[62/77] Big machine_mode to scalar_int_mode replacement
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / config / s390 / s390.c
1 /* Subroutines used for code generation on IBM S/390 and zSeries
2    Copyright (C) 1999-2017 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Hartmut Penner (hpenner@de.ibm.com) and
4                   Ulrich Weigand (uweigand@de.ibm.com) and
5                   Andreas Krebbel (Andreas.Krebbel@de.ibm.com).
6
7 This file is part of GCC.
8
9 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
11 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
12 version.
13
14 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
15 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
16 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
17 for more details.
18
19 You should have received a copy of the GNU General Public License
20 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
21 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
22
23 #include "config.h"
24 #include "system.h"
25 #include "coretypes.h"
26 #include "backend.h"
27 #include "target.h"
28 #include "target-globals.h"
29 #include "rtl.h"
30 #include "tree.h"
31 #include "gimple.h"
32 #include "cfghooks.h"
33 #include "cfgloop.h"
34 #include "df.h"
35 #include "memmodel.h"
36 #include "tm_p.h"
37 #include "stringpool.h"
38 #include "attribs.h"
39 #include "expmed.h"
40 #include "optabs.h"
41 #include "regs.h"
42 #include "emit-rtl.h"
43 #include "recog.h"
44 #include "cgraph.h"
45 #include "diagnostic-core.h"
46 #include "diagnostic.h"
47 #include "alias.h"
48 #include "fold-const.h"
49 #include "print-tree.h"
50 #include "stor-layout.h"
51 #include "varasm.h"
52 #include "calls.h"
53 #include "conditions.h"
54 #include "output.h"
55 #include "insn-attr.h"
56 #include "flags.h"
57 #include "except.h"
58 #include "dojump.h"
59 #include "explow.h"
60 #include "stmt.h"
61 #include "expr.h"
62 #include "reload.h"
63 #include "cfgrtl.h"
64 #include "cfganal.h"
65 #include "lcm.h"
66 #include "cfgbuild.h"
67 #include "cfgcleanup.h"
68 #include "debug.h"
69 #include "langhooks.h"
70 #include "internal-fn.h"
71 #include "gimple-fold.h"
72 #include "tree-eh.h"
73 #include "gimplify.h"
74 #include "params.h"
75 #include "opts.h"
76 #include "tree-pass.h"
77 #include "context.h"
78 #include "builtins.h"
79 #include "rtl-iter.h"
80 #include "intl.h"
81 #include "tm-constrs.h"
82
83 /* This file should be included last.  */
84 #include "target-def.h"
85
86 /* Remember the last target of s390_set_current_function.  */
87 static GTY(()) tree s390_previous_fndecl;
88
89 /* Define the specific costs for a given cpu.  */
90
91 struct processor_costs
92 {
93   /* multiplication */
94   const int m;        /* cost of an M instruction.  */
95   const int mghi;     /* cost of an MGHI instruction.  */
96   const int mh;       /* cost of an MH instruction.  */
97   const int mhi;      /* cost of an MHI instruction.  */
98   const int ml;       /* cost of an ML instruction.  */
99   const int mr;       /* cost of an MR instruction.  */
100   const int ms;       /* cost of an MS instruction.  */
101   const int msg;      /* cost of an MSG instruction.  */
102   const int msgf;     /* cost of an MSGF instruction.  */
103   const int msgfr;    /* cost of an MSGFR instruction.  */
104   const int msgr;     /* cost of an MSGR instruction.  */
105   const int msr;      /* cost of an MSR instruction.  */
106   const int mult_df;  /* cost of multiplication in DFmode.  */
107   const int mxbr;
108   /* square root */
109   const int sqxbr;    /* cost of square root in TFmode.  */
110   const int sqdbr;    /* cost of square root in DFmode.  */
111   const int sqebr;    /* cost of square root in SFmode.  */
112   /* multiply and add */
113   const int madbr;    /* cost of multiply and add in DFmode.  */
114   const int maebr;    /* cost of multiply and add in SFmode.  */
115   /* division */
116   const int dxbr;
117   const int ddbr;
118   const int debr;
119   const int dlgr;
120   const int dlr;
121   const int dr;
122   const int dsgfr;
123   const int dsgr;
124 };
125
126 #define s390_cost ((const struct processor_costs *)(s390_cost_pointer))
127
128 static const
129 struct processor_costs z900_cost =
130 {
131   COSTS_N_INSNS (5),     /* M     */
132   COSTS_N_INSNS (10),    /* MGHI  */
133   COSTS_N_INSNS (5),     /* MH    */
134   COSTS_N_INSNS (4),     /* MHI   */
135   COSTS_N_INSNS (5),     /* ML    */
136   COSTS_N_INSNS (5),     /* MR    */
137   COSTS_N_INSNS (4),     /* MS    */
138   COSTS_N_INSNS (15),    /* MSG   */
139   COSTS_N_INSNS (7),     /* MSGF  */
140   COSTS_N_INSNS (7),     /* MSGFR */
141   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSGR  */
142   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSR   */
143   COSTS_N_INSNS (7),     /* multiplication in DFmode */
144   COSTS_N_INSNS (13),    /* MXBR */
145   COSTS_N_INSNS (136),   /* SQXBR */
146   COSTS_N_INSNS (44),    /* SQDBR */
147   COSTS_N_INSNS (35),    /* SQEBR */
148   COSTS_N_INSNS (18),    /* MADBR */
149   COSTS_N_INSNS (13),    /* MAEBR */
150   COSTS_N_INSNS (134),   /* DXBR */
151   COSTS_N_INSNS (30),    /* DDBR */
152   COSTS_N_INSNS (27),    /* DEBR */
153   COSTS_N_INSNS (220),   /* DLGR */
154   COSTS_N_INSNS (34),    /* DLR */
155   COSTS_N_INSNS (34),    /* DR */
156   COSTS_N_INSNS (32),    /* DSGFR */
157   COSTS_N_INSNS (32),    /* DSGR */
158 };
159
160 static const
161 struct processor_costs z990_cost =
162 {
163   COSTS_N_INSNS (4),     /* M     */
164   COSTS_N_INSNS (2),     /* MGHI  */
165   COSTS_N_INSNS (2),     /* MH    */
166   COSTS_N_INSNS (2),     /* MHI   */
167   COSTS_N_INSNS (4),     /* ML    */
168   COSTS_N_INSNS (4),     /* MR    */
169   COSTS_N_INSNS (5),     /* MS    */
170   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSG   */
171   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGF  */
172   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGFR */
173   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGR  */
174   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSR   */
175   COSTS_N_INSNS (1),     /* multiplication in DFmode */
176   COSTS_N_INSNS (28),    /* MXBR */
177   COSTS_N_INSNS (130),   /* SQXBR */
178   COSTS_N_INSNS (66),    /* SQDBR */
179   COSTS_N_INSNS (38),    /* SQEBR */
180   COSTS_N_INSNS (1),     /* MADBR */
181   COSTS_N_INSNS (1),     /* MAEBR */
182   COSTS_N_INSNS (60),    /* DXBR */
183   COSTS_N_INSNS (40),    /* DDBR */
184   COSTS_N_INSNS (26),    /* DEBR */
185   COSTS_N_INSNS (176),   /* DLGR */
186   COSTS_N_INSNS (31),    /* DLR */
187   COSTS_N_INSNS (31),    /* DR */
188   COSTS_N_INSNS (31),    /* DSGFR */
189   COSTS_N_INSNS (31),    /* DSGR */
190 };
191
192 static const
193 struct processor_costs z9_109_cost =
194 {
195   COSTS_N_INSNS (4),     /* M     */
196   COSTS_N_INSNS (2),     /* MGHI  */
197   COSTS_N_INSNS (2),     /* MH    */
198   COSTS_N_INSNS (2),     /* MHI   */
199   COSTS_N_INSNS (4),     /* ML    */
200   COSTS_N_INSNS (4),     /* MR    */
201   COSTS_N_INSNS (5),     /* MS    */
202   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSG   */
203   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGF  */
204   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGFR */
205   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSGR  */
206   COSTS_N_INSNS (4),     /* MSR   */
207   COSTS_N_INSNS (1),     /* multiplication in DFmode */
208   COSTS_N_INSNS (28),    /* MXBR */
209   COSTS_N_INSNS (130),   /* SQXBR */
210   COSTS_N_INSNS (66),    /* SQDBR */
211   COSTS_N_INSNS (38),    /* SQEBR */
212   COSTS_N_INSNS (1),     /* MADBR */
213   COSTS_N_INSNS (1),     /* MAEBR */
214   COSTS_N_INSNS (60),    /* DXBR */
215   COSTS_N_INSNS (40),    /* DDBR */
216   COSTS_N_INSNS (26),    /* DEBR */
217   COSTS_N_INSNS (30),    /* DLGR */
218   COSTS_N_INSNS (23),    /* DLR */
219   COSTS_N_INSNS (23),    /* DR */
220   COSTS_N_INSNS (24),    /* DSGFR */
221   COSTS_N_INSNS (24),    /* DSGR */
222 };
223
224 static const
225 struct processor_costs z10_cost =
226 {
227   COSTS_N_INSNS (10),    /* M     */
228   COSTS_N_INSNS (10),    /* MGHI  */
229   COSTS_N_INSNS (10),    /* MH    */
230   COSTS_N_INSNS (10),    /* MHI   */
231   COSTS_N_INSNS (10),    /* ML    */
232   COSTS_N_INSNS (10),    /* MR    */
233   COSTS_N_INSNS (10),    /* MS    */
234   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSG   */
235   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSGF  */
236   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSGFR */
237   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSGR  */
238   COSTS_N_INSNS (10),    /* MSR   */
239   COSTS_N_INSNS (1) ,    /* multiplication in DFmode */
240   COSTS_N_INSNS (50),    /* MXBR */
241   COSTS_N_INSNS (120),   /* SQXBR */
242   COSTS_N_INSNS (52),    /* SQDBR */
243   COSTS_N_INSNS (38),    /* SQEBR */
244   COSTS_N_INSNS (1),     /* MADBR */
245   COSTS_N_INSNS (1),     /* MAEBR */
246   COSTS_N_INSNS (111),   /* DXBR */
247   COSTS_N_INSNS (39),    /* DDBR */
248   COSTS_N_INSNS (32),    /* DEBR */
249   COSTS_N_INSNS (160),   /* DLGR */
250   COSTS_N_INSNS (71),    /* DLR */
251   COSTS_N_INSNS (71),    /* DR */
252   COSTS_N_INSNS (71),    /* DSGFR */
253   COSTS_N_INSNS (71),    /* DSGR */
254 };
255
256 static const
257 struct processor_costs z196_cost =
258 {
259   COSTS_N_INSNS (7),     /* M     */
260   COSTS_N_INSNS (5),     /* MGHI  */
261   COSTS_N_INSNS (5),     /* MH    */
262   COSTS_N_INSNS (5),     /* MHI   */
263   COSTS_N_INSNS (7),     /* ML    */
264   COSTS_N_INSNS (7),     /* MR    */
265   COSTS_N_INSNS (6),     /* MS    */
266   COSTS_N_INSNS (8),     /* MSG   */
267   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSGF  */
268   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSGFR */
269   COSTS_N_INSNS (8),     /* MSGR  */
270   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSR   */
271   COSTS_N_INSNS (1) ,    /* multiplication in DFmode */
272   COSTS_N_INSNS (40),    /* MXBR B+40 */
273   COSTS_N_INSNS (100),   /* SQXBR B+100 */
274   COSTS_N_INSNS (42),    /* SQDBR B+42 */
275   COSTS_N_INSNS (28),    /* SQEBR B+28 */
276   COSTS_N_INSNS (1),     /* MADBR B */
277   COSTS_N_INSNS (1),     /* MAEBR B */
278   COSTS_N_INSNS (101),   /* DXBR B+101 */
279   COSTS_N_INSNS (29),    /* DDBR */
280   COSTS_N_INSNS (22),    /* DEBR */
281   COSTS_N_INSNS (160),   /* DLGR cracked */
282   COSTS_N_INSNS (160),   /* DLR cracked */
283   COSTS_N_INSNS (160),   /* DR expanded */
284   COSTS_N_INSNS (160),   /* DSGFR cracked */
285   COSTS_N_INSNS (160),   /* DSGR cracked */
286 };
287
288 static const
289 struct processor_costs zEC12_cost =
290 {
291   COSTS_N_INSNS (7),     /* M     */
292   COSTS_N_INSNS (5),     /* MGHI  */
293   COSTS_N_INSNS (5),     /* MH    */
294   COSTS_N_INSNS (5),     /* MHI   */
295   COSTS_N_INSNS (7),     /* ML    */
296   COSTS_N_INSNS (7),     /* MR    */
297   COSTS_N_INSNS (6),     /* MS    */
298   COSTS_N_INSNS (8),     /* MSG   */
299   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSGF  */
300   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSGFR */
301   COSTS_N_INSNS (8),     /* MSGR  */
302   COSTS_N_INSNS (6),     /* MSR   */
303   COSTS_N_INSNS (1) ,    /* multiplication in DFmode */
304   COSTS_N_INSNS (40),    /* MXBR B+40 */
305   COSTS_N_INSNS (100),   /* SQXBR B+100 */
306   COSTS_N_INSNS (42),    /* SQDBR B+42 */
307   COSTS_N_INSNS (28),    /* SQEBR B+28 */
308   COSTS_N_INSNS (1),     /* MADBR B */
309   COSTS_N_INSNS (1),     /* MAEBR B */
310   COSTS_N_INSNS (131),   /* DXBR B+131 */
311   COSTS_N_INSNS (29),    /* DDBR */
312   COSTS_N_INSNS (22),    /* DEBR */
313   COSTS_N_INSNS (160),   /* DLGR cracked */
314   COSTS_N_INSNS (160),   /* DLR cracked */
315   COSTS_N_INSNS (160),   /* DR expanded */
316   COSTS_N_INSNS (160),   /* DSGFR cracked */
317   COSTS_N_INSNS (160),   /* DSGR cracked */
318 };
319
320 static struct
321 {
322   /* The preferred name to be used in user visible output.  */
323   const char *const name;
324   /* CPU name as it should be passed to Binutils via .machine  */
325   const char *const binutils_name;
326   const enum processor_type processor;
327   const struct processor_costs *cost;
328 }
329 const processor_table[] =
330 {
331   { "g5",     "g5",     PROCESSOR_9672_G5,     &z900_cost },
332   { "g6",     "g6",     PROCESSOR_9672_G6,     &z900_cost },
333   { "z900",   "z900",   PROCESSOR_2064_Z900,   &z900_cost },
334   { "z990",   "z990",   PROCESSOR_2084_Z990,   &z990_cost },
335   { "z9-109", "z9-109", PROCESSOR_2094_Z9_109, &z9_109_cost },
336   { "z9-ec",  "z9-ec",  PROCESSOR_2094_Z9_EC,  &z9_109_cost },
337   { "z10",    "z10",    PROCESSOR_2097_Z10,    &z10_cost },
338   { "z196",   "z196",   PROCESSOR_2817_Z196,   &z196_cost },
339   { "zEC12",  "zEC12",  PROCESSOR_2827_ZEC12,  &zEC12_cost },
340   { "z13",    "z13",    PROCESSOR_2964_Z13,    &zEC12_cost },
341   { "z14",    "arch12", PROCESSOR_3906_Z14,    &zEC12_cost },
342   { "native", "",       PROCESSOR_NATIVE,      NULL }
343 };
344
345 extern int reload_completed;
346
347 /* Kept up to date using the SCHED_VARIABLE_ISSUE hook.  */
348 static rtx_insn *last_scheduled_insn;
349 #define MAX_SCHED_UNITS 3
350 static int last_scheduled_unit_distance[MAX_SCHED_UNITS];
351
352 /* The maximum score added for an instruction whose unit hasn't been
353    in use for MAX_SCHED_MIX_DISTANCE steps.  Increase this value to
354    give instruction mix scheduling more priority over instruction
355    grouping.  */
356 #define MAX_SCHED_MIX_SCORE      8
357
358 /* The maximum distance up to which individual scores will be
359    calculated.  Everything beyond this gives MAX_SCHED_MIX_SCORE.
360    Increase this with the OOO windows size of the machine.  */
361 #define MAX_SCHED_MIX_DISTANCE 100
362
363 /* Structure used to hold the components of a S/390 memory
364    address.  A legitimate address on S/390 is of the general
365    form
366           base + index + displacement
367    where any of the components is optional.
368
369    base and index are registers of the class ADDR_REGS,
370    displacement is an unsigned 12-bit immediate constant.  */
371
372 struct s390_address
373 {
374   rtx base;
375   rtx indx;
376   rtx disp;
377   bool pointer;
378   bool literal_pool;
379 };
380
381 /* The following structure is embedded in the machine
382    specific part of struct function.  */
383
384 struct GTY (()) s390_frame_layout
385 {
386   /* Offset within stack frame.  */
387   HOST_WIDE_INT gprs_offset;
388   HOST_WIDE_INT f0_offset;
389   HOST_WIDE_INT f4_offset;
390   HOST_WIDE_INT f8_offset;
391   HOST_WIDE_INT backchain_offset;
392
393   /* Number of first and last gpr where slots in the register
394      save area are reserved for.  */
395   int first_save_gpr_slot;
396   int last_save_gpr_slot;
397
398   /* Location (FP register number) where GPRs (r0-r15) should
399      be saved to.
400       0 - does not need to be saved at all
401      -1 - stack slot  */
402 #define SAVE_SLOT_NONE   0
403 #define SAVE_SLOT_STACK -1
404   signed char gpr_save_slots[16];
405
406   /* Number of first and last gpr to be saved, restored.  */
407   int first_save_gpr;
408   int first_restore_gpr;
409   int last_save_gpr;
410   int last_restore_gpr;
411
412   /* Bits standing for floating point registers. Set, if the
413      respective register has to be saved. Starting with reg 16 (f0)
414      at the rightmost bit.
415      Bit 15 14 13 12 11 10  9  8  7  6  5  4  3  2  1  0
416      fpr 15 13 11  9 14 12 10  8  7  5  3  1  6  4  2  0
417      reg 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16  */
418   unsigned int fpr_bitmap;
419
420   /* Number of floating point registers f8-f15 which must be saved.  */
421   int high_fprs;
422
423   /* Set if return address needs to be saved.
424      This flag is set by s390_return_addr_rtx if it could not use
425      the initial value of r14 and therefore depends on r14 saved
426      to the stack.  */
427   bool save_return_addr_p;
428
429   /* Size of stack frame.  */
430   HOST_WIDE_INT frame_size;
431 };
432
433 /* Define the structure for the machine field in struct function.  */
434
435 struct GTY(()) machine_function
436 {
437   struct s390_frame_layout frame_layout;
438
439   /* Literal pool base register.  */
440   rtx base_reg;
441
442   /* True if we may need to perform branch splitting.  */
443   bool split_branches_pending_p;
444
445   bool has_landing_pad_p;
446
447   /* True if the current function may contain a tbegin clobbering
448      FPRs.  */
449   bool tbegin_p;
450
451   /* For -fsplit-stack support: A stack local which holds a pointer to
452      the stack arguments for a function with a variable number of
453      arguments.  This is set at the start of the function and is used
454      to initialize the overflow_arg_area field of the va_list
455      structure.  */
456   rtx split_stack_varargs_pointer;
457 };
458
459 /* Few accessor macros for struct cfun->machine->s390_frame_layout.  */
460
461 #define cfun_frame_layout (cfun->machine->frame_layout)
462 #define cfun_save_high_fprs_p (!!cfun_frame_layout.high_fprs)
463 #define cfun_save_arg_fprs_p (!!(TARGET_64BIT                           \
464                                  ? cfun_frame_layout.fpr_bitmap & 0x0f  \
465                                  : cfun_frame_layout.fpr_bitmap & 0x03))
466 #define cfun_gprs_save_area_size ((cfun_frame_layout.last_save_gpr_slot - \
467   cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot + 1) * UNITS_PER_LONG)
468 #define cfun_set_fpr_save(REGNO) (cfun->machine->frame_layout.fpr_bitmap |=    \
469   (1 << (REGNO - FPR0_REGNUM)))
470 #define cfun_fpr_save_p(REGNO) (!!(cfun->machine->frame_layout.fpr_bitmap &    \
471   (1 << (REGNO - FPR0_REGNUM))))
472 #define cfun_gpr_save_slot(REGNO) \
473   cfun->machine->frame_layout.gpr_save_slots[REGNO]
474
475 /* Number of GPRs and FPRs used for argument passing.  */
476 #define GP_ARG_NUM_REG 5
477 #define FP_ARG_NUM_REG (TARGET_64BIT? 4 : 2)
478 #define VEC_ARG_NUM_REG 8
479
480 /* A couple of shortcuts.  */
481 #define CONST_OK_FOR_J(x) \
482         CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P((x), 'J', "J")
483 #define CONST_OK_FOR_K(x) \
484         CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P((x), 'K', "K")
485 #define CONST_OK_FOR_Os(x) \
486         CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P((x), 'O', "Os")
487 #define CONST_OK_FOR_Op(x) \
488         CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P((x), 'O', "Op")
489 #define CONST_OK_FOR_On(x) \
490         CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P((x), 'O', "On")
491
492 #define REGNO_PAIR_OK(REGNO, MODE)                               \
493   (HARD_REGNO_NREGS ((REGNO), (MODE)) == 1 || !((REGNO) & 1))
494
495 /* That's the read ahead of the dynamic branch prediction unit in
496    bytes on a z10 (or higher) CPU.  */
497 #define PREDICT_DISTANCE (TARGET_Z10 ? 384 : 2048)
498
499
500 /* Indicate which ABI has been used for passing vector args.
501    0 - no vector type arguments have been passed where the ABI is relevant
502    1 - the old ABI has been used
503    2 - a vector type argument has been passed either in a vector register
504        or on the stack by value  */
505 static int s390_vector_abi = 0;
506
507 /* Set the vector ABI marker if TYPE is subject to the vector ABI
508    switch.  The vector ABI affects only vector data types.  There are
509    two aspects of the vector ABI relevant here:
510
511    1. vectors >= 16 bytes have an alignment of 8 bytes with the new
512    ABI and natural alignment with the old.
513
514    2. vector <= 16 bytes are passed in VRs or by value on the stack
515    with the new ABI but by reference on the stack with the old.
516
517    If ARG_P is true TYPE is used for a function argument or return
518    value.  The ABI marker then is set for all vector data types.  If
519    ARG_P is false only type 1 vectors are being checked.  */
520
521 static void
522 s390_check_type_for_vector_abi (const_tree type, bool arg_p, bool in_struct_p)
523 {
524   static hash_set<const_tree> visited_types_hash;
525
526   if (s390_vector_abi)
527     return;
528
529   if (type == NULL_TREE || TREE_CODE (type) == ERROR_MARK)
530     return;
531
532   if (visited_types_hash.contains (type))
533     return;
534
535   visited_types_hash.add (type);
536
537   if (VECTOR_TYPE_P (type))
538     {
539       int type_size = int_size_in_bytes (type);
540
541       /* Outside arguments only the alignment is changing and this
542          only happens for vector types >= 16 bytes.  */
543       if (!arg_p && type_size < 16)
544         return;
545
546       /* In arguments vector types > 16 are passed as before (GCC
547          never enforced the bigger alignment for arguments which was
548          required by the old vector ABI).  However, it might still be
549          ABI relevant due to the changed alignment if it is a struct
550          member.  */
551       if (arg_p && type_size > 16 && !in_struct_p)
552         return;
553
554       s390_vector_abi = TARGET_VX_ABI ? 2 : 1;
555     }
556   else if (POINTER_TYPE_P (type) || TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
557     {
558       /* ARRAY_TYPE: Since with neither of the ABIs we have more than
559          natural alignment there will never be ABI dependent padding
560          in an array type.  That's why we do not set in_struct_p to
561          true here.  */
562       s390_check_type_for_vector_abi (TREE_TYPE (type), arg_p, in_struct_p);
563     }
564   else if (TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE)
565     {
566       tree arg_chain;
567
568       /* Check the return type.  */
569       s390_check_type_for_vector_abi (TREE_TYPE (type), true, false);
570
571       for (arg_chain = TYPE_ARG_TYPES (type);
572            arg_chain;
573            arg_chain = TREE_CHAIN (arg_chain))
574         s390_check_type_for_vector_abi (TREE_VALUE (arg_chain), true, false);
575     }
576   else if (RECORD_OR_UNION_TYPE_P (type))
577     {
578       tree field;
579
580       for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = DECL_CHAIN (field))
581         {
582           if (TREE_CODE (field) != FIELD_DECL)
583             continue;
584
585           s390_check_type_for_vector_abi (TREE_TYPE (field), arg_p, true);
586         }
587     }
588 }
589
590
591 /* System z builtins.  */
592
593 #include "s390-builtins.h"
594
595 const unsigned int bflags_builtin[S390_BUILTIN_MAX + 1] =
596   {
597 #undef B_DEF
598 #undef OB_DEF
599 #undef OB_DEF_VAR
600 #define B_DEF(NAME, PATTERN, ATTRS, BFLAGS, ...) BFLAGS,
601 #define OB_DEF(...)
602 #define OB_DEF_VAR(...)
603 #include "s390-builtins.def"
604     0
605   };
606
607 const unsigned int opflags_builtin[S390_BUILTIN_MAX + 1] =
608   {
609 #undef B_DEF
610 #undef OB_DEF
611 #undef OB_DEF_VAR
612 #define B_DEF(NAME, PATTERN, ATTRS, BFLAGS, OPFLAGS, ...) OPFLAGS,
613 #define OB_DEF(...)
614 #define OB_DEF_VAR(...)
615 #include "s390-builtins.def"
616     0
617   };
618
619 const unsigned int bflags_overloaded_builtin[S390_OVERLOADED_BUILTIN_MAX + 1] =
620   {
621 #undef B_DEF
622 #undef OB_DEF
623 #undef OB_DEF_VAR
624 #define B_DEF(...)
625 #define OB_DEF(NAME, FIRST_VAR_NAME, LAST_VAR_NAME, BFLAGS, ...) BFLAGS,
626 #define OB_DEF_VAR(...)
627 #include "s390-builtins.def"
628     0
629   };
630
631 const unsigned int
632 bflags_overloaded_builtin_var[S390_OVERLOADED_BUILTIN_VAR_MAX + 1] =
633   {
634 #undef B_DEF
635 #undef OB_DEF
636 #undef OB_DEF_VAR
637 #define B_DEF(...)
638 #define OB_DEF(...)
639 #define OB_DEF_VAR(NAME, PATTERN, FLAGS, OPFLAGS, FNTYPE) FLAGS,
640 #include "s390-builtins.def"
641     0
642   };
643
644 const unsigned int
645 opflags_overloaded_builtin_var[S390_OVERLOADED_BUILTIN_VAR_MAX + 1] =
646   {
647 #undef B_DEF
648 #undef OB_DEF
649 #undef OB_DEF_VAR
650 #define B_DEF(...)
651 #define OB_DEF(...)
652 #define OB_DEF_VAR(NAME, PATTERN, FLAGS, OPFLAGS, FNTYPE) OPFLAGS,
653 #include "s390-builtins.def"
654     0
655   };
656
657 tree s390_builtin_types[BT_MAX];
658 tree s390_builtin_fn_types[BT_FN_MAX];
659 tree s390_builtin_decls[S390_BUILTIN_MAX +
660                         S390_OVERLOADED_BUILTIN_MAX +
661                         S390_OVERLOADED_BUILTIN_VAR_MAX];
662
663 static enum insn_code const code_for_builtin[S390_BUILTIN_MAX + 1] = {
664 #undef B_DEF
665 #undef OB_DEF
666 #undef OB_DEF_VAR
667 #define B_DEF(NAME, PATTERN, ...) CODE_FOR_##PATTERN,
668 #define OB_DEF(...)
669 #define OB_DEF_VAR(...)
670
671 #include "s390-builtins.def"
672   CODE_FOR_nothing
673 };
674
675 static void
676 s390_init_builtins (void)
677 {
678   /* These definitions are being used in s390-builtins.def.  */
679   tree returns_twice_attr = tree_cons (get_identifier ("returns_twice"),
680                                        NULL, NULL);
681   tree noreturn_attr = tree_cons (get_identifier ("noreturn"), NULL, NULL);
682   tree c_uint64_type_node;
683
684   /* The uint64_type_node from tree.c is not compatible to the C99
685      uint64_t data type.  What we want is c_uint64_type_node from
686      c-common.c.  But since backend code is not supposed to interface
687      with the frontend we recreate it here.  */
688   if (TARGET_64BIT)
689     c_uint64_type_node = long_unsigned_type_node;
690   else
691     c_uint64_type_node = long_long_unsigned_type_node;
692
693 #undef DEF_TYPE
694 #define DEF_TYPE(INDEX, NODE, CONST_P)                  \
695   if (s390_builtin_types[INDEX] == NULL)                \
696     s390_builtin_types[INDEX] = (!CONST_P) ?            \
697       (NODE) : build_type_variant ((NODE), 1, 0);
698
699 #undef DEF_POINTER_TYPE
700 #define DEF_POINTER_TYPE(INDEX, INDEX_BASE)                             \
701   if (s390_builtin_types[INDEX] == NULL)                                \
702     s390_builtin_types[INDEX] =                                         \
703       build_pointer_type (s390_builtin_types[INDEX_BASE]);
704
705 #undef DEF_DISTINCT_TYPE
706 #define DEF_DISTINCT_TYPE(INDEX, INDEX_BASE)                            \
707   if (s390_builtin_types[INDEX] == NULL)                                \
708     s390_builtin_types[INDEX] =                                         \
709       build_distinct_type_copy (s390_builtin_types[INDEX_BASE]);
710
711 #undef DEF_VECTOR_TYPE
712 #define DEF_VECTOR_TYPE(INDEX, INDEX_BASE, ELEMENTS)                    \
713   if (s390_builtin_types[INDEX] == NULL)                                \
714     s390_builtin_types[INDEX] =                                         \
715       build_vector_type (s390_builtin_types[INDEX_BASE], ELEMENTS);
716
717 #undef DEF_OPAQUE_VECTOR_TYPE
718 #define DEF_OPAQUE_VECTOR_TYPE(INDEX, INDEX_BASE, ELEMENTS)             \
719   if (s390_builtin_types[INDEX] == NULL)                                \
720     s390_builtin_types[INDEX] =                                         \
721       build_opaque_vector_type (s390_builtin_types[INDEX_BASE], ELEMENTS);
722
723 #undef DEF_FN_TYPE
724 #define DEF_FN_TYPE(INDEX, args...)                             \
725   if (s390_builtin_fn_types[INDEX] == NULL)                     \
726     s390_builtin_fn_types[INDEX] =                              \
727       build_function_type_list (args, NULL_TREE);
728 #undef DEF_OV_TYPE
729 #define DEF_OV_TYPE(...)
730 #include "s390-builtin-types.def"
731
732 #undef B_DEF
733 #define B_DEF(NAME, PATTERN, ATTRS, BFLAGS, OPFLAGS, FNTYPE)            \
734   if (s390_builtin_decls[S390_BUILTIN_##NAME] == NULL)                  \
735     s390_builtin_decls[S390_BUILTIN_##NAME] =                           \
736       add_builtin_function ("__builtin_" #NAME,                         \
737                             s390_builtin_fn_types[FNTYPE],              \
738                             S390_BUILTIN_##NAME,                        \
739                             BUILT_IN_MD,                                \
740                             NULL,                                       \
741                             ATTRS);
742 #undef OB_DEF
743 #define OB_DEF(NAME, FIRST_VAR_NAME, LAST_VAR_NAME, BFLAGS, FNTYPE)     \
744   if (s390_builtin_decls[S390_OVERLOADED_BUILTIN_##NAME + S390_BUILTIN_MAX] \
745       == NULL)                                                          \
746     s390_builtin_decls[S390_OVERLOADED_BUILTIN_##NAME + S390_BUILTIN_MAX] = \
747       add_builtin_function ("__builtin_" #NAME,                         \
748                             s390_builtin_fn_types[FNTYPE],              \
749                             S390_OVERLOADED_BUILTIN_##NAME + S390_BUILTIN_MAX, \
750                             BUILT_IN_MD,                                \
751                             NULL,                                       \
752                             0);
753 #undef OB_DEF_VAR
754 #define OB_DEF_VAR(...)
755 #include "s390-builtins.def"
756
757 }
758
759 /* Return true if ARG is appropriate as argument number ARGNUM of
760    builtin DECL.  The operand flags from s390-builtins.def have to
761    passed as OP_FLAGS.  */
762 bool
763 s390_const_operand_ok (tree arg, int argnum, int op_flags, tree decl)
764 {
765   if (O_UIMM_P (op_flags))
766     {
767       int bitwidths[] = { 1, 2, 3, 4, 5, 8, 12, 16, 32 };
768       int bitwidth = bitwidths[op_flags - O_U1];
769
770       if (!tree_fits_uhwi_p (arg)
771           || tree_to_uhwi (arg) > (HOST_WIDE_INT_1U << bitwidth) - 1)
772         {
773           error("constant argument %d for builtin %qF is out of range (0.."
774                 HOST_WIDE_INT_PRINT_UNSIGNED ")",
775                 argnum, decl,
776                 (HOST_WIDE_INT_1U << bitwidth) - 1);
777           return false;
778         }
779     }
780
781   if (O_SIMM_P (op_flags))
782     {
783       int bitwidths[] = { 2, 3, 4, 5, 8, 12, 16, 32 };
784       int bitwidth = bitwidths[op_flags - O_S2];
785
786       if (!tree_fits_shwi_p (arg)
787           || tree_to_shwi (arg) < -(HOST_WIDE_INT_1 << (bitwidth - 1))
788           || tree_to_shwi (arg) > ((HOST_WIDE_INT_1 << (bitwidth - 1)) - 1))
789         {
790           error("constant argument %d for builtin %qF is out of range ("
791                 HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC ".."
792                 HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC ")",
793                 argnum, decl,
794                 -(HOST_WIDE_INT_1 << (bitwidth - 1)),
795                 (HOST_WIDE_INT_1 << (bitwidth - 1)) - 1);
796           return false;
797         }
798     }
799   return true;
800 }
801
802 /* Expand an expression EXP that calls a built-in function,
803    with result going to TARGET if that's convenient
804    (and in mode MODE if that's convenient).
805    SUBTARGET may be used as the target for computing one of EXP's operands.
806    IGNORE is nonzero if the value is to be ignored.  */
807
808 static rtx
809 s390_expand_builtin (tree exp, rtx target, rtx subtarget ATTRIBUTE_UNUSED,
810                      machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED,
811                      int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
812 {
813 #define MAX_ARGS 6
814
815   tree fndecl = TREE_OPERAND (CALL_EXPR_FN (exp), 0);
816   unsigned int fcode = DECL_FUNCTION_CODE (fndecl);
817   enum insn_code icode;
818   rtx op[MAX_ARGS], pat;
819   int arity;
820   bool nonvoid;
821   tree arg;
822   call_expr_arg_iterator iter;
823   unsigned int all_op_flags = opflags_for_builtin (fcode);
824   machine_mode last_vec_mode = VOIDmode;
825
826   if (TARGET_DEBUG_ARG)
827     {
828       fprintf (stderr,
829                "s390_expand_builtin, code = %4d, %s, bflags = 0x%x\n",
830                (int)fcode, IDENTIFIER_POINTER (DECL_NAME (fndecl)),
831                bflags_for_builtin (fcode));
832     }
833
834   if (S390_USE_TARGET_ATTRIBUTE)
835     {
836       unsigned int bflags;
837
838       bflags = bflags_for_builtin (fcode);
839       if ((bflags & B_HTM) && !TARGET_HTM)
840         {
841           error ("builtin %qF is not supported without -mhtm "
842                  "(default with -march=zEC12 and higher).", fndecl);
843           return const0_rtx;
844         }
845       if (((bflags & B_VX) || (bflags & B_VXE)) && !TARGET_VX)
846         {
847           error ("builtin %qF requires -mvx "
848                  "(default with -march=z13 and higher).", fndecl);
849           return const0_rtx;
850         }
851
852       if ((bflags & B_VXE) && !TARGET_VXE)
853         {
854           error ("Builtin %qF requires z14 or higher.", fndecl);
855           return const0_rtx;
856         }
857     }
858   if (fcode >= S390_OVERLOADED_BUILTIN_VAR_OFFSET
859       && fcode < S390_ALL_BUILTIN_MAX)
860     {
861       gcc_unreachable ();
862     }
863   else if (fcode < S390_OVERLOADED_BUILTIN_OFFSET)
864     {
865       icode = code_for_builtin[fcode];
866       /* Set a flag in the machine specific cfun part in order to support
867          saving/restoring of FPRs.  */
868       if (fcode == S390_BUILTIN_tbegin || fcode == S390_BUILTIN_tbegin_retry)
869         cfun->machine->tbegin_p = true;
870     }
871   else if (fcode < S390_OVERLOADED_BUILTIN_VAR_OFFSET)
872     {
873       error ("unresolved overloaded builtin");
874       return const0_rtx;
875     }
876   else
877     internal_error ("bad builtin fcode");
878
879   if (icode == 0)
880     internal_error ("bad builtin icode");
881
882   nonvoid = TREE_TYPE (TREE_TYPE (fndecl)) != void_type_node;
883
884   if (nonvoid)
885     {
886       machine_mode tmode = insn_data[icode].operand[0].mode;
887       if (!target
888           || GET_MODE (target) != tmode
889           || !(*insn_data[icode].operand[0].predicate) (target, tmode))
890         target = gen_reg_rtx (tmode);
891
892       /* There are builtins (e.g. vec_promote) with no vector
893          arguments but an element selector.  So we have to also look
894          at the vector return type when emitting the modulo
895          operation.  */
896       if (VECTOR_MODE_P (insn_data[icode].operand[0].mode))
897         last_vec_mode = insn_data[icode].operand[0].mode;
898     }
899
900   arity = 0;
901   FOR_EACH_CALL_EXPR_ARG (arg, iter, exp)
902     {
903       rtx tmp_rtx;
904       const struct insn_operand_data *insn_op;
905       unsigned int op_flags = all_op_flags & ((1 << O_SHIFT) - 1);
906
907       all_op_flags = all_op_flags >> O_SHIFT;
908
909       if (arg == error_mark_node)
910         return NULL_RTX;
911       if (arity >= MAX_ARGS)
912         return NULL_RTX;
913
914       if (O_IMM_P (op_flags)
915           && TREE_CODE (arg) != INTEGER_CST)
916         {
917           error ("constant value required for builtin %qF argument %d",
918                  fndecl, arity + 1);
919           return const0_rtx;
920         }
921
922       if (!s390_const_operand_ok (arg, arity + 1, op_flags, fndecl))
923         return const0_rtx;
924
925       insn_op = &insn_data[icode].operand[arity + nonvoid];
926       op[arity] = expand_expr (arg, NULL_RTX, insn_op->mode, EXPAND_NORMAL);
927
928       /* expand_expr truncates constants to the target mode only if it
929          is "convenient".  However, our checks below rely on this
930          being done.  */
931       if (CONST_INT_P (op[arity])
932           && SCALAR_INT_MODE_P (insn_op->mode)
933           && GET_MODE (op[arity]) != insn_op->mode)
934         op[arity] = GEN_INT (trunc_int_for_mode (INTVAL (op[arity]),
935                                                  insn_op->mode));
936
937       /* Wrap the expanded RTX for pointer types into a MEM expr with
938          the proper mode.  This allows us to use e.g. (match_operand
939          "memory_operand"..) in the insn patterns instead of (mem
940          (match_operand "address_operand)).  This is helpful for
941          patterns not just accepting MEMs.  */
942       if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (arg))
943           && insn_op->predicate != address_operand)
944         op[arity] = gen_rtx_MEM (insn_op->mode, op[arity]);
945
946       /* Expand the module operation required on element selectors.  */
947       if (op_flags == O_ELEM)
948         {
949           gcc_assert (last_vec_mode != VOIDmode);
950           op[arity] = simplify_expand_binop (SImode, code_to_optab (AND),
951                                              op[arity],
952                                              GEN_INT (GET_MODE_NUNITS (last_vec_mode) - 1),
953                                              NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
954         }
955
956       /* Record the vector mode used for an element selector.  This assumes:
957          1. There is no builtin with two different vector modes and an element selector
958          2. The element selector comes after the vector type it is referring to.
959          This currently the true for all the builtins but FIXME we
960          should better check for that.  */
961       if (VECTOR_MODE_P (insn_op->mode))
962         last_vec_mode = insn_op->mode;
963
964       if (insn_op->predicate (op[arity], insn_op->mode))
965         {
966           arity++;
967           continue;
968         }
969
970       if (MEM_P (op[arity])
971           && insn_op->predicate == memory_operand
972           && (GET_MODE (XEXP (op[arity], 0)) == Pmode
973               || GET_MODE (XEXP (op[arity], 0)) == VOIDmode))
974         {
975           op[arity] = replace_equiv_address (op[arity],
976                                              copy_to_mode_reg (Pmode,
977                                                XEXP (op[arity], 0)));
978         }
979       /* Some of the builtins require different modes/types than the
980          pattern in order to implement a specific API.  Instead of
981          adding many expanders which do the mode change we do it here.
982          E.g. s390_vec_add_u128 required to have vector unsigned char
983          arguments is mapped to addti3.  */
984       else if (insn_op->mode != VOIDmode
985                && GET_MODE (op[arity]) != VOIDmode
986                && GET_MODE (op[arity]) != insn_op->mode
987                && ((tmp_rtx = simplify_gen_subreg (insn_op->mode, op[arity],
988                                                    GET_MODE (op[arity]), 0))
989                    != NULL_RTX))
990         {
991           op[arity] = tmp_rtx;
992         }
993       else if (GET_MODE (op[arity]) == insn_op->mode
994                || GET_MODE (op[arity]) == VOIDmode
995                || (insn_op->predicate == address_operand
996                    && GET_MODE (op[arity]) == Pmode))
997         {
998           /* An address_operand usually has VOIDmode in the expander
999              so we cannot use this.  */
1000           machine_mode target_mode =
1001             (insn_op->predicate == address_operand
1002              ? (machine_mode) Pmode : insn_op->mode);
1003           op[arity] = copy_to_mode_reg (target_mode, op[arity]);
1004         }
1005
1006       if (!insn_op->predicate (op[arity], insn_op->mode))
1007         {
1008           error ("invalid argument %d for builtin %qF", arity + 1, fndecl);
1009           return const0_rtx;
1010         }
1011       arity++;
1012     }
1013
1014   switch (arity)
1015     {
1016     case 0:
1017       pat = GEN_FCN (icode) (target);
1018       break;
1019     case 1:
1020       if (nonvoid)
1021         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0]);
1022       else
1023         pat = GEN_FCN (icode) (op[0]);
1024       break;
1025     case 2:
1026       if (nonvoid)
1027         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0], op[1]);
1028       else
1029         pat = GEN_FCN (icode) (op[0], op[1]);
1030       break;
1031     case 3:
1032       if (nonvoid)
1033         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0], op[1], op[2]);
1034       else
1035         pat = GEN_FCN (icode) (op[0], op[1], op[2]);
1036       break;
1037     case 4:
1038       if (nonvoid)
1039         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0], op[1], op[2], op[3]);
1040       else
1041         pat = GEN_FCN (icode) (op[0], op[1], op[2], op[3]);
1042       break;
1043     case 5:
1044       if (nonvoid)
1045         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0], op[1], op[2], op[3], op[4]);
1046       else
1047         pat = GEN_FCN (icode) (op[0], op[1], op[2], op[3], op[4]);
1048       break;
1049     case 6:
1050       if (nonvoid)
1051         pat = GEN_FCN (icode) (target, op[0], op[1], op[2], op[3], op[4], op[5]);
1052       else
1053         pat = GEN_FCN (icode) (op[0], op[1], op[2], op[3], op[4], op[5]);
1054       break;
1055     default:
1056       gcc_unreachable ();
1057     }
1058   if (!pat)
1059     return NULL_RTX;
1060   emit_insn (pat);
1061
1062   if (nonvoid)
1063     return target;
1064   else
1065     return const0_rtx;
1066 }
1067
1068
1069 static const int s390_hotpatch_hw_max = 1000000;
1070 static int s390_hotpatch_hw_before_label = 0;
1071 static int s390_hotpatch_hw_after_label = 0;
1072
1073 /* Check whether the hotpatch attribute is applied to a function and, if it has
1074    an argument, the argument is valid.  */
1075
1076 static tree
1077 s390_handle_hotpatch_attribute (tree *node, tree name, tree args,
1078                                 int flags ATTRIBUTE_UNUSED, bool *no_add_attrs)
1079 {
1080   tree expr;
1081   tree expr2;
1082   int err;
1083
1084   if (TREE_CODE (*node) != FUNCTION_DECL)
1085     {
1086       warning (OPT_Wattributes, "%qE attribute only applies to functions",
1087                name);
1088       *no_add_attrs = true;
1089     }
1090   if (args != NULL && TREE_CHAIN (args) != NULL)
1091     {
1092       expr = TREE_VALUE (args);
1093       expr2 = TREE_VALUE (TREE_CHAIN (args));
1094     }
1095   if (args == NULL || TREE_CHAIN (args) == NULL)
1096     err = 1;
1097   else if (TREE_CODE (expr) != INTEGER_CST
1098            || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (expr))
1099            || wi::gtu_p (expr, s390_hotpatch_hw_max))
1100     err = 1;
1101   else if (TREE_CODE (expr2) != INTEGER_CST
1102            || !INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (expr2))
1103            || wi::gtu_p (expr2, s390_hotpatch_hw_max))
1104     err = 1;
1105   else
1106     err = 0;
1107   if (err)
1108     {
1109       error ("requested %qE attribute is not a comma separated pair of"
1110              " non-negative integer constants or too large (max. %d)", name,
1111              s390_hotpatch_hw_max);
1112       *no_add_attrs = true;
1113     }
1114
1115   return NULL_TREE;
1116 }
1117
1118 /* Expand the s390_vector_bool type attribute.  */
1119
1120 static tree
1121 s390_handle_vectorbool_attribute (tree *node, tree name ATTRIBUTE_UNUSED,
1122                                   tree args ATTRIBUTE_UNUSED,
1123                                   int flags ATTRIBUTE_UNUSED, bool *no_add_attrs)
1124 {
1125   tree type = *node, result = NULL_TREE;
1126   machine_mode mode;
1127
1128   while (POINTER_TYPE_P (type)
1129          || TREE_CODE (type) == FUNCTION_TYPE
1130          || TREE_CODE (type) == METHOD_TYPE
1131          || TREE_CODE (type) == ARRAY_TYPE)
1132     type = TREE_TYPE (type);
1133
1134   mode = TYPE_MODE (type);
1135   switch (mode)
1136     {
1137     case E_DImode: case E_V2DImode:
1138       result = s390_builtin_types[BT_BV2DI];
1139       break;
1140     case E_SImode: case E_V4SImode:
1141       result = s390_builtin_types[BT_BV4SI];
1142       break;
1143     case E_HImode: case E_V8HImode:
1144       result = s390_builtin_types[BT_BV8HI];
1145       break;
1146     case E_QImode: case E_V16QImode:
1147       result = s390_builtin_types[BT_BV16QI];
1148       break;
1149     default:
1150       break;
1151     }
1152
1153   *no_add_attrs = true;  /* No need to hang on to the attribute.  */
1154
1155   if (result)
1156     *node = lang_hooks.types.reconstruct_complex_type (*node, result);
1157
1158   return NULL_TREE;
1159 }
1160
1161 static const struct attribute_spec s390_attribute_table[] = {
1162   { "hotpatch", 2, 2, true, false, false, s390_handle_hotpatch_attribute, false },
1163   { "s390_vector_bool", 0, 0, false, true, false, s390_handle_vectorbool_attribute, true },
1164   /* End element.  */
1165   { NULL,        0, 0, false, false, false, NULL, false }
1166 };
1167
1168 /* Return the alignment for LABEL.  We default to the -falign-labels
1169    value except for the literal pool base label.  */
1170 int
1171 s390_label_align (rtx_insn *label)
1172 {
1173   rtx_insn *prev_insn = prev_active_insn (label);
1174   rtx set, src;
1175
1176   if (prev_insn == NULL_RTX)
1177     goto old;
1178
1179   set = single_set (prev_insn);
1180
1181   if (set == NULL_RTX)
1182     goto old;
1183
1184   src = SET_SRC (set);
1185
1186   /* Don't align literal pool base labels.  */
1187   if (GET_CODE (src) == UNSPEC
1188       && XINT (src, 1) == UNSPEC_MAIN_BASE)
1189     return 0;
1190
1191  old:
1192   return align_labels_log;
1193 }
1194
1195 static GTY(()) rtx got_symbol;
1196
1197 /* Return the GOT table symbol.  The symbol will be created when the
1198    function is invoked for the first time.  */
1199
1200 static rtx
1201 s390_got_symbol (void)
1202 {
1203   if (!got_symbol)
1204     {
1205       got_symbol = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_");
1206       SYMBOL_REF_FLAGS (got_symbol) = SYMBOL_FLAG_LOCAL;
1207     }
1208
1209   return got_symbol;
1210 }
1211
1212 static scalar_int_mode
1213 s390_libgcc_cmp_return_mode (void)
1214 {
1215   return TARGET_64BIT ? DImode : SImode;
1216 }
1217
1218 static scalar_int_mode
1219 s390_libgcc_shift_count_mode (void)
1220 {
1221   return TARGET_64BIT ? DImode : SImode;
1222 }
1223
1224 static scalar_int_mode
1225 s390_unwind_word_mode (void)
1226 {
1227   return TARGET_64BIT ? DImode : SImode;
1228 }
1229
1230 /* Return true if the back end supports mode MODE.  */
1231 static bool
1232 s390_scalar_mode_supported_p (machine_mode mode)
1233 {
1234   /* In contrast to the default implementation reject TImode constants on 31bit
1235      TARGET_ZARCH for ABI compliance.  */
1236   if (!TARGET_64BIT && TARGET_ZARCH && mode == TImode)
1237     return false;
1238
1239   if (DECIMAL_FLOAT_MODE_P (mode))
1240     return default_decimal_float_supported_p ();
1241
1242   return default_scalar_mode_supported_p (mode);
1243 }
1244
1245 /* Return true if the back end supports vector mode MODE.  */
1246 static bool
1247 s390_vector_mode_supported_p (machine_mode mode)
1248 {
1249   machine_mode inner;
1250
1251   if (!VECTOR_MODE_P (mode)
1252       || !TARGET_VX
1253       || GET_MODE_SIZE (mode) > 16)
1254     return false;
1255
1256   inner = GET_MODE_INNER (mode);
1257
1258   switch (inner)
1259     {
1260     case E_QImode:
1261     case E_HImode:
1262     case E_SImode:
1263     case E_DImode:
1264     case E_TImode:
1265     case E_SFmode:
1266     case E_DFmode:
1267     case E_TFmode:
1268       return true;
1269     default:
1270       return false;
1271     }
1272 }
1273
1274 /* Set the has_landing_pad_p flag in struct machine_function to VALUE.  */
1275
1276 void
1277 s390_set_has_landing_pad_p (bool value)
1278 {
1279   cfun->machine->has_landing_pad_p = value;
1280 }
1281
1282 /* If two condition code modes are compatible, return a condition code
1283    mode which is compatible with both.  Otherwise, return
1284    VOIDmode.  */
1285
1286 static machine_mode
1287 s390_cc_modes_compatible (machine_mode m1, machine_mode m2)
1288 {
1289   if (m1 == m2)
1290     return m1;
1291
1292   switch (m1)
1293     {
1294     case E_CCZmode:
1295       if (m2 == CCUmode || m2 == CCTmode || m2 == CCZ1mode
1296           || m2 == CCSmode || m2 == CCSRmode || m2 == CCURmode)
1297         return m2;
1298       return VOIDmode;
1299
1300     case E_CCSmode:
1301     case E_CCUmode:
1302     case E_CCTmode:
1303     case E_CCSRmode:
1304     case E_CCURmode:
1305     case E_CCZ1mode:
1306       if (m2 == CCZmode)
1307         return m1;
1308
1309       return VOIDmode;
1310
1311     default:
1312       return VOIDmode;
1313     }
1314   return VOIDmode;
1315 }
1316
1317 /* Return true if SET either doesn't set the CC register, or else
1318    the source and destination have matching CC modes and that
1319    CC mode is at least as constrained as REQ_MODE.  */
1320
1321 static bool
1322 s390_match_ccmode_set (rtx set, machine_mode req_mode)
1323 {
1324   machine_mode set_mode;
1325
1326   gcc_assert (GET_CODE (set) == SET);
1327
1328   /* These modes are supposed to be used only in CC consumer
1329      patterns.  */
1330   gcc_assert (req_mode != CCVIALLmode && req_mode != CCVIANYmode
1331               && req_mode != CCVFALLmode && req_mode != CCVFANYmode);
1332
1333   if (GET_CODE (SET_DEST (set)) != REG || !CC_REGNO_P (REGNO (SET_DEST (set))))
1334     return 1;
1335
1336   set_mode = GET_MODE (SET_DEST (set));
1337   switch (set_mode)
1338     {
1339     case E_CCZ1mode:
1340     case E_CCSmode:
1341     case E_CCSRmode:
1342     case E_CCUmode:
1343     case E_CCURmode:
1344     case E_CCLmode:
1345     case E_CCL1mode:
1346     case E_CCL2mode:
1347     case E_CCL3mode:
1348     case E_CCT1mode:
1349     case E_CCT2mode:
1350     case E_CCT3mode:
1351     case E_CCVEQmode:
1352     case E_CCVIHmode:
1353     case E_CCVIHUmode:
1354     case E_CCVFHmode:
1355     case E_CCVFHEmode:
1356       if (req_mode != set_mode)
1357         return 0;
1358       break;
1359
1360     case E_CCZmode:
1361       if (req_mode != CCSmode && req_mode != CCUmode && req_mode != CCTmode
1362           && req_mode != CCSRmode && req_mode != CCURmode
1363           && req_mode != CCZ1mode)
1364         return 0;
1365       break;
1366
1367     case E_CCAPmode:
1368     case E_CCANmode:
1369       if (req_mode != CCAmode)
1370         return 0;
1371       break;
1372
1373     default:
1374       gcc_unreachable ();
1375     }
1376
1377   return (GET_MODE (SET_SRC (set)) == set_mode);
1378 }
1379
1380 /* Return true if every SET in INSN that sets the CC register
1381    has source and destination with matching CC modes and that
1382    CC mode is at least as constrained as REQ_MODE.
1383    If REQ_MODE is VOIDmode, always return false.  */
1384
1385 bool
1386 s390_match_ccmode (rtx_insn *insn, machine_mode req_mode)
1387 {
1388   int i;
1389
1390   /* s390_tm_ccmode returns VOIDmode to indicate failure.  */
1391   if (req_mode == VOIDmode)
1392     return false;
1393
1394   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
1395     return s390_match_ccmode_set (PATTERN (insn), req_mode);
1396
1397   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
1398       for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (insn), 0); i++)
1399         {
1400           rtx set = XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i);
1401           if (GET_CODE (set) == SET)
1402             if (!s390_match_ccmode_set (set, req_mode))
1403               return false;
1404         }
1405
1406   return true;
1407 }
1408
1409 /* If a test-under-mask instruction can be used to implement
1410    (compare (and ... OP1) OP2), return the CC mode required
1411    to do that.  Otherwise, return VOIDmode.
1412    MIXED is true if the instruction can distinguish between
1413    CC1 and CC2 for mixed selected bits (TMxx), it is false
1414    if the instruction cannot (TM).  */
1415
1416 machine_mode
1417 s390_tm_ccmode (rtx op1, rtx op2, bool mixed)
1418 {
1419   int bit0, bit1;
1420
1421   /* ??? Fixme: should work on CONST_WIDE_INT as well.  */
1422   if (GET_CODE (op1) != CONST_INT || GET_CODE (op2) != CONST_INT)
1423     return VOIDmode;
1424
1425   /* Selected bits all zero: CC0.
1426      e.g.: int a; if ((a & (16 + 128)) == 0) */
1427   if (INTVAL (op2) == 0)
1428     return CCTmode;
1429
1430   /* Selected bits all one: CC3.
1431      e.g.: int a; if ((a & (16 + 128)) == 16 + 128) */
1432   if (INTVAL (op2) == INTVAL (op1))
1433     return CCT3mode;
1434
1435   /* Exactly two bits selected, mixed zeroes and ones: CC1 or CC2. e.g.:
1436      int a;
1437      if ((a & (16 + 128)) == 16)         -> CCT1
1438      if ((a & (16 + 128)) == 128)        -> CCT2  */
1439   if (mixed)
1440     {
1441       bit1 = exact_log2 (INTVAL (op2));
1442       bit0 = exact_log2 (INTVAL (op1) ^ INTVAL (op2));
1443       if (bit0 != -1 && bit1 != -1)
1444         return bit0 > bit1 ? CCT1mode : CCT2mode;
1445     }
1446
1447   return VOIDmode;
1448 }
1449
1450 /* Given a comparison code OP (EQ, NE, etc.) and the operands
1451    OP0 and OP1 of a COMPARE, return the mode to be used for the
1452    comparison.  */
1453
1454 machine_mode
1455 s390_select_ccmode (enum rtx_code code, rtx op0, rtx op1)
1456 {
1457   switch (code)
1458     {
1459       case EQ:
1460       case NE:
1461         if ((GET_CODE (op0) == NEG || GET_CODE (op0) == ABS)
1462             && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_INT)
1463           return CCAPmode;
1464         if (GET_CODE (op0) == PLUS && GET_CODE (XEXP (op0, 1)) == CONST_INT
1465             && CONST_OK_FOR_K (INTVAL (XEXP (op0, 1))))
1466           return CCAPmode;
1467         if ((GET_CODE (op0) == PLUS || GET_CODE (op0) == MINUS
1468              || GET_CODE (op1) == NEG)
1469             && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_INT)
1470           return CCLmode;
1471
1472         if (GET_CODE (op0) == AND)
1473           {
1474             /* Check whether we can potentially do it via TM.  */
1475             machine_mode ccmode;
1476             ccmode = s390_tm_ccmode (XEXP (op0, 1), op1, 1);
1477             if (ccmode != VOIDmode)
1478               {
1479                 /* Relax CCTmode to CCZmode to allow fall-back to AND
1480                    if that turns out to be beneficial.  */
1481                 return ccmode == CCTmode ? CCZmode : ccmode;
1482               }
1483           }
1484
1485         if (register_operand (op0, HImode)
1486             && GET_CODE (op1) == CONST_INT
1487             && (INTVAL (op1) == -1 || INTVAL (op1) == 65535))
1488           return CCT3mode;
1489         if (register_operand (op0, QImode)
1490             && GET_CODE (op1) == CONST_INT
1491             && (INTVAL (op1) == -1 || INTVAL (op1) == 255))
1492           return CCT3mode;
1493
1494         return CCZmode;
1495
1496       case LE:
1497       case LT:
1498       case GE:
1499       case GT:
1500         /* The only overflow condition of NEG and ABS happens when
1501            -INT_MAX is used as parameter, which stays negative. So
1502            we have an overflow from a positive value to a negative.
1503            Using CCAP mode the resulting cc can be used for comparisons.  */
1504         if ((GET_CODE (op0) == NEG || GET_CODE (op0) == ABS)
1505             && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_INT)
1506           return CCAPmode;
1507
1508         /* If constants are involved in an add instruction it is possible to use
1509            the resulting cc for comparisons with zero. Knowing the sign of the
1510            constant the overflow behavior gets predictable. e.g.:
1511              int a, b; if ((b = a + c) > 0)
1512            with c as a constant value: c < 0 -> CCAN and c >= 0 -> CCAP  */
1513         if (GET_CODE (op0) == PLUS && GET_CODE (XEXP (op0, 1)) == CONST_INT
1514             && (CONST_OK_FOR_K (INTVAL (XEXP (op0, 1)))
1515                 || (CONST_OK_FOR_CONSTRAINT_P (INTVAL (XEXP (op0, 1)), 'O', "Os")
1516                     /* Avoid INT32_MIN on 32 bit.  */
1517                     && (!TARGET_ZARCH || INTVAL (XEXP (op0, 1)) != -0x7fffffff - 1))))
1518           {
1519             if (INTVAL (XEXP((op0), 1)) < 0)
1520               return CCANmode;
1521             else
1522               return CCAPmode;
1523           }
1524         /* Fall through.  */
1525       case UNORDERED:
1526       case ORDERED:
1527       case UNEQ:
1528       case UNLE:
1529       case UNLT:
1530       case UNGE:
1531       case UNGT:
1532       case LTGT:
1533         if ((GET_CODE (op0) == SIGN_EXTEND || GET_CODE (op0) == ZERO_EXTEND)
1534             && GET_CODE (op1) != CONST_INT)
1535           return CCSRmode;
1536         return CCSmode;
1537
1538       case LTU:
1539       case GEU:
1540         if (GET_CODE (op0) == PLUS
1541             && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_INT)
1542           return CCL1mode;
1543
1544         if ((GET_CODE (op0) == SIGN_EXTEND || GET_CODE (op0) == ZERO_EXTEND)
1545             && GET_CODE (op1) != CONST_INT)
1546           return CCURmode;
1547         return CCUmode;
1548
1549       case LEU:
1550       case GTU:
1551         if (GET_CODE (op0) == MINUS
1552             && GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_INT)
1553           return CCL2mode;
1554
1555         if ((GET_CODE (op0) == SIGN_EXTEND || GET_CODE (op0) == ZERO_EXTEND)
1556             && GET_CODE (op1) != CONST_INT)
1557           return CCURmode;
1558         return CCUmode;
1559
1560       default:
1561         gcc_unreachable ();
1562     }
1563 }
1564
1565 /* Replace the comparison OP0 CODE OP1 by a semantically equivalent one
1566    that we can implement more efficiently.  */
1567
1568 static void
1569 s390_canonicalize_comparison (int *code, rtx *op0, rtx *op1,
1570                               bool op0_preserve_value)
1571 {
1572   if (op0_preserve_value)
1573     return;
1574
1575   /* Convert ZERO_EXTRACT back to AND to enable TM patterns.  */
1576   if ((*code == EQ || *code == NE)
1577       && *op1 == const0_rtx
1578       && GET_CODE (*op0) == ZERO_EXTRACT
1579       && GET_CODE (XEXP (*op0, 1)) == CONST_INT
1580       && GET_CODE (XEXP (*op0, 2)) == CONST_INT
1581       && SCALAR_INT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (*op0, 0))))
1582     {
1583       rtx inner = XEXP (*op0, 0);
1584       HOST_WIDE_INT modesize = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE (inner));
1585       HOST_WIDE_INT len = INTVAL (XEXP (*op0, 1));
1586       HOST_WIDE_INT pos = INTVAL (XEXP (*op0, 2));
1587
1588       if (len > 0 && len < modesize
1589           && pos >= 0 && pos + len <= modesize
1590           && modesize <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
1591         {
1592           unsigned HOST_WIDE_INT block;
1593           block = (HOST_WIDE_INT_1U << len) - 1;
1594           block <<= modesize - pos - len;
1595
1596           *op0 = gen_rtx_AND (GET_MODE (inner), inner,
1597                               gen_int_mode (block, GET_MODE (inner)));
1598         }
1599     }
1600
1601   /* Narrow AND of memory against immediate to enable TM.  */
1602   if ((*code == EQ || *code == NE)
1603       && *op1 == const0_rtx
1604       && GET_CODE (*op0) == AND
1605       && GET_CODE (XEXP (*op0, 1)) == CONST_INT
1606       && SCALAR_INT_MODE_P (GET_MODE (XEXP (*op0, 0))))
1607     {
1608       rtx inner = XEXP (*op0, 0);
1609       rtx mask = XEXP (*op0, 1);
1610
1611       /* Ignore paradoxical SUBREGs if all extra bits are masked out.  */
1612       if (GET_CODE (inner) == SUBREG
1613           && SCALAR_INT_MODE_P (GET_MODE (SUBREG_REG (inner)))
1614           && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (inner))
1615               >= GET_MODE_SIZE (GET_MODE (SUBREG_REG (inner))))
1616           && ((INTVAL (mask)
1617                & GET_MODE_MASK (GET_MODE (inner))
1618                & ~GET_MODE_MASK (GET_MODE (SUBREG_REG (inner))))
1619               == 0))
1620         inner = SUBREG_REG (inner);
1621
1622       /* Do not change volatile MEMs.  */
1623       if (MEM_P (inner) && !MEM_VOLATILE_P (inner))
1624         {
1625           int part = s390_single_part (XEXP (*op0, 1),
1626                                        GET_MODE (inner), QImode, 0);
1627           if (part >= 0)
1628             {
1629               mask = gen_int_mode (s390_extract_part (mask, QImode, 0), QImode);
1630               inner = adjust_address_nv (inner, QImode, part);
1631               *op0 = gen_rtx_AND (QImode, inner, mask);
1632             }
1633         }
1634     }
1635
1636   /* Narrow comparisons against 0xffff to HImode if possible.  */
1637   if ((*code == EQ || *code == NE)
1638       && GET_CODE (*op1) == CONST_INT
1639       && INTVAL (*op1) == 0xffff
1640       && SCALAR_INT_MODE_P (GET_MODE (*op0))
1641       && (nonzero_bits (*op0, GET_MODE (*op0))
1642           & ~HOST_WIDE_INT_UC (0xffff)) == 0)
1643     {
1644       *op0 = gen_lowpart (HImode, *op0);
1645       *op1 = constm1_rtx;
1646     }
1647
1648   /* Remove redundant UNSPEC_STRCMPCC_TO_INT conversions if possible.  */
1649   if (GET_CODE (*op0) == UNSPEC
1650       && XINT (*op0, 1) == UNSPEC_STRCMPCC_TO_INT
1651       && XVECLEN (*op0, 0) == 1
1652       && GET_MODE (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == CCUmode
1653       && GET_CODE (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == REG
1654       && REGNO (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == CC_REGNUM
1655       && *op1 == const0_rtx)
1656     {
1657       enum rtx_code new_code = UNKNOWN;
1658       switch (*code)
1659         {
1660           case EQ: new_code = EQ;  break;
1661           case NE: new_code = NE;  break;
1662           case LT: new_code = GTU; break;
1663           case GT: new_code = LTU; break;
1664           case LE: new_code = GEU; break;
1665           case GE: new_code = LEU; break;
1666           default: break;
1667         }
1668
1669       if (new_code != UNKNOWN)
1670         {
1671           *op0 = XVECEXP (*op0, 0, 0);
1672           *code = new_code;
1673         }
1674     }
1675
1676   /* Remove redundant UNSPEC_CC_TO_INT conversions if possible.  */
1677   if (GET_CODE (*op0) == UNSPEC
1678       && XINT (*op0, 1) == UNSPEC_CC_TO_INT
1679       && XVECLEN (*op0, 0) == 1
1680       && GET_CODE (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == REG
1681       && REGNO (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == CC_REGNUM
1682       && CONST_INT_P (*op1))
1683     {
1684       enum rtx_code new_code = UNKNOWN;
1685       switch (GET_MODE (XVECEXP (*op0, 0, 0)))
1686         {
1687         case E_CCZmode:
1688         case E_CCRAWmode:
1689           switch (*code)
1690             {
1691             case EQ: new_code = EQ;  break;
1692             case NE: new_code = NE;  break;
1693             default: break;
1694             }
1695           break;
1696         default: break;
1697         }
1698
1699       if (new_code != UNKNOWN)
1700         {
1701           /* For CCRAWmode put the required cc mask into the second
1702              operand.  */
1703         if (GET_MODE (XVECEXP (*op0, 0, 0)) == CCRAWmode
1704             && INTVAL (*op1) >= 0 && INTVAL (*op1) <= 3)
1705             *op1 = gen_rtx_CONST_INT (VOIDmode, 1 << (3 - INTVAL (*op1)));
1706           *op0 = XVECEXP (*op0, 0, 0);
1707           *code = new_code;
1708         }
1709     }
1710
1711   /* Simplify cascaded EQ, NE with const0_rtx.  */
1712   if ((*code == NE || *code == EQ)
1713       && (GET_CODE (*op0) == EQ || GET_CODE (*op0) == NE)
1714       && GET_MODE (*op0) == SImode
1715       && GET_MODE (XEXP (*op0, 0)) == CCZ1mode
1716       && REG_P (XEXP (*op0, 0))
1717       && XEXP (*op0, 1) == const0_rtx
1718       && *op1 == const0_rtx)
1719     {
1720       if ((*code == EQ && GET_CODE (*op0) == NE)
1721           || (*code == NE && GET_CODE (*op0) == EQ))
1722         *code = EQ;
1723       else
1724         *code = NE;
1725       *op0 = XEXP (*op0, 0);
1726     }
1727
1728   /* Prefer register over memory as first operand.  */
1729   if (MEM_P (*op0) && REG_P (*op1))
1730     {
1731       rtx tem = *op0; *op0 = *op1; *op1 = tem;
1732       *code = (int)swap_condition ((enum rtx_code)*code);
1733     }
1734
1735   /* A comparison result is compared against zero.  Replace it with
1736      the (perhaps inverted) original comparison.
