
597806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
597906f32e7eSjoerg     }
598006f32e7eSjoerg     break;
598106f32e7eSjoerg   }
598206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4f32_OP1:
598306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv4i32_indexed_OP1: {
598406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
598506f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
598606f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
598706f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(AArch64::FNEGv4f32), NewVR)
598806f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
598906f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
599006f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
599106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv4i32_indexed_OP1) {
599206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4i32_indexed;
599306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
599406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
599506f32e7eSjoerg     } else {
599606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv4f32;
599706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
599806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
599906f32e7eSjoerg     }
600006f32e7eSjoerg     break;
600106f32e7eSjoerg   }
600206f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2f64_OP1:
600306f32e7eSjoerg   case MachineCombinerPattern::FMLSv2i64_indexed_OP1: {
600406f32e7eSjoerg     RC = &AArch64::FPR128RegClass;
600506f32e7eSjoerg     Register NewVR = MRI.createVirtualRegister(RC);
600606f32e7eSjoerg     MachineInstrBuilder MIB1 =
600706f32e7eSjoerg         BuildMI(MF, Root.getDebugLoc(), TII->get(AArch64::FNEGv2f64), NewVR)
600806f32e7eSjoerg             .add(Root.getOperand(2));
600906f32e7eSjoerg     InsInstrs.push_back(MIB1);
601006f32e7eSjoerg     InstrIdxForVirtReg.insert(std::make_pair(NewVR, 0));
601106f32e7eSjoerg     if (Pattern == MachineCombinerPattern::FMLSv2i64_indexed_OP1) {
601206f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2i64_indexed;
601306f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
601406f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Indexed, &NewVR);
601506f32e7eSjoerg     } else {
601606f32e7eSjoerg       Opc = AArch64::FMLAv2f64;
601706f32e7eSjoerg       MUL = genFusedMultiply(MF, MRI, TII, Root, InsInstrs, 1, Opc, RC,
601806f32e7eSjoerg                              FMAInstKind::Accumulator, &NewVR);
601906f32e7eSjoerg     }
602006f32e7eSjoerg     break;
602106f32e7eSjoerg   }
602206f32e7eSjoerg   } // end switch (Pattern)
602306f32e7eSjoerg   // Record MUL and ADD/SUB for deletion
6024*da58b97aSjoerg   // FIXME: This assertion fails in CodeGen/AArch64/tailmerging_in_mbp.ll and
6025*da58b97aSjoerg   // CodeGen/AArch64/urem-seteq-nonzero.ll.
6026*da58b97aSjoerg   // assert(MUL && "MUL was never set");
602706f32e7eSjoerg   DelInstrs.push_back(MUL);
602806f32e7eSjoerg   DelInstrs.push_back(&Root);
602906f32e7eSjoerg }
603006f32e7eSjoerg 
603106f32e7eSjoerg /// Replace csincr-branch sequence by simple conditional branch
603206f32e7eSjoerg ///
603306f32e7eSjoerg /// Examples:
603406f32e7eSjoerg /// 1. \code
603506f32e7eSjoerg ///   csinc  w9, wzr, wzr, <condition code>
603606f32e7eSjoerg ///   tbnz   w9, #0, 0x44
603706f32e7eSjoerg ///    \endcode
603806f32e7eSjoerg /// to
603906f32e7eSjoerg ///    \code
604006f32e7eSjoerg ///   b.<inverted condition code>
604106f32e7eSjoerg ///    \endcode
604206f32e7eSjoerg ///
604306f32e7eSjoerg /// 2. \code
604406f32e7eSjoerg ///   csinc w9, wzr, wzr, <condition code>
604506f32e7eSjoerg ///   tbz   w9, #0, 0x44
604606f32e7eSjoerg ///    \endcode
604706f32e7eSjoerg /// to
604806f32e7eSjoerg ///    \code
604906f32e7eSjoerg ///   b.<condition code>
605006f32e7eSjoerg ///    \endcode
605106f32e7eSjoerg ///
605206f32e7eSjoerg /// Replace compare and branch sequence by TBZ/TBNZ instruction when the
605306f32e7eSjoerg /// compare's constant operand is power of 2.
605406f32e7eSjoerg ///
605506f32e7eSjoerg /// Examples:
605606f32e7eSjoerg ///    \code
605706f32e7eSjoerg ///   and  w8, w8, #0x400
605806f32e7eSjoerg ///   cbnz w8, L1
605906f32e7eSjoerg ///    \endcode
606006f32e7eSjoerg /// to
606106f32e7eSjoerg ///    \code
606206f32e7eSjoerg ///   tbnz w8, #10, L1
606306f32e7eSjoerg ///    \endcode
606406f32e7eSjoerg ///
606506f32e7eSjoerg /// \param  MI Conditional Branch
606606f32e7eSjoerg /// \return True when the simple conditional branch is generated
606706f32e7eSjoerg ///
optimizeCondBranch(MachineInstr & MI) const606806f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::optimizeCondBranch(MachineInstr &MI) const {
606906f32e7eSjoerg   bool IsNegativeBranch = false;
607006f32e7eSjoerg   bool IsTestAndBranch = false;
607106f32e7eSjoerg   unsigned TargetBBInMI = 0;
607206f32e7eSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
607306f32e7eSjoerg   default:
607406f32e7eSjoerg     llvm_unreachable("Unknown branch instruction?");
607506f32e7eSjoerg   case AArch64::Bcc:
607606f32e7eSjoerg     return false;
607706f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZW:
607806f32e7eSjoerg   case AArch64::CBZX:
607906f32e7eSjoerg     TargetBBInMI = 1;
608006f32e7eSjoerg     break;
608106f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZW:
608206f32e7eSjoerg   case AArch64::CBNZX:
608306f32e7eSjoerg     TargetBBInMI = 1;
608406f32e7eSjoerg     IsNegativeBranch = true;
608506f32e7eSjoerg     break;
608606f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZW:
608706f32e7eSjoerg   case AArch64::TBZX:
608806f32e7eSjoerg     TargetBBInMI = 2;
608906f32e7eSjoerg     IsTestAndBranch = true;
609006f32e7eSjoerg     break;
609106f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZW:
609206f32e7eSjoerg   case AArch64::TBNZX:
609306f32e7eSjoerg     TargetBBInMI = 2;
609406f32e7eSjoerg     IsNegativeBranch = true;
609506f32e7eSjoerg     IsTestAndBranch = true;
609606f32e7eSjoerg     break;
609706f32e7eSjoerg   }
609806f32e7eSjoerg   // So we increment a zero register and test for bits other
609906f32e7eSjoerg   // than bit 0? Conservatively bail out in case the verifier
610006f32e7eSjoerg   // missed this case.
610106f32e7eSjoerg   if (IsTestAndBranch && MI.getOperand(1).getImm())
610206f32e7eSjoerg     return false;
610306f32e7eSjoerg 
610406f32e7eSjoerg   // Find Definition.
610506f32e7eSjoerg   assert(MI.getParent() && "Incomplete machine instruciton\n");
610606f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
610706f32e7eSjoerg   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
610806f32e7eSjoerg   MachineRegisterInfo *MRI = &MF->getRegInfo();
610906f32e7eSjoerg   Register VReg = MI.getOperand(0).getReg();
611006f32e7eSjoerg   if (!Register::isVirtualRegister(VReg))
611106f32e7eSjoerg     return false;
611206f32e7eSjoerg 
611306f32e7eSjoerg   MachineInstr *DefMI = MRI->getVRegDef(VReg);
611406f32e7eSjoerg 
611506f32e7eSjoerg   // Look through COPY instructions to find definition.
611606f32e7eSjoerg   while (DefMI->isCopy()) {
611706f32e7eSjoerg     Register CopyVReg = DefMI->getOperand(1).getReg();
611806f32e7eSjoerg     if (!MRI->hasOneNonDBGUse(CopyVReg))
611906f32e7eSjoerg       return false;
612006f32e7eSjoerg     if (!MRI->hasOneDef(CopyVReg))
612106f32e7eSjoerg       return false;
612206f32e7eSjoerg     DefMI = MRI->getVRegDef(CopyVReg);
612306f32e7eSjoerg   }
612406f32e7eSjoerg 
612506f32e7eSjoerg   switch (DefMI->getOpcode()) {
612606f32e7eSjoerg   default:
612706f32e7eSjoerg     return false;
612806f32e7eSjoerg   // Fold AND into a TBZ/TBNZ if constant operand is power of 2.
612906f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDWri:
613006f32e7eSjoerg   case AArch64::ANDXri: {
613106f32e7eSjoerg     if (IsTestAndBranch)
613206f32e7eSjoerg       return false;
613306f32e7eSjoerg     if (DefMI->getParent() != MBB)
613406f32e7eSjoerg       return false;
613506f32e7eSjoerg     if (!MRI->hasOneNonDBGUse(VReg))
613606f32e7eSjoerg       return false;
613706f32e7eSjoerg 
613806f32e7eSjoerg     bool Is32Bit = (DefMI->getOpcode() == AArch64::ANDWri);
613906f32e7eSjoerg     uint64_t Mask = AArch64_AM::decodeLogicalImmediate(
614006f32e7eSjoerg         DefMI->getOperand(2).getImm(), Is32Bit ? 32 : 64);
614106f32e7eSjoerg     if (!isPowerOf2_64(Mask))
614206f32e7eSjoerg       return false;
614306f32e7eSjoerg 
614406f32e7eSjoerg     MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(1);
614506f32e7eSjoerg     Register NewReg = MO.getReg();
614606f32e7eSjoerg     if (!Register::isVirtualRegister(NewReg))
614706f32e7eSjoerg       return false;
614806f32e7eSjoerg 
614906f32e7eSjoerg     assert(!MRI->def_empty(NewReg) && "Register must be defined.");
615006f32e7eSjoerg 
615106f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &RefToMBB = *MBB;
615206f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock *TBB = MI.getOperand(1).getMBB();
615306f32e7eSjoerg     DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
615406f32e7eSjoerg     unsigned Imm = Log2_64(Mask);
615506f32e7eSjoerg     unsigned Opc = (Imm < 32)
615606f32e7eSjoerg                        ? (IsNegativeBranch ? AArch64::TBNZW : AArch64::TBZW)
615706f32e7eSjoerg                        : (IsNegativeBranch ? AArch64::TBNZX : AArch64::TBZX);
615806f32e7eSjoerg     MachineInstr *NewMI = BuildMI(RefToMBB, MI, DL, get(Opc))
615906f32e7eSjoerg                               .addReg(NewReg)
616006f32e7eSjoerg                               .addImm(Imm)
616106f32e7eSjoerg                               .addMBB(TBB);
616206f32e7eSjoerg     // Register lives on to the CBZ now.
616306f32e7eSjoerg     MO.setIsKill(false);
616406f32e7eSjoerg 
616506f32e7eSjoerg     // For immediate smaller than 32, we need to use the 32-bit
616606f32e7eSjoerg     // variant (W) in all cases. Indeed the 64-bit variant does not
616706f32e7eSjoerg     // allow to encode them.
616806f32e7eSjoerg     // Therefore, if the input register is 64-bit, we need to take the
616906f32e7eSjoerg     // 32-bit sub-part.
617006f32e7eSjoerg     if (!Is32Bit && Imm < 32)
617106f32e7eSjoerg       NewMI->getOperand(0).setSubReg(AArch64::sub_32);
617206f32e7eSjoerg     MI.eraseFromParent();
617306f32e7eSjoerg     return true;
617406f32e7eSjoerg   }
617506f32e7eSjoerg   // Look for CSINC
617606f32e7eSjoerg   case AArch64::CSINCWr:
617706f32e7eSjoerg   case AArch64::CSINCXr: {
617806f32e7eSjoerg     if (!(DefMI->getOperand(1).getReg() == AArch64::WZR &&
617906f32e7eSjoerg           DefMI->getOperand(2).getReg() == AArch64::WZR) &&
618006f32e7eSjoerg         !(DefMI->getOperand(1).getReg() == AArch64::XZR &&
618106f32e7eSjoerg           DefMI->getOperand(2).getReg() == AArch64::XZR))
618206f32e7eSjoerg       return false;
618306f32e7eSjoerg 
618406f32e7eSjoerg     if (DefMI->findRegisterDefOperandIdx(AArch64::NZCV, true) != -1)
618506f32e7eSjoerg       return false;
618606f32e7eSjoerg 
618706f32e7eSjoerg     AArch64CC::CondCode CC = (AArch64CC::CondCode)DefMI->getOperand(3).getImm();
618806f32e7eSjoerg     // Convert only when the condition code is not modified between
618906f32e7eSjoerg     // the CSINC and the branch. The CC may be used by other
619006f32e7eSjoerg     // instructions in between.
619106f32e7eSjoerg     if (areCFlagsAccessedBetweenInstrs(DefMI, MI, &getRegisterInfo(), AK_Write))
619206f32e7eSjoerg       return false;
619306f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &RefToMBB = *MBB;
619406f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock *TBB = MI.getOperand(TargetBBInMI).getMBB();
619506f32e7eSjoerg     DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
619606f32e7eSjoerg     if (IsNegativeBranch)
619706f32e7eSjoerg       CC = AArch64CC::getInvertedCondCode(CC);
619806f32e7eSjoerg     BuildMI(RefToMBB, MI, DL, get(AArch64::Bcc)).addImm(CC).addMBB(TBB);
619906f32e7eSjoerg     MI.eraseFromParent();
620006f32e7eSjoerg     return true;
620106f32e7eSjoerg   }
620206f32e7eSjoerg   }
620306f32e7eSjoerg }
620406f32e7eSjoerg 
620506f32e7eSjoerg std::pair<unsigned, unsigned>
decomposeMachineOperandsTargetFlags(unsigned TF) const620606f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::decomposeMachineOperandsTargetFlags(unsigned TF) const {
620706f32e7eSjoerg   const unsigned Mask = AArch64II::MO_FRAGMENT;
620806f32e7eSjoerg   return std::make_pair(TF & Mask, TF & ~Mask);
620906f32e7eSjoerg }
621006f32e7eSjoerg 
621106f32e7eSjoerg ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
getSerializableDirectMachineOperandTargetFlags() const621206f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getSerializableDirectMachineOperandTargetFlags() const {
621306f32e7eSjoerg   using namespace AArch64II;
621406f32e7eSjoerg 
621506f32e7eSjoerg   static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
621606f32e7eSjoerg       {MO_PAGE, "aarch64-page"}, {MO_PAGEOFF, "aarch64-pageoff"},
621706f32e7eSjoerg       {MO_G3, "aarch64-g3"},     {MO_G2, "aarch64-g2"},
621806f32e7eSjoerg       {MO_G1, "aarch64-g1"},     {MO_G0, "aarch64-g0"},
621906f32e7eSjoerg       {MO_HI12, "aarch64-hi12"}};
622006f32e7eSjoerg   return makeArrayRef(TargetFlags);
622106f32e7eSjoerg }
622206f32e7eSjoerg 
622306f32e7eSjoerg ArrayRef<std::pair<unsigned, const char *>>
getSerializableBitmaskMachineOperandTargetFlags() const622406f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getSerializableBitmaskMachineOperandTargetFlags() const {
622506f32e7eSjoerg   using namespace AArch64II;
622606f32e7eSjoerg 
622706f32e7eSjoerg   static const std::pair<unsigned, const char *> TargetFlags[] = {
622806f32e7eSjoerg       {MO_COFFSTUB, "aarch64-coffstub"},
622906f32e7eSjoerg       {MO_GOT, "aarch64-got"},
623006f32e7eSjoerg       {MO_NC, "aarch64-nc"},
623106f32e7eSjoerg       {MO_S, "aarch64-s"},
623206f32e7eSjoerg       {MO_TLS, "aarch64-tls"},
623306f32e7eSjoerg       {MO_DLLIMPORT, "aarch64-dllimport"},
623406f32e7eSjoerg       {MO_PREL, "aarch64-prel"},
623506f32e7eSjoerg       {MO_TAGGED, "aarch64-tagged"}};
623606f32e7eSjoerg   return makeArrayRef(TargetFlags);
623706f32e7eSjoerg }
623806f32e7eSjoerg 
623906f32e7eSjoerg ArrayRef<std::pair<MachineMemOperand::Flags, const char *>>
getSerializableMachineMemOperandTargetFlags() const624006f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getSerializableMachineMemOperandTargetFlags() const {
624106f32e7eSjoerg   static const std::pair<MachineMemOperand::Flags, const char *> TargetFlags[] =
624206f32e7eSjoerg       {{MOSuppressPair, "aarch64-suppress-pair"},
624306f32e7eSjoerg        {MOStridedAccess, "aarch64-strided-access"}};
624406f32e7eSjoerg   return makeArrayRef(TargetFlags);
624506f32e7eSjoerg }
624606f32e7eSjoerg 
624706f32e7eSjoerg /// Constants defining how certain sequences should be outlined.
624806f32e7eSjoerg /// This encompasses how an outlined function should be called, and what kind of
624906f32e7eSjoerg /// frame should be emitted for that outlined function.
625006f32e7eSjoerg ///
625106f32e7eSjoerg /// \p MachineOutlinerDefault implies that the function should be called with
625206f32e7eSjoerg /// a save and restore of LR to the stack.
625306f32e7eSjoerg ///
625406f32e7eSjoerg /// That is,
625506f32e7eSjoerg ///
625606f32e7eSjoerg /// I1     Save LR                    OUTLINED_FUNCTION:
625706f32e7eSjoerg /// I2 --> BL OUTLINED_FUNCTION       I1
625806f32e7eSjoerg /// I3     Restore LR                 I2
625906f32e7eSjoerg ///                                   I3
626006f32e7eSjoerg ///                                   RET
626106f32e7eSjoerg ///
626206f32e7eSjoerg /// * Call construction overhead: 3 (save + BL + restore)
626306f32e7eSjoerg /// * Frame construction overhead: 1 (ret)
626406f32e7eSjoerg /// * Requires stack fixups? Yes
626506f32e7eSjoerg ///
626606f32e7eSjoerg /// \p MachineOutlinerTailCall implies that the function is being created from
626706f32e7eSjoerg /// a sequence of instructions ending in a return.
626806f32e7eSjoerg ///
626906f32e7eSjoerg /// That is,
627006f32e7eSjoerg ///
627106f32e7eSjoerg /// I1                             OUTLINED_FUNCTION:
627206f32e7eSjoerg /// I2 --> B OUTLINED_FUNCTION     I1
627306f32e7eSjoerg /// RET                            I2
627406f32e7eSjoerg ///                                RET
627506f32e7eSjoerg ///
627606f32e7eSjoerg /// * Call construction overhead: 1 (B)
627706f32e7eSjoerg /// * Frame construction overhead: 0 (Return included in sequence)
627806f32e7eSjoerg /// * Requires stack fixups? No
627906f32e7eSjoerg ///
628006f32e7eSjoerg /// \p MachineOutlinerNoLRSave implies that the function should be called using
628106f32e7eSjoerg /// a BL instruction, but doesn't require LR to be saved and restored. This
628206f32e7eSjoerg /// happens when LR is known to be dead.
628306f32e7eSjoerg ///
628406f32e7eSjoerg /// That is,
628506f32e7eSjoerg ///
628606f32e7eSjoerg /// I1                                OUTLINED_FUNCTION:
628706f32e7eSjoerg /// I2 --> BL OUTLINED_FUNCTION       I1
628806f32e7eSjoerg /// I3                                I2
628906f32e7eSjoerg ///                                   I3
629006f32e7eSjoerg ///                                   RET
629106f32e7eSjoerg ///
629206f32e7eSjoerg /// * Call construction overhead: 1 (BL)
629306f32e7eSjoerg /// * Frame construction overhead: 1 (RET)
629406f32e7eSjoerg /// * Requires stack fixups? No
629506f32e7eSjoerg ///
629606f32e7eSjoerg /// \p MachineOutlinerThunk implies that the function is being created from
629706f32e7eSjoerg /// a sequence of instructions ending in a call. The outlined function is
629806f32e7eSjoerg /// called with a BL instruction, and the outlined function tail-calls the
629906f32e7eSjoerg /// original call destination.
630006f32e7eSjoerg ///
630106f32e7eSjoerg /// That is,
630206f32e7eSjoerg ///
630306f32e7eSjoerg /// I1                                OUTLINED_FUNCTION:
630406f32e7eSjoerg /// I2 --> BL OUTLINED_FUNCTION       I1
630506f32e7eSjoerg /// BL f                              I2
630606f32e7eSjoerg ///                                   B f
630706f32e7eSjoerg /// * Call construction overhead: 1 (BL)
630806f32e7eSjoerg /// * Frame construction overhead: 0
630906f32e7eSjoerg /// * Requires stack fixups? No
631006f32e7eSjoerg ///
631106f32e7eSjoerg /// \p MachineOutlinerRegSave implies that the function should be called with a
631206f32e7eSjoerg /// save and restore of LR to an available register. This allows us to avoid
631306f32e7eSjoerg /// stack fixups. Note that this outlining variant is compatible with the
631406f32e7eSjoerg /// NoLRSave case.
631506f32e7eSjoerg ///
631606f32e7eSjoerg /// That is,
631706f32e7eSjoerg ///
631806f32e7eSjoerg /// I1     Save LR                    OUTLINED_FUNCTION:
631906f32e7eSjoerg /// I2 --> BL OUTLINED_FUNCTION       I1
632006f32e7eSjoerg /// I3     Restore LR                 I2
632106f32e7eSjoerg ///                                   I3
632206f32e7eSjoerg ///                                   RET
632306f32e7eSjoerg ///
632406f32e7eSjoerg /// * Call construction overhead: 3 (save + BL + restore)
632506f32e7eSjoerg /// * Frame construction overhead: 1 (ret)
632606f32e7eSjoerg /// * Requires stack fixups? No
632706f32e7eSjoerg enum MachineOutlinerClass {
632806f32e7eSjoerg   MachineOutlinerDefault,  /// Emit a save, restore, call, and return.
632906f32e7eSjoerg   MachineOutlinerTailCall, /// Only emit a branch.
633006f32e7eSjoerg   MachineOutlinerNoLRSave, /// Emit a call and return.
633106f32e7eSjoerg   MachineOutlinerThunk,    /// Emit a call and tail-call.
633206f32e7eSjoerg   MachineOutlinerRegSave   /// Same as default, but save to a register.
633306f32e7eSjoerg };
633406f32e7eSjoerg 
633506f32e7eSjoerg enum MachineOutlinerMBBFlags {
633606f32e7eSjoerg   LRUnavailableSomewhere = 0x2,
633706f32e7eSjoerg   HasCalls = 0x4,
633806f32e7eSjoerg   UnsafeRegsDead = 0x8
633906f32e7eSjoerg };
634006f32e7eSjoerg 
634106f32e7eSjoerg unsigned
findRegisterToSaveLRTo(const outliner::Candidate & C) const634206f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::findRegisterToSaveLRTo(const outliner::Candidate &C) const {
634306f32e7eSjoerg   assert(C.LRUWasSet && "LRU wasn't set?");
634406f32e7eSjoerg   MachineFunction *MF = C.getMF();
634506f32e7eSjoerg   const AArch64RegisterInfo *ARI = static_cast<const AArch64RegisterInfo *>(
634606f32e7eSjoerg       MF->getSubtarget().getRegisterInfo());
634706f32e7eSjoerg 
634806f32e7eSjoerg   // Check if there is an available register across the sequence that we can
634906f32e7eSjoerg   // use.
635006f32e7eSjoerg   for (unsigned Reg : AArch64::GPR64RegClass) {
635106f32e7eSjoerg     if (!ARI->isReservedReg(*MF, Reg) &&
635206f32e7eSjoerg         Reg != AArch64::LR &&  // LR is not reserved, but don't use it.
635306f32e7eSjoerg         Reg != AArch64::X16 && // X16 is not guaranteed to be preserved.
635406f32e7eSjoerg         Reg != AArch64::X17 && // Ditto for X17.
635506f32e7eSjoerg         C.LRU.available(Reg) && C.UsedInSequence.available(Reg))
635606f32e7eSjoerg       return Reg;
635706f32e7eSjoerg   }
635806f32e7eSjoerg 
635906f32e7eSjoerg   // No suitable register. Return 0.
636006f32e7eSjoerg   return 0u;
636106f32e7eSjoerg }
636206f32e7eSjoerg 
6363*da58b97aSjoerg static bool
outliningCandidatesSigningScopeConsensus(const outliner::Candidate & a,const outliner::Candidate & b)6364*da58b97aSjoerg outliningCandidatesSigningScopeConsensus(const outliner::Candidate &a,
6365*da58b97aSjoerg                                          const outliner::Candidate &b) {
6366*da58b97aSjoerg   const auto &MFIa = a.getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
6367*da58b97aSjoerg   const auto &MFIb = b.getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
6368*da58b97aSjoerg 
6369*da58b97aSjoerg   return MFIa->shouldSignReturnAddress(false) == MFIb->shouldSignReturnAddress(false) &&
6370*da58b97aSjoerg          MFIa->shouldSignReturnAddress(true) == MFIb->shouldSignReturnAddress(true);
6371*da58b97aSjoerg }
6372*da58b97aSjoerg 
6373*da58b97aSjoerg static bool
outliningCandidatesSigningKeyConsensus(const outliner::Candidate & a,const outliner::Candidate & b)6374*da58b97aSjoerg outliningCandidatesSigningKeyConsensus(const outliner::Candidate &a,
6375*da58b97aSjoerg                                        const outliner::Candidate &b) {
6376*da58b97aSjoerg   const auto &MFIa = a.getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
6377*da58b97aSjoerg   const auto &MFIb = b.getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
6378*da58b97aSjoerg 
6379*da58b97aSjoerg   return MFIa->shouldSignWithBKey() == MFIb->shouldSignWithBKey();
6380*da58b97aSjoerg }
6381*da58b97aSjoerg 
outliningCandidatesV8_3OpsConsensus(const outliner::Candidate & a,const outliner::Candidate & b)6382*da58b97aSjoerg static bool outliningCandidatesV8_3OpsConsensus(const outliner::Candidate &a,
6383*da58b97aSjoerg                                                 const outliner::Candidate &b) {
6384*da58b97aSjoerg   const AArch64Subtarget &SubtargetA =
6385*da58b97aSjoerg       a.getMF()->getSubtarget<AArch64Subtarget>();
6386*da58b97aSjoerg   const AArch64Subtarget &SubtargetB =
6387*da58b97aSjoerg       b.getMF()->getSubtarget<AArch64Subtarget>();
6388*da58b97aSjoerg   return SubtargetA.hasV8_3aOps() == SubtargetB.hasV8_3aOps();
6389*da58b97aSjoerg }
6390*da58b97aSjoerg 
getOutliningCandidateInfo(std::vector<outliner::Candidate> & RepeatedSequenceLocs) const6391*da58b97aSjoerg outliner::OutlinedFunction AArch64InstrInfo::getOutliningCandidateInfo(
639206f32e7eSjoerg     std::vector<outliner::Candidate> &RepeatedSequenceLocs) const {
639306f32e7eSjoerg   outliner::Candidate &FirstCand = RepeatedSequenceLocs[0];
639406f32e7eSjoerg   unsigned SequenceSize =
639506f32e7eSjoerg       std::accumulate(FirstCand.front(), std::next(FirstCand.back()), 0,
639606f32e7eSjoerg                       [this](unsigned Sum, const MachineInstr &MI) {
639706f32e7eSjoerg                         return Sum + getInstSizeInBytes(MI);
639806f32e7eSjoerg                       });
6399*da58b97aSjoerg   unsigned NumBytesToCreateFrame = 0;
6400*da58b97aSjoerg 
6401*da58b97aSjoerg   // We only allow outlining for functions having exactly matching return
6402*da58b97aSjoerg   // address signing attributes, i.e., all share the same value for the
6403*da58b97aSjoerg   // attribute "sign-return-address" and all share the same type of key they
6404*da58b97aSjoerg   // are signed with.