1737      This probably should be done by simplify_relational_operation.  */
1738   if ((*code == EQ || *code == NE)
1739       && *op1 == const0_rtx
1740       && COMPARISON_P (*op0)
1741       && CC_REG_P (XEXP (*op0, 0)))
1742     {
1743       enum rtx_code new_code;
1744
1745       if (*code == EQ)
1746         new_code = reversed_comparison_code_parts (GET_CODE (*op0),
1747                                                    XEXP (*op0, 0),
1748                                                    XEXP (*op1, 0), NULL);
1749       else
1750         new_code = GET_CODE (*op0);
1751
1752       if (new_code != UNKNOWN)
1753         {
1754           *code = new_code;
1755           *op1 = XEXP (*op0, 1);
1756           *op0 = XEXP (*op0, 0);
1757         }
1758     }
1759 }
1760
1761
1762 /* Emit a compare instruction suitable to implement the comparison
1763    OP0 CODE OP1.  Return the correct condition RTL to be placed in
1764    the IF_THEN_ELSE of the conditional branch testing the result.  */
1765
1766 rtx
1767 s390_emit_compare (enum rtx_code code, rtx op0, rtx op1)
1768 {
1769   machine_mode mode = s390_select_ccmode (code, op0, op1);
1770   rtx cc;
1771
1772   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (op0)) == MODE_CC)
1773     {
1774       /* Do not output a redundant compare instruction if a
1775          compare_and_swap pattern already computed the result and the
1776          machine modes are compatible.  */
1777       gcc_assert (s390_cc_modes_compatible (GET_MODE (op0), mode)
1778                   == GET_MODE (op0));
1779       cc = op0;
1780     }
1781   else
1782     {
1783       cc = gen_rtx_REG (mode, CC_REGNUM);
1784       emit_insn (gen_rtx_SET (cc, gen_rtx_COMPARE (mode, op0, op1)));
1785     }
1786
1787   return gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode, cc, const0_rtx);
1788 }
1789
1790 /* Emit a SImode compare and swap instruction setting MEM to NEW_RTX if OLD
1791    matches CMP.
1792    Return the correct condition RTL to be placed in the IF_THEN_ELSE of the
1793    conditional branch testing the result.  */
1794
1795 static rtx
1796 s390_emit_compare_and_swap (enum rtx_code code, rtx old, rtx mem,
1797                             rtx cmp, rtx new_rtx, machine_mode ccmode)
1798 {
1799   rtx cc;
1800
1801   cc = gen_rtx_REG (ccmode, CC_REGNUM);
1802   switch (GET_MODE (mem))
1803     {
1804     case E_SImode:
1805       emit_insn (gen_atomic_compare_and_swapsi_internal (old, mem, cmp,
1806                                                          new_rtx, cc));
1807       break;
1808     case E_DImode:
1809       emit_insn (gen_atomic_compare_and_swapdi_internal (old, mem, cmp,
1810                                                          new_rtx, cc));
1811       break;
1812     case E_TImode:
1813         emit_insn (gen_atomic_compare_and_swapti_internal (old, mem, cmp,
1814                                                            new_rtx, cc));
1815       break;
1816     case E_QImode:
1817     case E_HImode:
1818     default:
1819       gcc_unreachable ();
1820     }
1821   return s390_emit_compare (code, cc, const0_rtx);
1822 }
1823
1824 /* Emit a jump instruction to TARGET and return it.  If COND is
1825    NULL_RTX, emit an unconditional jump, else a conditional jump under
1826    condition COND.  */
1827
1828 rtx_insn *
1829 s390_emit_jump (rtx target, rtx cond)
1830 {
1831   rtx insn;
1832
1833   target = gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, target);
1834   if (cond)
1835     target = gen_rtx_IF_THEN_ELSE (VOIDmode, cond, target, pc_rtx);
1836
1837   insn = gen_rtx_SET (pc_rtx, target);
1838   return emit_jump_insn (insn);
1839 }
1840
1841 /* Return branch condition mask to implement a branch
1842    specified by CODE.  Return -1 for invalid comparisons.  */
1843
1844 int
1845 s390_branch_condition_mask (rtx code)
1846 {
1847   const int CC0 = 1 << 3;
1848   const int CC1 = 1 << 2;
1849   const int CC2 = 1 << 1;
1850   const int CC3 = 1 << 0;
1851
1852   gcc_assert (GET_CODE (XEXP (code, 0)) == REG);
1853   gcc_assert (REGNO (XEXP (code, 0)) == CC_REGNUM);
1854   gcc_assert (XEXP (code, 1) == const0_rtx
1855               || (GET_MODE (XEXP (code, 0)) == CCRAWmode
1856                   && CONST_INT_P (XEXP (code, 1))));
1857
1858
1859   switch (GET_MODE (XEXP (code, 0)))
1860     {
1861     case E_CCZmode:
1862     case E_CCZ1mode:
1863       switch (GET_CODE (code))
1864         {
1865         case EQ:        return CC0;
1866         case NE:        return CC1 | CC2 | CC3;
1867         default:        return -1;
1868         }
1869       break;
1870
1871     case E_CCT1mode:
1872       switch (GET_CODE (code))
1873         {
1874         case EQ:        return CC1;
1875         case NE:        return CC0 | CC2 | CC3;
1876         default:        return -1;
1877         }
1878       break;
1879
1880     case E_CCT2mode:
1881       switch (GET_CODE (code))
1882         {
1883         case EQ:        return CC2;
1884         case NE:        return CC0 | CC1 | CC3;
1885         default:        return -1;
1886         }
1887       break;
1888
1889     case E_CCT3mode:
1890       switch (GET_CODE (code))
1891         {
1892         case EQ:        return CC3;
1893         case NE:        return CC0 | CC1 | CC2;
1894         default:        return -1;
1895         }
1896       break;
1897
1898     case E_CCLmode:
1899       switch (GET_CODE (code))
1900         {
1901         case EQ:        return CC0 | CC2;
1902         case NE:        return CC1 | CC3;
1903         default:        return -1;
1904         }
1905       break;
1906
1907     case E_CCL1mode:
1908       switch (GET_CODE (code))
1909         {
1910         case LTU:       return CC2 | CC3;  /* carry */
1911         case GEU:       return CC0 | CC1;  /* no carry */
1912         default:        return -1;
1913         }
1914       break;
1915
1916     case E_CCL2mode:
1917       switch (GET_CODE (code))
1918         {
1919         case GTU:       return CC0 | CC1;  /* borrow */
1920         case LEU:       return CC2 | CC3;  /* no borrow */
1921         default:        return -1;
1922         }
1923       break;
1924
1925     case E_CCL3mode:
1926       switch (GET_CODE (code))
1927         {
1928         case EQ:        return CC0 | CC2;
1929         case NE:        return CC1 | CC3;
1930         case LTU:       return CC1;
1931         case GTU:       return CC3;
1932         case LEU:       return CC1 | CC2;
1933         case GEU:       return CC2 | CC3;
1934         default:        return -1;
1935         }
1936
1937     case E_CCUmode:
1938       switch (GET_CODE (code))
1939         {
1940         case EQ:        return CC0;
1941         case NE:        return CC1 | CC2 | CC3;
1942         case LTU:       return CC1;
1943         case GTU:       return CC2;
1944         case LEU:       return CC0 | CC1;
1945         case GEU:       return CC0 | CC2;
1946         default:        return -1;
1947         }
1948       break;
1949
1950     case E_CCURmode:
1951       switch (GET_CODE (code))
1952         {
1953         case EQ:        return CC0;
1954         case NE:        return CC2 | CC1 | CC3;
1955         case LTU:       return CC2;
1956         case GTU:       return CC1;
1957         case LEU:       return CC0 | CC2;
1958         case GEU:       return CC0 | CC1;
1959         default:        return -1;
1960         }
1961       break;
1962
1963     case E_CCAPmode:
1964       switch (GET_CODE (code))
1965         {
1966         case EQ:        return CC0;
1967         case NE:        return CC1 | CC2 | CC3;
1968         case LT:        return CC1 | CC3;
1969         case GT:        return CC2;
1970         case LE:        return CC0 | CC1 | CC3;
1971         case GE:        return CC0 | CC2;
1972         default:        return -1;
1973         }
1974       break;
1975
1976     case E_CCANmode:
1977       switch (GET_CODE (code))
1978         {
1979         case EQ:        return CC0;
1980         case NE:        return CC1 | CC2 | CC3;
1981         case LT:        return CC1;
1982         case GT:        return CC2 | CC3;
1983         case LE:        return CC0 | CC1;
1984         case GE:        return CC0 | CC2 | CC3;
1985         default:        return -1;
1986         }
1987       break;
1988
1989     case E_CCSmode:
1990       switch (GET_CODE (code))
1991         {
1992         case EQ:        return CC0;
1993         case NE:        return CC1 | CC2 | CC3;
1994         case LT:        return CC1;
1995         case GT:        return CC2;
1996         case LE:        return CC0 | CC1;
1997         case GE:        return CC0 | CC2;
1998         case UNORDERED: return CC3;
1999         case ORDERED:   return CC0 | CC1 | CC2;
2000         case UNEQ:      return CC0 | CC3;
2001         case UNLT:      return CC1 | CC3;
2002         case UNGT:      return CC2 | CC3;
2003         case UNLE:      return CC0 | CC1 | CC3;
2004         case UNGE:      return CC0 | CC2 | CC3;
2005         case LTGT:      return CC1 | CC2;
2006         default:        return -1;
2007         }
2008       break;
2009
2010     case E_CCSRmode:
2011       switch (GET_CODE (code))
2012         {
2013         case EQ:        return CC0;
2014         case NE:        return CC2 | CC1 | CC3;
2015         case LT:        return CC2;
2016         case GT:        return CC1;
2017         case LE:        return CC0 | CC2;
2018         case GE:        return CC0 | CC1;
2019         case UNORDERED: return CC3;
2020         case ORDERED:   return CC0 | CC2 | CC1;
2021         case UNEQ:      return CC0 | CC3;
2022         case UNLT:      return CC2 | CC3;
2023         case UNGT:      return CC1 | CC3;
2024         case UNLE:      return CC0 | CC2 | CC3;
2025         case UNGE:      return CC0 | CC1 | CC3;
2026         case LTGT:      return CC2 | CC1;
2027         default:        return -1;
2028         }
2029       break;
2030
2031       /* Vector comparison modes.  */
2032       /* CC2 will never be set.  It however is part of the negated
2033          masks.  */
2034     case E_CCVIALLmode:
2035       switch (GET_CODE (code))
2036         {
2037         case EQ:
2038         case GTU:
2039         case GT:
2040         case GE:        return CC0;
2041           /* The inverted modes are in fact *any* modes.  */
2042         case NE:
2043         case LEU:
2044         case LE:
2045         case LT:        return CC3 | CC1 | CC2;
2046         default:        return -1;
2047         }
2048
2049     case E_CCVIANYmode:
2050       switch (GET_CODE (code))
2051         {
2052         case EQ:
2053         case GTU:
2054         case GT:
2055         case GE:        return CC0 | CC1;
2056           /* The inverted modes are in fact *all* modes.  */
2057         case NE:
2058         case LEU:
2059         case LE:
2060         case LT:        return CC3 | CC2;
2061         default:        return -1;
2062         }
2063     case E_CCVFALLmode:
2064       switch (GET_CODE (code))
2065         {
2066         case EQ:
2067         case GT:
2068         case GE:        return CC0;
2069           /* The inverted modes are in fact *any* modes.  */
2070         case NE:
2071         case UNLE:
2072         case UNLT:      return CC3 | CC1 | CC2;
2073         default:        return -1;
2074         }
2075
2076     case E_CCVFANYmode:
2077       switch (GET_CODE (code))
2078         {
2079         case EQ:
2080         case GT:
2081         case GE:        return CC0 | CC1;
2082           /* The inverted modes are in fact *all* modes.  */
2083         case NE:
2084         case UNLE:
2085         case UNLT:      return CC3 | CC2;
2086         default:        return -1;
2087         }
2088
2089     case E_CCRAWmode:
2090       switch (GET_CODE (code))
2091         {
2092         case EQ:
2093           return INTVAL (XEXP (code, 1));
2094         case NE:
2095           return (INTVAL (XEXP (code, 1))) ^ 0xf;
2096         default:
2097           gcc_unreachable ();
2098         }
2099
2100     default:
2101       return -1;
2102     }
2103 }
2104
2105
2106 /* Return branch condition mask to implement a compare and branch
2107    specified by CODE.  Return -1 for invalid comparisons.  */
2108
2109 int
2110 s390_compare_and_branch_condition_mask (rtx code)
2111 {
2112   const int CC0 = 1 << 3;
2113   const int CC1 = 1 << 2;
2114   const int CC2 = 1 << 1;
2115
2116   switch (GET_CODE (code))
2117     {
2118     case EQ:
2119       return CC0;
2120     case NE:
2121       return CC1 | CC2;
2122     case LT:
2123     case LTU:
2124       return CC1;
2125     case GT:
2126     case GTU:
2127       return CC2;
2128     case LE:
2129     case LEU:
2130       return CC0 | CC1;
2131     case GE:
2132     case GEU:
2133       return CC0 | CC2;
2134     default:
2135       gcc_unreachable ();
2136     }
2137   return -1;
2138 }
2139
2140 /* If INV is false, return assembler mnemonic string to implement
2141    a branch specified by CODE.  If INV is true, return mnemonic
2142    for the corresponding inverted branch.  */
2143
2144 static const char *
2145 s390_branch_condition_mnemonic (rtx code, int inv)
2146 {
2147   int mask;
2148
2149   static const char *const mnemonic[16] =
2150     {
2151       NULL, "o", "h", "nle",
2152       "l", "nhe", "lh", "ne",
2153       "e", "nlh", "he", "nl",
2154       "le", "nh", "no", NULL
2155     };
2156
2157   if (GET_CODE (XEXP (code, 0)) == REG
2158       && REGNO (XEXP (code, 0)) == CC_REGNUM
2159       && (XEXP (code, 1) == const0_rtx
2160           || (GET_MODE (XEXP (code, 0)) == CCRAWmode
2161               && CONST_INT_P (XEXP (code, 1)))))
2162     mask = s390_branch_condition_mask (code);
2163   else
2164     mask = s390_compare_and_branch_condition_mask (code);
2165
2166   gcc_assert (mask >= 0);
2167
2168   if (inv)
2169     mask ^= 15;
2170
2171   gcc_assert (mask >= 1 && mask <= 14);
2172
2173   return mnemonic[mask];
2174 }
2175
2176 /* Return the part of op which has a value different from def.
2177    The size of the part is determined by mode.
2178    Use this function only if you already know that op really
2179    contains such a part.  */
2180
2181 unsigned HOST_WIDE_INT
2182 s390_extract_part (rtx op, machine_mode mode, int def)
2183 {
2184   unsigned HOST_WIDE_INT value = 0;
2185   int max_parts = HOST_BITS_PER_WIDE_INT / GET_MODE_BITSIZE (mode);
2186   int part_bits = GET_MODE_BITSIZE (mode);
2187   unsigned HOST_WIDE_INT part_mask = (HOST_WIDE_INT_1U << part_bits) - 1;
2188   int i;
2189
2190   for (i = 0; i < max_parts; i++)
2191     {
2192       if (i == 0)
2193         value = UINTVAL (op);
2194       else
2195         value >>= part_bits;
2196
2197       if ((value & part_mask) != (def & part_mask))
2198         return value & part_mask;
2199     }
2200
2201   gcc_unreachable ();
2202 }
2203
2204 /* If OP is an integer constant of mode MODE with exactly one
2205    part of mode PART_MODE unequal to DEF, return the number of that
2206    part. Otherwise, return -1.  */
2207
2208 int
2209 s390_single_part (rtx op,
2210                   machine_mode mode,
2211                   machine_mode part_mode,
2212                   int def)
2213 {
2214   unsigned HOST_WIDE_INT value = 0;
2215   int n_parts = GET_MODE_SIZE (mode) / GET_MODE_SIZE (part_mode);
2216   unsigned HOST_WIDE_INT part_mask
2217     = (HOST_WIDE_INT_1U << GET_MODE_BITSIZE (part_mode)) - 1;
2218   int i, part = -1;
2219
2220   if (GET_CODE (op) != CONST_INT)
2221     return -1;
2222
2223   for (i = 0; i < n_parts; i++)
2224     {
2225       if (i == 0)
2226         value = UINTVAL (op);
2227       else
2228         value >>= GET_MODE_BITSIZE (part_mode);
2229
2230       if ((value & part_mask) != (def & part_mask))
2231         {
2232           if (part != -1)
2233             return -1;
2234           else
2235             part = i;
2236         }
2237     }
2238   return part == -1 ? -1 : n_parts - 1 - part;
2239 }
2240
2241 /* Return true if IN contains a contiguous bitfield in the lower SIZE
2242    bits and no other bits are set in (the lower SIZE bits of) IN.
2243
2244    PSTART and PEND can be used to obtain the start and end
2245    position (inclusive) of the bitfield relative to 64
2246    bits. *PSTART / *PEND gives the position of the first/last bit
2247    of the bitfield counting from the highest order bit starting
2248    with zero.  */
2249
2250 bool
2251 s390_contiguous_bitmask_nowrap_p (unsigned HOST_WIDE_INT in, int size,
2252                                   int *pstart, int *pend)
2253 {
2254   int start;
2255   int end = -1;
2256   int lowbit = HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1;
2257   int highbit = HOST_BITS_PER_WIDE_INT - size;
2258   unsigned HOST_WIDE_INT bitmask = HOST_WIDE_INT_1U;
2259
2260   gcc_assert (!!pstart == !!pend);
2261   for (start = lowbit; start >= highbit; bitmask <<= 1, start--)
2262     if (end == -1)
2263       {
2264         /* Look for the rightmost bit of a contiguous range of ones.  */
2265         if (bitmask & in)
2266           /* Found it.  */
2267           end = start;
2268       }
2269     else
2270       {
2271         /* Look for the firt zero bit after the range of ones.  */
2272         if (! (bitmask & in))
2273           /* Found it.  */
2274           break;
2275       }
2276   /* We're one past the last one-bit.  */
2277   start++;
2278
2279   if (end == -1)
2280     /* No one bits found.  */
2281     return false;
2282
2283   if (start > highbit)
2284     {
2285       unsigned HOST_WIDE_INT mask;
2286
2287       /* Calculate a mask for all bits beyond the contiguous bits.  */
2288       mask = ((~HOST_WIDE_INT_0U >> highbit)
2289               & (~HOST_WIDE_INT_0U << (lowbit - start + 1)));
2290       if (mask & in)
2291         /* There are more bits set beyond the first range of one bits.  */
2292         return false;
2293     }
2294
2295   if (pstart)
2296     {
2297       *pstart = start;
2298       *pend = end;
2299     }
2300
2301   return true;
2302 }
2303
2304 /* Same as s390_contiguous_bitmask_nowrap_p but also returns true
2305    if ~IN contains a contiguous bitfield.  In that case, *END is <
2306    *START.
2307
2308    If WRAP_P is true, a bitmask that wraps around is also tested.
2309    When a wraparoud occurs *START is greater than *END (in
2310    non-null pointers), and the uppermost (64 - SIZE) bits are thus
2311    part of the range.  If WRAP_P is false, no wraparound is
2312    tested.  */
2313
2314 bool
2315 s390_contiguous_bitmask_p (unsigned HOST_WIDE_INT in, bool wrap_p,
2316                            int size, int *start, int *end)
2317 {
2318   int bs = HOST_BITS_PER_WIDE_INT;
2319   bool b;
2320
2321   gcc_assert (!!start == !!end);
2322   if ((in & ((~HOST_WIDE_INT_0U) >> (bs - size))) == 0)
2323     /* This cannot be expressed as a contiguous bitmask.  Exit early because
2324        the second call of s390_contiguous_bitmask_nowrap_p would accept this as
2325        a valid bitmask.  */
2326     return false;
2327   b = s390_contiguous_bitmask_nowrap_p (in, size, start, end);
2328   if (b)
2329     return true;
2330   if (! wrap_p)
2331     return false;
2332   b = s390_contiguous_bitmask_nowrap_p (~in, size, start, end);
2333   if (b && start)
2334     {
2335       int s = *start;
2336       int e = *end;
2337
2338       gcc_assert (s >= 1);
2339       *start = ((e + 1) & (bs - 1));
2340       *end = ((s - 1 + bs) & (bs - 1));
2341     }
2342
2343   return b;
2344 }
2345
2346 /* Return true if OP contains the same contiguous bitfield in *all*
2347    its elements.  START and END can be used to obtain the start and
2348    end position of the bitfield.
2349
2350    START/STOP give the position of the first/last bit of the bitfield
2351    counting from the lowest order bit starting with zero.  In order to
2352    use these values for S/390 instructions this has to be converted to
2353    "bits big endian" style.  */
2354
2355 bool
2356 s390_contiguous_bitmask_vector_p (rtx op, int *start, int *end)
2357 {
2358   unsigned HOST_WIDE_INT mask;
2359   int size;
2360   rtx elt;
2361   bool b;
2362
2363   gcc_assert (!!start == !!end);
2364   if (!const_vec_duplicate_p (op, &elt)
2365       || !CONST_INT_P (elt))
2366     return false;
2367
2368   size = GET_MODE_UNIT_BITSIZE (GET_MODE (op));
2369
2370   /* We cannot deal with V1TI/V1TF. This would require a vgmq.  */
2371   if (size > 64)
2372     return false;
2373
2374   mask = UINTVAL (elt);
2375
2376   b = s390_contiguous_bitmask_p (mask, true, size, start, end);
2377   if (b)
2378     {
2379       if (start)
2380         {
2381           *start -= (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - size);
2382           *end -= (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - size);
2383         }
2384       return true;
2385     }
2386   else
2387     return false;
2388 }
2389
2390 /* Return true if C consists only of byte chunks being either 0 or
2391    0xff.  If MASK is !=NULL a byte mask is generated which is
2392    appropriate for the vector generate byte mask instruction.  */
2393
2394 bool
2395 s390_bytemask_vector_p (rtx op, unsigned *mask)
2396 {
2397   int i;
2398   unsigned tmp_mask = 0;
2399   int nunit, unit_size;
2400
2401   if (!VECTOR_MODE_P (GET_MODE (op))
2402       || GET_CODE (op) != CONST_VECTOR
2403       || !CONST_INT_P (XVECEXP (op, 0, 0)))
2404     return false;
2405
2406   nunit = GET_MODE_NUNITS (GET_MODE (op));
2407   unit_size = GET_MODE_UNIT_SIZE (GET_MODE (op));
2408
2409   for (i = 0; i < nunit; i++)
2410     {
2411       unsigned HOST_WIDE_INT c;
2412       int j;
2413
2414       if (!CONST_INT_P (XVECEXP (op, 0, i)))
2415         return false;
2416
2417       c = UINTVAL (XVECEXP (op, 0, i));
2418       for (j = 0; j < unit_size; j++)
2419         {
2420           if ((c & 0xff) != 0 && (c & 0xff) != 0xff)
2421             return false;
2422           tmp_mask |= (c & 1) << ((nunit - 1 - i) * unit_size + j);
2423           c = c >> BITS_PER_UNIT;
2424         }
2425     }
2426
2427   if (mask != NULL)
2428     *mask = tmp_mask;
2429
2430   return true;
2431 }
2432
2433 /* Check whether a rotate of ROTL followed by an AND of CONTIG is
2434    equivalent to a shift followed by the AND.  In particular, CONTIG
2435    should not overlap the (rotated) bit 0/bit 63 gap.  Negative values
2436    for ROTL indicate a rotate to the right.  */
2437
2438 bool
2439 s390_extzv_shift_ok (int bitsize, int rotl, unsigned HOST_WIDE_INT contig)
2440 {
2441   int start, end;
2442   bool ok;
2443
2444   ok = s390_contiguous_bitmask_nowrap_p (contig, bitsize, &start, &end);
2445   gcc_assert (ok);
2446
2447   if (rotl >= 0)
2448     return (64 - end >= rotl);
2449   else
2450     {
2451       /* Translate "- rotate right" in BITSIZE mode to "rotate left" in
2452          DIMode.  */
2453       rotl = -rotl + (64 - bitsize);
2454       return (start >= rotl);
2455     }
2456 }
2457
2458 /* Check whether we can (and want to) split a double-word
2459    move in mode MODE from SRC to DST into two single-word
2460    moves, moving the subword FIRST_SUBWORD first.  */
2461
2462 bool
2463 s390_split_ok_p (rtx dst, rtx src, machine_mode mode, int first_subword)
2464 {
2465   /* Floating point and vector registers cannot be split.  */
2466   if (FP_REG_P (src) || FP_REG_P (dst) || VECTOR_REG_P (src) || VECTOR_REG_P (dst))
2467     return false;
2468
2469   /* Non-offsettable memory references cannot be split.  */
2470   if ((GET_CODE (src) == MEM && !offsettable_memref_p (src))
2471       || (GET_CODE (dst) == MEM && !offsettable_memref_p (dst)))
2472     return false;
2473
2474   /* Moving the first subword must not clobber a register
2475      needed to move the second subword.  */
2476   if (register_operand (dst, mode))
2477     {
2478       rtx subreg = operand_subword (dst, first_subword, 0, mode);
2479       if (reg_overlap_mentioned_p (subreg, src))
2480         return false;
2481     }
2482
2483   return true;
2484 }
2485
2486 /* Return true if it can be proven that [MEM1, MEM1 + SIZE]
2487    and [MEM2, MEM2 + SIZE] do overlap and false
2488    otherwise.  */
2489
2490 bool
2491 s390_overlap_p (rtx mem1, rtx mem2, HOST_WIDE_INT size)
2492 {
2493   rtx addr1, addr2, addr_delta;
2494   HOST_WIDE_INT delta;
2495
2496   if (GET_CODE (mem1) != MEM || GET_CODE (mem2) != MEM)
2497     return true;
2498
2499   if (size == 0)
2500     return false;
2501
2502   addr1 = XEXP (mem1, 0);
2503   addr2 = XEXP (mem2, 0);
2504
2505   addr_delta = simplify_binary_operation (MINUS, Pmode, addr2, addr1);
2506
2507   /* This overlapping check is used by peepholes merging memory block operations.
2508      Overlapping operations would otherwise be recognized by the S/390 hardware
2509      and would fall back to a slower implementation. Allowing overlapping
2510      operations would lead to slow code but not to wrong code. Therefore we are
2511      somewhat optimistic if we cannot prove that the memory blocks are
2512      overlapping.
2513      That's why we return false here although this may accept operations on
2514      overlapping memory areas.  */
2515   if (!addr_delta || GET_CODE (addr_delta) != CONST_INT)
2516     return false;
2517
2518   delta = INTVAL (addr_delta);
2519
2520   if (delta == 0
2521       || (delta > 0 && delta < size)
2522       || (delta < 0 && -delta < size))
2523     return true;
2524
2525   return false;
2526 }
2527
2528 /* Check whether the address of memory reference MEM2 equals exactly
2529    the address of memory reference MEM1 plus DELTA.  Return true if
2530    we can prove this to be the case, false otherwise.  */
2531
2532 bool
2533 s390_offset_p (rtx mem1, rtx mem2, rtx delta)
2534 {
2535   rtx addr1, addr2, addr_delta;
2536
2537   if (GET_CODE (mem1) != MEM || GET_CODE (mem2) != MEM)
2538     return false;
2539
2540   addr1 = XEXP (mem1, 0);
2541   addr2 = XEXP (mem2, 0);
2542
2543   addr_delta = simplify_binary_operation (MINUS, Pmode, addr2, addr1);
2544   if (!addr_delta || !rtx_equal_p (addr_delta, delta))
2545     return false;
2546
2547   return true;
2548 }
2549
2550 /* Expand logical operator CODE in mode MODE with operands OPERANDS.  */
2551
2552 void
2553 s390_expand_logical_operator (enum rtx_code code, machine_mode mode,
2554                               rtx *operands)
2555 {
2556   machine_mode wmode = mode;
2557   rtx dst = operands[0];
2558   rtx src1 = operands[1];
2559   rtx src2 = operands[2];
2560   rtx op, clob, tem;
2561
2562   /* If we cannot handle the operation directly, use a temp register.  */
2563   if (!s390_logical_operator_ok_p (operands))
2564     dst = gen_reg_rtx (mode);
2565
2566   /* QImode and HImode patterns make sense only if we have a destination
2567      in memory.  Otherwise perform the operation in SImode.  */
2568   if ((mode == QImode || mode == HImode) && GET_CODE (dst) != MEM)
2569     wmode = SImode;
2570
2571   /* Widen operands if required.  */
2572   if (mode != wmode)
2573     {
2574       if (GET_CODE (dst) == SUBREG
2575           && (tem = simplify_subreg (wmode, dst, mode, 0)) != 0)
2576         dst = tem;
2577       else if (REG_P (dst))
2578         dst = gen_rtx_SUBREG (wmode, dst, 0);
2579       else
2580         dst = gen_reg_rtx (wmode);
2581
2582       if (GET_CODE (src1) == SUBREG
2583           && (tem = simplify_subreg (wmode, src1, mode, 0)) != 0)
2584         src1 = tem;
2585       else if (GET_MODE (src1) != VOIDmode)
2586         src1 = gen_rtx_SUBREG (wmode, force_reg (mode, src1), 0);
2587
2588       if (GET_CODE (src2) == SUBREG
2589           && (tem = simplify_subreg (wmode, src2, mode, 0)) != 0)
2590         src2 = tem;
2591       else if (GET_MODE (src2) != VOIDmode)
2592         src2 = gen_rtx_SUBREG (wmode, force_reg (mode, src2), 0);
2593     }
2594
2595   /* Emit the instruction.  */
2596   op = gen_rtx_SET (dst, gen_rtx_fmt_ee (code, wmode, src1, src2));
2597   clob = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM));
2598   emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec (2, op, clob)));
2599
2600   /* Fix up the destination if needed.  */
2601   if (dst != operands[0])
2602     emit_move_insn (operands[0], gen_lowpart (mode, dst));
2603 }
2604
2605 /* Check whether OPERANDS are OK for a logical operation (AND, IOR, XOR).  */
2606
2607 bool
2608 s390_logical_operator_ok_p (rtx *operands)
2609 {
2610   /* If the destination operand is in memory, it needs to coincide
2611      with one of the source operands.  After reload, it has to be
2612      the first source operand.  */
2613   if (GET_CODE (operands[0]) == MEM)
2614     return rtx_equal_p (operands[0], operands[1])
2615            || (!reload_completed && rtx_equal_p (operands[0], operands[2]));
2616
2617   return true;
2618 }
2619
2620 /* Narrow logical operation CODE of memory operand MEMOP with immediate
2621    operand IMMOP to switch from SS to SI type instructions.  */
2622
2623 void
2624 s390_narrow_logical_operator (enum rtx_code code, rtx *memop, rtx *immop)
2625 {
2626   int def = code == AND ? -1 : 0;
2627   HOST_WIDE_INT mask;
2628   int part;
2629
2630   gcc_assert (GET_CODE (*memop) == MEM);
2631   gcc_assert (!MEM_VOLATILE_P (*memop));
2632
2633   mask = s390_extract_part (*immop, QImode, def);
2634   part = s390_single_part (*immop, GET_MODE (*memop), QImode, def);
2635   gcc_assert (part >= 0);
2636
2637   *memop = adjust_address (*memop, QImode, part);
2638   *immop = gen_int_mode (mask, QImode);
2639 }
2640
2641
2642 /* How to allocate a 'struct machine_function'.  */
2643
2644 static struct machine_function *
2645 s390_init_machine_status (void)
2646 {
2647   return ggc_cleared_alloc<machine_function> ();
2648 }
2649
2650 /* Map for smallest class containing reg regno.  */
2651
2652 const enum reg_class regclass_map[FIRST_PSEUDO_REGISTER] =
2653 { GENERAL_REGS, ADDR_REGS, ADDR_REGS, ADDR_REGS,  /*  0 */
2654   ADDR_REGS,    ADDR_REGS, ADDR_REGS, ADDR_REGS,  /*  4 */
2655   ADDR_REGS,    ADDR_REGS, ADDR_REGS, ADDR_REGS,  /*  8 */
2656   ADDR_REGS,    ADDR_REGS, ADDR_REGS, ADDR_REGS,  /* 12 */
2657   FP_REGS,      FP_REGS,   FP_REGS,   FP_REGS,    /* 16 */
2658   FP_REGS,      FP_REGS,   FP_REGS,   FP_REGS,    /* 20 */
2659   FP_REGS,      FP_REGS,   FP_REGS,   FP_REGS,    /* 24 */
2660   FP_REGS,      FP_REGS,   FP_REGS,   FP_REGS,    /* 28 */
2661   ADDR_REGS,    CC_REGS,   ADDR_REGS, ADDR_REGS,  /* 32 */
2662   ACCESS_REGS,  ACCESS_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS,  /* 36 */
2663   VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS,         /* 40 */
2664   VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS,         /* 44 */
2665   VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS, VEC_REGS,         /* 48 */
2666   VEC_REGS, VEC_REGS                              /* 52 */
2667 };
2668
2669 /* Return attribute type of insn.  */
2670
2671 static enum attr_type
2672 s390_safe_attr_type (rtx_insn *insn)
2673 {
2674   if (recog_memoized (insn) >= 0)
2675     return get_attr_type (insn);
2676   else
2677     return TYPE_NONE;
2678 }
2679
2680 /* Return true if DISP is a valid short displacement.  */
2681
2682 static bool
2683 s390_short_displacement (rtx disp)
2684 {
2685   /* No displacement is OK.  */
2686   if (!disp)
2687     return true;
2688
2689   /* Without the long displacement facility we don't need to
2690      distingiush between long and short displacement.  */
2691   if (!TARGET_LONG_DISPLACEMENT)
2692     return true;
2693
2694   /* Integer displacement in range.  */
2695   if (GET_CODE (disp) == CONST_INT)
2696     return INTVAL (disp) >= 0 && INTVAL (disp) < 4096;
2697
2698   /* GOT offset is not OK, the GOT can be large.  */
2699   if (GET_CODE (disp) == CONST
2700       && GET_CODE (XEXP (disp, 0)) == UNSPEC
2701       && (XINT (XEXP (disp, 0), 1) == UNSPEC_GOT
2702           || XINT (XEXP (disp, 0), 1) == UNSPEC_GOTNTPOFF))
2703     return false;
2704
2705   /* All other symbolic constants are literal pool references,
2706      which are OK as the literal pool must be small.  */
2707   if (GET_CODE (disp) == CONST)
2708     return true;
2709
2710   return false;
2711 }
2712
2713 /* Decompose a RTL expression ADDR for a memory address into
2714    its components, returned in OUT.
2715
2716    Returns false if ADDR is not a valid memory address, true
2717    otherwise.  If OUT is NULL, don't return the components,
2718    but check for validity only.
2719
2720    Note: Only addresses in canonical form are recognized.
2721    LEGITIMIZE_ADDRESS should convert non-canonical forms to the
2722    canonical form so that they will be recognized.  */
2723
2724 static int
2725 s390_decompose_address (rtx addr, struct s390_address *out)
2726 {
2727   HOST_WIDE_INT offset = 0;
2728   rtx base = NULL_RTX;
2729   rtx indx = NULL_RTX;
2730   rtx disp = NULL_RTX;
2731   rtx orig_disp;
2732   bool pointer = false;
2733   bool base_ptr = false;
2734   bool indx_ptr = false;
2735   bool literal_pool = false;
2736
2737   /* We may need to substitute the literal pool base register into the address
2738      below.  However, at this point we do not know which register is going to
2739      be used as base, so we substitute the arg pointer register.  This is going
2740      to be treated as holding a pointer below -- it shouldn't be used for any
2741      other purpose.  */
2742   rtx fake_pool_base = gen_rtx_REG (Pmode, ARG_POINTER_REGNUM);
2743
2744   /* Decompose address into base + index + displacement.  */
2745
2746   if (GET_CODE (addr) == REG || GET_CODE (addr) == UNSPEC)
2747     base = addr;
2748
2749   else if (GET_CODE (addr) == PLUS)
2750     {
2751       rtx op0 = XEXP (addr, 0);
2752       rtx op1 = XEXP (addr, 1);
2753       enum rtx_code code0 = GET_CODE (op0);
2754       enum rtx_code code1 = GET_CODE (op1);
2755
2756       if (code0 == REG || code0 == UNSPEC)
2757         {
2758           if (code1 == REG || code1 == UNSPEC)
2759             {
2760               indx = op0;       /* index + base */
2761               base = op1;
2762             }
2763
2764           else
2765             {
2766               base = op0;       /* base + displacement */
2767               disp = op1;
2768             }
2769         }
2770
2771       else if (code0 == PLUS)
2772         {
2773           indx = XEXP (op0, 0); /* index + base + disp */
2774           base = XEXP (op0, 1);
2775           disp = op1;
2776         }
2777
2778       else
2779         {
2780           return false;
2781         }
2782     }
2783
2784   else
2785     disp = addr;                /* displacement */
2786
2787   /* Extract integer part of displacement.  */
2788   orig_disp = disp;
2789   if (disp)
2790     {
2791       if (GET_CODE (disp) == CONST_INT)
2792         {
2793           offset = INTVAL (disp);
2794           disp = NULL_RTX;
2795         }
2796       else if (GET_CODE (disp) == CONST
2797                && GET_CODE (XEXP (disp, 0)) == PLUS
2798                && GET_CODE (XEXP (XEXP (disp, 0), 1)) == CONST_INT)
2799         {
2800           offset = INTVAL (XEXP (XEXP (disp, 0), 1));
2801           disp = XEXP (XEXP (disp, 0), 0);
2802         }
2803     }
2804
2805   /* Strip off CONST here to avoid special case tests later.  */
2806   if (disp && GET_CODE (disp) == CONST)
2807     disp = XEXP (disp, 0);
2808
2809   /* We can convert literal pool addresses to
2810      displacements by basing them off the base register.  */
2811   if (disp && GET_CODE (disp) == SYMBOL_REF && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (disp))
2812     {
2813       if (base || indx)
2814         return false;
2815
2816       base = fake_pool_base, literal_pool = true;
2817
2818       /* Mark up the displacement.  */
2819       disp = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, disp),
2820                              UNSPEC_LTREL_OFFSET);
2821     }
2822
2823   /* Validate base register.  */
2824   if (base)
2825     {
2826       if (GET_CODE (base) == UNSPEC)
2827         switch (XINT (base, 1))
2828           {
2829           case UNSPEC_LTREF:
2830             if (!disp)
2831               disp = gen_rtx_UNSPEC (Pmode,
2832                                      gen_rtvec (1, XVECEXP (base, 0, 0)),
2833                                      UNSPEC_LTREL_OFFSET);
2834             else
2835               return false;
2836
2837             base = XVECEXP (base, 0, 1);
2838             break;
2839
2840           case UNSPEC_LTREL_BASE:
2841             if (XVECLEN (base, 0) == 1)
2842               base = fake_pool_base, literal_pool = true;
2843             else
2844               base = XVECEXP (base, 0, 1);
2845             break;
2846
2847           default:
2848             return false;
2849           }
2850
2851       if (!REG_P (base) || GET_MODE (base) != Pmode)
2852         return false;
2853
2854       if (REGNO (base) == STACK_POINTER_REGNUM
2855           || REGNO (base) == FRAME_POINTER_REGNUM
2856           || ((reload_completed || reload_in_progress)
2857               && frame_pointer_needed
2858               && REGNO (base) == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
2859           || REGNO (base) == ARG_POINTER_REGNUM
2860           || (flag_pic
2861               && REGNO (base) == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM))
2862         pointer = base_ptr = true;
2863
2864       if ((reload_completed || reload_in_progress)
2865           && base == cfun->machine->base_reg)
2866         pointer = base_ptr = literal_pool = true;
2867     }
2868
2869   /* Validate index register.  */
2870   if (indx)
2871     {
2872       if (GET_CODE (indx) == UNSPEC)
2873         switch (XINT (indx, 1))
2874           {
2875           case UNSPEC_LTREF:
2876             if (!disp)
2877               disp = gen_rtx_UNSPEC (Pmode,
2878                                      gen_rtvec (1, XVECEXP (indx, 0, 0)),
2879                                      UNSPEC_LTREL_OFFSET);
2880             else
2881               return false;
2882
2883             indx = XVECEXP (indx, 0, 1);
2884             break;
2885
2886           case UNSPEC_LTREL_BASE:
2887             if (XVECLEN (indx, 0) == 1)
2888               indx = fake_pool_base, literal_pool = true;
2889             else
2890               indx = XVECEXP (indx, 0, 1);
2891             break;
2892
2893           default:
2894             return false;
2895           }
2896
2897       if (!REG_P (indx) || GET_MODE (indx) != Pmode)
2898         return false;
2899
2900       if (REGNO (indx) == STACK_POINTER_REGNUM
2901           || REGNO (indx) == FRAME_POINTER_REGNUM
2902           || ((reload_completed || reload_in_progress)
2903               && frame_pointer_needed
2904               && REGNO (indx) == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
2905           || REGNO (indx) == ARG_POINTER_REGNUM
2906           || (flag_pic
2907               && REGNO (indx) == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM))
2908         pointer = indx_ptr = true;
2909
2910       if ((reload_completed || reload_in_progress)
2911           && indx == cfun->machine->base_reg)
2912         pointer = indx_ptr = literal_pool = true;
2913     }
2914
2915   /* Prefer to use pointer as base, not index.  */
2916   if (base && indx && !base_ptr
2917       && (indx_ptr || (!REG_POINTER (base) && REG_POINTER (indx))))
2918     {
2919       rtx tmp = base;
2920       base = indx;
2921       indx = tmp;
2922     }
2923
2924   /* Validate displacement.  */
2925   if (!disp)
2926     {
2927       /* If virtual registers are involved, the displacement will change later
2928          anyway as the virtual registers get eliminated.  This could make a
2929          valid displacement invalid, but it is more likely to make an invalid
2930          displacement valid, because we sometimes access the register save area
2931          via negative offsets to one of those registers.
2932          Thus we don't check the displacement for validity here.  If after
2933          elimination the displacement turns out to be invalid after all,
2934          this is fixed up by reload in any case.  */
2935       /* LRA maintains always displacements up to date and we need to
2936          know the displacement is right during all LRA not only at the
2937          final elimination.  */
2938       if (lra_in_progress
2939           || (base != arg_pointer_rtx
2940               && indx != arg_pointer_rtx
2941               && base != return_address_pointer_rtx
2942               && indx != return_address_pointer_rtx
2943               && base != frame_pointer_rtx
2944               && indx != frame_pointer_rtx
2945               && base != virtual_stack_vars_rtx
2946               && indx != virtual_stack_vars_rtx))
2947         if (!DISP_IN_RANGE (offset))
2948           return false;
2949     }
2950   else
2951     {
2952       /* All the special cases are pointers.  */
2953       pointer = true;
2954
2955       /* In the small-PIC case, the linker converts @GOT
2956          and @GOTNTPOFF offsets to possible displacements.  */
2957       if (GET_CODE (disp) == UNSPEC
2958           && (XINT (disp, 1) == UNSPEC_GOT
2959               || XINT (disp, 1) == UNSPEC_GOTNTPOFF)
2960           && flag_pic == 1)
2961         {
2962           ;
2963         }
2964
2965       /* Accept pool label offsets.  */
2966       else if (GET_CODE (disp) == UNSPEC
2967                && XINT (disp, 1) == UNSPEC_POOL_OFFSET)
2968         ;
2969
2970       /* Accept literal pool references.  */
2971       else if (GET_CODE (disp) == UNSPEC
2972                && XINT (disp, 1) == UNSPEC_LTREL_OFFSET)
2973         {
2974           /* In case CSE pulled a non literal pool reference out of
2975              the pool we have to reject the address.  This is
2976              especially important when loading the GOT pointer on non
2977              zarch CPUs.  In this case the literal pool contains an lt
2978              relative offset to the _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ label which
2979              will most likely exceed the displacement.  */
2980           if (GET_CODE (XVECEXP (disp, 0, 0)) != SYMBOL_REF
2981               || !CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XVECEXP (disp, 0, 0)))
2982             return false;
2983
2984           orig_disp = gen_rtx_CONST (Pmode, disp);
2985           if (offset)
2986             {
2987               /* If we have an offset, make sure it does not
2988                  exceed the size of the constant pool entry.  */
2989               rtx sym = XVECEXP (disp, 0, 0);
2990               if (offset >= GET_MODE_SIZE (get_pool_mode (sym)))
2991                 return false;
2992
2993               orig_disp = plus_constant (Pmode, orig_disp, offset);
2994             }
2995         }
2996
2997       else
2998         return false;
2999     }
3000
3001   if (!base && !indx)
3002     pointer = true;
3003
3004   if (out)
3005     {
3006       out->base = base;
3007       out->indx = indx;
3008       out->disp = orig_disp;
3009       out->pointer = pointer;
3010       out->literal_pool = literal_pool;
3011     }
3012
3013   return true;
3014 }
3015
3016 /* Decompose a RTL expression OP for an address style operand into its
3017    components, and return the base register in BASE and the offset in
3018    OFFSET.  While OP looks like an address it is never supposed to be
3019    used as such.
3020
3021    Return true if OP is a valid address operand, false if not.  */
3022
3023 bool
3024 s390_decompose_addrstyle_without_index (rtx op, rtx *base,
3025                                         HOST_WIDE_INT *offset)
3026 {
3027   rtx off = NULL_RTX;
3028
3029   /* We can have an integer constant, an address register,
3030      or a sum of the two.  */
3031   if (CONST_SCALAR_INT_P (op))
3032     {
3033       off = op;
3034       op = NULL_RTX;
3035     }
3036   if (op && GET_CODE (op) == PLUS && CONST_SCALAR_INT_P (XEXP (op, 1)))
3037     {
3038       off = XEXP (op, 1);
3039       op = XEXP (op, 0);
3040     }
3041   while (op && GET_CODE (op) == SUBREG)
3042     op = SUBREG_REG (op);
3043
3044   if (op && GET_CODE (op) != REG)
3045     return false;
3046
3047   if (offset)
3048     {
3049       if (off == NULL_RTX)
3050         *offset = 0;
3051       else if (CONST_INT_P (off))
3052         *offset = INTVAL (off);
3053       else if (CONST_WIDE_INT_P (off))
3054         /* The offset will anyway be cut down to 12 bits so take just
3055            the lowest order chunk of the wide int.  */
3056         *offset = CONST_WIDE_INT_ELT (off, 0);
3057       else
3058         gcc_unreachable ();
3059     }
3060   if (base)
3061     *base = op;
3062
3063    return true;
3064 }
3065
3066
3067 /* Return true if CODE is a valid address without index.  */
3068
3069 bool
3070 s390_legitimate_address_without_index_p (rtx op)
3071 {
3072   struct s390_address addr;
3073
3074   if (!s390_decompose_address (XEXP (op, 0), &addr))
3075     return false;
3076   if (addr.indx)
3077     return false;
3078
3079   return true;
3080 }
3081
3082
3083 /* Return TRUE if ADDR is an operand valid for a load/store relative
3084    instruction.  Be aware that the alignment of the operand needs to
3085    be checked separately.
3086    Valid addresses are single references or a sum of a reference and a
3087    constant integer. Return these parts in SYMREF and ADDEND.  You can
3088    pass NULL in REF and/or ADDEND if you are not interested in these
3089    values.  Literal pool references are *not* considered symbol
3090    references.  */
3091
3092 static bool
3093 s390_loadrelative_operand_p (rtx addr, rtx *symref, HOST_WIDE_INT *addend)
3094 {
3095   HOST_WIDE_INT tmpaddend = 0;
3096
3097   if (GET_CODE (addr) == CONST)
3098     addr = XEXP (addr, 0);
3099
3100   if (GET_CODE (addr) == PLUS)
3101     {
3102       if (!CONST_INT_P (XEXP (addr, 1)))
3103         return false;
3104
3105       tmpaddend = INTVAL (XEXP (addr, 1));
3106       addr = XEXP (addr, 0);
3107     }
3108
3109   if ((GET_CODE (addr) == SYMBOL_REF && !CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (addr))
3110       || (GET_CODE (addr) == UNSPEC
3111           && (XINT (addr, 1) == UNSPEC_GOTENT
3112               || (TARGET_CPU_ZARCH && XINT (addr, 1) == UNSPEC_PLT))))
3113     {
3114       if (symref)
3115         *symref = addr;
3116       if (addend)
3117         *addend = tmpaddend;
3118
3119       return true;
3120     }
3121   return false;
3122 }
3123
3124 /* Return true if the address in OP is valid for constraint letter C
3125    if wrapped in a MEM rtx.  Set LIT_POOL_OK to true if it literal
3126    pool MEMs should be accepted.  Only the Q, R, S, T constraint
3127    letters are allowed for C.  */
3128
3129 static int
3130 s390_check_qrst_address (char c, rtx op, bool lit_pool_ok)
3131 {
3132   struct s390_address addr;
3133   bool decomposed = false;
3134
3135   if (!address_operand (op, GET_MODE (op)))
3136     return 0;
3137
3138   /* This check makes sure that no symbolic address (except literal
3139      pool references) are accepted by the R or T constraints.  */
3140   if (s390_loadrelative_operand_p (op, NULL, NULL))
3141     return 0;
3142
3143   /* Ensure literal pool references are only accepted if LIT_POOL_OK.  */
3144   if (!lit_pool_ok)
3145     {
3146       if (!s390_decompose_address (op, &addr))
3147         return 0;
3148       if (addr.literal_pool)
3149         return 0;
3150       decomposed = true;
3151     }
3152
3153   /* With reload, we sometimes get intermediate address forms that are
3154      actually invalid as-is, but we need to accept them in the most
3155      generic cases below ('R' or 'T'), since reload will in fact fix
3156      them up.  LRA behaves differently here; we never see such forms,
3157      but on the other hand, we need to strictly reject every invalid
3158      address form.  Perform this check right up front.  */
3159   if (lra_in_progress)
3160     {
3161       if (!decomposed && !s390_decompose_address (op, &addr))
3162         return 0;
3163       decomposed = true;
3164     }
3165
3166   switch (c)
3167     {
3168     case 'Q': /* no index short displacement */
3169       if (!decomposed && !s390_decompose_address (op, &addr))
3170         return 0;
3171       if (addr.indx)
3172         return 0;
3173       if (!s390_short_displacement (addr.disp))
3174         return 0;
3175       break;
3176
3177     case 'R': /* with index short displacement */
3178       if (TARGET_LONG_DISPLACEMENT)
3179         {
3180           if (!decomposed && !s390_decompose_address (op, &addr))
3181             return 0;
3182           if (!s390_short_displacement (addr.disp))
3183             return 0;
3184         }
3185       /* Any invalid address here will be fixed up by reload,
3186          so accept it for the most generic constraint.  */
3187       break;
3188
3189     case 'S': /* no index long displacement */
3190       if (!decomposed && !s390_decompose_address (op, &addr))
3191         return 0;
3192       if (addr.indx)
3193         return 0;
3194       break;
3195
3196     case 'T': /* with index long displacement */
3197       /* Any invalid address here will be fixed up by reload,
3198          so accept it for the most generic constraint.  */
3199       break;
3200
3201     default:
3202       return 0;
3203     }
3204   return 1;
3205 }
3206
3207
3208 /* Evaluates constraint strings described by the regular expression
3209    ([A|B|Z](Q|R|S|T))|Y and returns 1 if OP is a valid operand for
3210    the constraint given in STR, or 0 else.  */
3211
3212 int
3213 s390_mem_constraint (const char *str, rtx op)
3214 {
3215   char c = str[0];
3216
3217   switch (c)
3218     {
3219     case 'A':
3220       /* Check for offsettable variants of memory constraints.  */
3221       if (!MEM_P (op) || MEM_VOLATILE_P (op))
3222         return 0;
3223       if ((reload_completed || reload_in_progress)
3224           ? !offsettable_memref_p (op) : !offsettable_nonstrict_memref_p (op))
3225         return 0;
3226       return s390_check_qrst_address (str[1], XEXP (op, 0), true);
3227     case 'B':
3228       /* Check for non-literal-pool variants of memory constraints.  */
3229       if (!MEM_P (op))
3230         return 0;
3231       return s390_check_qrst_address (str[1], XEXP (op, 0), false);
3232     case 'Q':
3233     case 'R':
3234     case 'S':
3235     case 'T':
3236       if (GET_CODE (op) != MEM)
3237         return 0;
3238       return s390_check_qrst_address (c, XEXP (op, 0), true);
3239     case 'Y':
3240       /* Simply check for the basic form of a shift count.  Reload will
3241          take care of making sure we have a proper base register.  */
3242       if (!s390_decompose_addrstyle_without_index (op, NULL, NULL))
3243         return 0;
3244       break;
3245     case 'Z':
3246       return s390_check_qrst_address (str[1], op, true);
3247     default:
3248       return 0;
3249     }
3250   return 1;
3251 }
3252
3253
3254 /* Evaluates constraint strings starting with letter O.  Input
3255    parameter C is the second letter following the "O" in the constraint
3256    string. Returns 1 if VALUE meets the respective constraint and 0
3257    otherwise.  */
3258
3259 int
3260 s390_O_constraint_str (const char c, HOST_WIDE_INT value)
3261 {
3262   if (!TARGET_EXTIMM)
3263     return 0;
3264
3265   switch (c)
3266     {
3267     case 's':
3268       return trunc_int_for_mode (value, SImode) == value;
3269
3270     case 'p':
3271       return value == 0
3272         || s390_single_part (GEN_INT (value), DImode, SImode, 0) == 1;
3273
3274     case 'n':
3275       return s390_single_part (GEN_INT (value - 1), DImode, SImode, -1) == 1;
3276
3277     default:
3278       gcc_unreachable ();
3279     }
3280 }
3281
3282
3283 /* Evaluates constraint strings starting with letter N.  Parameter STR
3284    contains the letters following letter "N" in the constraint string.