6405*da58b97aSjoerg   // Additionally we require all functions to simultaniously either support
6406*da58b97aSjoerg   // v8.3a features or not. Otherwise an outlined function could get signed
6407*da58b97aSjoerg   // using dedicated v8.3 instructions and a call from a function that doesn't
6408*da58b97aSjoerg   // support v8.3 instructions would therefore be invalid.
6409*da58b97aSjoerg   if (std::adjacent_find(
6410*da58b97aSjoerg           RepeatedSequenceLocs.begin(), RepeatedSequenceLocs.end(),
6411*da58b97aSjoerg           [](const outliner::Candidate &a, const outliner::Candidate &b) {
6412*da58b97aSjoerg             // Return true if a and b are non-equal w.r.t. return address
6413*da58b97aSjoerg             // signing or support of v8.3a features
6414*da58b97aSjoerg             if (outliningCandidatesSigningScopeConsensus(a, b) &&
6415*da58b97aSjoerg                 outliningCandidatesSigningKeyConsensus(a, b) &&
6416*da58b97aSjoerg                 outliningCandidatesV8_3OpsConsensus(a, b)) {
6417*da58b97aSjoerg               return false;
6418*da58b97aSjoerg             }
6419*da58b97aSjoerg             return true;
6420*da58b97aSjoerg           }) != RepeatedSequenceLocs.end()) {
6421*da58b97aSjoerg     return outliner::OutlinedFunction();
6422*da58b97aSjoerg   }
6423*da58b97aSjoerg 
6424*da58b97aSjoerg   // Since at this point all candidates agree on their return address signing
6425*da58b97aSjoerg   // picking just one is fine. If the candidate functions potentially sign their
6426*da58b97aSjoerg   // return addresses, the outlined function should do the same. Note that in
6427*da58b97aSjoerg   // the case of "sign-return-address"="non-leaf" this is an assumption: It is
6428*da58b97aSjoerg   // not certainly true that the outlined function will have to sign its return
6429*da58b97aSjoerg   // address but this decision is made later, when the decision to outline
6430*da58b97aSjoerg   // has already been made.
6431*da58b97aSjoerg   // The same holds for the number of additional instructions we need: On
6432*da58b97aSjoerg   // v8.3a RET can be replaced by RETAA/RETAB and no AUT instruction is
6433*da58b97aSjoerg   // necessary. However, at this point we don't know if the outlined function
6434*da58b97aSjoerg   // will have a RET instruction so we assume the worst.
6435*da58b97aSjoerg   const TargetRegisterInfo &TRI = getRegisterInfo();
6436*da58b97aSjoerg   if (FirstCand.getMF()
6437*da58b97aSjoerg           ->getInfo<AArch64FunctionInfo>()
6438*da58b97aSjoerg           ->shouldSignReturnAddress(true)) {
6439*da58b97aSjoerg     // One PAC and one AUT instructions
6440*da58b97aSjoerg     NumBytesToCreateFrame += 8;
6441*da58b97aSjoerg 
6442*da58b97aSjoerg     // We have to check if sp modifying instructions would get outlined.
6443*da58b97aSjoerg     // If so we only allow outlining if sp is unchanged overall, so matching
6444*da58b97aSjoerg     // sub and add instructions are okay to outline, all other sp modifications
6445*da58b97aSjoerg     // are not
6446*da58b97aSjoerg     auto hasIllegalSPModification = [&TRI](outliner::Candidate &C) {
6447*da58b97aSjoerg       int SPValue = 0;
6448*da58b97aSjoerg       MachineBasicBlock::iterator MBBI = C.front();
6449*da58b97aSjoerg       for (;;) {
6450*da58b97aSjoerg         if (MBBI->modifiesRegister(AArch64::SP, &TRI)) {
6451*da58b97aSjoerg           switch (MBBI->getOpcode()) {
6452*da58b97aSjoerg           case AArch64::ADDXri:
6453*da58b97aSjoerg           case AArch64::ADDWri:
6454*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getNumOperands() == 4 && "Wrong number of operands");
6455*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getOperand(2).isImm() &&
6456*da58b97aSjoerg                    "Expected operand to be immediate");
6457*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getOperand(1).isReg() &&
6458*da58b97aSjoerg                    "Expected operand to be a register");
6459*da58b97aSjoerg             // Check if the add just increments sp. If so, we search for
6460*da58b97aSjoerg             // matching sub instructions that decrement sp. If not, the
6461*da58b97aSjoerg             // modification is illegal
6462*da58b97aSjoerg             if (MBBI->getOperand(1).getReg() == AArch64::SP)
6463*da58b97aSjoerg               SPValue += MBBI->getOperand(2).getImm();
6464*da58b97aSjoerg             else
6465*da58b97aSjoerg               return true;
6466*da58b97aSjoerg             break;
6467*da58b97aSjoerg           case AArch64::SUBXri:
6468*da58b97aSjoerg           case AArch64::SUBWri:
6469*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getNumOperands() == 4 && "Wrong number of operands");
6470*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getOperand(2).isImm() &&
6471*da58b97aSjoerg                    "Expected operand to be immediate");
6472*da58b97aSjoerg             assert(MBBI->getOperand(1).isReg() &&
6473*da58b97aSjoerg                    "Expected operand to be a register");
6474*da58b97aSjoerg             // Check if the sub just decrements sp. If so, we search for
6475*da58b97aSjoerg             // matching add instructions that increment sp. If not, the
6476*da58b97aSjoerg             // modification is illegal
6477*da58b97aSjoerg             if (MBBI->getOperand(1).getReg() == AArch64::SP)
6478*da58b97aSjoerg               SPValue -= MBBI->getOperand(2).getImm();
6479*da58b97aSjoerg             else
6480*da58b97aSjoerg               return true;
6481*da58b97aSjoerg             break;
6482*da58b97aSjoerg           default:
6483*da58b97aSjoerg             return true;
6484*da58b97aSjoerg           }
6485*da58b97aSjoerg         }
6486*da58b97aSjoerg         if (MBBI == C.back())
6487*da58b97aSjoerg           break;
6488*da58b97aSjoerg         ++MBBI;
6489*da58b97aSjoerg       }
6490*da58b97aSjoerg       if (SPValue)
6491*da58b97aSjoerg         return true;
6492*da58b97aSjoerg       return false;
6493*da58b97aSjoerg     };
6494*da58b97aSjoerg     // Remove candidates with illegal stack modifying instructions
6495*da58b97aSjoerg     llvm::erase_if(RepeatedSequenceLocs, hasIllegalSPModification);
6496*da58b97aSjoerg 
6497*da58b97aSjoerg     // If the sequence doesn't have enough candidates left, then we're done.
6498*da58b97aSjoerg     if (RepeatedSequenceLocs.size() < 2)
6499*da58b97aSjoerg       return outliner::OutlinedFunction();
6500*da58b97aSjoerg   }
650106f32e7eSjoerg 
650206f32e7eSjoerg   // Properties about candidate MBBs that hold for all of them.
650306f32e7eSjoerg   unsigned FlagsSetInAll = 0xF;
650406f32e7eSjoerg 
650506f32e7eSjoerg   // Compute liveness information for each candidate, and set FlagsSetInAll.
650606f32e7eSjoerg   std::for_each(RepeatedSequenceLocs.begin(), RepeatedSequenceLocs.end(),
650706f32e7eSjoerg                 [&FlagsSetInAll](outliner::Candidate &C) {
650806f32e7eSjoerg                   FlagsSetInAll &= C.Flags;
650906f32e7eSjoerg                 });
651006f32e7eSjoerg 
651106f32e7eSjoerg   // According to the AArch64 Procedure Call Standard, the following are
651206f32e7eSjoerg   // undefined on entry/exit from a function call:
651306f32e7eSjoerg   //
651406f32e7eSjoerg   // * Registers x16, x17, (and thus w16, w17)
651506f32e7eSjoerg   // * Condition codes (and thus the NZCV register)
651606f32e7eSjoerg   //
651706f32e7eSjoerg   // Because if this, we can't outline any sequence of instructions where
651806f32e7eSjoerg   // one
651906f32e7eSjoerg   // of these registers is live into/across it. Thus, we need to delete
652006f32e7eSjoerg   // those
652106f32e7eSjoerg   // candidates.
652206f32e7eSjoerg   auto CantGuaranteeValueAcrossCall = [&TRI](outliner::Candidate &C) {
652306f32e7eSjoerg     // If the unsafe registers in this block are all dead, then we don't need
652406f32e7eSjoerg     // to compute liveness here.
652506f32e7eSjoerg     if (C.Flags & UnsafeRegsDead)
652606f32e7eSjoerg       return false;
652706f32e7eSjoerg     C.initLRU(TRI);
652806f32e7eSjoerg     LiveRegUnits LRU = C.LRU;
652906f32e7eSjoerg     return (!LRU.available(AArch64::W16) || !LRU.available(AArch64::W17) ||
653006f32e7eSjoerg             !LRU.available(AArch64::NZCV));
653106f32e7eSjoerg   };
653206f32e7eSjoerg 
653306f32e7eSjoerg   // Are there any candidates where those registers are live?
653406f32e7eSjoerg   if (!(FlagsSetInAll & UnsafeRegsDead)) {
653506f32e7eSjoerg     // Erase every candidate that violates the restrictions above. (It could be
653606f32e7eSjoerg     // true that we have viable candidates, so it's not worth bailing out in
653706f32e7eSjoerg     // the case that, say, 1 out of 20 candidates violate the restructions.)
6538*da58b97aSjoerg     llvm::erase_if(RepeatedSequenceLocs, CantGuaranteeValueAcrossCall);
653906f32e7eSjoerg 
654006f32e7eSjoerg     // If the sequence doesn't have enough candidates left, then we're done.
654106f32e7eSjoerg     if (RepeatedSequenceLocs.size() < 2)
654206f32e7eSjoerg       return outliner::OutlinedFunction();
654306f32e7eSjoerg   }
654406f32e7eSjoerg 
654506f32e7eSjoerg   // At this point, we have only "safe" candidates to outline. Figure out
654606f32e7eSjoerg   // frame + call instruction information.
654706f32e7eSjoerg 
654806f32e7eSjoerg   unsigned LastInstrOpcode = RepeatedSequenceLocs[0].back()->getOpcode();
654906f32e7eSjoerg 
655006f32e7eSjoerg   // Helper lambda which sets call information for every candidate.
655106f32e7eSjoerg   auto SetCandidateCallInfo =
655206f32e7eSjoerg       [&RepeatedSequenceLocs](unsigned CallID, unsigned NumBytesForCall) {
655306f32e7eSjoerg         for (outliner::Candidate &C : RepeatedSequenceLocs)
655406f32e7eSjoerg           C.setCallInfo(CallID, NumBytesForCall);
655506f32e7eSjoerg       };
655606f32e7eSjoerg 
655706f32e7eSjoerg   unsigned FrameID = MachineOutlinerDefault;
6558*da58b97aSjoerg   NumBytesToCreateFrame += 4;
655906f32e7eSjoerg 
656006f32e7eSjoerg   bool HasBTI = any_of(RepeatedSequenceLocs, [](outliner::Candidate &C) {
6561*da58b97aSjoerg     return C.getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>()->branchTargetEnforcement();
656206f32e7eSjoerg   });
656306f32e7eSjoerg 
6564*da58b97aSjoerg   // We check to see if CFI Instructions are present, and if they are
6565*da58b97aSjoerg   // we find the number of CFI Instructions in the candidates.
6566*da58b97aSjoerg   unsigned CFICount = 0;
6567*da58b97aSjoerg   MachineBasicBlock::iterator MBBI = RepeatedSequenceLocs[0].front();
6568*da58b97aSjoerg   for (unsigned Loc = RepeatedSequenceLocs[0].getStartIdx();
6569*da58b97aSjoerg        Loc < RepeatedSequenceLocs[0].getEndIdx() + 1; Loc++) {
6570*da58b97aSjoerg     const std::vector<MCCFIInstruction> &CFIInstructions =
6571*da58b97aSjoerg         RepeatedSequenceLocs[0].getMF()->getFrameInstructions();
6572*da58b97aSjoerg     if (MBBI->isCFIInstruction()) {
6573*da58b97aSjoerg       unsigned CFIIndex = MBBI->getOperand(0).getCFIIndex();
6574*da58b97aSjoerg       MCCFIInstruction CFI = CFIInstructions[CFIIndex];
6575*da58b97aSjoerg       CFICount++;
6576*da58b97aSjoerg     }
6577*da58b97aSjoerg     MBBI++;
6578*da58b97aSjoerg   }
6579*da58b97aSjoerg 
6580*da58b97aSjoerg   // We compare the number of found CFI Instructions to  the number of CFI
6581*da58b97aSjoerg   // instructions in the parent function for each candidate.  We must check this
6582*da58b97aSjoerg   // since if we outline one of the CFI instructions in a function, we have to
6583*da58b97aSjoerg   // outline them all for correctness. If we do not, the address offsets will be
6584*da58b97aSjoerg   // incorrect between the two sections of the program.