3285    Returns true if VALUE matches the constraint.  */
3286
3287 int
3288 s390_N_constraint_str (const char *str, HOST_WIDE_INT value)
3289 {
3290   machine_mode mode, part_mode;
3291   int def;
3292   int part, part_goal;
3293
3294
3295   if (str[0] == 'x')
3296     part_goal = -1;
3297   else
3298     part_goal = str[0] - '0';
3299
3300   switch (str[1])
3301     {
3302     case 'Q':
3303       part_mode = QImode;
3304       break;
3305     case 'H':
3306       part_mode = HImode;
3307       break;
3308     case 'S':
3309       part_mode = SImode;
3310       break;
3311     default:
3312       return 0;
3313     }
3314
3315   switch (str[2])
3316     {
3317     case 'H':
3318       mode = HImode;
3319       break;
3320     case 'S':
3321       mode = SImode;
3322       break;
3323     case 'D':
3324       mode = DImode;
3325       break;
3326     default:
3327       return 0;
3328     }
3329
3330   switch (str[3])
3331     {
3332     case '0':
3333       def = 0;
3334       break;
3335     case 'F':
3336       def = -1;
3337       break;
3338     default:
3339       return 0;
3340     }
3341
3342   if (GET_MODE_SIZE (mode) <= GET_MODE_SIZE (part_mode))
3343     return 0;
3344
3345   part = s390_single_part (GEN_INT (value), mode, part_mode, def);
3346   if (part < 0)
3347     return 0;
3348   if (part_goal != -1 && part_goal != part)
3349     return 0;
3350
3351   return 1;
3352 }
3353
3354
3355 /* Returns true if the input parameter VALUE is a float zero.  */
3356
3357 int
3358 s390_float_const_zero_p (rtx value)
3359 {
3360   return (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (value)) == MODE_FLOAT
3361           && value == CONST0_RTX (GET_MODE (value)));
3362 }
3363
3364 /* Implement TARGET_REGISTER_MOVE_COST.  */
3365
3366 static int
3367 s390_register_move_cost (machine_mode mode,
3368                          reg_class_t from, reg_class_t to)
3369 {
3370   /* On s390, copy between fprs and gprs is expensive.  */
3371
3372   /* It becomes somewhat faster having ldgr/lgdr.  */
3373   if (TARGET_Z10 && GET_MODE_SIZE (mode) == 8)
3374     {
3375       /* ldgr is single cycle. */
3376       if (reg_classes_intersect_p (from, GENERAL_REGS)
3377           && reg_classes_intersect_p (to, FP_REGS))
3378         return 1;
3379       /* lgdr needs 3 cycles. */
3380       if (reg_classes_intersect_p (to, GENERAL_REGS)
3381           && reg_classes_intersect_p (from, FP_REGS))
3382         return 3;
3383     }
3384
3385   /* Otherwise copying is done via memory.  */
3386   if ((reg_classes_intersect_p (from, GENERAL_REGS)
3387        && reg_classes_intersect_p (to, FP_REGS))
3388       || (reg_classes_intersect_p (from, FP_REGS)
3389           && reg_classes_intersect_p (to, GENERAL_REGS)))
3390     return 10;
3391
3392   return 1;
3393 }
3394
3395 /* Implement TARGET_MEMORY_MOVE_COST.  */
3396
3397 static int
3398 s390_memory_move_cost (machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED,
3399                        reg_class_t rclass ATTRIBUTE_UNUSED,
3400                        bool in ATTRIBUTE_UNUSED)
3401 {
3402   return 2;
3403 }
3404
3405 /* Compute a (partial) cost for rtx X.  Return true if the complete
3406    cost has been computed, and false if subexpressions should be
3407    scanned.  In either case, *TOTAL contains the cost result.  The
3408    initial value of *TOTAL is the default value computed by
3409    rtx_cost.  It may be left unmodified.  OUTER_CODE contains the
3410    code of the superexpression of x.  */
3411
3412 static bool
3413 s390_rtx_costs (rtx x, machine_mode mode, int outer_code,
3414                 int opno ATTRIBUTE_UNUSED,
3415                 int *total, bool speed ATTRIBUTE_UNUSED)
3416 {
3417   int code = GET_CODE (x);
3418   switch (code)
3419     {
3420     case CONST:
3421     case CONST_INT:
3422     case LABEL_REF:
3423     case SYMBOL_REF:
3424     case CONST_DOUBLE:
3425     case CONST_WIDE_INT:
3426     case MEM:
3427       *total = 0;
3428       return true;
3429
3430     case SET:
3431       {
3432         /* Without this a conditional move instruction would be
3433            accounted as 3 * COSTS_N_INSNS (set, if_then_else,
3434            comparison operator).  That's a bit pessimistic.  */
3435
3436         if (!TARGET_Z196 || GET_CODE (SET_SRC (x)) != IF_THEN_ELSE)
3437           return false;
3438
3439         rtx cond = XEXP (SET_SRC (x), 0);
3440
3441         if (!CC_REG_P (XEXP (cond, 0)) || !CONST_INT_P (XEXP (cond, 1)))
3442           return false;
3443
3444         /* It is going to be a load/store on condition.  Make it
3445            slightly more expensive than a normal load.  */
3446         *total = COSTS_N_INSNS (1) + 1;
3447
3448         rtx dst = SET_DEST (x);
3449         rtx then = XEXP (SET_SRC (x), 1);
3450         rtx els = XEXP (SET_SRC (x), 2);
3451
3452         /* It is a real IF-THEN-ELSE.  An additional move will be
3453            needed to implement that.  */
3454         if (reload_completed
3455             && !rtx_equal_p (dst, then)
3456             && !rtx_equal_p (dst, els))
3457           *total += COSTS_N_INSNS (1) / 2;
3458
3459         /* A minor penalty for constants we cannot directly handle.  */
3460         if ((CONST_INT_P (then) || CONST_INT_P (els))
3461             && (!TARGET_Z13 || MEM_P (dst)
3462                 || (CONST_INT_P (then) && !satisfies_constraint_K (then))
3463                 || (CONST_INT_P (els) && !satisfies_constraint_K (els))))
3464           *total += COSTS_N_INSNS (1) / 2;
3465
3466         /* A store on condition can only handle register src operands.  */
3467         if (MEM_P (dst) && (!REG_P (then) || !REG_P (els)))
3468           *total += COSTS_N_INSNS (1) / 2;
3469
3470         return true;
3471       }
3472     case IOR:
3473       /* risbg */
3474       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == AND
3475           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == ASHIFT
3476           && REG_P (XEXP (XEXP (x, 0), 0))
3477           && REG_P (XEXP (XEXP (x, 1), 0))
3478           && CONST_INT_P (XEXP (XEXP (x, 0), 1))
3479           && CONST_INT_P (XEXP (XEXP (x, 1), 1))
3480           && (UINTVAL (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) ==
3481               (HOST_WIDE_INT_1U << UINTVAL (XEXP (XEXP (x, 1), 1))) - 1))
3482         {
3483           *total = COSTS_N_INSNS (2);
3484           return true;
3485         }
3486
3487       /* ~AND on a 128 bit mode.  This can be done using a vector
3488          instruction.  */
3489       if (TARGET_VXE
3490           && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == NOT
3491           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == NOT
3492           && REG_P (XEXP (XEXP (x, 0), 0))
3493           && REG_P (XEXP (XEXP (x, 1), 0))
3494           && GET_MODE_SIZE (GET_MODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0))) == 16
3495           && s390_hard_regno_mode_ok (VR0_REGNUM,
3496                                       GET_MODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0))))
3497         {
3498           *total = COSTS_N_INSNS (1);
3499           return true;
3500         }
3501       /* fallthrough */
3502     case ASHIFT:
3503     case ASHIFTRT:
3504     case LSHIFTRT:
3505     case ROTATE:
3506     case ROTATERT:
3507     case AND:
3508     case XOR:
3509     case NEG:
3510     case NOT:
3511       *total = COSTS_N_INSNS (1);
3512       return false;
3513
3514     case PLUS:
3515     case MINUS:
3516       *total = COSTS_N_INSNS (1);
3517       return false;
3518
3519     case MULT:
3520       switch (mode)
3521         {
3522         case E_SImode:
3523           {
3524             rtx left = XEXP (x, 0);
3525             rtx right = XEXP (x, 1);
3526             if (GET_CODE (right) == CONST_INT
3527                 && CONST_OK_FOR_K (INTVAL (right)))
3528               *total = s390_cost->mhi;
3529             else if (GET_CODE (left) == SIGN_EXTEND)
3530               *total = s390_cost->mh;
3531             else
3532               *total = s390_cost->ms;  /* msr, ms, msy */
3533             break;
3534           }
3535         case E_DImode:
3536           {
3537             rtx left = XEXP (x, 0);
3538             rtx right = XEXP (x, 1);
3539             if (TARGET_ZARCH)
3540               {
3541                 if (GET_CODE (right) == CONST_INT
3542                     && CONST_OK_FOR_K (INTVAL (right)))
3543                   *total = s390_cost->mghi;
3544                 else if (GET_CODE (left) == SIGN_EXTEND)
3545                   *total = s390_cost->msgf;
3546                 else
3547                   *total = s390_cost->msg;  /* msgr, msg */
3548               }
3549             else /* TARGET_31BIT */
3550               {
3551                 if (GET_CODE (left) == SIGN_EXTEND
3552                     && GET_CODE (right) == SIGN_EXTEND)
3553                   /* mulsidi case: mr, m */
3554                   *total = s390_cost->m;
3555                 else if (GET_CODE (left) == ZERO_EXTEND
3556                          && GET_CODE (right) == ZERO_EXTEND
3557                          && TARGET_CPU_ZARCH)
3558                   /* umulsidi case: ml, mlr */
3559                   *total = s390_cost->ml;
3560                 else
3561                   /* Complex calculation is required.  */
3562                   *total = COSTS_N_INSNS (40);
3563               }
3564             break;
3565           }
3566         case E_SFmode:
3567         case E_DFmode:
3568           *total = s390_cost->mult_df;
3569           break;
3570         case E_TFmode:
3571           *total = s390_cost->mxbr;
3572           break;
3573         default:
3574           return false;
3575         }
3576       return false;
3577
3578     case FMA:
3579       switch (mode)
3580         {
3581         case E_DFmode:
3582           *total = s390_cost->madbr;
3583           break;
3584         case E_SFmode:
3585           *total = s390_cost->maebr;
3586           break;
3587         default:
3588           return false;
3589         }
3590       /* Negate in the third argument is free: FMSUB.  */
3591       if (GET_CODE (XEXP (x, 2)) == NEG)
3592         {
3593           *total += (rtx_cost (XEXP (x, 0), mode, FMA, 0, speed)
3594                      + rtx_cost (XEXP (x, 1), mode, FMA, 1, speed)
3595                      + rtx_cost (XEXP (XEXP (x, 2), 0), mode, FMA, 2, speed));
3596           return true;
3597         }
3598       return false;
3599
3600     case UDIV:
3601     case UMOD:
3602       if (mode == TImode)              /* 128 bit division */
3603         *total = s390_cost->dlgr;
3604       else if (mode == DImode)
3605         {
3606           rtx right = XEXP (x, 1);
3607           if (GET_CODE (right) == ZERO_EXTEND) /* 64 by 32 bit division */
3608             *total = s390_cost->dlr;
3609           else                                 /* 64 by 64 bit division */
3610             *total = s390_cost->dlgr;
3611         }
3612       else if (mode == SImode)         /* 32 bit division */
3613         *total = s390_cost->dlr;
3614       return false;
3615
3616     case DIV:
3617     case MOD:
3618       if (mode == DImode)
3619         {
3620           rtx right = XEXP (x, 1);
3621           if (GET_CODE (right) == ZERO_EXTEND) /* 64 by 32 bit division */
3622             if (TARGET_ZARCH)
3623               *total = s390_cost->dsgfr;
3624             else
3625               *total = s390_cost->dr;
3626           else                                 /* 64 by 64 bit division */
3627             *total = s390_cost->dsgr;
3628         }
3629       else if (mode == SImode)         /* 32 bit division */
3630         *total = s390_cost->dlr;
3631       else if (mode == SFmode)
3632         {
3633           *total = s390_cost->debr;
3634         }
3635       else if (mode == DFmode)
3636         {
3637           *total = s390_cost->ddbr;
3638         }
3639       else if (mode == TFmode)
3640         {
3641           *total = s390_cost->dxbr;
3642         }
3643       return false;
3644
3645     case SQRT:
3646       if (mode == SFmode)
3647         *total = s390_cost->sqebr;
3648       else if (mode == DFmode)
3649         *total = s390_cost->sqdbr;
3650       else /* TFmode */
3651         *total = s390_cost->sqxbr;
3652       return false;
3653
3654     case SIGN_EXTEND:
3655     case ZERO_EXTEND:
3656       if (outer_code == MULT || outer_code == DIV || outer_code == MOD
3657           || outer_code == PLUS || outer_code == MINUS
3658           || outer_code == COMPARE)
3659         *total = 0;
3660       return false;
3661
3662     case COMPARE:
3663       *total = COSTS_N_INSNS (1);
3664       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == AND
3665           && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST_INT
3666           && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT)
3667         {
3668           rtx op0 = XEXP (XEXP (x, 0), 0);
3669           rtx op1 = XEXP (XEXP (x, 0), 1);
3670           rtx op2 = XEXP (x, 1);
3671
3672           if (memory_operand (op0, GET_MODE (op0))
3673               && s390_tm_ccmode (op1, op2, 0) != VOIDmode)
3674             return true;
3675           if (register_operand (op0, GET_MODE (op0))
3676               && s390_tm_ccmode (op1, op2, 1) != VOIDmode)
3677             return true;
3678         }
3679       return false;
3680
3681     default:
3682       return false;
3683     }
3684 }
3685
3686 /* Return the cost of an address rtx ADDR.  */
3687
3688 static int
3689 s390_address_cost (rtx addr, machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED,
3690                    addr_space_t as ATTRIBUTE_UNUSED,
3691                    bool speed ATTRIBUTE_UNUSED)
3692 {
3693   struct s390_address ad;
3694   if (!s390_decompose_address (addr, &ad))
3695     return 1000;
3696
3697   return ad.indx? COSTS_N_INSNS (1) + 1 : COSTS_N_INSNS (1);
3698 }
3699
3700 /* Implement targetm.vectorize.builtin_vectorization_cost.  */
3701 static int
3702 s390_builtin_vectorization_cost (enum vect_cost_for_stmt type_of_cost,
3703                                  tree vectype,
3704                                  int misalign ATTRIBUTE_UNUSED)
3705 {
3706   switch (type_of_cost)
3707     {
3708       case scalar_stmt:
3709       case scalar_load:
3710       case scalar_store:
3711       case vector_stmt:
3712       case vector_load:
3713       case vector_store:
3714       case vec_to_scalar:
3715       case scalar_to_vec:
3716       case cond_branch_not_taken:
3717       case vec_perm:
3718       case vec_promote_demote:
3719       case unaligned_load:
3720       case unaligned_store:
3721         return 1;
3722
3723       case cond_branch_taken:
3724         return 3;
3725
3726       case vec_construct:
3727         return TYPE_VECTOR_SUBPARTS (vectype) - 1;
3728
3729       default:
3730         gcc_unreachable ();
3731     }
3732 }
3733
3734 /* If OP is a SYMBOL_REF of a thread-local symbol, return its TLS mode,
3735    otherwise return 0.  */
3736
3737 int
3738 tls_symbolic_operand (rtx op)
3739 {
3740   if (GET_CODE (op) != SYMBOL_REF)
3741     return 0;
3742   return SYMBOL_REF_TLS_MODEL (op);
3743 }
3744 \f
3745 /* Split DImode access register reference REG (on 64-bit) into its constituent
3746    low and high parts, and store them into LO and HI.  Note that gen_lowpart/
3747    gen_highpart cannot be used as they assume all registers are word-sized,
3748    while our access registers have only half that size.  */
3749
3750 void
3751 s390_split_access_reg (rtx reg, rtx *lo, rtx *hi)
3752 {
3753   gcc_assert (TARGET_64BIT);
3754   gcc_assert (ACCESS_REG_P (reg));
3755   gcc_assert (GET_MODE (reg) == DImode);
3756   gcc_assert (!(REGNO (reg) & 1));
3757
3758   *lo = gen_rtx_REG (SImode, REGNO (reg) + 1);
3759   *hi = gen_rtx_REG (SImode, REGNO (reg));
3760 }
3761
3762 /* Return true if OP contains a symbol reference */
3763
3764 bool
3765 symbolic_reference_mentioned_p (rtx op)
3766 {
3767   const char *fmt;
3768   int i;
3769
3770   if (GET_CODE (op) == SYMBOL_REF || GET_CODE (op) == LABEL_REF)
3771     return 1;
3772
3773   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (op));
3774   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (op)) - 1; i >= 0; i--)
3775     {
3776       if (fmt[i] == 'E')
3777         {
3778           int j;
3779
3780           for (j = XVECLEN (op, i) - 1; j >= 0; j--)
3781             if (symbolic_reference_mentioned_p (XVECEXP (op, i, j)))
3782               return 1;
3783         }
3784
3785       else if (fmt[i] == 'e' && symbolic_reference_mentioned_p (XEXP (op, i)))
3786         return 1;
3787     }
3788
3789   return 0;
3790 }
3791
3792 /* Return true if OP contains a reference to a thread-local symbol.  */
3793
3794 bool
3795 tls_symbolic_reference_mentioned_p (rtx op)
3796 {
3797   const char *fmt;
3798   int i;
3799
3800   if (GET_CODE (op) == SYMBOL_REF)
3801     return tls_symbolic_operand (op);
3802
3803   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (op));
3804   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (op)) - 1; i >= 0; i--)
3805     {
3806       if (fmt[i] == 'E')
3807         {
3808           int j;
3809
3810           for (j = XVECLEN (op, i) - 1; j >= 0; j--)
3811             if (tls_symbolic_reference_mentioned_p (XVECEXP (op, i, j)))
3812               return true;
3813         }
3814
3815       else if (fmt[i] == 'e' && tls_symbolic_reference_mentioned_p (XEXP (op, i)))
3816         return true;
3817     }
3818
3819   return false;
3820 }
3821
3822
3823 /* Return true if OP is a legitimate general operand when
3824    generating PIC code.  It is given that flag_pic is on
3825    and that OP satisfies CONSTANT_P.  */
3826
3827 int
3828 legitimate_pic_operand_p (rtx op)
3829 {
3830   /* Accept all non-symbolic constants.  */
3831   if (!SYMBOLIC_CONST (op))
3832     return 1;
3833
3834   /* Reject everything else; must be handled
3835      via emit_symbolic_move.  */
3836   return 0;
3837 }
3838
3839 /* Returns true if the constant value OP is a legitimate general operand.
3840    It is given that OP satisfies CONSTANT_P.  */
3841
3842 static bool
3843 s390_legitimate_constant_p (machine_mode mode, rtx op)
3844 {
3845   if (TARGET_VX && VECTOR_MODE_P (mode) && GET_CODE (op) == CONST_VECTOR)
3846     {
3847       if (GET_MODE_SIZE (mode) != 16)
3848         return 0;
3849
3850       if (!satisfies_constraint_j00 (op)
3851           && !satisfies_constraint_jm1 (op)
3852           && !satisfies_constraint_jKK (op)
3853           && !satisfies_constraint_jxx (op)
3854           && !satisfies_constraint_jyy (op))
3855         return 0;
3856     }
3857
3858   /* Accept all non-symbolic constants.  */
3859   if (!SYMBOLIC_CONST (op))
3860     return 1;
3861
3862   /* Accept immediate LARL operands.  */
3863   if (TARGET_CPU_ZARCH && larl_operand (op, mode))
3864     return 1;
3865
3866   /* Thread-local symbols are never legal constants.  This is
3867      so that emit_call knows that computing such addresses
3868      might require a function call.  */
3869   if (TLS_SYMBOLIC_CONST (op))
3870     return 0;
3871
3872   /* In the PIC case, symbolic constants must *not* be
3873      forced into the literal pool.  We accept them here,
3874      so that they will be handled by emit_symbolic_move.  */
3875   if (flag_pic)
3876     return 1;
3877
3878   /* All remaining non-PIC symbolic constants are
3879      forced into the literal pool.  */
3880   return 0;
3881 }
3882
3883 /* Determine if it's legal to put X into the constant pool.  This
3884    is not possible if X contains the address of a symbol that is
3885    not constant (TLS) or not known at final link time (PIC).  */
3886
3887 static bool
3888 s390_cannot_force_const_mem (machine_mode mode, rtx x)
3889 {
3890   switch (GET_CODE (x))
3891     {
3892     case CONST_INT:
3893     case CONST_DOUBLE:
3894     case CONST_WIDE_INT:
3895     case CONST_VECTOR:
3896       /* Accept all non-symbolic constants.  */
3897       return false;
3898
3899     case LABEL_REF:
3900       /* Labels are OK iff we are non-PIC.  */
3901       return flag_pic != 0;
3902
3903     case SYMBOL_REF:
3904       /* 'Naked' TLS symbol references are never OK,
3905          non-TLS symbols are OK iff we are non-PIC.  */
3906       if (tls_symbolic_operand (x))
3907         return true;
3908       else
3909         return flag_pic != 0;
3910
3911     case CONST:
3912       return s390_cannot_force_const_mem (mode, XEXP (x, 0));
3913     case PLUS:
3914     case MINUS:
3915       return s390_cannot_force_const_mem (mode, XEXP (x, 0))
3916              || s390_cannot_force_const_mem (mode, XEXP (x, 1));
3917
3918     case UNSPEC:
3919       switch (XINT (x, 1))
3920         {
3921         /* Only lt-relative or GOT-relative UNSPECs are OK.  */
3922         case UNSPEC_LTREL_OFFSET:
3923         case UNSPEC_GOT:
3924         case UNSPEC_GOTOFF:
3925         case UNSPEC_PLTOFF:
3926         case UNSPEC_TLSGD:
3927         case UNSPEC_TLSLDM:
3928         case UNSPEC_NTPOFF:
3929         case UNSPEC_DTPOFF:
3930         case UNSPEC_GOTNTPOFF:
3931         case UNSPEC_INDNTPOFF:
3932           return false;
3933
3934         /* If the literal pool shares the code section, be put
3935            execute template placeholders into the pool as well.  */
3936         case UNSPEC_INSN:
3937           return TARGET_CPU_ZARCH;
3938
3939         default:
3940           return true;
3941         }
3942       break;
3943
3944     default:
3945       gcc_unreachable ();
3946     }
3947 }
3948
3949 /* Returns true if the constant value OP is a legitimate general
3950    operand during and after reload.  The difference to
3951    legitimate_constant_p is that this function will not accept
3952    a constant that would need to be forced to the literal pool
3953    before it can be used as operand.
3954    This function accepts all constants which can be loaded directly
3955    into a GPR.  */
3956
3957 bool
3958 legitimate_reload_constant_p (rtx op)
3959 {
3960   /* Accept la(y) operands.  */
3961   if (GET_CODE (op) == CONST_INT
3962       && DISP_IN_RANGE (INTVAL (op)))
3963     return true;
3964
3965   /* Accept l(g)hi/l(g)fi operands.  */
3966   if (GET_CODE (op) == CONST_INT
3967       && (CONST_OK_FOR_K (INTVAL (op)) || CONST_OK_FOR_Os (INTVAL (op))))
3968     return true;
3969
3970   /* Accept lliXX operands.  */
3971   if (TARGET_ZARCH
3972       && GET_CODE (op) == CONST_INT
3973       && trunc_int_for_mode (INTVAL (op), word_mode) == INTVAL (op)
3974       && s390_single_part (op, word_mode, HImode, 0) >= 0)
3975   return true;
3976
3977   if (TARGET_EXTIMM
3978       && GET_CODE (op) == CONST_INT
3979       && trunc_int_for_mode (INTVAL (op), word_mode) == INTVAL (op)
3980       && s390_single_part (op, word_mode, SImode, 0) >= 0)
3981     return true;
3982
3983   /* Accept larl operands.  */
3984   if (TARGET_CPU_ZARCH
3985       && larl_operand (op, VOIDmode))
3986     return true;
3987
3988   /* Accept floating-point zero operands that fit into a single GPR.  */
3989   if (GET_CODE (op) == CONST_DOUBLE
3990       && s390_float_const_zero_p (op)
3991       && GET_MODE_SIZE (GET_MODE (op)) <= UNITS_PER_WORD)
3992     return true;
3993
3994   /* Accept double-word operands that can be split.  */
3995   if (GET_CODE (op) == CONST_WIDE_INT
3996       || (GET_CODE (op) == CONST_INT
3997           && trunc_int_for_mode (INTVAL (op), word_mode) != INTVAL (op)))
3998     {
3999       machine_mode dword_mode = word_mode == SImode ? DImode : TImode;
4000       rtx hi = operand_subword (op, 0, 0, dword_mode);
4001       rtx lo = operand_subword (op, 1, 0, dword_mode);
4002       return legitimate_reload_constant_p (hi)
4003              && legitimate_reload_constant_p (lo);
4004     }
4005
4006   /* Everything else cannot be handled without reload.  */
4007   return false;
4008 }
4009
4010 /* Returns true if the constant value OP is a legitimate fp operand
4011    during and after reload.
4012    This function accepts all constants which can be loaded directly
4013    into an FPR.  */
4014
4015 static bool
4016 legitimate_reload_fp_constant_p (rtx op)
4017 {
4018   /* Accept floating-point zero operands if the load zero instruction
4019      can be used.  Prior to z196 the load fp zero instruction caused a
4020      performance penalty if the result is used as BFP number.  */
4021   if (TARGET_Z196
4022       && GET_CODE (op) == CONST_DOUBLE
4023       && s390_float_const_zero_p (op))
4024     return true;
4025
4026   return false;
4027 }
4028
4029 /* Returns true if the constant value OP is a legitimate vector operand
4030    during and after reload.
4031    This function accepts all constants which can be loaded directly
4032    into an VR.  */
4033
4034 static bool
4035 legitimate_reload_vector_constant_p (rtx op)
4036 {
4037   if (TARGET_VX && GET_MODE_SIZE (GET_MODE (op)) == 16
4038       && (satisfies_constraint_j00 (op)
4039           || satisfies_constraint_jm1 (op)
4040           || satisfies_constraint_jKK (op)
4041           || satisfies_constraint_jxx (op)
4042           || satisfies_constraint_jyy (op)))
4043     return true;
4044
4045   return false;
4046 }
4047
4048 /* Given an rtx OP being reloaded into a reg required to be in class RCLASS,
4049    return the class of reg to actually use.  */
4050
4051 static reg_class_t
4052 s390_preferred_reload_class (rtx op, reg_class_t rclass)
4053 {
4054   switch (GET_CODE (op))
4055     {
4056       /* Constants we cannot reload into general registers
4057          must be forced into the literal pool.  */
4058       case CONST_VECTOR:
4059       case CONST_DOUBLE:
4060       case CONST_INT:
4061       case CONST_WIDE_INT:
4062         if (reg_class_subset_p (GENERAL_REGS, rclass)
4063             && legitimate_reload_constant_p (op))
4064           return GENERAL_REGS;
4065         else if (reg_class_subset_p (ADDR_REGS, rclass)
4066                  && legitimate_reload_constant_p (op))
4067           return ADDR_REGS;
4068         else if (reg_class_subset_p (FP_REGS, rclass)
4069                  && legitimate_reload_fp_constant_p (op))
4070           return FP_REGS;
4071         else if (reg_class_subset_p (VEC_REGS, rclass)
4072                  && legitimate_reload_vector_constant_p (op))
4073           return VEC_REGS;
4074
4075         return NO_REGS;
4076
4077       /* If a symbolic constant or a PLUS is reloaded,
4078          it is most likely being used as an address, so
4079          prefer ADDR_REGS.  If 'class' is not a superset
4080          of ADDR_REGS, e.g. FP_REGS, reject this reload.  */
4081       case CONST:
4082         /* Symrefs cannot be pushed into the literal pool with -fPIC
4083            so we *MUST NOT* return NO_REGS for these cases
4084            (s390_cannot_force_const_mem will return true).  
4085
4086            On the other hand we MUST return NO_REGS for symrefs with
4087            invalid addend which might have been pushed to the literal
4088            pool (no -fPIC).  Usually we would expect them to be
4089            handled via secondary reload but this does not happen if
4090            they are used as literal pool slot replacement in reload
4091            inheritance (see emit_input_reload_insns).  */
4092         if (TARGET_CPU_ZARCH
4093             && GET_CODE (XEXP (op, 0)) == PLUS
4094             && GET_CODE (XEXP (XEXP(op, 0), 0)) == SYMBOL_REF
4095             && GET_CODE (XEXP (XEXP(op, 0), 1)) == CONST_INT)
4096           {
4097             if (flag_pic && reg_class_subset_p (ADDR_REGS, rclass))
4098               return ADDR_REGS;
4099             else
4100               return NO_REGS;
4101           }
4102         /* fallthrough */
4103       case LABEL_REF:
4104       case SYMBOL_REF:
4105         if (!legitimate_reload_constant_p (op))
4106           return NO_REGS;
4107         /* fallthrough */
4108       case PLUS:
4109         /* load address will be used.  */
4110         if (reg_class_subset_p (ADDR_REGS, rclass))
4111           return ADDR_REGS;
4112         else
4113           return NO_REGS;
4114
4115       default:
4116         break;
4117     }
4118
4119   return rclass;
4120 }
4121
4122 /* Return true if ADDR is SYMBOL_REF + addend with addend being a
4123    multiple of ALIGNMENT and the SYMBOL_REF being naturally
4124    aligned.  */
4125
4126 bool
4127 s390_check_symref_alignment (rtx addr, HOST_WIDE_INT alignment)
4128 {
4129   HOST_WIDE_INT addend;
4130   rtx symref;
4131
4132   /* The "required alignment" might be 0 (e.g. for certain structs
4133      accessed via BLKmode).  Early abort in this case, as well as when
4134      an alignment > 8 is required.  */
4135   if (alignment < 2 || alignment > 8)
4136     return false;
4137
4138   if (!s390_loadrelative_operand_p (addr, &symref, &addend))
4139     return false;
4140
4141   if (addend & (alignment - 1))
4142     return false;
4143
4144   if (GET_CODE (symref) == SYMBOL_REF)
4145     {
4146       /* We have load-relative instructions for 2-byte, 4-byte, and
4147          8-byte alignment so allow only these.  */
4148       switch (alignment)
4149         {
4150         case 8: return !SYMBOL_FLAG_NOTALIGN8_P (symref);
4151         case 4: return !SYMBOL_FLAG_NOTALIGN4_P (symref);
4152         case 2: return !SYMBOL_FLAG_NOTALIGN2_P (symref);
4153         default: return false;
4154         }
4155     }
4156
4157   if (GET_CODE (symref) == UNSPEC
4158       && alignment <= UNITS_PER_LONG)
4159     return true;
4160
4161   return false;
4162 }
4163
4164 /* ADDR is moved into REG using larl.  If ADDR isn't a valid larl
4165    operand SCRATCH is used to reload the even part of the address and
4166    adding one.  */
4167
4168 void
4169 s390_reload_larl_operand (rtx reg, rtx addr, rtx scratch)
4170 {
4171   HOST_WIDE_INT addend;
4172   rtx symref;
4173
4174   if (!s390_loadrelative_operand_p (addr, &symref, &addend))
4175     gcc_unreachable ();
4176
4177   if (!(addend & 1))
4178     /* Easy case.  The addend is even so larl will do fine.  */
4179     emit_move_insn (reg, addr);
4180   else
4181     {
4182       /* We can leave the scratch register untouched if the target
4183          register is a valid base register.  */
4184       if (REGNO (reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4185           && REGNO_REG_CLASS (REGNO (reg)) == ADDR_REGS)
4186         scratch = reg;
4187
4188       gcc_assert (REGNO (scratch) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
4189       gcc_assert (REGNO_REG_CLASS (REGNO (scratch)) == ADDR_REGS);
4190
4191       if (addend != 1)
4192         emit_move_insn (scratch,
4193                         gen_rtx_CONST (Pmode,
4194                                        gen_rtx_PLUS (Pmode, symref,
4195                                                      GEN_INT (addend - 1))));
4196       else
4197         emit_move_insn (scratch, symref);
4198
4199       /* Increment the address using la in order to avoid clobbering cc.  */
4200       s390_load_address (reg, gen_rtx_PLUS (Pmode, scratch, const1_rtx));
4201     }
4202 }
4203
4204 /* Generate what is necessary to move between REG and MEM using
4205    SCRATCH.  The direction is given by TOMEM.  */
4206
4207 void
4208 s390_reload_symref_address (rtx reg, rtx mem, rtx scratch, bool tomem)
4209 {
4210   /* Reload might have pulled a constant out of the literal pool.
4211      Force it back in.  */
4212   if (CONST_INT_P (mem) || GET_CODE (mem) == CONST_DOUBLE
4213       || GET_CODE (mem) == CONST_WIDE_INT
4214       || GET_CODE (mem) == CONST_VECTOR
4215       || GET_CODE (mem) == CONST)
4216     mem = force_const_mem (GET_MODE (reg), mem);
4217
4218   gcc_assert (MEM_P (mem));
4219
4220   /* For a load from memory we can leave the scratch register
4221      untouched if the target register is a valid base register.  */
4222   if (!tomem
4223       && REGNO (reg) < FIRST_PSEUDO_REGISTER
4224       && REGNO_REG_CLASS (REGNO (reg)) == ADDR_REGS
4225       && GET_MODE (reg) == GET_MODE (scratch))
4226     scratch = reg;
4227
4228   /* Load address into scratch register.  Since we can't have a
4229      secondary reload for a secondary reload we have to cover the case
4230      where larl would need a secondary reload here as well.  */
4231   s390_reload_larl_operand (scratch, XEXP (mem, 0), scratch);
4232
4233   /* Now we can use a standard load/store to do the move.  */
4234   if (tomem)
4235     emit_move_insn (replace_equiv_address (mem, scratch), reg);
4236   else
4237     emit_move_insn (reg, replace_equiv_address (mem, scratch));
4238 }
4239
4240 /* Inform reload about cases where moving X with a mode MODE to a register in
4241    RCLASS requires an extra scratch or immediate register.  Return the class
4242    needed for the immediate register.  */
4243
4244 static reg_class_t
4245 s390_secondary_reload (bool in_p, rtx x, reg_class_t rclass_i,
4246                        machine_mode mode, secondary_reload_info *sri)
4247 {
4248   enum reg_class rclass = (enum reg_class) rclass_i;
4249
4250   /* Intermediate register needed.  */
4251   if (reg_classes_intersect_p (CC_REGS, rclass))
4252     return GENERAL_REGS;
4253
4254   if (TARGET_VX)
4255     {
4256       /* The vst/vl vector move instructions allow only for short
4257          displacements.  */
4258       if (MEM_P (x)
4259           && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
4260           && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT
4261           && !SHORT_DISP_IN_RANGE(INTVAL (XEXP (XEXP (x, 0), 1)))
4262           && reg_class_subset_p (rclass, VEC_REGS)
4263           && (!reg_class_subset_p (rclass, FP_REGS)
4264               || (GET_MODE_SIZE (mode) > 8
4265                   && s390_class_max_nregs (FP_REGS, mode) == 1)))
4266         {
4267           if (in_p)
4268             sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4269                           CODE_FOR_reloaddi_la_in :
4270                           CODE_FOR_reloadsi_la_in);
4271           else
4272             sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4273                           CODE_FOR_reloaddi_la_out :
4274                           CODE_FOR_reloadsi_la_out);
4275         }
4276     }
4277
4278   if (TARGET_Z10)
4279     {
4280       HOST_WIDE_INT offset;
4281       rtx symref;
4282
4283       /* On z10 several optimizer steps may generate larl operands with
4284          an odd addend.  */
4285       if (in_p
4286           && s390_loadrelative_operand_p (x, &symref, &offset)
4287           && mode == Pmode
4288           && !SYMBOL_FLAG_NOTALIGN2_P (symref)
4289           && (offset & 1) == 1)
4290         sri->icode = ((mode == DImode) ? CODE_FOR_reloaddi_larl_odd_addend_z10
4291                       : CODE_FOR_reloadsi_larl_odd_addend_z10);
4292
4293       /* Handle all the (mem (symref)) accesses we cannot use the z10
4294          instructions for.  */
4295       if (MEM_P (x)
4296           && s390_loadrelative_operand_p (XEXP (x, 0), NULL, NULL)
4297           && (mode == QImode
4298               || !reg_class_subset_p (rclass, GENERAL_REGS)
4299               || GET_MODE_SIZE (mode) > UNITS_PER_WORD
4300               || !s390_check_symref_alignment (XEXP (x, 0),
4301                                                GET_MODE_SIZE (mode))))
4302         {
4303 #define __SECONDARY_RELOAD_CASE(M,m)                                    \
4304           case E_##M##mode:                                             \
4305             if (TARGET_64BIT)                                           \
4306               sri->icode = in_p ? CODE_FOR_reload##m##di_toreg_z10 :    \
4307                                   CODE_FOR_reload##m##di_tomem_z10;     \
4308             else                                                        \
4309               sri->icode = in_p ? CODE_FOR_reload##m##si_toreg_z10 :    \
4310                                   CODE_FOR_reload##m##si_tomem_z10;     \
4311           break;
4312
4313           switch (GET_MODE (x))
4314             {
4315               __SECONDARY_RELOAD_CASE (QI, qi);
4316               __SECONDARY_RELOAD_CASE (HI, hi);
4317               __SECONDARY_RELOAD_CASE (SI, si);
4318               __SECONDARY_RELOAD_CASE (DI, di);
4319               __SECONDARY_RELOAD_CASE (TI, ti);
4320               __SECONDARY_RELOAD_CASE (SF, sf);
4321               __SECONDARY_RELOAD_CASE (DF, df);
4322               __SECONDARY_RELOAD_CASE (TF, tf);
4323               __SECONDARY_RELOAD_CASE (SD, sd);
4324               __SECONDARY_RELOAD_CASE (DD, dd);
4325               __SECONDARY_RELOAD_CASE (TD, td);
4326               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1QI, v1qi);
4327               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2QI, v2qi);
4328               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V4QI, v4qi);
4329               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V8QI, v8qi);
4330               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V16QI, v16qi);
4331               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1HI, v1hi);
4332               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2HI, v2hi);
4333               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V4HI, v4hi);
4334               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V8HI, v8hi);
4335               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1SI, v1si);
4336               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2SI, v2si);
4337               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V4SI, v4si);
4338               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1DI, v1di);
4339               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2DI, v2di);
4340               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1TI, v1ti);
4341               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1SF, v1sf);
4342               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2SF, v2sf);
4343               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V4SF, v4sf);
4344               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1DF, v1df);
4345               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V2DF, v2df);
4346               __SECONDARY_RELOAD_CASE (V1TF, v1tf);
4347             default:
4348               gcc_unreachable ();
4349             }
4350 #undef __SECONDARY_RELOAD_CASE
4351         }
4352     }
4353
4354   /* We need a scratch register when loading a PLUS expression which
4355      is not a legitimate operand of the LOAD ADDRESS instruction.  */
4356   /* LRA can deal with transformation of plus op very well -- so we
4357      don't need to prompt LRA in this case.  */
4358   if (! lra_in_progress && in_p && s390_plus_operand (x, mode))
4359     sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4360                   CODE_FOR_reloaddi_plus : CODE_FOR_reloadsi_plus);
4361
4362   /* Performing a multiword move from or to memory we have to make sure the
4363      second chunk in memory is addressable without causing a displacement
4364      overflow.  If that would be the case we calculate the address in
4365      a scratch register.  */
4366   if (MEM_P (x)
4367       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == PLUS
4368       && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 1)) == CONST_INT
4369       && !DISP_IN_RANGE (INTVAL (XEXP (XEXP (x, 0), 1))
4370                          + GET_MODE_SIZE (mode) - 1))
4371     {
4372       /* For GENERAL_REGS a displacement overflow is no problem if occurring
4373          in a s_operand address since we may fallback to lm/stm.  So we only
4374          have to care about overflows in the b+i+d case.  */
4375       if ((reg_classes_intersect_p (GENERAL_REGS, rclass)
4376            && s390_class_max_nregs (GENERAL_REGS, mode) > 1
4377            && GET_CODE (XEXP (XEXP (x, 0), 0)) == PLUS)
4378           /* For FP_REGS no lm/stm is available so this check is triggered
4379              for displacement overflows in b+i+d and b+d like addresses.  */
4380           || (reg_classes_intersect_p (FP_REGS, rclass)
4381               && s390_class_max_nregs (FP_REGS, mode) > 1))
4382         {
4383           if (in_p)
4384             sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4385                           CODE_FOR_reloaddi_la_in :
4386                           CODE_FOR_reloadsi_la_in);
4387           else
4388             sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4389                           CODE_FOR_reloaddi_la_out :
4390                           CODE_FOR_reloadsi_la_out);
4391         }
4392     }
4393
4394   /* A scratch address register is needed when a symbolic constant is
4395      copied to r0 compiling with -fPIC.  In other cases the target
4396      register might be used as temporary (see legitimize_pic_address).  */
4397   if (in_p && SYMBOLIC_CONST (x) && flag_pic == 2 && rclass != ADDR_REGS)
4398     sri->icode = (TARGET_64BIT ?
4399                   CODE_FOR_reloaddi_PIC_addr :
4400                   CODE_FOR_reloadsi_PIC_addr);
4401
4402   /* Either scratch or no register needed.  */
4403   return NO_REGS;
4404 }
4405
4406 /* Generate code to load SRC, which is PLUS that is not a
4407    legitimate operand for the LA instruction, into TARGET.
4408    SCRATCH may be used as scratch register.  */
4409
4410 void
4411 s390_expand_plus_operand (rtx target, rtx src,
4412                           rtx scratch)
4413 {
4414   rtx sum1, sum2;
4415   struct s390_address ad;
4416
4417   /* src must be a PLUS; get its two operands.  */
4418   gcc_assert (GET_CODE (src) == PLUS);
4419   gcc_assert (GET_MODE (src) == Pmode);
4420
4421   /* Check if any of the two operands is already scheduled
4422      for replacement by reload.  This can happen e.g. when
4423      float registers occur in an address.  */
4424   sum1 = find_replacement (&XEXP (src, 0));
4425   sum2 = find_replacement (&XEXP (src, 1));
4426   src = gen_rtx_PLUS (Pmode, sum1, sum2);
4427
4428   /* If the address is already strictly valid, there's nothing to do.  */
4429   if (!s390_decompose_address (src, &ad)
4430       || (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
4431       || (ad.indx && !REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO (ad.indx))))
4432     {
4433       /* Otherwise, one of the operands cannot be an address register;
4434          we reload its value into the scratch register.  */
4435       if (true_regnum (sum1) < 1 || true_regnum (sum1) > 15)
4436         {
4437           emit_move_insn (scratch, sum1);
4438           sum1 = scratch;
4439         }
4440       if (true_regnum (sum2) < 1 || true_regnum (sum2) > 15)
4441         {
4442           emit_move_insn (scratch, sum2);
4443           sum2 = scratch;
4444         }
4445
4446       /* According to the way these invalid addresses are generated
4447          in reload.c, it should never happen (at least on s390) that
4448          *neither* of the PLUS components, after find_replacements
4449          was applied, is an address register.  */
4450       if (sum1 == scratch && sum2 == scratch)
4451         {
4452           debug_rtx (src);
4453           gcc_unreachable ();
4454         }
4455
4456       src = gen_rtx_PLUS (Pmode, sum1, sum2);
4457     }
4458
4459   /* Emit the LOAD ADDRESS pattern.  Note that reload of PLUS
4460      is only ever performed on addresses, so we can mark the
4461      sum as legitimate for LA in any case.  */
4462   s390_load_address (target, src);
4463 }
4464
4465
4466 /* Return true if ADDR is a valid memory address.
4467    STRICT specifies whether strict register checking applies.  */
4468
4469 static bool
4470 s390_legitimate_address_p (machine_mode mode, rtx addr, bool strict)
4471 {
4472   struct s390_address ad;
4473
4474   if (TARGET_Z10
4475       && larl_operand (addr, VOIDmode)
4476       && (mode == VOIDmode
4477           || s390_check_symref_alignment (addr, GET_MODE_SIZE (mode))))
4478     return true;
4479
4480   if (!s390_decompose_address (addr, &ad))
4481     return false;
4482
4483   if (strict)
4484     {
4485       if (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
4486         return false;
4487
4488       if (ad.indx && !REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO (ad.indx)))
4489         return false;
4490     }
4491   else
4492     {
4493       if (ad.base
4494           && !(REGNO (ad.base) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4495                || REGNO_REG_CLASS (REGNO (ad.base)) == ADDR_REGS))
4496         return false;
4497
4498       if (ad.indx
4499           && !(REGNO (ad.indx) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4500                || REGNO_REG_CLASS (REGNO (ad.indx)) == ADDR_REGS))
4501           return false;
4502     }
4503   return true;
4504 }
4505
4506 /* Return true if OP is a valid operand for the LA instruction.
4507    In 31-bit, we need to prove that the result is used as an
4508    address, as LA performs only a 31-bit addition.  */
4509
4510 bool
4511 legitimate_la_operand_p (rtx op)
4512 {
4513   struct s390_address addr;
4514   if (!s390_decompose_address (op, &addr))
4515     return false;
4516
4517   return (TARGET_64BIT || addr.pointer);
4518 }
4519
4520 /* Return true if it is valid *and* preferable to use LA to
4521    compute the sum of OP1 and OP2.  */
4522
4523 bool
4524 preferred_la_operand_p (rtx op1, rtx op2)
4525 {
4526   struct s390_address addr;
4527
4528   if (op2 != const0_rtx)
4529     op1 = gen_rtx_PLUS (Pmode, op1, op2);
4530
4531   if (!s390_decompose_address (op1, &addr))
4532     return false;
4533   if (addr.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (addr.base)))
4534     return false;
4535   if (addr.indx && !REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO (addr.indx)))
4536     return false;
4537
4538   /* Avoid LA instructions with index register on z196; it is
4539      preferable to use regular add instructions when possible.
4540      Starting with zEC12 the la with index register is "uncracked"
4541      again.  */
4542   if (addr.indx && s390_tune == PROCESSOR_2817_Z196)
4543     return false;
4544
4545   if (!TARGET_64BIT && !addr.pointer)
4546     return false;
4547
4548   if (addr.pointer)
4549     return true;
4550
4551   if ((addr.base && REG_P (addr.base) && REG_POINTER (addr.base))
4552       || (addr.indx && REG_P (addr.indx) && REG_POINTER (addr.indx)))
4553     return true;
4554
4555   return false;
4556 }
4557
4558 /* Emit a forced load-address operation to load SRC into DST.
4559    This will use the LOAD ADDRESS instruction even in situations
4560    where legitimate_la_operand_p (SRC) returns false.  */
4561
4562 void
4563 s390_load_address (rtx dst, rtx src)
4564 {
4565   if (TARGET_64BIT)
4566     emit_move_insn (dst, src);
4567   else
4568     emit_insn (gen_force_la_31 (dst, src));
4569 }
4570
4571 /* Return true if it ok to use SYMBOL_REF in a relative address.  */
4572
4573 bool
4574 s390_rel_address_ok_p (rtx symbol_ref)
4575 {
4576   tree decl;
4577
4578   if (symbol_ref == s390_got_symbol () || CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (symbol_ref))
4579     return true;
4580
4581   decl = SYMBOL_REF_DECL (symbol_ref);
4582
4583   if (!flag_pic || SYMBOL_REF_LOCAL_P (symbol_ref))
4584     return (s390_pic_data_is_text_relative
4585             || (decl
4586                 && TREE_CODE (decl) == FUNCTION_DECL));
4587
4588   return false;
4589 }
4590
4591 /* Return a legitimate reference for ORIG (an address) using the
4592    register REG.  If REG is 0, a new pseudo is generated.
4593
4594    There are two types of references that must be handled:
4595
4596    1. Global data references must load the address from the GOT, via
4597       the PIC reg.  An insn is emitted to do this load, and the reg is
4598       returned.
4599
4600    2. Static data references, constant pool addresses, and code labels
4601       compute the address as an offset from the GOT, whose base is in
4602       the PIC reg.  Static data objects have SYMBOL_FLAG_LOCAL set to
4603       differentiate them from global data objects.  The returned
4604       address is the PIC reg + an unspec constant.
4605
4606    TARGET_LEGITIMIZE_ADDRESS_P rejects symbolic references unless the PIC
4607    reg also appears in the address.  */
4608
4609 rtx
4610 legitimize_pic_address (rtx orig, rtx reg)
4611 {
4612   rtx addr = orig;
4613   rtx addend = const0_rtx;
4614   rtx new_rtx = orig;
4615
4616   gcc_assert (!TLS_SYMBOLIC_CONST (addr));
4617
4618   if (GET_CODE (addr) == CONST)
4619     addr = XEXP (addr, 0);
4620
4621   if (GET_CODE (addr) == PLUS)
4622     {
4623       addend = XEXP (addr, 1);
4624       addr = XEXP (addr, 0);
4625     }
4626
4627   if ((GET_CODE (addr) == LABEL_REF
4628        || (SYMBOL_REF_P (addr) && s390_rel_address_ok_p (addr))
4629        || (GET_CODE (addr) == UNSPEC &&
4630            (XINT (addr, 1) == UNSPEC_GOTENT
4631             || (TARGET_CPU_ZARCH && XINT (addr, 1) == UNSPEC_PLT))))
4632       && GET_CODE (addend) == CONST_INT)
4633     {
4634       /* This can be locally addressed.  */
4635
4636       /* larl_operand requires UNSPECs to be wrapped in a const rtx.  */
4637       rtx const_addr = (GET_CODE (addr) == UNSPEC ?
4638                         gen_rtx_CONST (Pmode, addr) : addr);
4639
4640       if (TARGET_CPU_ZARCH
4641           && larl_operand (const_addr, VOIDmode)
4642           && INTVAL (addend) < HOST_WIDE_INT_1 << 31
4643           && INTVAL (addend) >= -(HOST_WIDE_INT_1 << 31))
4644         {
4645           if (INTVAL (addend) & 1)
4646             {
4647               /* LARL can't handle odd offsets, so emit a pair of LARL
4648                  and LA.  */
4649               rtx temp = reg? reg : gen_reg_rtx (Pmode);
4650
4651               if (!DISP_IN_RANGE (INTVAL (addend)))
4652                 {
4653                   HOST_WIDE_INT even = INTVAL (addend) - 1;
4654                   addr = gen_rtx_PLUS (Pmode, addr, GEN_INT (even));
4655                   addr = gen_rtx_CONST (Pmode, addr);
4656                   addend = const1_rtx;
4657                 }
4658
4659               emit_move_insn (temp, addr);
4660               new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, temp, addend);
4661
4662               if (reg != 0)
4663                 {
4664                   s390_load_address (reg, new_rtx);
4665                   new_rtx = reg;
4666                 }
4667             }
4668           else
4669             {
4670               /* If the offset is even, we can just use LARL.  This
4671                  will happen automatically.  */
4672             }
4673         }
4674       else
4675         {
4676           /* No larl - Access local symbols relative to the GOT.  */
4677
4678           rtx temp = reg? reg : gen_reg_rtx (Pmode);
4679
4680           if (reload_in_progress || reload_completed)
4681             df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
4682
4683           addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOTOFF);
4684           if (addend != const0_rtx)
4685             addr = gen_rtx_PLUS (Pmode, addr, addend);
4686           addr = gen_rtx_CONST (Pmode, addr);
4687           addr = force_const_mem (Pmode, addr);
4688           emit_move_insn (temp, addr);
4689
4690           new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, temp);
4691           if (reg != 0)
4692             {
4693               s390_load_address (reg, new_rtx);
4694               new_rtx = reg;
4695             }
4696         }
4697     }
4698   else if (GET_CODE (addr) == SYMBOL_REF && addend == const0_rtx)
4699     {
4700       /* A non-local symbol reference without addend.
4701
4702          The symbol ref is wrapped into an UNSPEC to make sure the
4703          proper operand modifier (@GOT or @GOTENT) will be emitted.
4704          This will tell the linker to put the symbol into the GOT.
4705
4706          Additionally the code dereferencing the GOT slot is emitted here.
4707
4708          An addend to the symref needs to be added afterwards.
4709          legitimize_pic_address calls itself recursively to handle
4710          that case.  So no need to do it here.  */
4711
4712       if (reg == 0)
4713         reg = gen_reg_rtx (Pmode);
4714
4715       if (TARGET_Z10)
4716         {
4717           /* Use load relative if possible.
4718              lgrl <target>, sym@GOTENT  */
4719           new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOTENT);
4720           new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
4721           new_rtx = gen_const_mem (GET_MODE (reg), new_rtx);
4722
4723           emit_move_insn (reg, new_rtx);
4724           new_rtx = reg;
4725         }
4726       else if (flag_pic == 1)
4727         {
4728           /* Assume GOT offset is a valid displacement operand (< 4k
4729              or < 512k with z990).  This is handled the same way in
4730              both 31- and 64-bit code (@GOT).
4731              lg <target>, sym@GOT(r12)  */
4732
4733           if (reload_in_progress || reload_completed)
4734             df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
4735
4736           new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOT);
4737           new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
4738           new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, new_rtx);
4739           new_rtx = gen_const_mem (Pmode, new_rtx);
4740           emit_move_insn (reg, new_rtx);
4741           new_rtx = reg;
4742         }
4743       else if (TARGET_CPU_ZARCH)
4744         {
4745           /* If the GOT offset might be >= 4k, we determine the position
4746              of the GOT entry via a PC-relative LARL (@GOTENT).
4747              larl temp, sym@GOTENT
4748              lg   <target>, 0(temp) */
4749
4750           rtx temp = reg ? reg : gen_reg_rtx (Pmode);
4751
4752           gcc_assert (REGNO (temp) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4753                       || REGNO_REG_CLASS (REGNO (temp)) == ADDR_REGS);
4754
4755           new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOTENT);
4756           new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
4757           emit_move_insn (temp, new_rtx);
4758
4759           new_rtx = gen_const_mem (Pmode, temp);
4760           emit_move_insn (reg, new_rtx);
4761
4762           new_rtx = reg;
4763         }
4764       else
4765         {
4766           /* If the GOT offset might be >= 4k, we have to load it
4767              from the literal pool (@GOT).
4768
4769              lg temp, lit-litbase(r13)
4770              lg <target>, 0(temp)
4771              lit:  .long sym@GOT  */
4772
4773           rtx temp = reg ? reg : gen_reg_rtx (Pmode);
4774
4775           gcc_assert (REGNO (temp) >= FIRST_PSEUDO_REGISTER
4776                       || REGNO_REG_CLASS (REGNO (temp)) == ADDR_REGS);
4777
4778           if (reload_in_progress || reload_completed)
4779             df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
4780
4781           addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOT);
4782           addr = gen_rtx_CONST (Pmode, addr);
4783           addr = force_const_mem (Pmode, addr);
4784           emit_move_insn (temp, addr);
4785
4786           new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, temp);
4787           new_rtx = gen_const_mem (Pmode, new_rtx);
4788           emit_move_insn (reg, new_rtx);
4789           new_rtx = reg;
4790         }
4791     }
4792   else if (GET_CODE (addr) == UNSPEC && GET_CODE (addend) == CONST_INT)
4793     {
4794       gcc_assert (XVECLEN (addr, 0) == 1);
4795       switch (XINT (addr, 1))
4796         {
4797           /* These address symbols (or PLT slots) relative to the GOT
4798              (not GOT slots!).  In general this will exceed the
4799              displacement range so these value belong into the literal
4800              pool.  */
4801         case UNSPEC_GOTOFF:
4802         case UNSPEC_PLTOFF:
4803           new_rtx = force_const_mem (Pmode, orig);
4804           break;
4805
4806           /* For -fPIC the GOT size might exceed the displacement
4807              range so make sure the value is in the literal pool.  */
4808         case UNSPEC_GOT:
4809           if (flag_pic == 2)
4810             new_rtx = force_const_mem (Pmode, orig);
4811           break;
4812
4813           /* For @GOTENT larl is used.  This is handled like local
4814              symbol refs.  */
4815         case UNSPEC_GOTENT:
4816           gcc_unreachable ();
4817           break;
4818
4819           /* @PLT is OK as is on 64-bit, must be converted to
4820              GOT-relative @PLTOFF on 31-bit.  */
4821         case UNSPEC_PLT:
4822           if (!TARGET_CPU_ZARCH)
4823             {
4824               rtx temp = reg? reg : gen_reg_rtx (Pmode);
4825
4826               if (reload_in_progress || reload_completed)
4827                 df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
4828
4829               addr = XVECEXP (addr, 0, 0);
4830               addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr),
4831                                      UNSPEC_PLTOFF);
4832               if (addend != const0_rtx)
4833                 addr = gen_rtx_PLUS (Pmode, addr, addend);
4834               addr = gen_rtx_CONST (Pmode, addr);
4835               addr = force_const_mem (Pmode, addr);
4836               emit_move_insn (temp, addr);
4837
4838               new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, temp);
4839               if (reg != 0)
4840                 {
4841                   s390_load_address (reg, new_rtx);
4842                   new_rtx = reg;
4843                 }
4844             }
4845           else
4846             /* On 64 bit larl can be used.  This case is handled like
4847                local symbol refs.  */
4848             gcc_unreachable ();
4849           break;
4850
4851           /* Everything else cannot happen.  */
4852         default:
4853           gcc_unreachable ();
4854         }
4855     }
4856   else if (addend != const0_rtx)
4857     {
4858       /* Otherwise, compute the sum.  */
4859
4860       rtx base = legitimize_pic_address (addr, reg);
4861       new_rtx  = legitimize_pic_address (addend,
4862                                          base == reg ? NULL_RTX : reg);
4863       if (GET_CODE (new_rtx) == CONST_INT)
4864         new_rtx = plus_constant (Pmode, base, INTVAL (new_rtx));
4865       else
4866         {
4867           if (GET_CODE (new_rtx) == PLUS && CONSTANT_P (XEXP (new_rtx, 1)))
4868             {
4869               base = gen_rtx_PLUS (Pmode, base, XEXP (new_rtx, 0));
4870               new_rtx = XEXP (new_rtx, 1);
4871             }
4872           new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, base, new_rtx);
4873         }
4874
4875       if (GET_CODE (new_rtx) == CONST)
4876         new_rtx = XEXP (new_rtx, 0);
4877       new_rtx = force_operand (new_rtx, 0);
4878     }
4879
4880   return new_rtx;
4881 }
4882
4883 /* Load the thread pointer into a register.  */
4884
4885 rtx
4886 s390_get_thread_pointer (void)
4887 {
4888   rtx tp = gen_reg_rtx (Pmode);
4889
4890   emit_move_insn (tp, gen_rtx_REG (Pmode, TP_REGNUM));
4891   mark_reg_pointer (tp, BITS_PER_WORD);
4892
4893   return tp;
4894 }
4895
4896 /* Emit a tls call insn. The call target is the SYMBOL_REF stored
4897    in s390_tls_symbol which always refers to __tls_get_offset.
4898    The returned offset is written to RESULT_REG and an USE rtx is
4899    generated for TLS_CALL.  */
4900
4901 static GTY(()) rtx s390_tls_symbol;
4902
4903 static void
4904 s390_emit_tls_call_insn (rtx result_reg, rtx tls_call)
4905 {
4906   rtx insn;
4907
4908   if (!flag_pic)
4909     emit_insn (s390_load_got ());
4910
4911   if (!s390_tls_symbol)
4912     s390_tls_symbol = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "__tls_get_offset");
4913
4914   insn = s390_emit_call (s390_tls_symbol, tls_call, result_reg,
4915                          gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM));
4916
4917   use_reg (&CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), result_reg);
4918   RTL_CONST_CALL_P (insn) = 1;
4919 }
4920
4921 /* ADDR contains a thread-local SYMBOL_REF.  Generate code to compute
4922    this (thread-local) address.  REG may be used as temporary.  */
4923
4924 static rtx
4925 legitimize_tls_address (rtx addr, rtx reg)
4926 {
4927   rtx new_rtx, tls_call, temp, base, r2;
4928   rtx_insn *insn;
4929
4930   if (GET_CODE (addr) == SYMBOL_REF)
4931     switch (tls_symbolic_operand (addr))
4932       {
4933       case TLS_MODEL_GLOBAL_DYNAMIC:
4934         start_sequence ();
4935         r2 = gen_rtx_REG (Pmode, 2);
4936         tls_call = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_TLSGD);
4937         new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, tls_call);
4938         new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
4939         emit_move_insn (r2, new_rtx);
4940         s390_emit_tls_call_insn (r2, tls_call);
4941         insn = get_insns ();
4942         end_sequence ();
4943
4944         new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_NTPOFF);
4945         temp = gen_reg_rtx (Pmode);
4946         emit_libcall_block (insn, temp, r2, new_rtx);
4947
4948         new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, s390_get_thread_pointer (), temp);
4949         if (reg != 0)
4950           {
4951             s390_load_address (reg, new_rtx);
4952             new_rtx = reg;
4953           }
4954         break;
4955
4956       case TLS_MODEL_LOCAL_DYNAMIC:
4957         start_sequence ();
4958         r2 = gen_rtx_REG (Pmode, 2);
4959         tls_call = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, const0_rtx), UNSPEC_TLSLDM);
4960         new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, tls_call);
4961         new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
4962         emit_move_insn (r2, new_rtx);
4963         s390_emit_tls_call_insn (r2, tls_call);
4964         insn = get_insns ();
4965         end_sequence ();
4966
4967         new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, const0_rtx), UNSPEC_TLSLDM_NTPOFF);
4968         temp = gen_reg_rtx (Pmode);
4969         emit_libcall_block (insn, temp, r2, new_rtx);
4970
4971         new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, s390_get_thread_pointer (), temp);
4972         base = gen_reg_rtx (Pmode);
4973         s390_load_address (base, new_rtx);
4974
4975         new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_DTPOFF);
4976         new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
4977         new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
4978         temp = gen_reg_rtx (Pmode);
4979         emit_move_insn (temp, new_rtx);
4980
4981         new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, base, temp);
4982         if (reg != 0)
4983           {
4984             s390_load_address (reg, new_rtx);
4985             new_rtx = reg;
4986           }
4987         break;
4988
4989       case TLS_MODEL_INITIAL_EXEC:
4990         if (flag_pic == 1)
4991           {
4992             /* Assume GOT offset < 4k.  This is handled the same way
4993                in both 31- and 64-bit code.  */
4994
4995             if (reload_in_progress || reload_completed)
4996               df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
4997
4998             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOTNTPOFF);
4999             new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5000             new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, new_rtx);
5001             new_rtx = gen_const_mem (Pmode, new_rtx);
5002             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5003             emit_move_insn (temp, new_rtx);
5004           }
5005         else if (TARGET_CPU_ZARCH)
5006           {
5007             /* If the GOT offset might be >= 4k, we determine the position
5008                of the GOT entry via a PC-relative LARL.  */
5009
5010             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_INDNTPOFF);
5011             new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5012             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5013             emit_move_insn (temp, new_rtx);
5014
5015             new_rtx = gen_const_mem (Pmode, temp);
5016             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5017             emit_move_insn (temp, new_rtx);
5018           }
5019         else if (flag_pic)
5020           {
5021             /* If the GOT offset might be >= 4k, we have to load it
5022                from the literal pool.  */
5023
5024             if (reload_in_progress || reload_completed)
5025               df_set_regs_ever_live (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM, true);
5026
5027             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_GOTNTPOFF);
5028             new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5029             new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
5030             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5031             emit_move_insn (temp, new_rtx);
5032
5033             new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, pic_offset_table_rtx, temp);
5034             new_rtx = gen_const_mem (Pmode, new_rtx);
5035
5036             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, new_rtx, addr), UNSPEC_TLS_LOAD);
5037             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5038             emit_insn (gen_rtx_SET (temp, new_rtx));
5039           }
5040         else
5041           {
5042             /* In position-dependent code, load the absolute address of
5043                the GOT entry from the literal pool.  */
5044
5045             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_INDNTPOFF);
5046             new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5047             new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
5048             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5049             emit_move_insn (temp, new_rtx);
5050
5051             new_rtx = temp;
5052             new_rtx = gen_const_mem (Pmode, new_rtx);
5053             new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, new_rtx, addr), UNSPEC_TLS_LOAD);
5054             temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5055             emit_insn (gen_rtx_SET (temp, new_rtx));
5056           }
5057
5058         new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, s390_get_thread_pointer (), temp);
5059         if (reg != 0)
5060           {
5061             s390_load_address (reg, new_rtx);
5062             new_rtx = reg;
5063           }
5064         break;
5065
5066       case TLS_MODEL_LOCAL_EXEC:
5067         new_rtx = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, addr), UNSPEC_NTPOFF);
5068         new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5069         new_rtx = force_const_mem (Pmode, new_rtx);
5070         temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5071         emit_move_insn (temp, new_rtx);
5072
5073         new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, s390_get_thread_pointer (), temp);
5074         if (reg != 0)
5075           {
5076             s390_load_address (reg, new_rtx);
5077             new_rtx = reg;
5078           }
5079         break;
5080
5081       default:
5082         gcc_unreachable ();
5083       }
5084
5085   else if (GET_CODE (addr) == CONST && GET_CODE (XEXP (addr, 0)) == UNSPEC)
5086     {
5087       switch (XINT (XEXP (addr, 0), 1))
5088         {
5089         case UNSPEC_INDNTPOFF:
5090           gcc_assert (TARGET_CPU_ZARCH);
5091           new_rtx = addr;
5092           break;
5093
5094         default:
5095           gcc_unreachable ();
5096         }
5097     }
5098
5099   else if (GET_CODE (addr) == CONST && GET_CODE (XEXP (addr, 0)) == PLUS
5100            && GET_CODE (XEXP (XEXP (addr, 0), 1)) == CONST_INT)
5101     {
5102       new_rtx = XEXP (XEXP (addr, 0), 0);
5103       if (GET_CODE (new_rtx) != SYMBOL_REF)
5104         new_rtx = gen_rtx_CONST (Pmode, new_rtx);
5105
5106       new_rtx = legitimize_tls_address (new_rtx, reg);
5107       new_rtx = plus_constant (Pmode, new_rtx,
5108                                INTVAL (XEXP (XEXP (addr, 0), 1)));
5109       new_rtx = force_operand (new_rtx, 0);
5110     }
5111
5112   else
5113     gcc_unreachable ();  /* for now ... */
5114
5115   return new_rtx;
5116 }
5117
5118 /* Emit insns making the address in operands[1] valid for a standard
5119    move to operands[0].  operands[1] is replaced by an address which
5120    should be used instead of the former RTX to emit the move
5121    pattern.  */
5122
5123 void
5124 emit_symbolic_move (rtx *operands)
5125 {
5126   rtx temp = !can_create_pseudo_p () ? operands[0] : gen_reg_rtx (Pmode);
5127
5128   if (GET_CODE (operands[0]) == MEM)
5129     operands[1] = force_reg (Pmode, operands[1]);
5130   else if (TLS_SYMBOLIC_CONST (operands[1]))
5131     operands[1] = legitimize_tls_address (operands[1], temp);
5132   else if (flag_pic)
5133     operands[1] = legitimize_pic_address (operands[1], temp);
5134 }
5135
5136 /* Try machine-dependent ways of modifying an illegitimate address X
5137    to be legitimate.  If we find one, return the new, valid address.
5138
5139    OLDX is the address as it was before break_out_memory_refs was called.
5140    In some cases it is useful to look at this to decide what needs to be done.
5141
5142    MODE is the mode of the operand pointed to by X.
5143
5144    When -fpic is used, special handling is needed for symbolic references.
5145    See comments by legitimize_pic_address for details.  */
5146
5147 static rtx
5148 s390_legitimize_address (rtx x, rtx oldx ATTRIBUTE_UNUSED,
5149                          machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED)
5150 {
5151   rtx constant_term = const0_rtx;
5152
5153   if (TLS_SYMBOLIC_CONST (x))
5154     {
5155       x = legitimize_tls_address (x, 0);
5156
5157       if (s390_legitimate_address_p (mode, x, FALSE))
5158         return x;
5159     }
5160   else if (GET_CODE (x) == PLUS
5161            && (TLS_SYMBOLIC_CONST (XEXP (x, 0))
5162                || TLS_SYMBOLIC_CONST (XEXP (x, 1))))
5163     {
5164       return x;
5165     }
5166   else if (flag_pic)
5167     {
5168       if (SYMBOLIC_CONST (x)
5169           || (GET_CODE (x) == PLUS
5170               && (SYMBOLIC_CONST (XEXP (x, 0))
5171                   || SYMBOLIC_CONST (XEXP (x, 1)))))
5172           x = legitimize_pic_address (x, 0);
5173
5174       if (s390_legitimate_address_p (mode, x, FALSE))
5175         return x;
5176     }
5177
5178   x = eliminate_constant_term (x, &constant_term);
5179
5180   /* Optimize loading of large displacements by splitting them
5181      into the multiple of 4K and the rest; this allows the
5182      former to be CSE'd if possible.
5183
5184      Don't do this if the displacement is added to a register
5185      pointing into the stack frame, as the offsets will
5186      change later anyway.  */
5187
5188   if (GET_CODE (constant_term) == CONST_INT
5189       && !TARGET_LONG_DISPLACEMENT
5190       && !DISP_IN_RANGE (INTVAL (constant_term))
5191       && !(REG_P (x) && REGNO_PTR_FRAME_P (REGNO (x))))
5192     {
5193       HOST_WIDE_INT lower = INTVAL (constant_term) & 0xfff;
5194       HOST_WIDE_INT upper = INTVAL (constant_term) ^ lower;
5195
5196       rtx temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5197       rtx val  = force_operand (GEN_INT (upper), temp);
5198       if (val != temp)
5199         emit_move_insn (temp, val);
5200
5201       x = gen_rtx_PLUS (Pmode, x, temp);
5202       constant_term = GEN_INT (lower);
5203     }
5204
5205   if (GET_CODE (x) == PLUS)
5206     {
5207       if (GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG)
5208         {
5209           rtx temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5210           rtx val  = force_operand (XEXP (x, 1), temp);
5211           if (val != temp)
5212             emit_move_insn (temp, val);
5213
5214           x = gen_rtx_PLUS (Pmode, XEXP (x, 0), temp);
5215         }
5216
5217       else if (GET_CODE (XEXP (x, 1)) == REG)
5218         {
5219           rtx temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5220           rtx val  = force_operand (XEXP (x, 0), temp);
5221           if (val != temp)
5222             emit_move_insn (temp, val);
5223
5224           x = gen_rtx_PLUS (Pmode, temp, XEXP (x, 1));
5225         }
5226     }
5227
5228   if (constant_term != const0_rtx)
5229     x = gen_rtx_PLUS (Pmode, x, constant_term);
5230
5231   return x;
5232 }
5233
5234 /* Try a machine-dependent way of reloading an illegitimate address AD
5235    operand.  If we find one, push the reload and return the new address.
5236
5237    MODE is the mode of the enclosing MEM.  OPNUM is the operand number
5238    and TYPE is the reload type of the current reload.  */
5239
5240 rtx
5241 legitimize_reload_address (rtx ad, machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED,
5242                            int opnum, int type)
5243 {
5244   if (!optimize || TARGET_LONG_DISPLACEMENT)
5245     return NULL_RTX;
5246
5247   if (GET_CODE (ad) == PLUS)
5248     {
5249       rtx tem = simplify_binary_operation (PLUS, Pmode,
5250                                            XEXP (ad, 0), XEXP (ad, 1));
5251       if (tem)
5252         ad = tem;
5253     }
5254
5255   if (GET_CODE (ad) == PLUS
5256       && GET_CODE (XEXP (ad, 0)) == REG
5257       && GET_CODE (XEXP (ad, 1)) == CONST_INT
5258       && !DISP_IN_RANGE (INTVAL (XEXP (ad, 1))))
5259     {
5260       HOST_WIDE_INT lower = INTVAL (XEXP (ad, 1)) & 0xfff;
5261       HOST_WIDE_INT upper = INTVAL (XEXP (ad, 1)) ^ lower;
5262       rtx cst, tem, new_rtx;
5263
5264       cst = GEN_INT (upper);
5265       if (!legitimate_reload_constant_p (cst))
5266         cst = force_const_mem (Pmode, cst);
5267
5268       tem = gen_rtx_PLUS (Pmode, XEXP (ad, 0), cst);
5269       new_rtx = gen_rtx_PLUS (Pmode, tem, GEN_INT (lower));
5270
5271       push_reload (XEXP (tem, 1), 0, &XEXP (tem, 1), 0,
5272                    BASE_REG_CLASS, Pmode, VOIDmode, 0, 0,
5273                    opnum, (enum reload_type) type);
5274       return new_rtx;
5275     }
5276
5277   return NULL_RTX;
5278 }
5279
5280 /* Emit code to move LEN bytes from DST to SRC.  */
5281
5282 bool
5283 s390_expand_movmem (rtx dst, rtx src, rtx len)
5284 {
5285   /* When tuning for z10 or higher we rely on the Glibc functions to
5286      do the right thing. Only for constant lengths below 64k we will
5287      generate inline code.  */
5288   if (s390_tune >= PROCESSOR_2097_Z10
5289       && (GET_CODE (len) != CONST_INT || INTVAL (len) > (1<<16)))
5290     return false;
5291
5292   /* Expand memcpy for constant length operands without a loop if it
5293      is shorter that way.
5294
5295      With a constant length argument a
5296      memcpy loop (without pfd) is 36 bytes -> 6 * mvc  */
5297   if (GET_CODE (len) == CONST_INT
5298       && INTVAL (len) >= 0
5299       && INTVAL (len) <= 256 * 6
5300       && (!TARGET_MVCLE || INTVAL (len) <= 256))
5301     {
5302       HOST_WIDE_INT o, l;
5303
5304       for (l = INTVAL (len), o = 0; l > 0; l -= 256, o += 256)
5305         {
5306           rtx newdst = adjust_address (dst, BLKmode, o);
5307           rtx newsrc = adjust_address (src, BLKmode, o);
5308           emit_insn (gen_movmem_short (newdst, newsrc,
5309                                        GEN_INT (l > 256 ? 255 : l - 1)));
5310         }
5311     }
5312
5313   else if (TARGET_MVCLE)
5314     {
5315       emit_insn (gen_movmem_long (dst, src, convert_to_mode (Pmode, len, 1)));
5316     }
5317
5318   else
5319     {
5320       rtx dst_addr, src_addr, count, blocks, temp;
5321       rtx_code_label *loop_start_label = gen_label_rtx ();
5322       rtx_code_label *loop_end_label = gen_label_rtx ();
5323       rtx_code_label *end_label = gen_label_rtx ();
5324       machine_mode mode;
5325
5326       mode = GET_MODE (len);
5327       if (mode == VOIDmode)
5328         mode = Pmode;
5329
5330       dst_addr = gen_reg_rtx (Pmode);
5331       src_addr = gen_reg_rtx (Pmode);
5332       count = gen_reg_rtx (mode);
5333       blocks = gen_reg_rtx (mode);
5334
5335       convert_move (count, len, 1);
5336       emit_cmp_and_jump_insns (count, const0_rtx,
5337                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, end_label);
5338
5339       emit_move_insn (dst_addr, force_operand (XEXP (dst, 0), NULL_RTX));
5340       emit_move_insn (src_addr, force_operand (XEXP (src, 0), NULL_RTX));
5341       dst = change_address (dst, VOIDmode, dst_addr);
5342       src = change_address (src, VOIDmode, src_addr);
5343
5344       temp = expand_binop (mode, add_optab, count, constm1_rtx, count, 1,
5345                            OPTAB_DIRECT);
5346       if (temp != count)
5347         emit_move_insn (count, temp);
5348
5349       temp = expand_binop (mode, lshr_optab, count, GEN_INT (8), blocks, 1,
5350                            OPTAB_DIRECT);
5351       if (temp != blocks)
5352         emit_move_insn (blocks, temp);
5353
5354       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5355                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, loop_end_label);
5356
5357       emit_label (loop_start_label);
5358
5359       if (TARGET_Z10
5360           && (GET_CODE (len) != CONST_INT || INTVAL (len) > 768))
5361         {
5362           rtx prefetch;
5363
5364           /* Issue a read prefetch for the +3 cache line.  */
5365           prefetch = gen_prefetch (gen_rtx_PLUS (Pmode, src_addr, GEN_INT (768)),
5366                                    const0_rtx, const0_rtx);
5367           PREFETCH_SCHEDULE_BARRIER_P (prefetch) = true;
5368           emit_insn (prefetch);
5369
5370           /* Issue a write prefetch for the +3 cache line.  */
5371           prefetch = gen_prefetch (gen_rtx_PLUS (Pmode, dst_addr, GEN_INT (768)),
5372                                    const1_rtx, const0_rtx);
5373           PREFETCH_SCHEDULE_BARRIER_P (prefetch) = true;
5374           emit_insn (prefetch);
5375         }
5376
5377       emit_insn (gen_movmem_short (dst, src, GEN_INT (255)));
5378       s390_load_address (dst_addr,
5379                          gen_rtx_PLUS (Pmode, dst_addr, GEN_INT (256)));
5380       s390_load_address (src_addr,
5381                          gen_rtx_PLUS (Pmode, src_addr, GEN_INT (256)));
5382
5383       temp = expand_binop (mode, add_optab, blocks, constm1_rtx, blocks, 1,
5384                            OPTAB_DIRECT);
5385       if (temp != blocks)
5386         emit_move_insn (blocks, temp);
5387
5388       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5389                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, loop_end_label);
5390
5391       emit_jump (loop_start_label);
5392       emit_label (loop_end_label);
5393
5394       emit_insn (gen_movmem_short (dst, src,
5395                                    convert_to_mode (Pmode, count, 1)));
5396       emit_label (end_label);
5397     }
5398   return true;
5399 }
5400
5401 /* Emit code to set LEN bytes at DST to VAL.
5402    Make use of clrmem if VAL is zero.  */
5403
5404 void
5405 s390_expand_setmem (rtx dst, rtx len, rtx val)
5406 {
5407   if (GET_CODE (len) == CONST_INT && INTVAL (len) <= 0)
5408     return;
5409
5410   gcc_assert (GET_CODE (val) == CONST_INT || GET_MODE (val) == QImode);
5411
5412   /* Expand setmem/clrmem for a constant length operand without a
5413      loop if it will be shorter that way.
5414      With a constant length and without pfd argument a
5415      clrmem loop is 32 bytes -> 5.3 * xc
5416      setmem loop is 36 bytes -> 3.6 * (mvi/stc + mvc) */
5417   if (GET_CODE (len) == CONST_INT
5418       && ((INTVAL (len) <= 256 * 5 && val == const0_rtx)
5419           || INTVAL (len) <= 257 * 3)
5420       && (!TARGET_MVCLE || INTVAL (len) <= 256))
5421     {
5422       HOST_WIDE_INT o, l;
5423
5424       if (val == const0_rtx)
5425         /* clrmem: emit 256 byte blockwise XCs.  */
5426         for (l = INTVAL (len), o = 0; l > 0; l -= 256, o += 256)
5427           {
5428             rtx newdst = adjust_address (dst, BLKmode, o);
5429             emit_insn (gen_clrmem_short (newdst,
5430                                          GEN_INT (l > 256 ? 255 : l - 1)));
5431           }
5432       else
5433         /* setmem: emit 1(mvi) + 256(mvc) byte blockwise memsets by
5434            setting first byte to val and using a 256 byte mvc with one
5435            byte overlap to propagate the byte.  */
5436         for (l = INTVAL (len), o = 0; l > 0; l -= 257, o += 257)
5437           {
5438             rtx newdst = adjust_address (dst, BLKmode, o);
5439             emit_move_insn (adjust_address (dst, QImode, o), val);
5440             if (l > 1)
5441               {
5442                 rtx newdstp1 = adjust_address (dst, BLKmode, o + 1);
5443                 emit_insn (gen_movmem_short (newdstp1, newdst,
5444                                              GEN_INT (l > 257 ? 255 : l - 2)));
5445               }
5446           }
5447     }
5448
5449   else if (TARGET_MVCLE)
5450     {
5451       val = force_not_mem (convert_modes (Pmode, QImode, val, 1));
5452       if (TARGET_64BIT)
5453         emit_insn (gen_setmem_long_di (dst, convert_to_mode (Pmode, len, 1),
5454                                        val));
5455       else
5456         emit_insn (gen_setmem_long_si (dst, convert_to_mode (Pmode, len, 1),
5457                                        val));
5458     }
5459
5460   else
5461     {
5462       rtx dst_addr, count, blocks, temp, dstp1 = NULL_RTX;
5463       rtx_code_label *loop_start_label = gen_label_rtx ();
5464       rtx_code_label *onebyte_end_label = gen_label_rtx ();
5465       rtx_code_label *zerobyte_end_label = gen_label_rtx ();
5466       rtx_code_label *restbyte_end_label = gen_label_rtx ();
5467       machine_mode mode;
5468
5469       mode = GET_MODE (len);
5470       if (mode == VOIDmode)
5471         mode = Pmode;
5472
5473       dst_addr = gen_reg_rtx (Pmode);
5474       count = gen_reg_rtx (mode);
5475       blocks = gen_reg_rtx (mode);
5476
5477       convert_move (count, len, 1);
5478       emit_cmp_and_jump_insns (count, const0_rtx,
5479                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, zerobyte_end_label,
5480                                profile_probability::very_unlikely ());
5481
5482       /* We need to make a copy of the target address since memset is
5483          supposed to return it unmodified.  We have to make it here
5484          already since the new reg is used at onebyte_end_label.  */
5485       emit_move_insn (dst_addr, force_operand (XEXP (dst, 0), NULL_RTX));
5486       dst = change_address (dst, VOIDmode, dst_addr);
5487
5488       if (val != const0_rtx)
5489         {
5490           /* When using the overlapping mvc the original target
5491              address is only accessed as single byte entity (even by
5492              the mvc reading this value).  */
5493           set_mem_size (dst, 1);
5494           dstp1 = adjust_address (dst, VOIDmode, 1);
5495           emit_cmp_and_jump_insns (count,
5496                                    const1_rtx, EQ, NULL_RTX, mode, 1,
5497                                    onebyte_end_label,
5498                                    profile_probability::very_unlikely ());
5499         }
5500
5501       /* There is one unconditional (mvi+mvc)/xc after the loop
5502          dealing with the rest of the bytes, subtracting two (mvi+mvc)
5503          or one (xc) here leaves this number of bytes to be handled by
5504          it.  */
5505       temp = expand_binop (mode, add_optab, count,
5506                            val == const0_rtx ? constm1_rtx : GEN_INT (-2),
5507                            count, 1, OPTAB_DIRECT);
5508       if (temp != count)
5509         emit_move_insn (count, temp);
5510
5511       temp = expand_binop (mode, lshr_optab, count, GEN_INT (8), blocks, 1,
5512                            OPTAB_DIRECT);
5513       if (temp != blocks)
5514         emit_move_insn (blocks, temp);
5515
5516       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5517                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, restbyte_end_label);
5518
5519       emit_jump (loop_start_label);
5520
5521       if (val != const0_rtx)
5522         {
5523           /* The 1 byte != 0 special case.  Not handled efficiently
5524              since we require two jumps for that.  However, this
5525              should be very rare.  */
5526           emit_label (onebyte_end_label);
5527           emit_move_insn (adjust_address (dst, QImode, 0), val);
5528           emit_jump (zerobyte_end_label);
5529         }
5530
5531       emit_label (loop_start_label);
5532
5533       if (TARGET_Z10
5534           && (GET_CODE (len) != CONST_INT || INTVAL (len) > 1024))
5535         {
5536           /* Issue a write prefetch for the +4 cache line.  */
5537           rtx prefetch = gen_prefetch (gen_rtx_PLUS (Pmode, dst_addr,
5538                                                      GEN_INT (1024)),
5539                                        const1_rtx, const0_rtx);
5540           emit_insn (prefetch);
5541           PREFETCH_SCHEDULE_BARRIER_P (prefetch) = true;
5542         }
5543
5544       if (val == const0_rtx)
5545         emit_insn (gen_clrmem_short (dst, GEN_INT (255)));
5546       else
5547         {
5548           /* Set the first byte in the block to the value and use an
5549              overlapping mvc for the block.  */
5550           emit_move_insn (adjust_address (dst, QImode, 0), val);
5551           emit_insn (gen_movmem_short (dstp1, dst, GEN_INT (254)));
5552         }
5553       s390_load_address (dst_addr,
5554                          gen_rtx_PLUS (Pmode, dst_addr, GEN_INT (256)));
5555
5556       temp = expand_binop (mode, add_optab, blocks, constm1_rtx, blocks, 1,
5557                            OPTAB_DIRECT);
5558       if (temp != blocks)
5559         emit_move_insn (blocks, temp);
5560
5561       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5562                                NE, NULL_RTX, mode, 1, loop_start_label);
5563
5564       emit_label (restbyte_end_label);
5565
5566       if (val == const0_rtx)
5567         emit_insn (gen_clrmem_short (dst, convert_to_mode (Pmode, count, 1)));
5568       else
5569         {
5570           /* Set the first byte in the block to the value and use an
5571              overlapping mvc for the block.  */
5572           emit_move_insn (adjust_address (dst, QImode, 0), val);
5573           /* execute only uses the lowest 8 bits of count that's
5574              exactly what we need here.  */
5575           emit_insn (gen_movmem_short (dstp1, dst,
5576                                        convert_to_mode (Pmode, count, 1)));
5577         }
5578
5579       emit_label (zerobyte_end_label);
5580     }
5581 }
5582
5583 /* Emit code to compare LEN bytes at OP0 with those at OP1,
5584    and return the result in TARGET.  */
5585
5586 bool
5587 s390_expand_cmpmem (rtx target, rtx op0, rtx op1, rtx len)
5588 {
5589   rtx ccreg = gen_rtx_REG (CCUmode, CC_REGNUM);
5590   rtx tmp;
5591
5592   /* When tuning for z10 or higher we rely on the Glibc functions to
5593      do the right thing. Only for constant lengths below 64k we will
5594      generate inline code.  */
5595   if (s390_tune >= PROCESSOR_2097_Z10
5596       && (GET_CODE (len) != CONST_INT || INTVAL (len) > (1<<16)))
5597     return false;
5598
5599   /* As the result of CMPINT is inverted compared to what we need,
5600      we have to swap the operands.  */
5601   tmp = op0; op0 = op1; op1 = tmp;
5602
5603   if (GET_CODE (len) == CONST_INT && INTVAL (len) >= 0 && INTVAL (len) <= 256)
5604     {
5605       if (INTVAL (len) > 0)
5606         {
5607           emit_insn (gen_cmpmem_short (op0, op1, GEN_INT (INTVAL (len) - 1)));
5608           emit_insn (gen_cmpint (target, ccreg));
5609         }
5610       else
5611         emit_move_insn (target, const0_rtx);
5612     }
5613   else if (TARGET_MVCLE)
5614     {
5615       emit_insn (gen_cmpmem_long (op0, op1, convert_to_mode (Pmode, len, 1)));
5616       emit_insn (gen_cmpint (target, ccreg));
5617     }
5618   else
5619     {
5620       rtx addr0, addr1, count, blocks, temp;
5621       rtx_code_label *loop_start_label = gen_label_rtx ();
5622       rtx_code_label *loop_end_label = gen_label_rtx ();
5623       rtx_code_label *end_label = gen_label_rtx ();
5624       machine_mode mode;
5625
5626       mode = GET_MODE (len);
5627       if (mode == VOIDmode)
5628         mode = Pmode;
5629
5630       addr0 = gen_reg_rtx (Pmode);
5631       addr1 = gen_reg_rtx (Pmode);
5632       count = gen_reg_rtx (mode);
5633       blocks = gen_reg_rtx (mode);
5634
5635       convert_move (count, len, 1);
5636       emit_cmp_and_jump_insns (count, const0_rtx,
5637                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, end_label);
5638
5639       emit_move_insn (addr0, force_operand (XEXP (op0, 0), NULL_RTX));
5640       emit_move_insn (addr1, force_operand (XEXP (op1, 0), NULL_RTX));
5641       op0 = change_address (op0, VOIDmode, addr0);
5642       op1 = change_address (op1, VOIDmode, addr1);
5643
5644       temp = expand_binop (mode, add_optab, count, constm1_rtx, count, 1,
5645                            OPTAB_DIRECT);
5646       if (temp != count)
5647         emit_move_insn (count, temp);
5648
5649       temp = expand_binop (mode, lshr_optab, count, GEN_INT (8), blocks, 1,
5650                            OPTAB_DIRECT);
5651       if (temp != blocks)
5652         emit_move_insn (blocks, temp);
5653
5654       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5655                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, loop_end_label);
5656
5657       emit_label (loop_start_label);
5658
5659       if (TARGET_Z10
5660           && (GET_CODE (len) != CONST_INT || INTVAL (len) > 512))
5661         {
5662           rtx prefetch;
5663
5664           /* Issue a read prefetch for the +2 cache line of operand 1.  */
5665           prefetch = gen_prefetch (gen_rtx_PLUS (Pmode, addr0, GEN_INT (512)),
5666                                    const0_rtx, const0_rtx);
5667           emit_insn (prefetch);
5668           PREFETCH_SCHEDULE_BARRIER_P (prefetch) = true;
5669
5670           /* Issue a read prefetch for the +2 cache line of operand 2.  */
5671           prefetch = gen_prefetch (gen_rtx_PLUS (Pmode, addr1, GEN_INT (512)),
5672                                    const0_rtx, const0_rtx);
5673           emit_insn (prefetch);
5674           PREFETCH_SCHEDULE_BARRIER_P (prefetch) = true;
5675         }
5676
5677       emit_insn (gen_cmpmem_short (op0, op1, GEN_INT (255)));
5678       temp = gen_rtx_NE (VOIDmode, ccreg, const0_rtx);
5679       temp = gen_rtx_IF_THEN_ELSE (VOIDmode, temp,
5680                         gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, end_label), pc_rtx);
5681       temp = gen_rtx_SET (pc_rtx, temp);
5682       emit_jump_insn (temp);
5683
5684       s390_load_address (addr0,
5685                          gen_rtx_PLUS (Pmode, addr0, GEN_INT (256)));
5686       s390_load_address (addr1,
5687                          gen_rtx_PLUS (Pmode, addr1, GEN_INT (256)));
5688
5689       temp = expand_binop (mode, add_optab, blocks, constm1_rtx, blocks, 1,
5690                            OPTAB_DIRECT);
5691       if (temp != blocks)
5692         emit_move_insn (blocks, temp);
5693
5694       emit_cmp_and_jump_insns (blocks, const0_rtx,
5695                                EQ, NULL_RTX, mode, 1, loop_end_label);
5696
5697       emit_jump (loop_start_label);
5698       emit_label (loop_end_label);
5699
5700       emit_insn (gen_cmpmem_short (op0, op1,
5701                                    convert_to_mode (Pmode, count, 1)));
5702       emit_label (end_label);
5703
5704       emit_insn (gen_cmpint (target, ccreg));
5705     }
5706   return true;
5707 }
5708
5709 /* Emit a conditional jump to LABEL for condition code mask MASK using
5710    comparsion operator COMPARISON.  Return the emitted jump insn.  */
5711
5712 static rtx_insn *
5713 s390_emit_ccraw_jump (HOST_WIDE_INT mask, enum rtx_code comparison, rtx label)
5714 {
5715   rtx temp;
5716
5717   gcc_assert (comparison == EQ || comparison == NE);
5718   gcc_assert (mask > 0 && mask < 15);
5719
5720   temp = gen_rtx_fmt_ee (comparison, VOIDmode,
5721                          gen_rtx_REG (CCRAWmode, CC_REGNUM), GEN_INT (mask));
5722   temp = gen_rtx_IF_THEN_ELSE (VOIDmode, temp,
5723                                gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, label), pc_rtx);
5724   temp = gen_rtx_SET (pc_rtx, temp);
5725   return emit_jump_insn (temp);
5726 }
5727
5728 /* Emit the instructions to implement strlen of STRING and store the
5729    result in TARGET.  The string has the known ALIGNMENT.  This
5730    version uses vector instructions and is therefore not appropriate
5731    for targets prior to z13.  */
5732
5733 void
5734 s390_expand_vec_strlen (rtx target, rtx string, rtx alignment)
5735 {
5736   rtx highest_index_to_load_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
5737   rtx str_reg = gen_reg_rtx (V16QImode);
5738   rtx str_addr_base_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
5739   rtx str_idx_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
5740   rtx result_reg = gen_reg_rtx (V16QImode);
5741   rtx is_aligned_label = gen_label_rtx ();
5742   rtx into_loop_label = NULL_RTX;
5743   rtx loop_start_label = gen_label_rtx ();
5744   rtx temp;
5745   rtx len = gen_reg_rtx (QImode);
5746   rtx cond;
5747
5748   s390_load_address (str_addr_base_reg, XEXP (string, 0));
5749   emit_move_insn (str_idx_reg, const0_rtx);
5750
5751   if (INTVAL (alignment) < 16)
5752     {
5753       /* Check whether the address happens to be aligned properly so
5754          jump directly to the aligned loop.  */
5755       emit_cmp_and_jump_insns (gen_rtx_AND (Pmode,
5756                                             str_addr_base_reg, GEN_INT (15)),
5757                                const0_rtx, EQ, NULL_RTX,
5758                                Pmode, 1, is_aligned_label);
5759
5760       temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5761       temp = expand_binop (Pmode, and_optab, str_addr_base_reg,
5762                            GEN_INT (15), temp, 1, OPTAB_DIRECT);
5763       gcc_assert (REG_P (temp));
5764       highest_index_to_load_reg =
5765         expand_binop (Pmode, sub_optab, GEN_INT (15), temp,
5766                       highest_index_to_load_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
5767       gcc_assert (REG_P (highest_index_to_load_reg));
5768       emit_insn (gen_vllv16qi (str_reg,
5769                    convert_to_mode (SImode, highest_index_to_load_reg, 1),
5770                    gen_rtx_MEM (BLKmode, str_addr_base_reg)));
5771
5772       into_loop_label = gen_label_rtx ();
5773       s390_emit_jump (into_loop_label, NULL_RTX);
5774       emit_barrier ();
5775     }
5776
5777   emit_label (is_aligned_label);
5778   LABEL_NUSES (is_aligned_label) = INTVAL (alignment) < 16 ? 2 : 1;
5779
5780   /* Reaching this point we are only performing 16 bytes aligned
5781      loads.  */
5782   emit_move_insn (highest_index_to_load_reg, GEN_INT (15));
5783
5784   emit_label (loop_start_label);
5785   LABEL_NUSES (loop_start_label) = 1;
5786
5787   /* Load 16 bytes of the string into VR.  */
5788   emit_move_insn (str_reg,
5789                   gen_rtx_MEM (V16QImode,
5790                                gen_rtx_PLUS (Pmode, str_idx_reg,
5791                                              str_addr_base_reg)));
5792   if (into_loop_label != NULL_RTX)
5793     {
5794       emit_label (into_loop_label);
5795       LABEL_NUSES (into_loop_label) = 1;
5796     }
5797
5798   /* Increment string index by 16 bytes.  */
5799   expand_binop (Pmode, add_optab, str_idx_reg, GEN_INT (16),
5800                 str_idx_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
5801
5802   emit_insn (gen_vec_vfenesv16qi (result_reg, str_reg, str_reg,
5803                                   GEN_INT (VSTRING_FLAG_ZS | VSTRING_FLAG_CS)));
5804
5805   add_int_reg_note (s390_emit_ccraw_jump (8, NE, loop_start_label),
5806                     REG_BR_PROB,
5807                     profile_probability::very_likely ().to_reg_br_prob_note ());
5808   emit_insn (gen_vec_extractv16qiqi (len, result_reg, GEN_INT (7)));
5809
5810   /* If the string pointer wasn't aligned we have loaded less then 16
5811      bytes and the remaining bytes got filled with zeros (by vll).
5812      Now we have to check whether the resulting index lies within the
5813      bytes actually part of the string.  */
5814
5815   cond = s390_emit_compare (GT, convert_to_mode (Pmode, len, 1),
5816                             highest_index_to_load_reg);
5817   s390_load_address (highest_index_to_load_reg,
5818                      gen_rtx_PLUS (Pmode, highest_index_to_load_reg,
5819                                    const1_rtx));
5820   if (TARGET_64BIT)
5821     emit_insn (gen_movdicc (str_idx_reg, cond,
5822                             highest_index_to_load_reg, str_idx_reg));
5823   else
5824     emit_insn (gen_movsicc (str_idx_reg, cond,
5825                             highest_index_to_load_reg, str_idx_reg));
5826
5827   add_reg_br_prob_note (s390_emit_jump (is_aligned_label, cond),
5828                         profile_probability::very_unlikely ());
5829
5830   expand_binop (Pmode, add_optab, str_idx_reg,
5831                 GEN_INT (-16), str_idx_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
5832   /* FIXME: len is already zero extended - so avoid the llgcr emitted
5833      here.  */
5834   temp = expand_binop (Pmode, add_optab, str_idx_reg,
5835                        convert_to_mode (Pmode, len, 1),
5836                        target, 1, OPTAB_DIRECT);
5837   if (temp != target)
5838     emit_move_insn (target, temp);
5839 }
5840
5841 void
5842 s390_expand_vec_movstr (rtx result, rtx dst, rtx src)
5843 {
5844   rtx temp = gen_reg_rtx (Pmode);
5845   rtx src_addr = XEXP (src, 0);
5846   rtx dst_addr = XEXP (dst, 0);
5847   rtx src_addr_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
5848   rtx dst_addr_reg = gen_reg_rtx (Pmode);
5849   rtx offset = gen_reg_rtx (Pmode);
5850   rtx vsrc = gen_reg_rtx (V16QImode);
5851   rtx vpos = gen_reg_rtx (V16QImode);
5852   rtx loadlen = gen_reg_rtx (SImode);
5853   rtx gpos_qi = gen_reg_rtx(QImode);
5854   rtx gpos = gen_reg_rtx (SImode);
5855   rtx done_label = gen_label_rtx ();
5856   rtx loop_label = gen_label_rtx ();
5857   rtx exit_label = gen_label_rtx ();
5858   rtx full_label = gen_label_rtx ();
5859
5860   /* Perform a quick check for string ending on the first up to 16
5861      bytes and exit early if successful.  */
5862
5863   emit_insn (gen_vlbb (vsrc, src, GEN_INT (6)));
5864   emit_insn (gen_lcbb (loadlen, src_addr, GEN_INT (6)));
5865   emit_insn (gen_vfenezv16qi (vpos, vsrc, vsrc));
5866   emit_insn (gen_vec_extractv16qiqi (gpos_qi, vpos, GEN_INT (7)));
5867   emit_move_insn (gpos, gen_rtx_SUBREG (SImode, gpos_qi, 0));
5868   /* gpos is the byte index if a zero was found and 16 otherwise.
5869      So if it is lower than the loaded bytes we have a hit.  */
5870   emit_cmp_and_jump_insns (gpos, loadlen, GE, NULL_RTX, SImode, 1,
5871                            full_label);
5872   emit_insn (gen_vstlv16qi (vsrc, gpos, dst));
5873
5874   force_expand_binop (Pmode, add_optab, dst_addr, gpos, result,
5875                       1, OPTAB_DIRECT);
5876   emit_jump (exit_label);
5877   emit_barrier ();
5878
5879   emit_label (full_label);
5880   LABEL_NUSES (full_label) = 1;
5881
5882   /* Calculate `offset' so that src + offset points to the last byte
5883      before 16 byte alignment.  */
5884
5885   /* temp = src_addr & 0xf */
5886   force_expand_binop (Pmode, and_optab, src_addr, GEN_INT (15), temp,
5887                       1, OPTAB_DIRECT);
5888
5889   /* offset = 0xf - temp */
5890   emit_move_insn (offset, GEN_INT (15));
5891   force_expand_binop (Pmode, sub_optab, offset, temp, offset,
5892                       1, OPTAB_DIRECT);
5893
5894   /* Store `offset' bytes in the dstination string.  The quick check
5895      has loaded at least `offset' bytes into vsrc.  */
5896
5897   emit_insn (gen_vstlv16qi (vsrc, gen_lowpart (SImode, offset), dst));
5898
5899   /* Advance to the next byte to be loaded.  */
5900   force_expand_binop (Pmode, add_optab, offset, const1_rtx, offset,
5901                       1, OPTAB_DIRECT);
5902
5903   /* Make sure the addresses are single regs which can be used as a
5904      base.  */
5905   emit_move_insn (src_addr_reg, src_addr);
5906   emit_move_insn (dst_addr_reg, dst_addr);
5907
5908   /* MAIN LOOP */
5909
5910   emit_label (loop_label);
5911   LABEL_NUSES (loop_label) = 1;
5912
5913   emit_move_insn (vsrc,
5914                   gen_rtx_MEM (V16QImode,
5915                                gen_rtx_PLUS (Pmode, src_addr_reg, offset)));
5916
5917   emit_insn (gen_vec_vfenesv16qi (vpos, vsrc, vsrc,
5918                                   GEN_INT (VSTRING_FLAG_ZS | VSTRING_FLAG_CS)));
5919   add_int_reg_note (s390_emit_ccraw_jump (8, EQ, done_label),
5920                     REG_BR_PROB, profile_probability::very_unlikely ()
5921                                   .to_reg_br_prob_note ());
5922
5923   emit_move_insn (gen_rtx_MEM (V16QImode,
5924                                gen_rtx_PLUS (Pmode, dst_addr_reg, offset)),
5925                   vsrc);
5926   /* offset += 16 */
5927   force_expand_binop (Pmode, add_optab, offset, GEN_INT (16),
5928                       offset,  1, OPTAB_DIRECT);
5929
5930   emit_jump (loop_label);
5931   emit_barrier ();
5932
5933   /* REGULAR EXIT */
5934
5935   /* We are done.  Add the offset of the zero character to the dst_addr
5936      pointer to get the result.  */
5937
5938   emit_label (done_label);
5939   LABEL_NUSES (done_label) = 1;
5940
5941   force_expand_binop (Pmode, add_optab, dst_addr_reg, offset, dst_addr_reg,
5942                       1, OPTAB_DIRECT);
5943
5944   emit_insn (gen_vec_extractv16qiqi (gpos_qi, vpos, GEN_INT (7)));
5945   emit_move_insn (gpos, gen_rtx_SUBREG (SImode, gpos_qi, 0));
5946
5947   emit_insn (gen_vstlv16qi (vsrc, gpos, gen_rtx_MEM (BLKmode, dst_addr_reg)));
5948
5949   force_expand_binop (Pmode, add_optab, dst_addr_reg, gpos, result,
5950                       1, OPTAB_DIRECT);
5951
5952   /* EARLY EXIT */
5953
5954   emit_label (exit_label);
5955   LABEL_NUSES (exit_label) = 1;
5956 }
5957
5958
5959 /* Expand conditional increment or decrement using alc/slb instructions.
5960    Should generate code setting DST to either SRC or SRC + INCREMENT,
5961    depending on the result of the comparison CMP_OP0 CMP_CODE CMP_OP1.
5962    Returns true if successful, false otherwise.
5963
5964    That makes it possible to implement some if-constructs without jumps e.g.:
5965    (borrow = CC0 | CC1 and carry = CC2 | CC3)
5966    unsigned int a, b, c;
5967    if (a < b)  c++; -> CCU  b > a  -> CC2;    c += carry;
5968    if (a < b)  c--; -> CCL3 a - b  -> borrow; c -= borrow;
5969    if (a <= b) c++; -> CCL3 b - a  -> borrow; c += carry;
5970    if (a <= b) c--; -> CCU  a <= b -> borrow; c -= borrow;
5971
5972    Checks for EQ and NE with a nonzero value need an additional xor e.g.:
5973    if (a == b) c++; -> CCL3 a ^= b; 0 - a  -> borrow;    c += carry;
5974    if (a == b) c--; -> CCU  a ^= b; a <= 0 -> CC0 | CC1; c -= borrow;
5975    if (a != b) c++; -> CCU  a ^= b; a > 0  -> CC2;       c += carry;
5976    if (a != b) c--; -> CCL3 a ^= b; 0 - a  -> borrow;    c -= borrow; */
5977
5978 bool
5979 s390_expand_addcc (enum rtx_code cmp_code, rtx cmp_op0, rtx cmp_op1,
5980                    rtx dst, rtx src, rtx increment)
5981 {
5982   machine_mode cmp_mode;
5983   machine_mode cc_mode;
5984   rtx op_res;
5985   rtx insn;
5986   rtvec p;
5987   int ret;
5988
5989   if ((GET_MODE (cmp_op0) == SImode || GET_MODE (cmp_op0) == VOIDmode)
5990       && (GET_MODE (cmp_op1) == SImode || GET_MODE (cmp_op1) == VOIDmode))
5991     cmp_mode = SImode;
5992   else if ((GET_MODE (cmp_op0) == DImode || GET_MODE (cmp_op0) == VOIDmode)
5993            && (GET_MODE (cmp_op1) == DImode || GET_MODE (cmp_op1) == VOIDmode))
5994     cmp_mode = DImode;
5995   else
5996     return false;
5997
5998   /* Try ADD LOGICAL WITH CARRY.  */
5999   if (increment == const1_rtx)
6000     {
6001       /* Determine CC mode to use.  */
6002       if (cmp_code == EQ || cmp_code == NE)
6003         {
6004           if (cmp_op1 != const0_rtx)
6005             {
6006               cmp_op0 = expand_simple_binop (cmp_mode, XOR, cmp_op0, cmp_op1,
6007                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_WIDEN);
6008               cmp_op1 = const0_rtx;
6009             }
6010
6011           cmp_code = cmp_code == EQ ? LEU : GTU;
6012         }
6013
6014       if (cmp_code == LTU || cmp_code == LEU)
6015         {
6016           rtx tem = cmp_op0;
6017           cmp_op0 = cmp_op1;
6018           cmp_op1 = tem;
6019           cmp_code = swap_condition (cmp_code);
6020         }
6021
6022       switch (cmp_code)
6023         {
6024           case GTU:
6025             cc_mode = CCUmode;
6026             break;
6027
6028           case GEU:
6029             cc_mode = CCL3mode;
6030             break;
6031
6032           default:
6033             return false;
6034         }
6035
6036       /* Emit comparison instruction pattern. */
6037       if (!register_operand (cmp_op0, cmp_mode))
6038         cmp_op0 = force_reg (cmp_mode, cmp_op0);
6039
6040       insn = gen_rtx_SET (gen_rtx_REG (cc_mode, CC_REGNUM),
6041                           gen_rtx_COMPARE (cc_mode, cmp_op0, cmp_op1));
6042       /* We use insn_invalid_p here to add clobbers if required.  */
6043       ret = insn_invalid_p (emit_insn (insn), false);
6044       gcc_assert (!ret);
6045
6046       /* Emit ALC instruction pattern.  */
6047       op_res = gen_rtx_fmt_ee (cmp_code, GET_MODE (dst),
6048                                gen_rtx_REG (cc_mode, CC_REGNUM),
6049                                const0_rtx);
6050
6051       if (src != const0_rtx)
6052         {
6053           if (!register_operand (src, GET_MODE (dst)))
6054             src = force_reg (GET_MODE (dst), src);
6055
6056           op_res = gen_rtx_PLUS (GET_MODE (dst), op_res, src);
6057           op_res = gen_rtx_PLUS (GET_MODE (dst), op_res, const0_rtx);
6058         }
6059
6060       p = rtvec_alloc (2);
6061       RTVEC_ELT (p, 0) =
6062         gen_rtx_SET (dst, op_res);
6063       RTVEC_ELT (p, 1) =
6064         gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM));
6065       emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, p));
6066
6067       return true;
6068     }
6069
6070   /* Try SUBTRACT LOGICAL WITH BORROW.  */
6071   if (increment == constm1_rtx)
6072     {
6073       /* Determine CC mode to use.  */
6074       if (cmp_code == EQ || cmp_code == NE)
6075         {
6076           if (cmp_op1 != const0_rtx)
6077             {
6078               cmp_op0 = expand_simple_binop (cmp_mode, XOR, cmp_op0, cmp_op1,
6079                                              NULL_RTX, 0, OPTAB_WIDEN);
6080               cmp_op1 = const0_rtx;
6081             }
6082
6083           cmp_code = cmp_code == EQ ? LEU : GTU;
6084         }
6085
6086       if (cmp_code == GTU || cmp_code == GEU)
6087         {
6088           rtx tem = cmp_op0;
6089           cmp_op0 = cmp_op1;
6090           cmp_op1 = tem;
6091           cmp_code = swap_condition (cmp_code);
6092         }
6093
6094       switch (cmp_code)
6095         {
6096           case LEU:
6097             cc_mode = CCUmode;
6098             break;
6099
6100           case LTU:
6101             cc_mode = CCL3mode;
6102             break;
6103
6104           default:
6105             return false;
6106         }
6107
6108       /* Emit comparison instruction pattern. */
6109       if (!register_operand (cmp_op0, cmp_mode))
6110         cmp_op0 = force_reg (cmp_mode, cmp_op0);
6111
6112       insn = gen_rtx_SET (gen_rtx_REG (cc_mode, CC_REGNUM),
6113                           gen_rtx_COMPARE (cc_mode, cmp_op0, cmp_op1));
6114       /* We use insn_invalid_p here to add clobbers if required.  */
6115       ret = insn_invalid_p (emit_insn (insn), false);
6116       gcc_assert (!ret);
6117
6118       /* Emit SLB instruction pattern.  */
6119       if (!register_operand (src, GET_MODE (dst)))
6120         src = force_reg (GET_MODE (dst), src);
6121
6122       op_res = gen_rtx_MINUS (GET_MODE (dst),
6123                               gen_rtx_MINUS (GET_MODE (dst), src, const0_rtx),
6124                               gen_rtx_fmt_ee (cmp_code, GET_MODE (dst),
6125                                               gen_rtx_REG (cc_mode, CC_REGNUM),
6126                                               const0_rtx));
6127       p = rtvec_alloc (2);
6128       RTVEC_ELT (p, 0) =
6129         gen_rtx_SET (dst, op_res);
6130       RTVEC_ELT (p, 1) =
6131         gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM));
6132       emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, p));
6133
6134       return true;
6135     }
6136
6137   return false;
6138 }
6139
6140 /* Expand code for the insv template. Return true if successful.  */
6141
6142 bool
6143 s390_expand_insv (rtx dest, rtx op1, rtx op2, rtx src)
6144 {
6145   int bitsize = INTVAL (op1);
6146   int bitpos = INTVAL (op2);
6147   machine_mode mode = GET_MODE (dest);
6148   machine_mode smode;
6149   int smode_bsize, mode_bsize;
6150   rtx op, clobber;
6151
6152   if (bitsize + bitpos > GET_MODE_BITSIZE (mode))
6153     return false;
6154
6155   /* Generate INSERT IMMEDIATE (IILL et al).  */
6156   /* (set (ze (reg)) (const_int)).  */
6157   if (TARGET_ZARCH
6158       && register_operand (dest, word_mode)
6159       && (bitpos % 16) == 0
6160       && (bitsize % 16) == 0
6161       && const_int_operand (src, VOIDmode))
6162     {
6163       HOST_WIDE_INT val = INTVAL (src);
6164       int regpos = bitpos + bitsize;
6165
6166       while (regpos > bitpos)
6167         {
6168           machine_mode putmode;
6169           int putsize;
6170
6171           if (TARGET_EXTIMM && (regpos % 32 == 0) && (regpos >= bitpos + 32))
6172             putmode = SImode;
6173           else
6174             putmode = HImode;
6175
6176           putsize = GET_MODE_BITSIZE (putmode);
6177           regpos -= putsize;
6178           emit_move_insn (gen_rtx_ZERO_EXTRACT (word_mode, dest,
6179                                                 GEN_INT (putsize),
6180                                                 GEN_INT (regpos)),
6181                           gen_int_mode (val, putmode));
6182           val >>= putsize;
6183         }
6184       gcc_assert (regpos == bitpos);
6185       return true;
6186     }
6187
6188   smode = smallest_int_mode_for_size (bitsize);
6189   smode_bsize = GET_MODE_BITSIZE (smode);
6190   mode_bsize = GET_MODE_BITSIZE (mode);
6191
6192   /* Generate STORE CHARACTERS UNDER MASK (STCM et al).  */
6193   if (bitpos == 0
6194       && (bitsize % BITS_PER_UNIT) == 0
6195       && MEM_P (dest)
6196       && (register_operand (src, word_mode)
6197           || const_int_operand (src, VOIDmode)))
6198     {
6199       /* Emit standard pattern if possible.  */
6200       if (smode_bsize == bitsize)
6201         {
6202           emit_move_insn (adjust_address (dest, smode, 0),
6203                           gen_lowpart (smode, src));
6204           return true;
6205         }
6206
6207       /* (set (ze (mem)) (const_int)).  */
6208       else if (const_int_operand (src, VOIDmode))
6209         {
6210           int size = bitsize / BITS_PER_UNIT;
6211           rtx src_mem = adjust_address (force_const_mem (word_mode, src),
6212                                         BLKmode,
6213                                         UNITS_PER_WORD - size);
6214
6215           dest = adjust_address (dest, BLKmode, 0);
6216           set_mem_size (dest, size);
6217           s390_expand_movmem (dest, src_mem, GEN_INT (size));
6218           return true;
6219         }
6220
6221       /* (set (ze (mem)) (reg)).  */
6222       else if (register_operand (src, word_mode))
6223         {
6224           if (bitsize <= 32)
6225             emit_move_insn (gen_rtx_ZERO_EXTRACT (word_mode, dest, op1,
6226                                                   const0_rtx), src);
6227           else
6228             {
6229               /* Emit st,stcmh sequence.  */
6230               int stcmh_width = bitsize - 32;
6231               int size = stcmh_width / BITS_PER_UNIT;
6232
6233               emit_move_insn (adjust_address (dest, SImode, size),
6234                               gen_lowpart (SImode, src));
6235               set_mem_size (dest, size);
6236               emit_move_insn (gen_rtx_ZERO_EXTRACT (word_mode, dest,
6237                                                     GEN_INT (stcmh_width),
6238                                                     const0_rtx),
6239                               gen_rtx_LSHIFTRT (word_mode, src, GEN_INT (32)));
6240             }
6241           return true;
6242         }
6243     }
6244
6245   /* Generate INSERT CHARACTERS UNDER MASK (IC, ICM et al).  */
6246   if ((bitpos % BITS_PER_UNIT) == 0
6247       && (bitsize % BITS_PER_UNIT) == 0
6248       && (bitpos & 32) == ((bitpos + bitsize - 1) & 32)
6249       && MEM_P (src)
6250       && (mode == DImode || mode == SImode)
6251       && register_operand (dest, mode))
6252     {
6253       /* Emit a strict_low_part pattern if possible.  */
6254       if (smode_bsize == bitsize && bitpos == mode_bsize - smode_bsize)
6255         {
6256           op = gen_rtx_STRICT_LOW_PART (VOIDmode, gen_lowpart (smode, dest));
6257           op = gen_rtx_SET (op, gen_lowpart (smode, src));
6258           clobber = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM));
6259           emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec (2, op, clobber)));
6260           return true;
6261         }
6262
6263       /* ??? There are more powerful versions of ICM that are not
6264          completely represented in the md file.  */
6265     }
6266
6267   /* For z10, generate ROTATE THEN INSERT SELECTED BITS (RISBG et al).  */
6268   if (TARGET_Z10 && (mode == DImode || mode == SImode))
6269     {
6270       machine_mode mode_s = GET_MODE (src);
6271
6272       if (CONSTANT_P (src))
6273         {
6274           /* For constant zero values the representation with AND
6275              appears to be folded in more situations than the (set
6276              (zero_extract) ...).
6277              We only do this when the start and end of the bitfield
6278              remain in the same SImode chunk.  That way nihf or nilf
6279              can be used.
6280              The AND patterns might still generate a risbg for this.  */
6281           if (src == const0_rtx && bitpos / 32  == (bitpos + bitsize - 1) / 32)
6282             return false;
6283           else
6284             src = force_reg (mode, src);
6285         }
6286       else if (mode_s != mode)
6287         {
6288           gcc_assert (GET_MODE_BITSIZE (mode_s) >= bitsize);
6289           src = force_reg (mode_s, src);
6290           src = gen_lowpart (mode, src);
6291         }
6292
6293       op = gen_rtx_ZERO_EXTRACT (mode, dest, op1, op2),
6294       op = gen_rtx_SET (op, src);
6295
6296       if (!TARGET_ZEC12)
6297         {
6298           clobber = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM));
6299           op = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, gen_rtvec (2, op, clobber));
6300         }
6301       emit_insn (op);
6302
6303       return true;
6304     }
6305
6306   return false;
6307 }
6308
6309 /* A subroutine of s390_expand_cs_hqi and s390_expand_atomic which returns a
6310    register that holds VAL of mode MODE shifted by COUNT bits.  */
6311
6312 static inline rtx
6313 s390_expand_mask_and_shift (rtx val, machine_mode mode, rtx count)
6314 {
6315   val = expand_simple_binop (SImode, AND, val, GEN_INT (GET_MODE_MASK (mode)),
6316                              NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6317   return expand_simple_binop (SImode, ASHIFT, val, count,
6318                               NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6319 }
6320
6321 /* Generate a vector comparison COND of CMP_OP1 and CMP_OP2 and store
6322    the result in TARGET.  */
6323
6324 void
6325 s390_expand_vec_compare (rtx target, enum rtx_code cond,
6326                          rtx cmp_op1, rtx cmp_op2)
6327 {
6328   machine_mode mode = GET_MODE (target);
6329   bool neg_p = false, swap_p = false;
6330   rtx tmp;
6331
6332   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (cmp_op1)) == MODE_VECTOR_FLOAT)
6333     {
6334       switch (cond)
6335         {
6336           /* NE a != b -> !(a == b) */
6337         case NE:   cond = EQ; neg_p = true;                break;
6338           /* UNGT a u> b -> !(b >= a) */
6339         case UNGT: cond = GE; neg_p = true; swap_p = true; break;
6340           /* UNGE a u>= b -> !(b > a) */
6341         case UNGE: cond = GT; neg_p = true; swap_p = true; break;
6342           /* LE: a <= b -> b >= a */
6343         case LE:   cond = GE;               swap_p = true; break;
6344           /* UNLE: a u<= b -> !(a > b) */
6345         case UNLE: cond = GT; neg_p = true;                break;
6346           /* LT: a < b -> b > a */
6347         case LT:   cond = GT;               swap_p = true; break;
6348           /* UNLT: a u< b -> !(a >= b) */
6349         case UNLT: cond = GE; neg_p = true;                break;
6350         case UNEQ:
6351           emit_insn (gen_vec_cmpuneqv2df (target, cmp_op1, cmp_op2));
6352           return;
6353         case LTGT:
6354           emit_insn (gen_vec_cmpltgtv2df (target, cmp_op1, cmp_op2));
6355           return;
6356         case ORDERED:
6357           emit_insn (gen_vec_orderedv2df (target, cmp_op1, cmp_op2));
6358           return;
6359         case UNORDERED:
6360           emit_insn (gen_vec_unorderedv2df (target, cmp_op1, cmp_op2));
6361           return;
6362         default: break;
6363         }
6364     }
6365   else
6366     {
6367       switch (cond)
6368         {
6369           /* NE: a != b -> !(a == b) */
6370         case NE:  cond = EQ;  neg_p = true;                break;
6371           /* GE: a >= b -> !(b > a) */
6372         case GE:  cond = GT;  neg_p = true; swap_p = true; break;
6373           /* GEU: a >= b -> !(b > a) */
6374         case GEU: cond = GTU; neg_p = true; swap_p = true; break;
6375           /* LE: a <= b -> !(a > b) */
6376         case LE:  cond = GT;  neg_p = true;                break;
6377           /* LEU: a <= b -> !(a > b) */
6378         case LEU: cond = GTU; neg_p = true;                break;
6379           /* LT: a < b -> b > a */
6380         case LT:  cond = GT;                swap_p = true; break;
6381           /* LTU: a < b -> b > a */
6382         case LTU: cond = GTU;               swap_p = true; break;
6383         default: break;
6384         }
6385     }
6386
6387   if (swap_p)
6388     {
6389       tmp = cmp_op1; cmp_op1 = cmp_op2; cmp_op2 = tmp;
6390     }
6391
6392   emit_insn (gen_rtx_SET (target, gen_rtx_fmt_ee (cond,
6393                                                   mode,
6394                                                   cmp_op1, cmp_op2)));
6395   if (neg_p)
6396     emit_insn (gen_rtx_SET (target, gen_rtx_NOT (mode, target)));
6397 }
6398
6399 /* Expand the comparison CODE of CMP1 and CMP2 and copy 1 or 0 into
6400    TARGET if either all (ALL_P is true) or any (ALL_P is false) of the
6401    elements in CMP1 and CMP2 fulfill the comparison.
6402    This function is only used to emit patterns for the vx builtins and
6403    therefore only handles comparison codes required by the
6404    builtins.  */
6405 void
6406 s390_expand_vec_compare_cc (rtx target, enum rtx_code code,
6407                             rtx cmp1, rtx cmp2, bool all_p)
6408 {
6409   machine_mode cc_producer_mode, cc_consumer_mode, scratch_mode;
6410   rtx tmp_reg = gen_reg_rtx (SImode);
6411   bool swap_p = false;
6412
6413   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (cmp1)) == MODE_VECTOR_INT)
6414     {
6415       switch (code)
6416         {
6417         case EQ:
6418         case NE:
6419           cc_producer_mode = CCVEQmode;
6420           break;
6421         case GE:
6422         case LT:
6423           code = swap_condition (code);
6424           swap_p = true;
6425           /* fallthrough */
6426         case GT:
6427         case LE:
6428           cc_producer_mode = CCVIHmode;
6429           break;
6430         case GEU:
6431         case LTU:
6432           code = swap_condition (code);
6433           swap_p = true;
6434           /* fallthrough */
6435         case GTU:
6436         case LEU:
6437           cc_producer_mode = CCVIHUmode;
6438           break;
6439         default:
6440           gcc_unreachable ();
6441         }
6442
6443       scratch_mode = GET_MODE (cmp1);
6444       /* These codes represent inverted CC interpretations.  Inverting
6445          an ALL CC mode results in an ANY CC mode and the other way
6446          around.  Invert the all_p flag here to compensate for
6447          that.  */
6448       if (code == NE || code == LE || code == LEU)
6449         all_p = !all_p;
6450
6451       cc_consumer_mode = all_p ? CCVIALLmode : CCVIANYmode;
6452     }
6453   else if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (cmp1)) == MODE_VECTOR_FLOAT)
6454     {
6455       bool inv_p = false;
6456
6457       switch (code)
6458         {
6459         case EQ:   cc_producer_mode = CCVEQmode;  break;
6460         case NE:   cc_producer_mode = CCVEQmode;  inv_p = true; break;
6461         case GT:   cc_producer_mode = CCVFHmode;  break;
6462         case GE:   cc_producer_mode = CCVFHEmode; break;
6463         case UNLE: cc_producer_mode = CCVFHmode;  inv_p = true; break;
6464         case UNLT: cc_producer_mode = CCVFHEmode; inv_p = true; break;
6465         case LT:   cc_producer_mode = CCVFHmode;  code = GT; swap_p = true; break;
6466         case LE:   cc_producer_mode = CCVFHEmode; code = GE; swap_p = true; break;
6467         default: gcc_unreachable ();
6468         }
6469       scratch_mode = mode_for_vector
6470         (int_mode_for_mode (GET_MODE_INNER (GET_MODE (cmp1))).require (),
6471          GET_MODE_NUNITS (GET_MODE (cmp1)));
6472       gcc_assert (scratch_mode != BLKmode);
6473
6474       if (inv_p)
6475         all_p = !all_p;
6476
6477       cc_consumer_mode = all_p ? CCVFALLmode : CCVFANYmode;
6478     }
6479   else
6480     gcc_unreachable ();
6481
6482   if (swap_p)
6483     {
6484       rtx tmp = cmp2;
6485       cmp2 = cmp1;
6486       cmp1 = tmp;
6487     }
6488
6489   emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode,
6490                gen_rtvec (2, gen_rtx_SET (
6491                                gen_rtx_REG (cc_producer_mode, CC_REGNUM),
6492                                gen_rtx_COMPARE (cc_producer_mode, cmp1, cmp2)),
6493                           gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode,
6494                                            gen_rtx_SCRATCH (scratch_mode)))));
6495   emit_move_insn (target, const0_rtx);
6496   emit_move_insn (tmp_reg, const1_rtx);
6497
6498   emit_move_insn (target,
6499                   gen_rtx_IF_THEN_ELSE (SImode,
6500                     gen_rtx_fmt_ee (code, VOIDmode,
6501                                     gen_rtx_REG (cc_consumer_mode, CC_REGNUM),
6502                                     const0_rtx),
6503                                         tmp_reg, target));
6504 }
6505
6506 /* Invert the comparison CODE applied to a CC mode.  This is only safe
6507    if we know whether there result was created by a floating point
6508    compare or not.  For the CCV modes this is encoded as part of the
6509    mode.  */
6510 enum rtx_code
6511 s390_reverse_condition (machine_mode mode, enum rtx_code code)
6512 {
6513   /* Reversal of FP compares takes care -- an ordered compare
6514      becomes an unordered compare and vice versa.  */
6515   if (mode == CCVFALLmode || mode == CCVFANYmode)
6516     return reverse_condition_maybe_unordered (code);
6517   else if (mode == CCVIALLmode || mode == CCVIANYmode)
6518     return reverse_condition (code);
6519   else
6520     gcc_unreachable ();
6521 }
6522
6523 /* Generate a vector comparison expression loading either elements of
6524    THEN or ELS into TARGET depending on the comparison COND of CMP_OP1
6525    and CMP_OP2.  */
6526
6527 void
6528 s390_expand_vcond (rtx target, rtx then, rtx els,
6529                    enum rtx_code cond, rtx cmp_op1, rtx cmp_op2)
6530 {
6531   rtx tmp;
6532   machine_mode result_mode;
6533   rtx result_target;
6534
6535   machine_mode target_mode = GET_MODE (target);
6536   machine_mode cmp_mode = GET_MODE (cmp_op1);
6537   rtx op = (cond == LT) ? els : then;
6538
6539   /* Try to optimize x < 0 ? -1 : 0 into (signed) x >> 31
6540      and x < 0 ? 1 : 0 into (unsigned) x >> 31.  Likewise
6541      for short and byte (x >> 15 and x >> 7 respectively).  */
6542   if ((cond == LT || cond == GE)
6543       && target_mode == cmp_mode
6544       && cmp_op2 == CONST0_RTX (cmp_mode)
6545       && op == CONST0_RTX (target_mode)
6546       && s390_vector_mode_supported_p (target_mode)
6547       && GET_MODE_CLASS (target_mode) == MODE_VECTOR_INT)
6548     {
6549       rtx negop = (cond == LT) ? then : els;
6550
6551       int shift = GET_MODE_BITSIZE (GET_MODE_INNER (target_mode)) - 1;
6552
6553       /* if x < 0 ? 1 : 0 or if x >= 0 ? 0 : 1 */
6554       if (negop == CONST1_RTX (target_mode))
6555         {
6556           rtx res = expand_simple_binop (cmp_mode, LSHIFTRT, cmp_op1,
6557                                          GEN_INT (shift), target,
6558                                          1, OPTAB_DIRECT);
6559           if (res != target)
6560             emit_move_insn (target, res);
6561           return;
6562         }
6563
6564       /* if x < 0 ? -1 : 0 or if x >= 0 ? 0 : -1 */
6565       else if (all_ones_operand (negop, target_mode))
6566         {
6567           rtx res = expand_simple_binop (cmp_mode, ASHIFTRT, cmp_op1,
6568                                          GEN_INT (shift), target,
6569                                          0, OPTAB_DIRECT);
6570           if (res != target)
6571             emit_move_insn (target, res);
6572           return;
6573         }
6574     }
6575
6576   /* We always use an integral type vector to hold the comparison
6577      result.  */
6578   result_mode = mode_for_vector
6579     (int_mode_for_mode (GET_MODE_INNER (cmp_mode)).require (),
6580      GET_MODE_NUNITS (cmp_mode));
6581   result_target = gen_reg_rtx (result_mode);
6582
6583   /* We allow vector immediates as comparison operands that
6584      can be handled by the optimization above but not by the
6585      following code.  Hence, force them into registers here.  */
6586   if (!REG_P (cmp_op1))
6587     cmp_op1 = force_reg (GET_MODE (cmp_op1), cmp_op1);
6588
6589   if (!REG_P (cmp_op2))
6590     cmp_op2 = force_reg (GET_MODE (cmp_op2), cmp_op2);
6591
6592   s390_expand_vec_compare (result_target, cond,
6593                            cmp_op1, cmp_op2);
6594
6595   /* If the results are supposed to be either -1 or 0 we are done
6596      since this is what our compare instructions generate anyway.  */
6597   if (all_ones_operand (then, GET_MODE (then))
6598       && const0_operand (els, GET_MODE (els)))
6599     {
6600       emit_move_insn (target, gen_rtx_SUBREG (target_mode,
6601                                               result_target, 0));
6602       return;
6603     }
6604
6605   /* Otherwise we will do a vsel afterwards.  */
6606   /* This gets triggered e.g.
6607      with gcc.c-torture/compile/pr53410-1.c */
6608   if (!REG_P (then))
6609     then = force_reg (target_mode, then);
6610
6611   if (!REG_P (els))
6612     els = force_reg (target_mode, els);
6613
6614   tmp = gen_rtx_fmt_ee (EQ, VOIDmode,
6615                         result_target,
6616                         CONST0_RTX (result_mode));
6617
6618   /* We compared the result against zero above so we have to swap then
6619      and els here.  */
6620   tmp = gen_rtx_IF_THEN_ELSE (target_mode, tmp, els, then);
6621
6622   gcc_assert (target_mode == GET_MODE (then));
6623   emit_insn (gen_rtx_SET (target, tmp));
6624 }
6625
6626 /* Emit the RTX necessary to initialize the vector TARGET with values
6627    in VALS.  */
6628 void
6629 s390_expand_vec_init (rtx target, rtx vals)
6630 {
6631   machine_mode mode = GET_MODE (target);
6632   machine_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (mode);
6633   int n_elts = GET_MODE_NUNITS (mode);
6634   bool all_same = true, all_regs = true, all_const_int = true;
6635   rtx x;
6636   int i;
6637
6638   for (i = 0; i < n_elts; ++i)
6639     {
6640       x = XVECEXP (vals, 0, i);
6641
6642       if (!CONST_INT_P (x))
6643         all_const_int = false;
6644
6645       if (i > 0 && !rtx_equal_p (x, XVECEXP (vals, 0, 0)))
6646         all_same = false;
6647
6648       if (!REG_P (x))
6649         all_regs = false;
6650     }
6651
6652   /* Use vector gen mask or vector gen byte mask if possible.  */
6653   if (all_same && all_const_int
6654       && (XVECEXP (vals, 0, 0) == const0_rtx
6655           || s390_contiguous_bitmask_vector_p (XVECEXP (vals, 0, 0),
6656                                                NULL, NULL)
6657           || s390_bytemask_vector_p (XVECEXP (vals, 0, 0), NULL)))
6658     {
6659       emit_insn (gen_rtx_SET (target,
6660                               gen_rtx_CONST_VECTOR (mode, XVEC (vals, 0))));
6661       return;
6662     }
6663
6664   if (all_same)
6665     {
6666       emit_insn (gen_rtx_SET (target,
6667                               gen_rtx_VEC_DUPLICATE (mode,
6668                                                      XVECEXP (vals, 0, 0))));
6669       return;
6670     }
6671
6672   if (all_regs
6673       && REG_P (target)
6674       && n_elts == 2
6675       && GET_MODE_SIZE (inner_mode) == 8)
6676     {
6677       /* Use vector load pair.  */
6678       emit_insn (gen_rtx_SET (target,
6679                               gen_rtx_VEC_CONCAT (mode,
6680                                                   XVECEXP (vals, 0, 0),
6681                                                   XVECEXP (vals, 0, 1))));
6682       return;
6683     }
6684
6685   /* Use vector load logical element and zero.  */
6686   if (TARGET_VXE && (mode == V4SImode || mode == V4SFmode))
6687     {
6688       bool found = true;
6689
6690       x = XVECEXP (vals, 0, 0);
6691       if (memory_operand (x, inner_mode))
6692         {
6693           for (i = 1; i < n_elts; ++i)
6694             found = found && XVECEXP (vals, 0, i) == const0_rtx;
6695
6696           if (found)
6697             {
6698               machine_mode half_mode = (inner_mode == SFmode
6699                                         ? V2SFmode : V2SImode);
6700               emit_insn (gen_rtx_SET (target,
6701                               gen_rtx_VEC_CONCAT (mode,
6702                                                   gen_rtx_VEC_CONCAT (half_mode,
6703                                                                       x,
6704                                                                       const0_rtx),
6705                                                   gen_rtx_VEC_CONCAT (half_mode,
6706                                                                       const0_rtx,
6707                                                                       const0_rtx))));
6708               return;
6709             }
6710         }
6711     }
6712
6713   /* We are about to set the vector elements one by one.  Zero out the
6714      full register first in order to help the data flow framework to
6715      detect it as full VR set.  */
6716   emit_insn (gen_rtx_SET (target, CONST0_RTX (mode)));
6717
6718   /* Unfortunately the vec_init expander is not allowed to fail.  So
6719      we have to implement the fallback ourselves.  */
6720   for (i = 0; i < n_elts; i++)
6721     {
6722       rtx elem = XVECEXP (vals, 0, i);
6723       if (!general_operand (elem, GET_MODE (elem)))
6724         elem = force_reg (inner_mode, elem);
6725
6726       emit_insn (gen_rtx_SET (target,
6727                               gen_rtx_UNSPEC (mode,
6728                                               gen_rtvec (3, elem,
6729                                                          GEN_INT (i), target),
6730                                               UNSPEC_VEC_SET)));
6731     }
6732 }
6733
6734 /* Structure to hold the initial parameters for a compare_and_swap operation
6735    in HImode and QImode.  */
6736
6737 struct alignment_context
6738 {
6739   rtx memsi;      /* SI aligned memory location.  */
6740   rtx shift;      /* Bit offset with regard to lsb.  */
6741   rtx modemask;   /* Mask of the HQImode shifted by SHIFT bits.  */
6742   rtx modemaski;  /* ~modemask */
6743   bool aligned;   /* True if memory is aligned, false else.  */
6744 };
6745
6746 /* A subroutine of s390_expand_cs_hqi and s390_expand_atomic to initialize
6747    structure AC for transparent simplifying, if the memory alignment is known
6748    to be at least 32bit.  MEM is the memory location for the actual operation
6749    and MODE its mode.  */
6750
6751 static void
6752 init_alignment_context (struct alignment_context *ac, rtx mem,
6753                         machine_mode mode)
6754 {
6755   ac->shift = GEN_INT (GET_MODE_SIZE (SImode) - GET_MODE_SIZE (mode));
6756   ac->aligned = (MEM_ALIGN (mem) >= GET_MODE_BITSIZE (SImode));
6757
6758   if (ac->aligned)
6759     ac->memsi = adjust_address (mem, SImode, 0); /* Memory is aligned.  */
6760   else
6761     {
6762       /* Alignment is unknown.  */
6763       rtx byteoffset, addr, align;
6764
6765       /* Force the address into a register.  */
6766       addr = force_reg (Pmode, XEXP (mem, 0));
6767
6768       /* Align it to SImode.  */
6769       align = expand_simple_binop (Pmode, AND, addr,
6770                                    GEN_INT (-GET_MODE_SIZE (SImode)),
6771                                    NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6772       /* Generate MEM.  */
6773       ac->memsi = gen_rtx_MEM (SImode, align);
6774       MEM_VOLATILE_P (ac->memsi) = MEM_VOLATILE_P (mem);
6775       set_mem_alias_set (ac->memsi, ALIAS_SET_MEMORY_BARRIER);
6776       set_mem_align (ac->memsi, GET_MODE_BITSIZE (SImode));
6777
6778       /* Calculate shiftcount.  */
6779       byteoffset = expand_simple_binop (Pmode, AND, addr,
6780                                         GEN_INT (GET_MODE_SIZE (SImode) - 1),
6781                                         NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6782       /* As we already have some offset, evaluate the remaining distance.  */
6783       ac->shift = expand_simple_binop (SImode, MINUS, ac->shift, byteoffset,
6784                                       NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6785     }
6786
6787   /* Shift is the byte count, but we need the bitcount.  */
6788   ac->shift = expand_simple_binop (SImode, ASHIFT, ac->shift, GEN_INT (3),
6789                                    NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6790
6791   /* Calculate masks.  */
6792   ac->modemask = expand_simple_binop (SImode, ASHIFT,
6793                                       GEN_INT (GET_MODE_MASK (mode)),
6794                                       ac->shift, NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6795   ac->modemaski = expand_simple_unop (SImode, NOT, ac->modemask,
6796                                       NULL_RTX, 1);
6797 }
6798
6799 /* A subroutine of s390_expand_cs_hqi.  Insert INS into VAL.  If possible,
6800    use a single insv insn into SEQ2.  Otherwise, put prep insns in SEQ1 and
6801    perform the merge in SEQ2.  */
6802
6803 static rtx
6804 s390_two_part_insv (struct alignment_context *ac, rtx *seq1, rtx *seq2,
6805                     machine_mode mode, rtx val, rtx ins)
6806 {
6807   rtx tmp;
6808
6809   if (ac->aligned)
6810     {
6811       start_sequence ();
6812       tmp = copy_to_mode_reg (SImode, val);
6813       if (s390_expand_insv (tmp, GEN_INT (GET_MODE_BITSIZE (mode)),
6814                             const0_rtx, ins))
6815         {
6816           *seq1 = NULL;
6817           *seq2 = get_insns ();
6818           end_sequence ();
6819           return tmp;
6820         }
6821       end_sequence ();
6822     }
6823
6824   /* Failed to use insv.  Generate a two part shift and mask.  */
6825   start_sequence ();
6826   tmp = s390_expand_mask_and_shift (ins, mode, ac->shift);
6827   *seq1 = get_insns ();
6828   end_sequence ();
6829
6830   start_sequence ();
6831   tmp = expand_simple_binop (SImode, IOR, tmp, val, NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6832   *seq2 = get_insns ();
6833   end_sequence ();
6834
6835   return tmp;
6836 }
6837
6838 /* Expand an atomic compare and swap operation for HImode and QImode.  MEM is
6839    the memory location, CMP the old value to compare MEM with and NEW_RTX the
6840    value to set if CMP == MEM.  */
6841
6842 static void
6843 s390_expand_cs_hqi (machine_mode mode, rtx btarget, rtx vtarget, rtx mem,
6844                     rtx cmp, rtx new_rtx, bool is_weak)
6845 {
6846   struct alignment_context ac;
6847   rtx cmpv, newv, val, cc, seq0, seq1, seq2, seq3;
6848   rtx res = gen_reg_rtx (SImode);
6849   rtx_code_label *csloop = NULL, *csend = NULL;
6850
6851   gcc_assert (MEM_P (mem));
6852
6853   init_alignment_context (&ac, mem, mode);
6854
6855   /* Load full word.  Subsequent loads are performed by CS.  */
6856   val = expand_simple_binop (SImode, AND, ac.memsi, ac.modemaski,
6857                              NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
6858
6859   /* Prepare insertions of cmp and new_rtx into the loaded value.  When
6860      possible, we try to use insv to make this happen efficiently.  If
6861      that fails we'll generate code both inside and outside the loop.  */
6862   cmpv = s390_two_part_insv (&ac, &seq0, &seq2, mode, val, cmp);
6863   newv = s390_two_part_insv (&ac, &seq1, &seq3, mode, val, new_rtx);
6864
6865   if (seq0)
6866     emit_insn (seq0);
6867   if (seq1)
6868     emit_insn (seq1);
6869
6870   /* Start CS loop.  */
6871   if (!is_weak)
6872     {
6873       /* Begin assuming success.  */
6874       emit_move_insn (btarget, const1_rtx);
6875
6876       csloop = gen_label_rtx ();
6877       csend = gen_label_rtx ();
6878       emit_label (csloop);
6879     }
6880
6881   /* val = "<mem>00..0<mem>"
6882    * cmp = "00..0<cmp>00..0"
6883    * new = "00..0<new>00..0"
6884    */
6885
6886   emit_insn (seq2);
6887   emit_insn (seq3);
6888
6889   cc = s390_emit_compare_and_swap (EQ, res, ac.memsi, cmpv, newv, CCZ1mode);
6890   if (is_weak)
6891     emit_insn (gen_cstorecc4 (btarget, cc, XEXP (cc, 0), XEXP (cc, 1)));
6892   else
6893     {
6894       rtx tmp;
6895
6896       /* Jump to end if we're done (likely?).  */
6897       s390_emit_jump (csend, cc);
6898
6899       /* Check for changes outside mode, and loop internal if so.