6585*da58b97aSjoerg   for (outliner::Candidate &C : RepeatedSequenceLocs) {
6586*da58b97aSjoerg     std::vector<MCCFIInstruction> CFIInstructions =
6587*da58b97aSjoerg         C.getMF()->getFrameInstructions();
6588*da58b97aSjoerg 
6589*da58b97aSjoerg     if (CFICount > 0 && CFICount != CFIInstructions.size())
6590*da58b97aSjoerg       return outliner::OutlinedFunction();
6591*da58b97aSjoerg   }
6592*da58b97aSjoerg 
659306f32e7eSjoerg   // Returns true if an instructions is safe to fix up, false otherwise.
659406f32e7eSjoerg   auto IsSafeToFixup = [this, &TRI](MachineInstr &MI) {
659506f32e7eSjoerg     if (MI.isCall())
659606f32e7eSjoerg       return true;
659706f32e7eSjoerg 
659806f32e7eSjoerg     if (!MI.modifiesRegister(AArch64::SP, &TRI) &&
659906f32e7eSjoerg         !MI.readsRegister(AArch64::SP, &TRI))
660006f32e7eSjoerg       return true;
660106f32e7eSjoerg 
660206f32e7eSjoerg     // Any modification of SP will break our code to save/restore LR.
660306f32e7eSjoerg     // FIXME: We could handle some instructions which add a constant
660406f32e7eSjoerg     // offset to SP, with a bit more work.
660506f32e7eSjoerg     if (MI.modifiesRegister(AArch64::SP, &TRI))
660606f32e7eSjoerg       return false;
660706f32e7eSjoerg 
660806f32e7eSjoerg     // At this point, we have a stack instruction that we might need to
660906f32e7eSjoerg     // fix up. We'll handle it if it's a load or store.
661006f32e7eSjoerg     if (MI.mayLoadOrStore()) {
661106f32e7eSjoerg       const MachineOperand *Base; // Filled with the base operand of MI.
661206f32e7eSjoerg       int64_t Offset;             // Filled with the offset of MI.
6613*da58b97aSjoerg       bool OffsetIsScalable;
661406f32e7eSjoerg 
661506f32e7eSjoerg       // Does it allow us to offset the base operand and is the base the
661606f32e7eSjoerg       // register SP?
6617*da58b97aSjoerg       if (!getMemOperandWithOffset(MI, Base, Offset, OffsetIsScalable, &TRI) ||
6618*da58b97aSjoerg           !Base->isReg() || Base->getReg() != AArch64::SP)
6619*da58b97aSjoerg         return false;
6620*da58b97aSjoerg 
6621*da58b97aSjoerg       // Fixe-up code below assumes bytes.
6622*da58b97aSjoerg       if (OffsetIsScalable)
662306f32e7eSjoerg         return false;
662406f32e7eSjoerg 
662506f32e7eSjoerg       // Find the minimum/maximum offset for this instruction and check
662606f32e7eSjoerg       // if fixing it up would be in range.
662706f32e7eSjoerg       int64_t MinOffset,
662806f32e7eSjoerg           MaxOffset;  // Unscaled offsets for the instruction.
6629*da58b97aSjoerg       TypeSize Scale(0U, false); // The scale to multiply the offsets by.
663006f32e7eSjoerg       unsigned DummyWidth;
663106f32e7eSjoerg       getMemOpInfo(MI.getOpcode(), Scale, DummyWidth, MinOffset, MaxOffset);
663206f32e7eSjoerg 
663306f32e7eSjoerg       Offset += 16; // Update the offset to what it would be if we outlined.
6634*da58b97aSjoerg       if (Offset < MinOffset * (int64_t)Scale.getFixedSize() ||
6635*da58b97aSjoerg           Offset > MaxOffset * (int64_t)Scale.getFixedSize())
663606f32e7eSjoerg         return false;
663706f32e7eSjoerg 
663806f32e7eSjoerg       // It's in range, so we can outline it.
663906f32e7eSjoerg       return true;
664006f32e7eSjoerg     }
664106f32e7eSjoerg 
664206f32e7eSjoerg     // FIXME: Add handling for instructions like "add x0, sp, #8".
664306f32e7eSjoerg 
664406f32e7eSjoerg     // We can't fix it up, so don't outline it.
664506f32e7eSjoerg     return false;
664606f32e7eSjoerg   };
664706f32e7eSjoerg 
664806f32e7eSjoerg   // True if it's possible to fix up each stack instruction in this sequence.
664906f32e7eSjoerg   // Important for frames/call variants that modify the stack.
665006f32e7eSjoerg   bool AllStackInstrsSafe = std::all_of(
665106f32e7eSjoerg       FirstCand.front(), std::next(FirstCand.back()), IsSafeToFixup);
665206f32e7eSjoerg 
665306f32e7eSjoerg   // If the last instruction in any candidate is a terminator, then we should
665406f32e7eSjoerg   // tail call all of the candidates.
665506f32e7eSjoerg   if (RepeatedSequenceLocs[0].back()->isTerminator()) {
665606f32e7eSjoerg     FrameID = MachineOutlinerTailCall;
665706f32e7eSjoerg     NumBytesToCreateFrame = 0;
665806f32e7eSjoerg     SetCandidateCallInfo(MachineOutlinerTailCall, 4);
665906f32e7eSjoerg   }
666006f32e7eSjoerg 
666106f32e7eSjoerg   else if (LastInstrOpcode == AArch64::BL ||
6662*da58b97aSjoerg            ((LastInstrOpcode == AArch64::BLR ||
6663*da58b97aSjoerg              LastInstrOpcode == AArch64::BLRNoIP) &&
6664*da58b97aSjoerg             !HasBTI)) {
666506f32e7eSjoerg     // FIXME: Do we need to check if the code after this uses the value of LR?
666606f32e7eSjoerg     FrameID = MachineOutlinerThunk;
666706f32e7eSjoerg     NumBytesToCreateFrame = 0;
666806f32e7eSjoerg     SetCandidateCallInfo(MachineOutlinerThunk, 4);
666906f32e7eSjoerg   }
667006f32e7eSjoerg 
667106f32e7eSjoerg   else {
667206f32e7eSjoerg     // We need to decide how to emit calls + frames. We can always emit the same
667306f32e7eSjoerg     // frame if we don't need to save to the stack. If we have to save to the
667406f32e7eSjoerg     // stack, then we need a different frame.
667506f32e7eSjoerg     unsigned NumBytesNoStackCalls = 0;
667606f32e7eSjoerg     std::vector<outliner::Candidate> CandidatesWithoutStackFixups;
667706f32e7eSjoerg 
6678*da58b97aSjoerg     // Check if we have to save LR.
667906f32e7eSjoerg     for (outliner::Candidate &C : RepeatedSequenceLocs) {
668006f32e7eSjoerg       C.initLRU(TRI);
668106f32e7eSjoerg 
6682*da58b97aSjoerg       // If we have a noreturn caller, then we're going to be conservative and
6683*da58b97aSjoerg       // say that we have to save LR. If we don't have a ret at the end of the
6684*da58b97aSjoerg       // block, then we can't reason about liveness accurately.
6685*da58b97aSjoerg       //
6686*da58b97aSjoerg       // FIXME: We can probably do better than always disabling this in
6687*da58b97aSjoerg       // noreturn functions by fixing up the liveness info.
6688*da58b97aSjoerg       bool IsNoReturn =
6689*da58b97aSjoerg           C.getMF()->getFunction().hasFnAttribute(Attribute::NoReturn);
6690*da58b97aSjoerg 
669106f32e7eSjoerg       // Is LR available? If so, we don't need a save.
6692*da58b97aSjoerg       if (C.LRU.available(AArch64::LR) && !IsNoReturn) {
669306f32e7eSjoerg         NumBytesNoStackCalls += 4;
669406f32e7eSjoerg         C.setCallInfo(MachineOutlinerNoLRSave, 4);
669506f32e7eSjoerg         CandidatesWithoutStackFixups.push_back(C);
669606f32e7eSjoerg       }
669706f32e7eSjoerg 
669806f32e7eSjoerg       // Is an unused register available? If so, we won't modify the stack, so
669906f32e7eSjoerg       // we can outline with the same frame type as those that don't save LR.
670006f32e7eSjoerg       else if (findRegisterToSaveLRTo(C)) {
670106f32e7eSjoerg         NumBytesNoStackCalls += 12;
670206f32e7eSjoerg         C.setCallInfo(MachineOutlinerRegSave, 12);
670306f32e7eSjoerg         CandidatesWithoutStackFixups.push_back(C);
670406f32e7eSjoerg       }
670506f32e7eSjoerg 
670606f32e7eSjoerg       // Is SP used in the sequence at all? If not, we don't have to modify
670706f32e7eSjoerg       // the stack, so we are guaranteed to get the same frame.
670806f32e7eSjoerg       else if (C.UsedInSequence.available(AArch64::SP)) {
670906f32e7eSjoerg         NumBytesNoStackCalls += 12;
671006f32e7eSjoerg         C.setCallInfo(MachineOutlinerDefault, 12);
671106f32e7eSjoerg         CandidatesWithoutStackFixups.push_back(C);
671206f32e7eSjoerg       }
671306f32e7eSjoerg 
671406f32e7eSjoerg       // If we outline this, we need to modify the stack. Pretend we don't
671506f32e7eSjoerg       // outline this by saving all of its bytes.
671606f32e7eSjoerg       else {
671706f32e7eSjoerg         NumBytesNoStackCalls += SequenceSize;
671806f32e7eSjoerg       }
671906f32e7eSjoerg     }
672006f32e7eSjoerg 
672106f32e7eSjoerg     // If there are no places where we have to save LR, then note that we
672206f32e7eSjoerg     // don't have to update the stack. Otherwise, give every candidate the
672306f32e7eSjoerg     // default call type, as long as it's safe to do so.
672406f32e7eSjoerg     if (!AllStackInstrsSafe ||
672506f32e7eSjoerg         NumBytesNoStackCalls <= RepeatedSequenceLocs.size() * 12) {
672606f32e7eSjoerg       RepeatedSequenceLocs = CandidatesWithoutStackFixups;
672706f32e7eSjoerg       FrameID = MachineOutlinerNoLRSave;
672806f32e7eSjoerg     } else {
672906f32e7eSjoerg       SetCandidateCallInfo(MachineOutlinerDefault, 12);
6730*da58b97aSjoerg 
6731*da58b97aSjoerg       // Bugzilla ID: 46767
6732*da58b97aSjoerg       // TODO: Check if fixing up the stack more than once is safe so we can
6733*da58b97aSjoerg       // outline these.
6734*da58b97aSjoerg       //
6735*da58b97aSjoerg       // An outline resulting in a caller that requires stack fixups at the
6736*da58b97aSjoerg       // callsite to a callee that also requires stack fixups can happen when
6737*da58b97aSjoerg       // there are no available registers at the candidate callsite for a
6738*da58b97aSjoerg       // candidate that itself also has calls.
6739*da58b97aSjoerg       //
6740*da58b97aSjoerg       // In other words if function_containing_sequence in the following pseudo
6741*da58b97aSjoerg       // assembly requires that we save LR at the point of the call, but there
6742*da58b97aSjoerg       // are no available registers: in this case we save using SP and as a
6743*da58b97aSjoerg       // result the SP offsets requires stack fixups by multiples of 16.
6744*da58b97aSjoerg       //
6745*da58b97aSjoerg       // function_containing_sequence:
6746*da58b97aSjoerg       //   ...
6747*da58b97aSjoerg       //   save LR to SP <- Requires stack instr fixups in OUTLINED_FUNCTION_N
6748*da58b97aSjoerg       //   call OUTLINED_FUNCTION_N
6749*da58b97aSjoerg       //   restore LR from SP
6750*da58b97aSjoerg       //   ...
6751*da58b97aSjoerg       //
6752*da58b97aSjoerg       // OUTLINED_FUNCTION_N:
6753*da58b97aSjoerg       //   save LR to SP <- Requires stack instr fixups in OUTLINED_FUNCTION_N
6754*da58b97aSjoerg       //   ...
6755*da58b97aSjoerg       //   bl foo
6756*da58b97aSjoerg       //   restore LR from SP
6757*da58b97aSjoerg       //   ret
6758*da58b97aSjoerg       //
6759*da58b97aSjoerg       // Because the code to handle more than one stack fixup does not
6760*da58b97aSjoerg       // currently have the proper checks for legality, these cases will assert
6761*da58b97aSjoerg       // in the AArch64 MachineOutliner. This is because the code to do this
6762*da58b97aSjoerg       // needs more hardening, testing, better checks that generated code is
6763*da58b97aSjoerg       // legal, etc and because it is only verified to handle a single pass of
6764*da58b97aSjoerg       // stack fixup.
6765*da58b97aSjoerg       //
6766*da58b97aSjoerg       // The assert happens in AArch64InstrInfo::buildOutlinedFrame to catch
6767*da58b97aSjoerg       // these cases until they are known to be handled. Bugzilla 46767 is
6768*da58b97aSjoerg       // referenced in comments at the assert site.
6769*da58b97aSjoerg       //
6770*da58b97aSjoerg       // To avoid asserting (or generating non-legal code on noassert builds)
6771*da58b97aSjoerg       // we remove all candidates which would need more than one stack fixup by
6772*da58b97aSjoerg       // pruning the cases where the candidate has calls while also having no
6773*da58b97aSjoerg       // available LR and having no available general purpose registers to copy
6774*da58b97aSjoerg       // LR to (ie one extra stack save/restore).
6775*da58b97aSjoerg       //
6776*da58b97aSjoerg       if (FlagsSetInAll & MachineOutlinerMBBFlags::HasCalls) {
6777*da58b97aSjoerg         erase_if(RepeatedSequenceLocs, [this](outliner::Candidate &C) {
6778*da58b97aSjoerg           return (std::any_of(
6779*da58b97aSjoerg                      C.front(), std::next(C.back()),
6780*da58b97aSjoerg                      [](const MachineInstr &MI) { return MI.isCall(); })) &&
6781*da58b97aSjoerg                  (!C.LRU.available(AArch64::LR) || !findRegisterToSaveLRTo(C));
6782*da58b97aSjoerg         });
6783*da58b97aSjoerg       }
678406f32e7eSjoerg     }
678506f32e7eSjoerg 
678606f32e7eSjoerg     // If we dropped all of the candidates, bail out here.
678706f32e7eSjoerg     if (RepeatedSequenceLocs.size() < 2) {
678806f32e7eSjoerg       RepeatedSequenceLocs.clear();
678906f32e7eSjoerg       return outliner::OutlinedFunction();
679006f32e7eSjoerg     }
679106f32e7eSjoerg   }
679206f32e7eSjoerg 
679306f32e7eSjoerg   // Does every candidate's MBB contain a call? If so, then we might have a call
679406f32e7eSjoerg   // in the range.
679506f32e7eSjoerg   if (FlagsSetInAll & MachineOutlinerMBBFlags::HasCalls) {
679606f32e7eSjoerg     // Check if the range contains a call. These require a save + restore of the
679706f32e7eSjoerg     // link register.
679806f32e7eSjoerg     bool ModStackToSaveLR = false;
679906f32e7eSjoerg     if (std::any_of(FirstCand.front(), FirstCand.back(),
680006f32e7eSjoerg                     [](const MachineInstr &MI) { return MI.isCall(); }))
680106f32e7eSjoerg       ModStackToSaveLR = true;
680206f32e7eSjoerg 
680306f32e7eSjoerg     // Handle the last instruction separately. If this is a tail call, then the
680406f32e7eSjoerg     // last instruction is a call. We don't want to save + restore in this case.
680506f32e7eSjoerg     // However, it could be possible that the last instruction is a call without
680606f32e7eSjoerg     // it being valid to tail call this sequence. We should consider this as
680706f32e7eSjoerg     // well.
680806f32e7eSjoerg     else if (FrameID != MachineOutlinerThunk &&
680906f32e7eSjoerg              FrameID != MachineOutlinerTailCall && FirstCand.back()->isCall())
681006f32e7eSjoerg       ModStackToSaveLR = true;
681106f32e7eSjoerg 
681206f32e7eSjoerg     if (ModStackToSaveLR) {
681306f32e7eSjoerg       // We can't fix up the stack. Bail out.
681406f32e7eSjoerg       if (!AllStackInstrsSafe) {
681506f32e7eSjoerg         RepeatedSequenceLocs.clear();
681606f32e7eSjoerg         return outliner::OutlinedFunction();
681706f32e7eSjoerg       }
681806f32e7eSjoerg 
681906f32e7eSjoerg       // Save + restore LR.
682006f32e7eSjoerg       NumBytesToCreateFrame += 8;
682106f32e7eSjoerg     }
682206f32e7eSjoerg   }
682306f32e7eSjoerg 
6824*da58b97aSjoerg   // If we have CFI instructions, we can only outline if the outlined section
6825*da58b97aSjoerg   // can be a tail call
6826*da58b97aSjoerg   if (FrameID != MachineOutlinerTailCall && CFICount > 0)
6827*da58b97aSjoerg     return outliner::OutlinedFunction();
6828*da58b97aSjoerg 
682906f32e7eSjoerg   return outliner::OutlinedFunction(RepeatedSequenceLocs, SequenceSize,
683006f32e7eSjoerg                                     NumBytesToCreateFrame, FrameID);
683106f32e7eSjoerg }
683206f32e7eSjoerg 
isFunctionSafeToOutlineFrom(MachineFunction & MF,bool OutlineFromLinkOnceODRs) const683306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isFunctionSafeToOutlineFrom(
683406f32e7eSjoerg     MachineFunction &MF, bool OutlineFromLinkOnceODRs) const {
683506f32e7eSjoerg   const Function &F = MF.getFunction();
683606f32e7eSjoerg 
683706f32e7eSjoerg   // Can F be deduplicated by the linker? If it can, don't outline from it.
683806f32e7eSjoerg   if (!OutlineFromLinkOnceODRs && F.hasLinkOnceODRLinkage())
683906f32e7eSjoerg     return false;
684006f32e7eSjoerg 
684106f32e7eSjoerg   // Don't outline from functions with section markings; the program could
684206f32e7eSjoerg   // expect that all the code is in the named section.
684306f32e7eSjoerg   // FIXME: Allow outlining from multiple functions with the same section
684406f32e7eSjoerg   // marking.
684506f32e7eSjoerg   if (F.hasSection())
684606f32e7eSjoerg     return false;
684706f32e7eSjoerg 
684806f32e7eSjoerg   // Outlining from functions with redzones is unsafe since the outliner may
684906f32e7eSjoerg   // modify the stack. Check if hasRedZone is true or unknown; if yes, don't
685006f32e7eSjoerg   // outline from it.
685106f32e7eSjoerg   AArch64FunctionInfo *AFI = MF.getInfo<AArch64FunctionInfo>();
685206f32e7eSjoerg   if (!AFI || AFI->hasRedZone().getValueOr(true))
685306f32e7eSjoerg     return false;
685406f32e7eSjoerg 
6855*da58b97aSjoerg   // FIXME: Teach the outliner to generate/handle Windows unwind info.
6856*da58b97aSjoerg   if (MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI())
6857*da58b97aSjoerg     return false;
6858*da58b97aSjoerg 
685906f32e7eSjoerg   // It's safe to outline from MF.
686006f32e7eSjoerg   return true;
686106f32e7eSjoerg }
686206f32e7eSjoerg 
isMBBSafeToOutlineFrom(MachineBasicBlock & MBB,unsigned & Flags) const686306f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::isMBBSafeToOutlineFrom(MachineBasicBlock &MBB,
686406f32e7eSjoerg                                               unsigned &Flags) const {
686506f32e7eSjoerg   // Check if LR is available through all of the MBB. If it's not, then set
686606f32e7eSjoerg   // a flag.
686706f32e7eSjoerg   assert(MBB.getParent()->getRegInfo().tracksLiveness() &&
686806f32e7eSjoerg          "Suitable Machine Function for outlining must track liveness");
686906f32e7eSjoerg   LiveRegUnits LRU(getRegisterInfo());
687006f32e7eSjoerg 
687106f32e7eSjoerg   std::for_each(MBB.rbegin(), MBB.rend(),
687206f32e7eSjoerg                 [&LRU](MachineInstr &MI) { LRU.accumulate(MI); });
687306f32e7eSjoerg 
687406f32e7eSjoerg   // Check if each of the unsafe registers are available...
687506f32e7eSjoerg   bool W16AvailableInBlock = LRU.available(AArch64::W16);
687606f32e7eSjoerg   bool W17AvailableInBlock = LRU.available(AArch64::W17);
687706f32e7eSjoerg   bool NZCVAvailableInBlock = LRU.available(AArch64::NZCV);
687806f32e7eSjoerg 
687906f32e7eSjoerg   // If all of these are dead (and not live out), we know we don't have to check
688006f32e7eSjoerg   // them later.
688106f32e7eSjoerg   if (W16AvailableInBlock && W17AvailableInBlock && NZCVAvailableInBlock)
688206f32e7eSjoerg     Flags |= MachineOutlinerMBBFlags::UnsafeRegsDead;
688306f32e7eSjoerg 
688406f32e7eSjoerg   // Now, add the live outs to the set.
688506f32e7eSjoerg   LRU.addLiveOuts(MBB);
688606f32e7eSjoerg 
688706f32e7eSjoerg   // If any of these registers is available in the MBB, but also a live out of
688806f32e7eSjoerg   // the block, then we know outlining is unsafe.
688906f32e7eSjoerg   if (W16AvailableInBlock && !LRU.available(AArch64::W16))
689006f32e7eSjoerg     return false;
689106f32e7eSjoerg   if (W17AvailableInBlock && !LRU.available(AArch64::W17))
689206f32e7eSjoerg     return false;
689306f32e7eSjoerg   if (NZCVAvailableInBlock && !LRU.available(AArch64::NZCV))
689406f32e7eSjoerg     return false;
689506f32e7eSjoerg 
689606f32e7eSjoerg   // Check if there's a call inside this MachineBasicBlock. If there is, then
689706f32e7eSjoerg   // set a flag.
689806f32e7eSjoerg   if (any_of(MBB, [](MachineInstr &MI) { return MI.isCall(); }))
689906f32e7eSjoerg     Flags |= MachineOutlinerMBBFlags::HasCalls;
690006f32e7eSjoerg 
690106f32e7eSjoerg   MachineFunction *MF = MBB.getParent();
690206f32e7eSjoerg 
690306f32e7eSjoerg   // In the event that we outline, we may have to save LR. If there is an
690406f32e7eSjoerg   // available register in the MBB, then we'll always save LR there. Check if
690506f32e7eSjoerg   // this is true.
690606f32e7eSjoerg   bool CanSaveLR = false;
690706f32e7eSjoerg   const AArch64RegisterInfo *ARI = static_cast<const AArch64RegisterInfo *>(
690806f32e7eSjoerg       MF->getSubtarget().getRegisterInfo());
690906f32e7eSjoerg 
691006f32e7eSjoerg   // Check if there is an available register across the sequence that we can
691106f32e7eSjoerg   // use.
691206f32e7eSjoerg   for (unsigned Reg : AArch64::GPR64RegClass) {
691306f32e7eSjoerg     if (!ARI->isReservedReg(*MF, Reg) && Reg != AArch64::LR &&
691406f32e7eSjoerg         Reg != AArch64::X16 && Reg != AArch64::X17 && LRU.available(Reg)) {
691506f32e7eSjoerg       CanSaveLR = true;
691606f32e7eSjoerg       break;
691706f32e7eSjoerg     }
691806f32e7eSjoerg   }
691906f32e7eSjoerg 
692006f32e7eSjoerg   // Check if we have a register we can save LR to, and if LR was used
692106f32e7eSjoerg   // somewhere. If both of those things are true, then we need to evaluate the
692206f32e7eSjoerg   // safety of outlining stack instructions later.
692306f32e7eSjoerg   if (!CanSaveLR && !LRU.available(AArch64::LR))
692406f32e7eSjoerg     Flags |= MachineOutlinerMBBFlags::LRUnavailableSomewhere;
692506f32e7eSjoerg 
692606f32e7eSjoerg   return true;
692706f32e7eSjoerg }
692806f32e7eSjoerg 
692906f32e7eSjoerg outliner::InstrType
getOutliningType(MachineBasicBlock::iterator & MIT,unsigned Flags) const693006f32e7eSjoerg AArch64InstrInfo::getOutliningType(MachineBasicBlock::iterator &MIT,
693106f32e7eSjoerg                                    unsigned Flags) const {
693206f32e7eSjoerg   MachineInstr &MI = *MIT;
693306f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
693406f32e7eSjoerg   MachineFunction *MF = MBB->getParent();
693506f32e7eSjoerg   AArch64FunctionInfo *FuncInfo = MF->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
693606f32e7eSjoerg 
6937*da58b97aSjoerg   // Don't outline anything used for return address signing. The outlined
6938*da58b97aSjoerg   // function will get signed later if needed
6939*da58b97aSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
6940*da58b97aSjoerg   case AArch64::PACIASP:
6941*da58b97aSjoerg   case AArch64::PACIBSP:
6942*da58b97aSjoerg   case AArch64::AUTIASP:
6943*da58b97aSjoerg   case AArch64::AUTIBSP:
6944*da58b97aSjoerg   case AArch64::RETAA:
6945*da58b97aSjoerg   case AArch64::RETAB:
6946*da58b97aSjoerg   case AArch64::EMITBKEY:
6947*da58b97aSjoerg     return outliner::InstrType::Illegal;
6948*da58b97aSjoerg   }
6949*da58b97aSjoerg 
695006f32e7eSjoerg   // Don't outline LOHs.
695106f32e7eSjoerg   if (FuncInfo->getLOHRelated().count(&MI))
695206f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Illegal;
695306f32e7eSjoerg 
6954*da58b97aSjoerg   // We can only outline these if we will tail call the outlined function, or
6955*da58b97aSjoerg   // fix up the CFI offsets. Currently, CFI instructions are outlined only if
6956*da58b97aSjoerg   // in a tail call.
6957*da58b97aSjoerg   //
6958*da58b97aSjoerg   // FIXME: If the proper fixups for the offset are implemented, this should be
6959*da58b97aSjoerg   // possible.
6960*da58b97aSjoerg   if (MI.isCFIInstruction())
6961*da58b97aSjoerg     return outliner::InstrType::Legal;
6962*da58b97aSjoerg 
696306f32e7eSjoerg   // Don't allow debug values to impact outlining type.
696406f32e7eSjoerg   if (MI.isDebugInstr() || MI.isIndirectDebugValue())
696506f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Invisible;
696606f32e7eSjoerg 
696706f32e7eSjoerg   // At this point, KILL instructions don't really tell us much so we can go
696806f32e7eSjoerg   // ahead and skip over them.
696906f32e7eSjoerg   if (MI.isKill())
697006f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Invisible;
697106f32e7eSjoerg 
697206f32e7eSjoerg   // Is this a terminator for a basic block?