6900          Arrange the moves so that the compare is adjacent to the
6901          branch so that we can generate CRJ.  */
6902       tmp = copy_to_reg (val);
6903       force_expand_binop (SImode, and_optab, res, ac.modemaski, val,
6904                           1, OPTAB_DIRECT);
6905       cc = s390_emit_compare (NE, val, tmp);
6906       s390_emit_jump (csloop, cc);
6907
6908       /* Failed.  */
6909       emit_move_insn (btarget, const0_rtx);
6910       emit_label (csend);
6911     }
6912
6913   /* Return the correct part of the bitfield.  */
6914   convert_move (vtarget, expand_simple_binop (SImode, LSHIFTRT, res, ac.shift,
6915                                               NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT), 1);
6916 }
6917
6918 /* Variant of s390_expand_cs for SI, DI and TI modes.  */
6919 static void
6920 s390_expand_cs_tdsi (machine_mode mode, rtx btarget, rtx vtarget, rtx mem,
6921                      rtx cmp, rtx new_rtx, bool is_weak)
6922 {
6923   rtx output = vtarget;
6924   rtx_code_label *skip_cs_label = NULL;
6925   bool do_const_opt = false;
6926
6927   if (!register_operand (output, mode))
6928     output = gen_reg_rtx (mode);
6929
6930   /* If IS_WEAK is true and the INPUT value is a constant, compare the memory
6931      with the constant first and skip the compare_and_swap because its very
6932      expensive and likely to fail anyway.
6933      Note 1: This is done only for IS_WEAK.  C11 allows optimizations that may
6934      cause spurious in that case.
6935      Note 2: It may be useful to do this also for non-constant INPUT.
6936      Note 3: Currently only targets with "load on condition" are supported
6937      (z196 and newer).  */
6938
6939   if (TARGET_Z196
6940       && (mode == SImode || mode == DImode))
6941     do_const_opt = (is_weak && CONST_INT_P (cmp));
6942
6943   if (do_const_opt)
6944     {
6945       rtx cc = gen_rtx_REG (CCZmode, CC_REGNUM);
6946
6947       skip_cs_label = gen_label_rtx ();
6948       emit_move_insn (btarget, const0_rtx);
6949       if (CONST_INT_P (cmp) && INTVAL (cmp) == 0)
6950         {
6951           rtvec lt = rtvec_alloc (2);
6952
6953           /* Load-and-test + conditional jump.  */
6954           RTVEC_ELT (lt, 0)
6955             = gen_rtx_SET (cc, gen_rtx_COMPARE (CCZmode, mem, cmp));
6956           RTVEC_ELT (lt, 1) = gen_rtx_SET (output, mem);
6957           emit_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, lt));
6958         }
6959       else
6960         {
6961           emit_move_insn (output, mem);
6962           emit_insn (gen_rtx_SET (cc, gen_rtx_COMPARE (CCZmode, output, cmp)));
6963         }
6964       s390_emit_jump (skip_cs_label, gen_rtx_NE (VOIDmode, cc, const0_rtx));
6965       add_reg_br_prob_note (get_last_insn (), 
6966                             profile_probability::very_unlikely ());
6967       /* If the jump is not taken, OUTPUT is the expected value.  */
6968       cmp = output;
6969       /* Reload newval to a register manually, *after* the compare and jump
6970          above.  Otherwise Reload might place it before the jump.  */
6971     }
6972   else
6973     cmp = force_reg (mode, cmp);
6974   new_rtx = force_reg (mode, new_rtx);
6975   s390_emit_compare_and_swap (EQ, output, mem, cmp, new_rtx,
6976                               (do_const_opt) ? CCZmode : CCZ1mode);
6977   if (skip_cs_label != NULL)
6978     emit_label (skip_cs_label);
6979
6980   /* We deliberately accept non-register operands in the predicate
6981      to ensure the write back to the output operand happens *before*
6982      the store-flags code below.  This makes it easier for combine
6983      to merge the store-flags code with a potential test-and-branch
6984      pattern following (immediately!) afterwards.  */
6985   if (output != vtarget)
6986     emit_move_insn (vtarget, output);
6987
6988   if (do_const_opt)
6989     {
6990       rtx cc, cond, ite;
6991
6992       /* Do not use gen_cstorecc4 here because it writes either 1 or 0, but
6993          btarget has already been initialized with 0 above.  */
6994       cc = gen_rtx_REG (CCZmode, CC_REGNUM);
6995       cond = gen_rtx_EQ (VOIDmode, cc, const0_rtx);
6996       ite = gen_rtx_IF_THEN_ELSE (SImode, cond, const1_rtx, btarget);
6997       emit_insn (gen_rtx_SET (btarget, ite));
6998     }
6999   else
7000     {
7001       rtx cc, cond;
7002
7003       cc = gen_rtx_REG (CCZ1mode, CC_REGNUM);
7004       cond = gen_rtx_EQ (SImode, cc, const0_rtx);
7005       emit_insn (gen_cstorecc4 (btarget, cond, cc, const0_rtx));
7006     }
7007 }
7008
7009 /* Expand an atomic compare and swap operation.  MEM is the memory location,
7010    CMP the old value to compare MEM with and NEW_RTX the value to set if
7011    CMP == MEM.  */
7012
7013 void
7014 s390_expand_cs (machine_mode mode, rtx btarget, rtx vtarget, rtx mem,
7015                 rtx cmp, rtx new_rtx, bool is_weak)
7016 {
7017   switch (mode)
7018     {
7019     case E_TImode:
7020     case E_DImode:
7021     case E_SImode:
7022       s390_expand_cs_tdsi (mode, btarget, vtarget, mem, cmp, new_rtx, is_weak);
7023       break;
7024     case E_HImode:
7025     case E_QImode:
7026       s390_expand_cs_hqi (mode, btarget, vtarget, mem, cmp, new_rtx, is_weak);
7027       break;
7028     default:
7029       gcc_unreachable ();
7030     }
7031 }
7032
7033 /* Expand an atomic_exchange operation simulated with a compare-and-swap loop.
7034    The memory location MEM is set to INPUT.  OUTPUT is set to the previous value
7035    of MEM.  */
7036
7037 void
7038 s390_expand_atomic_exchange_tdsi (rtx output, rtx mem, rtx input)
7039 {
7040   machine_mode mode = GET_MODE (mem);
7041   rtx_code_label *csloop;
7042
7043   if (TARGET_Z196
7044       && (mode == DImode || mode == SImode)
7045       && CONST_INT_P (input) && INTVAL (input) == 0)
7046     {
7047       emit_move_insn (output, const0_rtx);
7048       if (mode == DImode)
7049         emit_insn (gen_atomic_fetch_anddi (output, mem, const0_rtx, input));
7050       else
7051         emit_insn (gen_atomic_fetch_andsi (output, mem, const0_rtx, input));
7052       return;
7053     }
7054
7055   input = force_reg (mode, input);
7056   emit_move_insn (output, mem);
7057   csloop = gen_label_rtx ();
7058   emit_label (csloop);
7059   s390_emit_jump (csloop, s390_emit_compare_and_swap (NE, output, mem, output,
7060                                                       input, CCZ1mode));
7061 }
7062
7063 /* Expand an atomic operation CODE of mode MODE.  MEM is the memory location
7064    and VAL the value to play with.  If AFTER is true then store the value
7065    MEM holds after the operation, if AFTER is false then store the value MEM
7066    holds before the operation.  If TARGET is zero then discard that value, else
7067    store it to TARGET.  */
7068
7069 void
7070 s390_expand_atomic (machine_mode mode, enum rtx_code code,
7071                     rtx target, rtx mem, rtx val, bool after)
7072 {
7073   struct alignment_context ac;
7074   rtx cmp;
7075   rtx new_rtx = gen_reg_rtx (SImode);
7076   rtx orig = gen_reg_rtx (SImode);
7077   rtx_code_label *csloop = gen_label_rtx ();
7078
7079   gcc_assert (!target || register_operand (target, VOIDmode));
7080   gcc_assert (MEM_P (mem));
7081
7082   init_alignment_context (&ac, mem, mode);
7083
7084   /* Shift val to the correct bit positions.
7085      Preserve "icm", but prevent "ex icm".  */
7086   if (!(ac.aligned && code == SET && MEM_P (val)))
7087     val = s390_expand_mask_and_shift (val, mode, ac.shift);
7088
7089   /* Further preparation insns.  */
7090   if (code == PLUS || code == MINUS)
7091     emit_move_insn (orig, val);
7092   else if (code == MULT || code == AND) /* val = "11..1<val>11..1" */
7093     val = expand_simple_binop (SImode, XOR, val, ac.modemaski,
7094                                NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7095
7096   /* Load full word.  Subsequent loads are performed by CS.  */
7097   cmp = force_reg (SImode, ac.memsi);
7098
7099   /* Start CS loop.  */
7100   emit_label (csloop);
7101   emit_move_insn (new_rtx, cmp);
7102
7103   /* Patch new with val at correct position.  */
7104   switch (code)
7105     {
7106     case PLUS:
7107     case MINUS:
7108       val = expand_simple_binop (SImode, code, new_rtx, orig,
7109                                  NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7110       val = expand_simple_binop (SImode, AND, val, ac.modemask,
7111                                  NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7112       /* FALLTHRU */
7113     case SET:
7114       if (ac.aligned && MEM_P (val))
7115         store_bit_field (new_rtx, GET_MODE_BITSIZE (mode), 0,
7116                          0, 0, SImode, val, false);
7117       else
7118         {
7119           new_rtx = expand_simple_binop (SImode, AND, new_rtx, ac.modemaski,
7120                                      NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7121           new_rtx = expand_simple_binop (SImode, IOR, new_rtx, val,
7122                                      NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7123         }
7124       break;
7125     case AND:
7126     case IOR:
7127     case XOR:
7128       new_rtx = expand_simple_binop (SImode, code, new_rtx, val,
7129                                  NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7130       break;
7131     case MULT: /* NAND */
7132       new_rtx = expand_simple_binop (SImode, AND, new_rtx, val,
7133                                  NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7134       new_rtx = expand_simple_binop (SImode, XOR, new_rtx, ac.modemask,
7135                                  NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT);
7136       break;
7137     default:
7138       gcc_unreachable ();
7139     }
7140
7141   s390_emit_jump (csloop, s390_emit_compare_and_swap (NE, cmp,
7142                                                       ac.memsi, cmp, new_rtx,
7143                                                       CCZ1mode));
7144
7145   /* Return the correct part of the bitfield.  */
7146   if (target)
7147     convert_move (target, expand_simple_binop (SImode, LSHIFTRT,
7148                                                after ? new_rtx : cmp, ac.shift,
7149                                                NULL_RTX, 1, OPTAB_DIRECT), 1);
7150 }
7151
7152 /* This is called from dwarf2out.c via TARGET_ASM_OUTPUT_DWARF_DTPREL.
7153    We need to emit DTP-relative relocations.  */
7154
7155 static void s390_output_dwarf_dtprel (FILE *, int, rtx) ATTRIBUTE_UNUSED;
7156
7157 static void
7158 s390_output_dwarf_dtprel (FILE *file, int size, rtx x)
7159 {
7160   switch (size)
7161     {
7162     case 4:
7163       fputs ("\t.long\t", file);
7164       break;
7165     case 8:
7166       fputs ("\t.quad\t", file);
7167       break;
7168     default:
7169       gcc_unreachable ();
7170     }
7171   output_addr_const (file, x);
7172   fputs ("@DTPOFF", file);
7173 }
7174
7175 /* Return the proper mode for REGNO being represented in the dwarf
7176    unwind table.  */
7177 machine_mode
7178 s390_dwarf_frame_reg_mode (int regno)
7179 {
7180   machine_mode save_mode = default_dwarf_frame_reg_mode (regno);
7181
7182   /* Make sure not to return DImode for any GPR with -m31 -mzarch.  */
7183   if (GENERAL_REGNO_P (regno))
7184     save_mode = Pmode;
7185
7186   /* The rightmost 64 bits of vector registers are call-clobbered.  */
7187   if (GET_MODE_SIZE (save_mode) > 8)
7188     save_mode = DImode;
7189
7190   return save_mode;
7191 }
7192
7193 #ifdef TARGET_ALTERNATE_LONG_DOUBLE_MANGLING
7194 /* Implement TARGET_MANGLE_TYPE.  */
7195
7196 static const char *
7197 s390_mangle_type (const_tree type)
7198 {
7199   type = TYPE_MAIN_VARIANT (type);
7200
7201   if (TREE_CODE (type) != VOID_TYPE && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
7202       && TREE_CODE (type) != INTEGER_TYPE && TREE_CODE (type) != REAL_TYPE)
7203     return NULL;
7204
7205   if (type == s390_builtin_types[BT_BV16QI]) return "U6__boolc";
7206   if (type == s390_builtin_types[BT_BV8HI]) return "U6__bools";
7207   if (type == s390_builtin_types[BT_BV4SI]) return "U6__booli";
7208   if (type == s390_builtin_types[BT_BV2DI]) return "U6__booll";
7209
7210   if (TYPE_MAIN_VARIANT (type) == long_double_type_node
7211       && TARGET_LONG_DOUBLE_128)
7212     return "g";
7213
7214   /* For all other types, use normal C++ mangling.  */
7215   return NULL;
7216 }
7217 #endif
7218
7219 /* In the name of slightly smaller debug output, and to cater to
7220    general assembler lossage, recognize various UNSPEC sequences
7221    and turn them back into a direct symbol reference.  */
7222
7223 static rtx
7224 s390_delegitimize_address (rtx orig_x)
7225 {
7226   rtx x, y;
7227
7228   orig_x = delegitimize_mem_from_attrs (orig_x);
7229   x = orig_x;
7230
7231   /* Extract the symbol ref from:
7232      (plus:SI (reg:SI 12 %r12)
7233               (const:SI (unspec:SI [(symbol_ref/f:SI ("*.LC0"))]
7234                                     UNSPEC_GOTOFF/PLTOFF)))
7235      and
7236      (plus:SI (reg:SI 12 %r12)
7237               (const:SI (plus:SI (unspec:SI [(symbol_ref:SI ("L"))]
7238                                              UNSPEC_GOTOFF/PLTOFF)
7239                                  (const_int 4 [0x4]))))  */
7240   if (GET_CODE (x) == PLUS
7241       && REG_P (XEXP (x, 0))
7242       && REGNO (XEXP (x, 0)) == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM
7243       && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST)
7244     {
7245       HOST_WIDE_INT offset = 0;
7246
7247       /* The const operand.  */
7248       y = XEXP (XEXP (x, 1), 0);
7249
7250       if (GET_CODE (y) == PLUS
7251           && GET_CODE (XEXP (y, 1)) == CONST_INT)
7252         {
7253           offset = INTVAL (XEXP (y, 1));
7254           y = XEXP (y, 0);
7255         }
7256
7257       if (GET_CODE (y) == UNSPEC
7258           && (XINT (y, 1) == UNSPEC_GOTOFF
7259               || XINT (y, 1) == UNSPEC_PLTOFF))
7260         return plus_constant (Pmode, XVECEXP (y, 0, 0), offset);
7261     }
7262
7263   if (GET_CODE (x) != MEM)
7264     return orig_x;
7265
7266   x = XEXP (x, 0);
7267   if (GET_CODE (x) == PLUS
7268       && GET_CODE (XEXP (x, 1)) == CONST
7269       && GET_CODE (XEXP (x, 0)) == REG
7270       && REGNO (XEXP (x, 0)) == PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM)
7271     {
7272       y = XEXP (XEXP (x, 1), 0);
7273       if (GET_CODE (y) == UNSPEC
7274           && XINT (y, 1) == UNSPEC_GOT)
7275         y = XVECEXP (y, 0, 0);
7276       else
7277         return orig_x;
7278     }
7279   else if (GET_CODE (x) == CONST)
7280     {
7281       /* Extract the symbol ref from:
7282          (mem:QI (const:DI (unspec:DI [(symbol_ref:DI ("foo"))]
7283                                        UNSPEC_PLT/GOTENT)))  */
7284
7285       y = XEXP (x, 0);
7286       if (GET_CODE (y) == UNSPEC
7287           && (XINT (y, 1) == UNSPEC_GOTENT
7288               || XINT (y, 1) == UNSPEC_PLT))
7289         y = XVECEXP (y, 0, 0);
7290       else
7291         return orig_x;
7292     }
7293   else
7294     return orig_x;
7295
7296   if (GET_MODE (orig_x) != Pmode)
7297     {
7298       if (GET_MODE (orig_x) == BLKmode)
7299         return orig_x;
7300       y = lowpart_subreg (GET_MODE (orig_x), y, Pmode);
7301       if (y == NULL_RTX)
7302         return orig_x;
7303     }
7304   return y;
7305 }
7306
7307 /* Output operand OP to stdio stream FILE.
7308    OP is an address (register + offset) which is not used to address data;
7309    instead the rightmost bits are interpreted as the value.  */
7310
7311 static void
7312 print_addrstyle_operand (FILE *file, rtx op)
7313 {
7314   HOST_WIDE_INT offset;
7315   rtx base;
7316
7317   /* Extract base register and offset.  */
7318   if (!s390_decompose_addrstyle_without_index (op, &base, &offset))
7319     gcc_unreachable ();
7320
7321   /* Sanity check.  */
7322   if (base)
7323     {
7324       gcc_assert (GET_CODE (base) == REG);
7325       gcc_assert (REGNO (base) < FIRST_PSEUDO_REGISTER);
7326       gcc_assert (REGNO_REG_CLASS (REGNO (base)) == ADDR_REGS);
7327     }
7328
7329   /* Offsets are constricted to twelve bits.  */
7330   fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, offset & ((1 << 12) - 1));
7331   if (base)
7332     fprintf (file, "(%s)", reg_names[REGNO (base)]);
7333 }
7334
7335 /* Assigns the number of NOP halfwords to be emitted before and after the
7336    function label to *HW_BEFORE and *HW_AFTER.  Both pointers must not be NULL.
7337    If hotpatching is disabled for the function, the values are set to zero.
7338 */
7339
7340 static void
7341 s390_function_num_hotpatch_hw (tree decl,
7342                                int *hw_before,
7343                                int *hw_after)
7344 {
7345   tree attr;
7346
7347   attr = lookup_attribute ("hotpatch", DECL_ATTRIBUTES (decl));
7348
7349   /* Handle the arguments of the hotpatch attribute.  The values
7350      specified via attribute might override the cmdline argument
7351      values.  */
7352   if (attr)
7353     {
7354       tree args = TREE_VALUE (attr);
7355
7356       *hw_before = TREE_INT_CST_LOW (TREE_VALUE (args));
7357       *hw_after = TREE_INT_CST_LOW (TREE_VALUE (TREE_CHAIN (args)));
7358     }
7359   else
7360     {
7361       /* Use the values specified by the cmdline arguments.  */
7362       *hw_before = s390_hotpatch_hw_before_label;
7363       *hw_after = s390_hotpatch_hw_after_label;
7364     }
7365 }
7366
7367 /* Write the current .machine and .machinemode specification to the assembler
7368    file.  */
7369
7370 #ifdef HAVE_AS_MACHINE_MACHINEMODE
7371 static void
7372 s390_asm_output_machine_for_arch (FILE *asm_out_file)
7373 {
7374   fprintf (asm_out_file, "\t.machinemode %s\n",
7375            (TARGET_ZARCH) ? "zarch" : "esa");
7376   fprintf (asm_out_file, "\t.machine \"%s",
7377            processor_table[s390_arch].binutils_name);
7378   if (S390_USE_ARCHITECTURE_MODIFIERS)
7379     {
7380       int cpu_flags;
7381
7382       cpu_flags = processor_flags_table[(int) s390_arch];
7383       if (TARGET_HTM && !(cpu_flags & PF_TX))
7384         fprintf (asm_out_file, "+htm");
7385       else if (!TARGET_HTM && (cpu_flags & PF_TX))
7386         fprintf (asm_out_file, "+nohtm");
7387       if (TARGET_VX && !(cpu_flags & PF_VX))
7388         fprintf (asm_out_file, "+vx");
7389       else if (!TARGET_VX && (cpu_flags & PF_VX))
7390         fprintf (asm_out_file, "+novx");
7391     }
7392   fprintf (asm_out_file, "\"\n");
7393 }
7394
7395 /* Write an extra function header before the very start of the function.  */
7396
7397 void
7398 s390_asm_output_function_prefix (FILE *asm_out_file,
7399                                  const char *fnname ATTRIBUTE_UNUSED)
7400 {
7401   if (DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (current_function_decl) == NULL)
7402     return;
7403   /* Since only the function specific options are saved but not the indications
7404      which options are set, it's too much work here to figure out which options
7405      have actually changed.  Thus, generate .machine and .machinemode whenever a
7406      function has the target attribute or pragma.  */
7407   fprintf (asm_out_file, "\t.machinemode push\n");
7408   fprintf (asm_out_file, "\t.machine push\n");
7409   s390_asm_output_machine_for_arch (asm_out_file);
7410 }
7411
7412 /* Write an extra function footer after the very end of the function.  */
7413
7414 void
7415 s390_asm_declare_function_size (FILE *asm_out_file,
7416                                 const char *fnname, tree decl)
7417 {
7418   if (!flag_inhibit_size_directive)
7419     ASM_OUTPUT_MEASURED_SIZE (asm_out_file, fnname);
7420   if (DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (decl) == NULL)
7421     return;
7422   fprintf (asm_out_file, "\t.machine pop\n");
7423   fprintf (asm_out_file, "\t.machinemode pop\n");
7424 }
7425 #endif
7426
7427 /* Write the extra assembler code needed to declare a function properly.  */
7428
7429 void
7430 s390_asm_output_function_label (FILE *asm_out_file, const char *fname,
7431                                 tree decl)
7432 {
7433   int hw_before, hw_after;
7434
7435   s390_function_num_hotpatch_hw (decl, &hw_before, &hw_after);
7436   if (hw_before > 0)
7437     {
7438       unsigned int function_alignment;
7439       int i;
7440
7441       /* Add a trampoline code area before the function label and initialize it
7442          with two-byte nop instructions.  This area can be overwritten with code
7443          that jumps to a patched version of the function.  */
7444       asm_fprintf (asm_out_file, "\tnopr\t%%r0"
7445                    "\t# pre-label NOPs for hotpatch (%d halfwords)\n",
7446                    hw_before);
7447       for (i = 1; i < hw_before; i++)
7448         fputs ("\tnopr\t%r0\n", asm_out_file);
7449
7450       /* Note:  The function label must be aligned so that (a) the bytes of the
7451          following nop do not cross a cacheline boundary, and (b) a jump address
7452          (eight bytes for 64 bit targets, 4 bytes for 32 bit targets) can be
7453          stored directly before the label without crossing a cacheline
7454          boundary.  All this is necessary to make sure the trampoline code can
7455          be changed atomically.
7456          This alignment is done automatically using the FOUNCTION_BOUNDARY, but
7457          if there are NOPs before the function label, the alignment is placed
7458          before them.  So it is necessary to duplicate the alignment after the
7459          NOPs.  */
7460       function_alignment = MAX (8, DECL_ALIGN (decl) / BITS_PER_UNIT);
7461       if (! DECL_USER_ALIGN (decl))
7462         function_alignment = MAX (function_alignment,
7463                                   (unsigned int) align_functions);
7464       fputs ("\t# alignment for hotpatch\n", asm_out_file);
7465       ASM_OUTPUT_ALIGN (asm_out_file, floor_log2 (function_alignment));
7466     }
7467
7468   if (S390_USE_TARGET_ATTRIBUTE && TARGET_DEBUG_ARG)
7469     {
7470       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s ar%d\n", fname, s390_arch);
7471       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s tu%d\n", fname, s390_tune);
7472       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s sg%d\n", fname, s390_stack_guard);
7473       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s ss%d\n", fname, s390_stack_size);
7474       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s bc%d\n", fname, s390_branch_cost);
7475       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s wf%d\n", fname,
7476                    s390_warn_framesize);
7477       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s ba%d\n", fname, TARGET_BACKCHAIN);
7478       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s hd%d\n", fname, TARGET_HARD_DFP);
7479       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s hf%d\n", fname, !TARGET_SOFT_FLOAT);
7480       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s ht%d\n", fname, TARGET_OPT_HTM);
7481       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s vx%d\n", fname, TARGET_OPT_VX);
7482       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s ps%d\n", fname,
7483                    TARGET_PACKED_STACK);
7484       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s se%d\n", fname, TARGET_SMALL_EXEC);
7485       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s mv%d\n", fname, TARGET_MVCLE);
7486       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s zv%d\n", fname, TARGET_ZVECTOR);
7487       asm_fprintf (asm_out_file, "\t# fn:%s wd%d\n", fname,
7488                    s390_warn_dynamicstack_p);
7489     }
7490   ASM_OUTPUT_LABEL (asm_out_file, fname);
7491   if (hw_after > 0)
7492     asm_fprintf (asm_out_file,
7493                  "\t# post-label NOPs for hotpatch (%d halfwords)\n",
7494                  hw_after);
7495 }
7496
7497 /* Output machine-dependent UNSPECs occurring in address constant X
7498    in assembler syntax to stdio stream FILE.  Returns true if the
7499    constant X could be recognized, false otherwise.  */
7500
7501 static bool
7502 s390_output_addr_const_extra (FILE *file, rtx x)
7503 {
7504   if (GET_CODE (x) == UNSPEC && XVECLEN (x, 0) == 1)
7505     switch (XINT (x, 1))
7506       {
7507       case UNSPEC_GOTENT:
7508         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7509         fprintf (file, "@GOTENT");
7510         return true;
7511       case UNSPEC_GOT:
7512         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7513         fprintf (file, "@GOT");
7514         return true;
7515       case UNSPEC_GOTOFF:
7516         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7517         fprintf (file, "@GOTOFF");
7518         return true;
7519       case UNSPEC_PLT:
7520         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7521         fprintf (file, "@PLT");
7522         return true;
7523       case UNSPEC_PLTOFF:
7524         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7525         fprintf (file, "@PLTOFF");
7526         return true;
7527       case UNSPEC_TLSGD:
7528         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7529         fprintf (file, "@TLSGD");
7530         return true;
7531       case UNSPEC_TLSLDM:
7532         assemble_name (file, get_some_local_dynamic_name ());
7533         fprintf (file, "@TLSLDM");
7534         return true;
7535       case UNSPEC_DTPOFF:
7536         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7537         fprintf (file, "@DTPOFF");
7538         return true;
7539       case UNSPEC_NTPOFF:
7540         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7541         fprintf (file, "@NTPOFF");
7542         return true;
7543       case UNSPEC_GOTNTPOFF:
7544         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7545         fprintf (file, "@GOTNTPOFF");
7546         return true;
7547       case UNSPEC_INDNTPOFF:
7548         output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7549         fprintf (file, "@INDNTPOFF");
7550         return true;
7551       }
7552
7553   if (GET_CODE (x) == UNSPEC && XVECLEN (x, 0) == 2)
7554     switch (XINT (x, 1))
7555       {
7556       case UNSPEC_POOL_OFFSET:
7557         x = gen_rtx_MINUS (GET_MODE (x), XVECEXP (x, 0, 0), XVECEXP (x, 0, 1));
7558         output_addr_const (file, x);
7559         return true;
7560       }
7561   return false;
7562 }
7563
7564 /* Output address operand ADDR in assembler syntax to
7565    stdio stream FILE.  */
7566
7567 void
7568 print_operand_address (FILE *file, rtx addr)
7569 {
7570   struct s390_address ad;
7571   memset (&ad, 0, sizeof (s390_address));
7572
7573   if (s390_loadrelative_operand_p (addr, NULL, NULL))
7574     {
7575       if (!TARGET_Z10)
7576         {
7577           output_operand_lossage ("symbolic memory references are "
7578                                   "only supported on z10 or later");
7579           return;
7580         }
7581       output_addr_const (file, addr);
7582       return;
7583     }
7584
7585   if (!s390_decompose_address (addr, &ad)
7586       || (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
7587       || (ad.indx && !REGNO_OK_FOR_INDEX_P (REGNO (ad.indx))))
7588     output_operand_lossage ("cannot decompose address");
7589
7590   if (ad.disp)
7591     output_addr_const (file, ad.disp);
7592   else
7593     fprintf (file, "0");
7594
7595   if (ad.base && ad.indx)
7596     fprintf (file, "(%s,%s)", reg_names[REGNO (ad.indx)],
7597                               reg_names[REGNO (ad.base)]);
7598   else if (ad.base)
7599     fprintf (file, "(%s)", reg_names[REGNO (ad.base)]);
7600 }
7601
7602 /* Output operand X in assembler syntax to stdio stream FILE.
7603    CODE specified the format flag.  The following format flags
7604    are recognized:
7605
7606     'C': print opcode suffix for branch condition.
7607     'D': print opcode suffix for inverse branch condition.
7608     'E': print opcode suffix for branch on index instruction.
7609     'G': print the size of the operand in bytes.
7610     'J': print tls_load/tls_gdcall/tls_ldcall suffix
7611     'M': print the second word of a TImode operand.
7612     'N': print the second word of a DImode operand.
7613     'O': print only the displacement of a memory reference or address.
7614     'R': print only the base register of a memory reference or address.
7615     'S': print S-type memory reference (base+displacement).
7616     'Y': print address style operand without index (e.g. shift count or setmem
7617          operand).
7618
7619     'b': print integer X as if it's an unsigned byte.
7620     'c': print integer X as if it's an signed byte.
7621     'e': "end" contiguous bitmask X in either DImode or vector inner mode.
7622     'f': "end" contiguous bitmask X in SImode.
7623     'h': print integer X as if it's a signed halfword.
7624     'i': print the first nonzero HImode part of X.
7625     'j': print the first HImode part unequal to -1 of X.
7626     'k': print the first nonzero SImode part of X.
7627     'm': print the first SImode part unequal to -1 of X.
7628     'o': print integer X as if it's an unsigned 32bit word.
7629     's': "start" of contiguous bitmask X in either DImode or vector inner mode.
7630     't': CONST_INT: "start" of contiguous bitmask X in SImode.
7631          CONST_VECTOR: Generate a bitmask for vgbm instruction.
7632     'x': print integer X as if it's an unsigned halfword.
7633     'v': print register number as vector register (v1 instead of f1).
7634 */
7635
7636 void
7637 print_operand (FILE *file, rtx x, int code)
7638 {
7639   HOST_WIDE_INT ival;
7640
7641   switch (code)
7642     {
7643     case 'C':
7644       fprintf (file, s390_branch_condition_mnemonic (x, FALSE));
7645       return;
7646
7647     case 'D':
7648       fprintf (file, s390_branch_condition_mnemonic (x, TRUE));
7649       return;
7650
7651     case 'E':
7652       if (GET_CODE (x) == LE)
7653         fprintf (file, "l");
7654       else if (GET_CODE (x) == GT)
7655         fprintf (file, "h");
7656       else
7657         output_operand_lossage ("invalid comparison operator "
7658                                 "for 'E' output modifier");
7659       return;
7660
7661     case 'J':
7662       if (GET_CODE (x) == SYMBOL_REF)
7663         {
7664           fprintf (file, "%s", ":tls_load:");
7665           output_addr_const (file, x);
7666         }
7667       else if (GET_CODE (x) == UNSPEC && XINT (x, 1) == UNSPEC_TLSGD)
7668         {
7669           fprintf (file, "%s", ":tls_gdcall:");
7670           output_addr_const (file, XVECEXP (x, 0, 0));
7671         }
7672       else if (GET_CODE (x) == UNSPEC && XINT (x, 1) == UNSPEC_TLSLDM)
7673         {
7674           fprintf (file, "%s", ":tls_ldcall:");
7675           const char *name = get_some_local_dynamic_name ();
7676           gcc_assert (name);
7677           assemble_name (file, name);
7678         }
7679       else
7680         output_operand_lossage ("invalid reference for 'J' output modifier");
7681       return;
7682
7683     case 'G':
7684       fprintf (file, "%u", GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x)));
7685       return;
7686
7687     case 'O':
7688       {
7689         struct s390_address ad;
7690         int ret;
7691
7692         ret = s390_decompose_address (MEM_P (x) ? XEXP (x, 0) : x, &ad);
7693
7694         if (!ret
7695             || (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
7696             || ad.indx)
7697           {
7698             output_operand_lossage ("invalid address for 'O' output modifier");
7699             return;
7700           }
7701
7702         if (ad.disp)
7703           output_addr_const (file, ad.disp);
7704         else
7705           fprintf (file, "0");
7706       }
7707       return;
7708
7709     case 'R':
7710       {
7711         struct s390_address ad;
7712         int ret;
7713
7714         ret = s390_decompose_address (MEM_P (x) ? XEXP (x, 0) : x, &ad);
7715
7716         if (!ret
7717             || (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
7718             || ad.indx)
7719           {
7720             output_operand_lossage ("invalid address for 'R' output modifier");
7721             return;
7722           }
7723
7724         if (ad.base)
7725           fprintf (file, "%s", reg_names[REGNO (ad.base)]);
7726         else
7727           fprintf (file, "0");
7728       }
7729       return;
7730
7731     case 'S':
7732       {
7733         struct s390_address ad;
7734         int ret;
7735
7736         if (!MEM_P (x))
7737           {
7738             output_operand_lossage ("memory reference expected for "
7739                                     "'S' output modifier");
7740             return;
7741           }
7742         ret = s390_decompose_address (XEXP (x, 0), &ad);
7743
7744         if (!ret
7745             || (ad.base && !REGNO_OK_FOR_BASE_P (REGNO (ad.base)))
7746             || ad.indx)
7747           {
7748             output_operand_lossage ("invalid address for 'S' output modifier");
7749             return;
7750           }
7751
7752         if (ad.disp)
7753           output_addr_const (file, ad.disp);
7754         else
7755           fprintf (file, "0");
7756
7757         if (ad.base)
7758           fprintf (file, "(%s)", reg_names[REGNO (ad.base)]);
7759       }
7760       return;
7761
7762     case 'N':
7763       if (GET_CODE (x) == REG)
7764         x = gen_rtx_REG (GET_MODE (x), REGNO (x) + 1);
7765       else if (GET_CODE (x) == MEM)
7766         x = change_address (x, VOIDmode,
7767                             plus_constant (Pmode, XEXP (x, 0), 4));
7768       else
7769         output_operand_lossage ("register or memory expression expected "
7770                                 "for 'N' output modifier");
7771       break;
7772
7773     case 'M':
7774       if (GET_CODE (x) == REG)
7775         x = gen_rtx_REG (GET_MODE (x), REGNO (x) + 1);
7776       else if (GET_CODE (x) == MEM)
7777         x = change_address (x, VOIDmode,
7778                             plus_constant (Pmode, XEXP (x, 0), 8));
7779       else
7780         output_operand_lossage ("register or memory expression expected "
7781                                 "for 'M' output modifier");
7782       break;
7783
7784     case 'Y':
7785       print_addrstyle_operand (file, x);
7786       return;
7787     }
7788
7789   switch (GET_CODE (x))
7790     {
7791     case REG:
7792       /* Print FP regs as fx instead of vx when they are accessed
7793          through non-vector mode.  */
7794       if (code == 'v'
7795           || VECTOR_NOFP_REG_P (x)
7796           || (FP_REG_P (x) && VECTOR_MODE_P (GET_MODE (x)))
7797           || (VECTOR_REG_P (x)
7798               && (GET_MODE_SIZE (GET_MODE (x)) /
7799                   s390_class_max_nregs (FP_REGS, GET_MODE (x))) > 8))
7800         fprintf (file, "%%v%s", reg_names[REGNO (x)] + 2);
7801       else
7802         fprintf (file, "%s", reg_names[REGNO (x)]);
7803       break;
7804
7805     case MEM:
7806       output_address (GET_MODE (x), XEXP (x, 0));
7807       break;
7808
7809     case CONST:
7810     case CODE_LABEL:
7811     case LABEL_REF:
7812     case SYMBOL_REF:
7813       output_addr_const (file, x);
7814       break;
7815
7816     case CONST_INT:
7817       ival = INTVAL (x);
7818       switch (code)
7819         {
7820         case 0:
7821           break;
7822         case 'b':
7823           ival &= 0xff;
7824           break;
7825         case 'c':
7826           ival = ((ival & 0xff) ^ 0x80) - 0x80;
7827           break;
7828         case 'x':
7829           ival &= 0xffff;
7830           break;
7831         case 'h':
7832           ival = ((ival & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000;
7833           break;
7834         case 'i':
7835           ival = s390_extract_part (x, HImode, 0);
7836           break;
7837         case 'j':
7838           ival = s390_extract_part (x, HImode, -1);
7839           break;
7840         case 'k':
7841           ival = s390_extract_part (x, SImode, 0);
7842           break;
7843         case 'm':
7844           ival = s390_extract_part (x, SImode, -1);
7845           break;
7846         case 'o':
7847           ival &= 0xffffffff;
7848           break;
7849         case 'e': case 'f':
7850         case 's': case 't':
7851           {
7852             int start, end;
7853             int len;
7854             bool ok;
7855
7856             len = (code == 's' || code == 'e' ? 64 : 32);
7857             ok = s390_contiguous_bitmask_p (ival, true, len, &start, &end);
7858             gcc_assert (ok);
7859             if (code == 's' || code == 't')
7860               ival = start;
7861             else
7862               ival = end;
7863           }
7864           break;
7865         default:
7866           output_operand_lossage ("invalid constant for output modifier '%c'", code);
7867         }
7868       fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, ival);
7869       break;
7870
7871     case CONST_WIDE_INT:
7872       if (code == 'b')
7873         fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
7874                  CONST_WIDE_INT_ELT (x, 0) & 0xff);
7875       else if (code == 'x')
7876         fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
7877                  CONST_WIDE_INT_ELT (x, 0) & 0xffff);
7878       else if (code == 'h')
7879         fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
7880                  ((CONST_WIDE_INT_ELT (x, 0) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000);
7881       else
7882         {
7883           if (code == 0)
7884             output_operand_lossage ("invalid constant - try using "
7885                                     "an output modifier");
7886           else
7887             output_operand_lossage ("invalid constant for output modifier '%c'",
7888                                     code);
7889         }
7890       break;
7891     case CONST_VECTOR:
7892       switch (code)
7893         {
7894         case 'h':
7895           gcc_assert (const_vec_duplicate_p (x));
7896           fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC,
7897                    ((INTVAL (XVECEXP (x, 0, 0)) & 0xffff) ^ 0x8000) - 0x8000);
7898           break;
7899         case 'e':
7900         case 's':
7901           {
7902             int start, end;
7903             bool ok;
7904
7905             ok = s390_contiguous_bitmask_vector_p (x, &start, &end);
7906             gcc_assert (ok);
7907             ival = (code == 's') ? start : end;
7908             fprintf (file, HOST_WIDE_INT_PRINT_DEC, ival);
7909           }
7910           break;
7911         case 't':
7912           {
7913             unsigned mask;
7914             bool ok = s390_bytemask_vector_p (x, &mask);
7915             gcc_assert (ok);
7916             fprintf (file, "%u", mask);
7917           }
7918           break;
7919
7920         default:
7921           output_operand_lossage ("invalid constant vector for output "
7922                                   "modifier '%c'", code);
7923         }
7924       break;
7925
7926     default:
7927       if (code == 0)
7928         output_operand_lossage ("invalid expression - try using "
7929                                 "an output modifier");
7930       else
7931         output_operand_lossage ("invalid expression for output "
7932                                 "modifier '%c'", code);
7933       break;
7934     }
7935 }
7936
7937 /* Target hook for assembling integer objects.  We need to define it
7938    here to work a round a bug in some versions of GAS, which couldn't
7939    handle values smaller than INT_MIN when printed in decimal.  */
7940
7941 static bool
7942 s390_assemble_integer (rtx x, unsigned int size, int aligned_p)
7943 {
7944   if (size == 8 && aligned_p
7945       && GET_CODE (x) == CONST_INT && INTVAL (x) < INT_MIN)
7946     {
7947       fprintf (asm_out_file, "\t.quad\t" HOST_WIDE_INT_PRINT_HEX "\n",
7948                INTVAL (x));
7949       return true;
7950     }
7951   return default_assemble_integer (x, size, aligned_p);
7952 }
7953
7954 /* Returns true if register REGNO is used  for forming
7955    a memory address in expression X.  */
7956
7957 static bool
7958 reg_used_in_mem_p (int regno, rtx x)
7959 {
7960   enum rtx_code code = GET_CODE (x);
7961   int i, j;
7962   const char *fmt;
7963
7964   if (code == MEM)
7965     {
7966       if (refers_to_regno_p (regno, XEXP (x, 0)))
7967         return true;
7968     }
7969   else if (code == SET
7970            && GET_CODE (SET_DEST (x)) == PC)
7971     {
7972       if (refers_to_regno_p (regno, SET_SRC (x)))
7973         return true;
7974     }
7975
7976   fmt = GET_RTX_FORMAT (code);
7977   for (i = GET_RTX_LENGTH (code) - 1; i >= 0; i--)
7978     {
7979       if (fmt[i] == 'e'
7980           && reg_used_in_mem_p (regno, XEXP (x, i)))
7981         return true;
7982
7983       else if (fmt[i] == 'E')
7984         for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
7985           if (reg_used_in_mem_p (regno, XVECEXP (x, i, j)))
7986             return true;
7987     }
7988   return false;
7989 }
7990
7991 /* Returns true if expression DEP_RTX sets an address register
7992    used by instruction INSN to address memory.  */
7993
7994 static bool
7995 addr_generation_dependency_p (rtx dep_rtx, rtx_insn *insn)
7996 {
7997   rtx target, pat;
7998
7999   if (NONJUMP_INSN_P (dep_rtx))
8000     dep_rtx = PATTERN (dep_rtx);
8001
8002   if (GET_CODE (dep_rtx) == SET)
8003     {
8004       target = SET_DEST (dep_rtx);
8005       if (GET_CODE (target) == STRICT_LOW_PART)
8006         target = XEXP (target, 0);
8007       while (GET_CODE (target) == SUBREG)
8008         target = SUBREG_REG (target);
8009
8010       if (GET_CODE (target) == REG)
8011         {
8012           int regno = REGNO (target);
8013
8014           if (s390_safe_attr_type (insn) == TYPE_LA)
8015             {
8016               pat = PATTERN (insn);
8017               if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
8018                 {
8019                   gcc_assert (XVECLEN (pat, 0) == 2);
8020                   pat = XVECEXP (pat, 0, 0);
8021                 }
8022               gcc_assert (GET_CODE (pat) == SET);
8023               return refers_to_regno_p (regno, SET_SRC (pat));
8024             }
8025           else if (get_attr_atype (insn) == ATYPE_AGEN)
8026             return reg_used_in_mem_p (regno, PATTERN (insn));
8027         }
8028     }
8029   return false;
8030 }
8031
8032 /* Return 1, if dep_insn sets register used in insn in the agen unit.  */
8033
8034 int
8035 s390_agen_dep_p (rtx_insn *dep_insn, rtx_insn *insn)
8036 {
8037   rtx dep_rtx = PATTERN (dep_insn);
8038   int i;
8039
8040   if (GET_CODE (dep_rtx) == SET
8041       && addr_generation_dependency_p (dep_rtx, insn))
8042     return 1;
8043   else if (GET_CODE (dep_rtx) == PARALLEL)
8044     {
8045       for (i = 0; i < XVECLEN (dep_rtx, 0); i++)
8046         {
8047           if (addr_generation_dependency_p (XVECEXP (dep_rtx, 0, i), insn))
8048             return 1;
8049         }
8050     }
8051   return 0;
8052 }
8053
8054
8055 /* A C statement (sans semicolon) to update the integer scheduling priority
8056    INSN_PRIORITY (INSN).  Increase the priority to execute the INSN earlier,
8057    reduce the priority to execute INSN later.  Do not define this macro if
8058    you do not need to adjust the scheduling priorities of insns.
8059
8060    A STD instruction should be scheduled earlier,
8061    in order to use the bypass.  */
8062 static int
8063 s390_adjust_priority (rtx_insn *insn, int priority)
8064 {
8065   if (! INSN_P (insn))
8066     return priority;
8067
8068   if (s390_tune <= PROCESSOR_2064_Z900)
8069     return priority;
8070
8071   switch (s390_safe_attr_type (insn))
8072     {
8073       case TYPE_FSTOREDF:
8074       case TYPE_FSTORESF:
8075         priority = priority << 3;
8076         break;
8077       case TYPE_STORE:
8078       case TYPE_STM:
8079         priority = priority << 1;
8080         break;
8081       default:
8082         break;
8083     }
8084   return priority;
8085 }
8086
8087
8088 /* The number of instructions that can be issued per cycle.  */
8089
8090 static int
8091 s390_issue_rate (void)
8092 {
8093   switch (s390_tune)
8094     {
8095     case PROCESSOR_2084_Z990:
8096     case PROCESSOR_2094_Z9_109:
8097     case PROCESSOR_2094_Z9_EC:
8098     case PROCESSOR_2817_Z196:
8099       return 3;
8100     case PROCESSOR_2097_Z10:
8101       return 2;
8102     case PROCESSOR_9672_G5:
8103     case PROCESSOR_9672_G6:
8104     case PROCESSOR_2064_Z900:
8105       /* Starting with EC12 we use the sched_reorder hook to take care
8106          of instruction dispatch constraints.  The algorithm only
8107          picks the best instruction and assumes only a single
8108          instruction gets issued per cycle.  */
8109     case PROCESSOR_2827_ZEC12:
8110     case PROCESSOR_2964_Z13:
8111     case PROCESSOR_3906_Z14:
8112     default:
8113       return 1;
8114     }
8115 }
8116
8117 static int
8118 s390_first_cycle_multipass_dfa_lookahead (void)
8119 {
8120   return 4;
8121 }
8122
8123 /* Annotate every literal pool reference in X by an UNSPEC_LTREF expression.
8124    Fix up MEMs as required.  */
8125
8126 static void
8127 annotate_constant_pool_refs (rtx *x)
8128 {
8129   int i, j;
8130   const char *fmt;
8131
8132   gcc_assert (GET_CODE (*x) != SYMBOL_REF
8133               || !CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (*x));
8134
8135   /* Literal pool references can only occur inside a MEM ...  */
8136   if (GET_CODE (*x) == MEM)
8137     {
8138       rtx memref = XEXP (*x, 0);
8139
8140       if (GET_CODE (memref) == SYMBOL_REF
8141           && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (memref))
8142         {
8143           rtx base = cfun->machine->base_reg;
8144           rtx addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, memref, base),
8145                                      UNSPEC_LTREF);
8146
8147           *x = replace_equiv_address (*x, addr);
8148           return;
8149         }
8150
8151       if (GET_CODE (memref) == CONST
8152           && GET_CODE (XEXP (memref, 0)) == PLUS
8153           && GET_CODE (XEXP (XEXP (memref, 0), 1)) == CONST_INT
8154           && GET_CODE (XEXP (XEXP (memref, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8155           && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (XEXP (memref, 0), 0)))
8156         {
8157           HOST_WIDE_INT off = INTVAL (XEXP (XEXP (memref, 0), 1));
8158           rtx sym = XEXP (XEXP (memref, 0), 0);
8159           rtx base = cfun->machine->base_reg;
8160           rtx addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, sym, base),
8161                                      UNSPEC_LTREF);
8162
8163           *x = replace_equiv_address (*x, plus_constant (Pmode, addr, off));
8164           return;
8165         }
8166     }
8167
8168   /* ... or a load-address type pattern.  */
8169   if (GET_CODE (*x) == SET)
8170     {
8171       rtx addrref = SET_SRC (*x);
8172
8173       if (GET_CODE (addrref) == SYMBOL_REF
8174           && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (addrref))
8175         {
8176           rtx base = cfun->machine->base_reg;
8177           rtx addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, addrref, base),
8178                                      UNSPEC_LTREF);
8179
8180           SET_SRC (*x) = addr;
8181           return;
8182         }
8183
8184       if (GET_CODE (addrref) == CONST
8185           && GET_CODE (XEXP (addrref, 0)) == PLUS
8186           && GET_CODE (XEXP (XEXP (addrref, 0), 1)) == CONST_INT
8187           && GET_CODE (XEXP (XEXP (addrref, 0), 0)) == SYMBOL_REF
8188           && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (XEXP (addrref, 0), 0)))
8189         {
8190           HOST_WIDE_INT off = INTVAL (XEXP (XEXP (addrref, 0), 1));
8191           rtx sym = XEXP (XEXP (addrref, 0), 0);
8192           rtx base = cfun->machine->base_reg;
8193           rtx addr = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, sym, base),
8194                                      UNSPEC_LTREF);
8195
8196           SET_SRC (*x) = plus_constant (Pmode, addr, off);
8197           return;
8198         }
8199     }
8200
8201   /* Annotate LTREL_BASE as well.  */
8202   if (GET_CODE (*x) == UNSPEC
8203       && XINT (*x, 1) == UNSPEC_LTREL_BASE)
8204     {
8205       rtx base = cfun->machine->base_reg;
8206       *x = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, XVECEXP (*x, 0, 0), base),
8207                                   UNSPEC_LTREL_BASE);
8208       return;
8209     }
8210
8211   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (*x));
8212   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (*x)) - 1; i >= 0; i--)
8213     {
8214       if (fmt[i] == 'e')
8215         {
8216           annotate_constant_pool_refs (&XEXP (*x, i));
8217         }
8218       else if (fmt[i] == 'E')
8219         {
8220           for (j = 0; j < XVECLEN (*x, i); j++)
8221             annotate_constant_pool_refs (&XVECEXP (*x, i, j));
8222         }
8223     }
8224 }
8225
8226 /* Split all branches that exceed the maximum distance.
8227    Returns true if this created a new literal pool entry.  */
8228
8229 static int
8230 s390_split_branches (void)
8231 {
8232   rtx temp_reg = gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM);
8233   int new_literal = 0, ret;
8234   rtx_insn *insn;
8235   rtx pat, target;
8236   rtx *label;
8237
8238   /* We need correct insn addresses.  */
8239
8240   shorten_branches (get_insns ());
8241
8242   /* Find all branches that exceed 64KB, and split them.  */
8243
8244   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
8245     {
8246       if (! JUMP_P (insn) || tablejump_p (insn, NULL, NULL))
8247         continue;
8248
8249       pat = PATTERN (insn);
8250       if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
8251         pat = XVECEXP (pat, 0, 0);
8252       if (GET_CODE (pat) != SET || SET_DEST (pat) != pc_rtx)
8253         continue;
8254
8255       if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == LABEL_REF)
8256         {
8257           label = &SET_SRC (pat);
8258         }
8259       else if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == IF_THEN_ELSE)
8260         {
8261           if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pat), 1)) == LABEL_REF)
8262             label = &XEXP (SET_SRC (pat), 1);
8263           else if (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (pat), 2)) == LABEL_REF)
8264             label = &XEXP (SET_SRC (pat), 2);
8265           else
8266             continue;
8267         }
8268       else
8269         continue;
8270
8271       if (get_attr_length (insn) <= 4)
8272         continue;
8273
8274       /* We are going to use the return register as scratch register,
8275          make sure it will be saved/restored by the prologue/epilogue.  */
8276       cfun_frame_layout.save_return_addr_p = 1;
8277
8278       if (!flag_pic)
8279         {
8280           new_literal = 1;
8281           rtx mem = force_const_mem (Pmode, *label);
8282           rtx_insn *set_insn = emit_insn_before (gen_rtx_SET (temp_reg, mem),
8283                                                  insn);
8284           INSN_ADDRESSES_NEW (set_insn, -1);
8285           annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (set_insn));
8286
8287           target = temp_reg;
8288         }
8289       else
8290         {
8291           new_literal = 1;
8292           target = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, *label),
8293                                    UNSPEC_LTREL_OFFSET);
8294           target = gen_rtx_CONST (Pmode, target);
8295           target = force_const_mem (Pmode, target);
8296           rtx_insn *set_insn = emit_insn_before (gen_rtx_SET (temp_reg, target),
8297                                                  insn);
8298           INSN_ADDRESSES_NEW (set_insn, -1);
8299           annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (set_insn));
8300
8301           target = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (2, XEXP (target, 0),
8302                                                         cfun->machine->base_reg),
8303                                    UNSPEC_LTREL_BASE);
8304           target = gen_rtx_PLUS (Pmode, temp_reg, target);
8305         }
8306
8307       ret = validate_change (insn, label, target, 0);
8308       gcc_assert (ret);
8309     }
8310
8311   return new_literal;
8312 }
8313
8314
8315 /* Find an annotated literal pool symbol referenced in RTX X,
8316    and store it at REF.  Will abort if X contains references to
8317    more than one such pool symbol; multiple references to the same
8318    symbol are allowed, however.
8319
8320    The rtx pointed to by REF must be initialized to NULL_RTX
8321    by the caller before calling this routine.  */
8322
8323 static void
8324 find_constant_pool_ref (rtx x, rtx *ref)
8325 {
8326   int i, j;
8327   const char *fmt;
8328
8329   /* Ignore LTREL_BASE references.  */
8330   if (GET_CODE (x) == UNSPEC
8331       && XINT (x, 1) == UNSPEC_LTREL_BASE)
8332     return;
8333   /* Likewise POOL_ENTRY insns.  */
8334   if (GET_CODE (x) == UNSPEC_VOLATILE
8335       && XINT (x, 1) == UNSPECV_POOL_ENTRY)
8336     return;
8337
8338   gcc_assert (GET_CODE (x) != SYMBOL_REF
8339               || !CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (x));
8340
8341   if (GET_CODE (x) == UNSPEC && XINT (x, 1) == UNSPEC_LTREF)
8342     {
8343       rtx sym = XVECEXP (x, 0, 0);
8344       gcc_assert (GET_CODE (sym) == SYMBOL_REF
8345                   && CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (sym));
8346
8347       if (*ref == NULL_RTX)
8348         *ref = sym;
8349       else
8350         gcc_assert (*ref == sym);
8351
8352       return;
8353     }
8354
8355   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8356   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8357     {
8358       if (fmt[i] == 'e')
8359         {
8360           find_constant_pool_ref (XEXP (x, i), ref);
8361         }
8362       else if (fmt[i] == 'E')
8363         {
8364           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
8365             find_constant_pool_ref (XVECEXP (x, i, j), ref);
8366         }
8367     }
8368 }
8369
8370 /* Replace every reference to the annotated literal pool
8371    symbol REF in X by its base plus OFFSET.  */
8372
8373 static void
8374 replace_constant_pool_ref (rtx *x, rtx ref, rtx offset)
8375 {
8376   int i, j;
8377   const char *fmt;
8378
8379   gcc_assert (*x != ref);
8380
8381   if (GET_CODE (*x) == UNSPEC
8382       && XINT (*x, 1) == UNSPEC_LTREF
8383       && XVECEXP (*x, 0, 0) == ref)
8384     {
8385       *x = gen_rtx_PLUS (Pmode, XVECEXP (*x, 0, 1), offset);
8386       return;
8387     }
8388
8389   if (GET_CODE (*x) == PLUS
8390       && GET_CODE (XEXP (*x, 1)) == CONST_INT
8391       && GET_CODE (XEXP (*x, 0)) == UNSPEC
8392       && XINT (XEXP (*x, 0), 1) == UNSPEC_LTREF
8393       && XVECEXP (XEXP (*x, 0), 0, 0) == ref)
8394     {
8395       rtx addr = gen_rtx_PLUS (Pmode, XVECEXP (XEXP (*x, 0), 0, 1), offset);
8396       *x = plus_constant (Pmode, addr, INTVAL (XEXP (*x, 1)));
8397       return;
8398     }
8399
8400   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (*x));
8401   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (*x)) - 1; i >= 0; i--)
8402     {
8403       if (fmt[i] == 'e')
8404         {
8405           replace_constant_pool_ref (&XEXP (*x, i), ref, offset);
8406         }
8407       else if (fmt[i] == 'E')
8408         {
8409           for (j = 0; j < XVECLEN (*x, i); j++)
8410             replace_constant_pool_ref (&XVECEXP (*x, i, j), ref, offset);
8411         }
8412     }
8413 }
8414
8415 /* Check whether X contains an UNSPEC_LTREL_BASE.
8416    Return its constant pool symbol if found, NULL_RTX otherwise.  */
8417
8418 static rtx
8419 find_ltrel_base (rtx x)
8420 {
8421   int i, j;
8422   const char *fmt;
8423
8424   if (GET_CODE (x) == UNSPEC
8425       && XINT (x, 1) == UNSPEC_LTREL_BASE)
8426     return XVECEXP (x, 0, 0);
8427
8428   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (x));
8429   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (x)) - 1; i >= 0; i--)
8430     {
8431       if (fmt[i] == 'e')
8432         {
8433           rtx fnd = find_ltrel_base (XEXP (x, i));
8434           if (fnd)
8435             return fnd;
8436         }
8437       else if (fmt[i] == 'E')
8438         {
8439           for (j = 0; j < XVECLEN (x, i); j++)
8440             {
8441               rtx fnd = find_ltrel_base (XVECEXP (x, i, j));
8442               if (fnd)
8443                 return fnd;
8444             }
8445         }
8446     }
8447
8448   return NULL_RTX;
8449 }
8450
8451 /* Replace any occurrence of UNSPEC_LTREL_BASE in X with its base.  */
8452
8453 static void
8454 replace_ltrel_base (rtx *x)
8455 {
8456   int i, j;
8457   const char *fmt;
8458
8459   if (GET_CODE (*x) == UNSPEC
8460       && XINT (*x, 1) == UNSPEC_LTREL_BASE)
8461     {
8462       *x = XVECEXP (*x, 0, 1);
8463       return;
8464     }
8465
8466   fmt = GET_RTX_FORMAT (GET_CODE (*x));
8467   for (i = GET_RTX_LENGTH (GET_CODE (*x)) - 1; i >= 0; i--)
8468     {
8469       if (fmt[i] == 'e')
8470         {
8471           replace_ltrel_base (&XEXP (*x, i));
8472         }
8473       else if (fmt[i] == 'E')
8474         {
8475           for (j = 0; j < XVECLEN (*x, i); j++)
8476             replace_ltrel_base (&XVECEXP (*x, i, j));
8477         }
8478     }
8479 }
8480
8481
8482 /* We keep a list of constants which we have to add to internal
8483    constant tables in the middle of large functions.  */
8484
8485 #define NR_C_MODES 32
8486 machine_mode constant_modes[NR_C_MODES] =
8487 {
8488   TFmode, TImode, TDmode,
8489   V16QImode, V8HImode, V4SImode, V2DImode, V1TImode,
8490   V4SFmode, V2DFmode, V1TFmode,
8491   DFmode, DImode, DDmode,
8492   V8QImode, V4HImode, V2SImode, V1DImode, V2SFmode, V1DFmode,
8493   SFmode, SImode, SDmode,
8494   V4QImode, V2HImode, V1SImode,  V1SFmode,
8495   HImode,
8496   V2QImode, V1HImode,
8497   QImode,
8498   V1QImode
8499 };
8500
8501 struct constant
8502 {
8503   struct constant *next;
8504   rtx value;
8505   rtx_code_label *label;
8506 };
8507
8508 struct constant_pool
8509 {
8510   struct constant_pool *next;
8511   rtx_insn *first_insn;
8512   rtx_insn *pool_insn;
8513   bitmap insns;
8514   rtx_insn *emit_pool_after;
8515
8516   struct constant *constants[NR_C_MODES];
8517   struct constant *execute;
8518   rtx_code_label *label;
8519   int size;
8520 };
8521
8522 /* Allocate new constant_pool structure.  */
8523
8524 static struct constant_pool *
8525 s390_alloc_pool (void)
8526 {
8527   struct constant_pool *pool;
8528   int i;
8529
8530   pool = (struct constant_pool *) xmalloc (sizeof *pool);
8531   pool->next = NULL;
8532   for (i = 0; i < NR_C_MODES; i++)
8533     pool->constants[i] = NULL;
8534
8535   pool->execute = NULL;
8536   pool->label = gen_label_rtx ();
8537   pool->first_insn = NULL;
8538   pool->pool_insn = NULL;
8539   pool->insns = BITMAP_ALLOC (NULL);
8540   pool->size = 0;
8541   pool->emit_pool_after = NULL;
8542
8543   return pool;
8544 }
8545
8546 /* Create new constant pool covering instructions starting at INSN
8547    and chain it to the end of POOL_LIST.  */
8548
8549 static struct constant_pool *
8550 s390_start_pool (struct constant_pool **pool_list, rtx_insn *insn)
8551 {
8552   struct constant_pool *pool, **prev;
8553
8554   pool = s390_alloc_pool ();
8555   pool->first_insn = insn;
8556
8557   for (prev = pool_list; *prev; prev = &(*prev)->next)
8558     ;
8559   *prev = pool;
8560
8561   return pool;
8562 }
8563
8564 /* End range of instructions covered by POOL at INSN and emit
8565    placeholder insn representing the pool.  */
8566
8567 static void
8568 s390_end_pool (struct constant_pool *pool, rtx_insn *insn)
8569 {
8570   rtx pool_size = GEN_INT (pool->size + 8 /* alignment slop */);
8571
8572   if (!insn)
8573     insn = get_last_insn ();
8574
8575   pool->pool_insn = emit_insn_after (gen_pool (pool_size), insn);
8576   INSN_ADDRESSES_NEW (pool->pool_insn, -1);
8577 }
8578
8579 /* Add INSN to the list of insns covered by POOL.  */
8580
8581 static void
8582 s390_add_pool_insn (struct constant_pool *pool, rtx insn)
8583 {
8584   bitmap_set_bit (pool->insns, INSN_UID (insn));
8585 }
8586
8587 /* Return pool out of POOL_LIST that covers INSN.  */
8588
8589 static struct constant_pool *
8590 s390_find_pool (struct constant_pool *pool_list, rtx insn)
8591 {
8592   struct constant_pool *pool;
8593
8594   for (pool = pool_list; pool; pool = pool->next)
8595     if (bitmap_bit_p (pool->insns, INSN_UID (insn)))
8596       break;
8597
8598   return pool;
8599 }
8600
8601 /* Add constant VAL of mode MODE to the constant pool POOL.  */
8602
8603 static void
8604 s390_add_constant (struct constant_pool *pool, rtx val, machine_mode mode)
8605 {
8606   struct constant *c;
8607   int i;
8608
8609   for (i = 0; i < NR_C_MODES; i++)
8610     if (constant_modes[i] == mode)
8611       break;
8612   gcc_assert (i != NR_C_MODES);
8613
8614   for (c = pool->constants[i]; c != NULL; c = c->next)
8615     if (rtx_equal_p (val, c->value))
8616       break;
8617
8618   if (c == NULL)
8619     {
8620       c = (struct constant *) xmalloc (sizeof *c);
8621       c->value = val;
8622       c->label = gen_label_rtx ();
8623       c->next = pool->constants[i];
8624       pool->constants[i] = c;
8625       pool->size += GET_MODE_SIZE (mode);
8626     }
8627 }
8628
8629 /* Return an rtx that represents the offset of X from the start of
8630    pool POOL.  */
8631
8632 static rtx
8633 s390_pool_offset (struct constant_pool *pool, rtx x)
8634 {
8635   rtx label;
8636
8637   label = gen_rtx_LABEL_REF (GET_MODE (x), pool->label);
8638   x = gen_rtx_UNSPEC (GET_MODE (x), gen_rtvec (2, x, label),
8639                       UNSPEC_POOL_OFFSET);
8640   return gen_rtx_CONST (GET_MODE (x), x);
8641 }
8642
8643 /* Find constant VAL of mode MODE in the constant pool POOL.