697306f32e7eSjoerg   if (MI.isTerminator()) {
697406f32e7eSjoerg 
697506f32e7eSjoerg     // Is this the end of a function?
697606f32e7eSjoerg     if (MI.getParent()->succ_empty())
697706f32e7eSjoerg       return outliner::InstrType::Legal;
697806f32e7eSjoerg 
697906f32e7eSjoerg     // It's not, so don't outline it.
698006f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Illegal;
698106f32e7eSjoerg   }
698206f32e7eSjoerg 
698306f32e7eSjoerg   // Make sure none of the operands are un-outlinable.
698406f32e7eSjoerg   for (const MachineOperand &MOP : MI.operands()) {
698506f32e7eSjoerg     if (MOP.isCPI() || MOP.isJTI() || MOP.isCFIIndex() || MOP.isFI() ||
698606f32e7eSjoerg         MOP.isTargetIndex())
698706f32e7eSjoerg       return outliner::InstrType::Illegal;
698806f32e7eSjoerg 
698906f32e7eSjoerg     // If it uses LR or W30 explicitly, then don't touch it.
699006f32e7eSjoerg     if (MOP.isReg() && !MOP.isImplicit() &&
699106f32e7eSjoerg         (MOP.getReg() == AArch64::LR || MOP.getReg() == AArch64::W30))
699206f32e7eSjoerg       return outliner::InstrType::Illegal;
699306f32e7eSjoerg   }
699406f32e7eSjoerg 
699506f32e7eSjoerg   // Special cases for instructions that can always be outlined, but will fail
699606f32e7eSjoerg   // the later tests. e.g, ADRPs, which are PC-relative use LR, but can always
699706f32e7eSjoerg   // be outlined because they don't require a *specific* value to be in LR.
699806f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::ADRP)
699906f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Legal;
700006f32e7eSjoerg 
700106f32e7eSjoerg   // If MI is a call we might be able to outline it. We don't want to outline
700206f32e7eSjoerg   // any calls that rely on the position of items on the stack. When we outline
700306f32e7eSjoerg   // something containing a call, we have to emit a save and restore of LR in
700406f32e7eSjoerg   // the outlined function. Currently, this always happens by saving LR to the
700506f32e7eSjoerg   // stack. Thus, if we outline, say, half the parameters for a function call
700606f32e7eSjoerg   // plus the call, then we'll break the callee's expectations for the layout
700706f32e7eSjoerg   // of the stack.
700806f32e7eSjoerg   //
700906f32e7eSjoerg   // FIXME: Allow calls to functions which construct a stack frame, as long
701006f32e7eSjoerg   // as they don't access arguments on the stack.
701106f32e7eSjoerg   // FIXME: Figure out some way to analyze functions defined in other modules.
701206f32e7eSjoerg   // We should be able to compute the memory usage based on the IR calling
701306f32e7eSjoerg   // convention, even if we can't see the definition.
701406f32e7eSjoerg   if (MI.isCall()) {
701506f32e7eSjoerg     // Get the function associated with the call. Look at each operand and find
701606f32e7eSjoerg     // the one that represents the callee and get its name.
701706f32e7eSjoerg     const Function *Callee = nullptr;
701806f32e7eSjoerg     for (const MachineOperand &MOP : MI.operands()) {
701906f32e7eSjoerg       if (MOP.isGlobal()) {
702006f32e7eSjoerg         Callee = dyn_cast<Function>(MOP.getGlobal());
702106f32e7eSjoerg         break;
702206f32e7eSjoerg       }
702306f32e7eSjoerg     }
702406f32e7eSjoerg 
702506f32e7eSjoerg     // Never outline calls to mcount.  There isn't any rule that would require
702606f32e7eSjoerg     // this, but the Linux kernel's "ftrace" feature depends on it.
702706f32e7eSjoerg     if (Callee && Callee->getName() == "\01_mcount")
702806f32e7eSjoerg       return outliner::InstrType::Illegal;
702906f32e7eSjoerg 
703006f32e7eSjoerg     // If we don't know anything about the callee, assume it depends on the
703106f32e7eSjoerg     // stack layout of the caller. In that case, it's only legal to outline
7032*da58b97aSjoerg     // as a tail-call. Explicitly list the call instructions we know about so we
703306f32e7eSjoerg     // don't get unexpected results with call pseudo-instructions.
703406f32e7eSjoerg     auto UnknownCallOutlineType = outliner::InstrType::Illegal;
7035*da58b97aSjoerg     if (MI.getOpcode() == AArch64::BLR ||
7036*da58b97aSjoerg         MI.getOpcode() == AArch64::BLRNoIP || MI.getOpcode() == AArch64::BL)
703706f32e7eSjoerg       UnknownCallOutlineType = outliner::InstrType::LegalTerminator;
703806f32e7eSjoerg 
703906f32e7eSjoerg     if (!Callee)
704006f32e7eSjoerg       return UnknownCallOutlineType;
704106f32e7eSjoerg 
704206f32e7eSjoerg     // We have a function we have information about. Check it if it's something
704306f32e7eSjoerg     // can safely outline.
704406f32e7eSjoerg     MachineFunction *CalleeMF = MF->getMMI().getMachineFunction(*Callee);
704506f32e7eSjoerg 
704606f32e7eSjoerg     // We don't know what's going on with the callee at all. Don't touch it.
704706f32e7eSjoerg     if (!CalleeMF)
704806f32e7eSjoerg       return UnknownCallOutlineType;
704906f32e7eSjoerg 
705006f32e7eSjoerg     // Check if we know anything about the callee saves on the function. If we
705106f32e7eSjoerg     // don't, then don't touch it, since that implies that we haven't
705206f32e7eSjoerg     // computed anything about its stack frame yet.
705306f32e7eSjoerg     MachineFrameInfo &MFI = CalleeMF->getFrameInfo();
705406f32e7eSjoerg     if (!MFI.isCalleeSavedInfoValid() || MFI.getStackSize() > 0 ||
705506f32e7eSjoerg         MFI.getNumObjects() > 0)
705606f32e7eSjoerg       return UnknownCallOutlineType;
705706f32e7eSjoerg 
705806f32e7eSjoerg     // At this point, we can say that CalleeMF ought to not pass anything on the
705906f32e7eSjoerg     // stack. Therefore, we can outline it.
706006f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Legal;
706106f32e7eSjoerg   }
706206f32e7eSjoerg 
706306f32e7eSjoerg   // Don't outline positions.
706406f32e7eSjoerg   if (MI.isPosition())
706506f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Illegal;
706606f32e7eSjoerg 
706706f32e7eSjoerg   // Don't touch the link register or W30.
706806f32e7eSjoerg   if (MI.readsRegister(AArch64::W30, &getRegisterInfo()) ||
706906f32e7eSjoerg       MI.modifiesRegister(AArch64::W30, &getRegisterInfo()))
707006f32e7eSjoerg     return outliner::InstrType::Illegal;
707106f32e7eSjoerg 
707206f32e7eSjoerg   // Don't outline BTI instructions, because that will prevent the outlining
707306f32e7eSjoerg   // site from being indirectly callable.
707406f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::HINT) {
707506f32e7eSjoerg     int64_t Imm = MI.getOperand(0).getImm();
707606f32e7eSjoerg     if (Imm == 32 || Imm == 34 || Imm == 36 || Imm == 38)
707706f32e7eSjoerg       return outliner::InstrType::Illegal;
707806f32e7eSjoerg   }
707906f32e7eSjoerg 
708006f32e7eSjoerg   return outliner::InstrType::Legal;
708106f32e7eSjoerg }
708206f32e7eSjoerg 
fixupPostOutline(MachineBasicBlock & MBB) const708306f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::fixupPostOutline(MachineBasicBlock &MBB) const {
708406f32e7eSjoerg   for (MachineInstr &MI : MBB) {
708506f32e7eSjoerg     const MachineOperand *Base;
708606f32e7eSjoerg     unsigned Width;
708706f32e7eSjoerg     int64_t Offset;
7088*da58b97aSjoerg     bool OffsetIsScalable;
708906f32e7eSjoerg 
709006f32e7eSjoerg     // Is this a load or store with an immediate offset with SP as the base?
709106f32e7eSjoerg     if (!MI.mayLoadOrStore() ||
7092*da58b97aSjoerg         !getMemOperandWithOffsetWidth(MI, Base, Offset, OffsetIsScalable, Width,
7093*da58b97aSjoerg                                       &RI) ||
709406f32e7eSjoerg         (Base->isReg() && Base->getReg() != AArch64::SP))
709506f32e7eSjoerg       continue;
709606f32e7eSjoerg 
709706f32e7eSjoerg     // It is, so we have to fix it up.
7098*da58b97aSjoerg     TypeSize Scale(0U, false);
709906f32e7eSjoerg     int64_t Dummy1, Dummy2;
710006f32e7eSjoerg 
710106f32e7eSjoerg     MachineOperand &StackOffsetOperand = getMemOpBaseRegImmOfsOffsetOperand(MI);
710206f32e7eSjoerg     assert(StackOffsetOperand.isImm() && "Stack offset wasn't immediate!");
710306f32e7eSjoerg     getMemOpInfo(MI.getOpcode(), Scale, Width, Dummy1, Dummy2);
710406f32e7eSjoerg     assert(Scale != 0 && "Unexpected opcode!");
7105*da58b97aSjoerg     assert(!OffsetIsScalable && "Expected offset to be a byte offset");
710606f32e7eSjoerg 
710706f32e7eSjoerg     // We've pushed the return address to the stack, so add 16 to the offset.
710806f32e7eSjoerg     // This is safe, since we already checked if it would overflow when we
710906f32e7eSjoerg     // checked if this instruction was legal to outline.
7110*da58b97aSjoerg     int64_t NewImm = (Offset + 16) / (int64_t)Scale.getFixedSize();
711106f32e7eSjoerg     StackOffsetOperand.setImm(NewImm);
711206f32e7eSjoerg   }
711306f32e7eSjoerg }
711406f32e7eSjoerg 
signOutlinedFunction(MachineFunction & MF,MachineBasicBlock & MBB,bool ShouldSignReturnAddr,bool ShouldSignReturnAddrWithAKey)7115*da58b97aSjoerg static void signOutlinedFunction(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
7116*da58b97aSjoerg                                  bool ShouldSignReturnAddr,
7117*da58b97aSjoerg                                  bool ShouldSignReturnAddrWithAKey) {
7118*da58b97aSjoerg   if (ShouldSignReturnAddr) {
7119*da58b97aSjoerg     MachineBasicBlock::iterator MBBPAC = MBB.begin();
7120*da58b97aSjoerg     MachineBasicBlock::iterator MBBAUT = MBB.getFirstTerminator();
7121*da58b97aSjoerg     const AArch64Subtarget &Subtarget = MF.getSubtarget<AArch64Subtarget>();
7122*da58b97aSjoerg     const TargetInstrInfo *TII = Subtarget.getInstrInfo();
7123*da58b97aSjoerg     DebugLoc DL;
7124*da58b97aSjoerg 
7125*da58b97aSjoerg     if (MBBAUT != MBB.end())
7126*da58b97aSjoerg       DL = MBBAUT->getDebugLoc();
7127*da58b97aSjoerg 
7128*da58b97aSjoerg     // At the very beginning of the basic block we insert the following
7129*da58b97aSjoerg     // depending on the key type
7130*da58b97aSjoerg     //
7131*da58b97aSjoerg     // a_key:                   b_key:
7132*da58b97aSjoerg     //    PACIASP                   EMITBKEY
7133*da58b97aSjoerg     //    CFI_INSTRUCTION           PACIBSP
7134*da58b97aSjoerg     //                              CFI_INSTRUCTION
7135*da58b97aSjoerg     if (ShouldSignReturnAddrWithAKey) {
7136*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MBBPAC, DebugLoc(), TII->get(AArch64::PACIASP))
7137*da58b97aSjoerg           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
7138*da58b97aSjoerg     } else {
7139*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MBBPAC, DebugLoc(), TII->get(AArch64::EMITBKEY))
7140*da58b97aSjoerg           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
7141*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MBBPAC, DebugLoc(), TII->get(AArch64::PACIBSP))
7142*da58b97aSjoerg           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
7143*da58b97aSjoerg     }
7144*da58b97aSjoerg     unsigned CFIIndex =
7145*da58b97aSjoerg         MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createNegateRAState(nullptr));
7146*da58b97aSjoerg     BuildMI(MBB, MBBPAC, DebugLoc(), TII->get(AArch64::CFI_INSTRUCTION))
7147*da58b97aSjoerg         .addCFIIndex(CFIIndex)
7148*da58b97aSjoerg         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
7149*da58b97aSjoerg 
7150*da58b97aSjoerg     // If v8.3a features are available we can replace a RET instruction by
7151*da58b97aSjoerg     // RETAA or RETAB and omit the AUT instructions
7152*da58b97aSjoerg     if (Subtarget.hasPAuth() && MBBAUT != MBB.end() &&
7153*da58b97aSjoerg         MBBAUT->getOpcode() == AArch64::RET) {
7154*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MBBAUT, DL,
7155*da58b97aSjoerg               TII->get(ShouldSignReturnAddrWithAKey ? AArch64::RETAA
7156*da58b97aSjoerg                                                     : AArch64::RETAB))
7157*da58b97aSjoerg           .copyImplicitOps(*MBBAUT);
7158*da58b97aSjoerg       MBB.erase(MBBAUT);
7159*da58b97aSjoerg     } else {
7160*da58b97aSjoerg       BuildMI(MBB, MBBAUT, DL,
7161*da58b97aSjoerg               TII->get(ShouldSignReturnAddrWithAKey ? AArch64::AUTIASP
7162*da58b97aSjoerg                                                     : AArch64::AUTIBSP))
7163*da58b97aSjoerg           .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
7164*da58b97aSjoerg     }
7165*da58b97aSjoerg   }
7166*da58b97aSjoerg }
7167*da58b97aSjoerg 
buildOutlinedFrame(MachineBasicBlock & MBB,MachineFunction & MF,const outliner::OutlinedFunction & OF) const716806f32e7eSjoerg void AArch64InstrInfo::buildOutlinedFrame(
716906f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock &MBB, MachineFunction &MF,
717006f32e7eSjoerg     const outliner::OutlinedFunction &OF) const {
7171*da58b97aSjoerg 
7172*da58b97aSjoerg   AArch64FunctionInfo *FI = MF.getInfo<AArch64FunctionInfo>();
7173*da58b97aSjoerg 
7174*da58b97aSjoerg   if (OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerTailCall)
7175*da58b97aSjoerg     FI->setOutliningStyle("Tail Call");
7176*da58b97aSjoerg   else if (OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerThunk) {
717706f32e7eSjoerg     // For thunk outlining, rewrite the last instruction from a call to a
717806f32e7eSjoerg     // tail-call.
717906f32e7eSjoerg     MachineInstr *Call = &*--MBB.instr_end();
718006f32e7eSjoerg     unsigned TailOpcode;
718106f32e7eSjoerg     if (Call->getOpcode() == AArch64::BL) {
718206f32e7eSjoerg       TailOpcode = AArch64::TCRETURNdi;
718306f32e7eSjoerg     } else {
7184*da58b97aSjoerg       assert(Call->getOpcode() == AArch64::BLR ||
7185*da58b97aSjoerg              Call->getOpcode() == AArch64::BLRNoIP);
718606f32e7eSjoerg       TailOpcode = AArch64::TCRETURNriALL;
718706f32e7eSjoerg     }
718806f32e7eSjoerg     MachineInstr *TC = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(TailOpcode))
718906f32e7eSjoerg                            .add(Call->getOperand(0))
719006f32e7eSjoerg                            .addImm(0);
719106f32e7eSjoerg     MBB.insert(MBB.end(), TC);
719206f32e7eSjoerg     Call->eraseFromParent();
7193*da58b97aSjoerg 
7194*da58b97aSjoerg     FI->setOutliningStyle("Thunk");
719506f32e7eSjoerg   }
719606f32e7eSjoerg 
7197*da58b97aSjoerg   bool IsLeafFunction = true;
7198*da58b97aSjoerg 
719906f32e7eSjoerg   // Is there a call in the outlined range?
7200*da58b97aSjoerg   auto IsNonTailCall = [](const MachineInstr &MI) {
720106f32e7eSjoerg     return MI.isCall() && !MI.isReturn();
720206f32e7eSjoerg   };
7203*da58b97aSjoerg 
7204*da58b97aSjoerg   if (llvm::any_of(MBB.instrs(), IsNonTailCall)) {
720506f32e7eSjoerg     // Fix up the instructions in the range, since we're going to modify the
720606f32e7eSjoerg     // stack.
7207*da58b97aSjoerg 
7208*da58b97aSjoerg     // Bugzilla ID: 46767
7209*da58b97aSjoerg     // TODO: Check if fixing up twice is safe so we can outline these.
721006f32e7eSjoerg     assert(OF.FrameConstructionID != MachineOutlinerDefault &&
721106f32e7eSjoerg            "Can only fix up stack references once");
721206f32e7eSjoerg     fixupPostOutline(MBB);
721306f32e7eSjoerg 
7214*da58b97aSjoerg     IsLeafFunction = false;
7215*da58b97aSjoerg 
721606f32e7eSjoerg     // LR has to be a live in so that we can save it.
7217*da58b97aSjoerg     if (!MBB.isLiveIn(AArch64::LR))
721806f32e7eSjoerg       MBB.addLiveIn(AArch64::LR);
721906f32e7eSjoerg 
722006f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock::iterator It = MBB.begin();
722106f32e7eSjoerg     MachineBasicBlock::iterator Et = MBB.end();
722206f32e7eSjoerg 
722306f32e7eSjoerg     if (OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerTailCall ||
722406f32e7eSjoerg         OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerThunk)
722506f32e7eSjoerg       Et = std::prev(MBB.end());
722606f32e7eSjoerg 
722706f32e7eSjoerg     // Insert a save before the outlined region
722806f32e7eSjoerg     MachineInstr *STRXpre = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::STRXpre))
722906f32e7eSjoerg                                 .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
723006f32e7eSjoerg                                 .addReg(AArch64::LR)
723106f32e7eSjoerg                                 .addReg(AArch64::SP)
723206f32e7eSjoerg                                 .addImm(-16);
723306f32e7eSjoerg     It = MBB.insert(It, STRXpre);
723406f32e7eSjoerg 
723506f32e7eSjoerg     const TargetSubtargetInfo &STI = MF.getSubtarget();
723606f32e7eSjoerg     const MCRegisterInfo *MRI = STI.getRegisterInfo();
723706f32e7eSjoerg     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(AArch64::LR, true);
723806f32e7eSjoerg 
723906f32e7eSjoerg     // Add a CFI saying the stack was moved 16 B down.
724006f32e7eSjoerg     int64_t StackPosEntry =
7241*da58b97aSjoerg         MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::cfiDefCfaOffset(nullptr, 16));
724206f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, It, DebugLoc(), get(AArch64::CFI_INSTRUCTION))
724306f32e7eSjoerg         .addCFIIndex(StackPosEntry)
724406f32e7eSjoerg         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
724506f32e7eSjoerg 
724606f32e7eSjoerg     // Add a CFI saying that the LR that we want to find is now 16 B higher than
724706f32e7eSjoerg     // before.
724806f32e7eSjoerg     int64_t LRPosEntry =
7249*da58b97aSjoerg         MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, -16));
725006f32e7eSjoerg     BuildMI(MBB, It, DebugLoc(), get(AArch64::CFI_INSTRUCTION))
725106f32e7eSjoerg         .addCFIIndex(LRPosEntry)
725206f32e7eSjoerg         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
725306f32e7eSjoerg 
725406f32e7eSjoerg     // Insert a restore before the terminator for the function.
725506f32e7eSjoerg     MachineInstr *LDRXpost = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::LDRXpost))
725606f32e7eSjoerg                                  .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
725706f32e7eSjoerg                                  .addReg(AArch64::LR, RegState::Define)
725806f32e7eSjoerg                                  .addReg(AArch64::SP)
725906f32e7eSjoerg                                  .addImm(16);
726006f32e7eSjoerg     Et = MBB.insert(Et, LDRXpost);
726106f32e7eSjoerg   }
726206f32e7eSjoerg 
7263*da58b97aSjoerg   // If a bunch of candidates reach this point they must agree on their return
7264*da58b97aSjoerg   // address signing. It is therefore enough to just consider the signing
7265*da58b97aSjoerg   // behaviour of one of them
7266*da58b97aSjoerg   const auto &MFI = *OF.Candidates.front().getMF()->getInfo<AArch64FunctionInfo>();
7267*da58b97aSjoerg   bool ShouldSignReturnAddr = MFI.shouldSignReturnAddress(!IsLeafFunction);
7268*da58b97aSjoerg 
7269*da58b97aSjoerg   // a_key is the default
7270*da58b97aSjoerg   bool ShouldSignReturnAddrWithAKey = !MFI.shouldSignWithBKey();
7271*da58b97aSjoerg 
727206f32e7eSjoerg   // If this is a tail call outlined function, then there's already a return.
727306f32e7eSjoerg   if (OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerTailCall ||
7274*da58b97aSjoerg       OF.FrameConstructionID == MachineOutlinerThunk) {
7275*da58b97aSjoerg     signOutlinedFunction(MF, MBB, ShouldSignReturnAddr,
7276*da58b97aSjoerg                          ShouldSignReturnAddrWithAKey);
727706f32e7eSjoerg     return;
7278*da58b97aSjoerg   }
727906f32e7eSjoerg 
728006f32e7eSjoerg   // It's not a tail call, so we have to insert the return ourselves.
7281*da58b97aSjoerg 
7282*da58b97aSjoerg   // LR has to be a live in so that we can return to it.
7283*da58b97aSjoerg   if (!MBB.isLiveIn(AArch64::LR))
7284*da58b97aSjoerg     MBB.addLiveIn(AArch64::LR);
7285*da58b97aSjoerg 
728606f32e7eSjoerg   MachineInstr *ret = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::RET))
7287*da58b97aSjoerg                           .addReg(AArch64::LR);
728806f32e7eSjoerg   MBB.insert(MBB.end(), ret);
728906f32e7eSjoerg 
7290*da58b97aSjoerg   signOutlinedFunction(MF, MBB, ShouldSignReturnAddr,
7291*da58b97aSjoerg                        ShouldSignReturnAddrWithAKey);
7292*da58b97aSjoerg 
7293*da58b97aSjoerg   FI->setOutliningStyle("Function");
7294*da58b97aSjoerg 
729506f32e7eSjoerg   // Did we have to modify the stack by saving the link register?
729606f32e7eSjoerg   if (OF.FrameConstructionID != MachineOutlinerDefault)
729706f32e7eSjoerg     return;
729806f32e7eSjoerg 
729906f32e7eSjoerg   // We modified the stack.
730006f32e7eSjoerg   // Walk over the basic block and fix up all the stack accesses.
730106f32e7eSjoerg   fixupPostOutline(MBB);
730206f32e7eSjoerg }
730306f32e7eSjoerg 
insertOutlinedCall(Module & M,MachineBasicBlock & MBB,MachineBasicBlock::iterator & It,MachineFunction & MF,const outliner::Candidate & C) const730406f32e7eSjoerg MachineBasicBlock::iterator AArch64InstrInfo::insertOutlinedCall(
730506f32e7eSjoerg     Module &M, MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &It,
730606f32e7eSjoerg     MachineFunction &MF, const outliner::Candidate &C) const {
730706f32e7eSjoerg 
730806f32e7eSjoerg   // Are we tail calling?
730906f32e7eSjoerg   if (C.CallConstructionID == MachineOutlinerTailCall) {
731006f32e7eSjoerg     // If yes, then we can just branch to the label.
731106f32e7eSjoerg     It = MBB.insert(It, BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::TCRETURNdi))
731206f32e7eSjoerg                             .addGlobalAddress(M.getNamedValue(MF.getName()))
731306f32e7eSjoerg                             .addImm(0));
731406f32e7eSjoerg     return It;
731506f32e7eSjoerg   }
731606f32e7eSjoerg 
731706f32e7eSjoerg   // Are we saving the link register?
731806f32e7eSjoerg   if (C.CallConstructionID == MachineOutlinerNoLRSave ||
731906f32e7eSjoerg       C.CallConstructionID == MachineOutlinerThunk) {
732006f32e7eSjoerg     // No, so just insert the call.
732106f32e7eSjoerg     It = MBB.insert(It, BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::BL))
732206f32e7eSjoerg                             .addGlobalAddress(M.getNamedValue(MF.getName())));
732306f32e7eSjoerg     return It;
732406f32e7eSjoerg   }
732506f32e7eSjoerg 
732606f32e7eSjoerg   // We want to return the spot where we inserted the call.
732706f32e7eSjoerg   MachineBasicBlock::iterator CallPt;
732806f32e7eSjoerg 
732906f32e7eSjoerg   // Instructions for saving and restoring LR around the call instruction we're
733006f32e7eSjoerg   // going to insert.
733106f32e7eSjoerg   MachineInstr *Save;
733206f32e7eSjoerg   MachineInstr *Restore;
733306f32e7eSjoerg   // Can we save to a register?
733406f32e7eSjoerg   if (C.CallConstructionID == MachineOutlinerRegSave) {
733506f32e7eSjoerg     // FIXME: This logic should be sunk into a target-specific interface so that
733606f32e7eSjoerg     // we don't have to recompute the register.
733706f32e7eSjoerg     unsigned Reg = findRegisterToSaveLRTo(C);
733806f32e7eSjoerg     assert(Reg != 0 && "No callee-saved register available?");
733906f32e7eSjoerg 
734006f32e7eSjoerg     // Save and restore LR from that register.
734106f32e7eSjoerg     Save = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::ORRXrs), Reg)
734206f32e7eSjoerg                .addReg(AArch64::XZR)
734306f32e7eSjoerg                .addReg(AArch64::LR)
734406f32e7eSjoerg                .addImm(0);
734506f32e7eSjoerg     Restore = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::ORRXrs), AArch64::LR)
734606f32e7eSjoerg                 .addReg(AArch64::XZR)
734706f32e7eSjoerg                 .addReg(Reg)
734806f32e7eSjoerg                 .addImm(0);
734906f32e7eSjoerg   } else {
735006f32e7eSjoerg     // We have the default case. Save and restore from SP.
735106f32e7eSjoerg     Save = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::STRXpre))
735206f32e7eSjoerg                .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
735306f32e7eSjoerg                .addReg(AArch64::LR)
735406f32e7eSjoerg                .addReg(AArch64::SP)
735506f32e7eSjoerg                .addImm(-16);
735606f32e7eSjoerg     Restore = BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::LDRXpost))
735706f32e7eSjoerg                   .addReg(AArch64::SP, RegState::Define)
735806f32e7eSjoerg                   .addReg(AArch64::LR, RegState::Define)
735906f32e7eSjoerg                   .addReg(AArch64::SP)
736006f32e7eSjoerg                   .addImm(16);
736106f32e7eSjoerg   }
736206f32e7eSjoerg 
736306f32e7eSjoerg   It = MBB.insert(It, Save);
736406f32e7eSjoerg   It++;
736506f32e7eSjoerg 
736606f32e7eSjoerg   // Insert the call.