8644    Return an RTX describing the distance from the start of
8645    the pool to the location of the new constant.  */
8646
8647 static rtx
8648 s390_find_constant (struct constant_pool *pool, rtx val,
8649                     machine_mode mode)
8650 {
8651   struct constant *c;
8652   int i;
8653
8654   for (i = 0; i < NR_C_MODES; i++)
8655     if (constant_modes[i] == mode)
8656       break;
8657   gcc_assert (i != NR_C_MODES);
8658
8659   for (c = pool->constants[i]; c != NULL; c = c->next)
8660     if (rtx_equal_p (val, c->value))
8661       break;
8662
8663   gcc_assert (c);
8664
8665   return s390_pool_offset (pool, gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, c->label));
8666 }
8667
8668 /* Check whether INSN is an execute.  Return the label_ref to its
8669    execute target template if so, NULL_RTX otherwise.  */
8670
8671 static rtx
8672 s390_execute_label (rtx insn)
8673 {
8674   if (NONJUMP_INSN_P (insn)
8675       && GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
8676       && GET_CODE (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0)) == UNSPEC
8677       && XINT (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0), 1) == UNSPEC_EXECUTE)
8678     return XVECEXP (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, 0), 0, 2);
8679
8680   return NULL_RTX;
8681 }
8682
8683 /* Add execute target for INSN to the constant pool POOL.  */
8684
8685 static void
8686 s390_add_execute (struct constant_pool *pool, rtx insn)
8687 {
8688   struct constant *c;
8689
8690   for (c = pool->execute; c != NULL; c = c->next)
8691     if (INSN_UID (insn) == INSN_UID (c->value))
8692       break;
8693
8694   if (c == NULL)
8695     {
8696       c = (struct constant *) xmalloc (sizeof *c);
8697       c->value = insn;
8698       c->label = gen_label_rtx ();
8699       c->next = pool->execute;
8700       pool->execute = c;
8701       pool->size += 6;
8702     }
8703 }
8704
8705 /* Find execute target for INSN in the constant pool POOL.
8706    Return an RTX describing the distance from the start of
8707    the pool to the location of the execute target.  */
8708
8709 static rtx
8710 s390_find_execute (struct constant_pool *pool, rtx insn)
8711 {
8712   struct constant *c;
8713
8714   for (c = pool->execute; c != NULL; c = c->next)
8715     if (INSN_UID (insn) == INSN_UID (c->value))
8716       break;
8717
8718   gcc_assert (c);
8719
8720   return s390_pool_offset (pool, gen_rtx_LABEL_REF (Pmode, c->label));
8721 }
8722
8723 /* For an execute INSN, extract the execute target template.  */
8724
8725 static rtx
8726 s390_execute_target (rtx insn)
8727 {
8728   rtx pattern = PATTERN (insn);
8729   gcc_assert (s390_execute_label (insn));
8730
8731   if (XVECLEN (pattern, 0) == 2)
8732     {
8733       pattern = copy_rtx (XVECEXP (pattern, 0, 1));
8734     }
8735   else
8736     {
8737       rtvec vec = rtvec_alloc (XVECLEN (pattern, 0) - 1);
8738       int i;
8739
8740       for (i = 0; i < XVECLEN (pattern, 0) - 1; i++)
8741         RTVEC_ELT (vec, i) = copy_rtx (XVECEXP (pattern, 0, i + 1));
8742
8743       pattern = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, vec);
8744     }
8745
8746   return pattern;
8747 }
8748
8749 /* Indicate that INSN cannot be duplicated.  This is the case for
8750    execute insns that carry a unique label.  */
8751
8752 static bool
8753 s390_cannot_copy_insn_p (rtx_insn *insn)
8754 {
8755   rtx label = s390_execute_label (insn);
8756   return label && label != const0_rtx;
8757 }
8758
8759 /* Dump out the constants in POOL.  If REMOTE_LABEL is true,
8760    do not emit the pool base label.  */
8761
8762 static void
8763 s390_dump_pool (struct constant_pool *pool, bool remote_label)
8764 {
8765   struct constant *c;
8766   rtx_insn *insn = pool->pool_insn;
8767   int i;
8768
8769   /* Switch to rodata section.  */
8770   if (TARGET_CPU_ZARCH)
8771     {
8772       insn = emit_insn_after (gen_pool_section_start (), insn);
8773       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8774     }
8775
8776   /* Ensure minimum pool alignment.  */
8777   if (TARGET_CPU_ZARCH)
8778     insn = emit_insn_after (gen_pool_align (GEN_INT (8)), insn);
8779   else
8780     insn = emit_insn_after (gen_pool_align (GEN_INT (4)), insn);
8781   INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8782
8783   /* Emit pool base label.  */
8784   if (!remote_label)
8785     {
8786       insn = emit_label_after (pool->label, insn);
8787       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8788     }
8789
8790   /* Dump constants in descending alignment requirement order,
8791      ensuring proper alignment for every constant.  */
8792   for (i = 0; i < NR_C_MODES; i++)
8793     for (c = pool->constants[i]; c; c = c->next)
8794       {
8795         /* Convert UNSPEC_LTREL_OFFSET unspecs to pool-relative references.  */
8796         rtx value = copy_rtx (c->value);
8797         if (GET_CODE (value) == CONST
8798             && GET_CODE (XEXP (value, 0)) == UNSPEC
8799             && XINT (XEXP (value, 0), 1) == UNSPEC_LTREL_OFFSET
8800             && XVECLEN (XEXP (value, 0), 0) == 1)
8801           value = s390_pool_offset (pool, XVECEXP (XEXP (value, 0), 0, 0));
8802
8803         insn = emit_label_after (c->label, insn);
8804         INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8805
8806         value = gen_rtx_UNSPEC_VOLATILE (constant_modes[i],
8807                                          gen_rtvec (1, value),
8808                                          UNSPECV_POOL_ENTRY);
8809         insn = emit_insn_after (value, insn);
8810         INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8811       }
8812
8813   /* Ensure minimum alignment for instructions.  */
8814   insn = emit_insn_after (gen_pool_align (GEN_INT (2)), insn);
8815   INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8816
8817   /* Output in-pool execute template insns.  */
8818   for (c = pool->execute; c; c = c->next)
8819     {
8820       insn = emit_label_after (c->label, insn);
8821       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8822
8823       insn = emit_insn_after (s390_execute_target (c->value), insn);
8824       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8825     }
8826
8827   /* Switch back to previous section.  */
8828   if (TARGET_CPU_ZARCH)
8829     {
8830       insn = emit_insn_after (gen_pool_section_end (), insn);
8831       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8832     }
8833
8834   insn = emit_barrier_after (insn);
8835   INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8836
8837   /* Remove placeholder insn.  */
8838   remove_insn (pool->pool_insn);
8839 }
8840
8841 /* Free all memory used by POOL.  */
8842
8843 static void
8844 s390_free_pool (struct constant_pool *pool)
8845 {
8846   struct constant *c, *next;
8847   int i;
8848
8849   for (i = 0; i < NR_C_MODES; i++)
8850     for (c = pool->constants[i]; c; c = next)
8851       {
8852         next = c->next;
8853         free (c);
8854       }
8855
8856   for (c = pool->execute; c; c = next)
8857     {
8858       next = c->next;
8859       free (c);
8860     }
8861
8862   BITMAP_FREE (pool->insns);
8863   free (pool);
8864 }
8865
8866
8867 /* Collect main literal pool.  Return NULL on overflow.  */
8868
8869 static struct constant_pool *
8870 s390_mainpool_start (void)
8871 {
8872   struct constant_pool *pool;
8873   rtx_insn *insn;
8874
8875   pool = s390_alloc_pool ();
8876
8877   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
8878     {
8879       if (NONJUMP_INSN_P (insn)
8880           && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
8881           && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == UNSPEC_VOLATILE
8882           && XINT (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1) == UNSPECV_MAIN_POOL)
8883         {
8884           /* There might be two main_pool instructions if base_reg
8885              is call-clobbered; one for shrink-wrapped code and one
8886              for the rest.  We want to keep the first.  */
8887           if (pool->pool_insn)
8888             {
8889               insn = PREV_INSN (insn);
8890               delete_insn (NEXT_INSN (insn));
8891               continue;
8892             }
8893           pool->pool_insn = insn;
8894         }
8895
8896       if (!TARGET_CPU_ZARCH && s390_execute_label (insn))
8897         {
8898           s390_add_execute (pool, insn);
8899         }
8900       else if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
8901         {
8902           rtx pool_ref = NULL_RTX;
8903           find_constant_pool_ref (PATTERN (insn), &pool_ref);
8904           if (pool_ref)
8905             {
8906               rtx constant = get_pool_constant (pool_ref);
8907               machine_mode mode = get_pool_mode (pool_ref);
8908               s390_add_constant (pool, constant, mode);
8909             }
8910         }
8911
8912       /* If hot/cold partitioning is enabled we have to make sure that
8913          the literal pool is emitted in the same section where the
8914          initialization of the literal pool base pointer takes place.
8915          emit_pool_after is only used in the non-overflow case on non
8916          Z cpus where we can emit the literal pool at the end of the
8917          function body within the text section.  */
8918       if (NOTE_P (insn)
8919           && NOTE_KIND (insn) == NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS
8920           && !pool->emit_pool_after)
8921         pool->emit_pool_after = PREV_INSN (insn);
8922     }
8923
8924   gcc_assert (pool->pool_insn || pool->size == 0);
8925
8926   if (pool->size >= 4096)
8927     {
8928       /* We're going to chunkify the pool, so remove the main
8929          pool placeholder insn.  */
8930       remove_insn (pool->pool_insn);
8931
8932       s390_free_pool (pool);
8933       pool = NULL;
8934     }
8935
8936   /* If the functions ends with the section where the literal pool
8937      should be emitted set the marker to its end.  */
8938   if (pool && !pool->emit_pool_after)
8939     pool->emit_pool_after = get_last_insn ();
8940
8941   return pool;
8942 }
8943
8944 /* POOL holds the main literal pool as collected by s390_mainpool_start.
8945    Modify the current function to output the pool constants as well as
8946    the pool register setup instruction.  */
8947
8948 static void
8949 s390_mainpool_finish (struct constant_pool *pool)
8950 {
8951   rtx base_reg = cfun->machine->base_reg;
8952
8953   /* If the pool is empty, we're done.  */
8954   if (pool->size == 0)
8955     {
8956       /* We don't actually need a base register after all.  */
8957       cfun->machine->base_reg = NULL_RTX;
8958
8959       if (pool->pool_insn)
8960         remove_insn (pool->pool_insn);
8961       s390_free_pool (pool);
8962       return;
8963     }
8964
8965   /* We need correct insn addresses.  */
8966   shorten_branches (get_insns ());
8967
8968   /* On zSeries, we use a LARL to load the pool register.  The pool is
8969      located in the .rodata section, so we emit it after the function.  */
8970   if (TARGET_CPU_ZARCH)
8971     {
8972       rtx set = gen_main_base_64 (base_reg, pool->label);
8973       rtx_insn *insn = emit_insn_after (set, pool->pool_insn);
8974       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8975       remove_insn (pool->pool_insn);
8976
8977       insn = get_last_insn ();
8978       pool->pool_insn = emit_insn_after (gen_pool (const0_rtx), insn);
8979       INSN_ADDRESSES_NEW (pool->pool_insn, -1);
8980
8981       s390_dump_pool (pool, 0);
8982     }
8983
8984   /* On S/390, if the total size of the function's code plus literal pool
8985      does not exceed 4096 bytes, we use BASR to set up a function base
8986      pointer, and emit the literal pool at the end of the function.  */
8987   else if (INSN_ADDRESSES (INSN_UID (pool->emit_pool_after))
8988            + pool->size + 8 /* alignment slop */ < 4096)
8989     {
8990       rtx set = gen_main_base_31_small (base_reg, pool->label);
8991       rtx_insn *insn = emit_insn_after (set, pool->pool_insn);
8992       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8993       remove_insn (pool->pool_insn);
8994
8995       insn = emit_label_after (pool->label, insn);
8996       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
8997
8998       /* emit_pool_after will be set by s390_mainpool_start to the
8999          last insn of the section where the literal pool should be
9000          emitted.  */
9001       insn = pool->emit_pool_after;
9002
9003       pool->pool_insn = emit_insn_after (gen_pool (const0_rtx), insn);
9004       INSN_ADDRESSES_NEW (pool->pool_insn, -1);
9005
9006       s390_dump_pool (pool, 1);
9007     }
9008
9009   /* Otherwise, we emit an inline literal pool and use BASR to branch
9010      over it, setting up the pool register at the same time.  */
9011   else
9012     {
9013       rtx_code_label *pool_end = gen_label_rtx ();
9014
9015       rtx pat = gen_main_base_31_large (base_reg, pool->label, pool_end);
9016       rtx_insn *insn = emit_jump_insn_after (pat, pool->pool_insn);
9017       JUMP_LABEL (insn) = pool_end;
9018       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
9019       remove_insn (pool->pool_insn);
9020
9021       insn = emit_label_after (pool->label, insn);
9022       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
9023
9024       pool->pool_insn = emit_insn_after (gen_pool (const0_rtx), insn);
9025       INSN_ADDRESSES_NEW (pool->pool_insn, -1);
9026
9027       insn = emit_label_after (pool_end, pool->pool_insn);
9028       INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
9029
9030       s390_dump_pool (pool, 1);
9031     }
9032
9033
9034   /* Replace all literal pool references.  */
9035
9036   for (rtx_insn *insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9037     {
9038       if (INSN_P (insn))
9039         replace_ltrel_base (&PATTERN (insn));
9040
9041       if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
9042         {
9043           rtx addr, pool_ref = NULL_RTX;
9044           find_constant_pool_ref (PATTERN (insn), &pool_ref);
9045           if (pool_ref)
9046             {
9047               if (s390_execute_label (insn))
9048                 addr = s390_find_execute (pool, insn);
9049               else
9050                 addr = s390_find_constant (pool, get_pool_constant (pool_ref),
9051                                                  get_pool_mode (pool_ref));
9052
9053               replace_constant_pool_ref (&PATTERN (insn), pool_ref, addr);
9054               INSN_CODE (insn) = -1;
9055             }
9056         }
9057     }
9058
9059
9060   /* Free the pool.  */
9061   s390_free_pool (pool);
9062 }
9063
9064 /* POOL holds the main literal pool as collected by s390_mainpool_start.
9065    We have decided we cannot use this pool, so revert all changes
9066    to the current function that were done by s390_mainpool_start.  */
9067 static void
9068 s390_mainpool_cancel (struct constant_pool *pool)
9069 {
9070   /* We didn't actually change the instruction stream, so simply
9071      free the pool memory.  */
9072   s390_free_pool (pool);
9073 }
9074
9075
9076 /* Chunkify the literal pool.  */
9077
9078 #define S390_POOL_CHUNK_MIN     0xc00
9079 #define S390_POOL_CHUNK_MAX     0xe00
9080
9081 static struct constant_pool *
9082 s390_chunkify_start (void)
9083 {
9084   struct constant_pool *curr_pool = NULL, *pool_list = NULL;
9085   int extra_size = 0;
9086   bitmap far_labels;
9087   rtx pending_ltrel = NULL_RTX;
9088   rtx_insn *insn;
9089
9090   rtx (*gen_reload_base) (rtx, rtx) =
9091     TARGET_CPU_ZARCH? gen_reload_base_64 : gen_reload_base_31;
9092
9093
9094   /* We need correct insn addresses.  */
9095
9096   shorten_branches (get_insns ());
9097
9098   /* Scan all insns and move literals to pool chunks.  */
9099
9100   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9101     {
9102       bool section_switch_p = false;
9103
9104       /* Check for pending LTREL_BASE.  */
9105       if (INSN_P (insn))
9106         {
9107           rtx ltrel_base = find_ltrel_base (PATTERN (insn));
9108           if (ltrel_base)
9109             {
9110               gcc_assert (ltrel_base == pending_ltrel);
9111               pending_ltrel = NULL_RTX;
9112             }
9113         }
9114
9115       if (!TARGET_CPU_ZARCH && s390_execute_label (insn))
9116         {
9117           if (!curr_pool)
9118             curr_pool = s390_start_pool (&pool_list, insn);
9119
9120           s390_add_execute (curr_pool, insn);
9121           s390_add_pool_insn (curr_pool, insn);
9122         }
9123       else if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
9124         {
9125           rtx pool_ref = NULL_RTX;
9126           find_constant_pool_ref (PATTERN (insn), &pool_ref);
9127           if (pool_ref)
9128             {
9129               rtx constant = get_pool_constant (pool_ref);
9130               machine_mode mode = get_pool_mode (pool_ref);
9131
9132               if (!curr_pool)
9133                 curr_pool = s390_start_pool (&pool_list, insn);
9134
9135               s390_add_constant (curr_pool, constant, mode);
9136               s390_add_pool_insn (curr_pool, insn);
9137
9138               /* Don't split the pool chunk between a LTREL_OFFSET load
9139                  and the corresponding LTREL_BASE.  */
9140               if (GET_CODE (constant) == CONST
9141                   && GET_CODE (XEXP (constant, 0)) == UNSPEC
9142                   && XINT (XEXP (constant, 0), 1) == UNSPEC_LTREL_OFFSET)
9143                 {
9144                   gcc_assert (!pending_ltrel);
9145                   pending_ltrel = pool_ref;
9146                 }
9147             }
9148         }
9149
9150       if (JUMP_P (insn) || JUMP_TABLE_DATA_P (insn) || LABEL_P (insn))
9151         {
9152           if (curr_pool)
9153             s390_add_pool_insn (curr_pool, insn);
9154           /* An LTREL_BASE must follow within the same basic block.  */
9155           gcc_assert (!pending_ltrel);
9156         }
9157
9158       if (NOTE_P (insn))
9159         switch (NOTE_KIND (insn))
9160           {
9161           case NOTE_INSN_SWITCH_TEXT_SECTIONS:
9162             section_switch_p = true;
9163             break;
9164           case NOTE_INSN_VAR_LOCATION:
9165           case NOTE_INSN_CALL_ARG_LOCATION:
9166             continue;
9167           default:
9168             break;
9169           }
9170
9171       if (!curr_pool
9172           || INSN_ADDRESSES_SIZE () <= (size_t) INSN_UID (insn)
9173           || INSN_ADDRESSES (INSN_UID (insn)) == -1)
9174         continue;
9175
9176       if (TARGET_CPU_ZARCH)
9177         {
9178           if (curr_pool->size < S390_POOL_CHUNK_MAX)
9179             continue;
9180
9181           s390_end_pool (curr_pool, NULL);
9182           curr_pool = NULL;
9183         }
9184       else
9185         {
9186           int chunk_size = INSN_ADDRESSES (INSN_UID (insn))
9187                            - INSN_ADDRESSES (INSN_UID (curr_pool->first_insn))
9188                          + extra_size;
9189
9190           /* We will later have to insert base register reload insns.
9191              Those will have an effect on code size, which we need to
9192              consider here.  This calculation makes rather pessimistic
9193              worst-case assumptions.  */
9194           if (LABEL_P (insn))
9195             extra_size += 6;
9196
9197           if (chunk_size < S390_POOL_CHUNK_MIN
9198               && curr_pool->size < S390_POOL_CHUNK_MIN
9199               && !section_switch_p)
9200             continue;
9201
9202           /* Pool chunks can only be inserted after BARRIERs ...  */
9203           if (BARRIER_P (insn))
9204             {
9205               s390_end_pool (curr_pool, insn);
9206               curr_pool = NULL;
9207               extra_size = 0;
9208             }
9209
9210           /* ... so if we don't find one in time, create one.  */
9211           else if (chunk_size > S390_POOL_CHUNK_MAX
9212                    || curr_pool->size > S390_POOL_CHUNK_MAX
9213                    || section_switch_p)
9214             {
9215               rtx_insn *label, *jump, *barrier, *next, *prev;
9216
9217               if (!section_switch_p)
9218                 {
9219                   /* We can insert the barrier only after a 'real' insn.  */
9220                   if (! NONJUMP_INSN_P (insn) && ! CALL_P (insn))
9221                     continue;
9222                   if (get_attr_length (insn) == 0)
9223                     continue;
9224                   /* Don't separate LTREL_BASE from the corresponding
9225                      LTREL_OFFSET load.  */
9226                   if (pending_ltrel)
9227                     continue;
9228                   next = insn;
9229                   do
9230                     {
9231                       insn = next;
9232                       next = NEXT_INSN (insn);
9233                     }
9234                   while (next
9235                          && NOTE_P (next)
9236                          && (NOTE_KIND (next) == NOTE_INSN_VAR_LOCATION
9237                              || NOTE_KIND (next) == NOTE_INSN_CALL_ARG_LOCATION));
9238                 }
9239               else
9240                 {
9241                   gcc_assert (!pending_ltrel);
9242
9243                   /* The old pool has to end before the section switch
9244                      note in order to make it part of the current
9245                      section.  */
9246                   insn = PREV_INSN (insn);
9247                 }
9248
9249               label = gen_label_rtx ();
9250               prev = insn;
9251               if (prev && NOTE_P (prev))
9252                 prev = prev_nonnote_insn (prev);
9253               if (prev)
9254                 jump = emit_jump_insn_after_setloc (gen_jump (label), insn,
9255                                                     INSN_LOCATION (prev));
9256               else
9257                 jump = emit_jump_insn_after_noloc (gen_jump (label), insn);
9258               barrier = emit_barrier_after (jump);
9259               insn = emit_label_after (label, barrier);
9260               JUMP_LABEL (jump) = label;
9261               LABEL_NUSES (label) = 1;
9262
9263               INSN_ADDRESSES_NEW (jump, -1);
9264               INSN_ADDRESSES_NEW (barrier, -1);
9265               INSN_ADDRESSES_NEW (insn, -1);
9266
9267               s390_end_pool (curr_pool, barrier);
9268               curr_pool = NULL;
9269               extra_size = 0;
9270             }
9271         }
9272     }
9273
9274   if (curr_pool)
9275     s390_end_pool (curr_pool, NULL);
9276   gcc_assert (!pending_ltrel);
9277
9278   /* Find all labels that are branched into
9279      from an insn belonging to a different chunk.  */
9280
9281   far_labels = BITMAP_ALLOC (NULL);
9282
9283   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9284     {
9285       rtx_jump_table_data *table;
9286
9287       /* Labels marked with LABEL_PRESERVE_P can be target
9288          of non-local jumps, so we have to mark them.
9289          The same holds for named labels.
9290
9291          Don't do that, however, if it is the label before
9292          a jump table.  */
9293
9294       if (LABEL_P (insn)
9295           && (LABEL_PRESERVE_P (insn) || LABEL_NAME (insn)))
9296         {
9297           rtx_insn *vec_insn = NEXT_INSN (insn);
9298           if (! vec_insn || ! JUMP_TABLE_DATA_P (vec_insn))
9299             bitmap_set_bit (far_labels, CODE_LABEL_NUMBER (insn));
9300         }
9301       /* Check potential targets in a table jump (casesi_jump).  */
9302       else if (tablejump_p (insn, NULL, &table))
9303         {
9304           rtx vec_pat = PATTERN (table);
9305           int i, diff_p = GET_CODE (vec_pat) == ADDR_DIFF_VEC;
9306
9307           for (i = 0; i < XVECLEN (vec_pat, diff_p); i++)
9308             {
9309               rtx label = XEXP (XVECEXP (vec_pat, diff_p, i), 0);
9310
9311               if (s390_find_pool (pool_list, label)
9312                   != s390_find_pool (pool_list, insn))
9313                 bitmap_set_bit (far_labels, CODE_LABEL_NUMBER (label));
9314             }
9315         }
9316       /* If we have a direct jump (conditional or unconditional),
9317          check all potential targets.  */
9318       else if (JUMP_P (insn))
9319         {
9320           rtx pat = PATTERN (insn);
9321
9322           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
9323             pat = XVECEXP (pat, 0, 0);
9324
9325           if (GET_CODE (pat) == SET)
9326             {
9327               rtx label = JUMP_LABEL (insn);
9328               if (label && !ANY_RETURN_P (label))
9329                 {
9330                   if (s390_find_pool (pool_list, label)
9331                       != s390_find_pool (pool_list, insn))
9332                     bitmap_set_bit (far_labels, CODE_LABEL_NUMBER (label));
9333                 }
9334             }
9335         }
9336     }
9337
9338   /* Insert base register reload insns before every pool.  */
9339
9340   for (curr_pool = pool_list; curr_pool; curr_pool = curr_pool->next)
9341     {
9342       rtx new_insn = gen_reload_base (cfun->machine->base_reg,
9343                                       curr_pool->label);
9344       rtx_insn *insn = curr_pool->first_insn;
9345       INSN_ADDRESSES_NEW (emit_insn_before (new_insn, insn), -1);
9346     }
9347
9348   /* Insert base register reload insns at every far label.  */
9349
9350   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9351     if (LABEL_P (insn)
9352         && bitmap_bit_p (far_labels, CODE_LABEL_NUMBER (insn)))
9353       {
9354         struct constant_pool *pool = s390_find_pool (pool_list, insn);
9355         if (pool)
9356           {
9357             rtx new_insn = gen_reload_base (cfun->machine->base_reg,
9358                                             pool->label);
9359             INSN_ADDRESSES_NEW (emit_insn_after (new_insn, insn), -1);
9360           }
9361       }
9362
9363
9364   BITMAP_FREE (far_labels);
9365
9366
9367   /* Recompute insn addresses.  */
9368
9369   init_insn_lengths ();
9370   shorten_branches (get_insns ());
9371
9372   return pool_list;
9373 }
9374
9375 /* POOL_LIST is a chunk list as prepared by s390_chunkify_start.
9376    After we have decided to use this list, finish implementing
9377    all changes to the current function as required.  */
9378
9379 static void
9380 s390_chunkify_finish (struct constant_pool *pool_list)
9381 {
9382   struct constant_pool *curr_pool = NULL;
9383   rtx_insn *insn;
9384
9385
9386   /* Replace all literal pool references.  */
9387
9388   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
9389     {
9390       if (INSN_P (insn))
9391         replace_ltrel_base (&PATTERN (insn));
9392
9393       curr_pool = s390_find_pool (pool_list, insn);
9394       if (!curr_pool)
9395         continue;
9396
9397       if (NONJUMP_INSN_P (insn) || CALL_P (insn))
9398         {
9399           rtx addr, pool_ref = NULL_RTX;
9400           find_constant_pool_ref (PATTERN (insn), &pool_ref);
9401           if (pool_ref)
9402             {
9403               if (s390_execute_label (insn))
9404                 addr = s390_find_execute (curr_pool, insn);
9405               else
9406                 addr = s390_find_constant (curr_pool,
9407                                            get_pool_constant (pool_ref),
9408                                            get_pool_mode (pool_ref));
9409
9410               replace_constant_pool_ref (&PATTERN (insn), pool_ref, addr);
9411               INSN_CODE (insn) = -1;
9412             }
9413         }
9414     }
9415
9416   /* Dump out all literal pools.  */
9417
9418   for (curr_pool = pool_list; curr_pool; curr_pool = curr_pool->next)
9419     s390_dump_pool (curr_pool, 0);
9420
9421   /* Free pool list.  */
9422
9423   while (pool_list)
9424     {
9425       struct constant_pool *next = pool_list->next;
9426       s390_free_pool (pool_list);
9427       pool_list = next;
9428     }
9429 }
9430
9431 /* POOL_LIST is a chunk list as prepared by s390_chunkify_start.
9432    We have decided we cannot use this list, so revert all changes
9433    to the current function that were done by s390_chunkify_start.  */
9434
9435 static void
9436 s390_chunkify_cancel (struct constant_pool *pool_list)
9437 {
9438   struct constant_pool *curr_pool = NULL;
9439   rtx_insn *insn;
9440
9441   /* Remove all pool placeholder insns.  */
9442
9443   for (curr_pool = pool_list; curr_pool; curr_pool = curr_pool->next)
9444     {
9445       /* Did we insert an extra barrier?  Remove it.  */
9446       rtx_insn *barrier = PREV_INSN (curr_pool->pool_insn);
9447       rtx_insn *jump = barrier? PREV_INSN (barrier) : NULL;
9448       rtx_insn *label = NEXT_INSN (curr_pool->pool_insn);
9449
9450       if (jump && JUMP_P (jump)
9451           && barrier && BARRIER_P (barrier)
9452           && label && LABEL_P (label)
9453           && GET_CODE (PATTERN (jump)) == SET
9454           && SET_DEST (PATTERN (jump)) == pc_rtx
9455           && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (jump))) == LABEL_REF
9456           && XEXP (SET_SRC (PATTERN (jump)), 0) == label)
9457         {
9458           remove_insn (jump);
9459           remove_insn (barrier);
9460           remove_insn (label);
9461         }
9462
9463       remove_insn (curr_pool->pool_insn);
9464     }
9465
9466   /* Remove all base register reload insns.  */
9467
9468   for (insn = get_insns (); insn; )
9469     {
9470       rtx_insn *next_insn = NEXT_INSN (insn);
9471
9472       if (NONJUMP_INSN_P (insn)
9473           && GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET
9474           && GET_CODE (SET_SRC (PATTERN (insn))) == UNSPEC
9475           && XINT (SET_SRC (PATTERN (insn)), 1) == UNSPEC_RELOAD_BASE)
9476         remove_insn (insn);
9477
9478       insn = next_insn;
9479     }
9480
9481   /* Free pool list.  */
9482
9483   while (pool_list)
9484     {
9485       struct constant_pool *next = pool_list->next;
9486       s390_free_pool (pool_list);
9487       pool_list = next;
9488     }
9489 }
9490
9491 /* Output the constant pool entry EXP in mode MODE with alignment ALIGN.  */
9492
9493 void
9494 s390_output_pool_entry (rtx exp, machine_mode mode, unsigned int align)
9495 {
9496   switch (GET_MODE_CLASS (mode))
9497     {
9498     case MODE_FLOAT:
9499     case MODE_DECIMAL_FLOAT:
9500       gcc_assert (GET_CODE (exp) == CONST_DOUBLE);
9501
9502       assemble_real (*CONST_DOUBLE_REAL_VALUE (exp),
9503                      as_a <scalar_float_mode> (mode), align);
9504       break;
9505
9506     case MODE_INT:
9507       assemble_integer (exp, GET_MODE_SIZE (mode), align, 1);
9508       mark_symbol_refs_as_used (exp);
9509       break;
9510
9511     case MODE_VECTOR_INT:
9512     case MODE_VECTOR_FLOAT:
9513       {
9514         int i;
9515         machine_mode inner_mode;
9516         gcc_assert (GET_CODE (exp) == CONST_VECTOR);
9517
9518         inner_mode = GET_MODE_INNER (GET_MODE (exp));
9519         for (i = 0; i < XVECLEN (exp, 0); i++)
9520           s390_output_pool_entry (XVECEXP (exp, 0, i),
9521                                   inner_mode,
9522                                   i == 0
9523                                   ? align
9524                                   : GET_MODE_BITSIZE (inner_mode));
9525       }
9526       break;
9527
9528     default:
9529       gcc_unreachable ();
9530     }
9531 }
9532
9533
9534 /* Return an RTL expression representing the value of the return address
9535    for the frame COUNT steps up from the current frame.  FRAME is the
9536    frame pointer of that frame.  */
9537
9538 rtx
9539 s390_return_addr_rtx (int count, rtx frame ATTRIBUTE_UNUSED)
9540 {
9541   int offset;
9542   rtx addr;
9543
9544   /* Without backchain, we fail for all but the current frame.  */
9545
9546   if (!TARGET_BACKCHAIN && count > 0)
9547     return NULL_RTX;
9548
9549   /* For the current frame, we need to make sure the initial
9550      value of RETURN_REGNUM is actually saved.  */
9551
9552   if (count == 0)
9553     {
9554       /* On non-z architectures branch splitting could overwrite r14.  */
9555       if (TARGET_CPU_ZARCH)
9556         return get_hard_reg_initial_val (Pmode, RETURN_REGNUM);
9557       else
9558         {
9559           cfun_frame_layout.save_return_addr_p = true;
9560           return gen_rtx_MEM (Pmode, return_address_pointer_rtx);
9561         }
9562     }
9563
9564   if (TARGET_PACKED_STACK)
9565     offset = -2 * UNITS_PER_LONG;
9566   else
9567     offset = RETURN_REGNUM * UNITS_PER_LONG;
9568
9569   addr = plus_constant (Pmode, frame, offset);
9570   addr = memory_address (Pmode, addr);
9571   return gen_rtx_MEM (Pmode, addr);
9572 }
9573
9574 /* Return an RTL expression representing the back chain stored in
9575    the current stack frame.  */
9576
9577 rtx
9578 s390_back_chain_rtx (void)
9579 {
9580   rtx chain;
9581
9582   gcc_assert (TARGET_BACKCHAIN);
9583
9584   if (TARGET_PACKED_STACK)
9585     chain = plus_constant (Pmode, stack_pointer_rtx,
9586                            STACK_POINTER_OFFSET - UNITS_PER_LONG);
9587   else
9588     chain = stack_pointer_rtx;
9589
9590   chain = gen_rtx_MEM (Pmode, chain);
9591   return chain;
9592 }
9593
9594 /* Find first call clobbered register unused in a function.
9595    This could be used as base register in a leaf function
9596    or for holding the return address before epilogue.  */
9597
9598 static int
9599 find_unused_clobbered_reg (void)
9600 {
9601   int i;
9602   for (i = 0; i < 6; i++)
9603     if (!df_regs_ever_live_p (i))
9604       return i;
9605   return 0;
9606 }
9607
9608
9609 /* Helper function for s390_regs_ever_clobbered.  Sets the fields in DATA for all
9610    clobbered hard regs in SETREG.  */
9611
9612 static void
9613 s390_reg_clobbered_rtx (rtx setreg, const_rtx set_insn ATTRIBUTE_UNUSED, void *data)
9614 {
9615   char *regs_ever_clobbered = (char *)data;
9616   unsigned int i, regno;
9617   machine_mode mode = GET_MODE (setreg);
9618
9619   if (GET_CODE (setreg) == SUBREG)
9620     {
9621       rtx inner = SUBREG_REG (setreg);
9622       if (!GENERAL_REG_P (inner) && !FP_REG_P (inner))
9623         return;
9624       regno = subreg_regno (setreg);
9625     }
9626   else if (GENERAL_REG_P (setreg) || FP_REG_P (setreg))
9627     regno = REGNO (setreg);
9628   else
9629     return;
9630
9631   for (i = regno;
9632        i < regno + HARD_REGNO_NREGS (regno, mode);
9633        i++)
9634     regs_ever_clobbered[i] = 1;
9635 }
9636
9637 /* Walks through all basic blocks of the current function looking
9638    for clobbered hard regs using s390_reg_clobbered_rtx.  The fields
9639    of the passed integer array REGS_EVER_CLOBBERED are set to one for
9640    each of those regs.  */
9641
9642 static void
9643 s390_regs_ever_clobbered (char regs_ever_clobbered[])
9644 {
9645   basic_block cur_bb;
9646   rtx_insn *cur_insn;
9647   unsigned int i;
9648
9649   memset (regs_ever_clobbered, 0, 32);
9650
9651   /* For non-leaf functions we have to consider all call clobbered regs to be
9652      clobbered.  */
9653   if (!crtl->is_leaf)
9654     {
9655       for (i = 0; i < 32; i++)
9656         regs_ever_clobbered[i] = call_really_used_regs[i];
9657     }
9658
9659   /* Make the "magic" eh_return registers live if necessary.  For regs_ever_live
9660      this work is done by liveness analysis (mark_regs_live_at_end).
9661      Special care is needed for functions containing landing pads.  Landing pads
9662      may use the eh registers, but the code which sets these registers is not
9663      contained in that function.  Hence s390_regs_ever_clobbered is not able to
9664      deal with this automatically.  */
9665   if (crtl->calls_eh_return || cfun->machine->has_landing_pad_p)
9666     for (i = 0; EH_RETURN_DATA_REGNO (i) != INVALID_REGNUM ; i++)
9667       if (crtl->calls_eh_return
9668           || (cfun->machine->has_landing_pad_p
9669               && df_regs_ever_live_p (EH_RETURN_DATA_REGNO (i))))
9670         regs_ever_clobbered[EH_RETURN_DATA_REGNO (i)] = 1;
9671
9672   /* For nonlocal gotos all call-saved registers have to be saved.
9673      This flag is also set for the unwinding code in libgcc.
9674      See expand_builtin_unwind_init.  For regs_ever_live this is done by
9675      reload.  */
9676   if (crtl->saves_all_registers)
9677     for (i = 0; i < 32; i++)
9678       if (!call_really_used_regs[i])
9679         regs_ever_clobbered[i] = 1;
9680
9681   FOR_EACH_BB_FN (cur_bb, cfun)
9682     {
9683       FOR_BB_INSNS (cur_bb, cur_insn)
9684         {
9685           rtx pat;
9686
9687           if (!INSN_P (cur_insn))
9688             continue;
9689
9690           pat = PATTERN (cur_insn);
9691
9692           /* Ignore GPR restore insns.  */
9693           if (epilogue_completed && RTX_FRAME_RELATED_P (cur_insn))
9694             {
9695               if (GET_CODE (pat) == SET
9696                   && GENERAL_REG_P (SET_DEST (pat)))
9697                 {
9698                   /* lgdr  */
9699                   if (GET_MODE (SET_SRC (pat)) == DImode
9700                       && FP_REG_P (SET_SRC (pat)))
9701                     continue;
9702
9703                   /* l / lg  */
9704                   if (GET_CODE (SET_SRC (pat)) == MEM)
9705                     continue;
9706                 }
9707
9708               /* lm / lmg */
9709               if (GET_CODE (pat) == PARALLEL
9710                   && load_multiple_operation (pat, VOIDmode))
9711                 continue;
9712             }
9713
9714           note_stores (pat,
9715                        s390_reg_clobbered_rtx,
9716                        regs_ever_clobbered);
9717         }
9718     }
9719 }
9720
9721 /* Determine the frame area which actually has to be accessed
9722    in the function epilogue. The values are stored at the
9723    given pointers AREA_BOTTOM (address of the lowest used stack
9724    address) and AREA_TOP (address of the first item which does
9725    not belong to the stack frame).  */
9726
9727 static void
9728 s390_frame_area (int *area_bottom, int *area_top)
9729 {
9730   int b, t;
9731
9732   b = INT_MAX;
9733   t = INT_MIN;
9734
9735   if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr != -1)
9736     {
9737       b = (cfun_frame_layout.gprs_offset
9738            + cfun_frame_layout.first_restore_gpr * UNITS_PER_LONG);
9739       t = b + (cfun_frame_layout.last_restore_gpr
9740                - cfun_frame_layout.first_restore_gpr + 1) * UNITS_PER_LONG;
9741     }
9742
9743   if (TARGET_64BIT && cfun_save_high_fprs_p)
9744     {
9745       b = MIN (b, cfun_frame_layout.f8_offset);
9746       t = MAX (t, (cfun_frame_layout.f8_offset
9747                    + cfun_frame_layout.high_fprs * 8));
9748     }
9749
9750   if (!TARGET_64BIT)
9751     {
9752       if (cfun_fpr_save_p (FPR4_REGNUM))
9753         {
9754           b = MIN (b, cfun_frame_layout.f4_offset);
9755           t = MAX (t, cfun_frame_layout.f4_offset + 8);
9756         }
9757       if (cfun_fpr_save_p (FPR6_REGNUM))
9758         {
9759           b = MIN (b, cfun_frame_layout.f4_offset + 8);
9760           t = MAX (t, cfun_frame_layout.f4_offset + 16);
9761         }
9762     }
9763   *area_bottom = b;
9764   *area_top = t;
9765 }
9766 /* Update gpr_save_slots in the frame layout trying to make use of
9767    FPRs as GPR save slots.
9768    This is a helper routine of s390_register_info.  */
9769
9770 static void
9771 s390_register_info_gprtofpr ()
9772 {
9773   int save_reg_slot = FPR0_REGNUM;
9774   int i, j;
9775
9776   if (!TARGET_Z10 || !TARGET_HARD_FLOAT || !crtl->is_leaf)
9777     return;
9778
9779   /* builtin_eh_return needs to be able to modify the return address
9780      on the stack.  It could also adjust the FPR save slot instead but
9781      is it worth the trouble?!  */
9782   if (crtl->calls_eh_return)
9783     return;
9784
9785   for (i = 15; i >= 6; i--)
9786     {
9787       if (cfun_gpr_save_slot (i) == SAVE_SLOT_NONE)
9788         continue;
9789
9790       /* Advance to the next FP register which can be used as a
9791          GPR save slot.  */
9792       while ((!call_really_used_regs[save_reg_slot]
9793               || df_regs_ever_live_p (save_reg_slot)
9794               || cfun_fpr_save_p (save_reg_slot))
9795              && FP_REGNO_P (save_reg_slot))
9796         save_reg_slot++;
9797       if (!FP_REGNO_P (save_reg_slot))
9798         {
9799           /* We only want to use ldgr/lgdr if we can get rid of
9800              stm/lm entirely.  So undo the gpr slot allocation in
9801              case we ran out of FPR save slots.  */
9802           for (j = 6; j <= 15; j++)
9803             if (FP_REGNO_P (cfun_gpr_save_slot (j)))
9804               cfun_gpr_save_slot (j) = SAVE_SLOT_STACK;
9805           break;
9806         }
9807       cfun_gpr_save_slot (i) = save_reg_slot++;
9808     }
9809 }
9810
9811 /* Set the bits in fpr_bitmap for FPRs which need to be saved due to
9812    stdarg.
9813    This is a helper routine for s390_register_info.  */
9814
9815 static void
9816 s390_register_info_stdarg_fpr ()
9817 {
9818   int i;
9819   int min_fpr;
9820   int max_fpr;
9821
9822   /* Save the FP argument regs for stdarg. f0, f2 for 31 bit and
9823      f0-f4 for 64 bit.  */
9824   if (!cfun->stdarg
9825       || !TARGET_HARD_FLOAT
9826       || !cfun->va_list_fpr_size
9827       || crtl->args.info.fprs >= FP_ARG_NUM_REG)
9828     return;
9829
9830   min_fpr = crtl->args.info.fprs;
9831   max_fpr = min_fpr + cfun->va_list_fpr_size - 1;
9832   if (max_fpr >= FP_ARG_NUM_REG)
9833     max_fpr = FP_ARG_NUM_REG - 1;
9834
9835   /* FPR argument regs start at f0.  */
9836   min_fpr += FPR0_REGNUM;
9837   max_fpr += FPR0_REGNUM;
9838
9839   for (i = min_fpr; i <= max_fpr; i++)
9840     cfun_set_fpr_save (i);
9841 }
9842
9843 /* Reserve the GPR save slots for GPRs which need to be saved due to
9844    stdarg.
9845    This is a helper routine for s390_register_info.  */
9846
9847 static void
9848 s390_register_info_stdarg_gpr ()
9849 {
9850   int i;
9851   int min_gpr;
9852   int max_gpr;
9853
9854   if (!cfun->stdarg
9855       || !cfun->va_list_gpr_size
9856       || crtl->args.info.gprs >= GP_ARG_NUM_REG)
9857     return;
9858
9859   min_gpr = crtl->args.info.gprs;
9860   max_gpr = min_gpr + cfun->va_list_gpr_size - 1;
9861   if (max_gpr >= GP_ARG_NUM_REG)
9862     max_gpr = GP_ARG_NUM_REG - 1;
9863
9864   /* GPR argument regs start at r2.  */
9865   min_gpr += GPR2_REGNUM;
9866   max_gpr += GPR2_REGNUM;
9867
9868   /* If r6 was supposed to be saved into an FPR and now needs to go to
9869      the stack for vararg we have to adjust the restore range to make
9870      sure that the restore is done from stack as well.  */
9871   if (FP_REGNO_P (cfun_gpr_save_slot (GPR6_REGNUM))
9872       && min_gpr <= GPR6_REGNUM
9873       && max_gpr >= GPR6_REGNUM)
9874     {
9875       if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr == -1
9876           || cfun_frame_layout.first_restore_gpr > GPR6_REGNUM)
9877         cfun_frame_layout.first_restore_gpr = GPR6_REGNUM;
9878       if (cfun_frame_layout.last_restore_gpr == -1
9879           || cfun_frame_layout.last_restore_gpr < GPR6_REGNUM)
9880         cfun_frame_layout.last_restore_gpr = GPR6_REGNUM;
9881     }
9882
9883   if (cfun_frame_layout.first_save_gpr == -1
9884       || cfun_frame_layout.first_save_gpr > min_gpr)
9885     cfun_frame_layout.first_save_gpr = min_gpr;
9886
9887   if (cfun_frame_layout.last_save_gpr == -1
9888       || cfun_frame_layout.last_save_gpr < max_gpr)
9889     cfun_frame_layout.last_save_gpr = max_gpr;
9890
9891   for (i = min_gpr; i <= max_gpr; i++)
9892     cfun_gpr_save_slot (i) = SAVE_SLOT_STACK;
9893 }
9894
9895 /* Calculate the save and restore ranges for stm(g) and lm(g) in the
9896    prologue and epilogue.  */
9897
9898 static void
9899 s390_register_info_set_ranges ()
9900 {
9901   int i, j;
9902
9903   /* Find the first and the last save slot supposed to use the stack
9904      to set the restore range.
9905      Vararg regs might be marked as save to stack but only the
9906      call-saved regs really need restoring (i.e. r6).  This code
9907      assumes that the vararg regs have not yet been recorded in
9908      cfun_gpr_save_slot.  */
9909   for (i = 0; i < 16 && cfun_gpr_save_slot (i) != SAVE_SLOT_STACK; i++);
9910   for (j = 15; j > i && cfun_gpr_save_slot (j) != SAVE_SLOT_STACK; j--);
9911   cfun_frame_layout.first_restore_gpr = (i == 16) ? -1 : i;
9912   cfun_frame_layout.last_restore_gpr = (i == 16) ? -1 : j;
9913   cfun_frame_layout.first_save_gpr = (i == 16) ? -1 : i;
9914   cfun_frame_layout.last_save_gpr = (i == 16) ? -1 : j;
9915 }
9916
9917 /* The GPR and FPR save slots in cfun->machine->frame_layout are set
9918    for registers which need to be saved in function prologue.
9919    This function can be used until the insns emitted for save/restore
9920    of the regs are visible in the RTL stream.  */
9921
9922 static void
9923 s390_register_info ()
9924 {
9925   int i;
9926   char clobbered_regs[32];
9927
9928   gcc_assert (!epilogue_completed);
9929
9930   if (reload_completed)
9931     /* After reload we rely on our own routine to determine which
9932        registers need saving.  */
9933     s390_regs_ever_clobbered (clobbered_regs);
9934   else
9935     /* During reload we use regs_ever_live as a base since reload
9936        does changes in there which we otherwise would not be aware
9937        of.  */
9938     for (i = 0; i < 32; i++)
9939       clobbered_regs[i] = df_regs_ever_live_p (i);
9940
9941   for (i = 0; i < 32; i++)
9942     clobbered_regs[i] = clobbered_regs[i] && !global_regs[i];
9943
9944   /* Mark the call-saved FPRs which need to be saved.
9945      This needs to be done before checking the special GPRs since the
9946      stack pointer usage depends on whether high FPRs have to be saved
9947      or not.  */
9948   cfun_frame_layout.fpr_bitmap = 0;
9949   cfun_frame_layout.high_fprs = 0;
9950   for (i = FPR0_REGNUM; i <= FPR15_REGNUM; i++)
9951     if (clobbered_regs[i] && !call_really_used_regs[i])
9952       {
9953         cfun_set_fpr_save (i);
9954         if (i >= FPR8_REGNUM)
9955           cfun_frame_layout.high_fprs++;
9956       }
9957
9958   /* Register 12 is used for GOT address, but also as temp in prologue
9959      for split-stack stdarg functions (unless r14 is available).  */
9960   clobbered_regs[12]
9961     |= ((flag_pic && df_regs_ever_live_p (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM))
9962         || (flag_split_stack && cfun->stdarg
9963             && (crtl->is_leaf || TARGET_TPF_PROFILING
9964                 || has_hard_reg_initial_val (Pmode, RETURN_REGNUM))));
9965
9966   clobbered_regs[BASE_REGNUM]
9967     |= (cfun->machine->base_reg
9968         && REGNO (cfun->machine->base_reg) == BASE_REGNUM);
9969
9970   clobbered_regs[HARD_FRAME_POINTER_REGNUM]
9971     |= !!frame_pointer_needed;
9972
9973   /* On pre z900 machines this might take until machine dependent
9974      reorg to decide.
9975      save_return_addr_p will only be set on non-zarch machines so
9976      there is no risk that r14 goes into an FPR instead of a stack
9977      slot.  */
9978   clobbered_regs[RETURN_REGNUM]
9979     |= (!crtl->is_leaf
9980         || TARGET_TPF_PROFILING
9981         || cfun->machine->split_branches_pending_p
9982         || cfun_frame_layout.save_return_addr_p
9983         || crtl->calls_eh_return);
9984
9985   clobbered_regs[STACK_POINTER_REGNUM]
9986     |= (!crtl->is_leaf
9987         || TARGET_TPF_PROFILING
9988         || cfun_save_high_fprs_p
9989         || get_frame_size () > 0
9990         || (reload_completed && cfun_frame_layout.frame_size > 0)
9991         || cfun->calls_alloca);
9992
9993   memset (cfun_frame_layout.gpr_save_slots, SAVE_SLOT_NONE, 16);
9994
9995   for (i = 6; i < 16; i++)
9996     if (clobbered_regs[i])
9997       cfun_gpr_save_slot (i) = SAVE_SLOT_STACK;
9998
9999   s390_register_info_stdarg_fpr ();
10000   s390_register_info_gprtofpr ();
10001   s390_register_info_set_ranges ();
10002   /* stdarg functions might need to save GPRs 2 to 6.  This might
10003      override the GPR->FPR save decision made by
10004      s390_register_info_gprtofpr for r6 since vararg regs must go to
10005      the stack.  */
10006   s390_register_info_stdarg_gpr ();
10007 }
10008
10009 /* This function is called by s390_optimize_prologue in order to get
10010    rid of unnecessary GPR save/restore instructions.  The register info
10011    for the GPRs is re-computed and the ranges are re-calculated.  */
10012
10013 static void
10014 s390_optimize_register_info ()
10015 {
10016   char clobbered_regs[32];
10017   int i;
10018
10019   gcc_assert (epilogue_completed);
10020   gcc_assert (!cfun->machine->split_branches_pending_p);
10021
10022   s390_regs_ever_clobbered (clobbered_regs);
10023
10024   for (i = 0; i < 32; i++)
10025     clobbered_regs[i] = clobbered_regs[i] && !global_regs[i];
10026
10027   /* There is still special treatment needed for cases invisible to
10028      s390_regs_ever_clobbered.  */
10029   clobbered_regs[RETURN_REGNUM]
10030     |= (TARGET_TPF_PROFILING
10031         /* When expanding builtin_return_addr in ESA mode we do not
10032            know whether r14 will later be needed as scratch reg when
10033            doing branch splitting.  So the builtin always accesses the
10034            r14 save slot and we need to stick to the save/restore
10035            decision for r14 even if it turns out that it didn't get
10036            clobbered.  */
10037         || cfun_frame_layout.save_return_addr_p
10038         || crtl->calls_eh_return);
10039
10040   memset (cfun_frame_layout.gpr_save_slots, SAVE_SLOT_NONE, 6);
10041
10042   for (i = 6; i < 16; i++)
10043     if (!clobbered_regs[i])
10044       cfun_gpr_save_slot (i) = SAVE_SLOT_NONE;
10045
10046   s390_register_info_set_ranges ();
10047   s390_register_info_stdarg_gpr ();
10048 }
10049
10050 /* Fill cfun->machine with info about frame of current function.  */
10051
10052 static void
10053 s390_frame_info (void)
10054 {
10055   HOST_WIDE_INT lowest_offset;
10056
10057   cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot = cfun_frame_layout.first_save_gpr;
10058   cfun_frame_layout.last_save_gpr_slot = cfun_frame_layout.last_save_gpr;
10059
10060   /* The va_arg builtin uses a constant distance of 16 *
10061      UNITS_PER_LONG (r0-r15) to reach the FPRs from the reg_save_area
10062      pointer.  So even if we are going to save the stack pointer in an
10063      FPR we need the stack space in order to keep the offsets
10064      correct.  */
10065   if (cfun->stdarg && cfun_save_arg_fprs_p)
10066     {
10067       cfun_frame_layout.last_save_gpr_slot = STACK_POINTER_REGNUM;
10068
10069       if (cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot == -1)
10070         cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot = STACK_POINTER_REGNUM;
10071     }
10072
10073   cfun_frame_layout.frame_size = get_frame_size ();
10074   if (!TARGET_64BIT && cfun_frame_layout.frame_size > 0x7fff0000)
10075     fatal_error (input_location,
10076                  "total size of local variables exceeds architecture limit");
10077
10078   if (!TARGET_PACKED_STACK)
10079     {
10080       /* Fixed stack layout.  */
10081       cfun_frame_layout.backchain_offset = 0;
10082       cfun_frame_layout.f0_offset = 16 * UNITS_PER_LONG;
10083       cfun_frame_layout.f4_offset = cfun_frame_layout.f0_offset + 2 * 8;
10084       cfun_frame_layout.f8_offset = -cfun_frame_layout.high_fprs * 8;
10085       cfun_frame_layout.gprs_offset = (cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot
10086                                        * UNITS_PER_LONG);
10087     }
10088   else if (TARGET_BACKCHAIN)
10089     {
10090       /* Kernel stack layout - packed stack, backchain, no float  */
10091       gcc_assert (TARGET_SOFT_FLOAT);
10092       cfun_frame_layout.backchain_offset = (STACK_POINTER_OFFSET
10093                                             - UNITS_PER_LONG);
10094
10095       /* The distance between the backchain and the return address
10096          save slot must not change.  So we always need a slot for the
10097          stack pointer which resides in between.  */
10098       cfun_frame_layout.last_save_gpr_slot = STACK_POINTER_REGNUM;
10099
10100       cfun_frame_layout.gprs_offset
10101         = cfun_frame_layout.backchain_offset - cfun_gprs_save_area_size;
10102
10103       /* FPRs will not be saved.  Nevertheless pick sane values to
10104          keep area calculations valid.  */
10105       cfun_frame_layout.f0_offset =
10106         cfun_frame_layout.f4_offset =
10107         cfun_frame_layout.f8_offset = cfun_frame_layout.gprs_offset;
10108     }
10109   else
10110     {
10111       int num_fprs;
10112
10113       /* Packed stack layout without backchain.  */
10114
10115       /* With stdarg FPRs need their dedicated slots.  */
10116       num_fprs = (TARGET_64BIT && cfun->stdarg ? 2
10117                   : (cfun_fpr_save_p (FPR4_REGNUM) +
10118                      cfun_fpr_save_p (FPR6_REGNUM)));
10119       cfun_frame_layout.f4_offset = STACK_POINTER_OFFSET - 8 * num_fprs;
10120
10121       num_fprs = (cfun->stdarg ? 2
10122                   : (cfun_fpr_save_p (FPR0_REGNUM)
10123                      + cfun_fpr_save_p (FPR2_REGNUM)));
10124       cfun_frame_layout.f0_offset = cfun_frame_layout.f4_offset - 8 * num_fprs;
10125
10126       cfun_frame_layout.gprs_offset
10127         = cfun_frame_layout.f0_offset - cfun_gprs_save_area_size;
10128
10129       cfun_frame_layout.f8_offset = (cfun_frame_layout.gprs_offset
10130                                      - cfun_frame_layout.high_fprs * 8);
10131     }
10132
10133   if (cfun_save_high_fprs_p)
10134     cfun_frame_layout.frame_size += cfun_frame_layout.high_fprs * 8;
10135
10136   if (!crtl->is_leaf)
10137     cfun_frame_layout.frame_size += crtl->outgoing_args_size;
10138
10139   /* In the following cases we have to allocate a STACK_POINTER_OFFSET
10140      sized area at the bottom of the stack.  This is required also for
10141      leaf functions.  When GCC generates a local stack reference it
10142      will always add STACK_POINTER_OFFSET to all these references.  */
10143   if (crtl->is_leaf
10144       && !TARGET_TPF_PROFILING
10145       && cfun_frame_layout.frame_size == 0
10146       && !cfun->calls_alloca)
10147     return;
10148
10149   /* Calculate the number of bytes we have used in our own register
10150      save area.  With the packed stack layout we can re-use the
10151      remaining bytes for normal stack elements.  */
10152
10153   if (TARGET_PACKED_STACK)
10154     lowest_offset = MIN (MIN (cfun_frame_layout.f0_offset,
10155                               cfun_frame_layout.f4_offset),
10156                          cfun_frame_layout.gprs_offset);
10157   else
10158     lowest_offset = 0;
10159
10160   if (TARGET_BACKCHAIN)
10161     lowest_offset = MIN (lowest_offset, cfun_frame_layout.backchain_offset);
10162
10163   cfun_frame_layout.frame_size += STACK_POINTER_OFFSET - lowest_offset;
10164
10165   /* If under 31 bit an odd number of gprs has to be saved we have to
10166      adjust the frame size to sustain 8 byte alignment of stack
10167      frames.  */
10168   cfun_frame_layout.frame_size = ((cfun_frame_layout.frame_size +
10169                                    STACK_BOUNDARY / BITS_PER_UNIT - 1)
10170                                   & ~(STACK_BOUNDARY / BITS_PER_UNIT - 1));
10171 }
10172
10173 /* Generate frame layout.  Fills in register and frame data for the current
10174    function in cfun->machine.  This routine can be called multiple times;
10175    it will re-do the complete frame layout every time.  */
10176
10177 static void
10178 s390_init_frame_layout (void)
10179 {
10180   HOST_WIDE_INT frame_size;
10181   int base_used;
10182
10183   /* After LRA the frame layout is supposed to be read-only and should
10184      not be re-computed.  */
10185   if (reload_completed)
10186     return;
10187
10188   /* On S/390 machines, we may need to perform branch splitting, which
10189      will require both base and return address register.  We have no
10190      choice but to assume we're going to need them until right at the
10191      end of the machine dependent reorg phase.  */
10192   if (!TARGET_CPU_ZARCH)
10193     cfun->machine->split_branches_pending_p = true;
10194
10195   do
10196     {
10197       frame_size = cfun_frame_layout.frame_size;
10198
10199       /* Try to predict whether we'll need the base register.  */
10200       base_used = cfun->machine->split_branches_pending_p
10201                   || crtl->uses_const_pool
10202                   || (!DISP_IN_RANGE (frame_size)
10203                       && !CONST_OK_FOR_K (frame_size));
10204
10205       /* Decide which register to use as literal pool base.  In small
10206          leaf functions, try to use an unused call-clobbered register
10207          as base register to avoid save/restore overhead.  */
10208       if (!base_used)
10209         cfun->machine->base_reg = NULL_RTX;
10210       else
10211         {
10212           int br = 0;
10213
10214           if (crtl->is_leaf)
10215             /* Prefer r5 (most likely to be free).  */
10216             for (br = 5; br >= 2 && df_regs_ever_live_p (br); br--)
10217               ;
10218           cfun->machine->base_reg =
10219             gen_rtx_REG (Pmode, (br >= 2) ? br : BASE_REGNUM);
10220         }
10221
10222       s390_register_info ();
10223       s390_frame_info ();
10224     }
10225   while (frame_size != cfun_frame_layout.frame_size);
10226 }
10227
10228 /* Remove the FPR clobbers from a tbegin insn if it can be proven that
10229    the TX is nonescaping.  A transaction is considered escaping if
10230    there is at least one path from tbegin returning CC0 to the
10231    function exit block without an tend.
10232
10233    The check so far has some limitations:
10234    - only single tbegin/tend BBs are supported
10235    - the first cond jump after tbegin must separate the CC0 path from ~CC0
10236    - when CC is copied to a GPR and the CC0 check is done with the GPR
10237      this is not supported
10238 */
10239
10240 static void
10241 s390_optimize_nonescaping_tx (void)
10242 {
10243   const unsigned int CC0 = 1 << 3;
10244   basic_block tbegin_bb = NULL;
10245   basic_block tend_bb = NULL;
10246   basic_block bb;
10247   rtx_insn *insn;
10248   bool result = true;
10249   int bb_index;
10250   rtx_insn *tbegin_insn = NULL;
10251
10252   if (!cfun->machine->tbegin_p)
10253     return;
10254
10255   for (bb_index = 0; bb_index < n_basic_blocks_for_fn (cfun); bb_index++)
10256     {
10257       bb = BASIC_BLOCK_FOR_FN (cfun, bb_index);
10258
10259       if (!bb)
10260         continue;
10261
10262       FOR_BB_INSNS (bb, insn)
10263         {
10264           rtx ite, cc, pat, target;
10265           unsigned HOST_WIDE_INT mask;
10266
10267           if (!INSN_P (insn) || INSN_CODE (insn) <= 0)
10268             continue;
10269
10270           pat = PATTERN (insn);
10271
10272           if (GET_CODE (pat) == PARALLEL)
10273             pat = XVECEXP (pat, 0, 0);
10274
10275           if (GET_CODE (pat) != SET
10276               || GET_CODE (SET_SRC (pat)) != UNSPEC_VOLATILE)
10277             continue;
10278
10279           if (XINT (SET_SRC (pat), 1) == UNSPECV_TBEGIN)
10280             {
10281               rtx_insn *tmp;
10282
10283               tbegin_insn = insn;
10284
10285               /* Just return if the tbegin doesn't have clobbers.  */
10286               if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != PARALLEL)
10287                 return;
10288
10289               if (tbegin_bb != NULL)
10290                 return;
10291
10292               /* Find the next conditional jump.  */
10293               for (tmp = NEXT_INSN (insn);
10294                    tmp != NULL_RTX;
10295                    tmp = NEXT_INSN (tmp))
10296                 {
10297                   if (reg_set_p (gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM), tmp))
10298                     return;
10299                   if (!JUMP_P (tmp))
10300                     continue;
10301
10302                   ite = SET_SRC (PATTERN (tmp));
10303                   if (GET_CODE (ite) != IF_THEN_ELSE)
10304                     continue;
10305
10306                   cc = XEXP (XEXP (ite, 0), 0);
10307                   if (!REG_P (cc) || !CC_REGNO_P (REGNO (cc))
10308                       || GET_MODE (cc) != CCRAWmode
10309                       || GET_CODE (XEXP (XEXP (ite, 0), 1)) != CONST_INT)
10310                     return;
10311
10312                   if (bb->succs->length () != 2)
10313                     return;
10314
10315                   mask = INTVAL (XEXP (XEXP (ite, 0), 1));
10316                   if (GET_CODE (XEXP (ite, 0)) == NE)
10317                     mask ^= 0xf;
10318
10319                   if (mask == CC0)
10320                     target = XEXP (ite, 1);
10321                   else if (mask == (CC0 ^ 0xf))
10322                     target = XEXP (ite, 2);
10323                   else
10324                     return;
10325
10326                   {
10327                     edge_iterator ei;
10328                     edge e1, e2;
10329
10330                     ei = ei_start (bb->succs);
10331                     e1 = ei_safe_edge (ei);
10332                     ei_next (&ei);
10333                     e2 = ei_safe_edge (ei);
10334
10335                     if (e2->flags & EDGE_FALLTHRU)
10336                       {
10337                         e2 = e1;
10338                         e1 = ei_safe_edge (ei);
10339                       }
10340
10341                     if (!(e1->flags & EDGE_FALLTHRU))
10342                       return;
10343
10344                     tbegin_bb = (target == pc_rtx) ? e1->dest : e2->dest;
10345                   }
10346                   if (tmp == BB_END (bb))
10347                     break;
10348                 }
10349             }
10350
10351           if (XINT (SET_SRC (pat), 1) == UNSPECV_TEND)
10352             {
10353               if (tend_bb != NULL)
10354                 return;
10355               tend_bb = bb;
10356             }
10357         }
10358     }
10359
10360   /* Either we successfully remove the FPR clobbers here or we are not
10361      able to do anything for this TX.  Both cases don't qualify for
10362      another look.  */
10363   cfun->machine->tbegin_p = false;
10364
10365   if (tbegin_bb == NULL || tend_bb == NULL)
10366     return;
10367
10368   calculate_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
10369   result = dominated_by_p (CDI_POST_DOMINATORS, tbegin_bb, tend_bb);
10370   free_dominance_info (CDI_POST_DOMINATORS);
10371
10372   if (!result)
10373     return;
10374
10375   PATTERN (tbegin_insn) = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode,
10376                             gen_rtvec (2,
10377                                        XVECEXP (PATTERN (tbegin_insn), 0, 0),
10378                                        XVECEXP (PATTERN (tbegin_insn), 0, 1)));
10379   INSN_CODE (tbegin_insn) = -1;
10380   df_insn_rescan (tbegin_insn);
10381
10382   return;
10383 }
10384
10385 /* Return true if it is legal to put a value with MODE into REGNO.  */
10386
10387 bool
10388 s390_hard_regno_mode_ok (unsigned int regno, machine_mode mode)
10389 {
10390   if (!TARGET_VX && VECTOR_NOFP_REGNO_P (regno))
10391     return false;
10392
10393   switch (REGNO_REG_CLASS (regno))
10394     {
10395     case VEC_REGS:
10396       return ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_INT
10397                && s390_class_max_nregs (VEC_REGS, mode) == 1)
10398               || mode == DFmode
10399               || (TARGET_VXE && mode == SFmode)
10400               || s390_vector_mode_supported_p (mode));
10401       break;
10402     case FP_REGS:
10403       if (TARGET_VX
10404           && ((GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_INT
10405                && s390_class_max_nregs (FP_REGS, mode) == 1)
10406               || mode == DFmode
10407               || s390_vector_mode_supported_p (mode)))
10408         return true;
10409
10410       if (REGNO_PAIR_OK (regno, mode))
10411         {
10412           if (mode == SImode || mode == DImode)
10413             return true;
10414
10415           if (FLOAT_MODE_P (mode) && GET_MODE_CLASS (mode) != MODE_VECTOR_FLOAT)
10416             return true;
10417         }
10418       break;
10419     case ADDR_REGS:
10420       if (FRAME_REGNO_P (regno) && mode == Pmode)
10421         return true;
10422
10423       /* fallthrough */
10424     case GENERAL_REGS:
10425       if (REGNO_PAIR_OK (regno, mode))
10426         {
10427           if (TARGET_ZARCH
10428               || (mode != TFmode && mode != TCmode && mode != TDmode))
10429             return true;
10430         }
10431       break;
10432     case CC_REGS:
10433       if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_CC)
10434         return true;
10435       break;
10436     case ACCESS_REGS:
10437       if (REGNO_PAIR_OK (regno, mode))
10438         {
10439           if (mode == SImode || mode == Pmode)
10440             return true;
10441         }
10442       break;
10443     default:
10444       return false;
10445     }
10446
10447   return false;
10448 }
10449
10450 /* Return nonzero if register OLD_REG can be renamed to register NEW_REG.  */
10451
10452 bool
10453 s390_hard_regno_rename_ok (unsigned int old_reg, unsigned int new_reg)
10454 {
10455    /* Once we've decided upon a register to use as base register, it must
10456       no longer be used for any other purpose.  */
10457   if (cfun->machine->base_reg)
10458     if (REGNO (cfun->machine->base_reg) == old_reg
10459         || REGNO (cfun->machine->base_reg) == new_reg)
10460       return false;
10461
10462   /* Prevent regrename from using call-saved regs which haven't
10463      actually been saved.  This is necessary since regrename assumes
10464      the backend save/restore decisions are based on
10465      df_regs_ever_live.  Since we have our own routine we have to tell
10466      regrename manually about it.  */
10467   if (GENERAL_REGNO_P (new_reg)
10468       && !call_really_used_regs[new_reg]
10469       && cfun_gpr_save_slot (new_reg) == SAVE_SLOT_NONE)
10470     return false;
10471
10472   return true;
10473 }
10474
10475 /* Return nonzero if register REGNO can be used as a scratch register
10476    in peephole2.  */
10477
10478 static bool
10479 s390_hard_regno_scratch_ok (unsigned int regno)
10480 {
10481   /* See s390_hard_regno_rename_ok.  */
10482   if (GENERAL_REGNO_P (regno)
10483       && !call_really_used_regs[regno]
10484       && cfun_gpr_save_slot (regno) == SAVE_SLOT_NONE)
10485     return false;
10486
10487   return true;
10488 }
10489
10490 /* Maximum number of registers to represent a value of mode MODE
10491    in a register of class RCLASS.  */
10492
10493 int
10494 s390_class_max_nregs (enum reg_class rclass, machine_mode mode)
10495 {
10496   int reg_size;
10497   bool reg_pair_required_p = false;
10498
10499   switch (rclass)
10500     {
10501     case FP_REGS:
10502     case VEC_REGS:
10503       reg_size = TARGET_VX ? 16 : 8;
10504
10505       /* TF and TD modes would fit into a VR but we put them into a
10506          register pair since we do not have 128bit FP instructions on
10507          full VRs.  */
10508       if (TARGET_VX
10509           && SCALAR_FLOAT_MODE_P (mode)
10510           && GET_MODE_SIZE (mode) >= 16)
10511         reg_pair_required_p = true;
10512
10513       /* Even if complex types would fit into a single FPR/VR we force
10514          them into a register pair to deal with the parts more easily.
10515          (FIXME: What about complex ints?)  */
10516       if (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_COMPLEX_FLOAT)
10517         reg_pair_required_p = true;
10518       break;
10519     case ACCESS_REGS:
10520       reg_size = 4;
10521       break;
10522     default:
10523       reg_size = UNITS_PER_WORD;
10524       break;
10525     }
10526
10527   if (reg_pair_required_p)
10528     return 2 * ((GET_MODE_SIZE (mode) / 2 + reg_size - 1) / reg_size);
10529
10530   return (GET_MODE_SIZE (mode) + reg_size - 1) / reg_size;
10531 }
10532
10533 /* Return TRUE if changing mode from FROM to TO should not be allowed
10534    for register class CLASS.  */
10535
10536 int
10537 s390_cannot_change_mode_class (machine_mode from_mode,
10538                                machine_mode to_mode,
10539                                enum reg_class rclass)
10540 {
10541   machine_mode small_mode;
10542   machine_mode big_mode;
10543
10544   /* V1TF and TF have different representations in vector
10545      registers.  */
10546   if (reg_classes_intersect_p (VEC_REGS, rclass)
10547       && ((from_mode == V1TFmode && to_mode == TFmode)
10548           || (from_mode == TFmode && to_mode == V1TFmode)))
10549     return 1;
10550
10551   if (GET_MODE_SIZE (from_mode) == GET_MODE_SIZE (to_mode))
10552     return 0;
10553
10554   if (GET_MODE_SIZE (from_mode) < GET_MODE_SIZE (to_mode))
10555     {
10556       small_mode = from_mode;
10557       big_mode = to_mode;
10558     }
10559   else
10560     {
10561       small_mode = to_mode;
10562       big_mode = from_mode;
10563     }
10564
10565   /* Values residing in VRs are little-endian style.  All modes are
10566      placed left-aligned in an VR.  This means that we cannot allow
10567      switching between modes with differing sizes.  Also if the vector
10568      facility is available we still place TFmode values in VR register
10569      pairs, since the only instructions we have operating on TFmodes
10570      only deal with register pairs.  Therefore we have to allow DFmode
10571      subregs of TFmodes to enable the TFmode splitters.  */
10572   if (reg_classes_intersect_p (VEC_REGS, rclass)
10573       && (GET_MODE_SIZE (small_mode) < 8
10574           || s390_class_max_nregs (VEC_REGS, big_mode) == 1))
10575     return 1;
10576
10577   /* Likewise for access registers, since they have only half the
10578      word size on 64-bit.  */
10579   if (reg_classes_intersect_p (ACCESS_REGS, rclass))
10580     return 1;
10581
10582   return 0;
10583 }
10584
10585 /* Return true if we use LRA instead of reload pass.  */
10586 static bool
10587 s390_lra_p (void)
10588 {
10589   return s390_lra_flag;
10590 }
10591
10592 /* Return true if register FROM can be eliminated via register TO.  */
10593
10594 static bool
10595 s390_can_eliminate (const int from, const int to)
10596 {
10597   /* On zSeries machines, we have not marked the base register as fixed.
10598      Instead, we have an elimination rule BASE_REGNUM -> BASE_REGNUM.
10599      If a function requires the base register, we say here that this
10600      elimination cannot be performed.  This will cause reload to free
10601      up the base register (as if it were fixed).  On the other hand,
10602      if the current function does *not* require the base register, we
10603      say here the elimination succeeds, which in turn allows reload
10604      to allocate the base register for any other purpose.  */
10605   if (from == BASE_REGNUM && to == BASE_REGNUM)
10606     {
10607       if (TARGET_CPU_ZARCH)
10608         {
10609           s390_init_frame_layout ();
10610           return cfun->machine->base_reg == NULL_RTX;
10611         }
10612
10613       return false;
10614     }
10615
10616   /* Everything else must point into the stack frame.  */
10617   gcc_assert (to == STACK_POINTER_REGNUM
10618               || to == HARD_FRAME_POINTER_REGNUM);
10619
10620   gcc_assert (from == FRAME_POINTER_REGNUM
10621               || from == ARG_POINTER_REGNUM
10622               || from == RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM);
10623
10624   /* Make sure we actually saved the return address.  */
10625   if (from == RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM)
10626     if (!crtl->calls_eh_return
10627         && !cfun->stdarg
10628         && !cfun_frame_layout.save_return_addr_p)
10629       return false;
10630
10631   return true;
10632 }
10633
10634 /* Return offset between register FROM and TO initially after prolog.  */
10635
10636 HOST_WIDE_INT
10637 s390_initial_elimination_offset (int from, int to)
10638 {
10639   HOST_WIDE_INT offset;
10640
10641   /* ??? Why are we called for non-eliminable pairs?  */
10642   if (!s390_can_eliminate (from, to))
10643     return 0;
10644
10645   switch (from)
10646     {
10647     case FRAME_POINTER_REGNUM:
10648       offset = (get_frame_size()
10649                 + STACK_POINTER_OFFSET
10650                 + crtl->outgoing_args_size);
10651       break;
10652
10653     case ARG_POINTER_REGNUM:
10654       s390_init_frame_layout ();
10655       offset = cfun_frame_layout.frame_size + STACK_POINTER_OFFSET;
10656       break;
10657
10658     case RETURN_ADDRESS_POINTER_REGNUM:
10659       s390_init_frame_layout ();
10660
10661       if (cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot == -1)
10662         {
10663           /* If it turns out that for stdarg nothing went into the reg
10664              save area we also do not need the return address
10665              pointer.  */
10666           if (cfun->stdarg && !cfun_save_arg_fprs_p)
10667             return 0;
10668
10669           gcc_unreachable ();
10670         }
10671
10672       /* In order to make the following work it is not necessary for
10673          r14 to have a save slot.  It is sufficient if one other GPR
10674          got one.  Since the GPRs are always stored without gaps we
10675          are able to calculate where the r14 save slot would
10676          reside.  */
10677       offset = (cfun_frame_layout.frame_size + cfun_frame_layout.gprs_offset +
10678                 (RETURN_REGNUM - cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot) *
10679                 UNITS_PER_LONG);
10680       break;
10681
10682     case BASE_REGNUM:
10683       offset = 0;
10684       break;
10685
10686     default:
10687       gcc_unreachable ();
10688     }
10689
10690   return offset;
10691 }
10692
10693 /* Emit insn to save fpr REGNUM at offset OFFSET relative
10694    to register BASE.  Return generated insn.  */
10695
10696 static rtx
10697 save_fpr (rtx base, int offset, int regnum)
10698 {
10699   rtx addr;
10700   addr = gen_rtx_MEM (DFmode, plus_constant (Pmode, base, offset));
10701
10702   if (regnum >= 16 && regnum <= (16 + FP_ARG_NUM_REG))
10703     set_mem_alias_set (addr, get_varargs_alias_set ());
10704   else
10705     set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
10706
10707   return emit_move_insn (addr, gen_rtx_REG (DFmode, regnum));
10708 }
10709
10710 /* Emit insn to restore fpr REGNUM from offset OFFSET relative
10711    to register BASE.  Return generated insn.  */
10712
10713 static rtx
10714 restore_fpr (rtx base, int offset, int regnum)
10715 {
10716   rtx addr;
10717   addr = gen_rtx_MEM (DFmode, plus_constant (Pmode, base, offset));
10718   set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
10719
10720   return emit_move_insn (gen_rtx_REG (DFmode, regnum), addr);
10721 }
10722
10723 /* Return true if REGNO is a global register, but not one
10724    of the special ones that need to be saved/restored in anyway.  */
10725
10726 static inline bool
10727 global_not_special_regno_p (int regno)
10728 {
10729   return (global_regs[regno]
10730           /* These registers are special and need to be
10731              restored in any case.  */
10732           && !(regno == STACK_POINTER_REGNUM
10733                || regno == RETURN_REGNUM
10734                || regno == BASE_REGNUM
10735                || (flag_pic && regno == (int)PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM)));
10736 }
10737
10738 /* Generate insn to save registers FIRST to LAST into
10739    the register save area located at offset OFFSET
10740    relative to register BASE.  */
10741
10742 static rtx
10743 save_gprs (rtx base, int offset, int first, int last)
10744 {
10745   rtx addr, insn, note;
10746   int i;
10747
10748   addr = plus_constant (Pmode, base, offset);
10749   addr = gen_rtx_MEM (Pmode, addr);
10750
10751   set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
10752
10753   /* Special-case single register.  */
10754   if (first == last)
10755     {
10756       if (TARGET_64BIT)
10757         insn = gen_movdi (addr, gen_rtx_REG (Pmode, first));
10758       else
10759         insn = gen_movsi (addr, gen_rtx_REG (Pmode, first));
10760
10761       if (!global_not_special_regno_p (first))
10762         RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10763       return insn;
10764     }
10765
10766
10767   insn = gen_store_multiple (addr,
10768                              gen_rtx_REG (Pmode, first),
10769                              GEN_INT (last - first + 1));
10770
10771   if (first <= 6 && cfun->stdarg)
10772     for (i = 0; i < XVECLEN (PATTERN (insn), 0); i++)
10773       {
10774         rtx mem = XEXP (XVECEXP (PATTERN (insn), 0, i), 0);
10775
10776         if (first + i <= 6)
10777           set_mem_alias_set (mem, get_varargs_alias_set ());
10778       }
10779
10780   /* We need to set the FRAME_RELATED flag on all SETs
10781      inside the store-multiple pattern.
10782
10783      However, we must not emit DWARF records for registers 2..5
10784      if they are stored for use by variable arguments ...
10785
10786      ??? Unfortunately, it is not enough to simply not the
10787      FRAME_RELATED flags for those SETs, because the first SET
10788      of the PARALLEL is always treated as if it had the flag
10789      set, even if it does not.  Therefore we emit a new pattern
10790      without those registers as REG_FRAME_RELATED_EXPR note.  */
10791
10792   if (first >= 6 && !global_not_special_regno_p (first))
10793     {
10794       rtx pat = PATTERN (insn);
10795
10796       for (i = 0; i < XVECLEN (pat, 0); i++)
10797         if (GET_CODE (XVECEXP (pat, 0, i)) == SET
10798             && !global_not_special_regno_p (REGNO (SET_SRC (XVECEXP (pat,
10799                                                                      0, i)))))
10800           RTX_FRAME_RELATED_P (XVECEXP (pat, 0, i)) = 1;
10801
10802       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10803     }
10804   else if (last >= 6)
10805     {
10806       int start;
10807
10808       for (start = first >= 6 ? first : 6; start <= last; start++)
10809         if (!global_not_special_regno_p (start))
10810           break;
10811
10812       if (start > last)
10813         return insn;
10814
10815       addr = plus_constant (Pmode, base,
10816                             offset + (start - first) * UNITS_PER_LONG);
10817
10818       if (start == last)
10819         {
10820           if (TARGET_64BIT)
10821             note = gen_movdi (gen_rtx_MEM (Pmode, addr),
10822                               gen_rtx_REG (Pmode, start));
10823           else
10824             note = gen_movsi (gen_rtx_MEM (Pmode, addr),
10825                               gen_rtx_REG (Pmode, start));
10826           note = PATTERN (note);
10827
10828           add_reg_note (insn, REG_FRAME_RELATED_EXPR, note);
10829           RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10830
10831           return insn;
10832         }
10833
10834       note = gen_store_multiple (gen_rtx_MEM (Pmode, addr),
10835                                  gen_rtx_REG (Pmode, start),
10836                                  GEN_INT (last - start + 1));
10837       note = PATTERN (note);
10838
10839       add_reg_note (insn, REG_FRAME_RELATED_EXPR, note);
10840
10841       for (i = 0; i < XVECLEN (note, 0); i++)
10842         if (GET_CODE (XVECEXP (note, 0, i)) == SET
10843             && !global_not_special_regno_p (REGNO (SET_SRC (XVECEXP (note,
10844                                                                      0, i)))))
10845           RTX_FRAME_RELATED_P (XVECEXP (note, 0, i)) = 1;
10846
10847       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10848     }
10849
10850   return insn;
10851 }
10852
10853 /* Generate insn to restore registers FIRST to LAST from
10854    the register save area located at offset OFFSET
10855    relative to register BASE.  */
10856
10857 static rtx
10858 restore_gprs (rtx base, int offset, int first, int last)
10859 {
10860   rtx addr, insn;
10861
10862   addr = plus_constant (Pmode, base, offset);
10863   addr = gen_rtx_MEM (Pmode, addr);
10864   set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
10865
10866   /* Special-case single register.  */
10867   if (first == last)
10868     {
10869       if (TARGET_64BIT)
10870         insn = gen_movdi (gen_rtx_REG (Pmode, first), addr);
10871       else
10872         insn = gen_movsi (gen_rtx_REG (Pmode, first), addr);
10873
10874       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10875       return insn;
10876     }
10877
10878   insn = gen_load_multiple (gen_rtx_REG (Pmode, first),
10879                             addr,
10880                             GEN_INT (last - first + 1));
10881   RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10882   return insn;
10883 }
10884
10885 /* Return insn sequence to load the GOT register.  */
10886
10887 rtx_insn *
10888 s390_load_got (void)
10889 {
10890   rtx_insn *insns;
10891
10892   /* We cannot use pic_offset_table_rtx here since we use this
10893      function also for non-pic if __tls_get_offset is called and in
10894      that case PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM as well as pic_offset_table_rtx
10895      aren't usable.  */
10896   rtx got_rtx = gen_rtx_REG (Pmode, 12);
10897
10898   start_sequence ();
10899
10900   if (TARGET_CPU_ZARCH)
10901     {
10902       emit_move_insn (got_rtx, s390_got_symbol ());
10903     }
10904   else
10905     {
10906       rtx offset;
10907
10908       offset = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, s390_got_symbol ()),
10909                                UNSPEC_LTREL_OFFSET);
10910       offset = gen_rtx_CONST (Pmode, offset);
10911       offset = force_const_mem (Pmode, offset);
10912
10913       emit_move_insn (got_rtx, offset);
10914
10915       offset = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, XEXP (offset, 0)),
10916                                UNSPEC_LTREL_BASE);
10917       offset = gen_rtx_PLUS (Pmode, got_rtx, offset);
10918
10919       emit_move_insn (got_rtx, offset);
10920     }
10921
10922   insns = get_insns ();
10923   end_sequence ();
10924   return insns;
10925 }
10926
10927 /* This ties together stack memory (MEM with an alias set of frame_alias_set)
10928    and the change to the stack pointer.  */
10929
10930 static void
10931 s390_emit_stack_tie (void)
10932 {
10933   rtx mem = gen_frame_mem (BLKmode,
10934                            gen_rtx_REG (Pmode, STACK_POINTER_REGNUM));
10935
10936   emit_insn (gen_stack_tie (mem));
10937 }
10938
10939 /* Copy GPRS into FPR save slots.  */
10940
10941 static void
10942 s390_save_gprs_to_fprs (void)
10943 {
10944   int i;
10945
10946   if (!TARGET_Z10 || !TARGET_HARD_FLOAT || !crtl->is_leaf)
10947     return;
10948
10949   for (i = 6; i < 16; i++)
10950     {
10951       if (FP_REGNO_P (cfun_gpr_save_slot (i)))
10952         {
10953           rtx_insn *insn =
10954             emit_move_insn (gen_rtx_REG (DImode, cfun_gpr_save_slot (i)),
10955                             gen_rtx_REG (DImode, i));
10956           RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10957           /* This prevents dwarf2cfi from interpreting the set.  Doing
10958              so it might emit def_cfa_register infos setting an FPR as
10959              new CFA.  */
10960           add_reg_note (insn, REG_CFA_REGISTER, copy_rtx (PATTERN (insn)));
10961         }
10962     }
10963 }
10964
10965 /* Restore GPRs from FPR save slots.  */
10966
10967 static void
10968 s390_restore_gprs_from_fprs (void)
10969 {
10970   int i;
10971
10972   if (!TARGET_Z10 || !TARGET_HARD_FLOAT || !crtl->is_leaf)
10973     return;
10974
10975   for (i = 6; i < 16; i++)
10976     {
10977       rtx_insn *insn;
10978
10979       if (!FP_REGNO_P (cfun_gpr_save_slot (i)))
10980         continue;
10981
10982       rtx fpr = gen_rtx_REG (DImode, cfun_gpr_save_slot (i));
10983
10984       if (i == STACK_POINTER_REGNUM)
10985         insn = emit_insn (gen_stack_restore_from_fpr (fpr));
10986       else
10987         insn = emit_move_insn (gen_rtx_REG (DImode, i), fpr);
10988
10989       df_set_regs_ever_live (i, true);
10990       add_reg_note (insn, REG_CFA_RESTORE, gen_rtx_REG (DImode, i));
10991       if (i == STACK_POINTER_REGNUM)
10992         add_reg_note (insn, REG_CFA_DEF_CFA,
10993                       plus_constant (Pmode, stack_pointer_rtx,
10994                                      STACK_POINTER_OFFSET));
10995       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
10996     }
10997 }
10998
10999
11000 /* A pass run immediately before shrink-wrapping and prologue and epilogue
11001    generation.  */
11002
11003 namespace {
11004
11005 const pass_data pass_data_s390_early_mach =
11006 {
11007   RTL_PASS, /* type */
11008   "early_mach", /* name */
11009   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
11010   TV_MACH_DEP, /* tv_id */
11011   0, /* properties_required */
11012   0, /* properties_provided */
11013   0, /* properties_destroyed */
11014   0, /* todo_flags_start */
11015   ( TODO_df_verify | TODO_df_finish ), /* todo_flags_finish */
11016 };
11017
11018 class pass_s390_early_mach : public rtl_opt_pass
11019 {
11020 public:
11021   pass_s390_early_mach (gcc::context *ctxt)
11022     : rtl_opt_pass (pass_data_s390_early_mach, ctxt)
11023   {}
11024
11025   /* opt_pass methods: */
11026   virtual unsigned int execute (function *);
11027
11028 }; // class pass_s390_early_mach
11029
11030 unsigned int
11031 pass_s390_early_mach::execute (function *fun)
11032 {
11033   rtx_insn *insn;
11034
11035   /* Try to get rid of the FPR clobbers.  */
11036   s390_optimize_nonescaping_tx ();
11037
11038   /* Re-compute register info.  */
11039   s390_register_info ();
11040
11041   /* If we're using a base register, ensure that it is always valid for
11042      the first non-prologue instruction.  */
11043   if (fun->machine->base_reg)
11044     emit_insn_at_entry (gen_main_pool (fun->machine->base_reg));
11045
11046   /* Annotate all constant pool references to let the scheduler know
11047      they implicitly use the base register.  */
11048   for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
11049     if (INSN_P (insn))
11050       {
11051         annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (insn));
11052         df_insn_rescan (insn);
11053       }
11054   return 0;
11055 }
11056
11057 } // anon namespace
11058
11059 /* Expand the prologue into a bunch of separate insns.  */
11060
11061 void
11062 s390_emit_prologue (void)
11063 {
11064   rtx insn, addr;
11065   rtx temp_reg;
11066   int i;
11067   int offset;
11068   int next_fpr = 0;
11069
11070   /* Choose best register to use for temp use within prologue.
11071      TPF with profiling must avoid the register 14 - the tracing function
11072      needs the original contents of r14 to be preserved.  */
11073
11074   if (!has_hard_reg_initial_val (Pmode, RETURN_REGNUM)
11075       && !crtl->is_leaf
11076       && !TARGET_TPF_PROFILING)
11077     temp_reg = gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM);
11078   else if (flag_split_stack && cfun->stdarg)
11079     temp_reg = gen_rtx_REG (Pmode, 12);
11080   else
11081     temp_reg = gen_rtx_REG (Pmode, 1);
11082
11083   s390_save_gprs_to_fprs ();
11084
11085   /* Save call saved gprs.  */
11086   if (cfun_frame_layout.first_save_gpr != -1)
11087     {
11088       insn = save_gprs (stack_pointer_rtx,
11089                         cfun_frame_layout.gprs_offset +
11090                         UNITS_PER_LONG * (cfun_frame_layout.first_save_gpr
11091                                           - cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot),
11092                         cfun_frame_layout.first_save_gpr,
11093                         cfun_frame_layout.last_save_gpr);
11094       emit_insn (insn);
11095     }
11096
11097   /* Dummy insn to mark literal pool slot.  */
11098
11099   if (cfun->machine->base_reg)
11100     emit_insn (gen_main_pool (cfun->machine->base_reg));
11101
11102   offset = cfun_frame_layout.f0_offset;
11103
11104   /* Save f0 and f2.  */
11105   for (i = FPR0_REGNUM; i <= FPR0_REGNUM + 1; i++)
11106     {
11107       if (cfun_fpr_save_p (i))
11108         {
11109           save_fpr (stack_pointer_rtx, offset, i);
11110           offset += 8;
11111         }
11112       else if (!TARGET_PACKED_STACK || cfun->stdarg)
11113         offset += 8;
11114     }
11115
11116   /* Save f4 and f6.  */
11117   offset = cfun_frame_layout.f4_offset;
11118   for (i = FPR4_REGNUM; i <= FPR4_REGNUM + 1; i++)
11119     {
11120       if (cfun_fpr_save_p (i))
11121         {
11122           insn = save_fpr (stack_pointer_rtx, offset, i);
11123           offset += 8;
11124
11125           /* If f4 and f6 are call clobbered they are saved due to
11126              stdargs and therefore are not frame related.  */
11127           if (!call_really_used_regs[i])
11128             RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11129         }
11130       else if (!TARGET_PACKED_STACK || call_really_used_regs[i])
11131         offset += 8;
11132     }
11133
11134   if (TARGET_PACKED_STACK
11135       && cfun_save_high_fprs_p
11136       && cfun_frame_layout.f8_offset + cfun_frame_layout.high_fprs * 8 > 0)
11137     {
11138       offset = (cfun_frame_layout.f8_offset
11139                 + (cfun_frame_layout.high_fprs - 1) * 8);
11140
11141       for (i = FPR15_REGNUM; i >= FPR8_REGNUM && offset >= 0; i--)
11142         if (cfun_fpr_save_p (i))
11143           {
11144             insn = save_fpr (stack_pointer_rtx, offset, i);
11145
11146             RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11147             offset -= 8;
11148           }
11149       if (offset >= cfun_frame_layout.f8_offset)
11150         next_fpr = i;
11151     }
11152
11153   if (!TARGET_PACKED_STACK)
11154     next_fpr = cfun_save_high_fprs_p ? FPR15_REGNUM : 0;
11155
11156   if (flag_stack_usage_info)
11157     current_function_static_stack_size = cfun_frame_layout.frame_size;
11158
11159   /* Decrement stack pointer.  */
11160
11161   if (cfun_frame_layout.frame_size > 0)
11162     {
11163       rtx frame_off = GEN_INT (-cfun_frame_layout.frame_size);
11164       rtx real_frame_off;
11165
11166       if (s390_stack_size)
11167         {
11168           HOST_WIDE_INT stack_guard;
11169
11170           if (s390_stack_guard)
11171             stack_guard = s390_stack_guard;
11172           else
11173             {
11174               /* If no value for stack guard is provided the smallest power of 2
11175                  larger than the current frame size is chosen.  */
11176               stack_guard = 1;
11177               while (stack_guard < cfun_frame_layout.frame_size)
11178                 stack_guard <<= 1;
11179             }
11180
11181           if (cfun_frame_layout.frame_size >= s390_stack_size)
11182             {
11183               warning (0, "frame size of function %qs is %wd"
11184                        " bytes exceeding user provided stack limit of "
11185                        "%d bytes.  "
11186                        "An unconditional trap is added.",
11187                        current_function_name(), cfun_frame_layout.frame_size,
11188                        s390_stack_size);
11189               emit_insn (gen_trap ());
11190               emit_barrier ();
11191             }
11192           else
11193             {
11194               /* stack_guard has to be smaller than s390_stack_size.
11195                  Otherwise we would emit an AND with zero which would
11196                  not match the test under mask pattern.  */
11197               if (stack_guard >= s390_stack_size)
11198                 {
11199                   warning (0, "frame size of function %qs is %wd"
11200                            " bytes which is more than half the stack size. "
11201                            "The dynamic check would not be reliable. "
11202                            "No check emitted for this function.",
11203                            current_function_name(),
11204                            cfun_frame_layout.frame_size);
11205                 }
11206               else
11207                 {
11208                   HOST_WIDE_INT stack_check_mask = ((s390_stack_size - 1)
11209                                                     & ~(stack_guard - 1));
11210
11211                   rtx t = gen_rtx_AND (Pmode, stack_pointer_rtx,
11212                                        GEN_INT (stack_check_mask));
11213                   if (TARGET_64BIT)
11214                     emit_insn (gen_ctrapdi4 (gen_rtx_EQ (VOIDmode,
11215                                                          t, const0_rtx),
11216                                              t, const0_rtx, const0_rtx));
11217                   else
11218                     emit_insn (gen_ctrapsi4 (gen_rtx_EQ (VOIDmode,
11219                                                          t, const0_rtx),
11220                                              t, const0_rtx, const0_rtx));
11221                 }
11222             }
11223         }
11224
11225       if (s390_warn_framesize > 0
11226           && cfun_frame_layout.frame_size >= s390_warn_framesize)
11227         warning (0, "frame size of %qs is %wd bytes",
11228                  current_function_name (), cfun_frame_layout.frame_size);
11229
11230       if (s390_warn_dynamicstack_p && cfun->calls_alloca)
11231         warning (0, "%qs uses dynamic stack allocation", current_function_name ());
11232
11233       /* Save incoming stack pointer into temp reg.  */
11234       if (TARGET_BACKCHAIN || next_fpr)
11235         insn = emit_insn (gen_move_insn (temp_reg, stack_pointer_rtx));
11236
11237       /* Subtract frame size from stack pointer.  */
11238
11239       if (DISP_IN_RANGE (INTVAL (frame_off)))
11240         {
11241           insn = gen_rtx_SET (stack_pointer_rtx,
11242                               gen_rtx_PLUS (Pmode, stack_pointer_rtx,
11243                                             frame_off));
11244           insn = emit_insn (insn);
11245         }
11246       else
11247         {
11248           if (!CONST_OK_FOR_K (INTVAL (frame_off)))
11249             frame_off = force_const_mem (Pmode, frame_off);
11250
11251           insn = emit_insn (gen_add2_insn (stack_pointer_rtx, frame_off));
11252           annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (insn));
11253         }
11254
11255       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11256       real_frame_off = GEN_INT (-cfun_frame_layout.frame_size);
11257       add_reg_note (insn, REG_FRAME_RELATED_EXPR,
11258                     gen_rtx_SET (stack_pointer_rtx,
11259                                  gen_rtx_PLUS (Pmode, stack_pointer_rtx,
11260                                                real_frame_off)));
11261
11262       /* Set backchain.  */
11263
11264       if (TARGET_BACKCHAIN)
11265         {
11266           if (cfun_frame_layout.backchain_offset)
11267             addr = gen_rtx_MEM (Pmode,
11268                                 plus_constant (Pmode, stack_pointer_rtx,
11269                                   cfun_frame_layout.backchain_offset));
11270           else
11271             addr = gen_rtx_MEM (Pmode, stack_pointer_rtx);
11272           set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
11273           insn = emit_insn (gen_move_insn (addr, temp_reg));
11274         }
11275
11276       /* If we support non-call exceptions (e.g. for Java),
11277          we need to make sure the backchain pointer is set up
11278          before any possibly trapping memory access.  */
11279       if (TARGET_BACKCHAIN && cfun->can_throw_non_call_exceptions)
11280         {
11281           addr = gen_rtx_MEM (BLKmode, gen_rtx_SCRATCH (VOIDmode));
11282           emit_clobber (addr);
11283         }
11284     }
11285
11286   /* Save fprs 8 - 15 (64 bit ABI).  */
11287
11288   if (cfun_save_high_fprs_p && next_fpr)
11289     {
11290       /* If the stack might be accessed through a different register
11291          we have to make sure that the stack pointer decrement is not
11292          moved below the use of the stack slots.  */
11293       s390_emit_stack_tie ();
11294
11295       insn = emit_insn (gen_add2_insn (temp_reg,
11296                                        GEN_INT (cfun_frame_layout.f8_offset)));
11297
11298       offset = 0;
11299
11300       for (i = FPR8_REGNUM; i <= next_fpr; i++)
11301         if (cfun_fpr_save_p (i))
11302           {
11303             rtx addr = plus_constant (Pmode, stack_pointer_rtx,
11304                                       cfun_frame_layout.frame_size
11305                                       + cfun_frame_layout.f8_offset
11306                                       + offset);
11307
11308             insn = save_fpr (temp_reg, offset, i);
11309             offset += 8;
11310             RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11311             add_reg_note (insn, REG_FRAME_RELATED_EXPR,
11312                           gen_rtx_SET (gen_rtx_MEM (DFmode, addr),
11313                                        gen_rtx_REG (DFmode, i)));
11314           }
11315     }
11316
11317   /* Set frame pointer, if needed.  */
11318
11319   if (frame_pointer_needed)
11320     {
11321       insn = emit_move_insn (hard_frame_pointer_rtx, stack_pointer_rtx);
11322       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11323     }
11324
11325   /* Set up got pointer, if needed.  */
11326
11327   if (flag_pic && df_regs_ever_live_p (PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM))
11328     {
11329       rtx_insn *insns = s390_load_got ();
11330
11331       for (rtx_insn *insn = insns; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
11332         annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (insn));
11333
11334       emit_insn (insns);
11335     }
11336
11337   if (TARGET_TPF_PROFILING)
11338     {
11339       /* Generate a BAS instruction to serve as a function
11340          entry intercept to facilitate the use of tracing
11341          algorithms located at the branch target.  */
11342       emit_insn (gen_prologue_tpf ());
11343
11344       /* Emit a blockage here so that all code
11345          lies between the profiling mechanisms.  */
11346       emit_insn (gen_blockage ());
11347     }
11348 }
11349
11350 /* Expand the epilogue into a bunch of separate insns.  */
11351
11352 void
11353 s390_emit_epilogue (bool sibcall)
11354 {
11355   rtx frame_pointer, return_reg, cfa_restores = NULL_RTX;
11356   int area_bottom, area_top, offset = 0;
11357   int next_offset;
11358   rtvec p;
11359   int i;
11360
11361   if (TARGET_TPF_PROFILING)
11362     {
11363
11364       /* Generate a BAS instruction to serve as a function
11365          entry intercept to facilitate the use of tracing
11366          algorithms located at the branch target.  */
11367
11368       /* Emit a blockage here so that all code
11369          lies between the profiling mechanisms.  */
11370       emit_insn (gen_blockage ());
11371
11372       emit_insn (gen_epilogue_tpf ());
11373     }
11374
11375   /* Check whether to use frame or stack pointer for restore.  */
11376
11377   frame_pointer = (frame_pointer_needed
11378                    ? hard_frame_pointer_rtx : stack_pointer_rtx);
11379
11380   s390_frame_area (&area_bottom, &area_top);
11381
11382   /* Check whether we can access the register save area.
11383      If not, increment the frame pointer as required.  */
11384
11385   if (area_top <= area_bottom)
11386     {
11387       /* Nothing to restore.  */
11388     }
11389   else if (DISP_IN_RANGE (cfun_frame_layout.frame_size + area_bottom)
11390            && DISP_IN_RANGE (cfun_frame_layout.frame_size + area_top - 1))
11391     {
11392       /* Area is in range.  */
11393       offset = cfun_frame_layout.frame_size;
11394     }
11395   else
11396     {
11397       rtx insn, frame_off, cfa;
11398
11399       offset = area_bottom < 0 ? -area_bottom : 0;
11400       frame_off = GEN_INT (cfun_frame_layout.frame_size - offset);
11401
11402       cfa = gen_rtx_SET (frame_pointer,
11403                          gen_rtx_PLUS (Pmode, frame_pointer, frame_off));
11404       if (DISP_IN_RANGE (INTVAL (frame_off)))
11405         {
11406           insn = gen_rtx_SET (frame_pointer,
11407                               gen_rtx_PLUS (Pmode, frame_pointer, frame_off));
11408           insn = emit_insn (insn);
11409         }
11410       else
11411         {
11412           if (!CONST_OK_FOR_K (INTVAL (frame_off)))
11413             frame_off = force_const_mem (Pmode, frame_off);
11414
11415           insn = emit_insn (gen_add2_insn (frame_pointer, frame_off));
11416           annotate_constant_pool_refs (&PATTERN (insn));
11417         }
11418       add_reg_note (insn, REG_CFA_ADJUST_CFA, cfa);
11419       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11420     }
11421
11422   /* Restore call saved fprs.  */
11423
11424   if (TARGET_64BIT)
11425     {
11426       if (cfun_save_high_fprs_p)
11427         {
11428           next_offset = cfun_frame_layout.f8_offset;
11429           for (i = FPR8_REGNUM; i <= FPR15_REGNUM; i++)
11430             {
11431               if (cfun_fpr_save_p (i))
11432                 {
11433                   restore_fpr (frame_pointer,
11434                                offset + next_offset, i);
11435                   cfa_restores
11436                     = alloc_reg_note (REG_CFA_RESTORE,
11437                                       gen_rtx_REG (DFmode, i), cfa_restores);
11438                   next_offset += 8;
11439                 }
11440             }
11441         }
11442
11443     }
11444   else
11445     {
11446       next_offset = cfun_frame_layout.f4_offset;
11447       /* f4, f6 */
11448       for (i = FPR4_REGNUM; i <= FPR4_REGNUM + 1; i++)
11449         {
11450           if (cfun_fpr_save_p (i))
11451             {
11452               restore_fpr (frame_pointer,
11453                            offset + next_offset, i);
11454               cfa_restores
11455                 = alloc_reg_note (REG_CFA_RESTORE,
11456                                   gen_rtx_REG (DFmode, i), cfa_restores);
11457               next_offset += 8;
11458             }
11459           else if (!TARGET_PACKED_STACK)
11460             next_offset += 8;
11461         }
11462
11463     }
11464
11465   /* Return register.  */
11466
11467   return_reg = gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM);
11468
11469   /* Restore call saved gprs.  */
11470
11471   if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr != -1)
11472     {
11473       rtx insn, addr;
11474       int i;
11475
11476       /* Check for global register and save them
11477          to stack location from where they get restored.  */
11478
11479       for (i = cfun_frame_layout.first_restore_gpr;
11480            i <= cfun_frame_layout.last_restore_gpr;
11481            i++)
11482         {
11483           if (global_not_special_regno_p (i))
11484             {
11485               addr = plus_constant (Pmode, frame_pointer,
11486                                     offset + cfun_frame_layout.gprs_offset
11487                                     + (i - cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot)
11488                                     * UNITS_PER_LONG);
11489               addr = gen_rtx_MEM (Pmode, addr);
11490               set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
11491               emit_move_insn (addr, gen_rtx_REG (Pmode, i));
11492             }
11493           else
11494             cfa_restores
11495               = alloc_reg_note (REG_CFA_RESTORE,
11496                                 gen_rtx_REG (Pmode, i), cfa_restores);
11497         }
11498
11499       /* Fetch return address from stack before load multiple,
11500          this will do good for scheduling.
11501
11502          Only do this if we already decided that r14 needs to be
11503          saved to a stack slot. (And not just because r14 happens to
11504          be in between two GPRs which need saving.)  Otherwise it
11505          would be difficult to take that decision back in
11506          s390_optimize_prologue.
11507
11508          This optimization is only helpful on in-order machines.  */
11509       if (! sibcall
11510           && cfun_gpr_save_slot (RETURN_REGNUM) == SAVE_SLOT_STACK
11511           && s390_tune <= PROCESSOR_2097_Z10)
11512         {
11513           int return_regnum = find_unused_clobbered_reg();
11514           if (!return_regnum)
11515             return_regnum = 4;
11516           return_reg = gen_rtx_REG (Pmode, return_regnum);
11517
11518           addr = plus_constant (Pmode, frame_pointer,
11519                                 offset + cfun_frame_layout.gprs_offset
11520                                 + (RETURN_REGNUM
11521                                    - cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot)
11522                                 * UNITS_PER_LONG);
11523           addr = gen_rtx_MEM (Pmode, addr);
11524           set_mem_alias_set (addr, get_frame_alias_set ());
11525           emit_move_insn (return_reg, addr);
11526
11527           /* Once we did that optimization we have to make sure
11528              s390_optimize_prologue does not try to remove the store
11529              of r14 since we will not be able to find the load issued
11530              here.  */
11531           cfun_frame_layout.save_return_addr_p = true;
11532         }
11533
11534       insn = restore_gprs (frame_pointer,
11535                            offset + cfun_frame_layout.gprs_offset
11536                            + (cfun_frame_layout.first_restore_gpr
11537                               - cfun_frame_layout.first_save_gpr_slot)
11538                            * UNITS_PER_LONG,
11539                            cfun_frame_layout.first_restore_gpr,
11540                            cfun_frame_layout.last_restore_gpr);
11541       insn = emit_insn (insn);
11542       REG_NOTES (insn) = cfa_restores;
11543       add_reg_note (insn, REG_CFA_DEF_CFA,
11544                     plus_constant (Pmode, stack_pointer_rtx,
11545                                    STACK_POINTER_OFFSET));
11546       RTX_FRAME_RELATED_P (insn) = 1;
11547     }
11548
11549   s390_restore_gprs_from_fprs ();
11550
11551   if (! sibcall)
11552     {
11553
11554       /* Return to caller.  */
11555
11556       p = rtvec_alloc (2);
11557
11558       RTVEC_ELT (p, 0) = ret_rtx;
11559       RTVEC_ELT (p, 1) = gen_rtx_USE (VOIDmode, return_reg);
11560       emit_jump_insn (gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, p));
11561     }
11562 }
11563
11564 /* Implement TARGET_SET_UP_BY_PROLOGUE.  */
11565
11566 static void
11567 s300_set_up_by_prologue (hard_reg_set_container *regs)
11568 {
11569   if (cfun->machine->base_reg
11570       && !call_really_used_regs[REGNO (cfun->machine->base_reg)])
11571     SET_HARD_REG_BIT (regs->set, REGNO (cfun->machine->base_reg));
11572 }
11573
11574 /* -fsplit-stack support.  */
11575
11576 /* A SYMBOL_REF for __morestack.  */
11577 static GTY(()) rtx morestack_ref;
11578
11579 /* When using -fsplit-stack, the allocation routines set a field in
11580    the TCB to the bottom of the stack plus this much space, measured
11581    in bytes.  */
11582
11583 #define SPLIT_STACK_AVAILABLE 1024
11584
11585 /* Emit -fsplit-stack prologue, which goes before the regular function
11586    prologue.  */
11587
11588 void
11589 s390_expand_split_stack_prologue (void)
11590 {
11591   rtx r1, guard, cc = NULL;
11592   rtx_insn *insn;
11593   /* Offset from thread pointer to __private_ss.  */
11594   int psso = TARGET_64BIT ? 0x38 : 0x20;
11595   /* Pointer size in bytes.  */
11596   /* Frame size and argument size - the two parameters to __morestack.  */
11597   HOST_WIDE_INT frame_size = cfun_frame_layout.frame_size;
11598   /* Align argument size to 8 bytes - simplifies __morestack code.  */
11599   HOST_WIDE_INT args_size = crtl->args.size >= 0
11600                             ? ((crtl->args.size + 7) & ~7)
11601                             : 0;
11602   /* Label to be called by __morestack.  */
11603   rtx_code_label *call_done = NULL;
11604   rtx_code_label *parm_base = NULL;
11605   rtx tmp;
11606
11607   gcc_assert (flag_split_stack && reload_completed);
11608   if (!TARGET_CPU_ZARCH)
11609     {
11610       sorry ("CPUs older than z900 are not supported for -fsplit-stack");
11611       return;
11612     }
11613
11614   r1 = gen_rtx_REG (Pmode, 1);
11615
11616   /* If no stack frame will be allocated, don't do anything.  */
11617   if (!frame_size)
11618     {
11619       if (cfun->machine->split_stack_varargs_pointer != NULL_RTX)
11620         {
11621           /* If va_start is used, just use r15.  */
11622           emit_move_insn (r1,
11623                          gen_rtx_PLUS (Pmode, stack_pointer_rtx,
11624                                        GEN_INT (STACK_POINTER_OFFSET)));
11625
11626         }
11627       return;
11628     }
11629
11630   if (morestack_ref == NULL_RTX)
11631     {
11632       morestack_ref = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "__morestack");
11633       SYMBOL_REF_FLAGS (morestack_ref) |= (SYMBOL_FLAG_LOCAL
11634                                            | SYMBOL_FLAG_FUNCTION);
11635     }
11636
11637   if (CONST_OK_FOR_K (frame_size) || CONST_OK_FOR_Op (frame_size))
11638     {
11639       /* If frame_size will fit in an add instruction, do a stack space
11640          check, and only call __morestack if there's not enough space.  */
11641
11642       /* Get thread pointer.  r1 is the only register we can always destroy - r0
11643          could contain a static chain (and cannot be used to address memory
11644          anyway), r2-r6 can contain parameters, and r6-r15 are callee-saved.  */
11645       emit_move_insn (r1, gen_rtx_REG (Pmode, TP_REGNUM));
11646       /* Aim at __private_ss.  */
11647       guard = gen_rtx_MEM (Pmode, plus_constant (Pmode, r1, psso));
11648
11649       /* If less that 1kiB used, skip addition and compare directly with
11650          __private_ss.  */
11651       if (frame_size > SPLIT_STACK_AVAILABLE)
11652         {
11653           emit_move_insn (r1, guard);
11654           if (TARGET_64BIT)
11655             emit_insn (gen_adddi3 (r1, r1, GEN_INT (frame_size)));
11656           else
11657             emit_insn (gen_addsi3 (r1, r1, GEN_INT (frame_size)));
11658           guard = r1;
11659         }
11660
11661       /* Compare the (maybe adjusted) guard with the stack pointer.  */
11662       cc = s390_emit_compare (LT, stack_pointer_rtx, guard);
11663     }
11664
11665   call_done = gen_label_rtx ();
11666   parm_base = gen_label_rtx ();
11667
11668   /* Emit the parameter block.  */
11669   tmp = gen_split_stack_data (parm_base, call_done,
11670                               GEN_INT (frame_size),
11671                               GEN_INT (args_size));
11672   insn = emit_insn (tmp);
11673   add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, call_done);
11674   LABEL_NUSES (call_done)++;
11675   add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, parm_base);
11676   LABEL_NUSES (parm_base)++;
11677
11678   /* %r1 = litbase.  */
11679   insn = emit_move_insn (r1, gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, parm_base));
11680   add_reg_note (insn, REG_LABEL_OPERAND, parm_base);
11681   LABEL_NUSES (parm_base)++;
11682
11683   /* Now, we need to call __morestack.  It has very special calling
11684      conventions: it preserves param/return/static chain registers for
11685      calling main function body, and looks for its own parameters at %r1. */
11686
11687   if (cc != NULL)
11688     {
11689       tmp = gen_split_stack_cond_call (morestack_ref, cc, call_done);
11690
11691       insn = emit_jump_insn (tmp);
11692       JUMP_LABEL (insn) = call_done;
11693       LABEL_NUSES (call_done)++;
11694
11695       /* Mark the jump as very unlikely to be taken.  */
11696       add_reg_br_prob_note (insn, 
11697                             profile_probability::very_unlikely ());
11698
11699       if (cfun->machine->split_stack_varargs_pointer != NULL_RTX)
11700         {
11701           /* If va_start is used, and __morestack was not called, just use
11702              r15.  */
11703           emit_move_insn (r1,
11704                          gen_rtx_PLUS (Pmode, stack_pointer_rtx,
11705                                        GEN_INT (STACK_POINTER_OFFSET)));
11706         }
11707     }
11708   else
11709     {
11710       tmp = gen_split_stack_call (morestack_ref, call_done);
11711       insn = emit_jump_insn (tmp);
11712       JUMP_LABEL (insn) = call_done;
11713       LABEL_NUSES (call_done)++;
11714       emit_barrier ();
11715     }
11716
11717   /* __morestack will call us here.  */
11718
11719   emit_label (call_done);
11720 }
11721
11722 /* We may have to tell the dataflow pass that the split stack prologue
11723    is initializing a register.  */
11724
11725 static void
11726 s390_live_on_entry (bitmap regs)
11727 {
11728   if (cfun->machine->split_stack_varargs_pointer != NULL_RTX)
11729     {
11730       gcc_assert (flag_split_stack);
11731       bitmap_set_bit (regs, 1);
11732     }
11733 }
11734
11735 /* Return true if the function can use simple_return to return outside
11736    of a shrink-wrapped region.  At present shrink-wrapping is supported
11737    in all cases.  */
11738
11739 bool
11740 s390_can_use_simple_return_insn (void)
11741 {
11742   return true;
11743 }
11744
11745 /* Return true if the epilogue is guaranteed to contain only a return
11746    instruction and if a direct return can therefore be used instead.
11747    One of the main advantages of using direct return instructions
11748    is that we can then use conditional returns.  */
11749
11750 bool
11751 s390_can_use_return_insn (void)
11752 {
11753   int i;
11754
11755   if (!reload_completed)
11756     return false;
11757
11758   if (crtl->profile)
11759     return false;
11760
11761   if (TARGET_TPF_PROFILING)
11762     return false;
11763
11764   for (i = 0; i < 16; i++)
11765     if (cfun_gpr_save_slot (i) != SAVE_SLOT_NONE)
11766       return false;
11767
11768   /* For 31 bit this is not covered by the frame_size check below
11769      since f4, f6 are saved in the register save area without needing
11770      additional stack space.  */
11771   if (!TARGET_64BIT
11772       && (cfun_fpr_save_p (FPR4_REGNUM) || cfun_fpr_save_p (FPR6_REGNUM)))
11773     return false;
11774
11775   if (cfun->machine->base_reg
11776       && !call_really_used_regs[REGNO (cfun->machine->base_reg)])
11777     return false;
11778
11779   return cfun_frame_layout.frame_size == 0;
11780 }
11781
11782 /* The VX ABI differs for vararg functions.  Therefore we need the
11783    prototype of the callee to be available when passing vector type
11784    values.  */
11785 static const char *
11786 s390_invalid_arg_for_unprototyped_fn (const_tree typelist, const_tree funcdecl, const_tree val)
11787 {
11788   return ((TARGET_VX_ABI
11789            && typelist == 0
11790            && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (val))
11791            && (funcdecl == NULL_TREE
11792                || (TREE_CODE (funcdecl) == FUNCTION_DECL
11793                    && DECL_BUILT_IN_CLASS (funcdecl) != BUILT_IN_MD)))
11794           ? N_("vector argument passed to unprototyped function")
11795           : NULL);
11796 }
11797
11798
11799 /* Return the size in bytes of a function argument of
11800    type TYPE and/or mode MODE.  At least one of TYPE or
11801    MODE must be specified.  */
11802
11803 static int
11804 s390_function_arg_size (machine_mode mode, const_tree type)
11805 {
11806   if (type)
11807     return int_size_in_bytes (type);
11808
11809   /* No type info available for some library calls ...  */
11810   if (mode != BLKmode)
11811     return GET_MODE_SIZE (mode);
11812
11813   /* If we have neither type nor mode, abort */
11814   gcc_unreachable ();
11815 }
11816
11817 /* Return true if a function argument of type TYPE and mode MODE
11818    is to be passed in a vector register, if available.  */
11819
11820 bool
11821 s390_function_arg_vector (machine_mode mode, const_tree type)
11822 {
11823   if (!TARGET_VX_ABI)
11824     return false;
11825
11826   if (s390_function_arg_size (mode, type) > 16)
11827     return false;
11828
11829   /* No type info available for some library calls ...  */
11830   if (!type)
11831     return VECTOR_MODE_P (mode);
11832
11833   /* The ABI says that record types with a single member are treated
11834      just like that member would be.  */
11835   while (TREE_CODE (type) == RECORD_TYPE)
11836     {
11837       tree field, single = NULL_TREE;
11838
11839       for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = DECL_CHAIN (field))
11840         {
11841           if (TREE_CODE (field) != FIELD_DECL)
11842             continue;
11843
11844           if (single == NULL_TREE)
11845             single = TREE_TYPE (field);
11846           else
11847             return false;
11848         }
11849
11850       if (single == NULL_TREE)
11851         return false;
11852       else
11853         {
11854           /* If the field declaration adds extra byte due to
11855              e.g. padding this is not accepted as vector type.  */
11856           if (int_size_in_bytes (single) <= 0
11857               || int_size_in_bytes (single) != int_size_in_bytes (type))
11858             return false;
11859           type = single;
11860         }
11861     }
11862
11863   return VECTOR_TYPE_P (type);
11864 }
11865
11866 /* Return true if a function argument of type TYPE and mode MODE
11867    is to be passed in a floating-point register, if available.  */
11868
11869 static bool
11870 s390_function_arg_float (machine_mode mode, const_tree type)
11871 {
11872   if (s390_function_arg_size (mode, type) > 8)
11873     return false;
11874
11875   /* Soft-float changes the ABI: no floating-point registers are used.  */
11876   if (TARGET_SOFT_FLOAT)
11877     return false;
11878
11879   /* No type info available for some library calls ...  */
11880   if (!type)
11881     return mode == SFmode || mode == DFmode || mode == SDmode || mode == DDmode;
11882
11883   /* The ABI says that record types with a single member are treated
11884      just like that member would be.  */
11885   while (TREE_CODE (type) == RECORD_TYPE)
11886     {
11887       tree field, single = NULL_TREE;
11888
11889       for (field = TYPE_FIELDS (type); field; field = DECL_CHAIN (field))
11890         {
11891           if (TREE_CODE (field) != FIELD_DECL)
11892             continue;
11893
11894           if (single == NULL_TREE)
11895             single = TREE_TYPE (field);
11896           else
11897             return false;
11898         }
11899
11900       if (single == NULL_TREE)
11901         return false;
11902       else
11903         type = single;
11904     }
11905
11906   return TREE_CODE (type) == REAL_TYPE;
11907 }
11908
11909 /* Return true if a function argument of type TYPE and mode MODE
11910    is to be passed in an integer register, or a pair of integer
11911    registers, if available.  */
11912
11913 static bool
11914 s390_function_arg_integer (machine_mode mode, const_tree type)
11915 {
11916   int size = s390_function_arg_size (mode, type);
11917   if (size > 8)
11918     return false;
11919
11920   /* No type info available for some library calls ...  */
11921   if (!type)
11922     return GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_INT
11923            || (TARGET_SOFT_FLOAT &&  SCALAR_FLOAT_MODE_P (mode));
11924
11925   /* We accept small integral (and similar) types.  */
11926   if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
11927       || POINTER_TYPE_P (type)
11928       || TREE_CODE (type) == NULLPTR_TYPE
11929       || TREE_CODE (type) == OFFSET_TYPE
11930       || (TARGET_SOFT_FLOAT && TREE_CODE (type) == REAL_TYPE))
11931     return true;
11932
11933   /* We also accept structs of size 1, 2, 4, 8 that are not
11934      passed in floating-point registers.  */
11935   if (AGGREGATE_TYPE_P (type)
11936       && exact_log2 (size) >= 0
11937       && !s390_function_arg_float (mode, type))
11938     return true;
11939
11940   return false;
11941 }
11942
11943 /* Return 1 if a function argument of type TYPE and mode MODE
11944    is to be passed by reference.  The ABI specifies that only
11945    structures of size 1, 2, 4, or 8 bytes are passed by value,
11946    all other structures (and complex numbers) are passed by
11947    reference.  */
11948
11949 static bool
11950 s390_pass_by_reference (cumulative_args_t ca ATTRIBUTE_UNUSED,
11951                         machine_mode mode, const_tree type,
11952                         bool named ATTRIBUTE_UNUSED)
11953 {
11954   int size = s390_function_arg_size (mode, type);
11955
11956   if (s390_function_arg_vector (mode, type))
11957     return false;
11958
11959   if (size > 8)
11960     return true;
11961
11962   if (type)
11963     {
11964       if (AGGREGATE_TYPE_P (type) && exact_log2 (size) < 0)
11965         return true;
11966
11967       if (TREE_CODE (type) == COMPLEX_TYPE
11968           || TREE_CODE (type) == VECTOR_TYPE)
11969         return true;
11970     }
11971
11972   return false;
11973 }
11974
11975 /* Update the data in CUM to advance over an argument of mode MODE and
11976    data type TYPE.  (TYPE is null for libcalls where that information
11977    may not be available.).  The boolean NAMED specifies whether the
11978    argument is a named argument (as opposed to an unnamed argument
11979    matching an ellipsis).  */
11980
11981 static void
11982 s390_function_arg_advance (cumulative_args_t cum_v, machine_mode mode,
11983                            const_tree type, bool named)
11984 {
11985   CUMULATIVE_ARGS *cum = get_cumulative_args (cum_v);
11986
11987   if (s390_function_arg_vector (mode, type))
11988     {
11989       /* We are called for unnamed vector stdarg arguments which are
11990          passed on the stack.  In this case this hook does not have to
11991          do anything since stack arguments are tracked by common
11992          code.  */
11993       if (!named)
11994         return;
11995       cum->vrs += 1;
11996     }
11997   else if (s390_function_arg_float (mode, type))
11998     {
11999       cum->fprs += 1;
12000     }
12001   else if (s390_function_arg_integer (mode, type))
12002     {
12003       int size = s390_function_arg_size (mode, type);
12004       cum->gprs += ((size + UNITS_PER_LONG - 1) / UNITS_PER_LONG);
12005     }
12006   else
12007     gcc_unreachable ();
12008 }
12009
12010 /* Define where to put the arguments to a function.
12011    Value is zero to push the argument on the stack,
12012    or a hard register in which to store the argument.
12013
12014    MODE is the argument's machine mode.
12015    TYPE is the data type of the argument (as a tree).
12016     This is null for libcalls where that information may
12017     not be available.
12018    CUM is a variable of type CUMULATIVE_ARGS which gives info about
12019     the preceding args and about the function being called.
12020    NAMED is nonzero if this argument is a named parameter
12021     (otherwise it is an extra parameter matching an ellipsis).
12022
12023    On S/390, we use general purpose registers 2 through 6 to
12024    pass integer, pointer, and certain structure arguments, and
12025    floating point registers 0 and 2 (0, 2, 4, and 6 on 64-bit)
12026    to pass floating point arguments.  All remaining arguments
12027    are pushed to the stack.  */
12028
12029 static rtx
12030 s390_function_arg (cumulative_args_t cum_v, machine_mode mode,
12031                    const_tree type, bool named)
12032 {
12033   CUMULATIVE_ARGS *cum = get_cumulative_args (cum_v);
12034
12035   if (!named)
12036     s390_check_type_for_vector_abi (type, true, false);
12037
12038   if (s390_function_arg_vector (mode, type))
12039     {
12040       /* Vector arguments being part of the ellipsis are passed on the
12041          stack.  */
12042       if (!named || (cum->vrs + 1 > VEC_ARG_NUM_REG))
12043         return NULL_RTX;
12044
12045       return gen_rtx_REG (mode, cum->vrs + FIRST_VEC_ARG_REGNO);
12046     }
12047   else if (s390_function_arg_float (mode, type))
12048     {
12049       if (cum->fprs + 1 > FP_ARG_NUM_REG)
12050         return NULL_RTX;
12051       else
12052         return gen_rtx_REG (mode, cum->fprs + 16);
12053     }
12054   else if (s390_function_arg_integer (mode, type))
12055     {
12056       int size = s390_function_arg_size (mode, type);
12057       int n_gprs = (size + UNITS_PER_LONG - 1) / UNITS_PER_LONG;
12058
12059       if (cum->gprs + n_gprs > GP_ARG_NUM_REG)
12060         return NULL_RTX;
12061       else if (n_gprs == 1 || UNITS_PER_WORD == UNITS_PER_LONG)
12062         return gen_rtx_REG (mode, cum->gprs + 2);
12063       else if (n_gprs == 2)
12064         {
12065           rtvec p = rtvec_alloc (2);
12066
12067           RTVEC_ELT (p, 0)
12068             = gen_rtx_EXPR_LIST (SImode, gen_rtx_REG (SImode, cum->gprs + 2),
12069                                          const0_rtx);
12070           RTVEC_ELT (p, 1)
12071             = gen_rtx_EXPR_LIST (SImode, gen_rtx_REG (SImode, cum->gprs + 3),
12072                                          GEN_INT (4));
12073
12074           return gen_rtx_PARALLEL (mode, p);
12075         }
12076     }
12077
12078   /* After the real arguments, expand_call calls us once again
12079      with a void_type_node type.  Whatever we return here is
12080      passed as operand 2 to the call expanders.