736706f32e7eSjoerg   It = MBB.insert(It, BuildMI(MF, DebugLoc(), get(AArch64::BL))
736806f32e7eSjoerg                           .addGlobalAddress(M.getNamedValue(MF.getName())));
736906f32e7eSjoerg   CallPt = It;
737006f32e7eSjoerg   It++;
737106f32e7eSjoerg 
737206f32e7eSjoerg   It = MBB.insert(It, Restore);
737306f32e7eSjoerg   return CallPt;
737406f32e7eSjoerg }
737506f32e7eSjoerg 
shouldOutlineFromFunctionByDefault(MachineFunction & MF) const737606f32e7eSjoerg bool AArch64InstrInfo::shouldOutlineFromFunctionByDefault(
737706f32e7eSjoerg   MachineFunction &MF) const {
737806f32e7eSjoerg   return MF.getFunction().hasMinSize();
737906f32e7eSjoerg }
738006f32e7eSjoerg 
7381*da58b97aSjoerg Optional<DestSourcePair>
isCopyInstrImpl(const MachineInstr & MI) const7382*da58b97aSjoerg AArch64InstrInfo::isCopyInstrImpl(const MachineInstr &MI) const {
738306f32e7eSjoerg 
738406f32e7eSjoerg   // AArch64::ORRWrs and AArch64::ORRXrs with WZR/XZR reg
738506f32e7eSjoerg   // and zero immediate operands used as an alias for mov instruction.
738606f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::ORRWrs &&
738706f32e7eSjoerg       MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::WZR &&
738806f32e7eSjoerg       MI.getOperand(3).getImm() == 0x0) {
7389*da58b97aSjoerg     return DestSourcePair{MI.getOperand(0), MI.getOperand(2)};
739006f32e7eSjoerg   }
739106f32e7eSjoerg 
739206f32e7eSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::ORRXrs &&
739306f32e7eSjoerg       MI.getOperand(1).getReg() == AArch64::XZR &&
739406f32e7eSjoerg       MI.getOperand(3).getImm() == 0x0) {
7395*da58b97aSjoerg     return DestSourcePair{MI.getOperand(0), MI.getOperand(2)};
739606f32e7eSjoerg   }
739706f32e7eSjoerg 
7398*da58b97aSjoerg   return None;
7399*da58b97aSjoerg }
7400*da58b97aSjoerg 
isAddImmediate(const MachineInstr & MI,Register Reg) const7401*da58b97aSjoerg Optional<RegImmPair> AArch64InstrInfo::isAddImmediate(const MachineInstr &MI,
7402*da58b97aSjoerg                                                       Register Reg) const {
7403*da58b97aSjoerg   int Sign = 1;
7404*da58b97aSjoerg   int64_t Offset = 0;
7405*da58b97aSjoerg 
7406*da58b97aSjoerg   // TODO: Handle cases where Reg is a super- or sub-register of the
7407*da58b97aSjoerg   // destination register.
7408*da58b97aSjoerg   const MachineOperand &Op0 = MI.getOperand(0);
7409*da58b97aSjoerg   if (!Op0.isReg() || Reg != Op0.getReg())
7410*da58b97aSjoerg     return None;
7411*da58b97aSjoerg 
7412*da58b97aSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
7413*da58b97aSjoerg   default:
7414*da58b97aSjoerg     return None;
7415*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBWri:
7416*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBXri:
7417*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBSWri:
7418*da58b97aSjoerg   case AArch64::SUBSXri:
7419*da58b97aSjoerg     Sign *= -1;
7420*da58b97aSjoerg     LLVM_FALLTHROUGH;
7421*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDSWri:
7422*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDSXri:
7423*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDWri:
7424*da58b97aSjoerg   case AArch64::ADDXri: {
7425*da58b97aSjoerg     // TODO: Third operand can be global address (usually some string).
7426*da58b97aSjoerg     if (!MI.getOperand(0).isReg() || !MI.getOperand(1).isReg() ||
7427*da58b97aSjoerg         !MI.getOperand(2).isImm())
7428*da58b97aSjoerg       return None;
7429*da58b97aSjoerg     int Shift = MI.getOperand(3).getImm();
7430*da58b97aSjoerg     assert((Shift == 0 || Shift == 12) && "Shift can be either 0 or 12");
7431*da58b97aSjoerg     Offset = Sign * (MI.getOperand(2).getImm() << Shift);
7432*da58b97aSjoerg   }
7433*da58b97aSjoerg   }
7434*da58b97aSjoerg   return RegImmPair{MI.getOperand(1).getReg(), Offset};
7435*da58b97aSjoerg }
7436*da58b97aSjoerg 
7437*da58b97aSjoerg /// If the given ORR instruction is a copy, and \p DescribedReg overlaps with
7438*da58b97aSjoerg /// the destination register then, if possible, describe the value in terms of
7439*da58b97aSjoerg /// the source register.
7440*da58b97aSjoerg static Optional<ParamLoadedValue>
describeORRLoadedValue(const MachineInstr & MI,Register DescribedReg,const TargetInstrInfo * TII,const TargetRegisterInfo * TRI)7441*da58b97aSjoerg describeORRLoadedValue(const MachineInstr &MI, Register DescribedReg,
7442*da58b97aSjoerg                        const TargetInstrInfo *TII,
7443*da58b97aSjoerg                        const TargetRegisterInfo *TRI) {
7444*da58b97aSjoerg   auto DestSrc = TII->isCopyInstr(MI);
7445*da58b97aSjoerg   if (!DestSrc)
7446*da58b97aSjoerg     return None;
7447*da58b97aSjoerg 
7448*da58b97aSjoerg   Register DestReg = DestSrc->Destination->getReg();
7449*da58b97aSjoerg   Register SrcReg = DestSrc->Source->getReg();
7450*da58b97aSjoerg 
7451*da58b97aSjoerg   auto Expr = DIExpression::get(MI.getMF()->getFunction().getContext(), {});
7452*da58b97aSjoerg 
7453*da58b97aSjoerg   // If the described register is the destination, just return the source.
7454*da58b97aSjoerg   if (DestReg == DescribedReg)
7455*da58b97aSjoerg     return ParamLoadedValue(MachineOperand::CreateReg(SrcReg, false), Expr);
7456*da58b97aSjoerg 
7457*da58b97aSjoerg   // ORRWrs zero-extends to 64-bits, so we need to consider such cases.
7458*da58b97aSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::ORRWrs &&
7459*da58b97aSjoerg       TRI->isSuperRegister(DestReg, DescribedReg))
7460*da58b97aSjoerg     return ParamLoadedValue(MachineOperand::CreateReg(SrcReg, false), Expr);
7461*da58b97aSjoerg 
7462*da58b97aSjoerg   // We may need to describe the lower part of a ORRXrs move.
7463*da58b97aSjoerg   if (MI.getOpcode() == AArch64::ORRXrs &&
7464*da58b97aSjoerg       TRI->isSubRegister(DestReg, DescribedReg)) {
7465*da58b97aSjoerg     Register SrcSubReg = TRI->getSubReg(SrcReg, AArch64::sub_32);
7466*da58b97aSjoerg     return ParamLoadedValue(MachineOperand::CreateReg(SrcSubReg, false), Expr);
7467*da58b97aSjoerg   }
7468*da58b97aSjoerg 
7469*da58b97aSjoerg   assert(!TRI->isSuperOrSubRegisterEq(DestReg, DescribedReg) &&
7470*da58b97aSjoerg          "Unhandled ORR[XW]rs copy case");
7471*da58b97aSjoerg 
7472*da58b97aSjoerg   return None;
7473*da58b97aSjoerg }
7474*da58b97aSjoerg 
7475*da58b97aSjoerg Optional<ParamLoadedValue>
describeLoadedValue(const MachineInstr & MI,Register Reg) const7476*da58b97aSjoerg AArch64InstrInfo::describeLoadedValue(const MachineInstr &MI,
7477*da58b97aSjoerg                                       Register Reg) const {
7478*da58b97aSjoerg   const MachineFunction *MF = MI.getMF();
7479*da58b97aSjoerg   const TargetRegisterInfo *TRI = MF->getSubtarget().getRegisterInfo();
7480*da58b97aSjoerg   switch (MI.getOpcode()) {
7481*da58b97aSjoerg   case AArch64::MOVZWi:
7482*da58b97aSjoerg   case AArch64::MOVZXi: {
7483*da58b97aSjoerg     // MOVZWi may be used for producing zero-extended 32-bit immediates in
7484*da58b97aSjoerg     // 64-bit parameters, so we need to consider super-registers.
7485*da58b97aSjoerg     if (!TRI->isSuperRegisterEq(MI.getOperand(0).getReg(), Reg))
7486*da58b97aSjoerg       return None;
7487*da58b97aSjoerg 
7488*da58b97aSjoerg     if (!MI.getOperand(1).isImm())
7489*da58b97aSjoerg       return None;
7490*da58b97aSjoerg     int64_t Immediate = MI.getOperand(1).getImm();
7491*da58b97aSjoerg     int Shift = MI.getOperand(2).getImm();
7492*da58b97aSjoerg     return ParamLoadedValue(MachineOperand::CreateImm(Immediate << Shift),
7493*da58b97aSjoerg                             nullptr);
7494*da58b97aSjoerg   }
7495*da58b97aSjoerg   case AArch64::ORRWrs:
7496*da58b97aSjoerg   case AArch64::ORRXrs:
7497*da58b97aSjoerg     return describeORRLoadedValue(MI, Reg, this, TRI);
7498*da58b97aSjoerg   }
7499*da58b97aSjoerg 
7500*da58b97aSjoerg   return TargetInstrInfo::describeLoadedValue(MI, Reg);
7501*da58b97aSjoerg }
7502*da58b97aSjoerg 
isExtendLikelyToBeFolded(MachineInstr & ExtMI,MachineRegisterInfo & MRI) const7503*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isExtendLikelyToBeFolded(
7504*da58b97aSjoerg     MachineInstr &ExtMI, MachineRegisterInfo &MRI) const {
7505*da58b97aSjoerg   assert(ExtMI.getOpcode() == TargetOpcode::G_SEXT ||
7506*da58b97aSjoerg          ExtMI.getOpcode() == TargetOpcode::G_ZEXT ||
7507*da58b97aSjoerg          ExtMI.getOpcode() == TargetOpcode::G_ANYEXT);
7508*da58b97aSjoerg 
7509*da58b97aSjoerg   // Anyexts are nops.
7510*da58b97aSjoerg   if (ExtMI.getOpcode() == TargetOpcode::G_ANYEXT)
7511*da58b97aSjoerg     return true;
7512*da58b97aSjoerg 
7513*da58b97aSjoerg   Register DefReg = ExtMI.getOperand(0).getReg();
7514*da58b97aSjoerg   if (!MRI.hasOneNonDBGUse(DefReg))
751506f32e7eSjoerg     return false;
7516*da58b97aSjoerg 
7517*da58b97aSjoerg   // It's likely that a sext/zext as a G_PTR_ADD offset will be folded into an
7518*da58b97aSjoerg   // addressing mode.
7519*da58b97aSjoerg   auto *UserMI = &*MRI.use_instr_nodbg_begin(DefReg);
7520*da58b97aSjoerg   return UserMI->getOpcode() == TargetOpcode::G_PTR_ADD;
7521*da58b97aSjoerg }
7522*da58b97aSjoerg 
getElementSizeForOpcode(unsigned Opc) const7523*da58b97aSjoerg uint64_t AArch64InstrInfo::getElementSizeForOpcode(unsigned Opc) const {
7524*da58b97aSjoerg   return get(Opc).TSFlags & AArch64::ElementSizeMask;
7525*da58b97aSjoerg }
7526*da58b97aSjoerg 
isPTestLikeOpcode(unsigned Opc) const7527*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isPTestLikeOpcode(unsigned Opc) const {
7528*da58b97aSjoerg   return get(Opc).TSFlags & AArch64::InstrFlagIsPTestLike;
7529*da58b97aSjoerg }
7530*da58b97aSjoerg 
isWhileOpcode(unsigned Opc) const7531*da58b97aSjoerg bool AArch64InstrInfo::isWhileOpcode(unsigned Opc) const {
7532*da58b97aSjoerg   return get(Opc).TSFlags & AArch64::InstrFlagIsWhile;
7533*da58b97aSjoerg }
7534*da58b97aSjoerg 
7535*da58b97aSjoerg unsigned int
getTailDuplicateSize(CodeGenOpt::Level OptLevel) const7536*da58b97aSjoerg AArch64InstrInfo::getTailDuplicateSize(CodeGenOpt::Level OptLevel) const {
7537*da58b97aSjoerg   return OptLevel >= CodeGenOpt::Aggressive ? 6 : 2;
7538*da58b97aSjoerg }
7539*da58b97aSjoerg 
getBLRCallOpcode(const MachineFunction & MF)7540*da58b97aSjoerg unsigned llvm::getBLRCallOpcode(const MachineFunction &MF) {
7541*da58b97aSjoerg   if (MF.getSubtarget<AArch64Subtarget>().hardenSlsBlr())
7542*da58b97aSjoerg     return AArch64::BLRNoIP;
7543*da58b97aSjoerg   else
7544*da58b97aSjoerg     return AArch64::BLR;
754506f32e7eSjoerg }
754606f32e7eSjoerg 
754706f32e7eSjoerg #define GET_INSTRINFO_HELPERS
7548*da58b97aSjoerg #define GET_INSTRMAP_INFO
754906f32e7eSjoerg #include "AArch64GenInstrInfo.inc"
7550