12081
12082      We don't need this feature ...  */
12083   else if (type == void_type_node)
12084     return const0_rtx;
12085
12086   gcc_unreachable ();
12087 }
12088
12089 /* Return true if return values of type TYPE should be returned
12090    in a memory buffer whose address is passed by the caller as
12091    hidden first argument.  */
12092
12093 static bool
12094 s390_return_in_memory (const_tree type, const_tree fundecl ATTRIBUTE_UNUSED)
12095 {
12096   /* We accept small integral (and similar) types.  */
12097   if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
12098       || POINTER_TYPE_P (type)
12099       || TREE_CODE (type) == OFFSET_TYPE
12100       || TREE_CODE (type) == REAL_TYPE)
12101     return int_size_in_bytes (type) > 8;
12102
12103   /* vector types which fit into a VR.  */
12104   if (TARGET_VX_ABI
12105       && VECTOR_TYPE_P (type)
12106       && int_size_in_bytes (type) <= 16)
12107     return false;
12108
12109   /* Aggregates and similar constructs are always returned
12110      in memory.  */
12111   if (AGGREGATE_TYPE_P (type)
12112       || TREE_CODE (type) == COMPLEX_TYPE
12113       || VECTOR_TYPE_P (type))
12114     return true;
12115
12116   /* ??? We get called on all sorts of random stuff from
12117      aggregate_value_p.  We can't abort, but it's not clear
12118      what's safe to return.  Pretend it's a struct I guess.  */
12119   return true;
12120 }
12121
12122 /* Function arguments and return values are promoted to word size.  */
12123
12124 static machine_mode
12125 s390_promote_function_mode (const_tree type, machine_mode mode,
12126                             int *punsignedp,
12127                             const_tree fntype ATTRIBUTE_UNUSED,
12128                             int for_return ATTRIBUTE_UNUSED)
12129 {
12130   if (INTEGRAL_MODE_P (mode)
12131       && GET_MODE_SIZE (mode) < UNITS_PER_LONG)
12132     {
12133       if (type != NULL_TREE && POINTER_TYPE_P (type))
12134         *punsignedp = POINTERS_EXTEND_UNSIGNED;
12135       return Pmode;
12136     }
12137
12138   return mode;
12139 }
12140
12141 /* Define where to return a (scalar) value of type RET_TYPE.
12142    If RET_TYPE is null, define where to return a (scalar)
12143    value of mode MODE from a libcall.  */
12144
12145 static rtx
12146 s390_function_and_libcall_value (machine_mode mode,
12147                                  const_tree ret_type,
12148                                  const_tree fntype_or_decl,
12149                                  bool outgoing ATTRIBUTE_UNUSED)
12150 {
12151   /* For vector return types it is important to use the RET_TYPE
12152      argument whenever available since the middle-end might have
12153      changed the mode to a scalar mode.  */
12154   bool vector_ret_type_p = ((ret_type && VECTOR_TYPE_P (ret_type))
12155                             || (!ret_type && VECTOR_MODE_P (mode)));
12156
12157   /* For normal functions perform the promotion as
12158      promote_function_mode would do.  */
12159   if (ret_type)
12160     {
12161       int unsignedp = TYPE_UNSIGNED (ret_type);
12162       mode = promote_function_mode (ret_type, mode, &unsignedp,
12163                                     fntype_or_decl, 1);
12164     }
12165
12166   gcc_assert (GET_MODE_CLASS (mode) == MODE_INT
12167               || SCALAR_FLOAT_MODE_P (mode)
12168               || (TARGET_VX_ABI && vector_ret_type_p));
12169   gcc_assert (GET_MODE_SIZE (mode) <= (TARGET_VX_ABI ? 16 : 8));
12170
12171   if (TARGET_VX_ABI && vector_ret_type_p)
12172     return gen_rtx_REG (mode, FIRST_VEC_ARG_REGNO);
12173   else if (TARGET_HARD_FLOAT && SCALAR_FLOAT_MODE_P (mode))
12174     return gen_rtx_REG (mode, 16);
12175   else if (GET_MODE_SIZE (mode) <= UNITS_PER_LONG
12176            || UNITS_PER_LONG == UNITS_PER_WORD)
12177     return gen_rtx_REG (mode, 2);
12178   else if (GET_MODE_SIZE (mode) == 2 * UNITS_PER_LONG)
12179     {
12180       /* This case is triggered when returning a 64 bit value with
12181          -m31 -mzarch.  Although the value would fit into a single
12182          register it has to be forced into a 32 bit register pair in
12183          order to match the ABI.  */
12184       rtvec p = rtvec_alloc (2);
12185
12186       RTVEC_ELT (p, 0)
12187         = gen_rtx_EXPR_LIST (SImode, gen_rtx_REG (SImode, 2), const0_rtx);
12188       RTVEC_ELT (p, 1)
12189         = gen_rtx_EXPR_LIST (SImode, gen_rtx_REG (SImode, 3), GEN_INT (4));
12190
12191       return gen_rtx_PARALLEL (mode, p);
12192     }
12193
12194   gcc_unreachable ();
12195 }
12196
12197 /* Define where to return a scalar return value of type RET_TYPE.  */
12198
12199 static rtx
12200 s390_function_value (const_tree ret_type, const_tree fn_decl_or_type,
12201                      bool outgoing)
12202 {
12203   return s390_function_and_libcall_value (TYPE_MODE (ret_type), ret_type,
12204                                           fn_decl_or_type, outgoing);
12205 }
12206
12207 /* Define where to return a scalar libcall return value of mode
12208    MODE.  */
12209
12210 static rtx
12211 s390_libcall_value (machine_mode mode, const_rtx fun ATTRIBUTE_UNUSED)
12212 {
12213   return s390_function_and_libcall_value (mode, NULL_TREE,
12214                                           NULL_TREE, true);
12215 }
12216
12217
12218 /* Create and return the va_list datatype.
12219
12220    On S/390, va_list is an array type equivalent to
12221
12222       typedef struct __va_list_tag
12223         {
12224             long __gpr;
12225             long __fpr;
12226             void *__overflow_arg_area;
12227             void *__reg_save_area;
12228         } va_list[1];
12229
12230    where __gpr and __fpr hold the number of general purpose
12231    or floating point arguments used up to now, respectively,
12232    __overflow_arg_area points to the stack location of the
12233    next argument passed on the stack, and __reg_save_area
12234    always points to the start of the register area in the
12235    call frame of the current function.  The function prologue
12236    saves all registers used for argument passing into this
12237    area if the function uses variable arguments.  */
12238
12239 static tree
12240 s390_build_builtin_va_list (void)
12241 {
12242   tree f_gpr, f_fpr, f_ovf, f_sav, record, type_decl;
12243
12244   record = lang_hooks.types.make_type (RECORD_TYPE);
12245
12246   type_decl =
12247     build_decl (BUILTINS_LOCATION,
12248                 TYPE_DECL, get_identifier ("__va_list_tag"), record);
12249
12250   f_gpr = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
12251                       FIELD_DECL, get_identifier ("__gpr"),
12252                       long_integer_type_node);
12253   f_fpr = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
12254                       FIELD_DECL, get_identifier ("__fpr"),
12255                       long_integer_type_node);
12256   f_ovf = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
12257                       FIELD_DECL, get_identifier ("__overflow_arg_area"),
12258                       ptr_type_node);
12259   f_sav = build_decl (BUILTINS_LOCATION,
12260                       FIELD_DECL, get_identifier ("__reg_save_area"),
12261                       ptr_type_node);
12262
12263   va_list_gpr_counter_field = f_gpr;
12264   va_list_fpr_counter_field = f_fpr;
12265
12266   DECL_FIELD_CONTEXT (f_gpr) = record;
12267   DECL_FIELD_CONTEXT (f_fpr) = record;
12268   DECL_FIELD_CONTEXT (f_ovf) = record;
12269   DECL_FIELD_CONTEXT (f_sav) = record;
12270
12271   TYPE_STUB_DECL (record) = type_decl;
12272   TYPE_NAME (record) = type_decl;
12273   TYPE_FIELDS (record) = f_gpr;
12274   DECL_CHAIN (f_gpr) = f_fpr;
12275   DECL_CHAIN (f_fpr) = f_ovf;
12276   DECL_CHAIN (f_ovf) = f_sav;
12277
12278   layout_type (record);
12279
12280   /* The correct type is an array type of one element.  */
12281   return build_array_type (record, build_index_type (size_zero_node));
12282 }
12283
12284 /* Implement va_start by filling the va_list structure VALIST.
12285    STDARG_P is always true, and ignored.
12286    NEXTARG points to the first anonymous stack argument.
12287
12288    The following global variables are used to initialize
12289    the va_list structure:
12290
12291      crtl->args.info:
12292        holds number of gprs and fprs used for named arguments.
12293      crtl->args.arg_offset_rtx:
12294        holds the offset of the first anonymous stack argument
12295        (relative to the virtual arg pointer).  */
12296
12297 static void
12298 s390_va_start (tree valist, rtx nextarg ATTRIBUTE_UNUSED)
12299 {
12300   HOST_WIDE_INT n_gpr, n_fpr;
12301   int off;
12302   tree f_gpr, f_fpr, f_ovf, f_sav;
12303   tree gpr, fpr, ovf, sav, t;
12304
12305   f_gpr = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (va_list_type_node));
12306   f_fpr = DECL_CHAIN (f_gpr);
12307   f_ovf = DECL_CHAIN (f_fpr);
12308   f_sav = DECL_CHAIN (f_ovf);
12309
12310   valist = build_simple_mem_ref (valist);
12311   gpr = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_gpr), valist, f_gpr, NULL_TREE);
12312   fpr = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_fpr), valist, f_fpr, NULL_TREE);
12313   ovf = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_ovf), valist, f_ovf, NULL_TREE);
12314   sav = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_sav), valist, f_sav, NULL_TREE);
12315
12316   /* Count number of gp and fp argument registers used.  */
12317
12318   n_gpr = crtl->args.info.gprs;
12319   n_fpr = crtl->args.info.fprs;
12320
12321   if (cfun->va_list_gpr_size)
12322     {
12323       t = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (gpr), gpr,
12324                   build_int_cst (NULL_TREE, n_gpr));
12325       TREE_SIDE_EFFECTS (t) = 1;
12326       expand_expr (t, const0_rtx, VOIDmode, EXPAND_NORMAL);
12327     }
12328
12329   if (cfun->va_list_fpr_size)
12330     {
12331       t = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (fpr), fpr,
12332                   build_int_cst (NULL_TREE, n_fpr));
12333       TREE_SIDE_EFFECTS (t) = 1;
12334       expand_expr (t, const0_rtx, VOIDmode, EXPAND_NORMAL);
12335     }
12336
12337   if (flag_split_stack
12338      && (lookup_attribute ("no_split_stack", DECL_ATTRIBUTES (cfun->decl))
12339          == NULL)
12340      && cfun->machine->split_stack_varargs_pointer == NULL_RTX)
12341     {
12342       rtx reg;
12343       rtx_insn *seq;
12344
12345       reg = gen_reg_rtx (Pmode);
12346       cfun->machine->split_stack_varargs_pointer = reg;
12347
12348       start_sequence ();
12349       emit_move_insn (reg, gen_rtx_REG (Pmode, 1));
12350       seq = get_insns ();
12351       end_sequence ();
12352
12353       push_topmost_sequence ();
12354       emit_insn_after (seq, entry_of_function ());
12355       pop_topmost_sequence ();
12356     }
12357
12358   /* Find the overflow area.
12359      FIXME: This currently is too pessimistic when the vector ABI is
12360      enabled.  In that case we *always* set up the overflow area
12361      pointer.  */
12362   if (n_gpr + cfun->va_list_gpr_size > GP_ARG_NUM_REG
12363       || n_fpr + cfun->va_list_fpr_size > FP_ARG_NUM_REG
12364       || TARGET_VX_ABI)
12365     {
12366       if (cfun->machine->split_stack_varargs_pointer == NULL_RTX)
12367         t = make_tree (TREE_TYPE (ovf), virtual_incoming_args_rtx);
12368       else
12369         t = make_tree (TREE_TYPE (ovf), cfun->machine->split_stack_varargs_pointer);
12370
12371       off = INTVAL (crtl->args.arg_offset_rtx);
12372       off = off < 0 ? 0 : off;
12373       if (TARGET_DEBUG_ARG)
12374         fprintf (stderr, "va_start: n_gpr = %d, n_fpr = %d off %d\n",
12375                  (int)n_gpr, (int)n_fpr, off);
12376
12377       t = fold_build_pointer_plus_hwi (t, off);
12378
12379       t = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (ovf), ovf, t);
12380       TREE_SIDE_EFFECTS (t) = 1;
12381       expand_expr (t, const0_rtx, VOIDmode, EXPAND_NORMAL);
12382     }
12383
12384   /* Find the register save area.  */
12385   if ((cfun->va_list_gpr_size && n_gpr < GP_ARG_NUM_REG)
12386       || (cfun->va_list_fpr_size && n_fpr < FP_ARG_NUM_REG))
12387     {
12388       t = make_tree (TREE_TYPE (sav), return_address_pointer_rtx);
12389       t = fold_build_pointer_plus_hwi (t, -RETURN_REGNUM * UNITS_PER_LONG);
12390
12391       t = build2 (MODIFY_EXPR, TREE_TYPE (sav), sav, t);
12392       TREE_SIDE_EFFECTS (t) = 1;
12393       expand_expr (t, const0_rtx, VOIDmode, EXPAND_NORMAL);
12394     }
12395 }
12396
12397 /* Implement va_arg by updating the va_list structure
12398    VALIST as required to retrieve an argument of type
12399    TYPE, and returning that argument.
12400
12401    Generates code equivalent to:
12402
12403    if (integral value) {
12404      if (size  <= 4 && args.gpr < 5 ||
12405          size  > 4 && args.gpr < 4 )
12406        ret = args.reg_save_area[args.gpr+8]
12407      else
12408        ret = *args.overflow_arg_area++;
12409    } else if (vector value) {
12410        ret = *args.overflow_arg_area;
12411        args.overflow_arg_area += size / 8;
12412    } else if (float value) {
12413      if (args.fgpr < 2)
12414        ret = args.reg_save_area[args.fpr+64]
12415      else
12416        ret = *args.overflow_arg_area++;
12417    } else if (aggregate value) {
12418      if (args.gpr < 5)
12419        ret = *args.reg_save_area[args.gpr]
12420      else
12421        ret = **args.overflow_arg_area++;
12422    } */
12423
12424 static tree
12425 s390_gimplify_va_arg (tree valist, tree type, gimple_seq *pre_p,
12426                       gimple_seq *post_p ATTRIBUTE_UNUSED)
12427 {
12428   tree f_gpr, f_fpr, f_ovf, f_sav;
12429   tree gpr, fpr, ovf, sav, reg, t, u;
12430   int indirect_p, size, n_reg, sav_ofs, sav_scale, max_reg;
12431   tree lab_false, lab_over = NULL_TREE;
12432   tree addr = create_tmp_var (ptr_type_node, "addr");
12433   bool left_align_p; /* How a value < UNITS_PER_LONG is aligned within
12434                         a stack slot.  */
12435
12436   f_gpr = TYPE_FIELDS (TREE_TYPE (va_list_type_node));
12437   f_fpr = DECL_CHAIN (f_gpr);
12438   f_ovf = DECL_CHAIN (f_fpr);
12439   f_sav = DECL_CHAIN (f_ovf);
12440
12441   gpr = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_gpr), valist, f_gpr, NULL_TREE);
12442   fpr = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_fpr), valist, f_fpr, NULL_TREE);
12443   sav = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_sav), valist, f_sav, NULL_TREE);
12444
12445   /* The tree for args* cannot be shared between gpr/fpr and ovf since
12446      both appear on a lhs.  */
12447   valist = unshare_expr (valist);
12448   ovf = build3 (COMPONENT_REF, TREE_TYPE (f_ovf), valist, f_ovf, NULL_TREE);
12449
12450   size = int_size_in_bytes (type);
12451
12452   s390_check_type_for_vector_abi (type, true, false);
12453
12454   if (pass_by_reference (NULL, TYPE_MODE (type), type, false))
12455     {
12456       if (TARGET_DEBUG_ARG)
12457         {
12458           fprintf (stderr, "va_arg: aggregate type");
12459           debug_tree (type);
12460         }
12461
12462       /* Aggregates are passed by reference.  */
12463       indirect_p = 1;
12464       reg = gpr;
12465       n_reg = 1;
12466
12467       /* kernel stack layout on 31 bit: It is assumed here that no padding
12468          will be added by s390_frame_info because for va_args always an even
12469          number of gprs has to be saved r15-r2 = 14 regs.  */
12470       sav_ofs = 2 * UNITS_PER_LONG;
12471       sav_scale = UNITS_PER_LONG;
12472       size = UNITS_PER_LONG;
12473       max_reg = GP_ARG_NUM_REG - n_reg;
12474       left_align_p = false;
12475     }
12476   else if (s390_function_arg_vector (TYPE_MODE (type), type))
12477     {
12478       if (TARGET_DEBUG_ARG)
12479         {
12480           fprintf (stderr, "va_arg: vector type");
12481           debug_tree (type);
12482         }
12483
12484       indirect_p = 0;
12485       reg = NULL_TREE;
12486       n_reg = 0;
12487       sav_ofs = 0;
12488       sav_scale = 8;
12489       max_reg = 0;
12490       left_align_p = true;
12491     }
12492   else if (s390_function_arg_float (TYPE_MODE (type), type))
12493     {
12494       if (TARGET_DEBUG_ARG)
12495         {
12496           fprintf (stderr, "va_arg: float type");
12497           debug_tree (type);
12498         }
12499
12500       /* FP args go in FP registers, if present.  */
12501       indirect_p = 0;
12502       reg = fpr;
12503       n_reg = 1;
12504       sav_ofs = 16 * UNITS_PER_LONG;
12505       sav_scale = 8;
12506       max_reg = FP_ARG_NUM_REG - n_reg;
12507       left_align_p = false;
12508     }
12509   else
12510     {
12511       if (TARGET_DEBUG_ARG)
12512         {
12513           fprintf (stderr, "va_arg: other type");
12514           debug_tree (type);
12515         }
12516
12517       /* Otherwise into GP registers.  */
12518       indirect_p = 0;
12519       reg = gpr;
12520       n_reg = (size + UNITS_PER_LONG - 1) / UNITS_PER_LONG;
12521
12522       /* kernel stack layout on 31 bit: It is assumed here that no padding
12523          will be added by s390_frame_info because for va_args always an even
12524          number of gprs has to be saved r15-r2 = 14 regs.  */
12525       sav_ofs = 2 * UNITS_PER_LONG;
12526
12527       if (size < UNITS_PER_LONG)
12528         sav_ofs += UNITS_PER_LONG - size;
12529
12530       sav_scale = UNITS_PER_LONG;
12531       max_reg = GP_ARG_NUM_REG - n_reg;
12532       left_align_p = false;
12533     }
12534
12535   /* Pull the value out of the saved registers ...  */
12536
12537   if (reg != NULL_TREE)
12538     {
12539       /*
12540         if (reg > ((typeof (reg))max_reg))
12541           goto lab_false;
12542
12543         addr = sav + sav_ofs + reg * save_scale;
12544
12545         goto lab_over;
12546
12547         lab_false:
12548       */
12549
12550       lab_false = create_artificial_label (UNKNOWN_LOCATION);
12551       lab_over = create_artificial_label (UNKNOWN_LOCATION);
12552
12553       t = fold_convert (TREE_TYPE (reg), size_int (max_reg));
12554       t = build2 (GT_EXPR, boolean_type_node, reg, t);
12555       u = build1 (GOTO_EXPR, void_type_node, lab_false);
12556       t = build3 (COND_EXPR, void_type_node, t, u, NULL_TREE);
12557       gimplify_and_add (t, pre_p);
12558
12559       t = fold_build_pointer_plus_hwi (sav, sav_ofs);
12560       u = build2 (MULT_EXPR, TREE_TYPE (reg), reg,
12561                   fold_convert (TREE_TYPE (reg), size_int (sav_scale)));
12562       t = fold_build_pointer_plus (t, u);
12563
12564       gimplify_assign (addr, t, pre_p);
12565
12566       gimple_seq_add_stmt (pre_p, gimple_build_goto (lab_over));
12567
12568       gimple_seq_add_stmt (pre_p, gimple_build_label (lab_false));
12569     }
12570
12571   /* ... Otherwise out of the overflow area.  */
12572
12573   t = ovf;
12574   if (size < UNITS_PER_LONG && !left_align_p)
12575     t = fold_build_pointer_plus_hwi (t, UNITS_PER_LONG - size);
12576
12577   gimplify_expr (&t, pre_p, NULL, is_gimple_val, fb_rvalue);
12578
12579   gimplify_assign (addr, t, pre_p);
12580
12581   if (size < UNITS_PER_LONG && left_align_p)
12582     t = fold_build_pointer_plus_hwi (t, UNITS_PER_LONG);
12583   else
12584     t = fold_build_pointer_plus_hwi (t, size);
12585
12586   gimplify_assign (ovf, t, pre_p);
12587
12588   if (reg != NULL_TREE)
12589     gimple_seq_add_stmt (pre_p, gimple_build_label (lab_over));
12590
12591
12592   /* Increment register save count.  */
12593
12594   if (n_reg > 0)
12595     {
12596       u = build2 (PREINCREMENT_EXPR, TREE_TYPE (reg), reg,
12597                   fold_convert (TREE_TYPE (reg), size_int (n_reg)));
12598       gimplify_and_add (u, pre_p);
12599     }
12600
12601   if (indirect_p)
12602     {
12603       t = build_pointer_type_for_mode (build_pointer_type (type),
12604                                        ptr_mode, true);
12605       addr = fold_convert (t, addr);
12606       addr = build_va_arg_indirect_ref (addr);
12607     }
12608   else
12609     {
12610       t = build_pointer_type_for_mode (type, ptr_mode, true);
12611       addr = fold_convert (t, addr);
12612     }
12613
12614   return build_va_arg_indirect_ref (addr);
12615 }
12616
12617 /* Emit rtl for the tbegin or tbegin_retry (RETRY != NULL_RTX)
12618    expanders.
12619    DEST  - Register location where CC will be stored.
12620    TDB   - Pointer to a 256 byte area where to store the transaction.
12621            diagnostic block. NULL if TDB is not needed.
12622    RETRY - Retry count value.  If non-NULL a retry loop for CC2
12623            is emitted
12624    CLOBBER_FPRS_P - If true clobbers for all FPRs are emitted as part
12625                     of the tbegin instruction pattern.  */
12626
12627 void
12628 s390_expand_tbegin (rtx dest, rtx tdb, rtx retry, bool clobber_fprs_p)
12629 {
12630   rtx retry_plus_two = gen_reg_rtx (SImode);
12631   rtx retry_reg = gen_reg_rtx (SImode);
12632   rtx_code_label *retry_label = NULL;
12633
12634   if (retry != NULL_RTX)
12635     {
12636       emit_move_insn (retry_reg, retry);
12637       emit_insn (gen_addsi3 (retry_plus_two, retry_reg, const2_rtx));
12638       emit_insn (gen_addsi3 (retry_reg, retry_reg, const1_rtx));
12639       retry_label = gen_label_rtx ();
12640       emit_label (retry_label);
12641     }
12642
12643   if (clobber_fprs_p)
12644     {
12645       if (TARGET_VX)
12646         emit_insn (gen_tbegin_1_z13 (gen_rtx_CONST_INT (VOIDmode, TBEGIN_MASK),
12647                                      tdb));
12648       else
12649         emit_insn (gen_tbegin_1 (gen_rtx_CONST_INT (VOIDmode, TBEGIN_MASK),
12650                                  tdb));
12651     }
12652   else
12653     emit_insn (gen_tbegin_nofloat_1 (gen_rtx_CONST_INT (VOIDmode, TBEGIN_MASK),
12654                                      tdb));
12655
12656   emit_move_insn (dest, gen_rtx_UNSPEC (SImode,
12657                                         gen_rtvec (1, gen_rtx_REG (CCRAWmode,
12658                                                                    CC_REGNUM)),
12659                                         UNSPEC_CC_TO_INT));
12660   if (retry != NULL_RTX)
12661     {
12662       const int CC0 = 1 << 3;
12663       const int CC1 = 1 << 2;
12664       const int CC3 = 1 << 0;
12665       rtx jump;
12666       rtx count = gen_reg_rtx (SImode);
12667       rtx_code_label *leave_label = gen_label_rtx ();
12668
12669       /* Exit for success and permanent failures.  */
12670       jump = s390_emit_jump (leave_label,
12671                              gen_rtx_EQ (VOIDmode,
12672                                gen_rtx_REG (CCRAWmode, CC_REGNUM),
12673                                gen_rtx_CONST_INT (VOIDmode, CC0 | CC1 | CC3)));
12674       LABEL_NUSES (leave_label) = 1;
12675
12676       /* CC2 - transient failure. Perform retry with ppa.  */
12677       emit_move_insn (count, retry_plus_two);
12678       emit_insn (gen_subsi3 (count, count, retry_reg));
12679       emit_insn (gen_tx_assist (count));
12680       jump = emit_jump_insn (gen_doloop_si64 (retry_label,
12681                                               retry_reg,
12682                                               retry_reg));
12683       JUMP_LABEL (jump) = retry_label;
12684       LABEL_NUSES (retry_label) = 1;
12685       emit_label (leave_label);
12686     }
12687 }
12688
12689
12690 /* Return the decl for the target specific builtin with the function
12691    code FCODE.  */
12692
12693 static tree
12694 s390_builtin_decl (unsigned fcode, bool initialized_p ATTRIBUTE_UNUSED)
12695 {
12696   if (fcode >= S390_BUILTIN_MAX)
12697     return error_mark_node;
12698
12699   return s390_builtin_decls[fcode];
12700 }
12701
12702 /* We call mcount before the function prologue.  So a profiled leaf
12703    function should stay a leaf function.  */
12704
12705 static bool
12706 s390_keep_leaf_when_profiled ()
12707 {
12708   return true;
12709 }
12710
12711 /* Output assembly code for the trampoline template to
12712    stdio stream FILE.
12713
12714    On S/390, we use gpr 1 internally in the trampoline code;
12715    gpr 0 is used to hold the static chain.  */
12716
12717 static void
12718 s390_asm_trampoline_template (FILE *file)
12719 {
12720   rtx op[2];
12721   op[0] = gen_rtx_REG (Pmode, 0);
12722   op[1] = gen_rtx_REG (Pmode, 1);
12723
12724   if (TARGET_64BIT)
12725     {
12726       output_asm_insn ("basr\t%1,0", op);         /* 2 byte */
12727       output_asm_insn ("lmg\t%0,%1,14(%1)", op);  /* 6 byte */
12728       output_asm_insn ("br\t%1", op);             /* 2 byte */
12729       ASM_OUTPUT_SKIP (file, (HOST_WIDE_INT)(TRAMPOLINE_SIZE - 10));
12730     }
12731   else
12732     {
12733       output_asm_insn ("basr\t%1,0", op);         /* 2 byte */
12734       output_asm_insn ("lm\t%0,%1,6(%1)", op);    /* 4 byte */
12735       output_asm_insn ("br\t%1", op);             /* 2 byte */
12736       ASM_OUTPUT_SKIP (file, (HOST_WIDE_INT)(TRAMPOLINE_SIZE - 8));
12737     }
12738 }
12739
12740 /* Emit RTL insns to initialize the variable parts of a trampoline.
12741    FNADDR is an RTX for the address of the function's pure code.
12742    CXT is an RTX for the static chain value for the function.  */
12743
12744 static void
12745 s390_trampoline_init (rtx m_tramp, tree fndecl, rtx cxt)
12746 {
12747   rtx fnaddr = XEXP (DECL_RTL (fndecl), 0);
12748   rtx mem;
12749
12750   emit_block_move (m_tramp, assemble_trampoline_template (),
12751                    GEN_INT (2 * UNITS_PER_LONG), BLOCK_OP_NORMAL);
12752
12753   mem = adjust_address (m_tramp, Pmode, 2 * UNITS_PER_LONG);
12754   emit_move_insn (mem, cxt);
12755   mem = adjust_address (m_tramp, Pmode, 3 * UNITS_PER_LONG);
12756   emit_move_insn (mem, fnaddr);
12757 }
12758
12759 /* Output assembler code to FILE to increment profiler label # LABELNO
12760    for profiling a function entry.  */
12761
12762 void
12763 s390_function_profiler (FILE *file, int labelno)
12764 {
12765   rtx op[7];
12766
12767   char label[128];
12768   ASM_GENERATE_INTERNAL_LABEL (label, "LP", labelno);
12769
12770   fprintf (file, "# function profiler \n");
12771
12772   op[0] = gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM);
12773   op[1] = gen_rtx_REG (Pmode, STACK_POINTER_REGNUM);
12774   op[1] = gen_rtx_MEM (Pmode, plus_constant (Pmode, op[1], UNITS_PER_LONG));
12775
12776   op[2] = gen_rtx_REG (Pmode, 1);
12777   op[3] = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, label);
12778   SYMBOL_REF_FLAGS (op[3]) = SYMBOL_FLAG_LOCAL;
12779
12780   op[4] = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "_mcount");
12781   if (flag_pic)
12782     {
12783       op[4] = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, op[4]), UNSPEC_PLT);
12784       op[4] = gen_rtx_CONST (Pmode, op[4]);
12785     }
12786
12787   if (TARGET_64BIT)
12788     {
12789       output_asm_insn ("stg\t%0,%1", op);
12790       output_asm_insn ("larl\t%2,%3", op);
12791       output_asm_insn ("brasl\t%0,%4", op);
12792       output_asm_insn ("lg\t%0,%1", op);
12793     }
12794   else if (TARGET_CPU_ZARCH)
12795     {
12796       output_asm_insn ("st\t%0,%1", op);
12797       output_asm_insn ("larl\t%2,%3", op);
12798       output_asm_insn ("brasl\t%0,%4", op);
12799       output_asm_insn ("l\t%0,%1", op);
12800     }
12801   else if (!flag_pic)
12802     {
12803       op[6] = gen_label_rtx ();
12804
12805       output_asm_insn ("st\t%0,%1", op);
12806       output_asm_insn ("bras\t%2,%l6", op);
12807       output_asm_insn (".long\t%4", op);
12808       output_asm_insn (".long\t%3", op);
12809       targetm.asm_out.internal_label (file, "L", CODE_LABEL_NUMBER (op[6]));
12810       output_asm_insn ("l\t%0,0(%2)", op);
12811       output_asm_insn ("l\t%2,4(%2)", op);
12812       output_asm_insn ("basr\t%0,%0", op);
12813       output_asm_insn ("l\t%0,%1", op);
12814     }
12815   else
12816     {
12817       op[5] = gen_label_rtx ();
12818       op[6] = gen_label_rtx ();
12819
12820       output_asm_insn ("st\t%0,%1", op);
12821       output_asm_insn ("bras\t%2,%l6", op);
12822       targetm.asm_out.internal_label (file, "L", CODE_LABEL_NUMBER (op[5]));
12823       output_asm_insn (".long\t%4-%l5", op);
12824       output_asm_insn (".long\t%3-%l5", op);
12825       targetm.asm_out.internal_label (file, "L", CODE_LABEL_NUMBER (op[6]));
12826       output_asm_insn ("lr\t%0,%2", op);
12827       output_asm_insn ("a\t%0,0(%2)", op);
12828       output_asm_insn ("a\t%2,4(%2)", op);
12829       output_asm_insn ("basr\t%0,%0", op);
12830       output_asm_insn ("l\t%0,%1", op);
12831     }
12832 }
12833
12834 /* Encode symbol attributes (local vs. global, tls model) of a SYMBOL_REF
12835    into its SYMBOL_REF_FLAGS.  */
12836
12837 static void
12838 s390_encode_section_info (tree decl, rtx rtl, int first)
12839 {
12840   default_encode_section_info (decl, rtl, first);
12841
12842   if (TREE_CODE (decl) == VAR_DECL)
12843     {
12844       /* Store the alignment to be able to check if we can use
12845          a larl/load-relative instruction.  We only handle the cases
12846          that can go wrong (i.e. no FUNC_DECLs).  */
12847       if (DECL_ALIGN (decl) == 0 || DECL_ALIGN (decl) % 16)
12848         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN2 (XEXP (rtl, 0));
12849       else if (DECL_ALIGN (decl) % 32)
12850         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN4 (XEXP (rtl, 0));
12851       else if (DECL_ALIGN (decl) % 64)
12852         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN8 (XEXP (rtl, 0));
12853     }
12854
12855   /* Literal pool references don't have a decl so they are handled
12856      differently here.  We rely on the information in the MEM_ALIGN
12857      entry to decide upon the alignment.  */
12858   if (MEM_P (rtl)
12859       && GET_CODE (XEXP (rtl, 0)) == SYMBOL_REF
12860       && TREE_CONSTANT_POOL_ADDRESS_P (XEXP (rtl, 0)))
12861     {
12862       if (MEM_ALIGN (rtl) == 0 || MEM_ALIGN (rtl) % 16)
12863         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN2 (XEXP (rtl, 0));
12864       else if (MEM_ALIGN (rtl) % 32)
12865         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN4 (XEXP (rtl, 0));
12866       else if (MEM_ALIGN (rtl) % 64)
12867         SYMBOL_FLAG_SET_NOTALIGN8 (XEXP (rtl, 0));
12868     }
12869 }
12870
12871 /* Output thunk to FILE that implements a C++ virtual function call (with
12872    multiple inheritance) to FUNCTION.  The thunk adjusts the this pointer
12873    by DELTA, and unless VCALL_OFFSET is zero, applies an additional adjustment
12874    stored at VCALL_OFFSET in the vtable whose address is located at offset 0
12875    relative to the resulting this pointer.  */
12876
12877 static void
12878 s390_output_mi_thunk (FILE *file, tree thunk ATTRIBUTE_UNUSED,
12879                       HOST_WIDE_INT delta, HOST_WIDE_INT vcall_offset,
12880                       tree function)
12881 {
12882   rtx op[10];
12883   int nonlocal = 0;
12884
12885   /* Make sure unwind info is emitted for the thunk if needed.  */
12886   final_start_function (emit_barrier (), file, 1);
12887
12888   /* Operand 0 is the target function.  */
12889   op[0] = XEXP (DECL_RTL (function), 0);
12890   if (flag_pic && !SYMBOL_REF_LOCAL_P (op[0]))
12891     {
12892       nonlocal = 1;
12893       op[0] = gen_rtx_UNSPEC (Pmode, gen_rtvec (1, op[0]),
12894                               TARGET_64BIT ? UNSPEC_PLT : UNSPEC_GOT);
12895       op[0] = gen_rtx_CONST (Pmode, op[0]);
12896     }
12897
12898   /* Operand 1 is the 'this' pointer.  */
12899   if (aggregate_value_p (TREE_TYPE (TREE_TYPE (function)), function))
12900     op[1] = gen_rtx_REG (Pmode, 3);
12901   else
12902     op[1] = gen_rtx_REG (Pmode, 2);
12903
12904   /* Operand 2 is the delta.  */
12905   op[2] = GEN_INT (delta);
12906
12907   /* Operand 3 is the vcall_offset.  */
12908   op[3] = GEN_INT (vcall_offset);
12909
12910   /* Operand 4 is the temporary register.  */
12911   op[4] = gen_rtx_REG (Pmode, 1);
12912
12913   /* Operands 5 to 8 can be used as labels.  */
12914   op[5] = NULL_RTX;
12915   op[6] = NULL_RTX;
12916   op[7] = NULL_RTX;
12917   op[8] = NULL_RTX;
12918
12919   /* Operand 9 can be used for temporary register.  */
12920   op[9] = NULL_RTX;
12921
12922   /* Generate code.  */
12923   if (TARGET_64BIT)
12924     {
12925       /* Setup literal pool pointer if required.  */
12926       if ((!DISP_IN_RANGE (delta)
12927            && !CONST_OK_FOR_K (delta)
12928            && !CONST_OK_FOR_Os (delta))
12929           || (!DISP_IN_RANGE (vcall_offset)
12930               && !CONST_OK_FOR_K (vcall_offset)
12931               && !CONST_OK_FOR_Os (vcall_offset)))
12932         {
12933           op[5] = gen_label_rtx ();
12934           output_asm_insn ("larl\t%4,%5", op);
12935         }
12936
12937       /* Add DELTA to this pointer.  */
12938       if (delta)
12939         {
12940           if (CONST_OK_FOR_J (delta))
12941             output_asm_insn ("la\t%1,%2(%1)", op);
12942           else if (DISP_IN_RANGE (delta))
12943             output_asm_insn ("lay\t%1,%2(%1)", op);
12944           else if (CONST_OK_FOR_K (delta))
12945             output_asm_insn ("aghi\t%1,%2", op);
12946           else if (CONST_OK_FOR_Os (delta))
12947             output_asm_insn ("agfi\t%1,%2", op);
12948           else
12949             {
12950               op[6] = gen_label_rtx ();
12951               output_asm_insn ("agf\t%1,%6-%5(%4)", op);
12952             }
12953         }
12954
12955       /* Perform vcall adjustment.  */
12956       if (vcall_offset)
12957         {
12958           if (DISP_IN_RANGE (vcall_offset))
12959             {
12960               output_asm_insn ("lg\t%4,0(%1)", op);
12961               output_asm_insn ("ag\t%1,%3(%4)", op);
12962             }
12963           else if (CONST_OK_FOR_K (vcall_offset))
12964             {
12965               output_asm_insn ("lghi\t%4,%3", op);
12966               output_asm_insn ("ag\t%4,0(%1)", op);
12967               output_asm_insn ("ag\t%1,0(%4)", op);
12968             }
12969           else if (CONST_OK_FOR_Os (vcall_offset))
12970             {
12971               output_asm_insn ("lgfi\t%4,%3", op);
12972               output_asm_insn ("ag\t%4,0(%1)", op);
12973               output_asm_insn ("ag\t%1,0(%4)", op);
12974             }
12975           else
12976             {
12977               op[7] = gen_label_rtx ();
12978               output_asm_insn ("llgf\t%4,%7-%5(%4)", op);
12979               output_asm_insn ("ag\t%4,0(%1)", op);
12980               output_asm_insn ("ag\t%1,0(%4)", op);
12981             }
12982         }
12983
12984       /* Jump to target.  */
12985       output_asm_insn ("jg\t%0", op);
12986
12987       /* Output literal pool if required.  */
12988       if (op[5])
12989         {
12990           output_asm_insn (".align\t4", op);
12991           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
12992                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[5]));
12993         }
12994       if (op[6])
12995         {
12996           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
12997                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[6]));
12998           output_asm_insn (".long\t%2", op);
12999         }
13000       if (op[7])
13001         {
13002           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
13003                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[7]));
13004           output_asm_insn (".long\t%3", op);
13005         }
13006     }
13007   else
13008     {
13009       /* Setup base pointer if required.  */
13010       if (!vcall_offset
13011           || (!DISP_IN_RANGE (delta)
13012               && !CONST_OK_FOR_K (delta)
13013               && !CONST_OK_FOR_Os (delta))
13014           || (!DISP_IN_RANGE (delta)
13015               && !CONST_OK_FOR_K (vcall_offset)
13016               && !CONST_OK_FOR_Os (vcall_offset)))
13017         {
13018           op[5] = gen_label_rtx ();
13019           output_asm_insn ("basr\t%4,0", op);
13020           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
13021                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[5]));
13022         }
13023
13024       /* Add DELTA to this pointer.  */
13025       if (delta)
13026         {
13027           if (CONST_OK_FOR_J (delta))
13028             output_asm_insn ("la\t%1,%2(%1)", op);
13029           else if (DISP_IN_RANGE (delta))
13030             output_asm_insn ("lay\t%1,%2(%1)", op);
13031           else if (CONST_OK_FOR_K (delta))
13032             output_asm_insn ("ahi\t%1,%2", op);
13033           else if (CONST_OK_FOR_Os (delta))
13034             output_asm_insn ("afi\t%1,%2", op);
13035           else
13036             {
13037               op[6] = gen_label_rtx ();
13038               output_asm_insn ("a\t%1,%6-%5(%4)", op);
13039             }
13040         }
13041
13042       /* Perform vcall adjustment.  */
13043       if (vcall_offset)
13044         {
13045           if (CONST_OK_FOR_J (vcall_offset))
13046             {
13047               output_asm_insn ("l\t%4,0(%1)", op);
13048               output_asm_insn ("a\t%1,%3(%4)", op);
13049             }
13050           else if (DISP_IN_RANGE (vcall_offset))
13051             {
13052               output_asm_insn ("l\t%4,0(%1)", op);
13053               output_asm_insn ("ay\t%1,%3(%4)", op);
13054             }
13055           else if (CONST_OK_FOR_K (vcall_offset))
13056             {
13057               output_asm_insn ("lhi\t%4,%3", op);
13058               output_asm_insn ("a\t%4,0(%1)", op);
13059               output_asm_insn ("a\t%1,0(%4)", op);
13060             }
13061           else if (CONST_OK_FOR_Os (vcall_offset))
13062             {
13063               output_asm_insn ("iilf\t%4,%3", op);
13064               output_asm_insn ("a\t%4,0(%1)", op);
13065               output_asm_insn ("a\t%1,0(%4)", op);
13066             }
13067           else
13068             {
13069               op[7] = gen_label_rtx ();
13070               output_asm_insn ("l\t%4,%7-%5(%4)", op);
13071               output_asm_insn ("a\t%4,0(%1)", op);
13072               output_asm_insn ("a\t%1,0(%4)", op);
13073             }
13074
13075           /* We had to clobber the base pointer register.
13076              Re-setup the base pointer (with a different base).  */
13077           op[5] = gen_label_rtx ();
13078           output_asm_insn ("basr\t%4,0", op);
13079           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
13080                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[5]));
13081         }
13082
13083       /* Jump to target.  */
13084       op[8] = gen_label_rtx ();
13085
13086       if (!flag_pic)
13087         output_asm_insn ("l\t%4,%8-%5(%4)", op);
13088       else if (!nonlocal)
13089         output_asm_insn ("a\t%4,%8-%5(%4)", op);
13090       /* We cannot call through .plt, since .plt requires %r12 loaded.  */
13091       else if (flag_pic == 1)
13092         {
13093           output_asm_insn ("a\t%4,%8-%5(%4)", op);
13094           output_asm_insn ("l\t%4,%0(%4)", op);
13095         }
13096       else if (flag_pic == 2)
13097         {
13098           op[9] = gen_rtx_REG (Pmode, 0);
13099           output_asm_insn ("l\t%9,%8-4-%5(%4)", op);
13100           output_asm_insn ("a\t%4,%8-%5(%4)", op);
13101           output_asm_insn ("ar\t%4,%9", op);
13102           output_asm_insn ("l\t%4,0(%4)", op);
13103         }
13104
13105       output_asm_insn ("br\t%4", op);
13106
13107       /* Output literal pool.  */
13108       output_asm_insn (".align\t4", op);
13109
13110       if (nonlocal && flag_pic == 2)
13111         output_asm_insn (".long\t%0", op);
13112       if (nonlocal)
13113         {
13114           op[0] = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "_GLOBAL_OFFSET_TABLE_");
13115           SYMBOL_REF_FLAGS (op[0]) = SYMBOL_FLAG_LOCAL;
13116         }
13117
13118       targetm.asm_out.internal_label (file, "L", CODE_LABEL_NUMBER (op[8]));
13119       if (!flag_pic)
13120         output_asm_insn (".long\t%0", op);
13121       else
13122         output_asm_insn (".long\t%0-%5", op);
13123
13124       if (op[6])
13125         {
13126           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
13127                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[6]));
13128           output_asm_insn (".long\t%2", op);
13129         }
13130       if (op[7])
13131         {
13132           targetm.asm_out.internal_label (file, "L",
13133                                           CODE_LABEL_NUMBER (op[7]));
13134           output_asm_insn (".long\t%3", op);
13135         }
13136     }
13137   final_end_function ();
13138 }
13139
13140 static bool
13141 s390_valid_pointer_mode (scalar_int_mode mode)
13142 {
13143   return (mode == SImode || (TARGET_64BIT && mode == DImode));
13144 }
13145
13146 /* Checks whether the given CALL_EXPR would use a caller
13147    saved register.  This is used to decide whether sibling call
13148    optimization could be performed on the respective function
13149    call.  */
13150
13151 static bool
13152 s390_call_saved_register_used (tree call_expr)
13153 {
13154   CUMULATIVE_ARGS cum_v;
13155   cumulative_args_t cum;
13156   tree parameter;
13157   machine_mode mode;
13158   tree type;
13159   rtx parm_rtx;
13160   int reg, i;
13161
13162   INIT_CUMULATIVE_ARGS (cum_v, NULL, NULL, 0, 0);
13163   cum = pack_cumulative_args (&cum_v);
13164
13165   for (i = 0; i < call_expr_nargs (call_expr); i++)
13166     {
13167       parameter = CALL_EXPR_ARG (call_expr, i);
13168       gcc_assert (parameter);
13169
13170       /* For an undeclared variable passed as parameter we will get
13171          an ERROR_MARK node here.  */
13172       if (TREE_CODE (parameter) == ERROR_MARK)
13173         return true;
13174
13175       type = TREE_TYPE (parameter);
13176       gcc_assert (type);
13177
13178       mode = TYPE_MODE (type);
13179       gcc_assert (mode);
13180
13181       /* We assume that in the target function all parameters are
13182          named.  This only has an impact on vector argument register
13183          usage none of which is call-saved.  */
13184       if (pass_by_reference (&cum_v, mode, type, true))
13185         {
13186           mode = Pmode;
13187           type = build_pointer_type (type);
13188         }
13189
13190        parm_rtx = s390_function_arg (cum, mode, type, true);
13191
13192        s390_function_arg_advance (cum, mode, type, true);
13193
13194        if (!parm_rtx)
13195          continue;
13196
13197        if (REG_P (parm_rtx))
13198          {
13199            for (reg = 0;
13200                 reg < HARD_REGNO_NREGS (REGNO (parm_rtx), GET_MODE (parm_rtx));
13201                 reg++)
13202              if (!call_used_regs[reg + REGNO (parm_rtx)])
13203                return true;
13204          }
13205
13206        if (GET_CODE (parm_rtx) == PARALLEL)
13207          {
13208            int i;
13209
13210            for (i = 0; i < XVECLEN (parm_rtx, 0); i++)
13211              {
13212                rtx r = XEXP (XVECEXP (parm_rtx, 0, i), 0);
13213
13214                gcc_assert (REG_P (r));
13215
13216                for (reg = 0;
13217                     reg < HARD_REGNO_NREGS (REGNO (r), GET_MODE (r));
13218                     reg++)
13219                  if (!call_used_regs[reg + REGNO (r)])
13220                    return true;
13221              }
13222          }
13223
13224     }
13225   return false;
13226 }
13227
13228 /* Return true if the given call expression can be
13229    turned into a sibling call.
13230    DECL holds the declaration of the function to be called whereas
13231    EXP is the call expression itself.  */
13232
13233 static bool
13234 s390_function_ok_for_sibcall (tree decl, tree exp)
13235 {
13236   /* The TPF epilogue uses register 1.  */
13237   if (TARGET_TPF_PROFILING)
13238     return false;
13239
13240   /* The 31 bit PLT code uses register 12 (GOT pointer - caller saved)
13241      which would have to be restored before the sibcall.  */
13242   if (!TARGET_64BIT && flag_pic && decl && !targetm.binds_local_p (decl))
13243     return false;
13244
13245   /* Register 6 on s390 is available as an argument register but unfortunately
13246      "caller saved". This makes functions needing this register for arguments
13247      not suitable for sibcalls.  */
13248   return !s390_call_saved_register_used (exp);
13249 }
13250
13251 /* Return the fixed registers used for condition codes.  */
13252
13253 static bool
13254 s390_fixed_condition_code_regs (unsigned int *p1, unsigned int *p2)
13255 {
13256   *p1 = CC_REGNUM;
13257   *p2 = INVALID_REGNUM;
13258
13259   return true;
13260 }
13261
13262 /* This function is used by the call expanders of the machine description.
13263    It emits the call insn itself together with the necessary operations
13264    to adjust the target address and returns the emitted insn.
13265    ADDR_LOCATION is the target address rtx
13266    TLS_CALL the location of the thread-local symbol
13267    RESULT_REG the register where the result of the call should be stored
13268    RETADDR_REG the register where the return address should be stored
13269                If this parameter is NULL_RTX the call is considered
13270                to be a sibling call.  */
13271
13272 rtx_insn *
13273 s390_emit_call (rtx addr_location, rtx tls_call, rtx result_reg,
13274                 rtx retaddr_reg)
13275 {
13276   bool plt_call = false;
13277   rtx_insn *insn;
13278   rtx call;
13279   rtx clobber;
13280   rtvec vec;
13281
13282   /* Direct function calls need special treatment.  */
13283   if (GET_CODE (addr_location) == SYMBOL_REF)
13284     {
13285       /* When calling a global routine in PIC mode, we must
13286          replace the symbol itself with the PLT stub.  */
13287       if (flag_pic && !SYMBOL_REF_LOCAL_P (addr_location))
13288         {
13289           if (TARGET_64BIT || retaddr_reg != NULL_RTX)
13290             {
13291               addr_location = gen_rtx_UNSPEC (Pmode,
13292                                               gen_rtvec (1, addr_location),
13293                                               UNSPEC_PLT);
13294               addr_location = gen_rtx_CONST (Pmode, addr_location);
13295               plt_call = true;
13296             }
13297           else
13298             /* For -fpic code the PLT entries might use r12 which is
13299                call-saved.  Therefore we cannot do a sibcall when
13300                calling directly using a symbol ref.  When reaching
13301                this point we decided (in s390_function_ok_for_sibcall)
13302                to do a sibcall for a function pointer but one of the
13303                optimizers was able to get rid of the function pointer
13304                by propagating the symbol ref into the call.  This
13305                optimization is illegal for S/390 so we turn the direct
13306                call into a indirect call again.  */
13307             addr_location = force_reg (Pmode, addr_location);
13308         }
13309
13310       /* Unless we can use the bras(l) insn, force the
13311          routine address into a register.  */
13312       if (!TARGET_SMALL_EXEC && !TARGET_CPU_ZARCH)
13313         {
13314           if (flag_pic)
13315             addr_location = legitimize_pic_address (addr_location, 0);
13316           else
13317             addr_location = force_reg (Pmode, addr_location);
13318         }
13319     }
13320
13321   /* If it is already an indirect call or the code above moved the
13322      SYMBOL_REF to somewhere else make sure the address can be found in
13323      register 1.  */
13324   if (retaddr_reg == NULL_RTX
13325       && GET_CODE (addr_location) != SYMBOL_REF
13326       && !plt_call)
13327     {
13328       emit_move_insn (gen_rtx_REG (Pmode, SIBCALL_REGNUM), addr_location);
13329       addr_location = gen_rtx_REG (Pmode, SIBCALL_REGNUM);
13330     }
13331
13332   addr_location = gen_rtx_MEM (QImode, addr_location);
13333   call = gen_rtx_CALL (VOIDmode, addr_location, const0_rtx);
13334
13335   if (result_reg != NULL_RTX)
13336     call = gen_rtx_SET (result_reg, call);
13337
13338   if (retaddr_reg != NULL_RTX)
13339     {
13340       clobber = gen_rtx_CLOBBER (VOIDmode, retaddr_reg);
13341
13342       if (tls_call != NULL_RTX)
13343         vec = gen_rtvec (3, call, clobber,
13344                          gen_rtx_USE (VOIDmode, tls_call));
13345       else
13346         vec = gen_rtvec (2, call, clobber);
13347
13348       call = gen_rtx_PARALLEL (VOIDmode, vec);
13349     }
13350
13351   insn = emit_call_insn (call);
13352
13353   /* 31-bit PLT stubs and tls calls use the GOT register implicitly.  */
13354   if ((!TARGET_64BIT && plt_call) || tls_call != NULL_RTX)
13355     {
13356       /* s390_function_ok_for_sibcall should
13357          have denied sibcalls in this case.  */
13358       gcc_assert (retaddr_reg != NULL_RTX);
13359       use_reg (&CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), gen_rtx_REG (Pmode, 12));
13360     }
13361   return insn;
13362 }
13363
13364 /* Implement TARGET_CONDITIONAL_REGISTER_USAGE.  */
13365
13366 static void
13367 s390_conditional_register_usage (void)
13368 {
13369   int i;
13370
13371   if (flag_pic)
13372     {
13373       fixed_regs[PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM] = 1;
13374       call_used_regs[PIC_OFFSET_TABLE_REGNUM] = 1;
13375     }
13376   if (TARGET_CPU_ZARCH)
13377     {
13378       fixed_regs[BASE_REGNUM] = 0;
13379       call_used_regs[BASE_REGNUM] = 0;
13380       fixed_regs[RETURN_REGNUM] = 0;
13381       call_used_regs[RETURN_REGNUM] = 0;
13382     }
13383   if (TARGET_64BIT)
13384     {
13385       for (i = FPR8_REGNUM; i <= FPR15_REGNUM; i++)
13386         call_used_regs[i] = call_really_used_regs[i] = 0;
13387     }
13388   else
13389     {
13390       call_used_regs[FPR4_REGNUM] = call_really_used_regs[FPR4_REGNUM] = 0;
13391       call_used_regs[FPR6_REGNUM] = call_really_used_regs[FPR6_REGNUM] = 0;
13392     }
13393
13394   if (TARGET_SOFT_FLOAT)
13395     {
13396       for (i = FPR0_REGNUM; i <= FPR15_REGNUM; i++)
13397         call_used_regs[i] = fixed_regs[i] = 1;
13398     }
13399
13400   /* Disable v16 - v31 for non-vector target.  */
13401   if (!TARGET_VX)
13402     {
13403       for (i = VR16_REGNUM; i <= VR31_REGNUM; i++)
13404         fixed_regs[i] = call_used_regs[i] = call_really_used_regs[i] = 1;
13405     }
13406 }
13407
13408 /* Corresponding function to eh_return expander.  */
13409
13410 static GTY(()) rtx s390_tpf_eh_return_symbol;
13411 void
13412 s390_emit_tpf_eh_return (rtx target)
13413 {
13414   rtx_insn *insn;
13415   rtx reg, orig_ra;
13416
13417   if (!s390_tpf_eh_return_symbol)
13418     s390_tpf_eh_return_symbol = gen_rtx_SYMBOL_REF (Pmode, "__tpf_eh_return");
13419
13420   reg = gen_rtx_REG (Pmode, 2);
13421   orig_ra = gen_rtx_REG (Pmode, 3);
13422
13423   emit_move_insn (reg, target);
13424   emit_move_insn (orig_ra, get_hard_reg_initial_val (Pmode, RETURN_REGNUM));
13425   insn = s390_emit_call (s390_tpf_eh_return_symbol, NULL_RTX, reg,
13426                                      gen_rtx_REG (Pmode, RETURN_REGNUM));
13427   use_reg (&CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), reg);
13428   use_reg (&CALL_INSN_FUNCTION_USAGE (insn), orig_ra);
13429
13430   emit_move_insn (EH_RETURN_HANDLER_RTX, reg);
13431 }
13432
13433 /* Rework the prologue/epilogue to avoid saving/restoring
13434    registers unnecessarily.  */
13435
13436 static void
13437 s390_optimize_prologue (void)
13438 {
13439   rtx_insn *insn, *new_insn, *next_insn;
13440
13441   /* Do a final recompute of the frame-related data.  */
13442   s390_optimize_register_info ();
13443
13444   /* If all special registers are in fact used, there's nothing we
13445      can do, so no point in walking the insn list.  */
13446
13447   if (cfun_frame_layout.first_save_gpr <= BASE_REGNUM
13448       && cfun_frame_layout.last_save_gpr >= BASE_REGNUM
13449       && (TARGET_CPU_ZARCH
13450           || (cfun_frame_layout.first_save_gpr <= RETURN_REGNUM
13451               && cfun_frame_layout.last_save_gpr >= RETURN_REGNUM)))
13452     return;
13453
13454   /* Search for prologue/epilogue insns and replace them.  */
13455
13456   for (insn = get_insns (); insn; insn = next_insn)
13457     {
13458       int first, last, off;
13459       rtx set, base, offset;
13460       rtx pat;
13461
13462       next_insn = NEXT_INSN (insn);
13463
13464       if (! NONJUMP_INSN_P (insn) || ! RTX_FRAME_RELATED_P (insn))
13465         continue;
13466
13467       pat = PATTERN (insn);
13468
13469       /* Remove ldgr/lgdr instructions used for saving and restore
13470          GPRs if possible.  */
13471       if (TARGET_Z10)
13472         {
13473           rtx tmp_pat = pat;
13474
13475           if (INSN_CODE (insn) == CODE_FOR_stack_restore_from_fpr)
13476             tmp_pat = XVECEXP (pat, 0, 0);
13477
13478           if (GET_CODE (tmp_pat) == SET
13479               && GET_MODE (SET_SRC (tmp_pat)) == DImode
13480               && REG_P (SET_SRC (tmp_pat))
13481               && REG_P (SET_DEST (tmp_pat)))
13482             {
13483               int src_regno = REGNO (SET_SRC (tmp_pat));
13484               int dest_regno = REGNO (SET_DEST (tmp_pat));
13485               int gpr_regno;
13486               int fpr_regno;
13487
13488               if (!((GENERAL_REGNO_P (src_regno)
13489                      && FP_REGNO_P (dest_regno))
13490                     || (FP_REGNO_P (src_regno)
13491                         && GENERAL_REGNO_P (dest_regno))))
13492                 continue;
13493
13494               gpr_regno = GENERAL_REGNO_P (src_regno) ? src_regno : dest_regno;
13495               fpr_regno = FP_REGNO_P (src_regno) ? src_regno : dest_regno;
13496
13497               /* GPR must be call-saved, FPR must be call-clobbered.  */
13498               if (!call_really_used_regs[fpr_regno]
13499                   || call_really_used_regs[gpr_regno])
13500                 continue;
13501
13502               /* It must not happen that what we once saved in an FPR now
13503                  needs a stack slot.  */
13504               gcc_assert (cfun_gpr_save_slot (gpr_regno) != SAVE_SLOT_STACK);
13505
13506               if (cfun_gpr_save_slot (gpr_regno) == SAVE_SLOT_NONE)
13507                 {
13508                   remove_insn (insn);
13509                   continue;
13510                 }
13511             }
13512         }
13513
13514       if (GET_CODE (pat) == PARALLEL
13515           && store_multiple_operation (pat, VOIDmode))
13516         {
13517           set = XVECEXP (pat, 0, 0);
13518           first = REGNO (SET_SRC (set));
13519           last = first + XVECLEN (pat, 0) - 1;
13520           offset = const0_rtx;
13521           base = eliminate_constant_term (XEXP (SET_DEST (set), 0), &offset);
13522           off = INTVAL (offset);
13523
13524           if (GET_CODE (base) != REG || off < 0)
13525             continue;
13526           if (cfun_frame_layout.first_save_gpr != -1
13527               && (cfun_frame_layout.first_save_gpr < first
13528                   || cfun_frame_layout.last_save_gpr > last))
13529             continue;
13530           if (REGNO (base) != STACK_POINTER_REGNUM
13531               && REGNO (base) != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
13532             continue;
13533           if (first > BASE_REGNUM || last < BASE_REGNUM)
13534             continue;
13535
13536           if (cfun_frame_layout.first_save_gpr != -1)
13537             {
13538               rtx s_pat = save_gprs (base,
13539                                      off + (cfun_frame_layout.first_save_gpr
13540                                             - first) * UNITS_PER_LONG,
13541                                      cfun_frame_layout.first_save_gpr,
13542                                      cfun_frame_layout.last_save_gpr);
13543               new_insn = emit_insn_before (s_pat, insn);
13544               INSN_ADDRESSES_NEW (new_insn, -1);
13545             }
13546
13547           remove_insn (insn);
13548           continue;
13549         }
13550
13551       if (cfun_frame_layout.first_save_gpr == -1
13552           && GET_CODE (pat) == SET
13553           && GENERAL_REG_P (SET_SRC (pat))
13554           && GET_CODE (SET_DEST (pat)) == MEM)
13555         {
13556           set = pat;
13557           first = REGNO (SET_SRC (set));
13558           offset = const0_rtx;
13559           base = eliminate_constant_term (XEXP (SET_DEST (set), 0), &offset);
13560           off = INTVAL (offset);
13561
13562           if (GET_CODE (base) != REG || off < 0)
13563             continue;
13564           if (REGNO (base) != STACK_POINTER_REGNUM
13565               && REGNO (base) != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
13566             continue;
13567
13568           remove_insn (insn);
13569           continue;
13570         }
13571
13572       if (GET_CODE (pat) == PARALLEL
13573           && load_multiple_operation (pat, VOIDmode))
13574         {
13575           set = XVECEXP (pat, 0, 0);
13576           first = REGNO (SET_DEST (set));
13577           last = first + XVECLEN (pat, 0) - 1;
13578           offset = const0_rtx;
13579           base = eliminate_constant_term (XEXP (SET_SRC (set), 0), &offset);
13580           off = INTVAL (offset);
13581
13582           if (GET_CODE (base) != REG || off < 0)
13583             continue;
13584
13585           if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr != -1
13586               && (cfun_frame_layout.first_restore_gpr < first
13587                   || cfun_frame_layout.last_restore_gpr > last))
13588             continue;
13589           if (REGNO (base) != STACK_POINTER_REGNUM
13590               && REGNO (base) != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
13591             continue;
13592           if (first > BASE_REGNUM || last < BASE_REGNUM)
13593             continue;
13594
13595           if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr != -1)
13596             {
13597               rtx rpat = restore_gprs (base,
13598                                        off + (cfun_frame_layout.first_restore_gpr
13599                                               - first) * UNITS_PER_LONG,
13600                                        cfun_frame_layout.first_restore_gpr,
13601                                        cfun_frame_layout.last_restore_gpr);
13602
13603               /* Remove REG_CFA_RESTOREs for registers that we no
13604                  longer need to save.  */
13605               REG_NOTES (rpat) = REG_NOTES (insn);
13606               for (rtx *ptr = &REG_NOTES (rpat); *ptr; )
13607                 if (REG_NOTE_KIND (*ptr) == REG_CFA_RESTORE
13608                     && ((int) REGNO (XEXP (*ptr, 0))
13609                         < cfun_frame_layout.first_restore_gpr))
13610                   *ptr = XEXP (*ptr, 1);
13611                 else
13612                   ptr = &XEXP (*ptr, 1);
13613               new_insn = emit_insn_before (rpat, insn);
13614               RTX_FRAME_RELATED_P (new_insn) = 1;
13615               INSN_ADDRESSES_NEW (new_insn, -1);
13616             }
13617
13618           remove_insn (insn);
13619           continue;
13620         }
13621
13622       if (cfun_frame_layout.first_restore_gpr == -1
13623           && GET_CODE (pat) == SET
13624           && GENERAL_REG_P (SET_DEST (pat))
13625           && GET_CODE (SET_SRC (pat)) == MEM)
13626         {
13627           set = pat;
13628           first = REGNO (SET_DEST (set));
13629           offset = const0_rtx;
13630           base = eliminate_constant_term (XEXP (SET_SRC (set), 0), &offset);
13631           off = INTVAL (offset);
13632
13633           if (GET_CODE (base) != REG || off < 0)
13634             continue;
13635
13636           if (REGNO (base) != STACK_POINTER_REGNUM
13637               && REGNO (base) != HARD_FRAME_POINTER_REGNUM)
13638             continue;
13639
13640           remove_insn (insn);
13641           continue;
13642         }
13643     }
13644 }
13645
13646 /* On z10 and later the dynamic branch prediction must see the
13647    backward jump within a certain windows.  If not it falls back to
13648    the static prediction.  This function rearranges the loop backward
13649    branch in a way which makes the static prediction always correct.
13650    The function returns true if it added an instruction.  */
13651 static bool
13652 s390_fix_long_loop_prediction (rtx_insn *insn)
13653 {
13654   rtx set = single_set (insn);
13655   rtx code_label, label_ref;
13656   rtx_insn *uncond_jump;
13657   rtx_insn *cur_insn;
13658   rtx tmp;
13659   int distance;
13660
13661   /* This will exclude branch on count and branch on index patterns
13662      since these are correctly statically predicted.  */
13663   if (!set
13664       || SET_DEST (set) != pc_rtx
13665       || GET_CODE (SET_SRC(set)) != IF_THEN_ELSE)
13666     return false;
13667
13668   /* Skip conditional returns.  */
13669   if (ANY_RETURN_P (XEXP (SET_SRC (set), 1))
13670       && XEXP (SET_SRC (set), 2) == pc_rtx)
13671     return false;
13672
13673   label_ref = (GET_CODE (XEXP (SET_SRC (set), 1)) == LABEL_REF ?
13674                XEXP (SET_SRC (set), 1) : XEXP (SET_SRC (set), 2));
13675
13676   gcc_assert (GET_CODE (label_ref) == LABEL_REF);
13677
13678   code_label = XEXP (label_ref, 0);
13679
13680   if (INSN_ADDRESSES (INSN_UID (code_label)) == -1
13681       || INSN_ADDRESSES (INSN_UID (insn)) == -1
13682       || (INSN_ADDRESSES (INSN_UID (insn))
13683           - INSN_ADDRESSES (INSN_UID (code_label)) < PREDICT_DISTANCE))
13684     return false;
13685
13686   for (distance = 0, cur_insn = PREV_INSN (insn);
13687        distance < PREDICT_DISTANCE - 6;
13688        distance += get_attr_length (cur_insn), cur_insn = PREV_INSN (cur_insn))
13689     if (!cur_insn || JUMP_P (cur_insn) || LABEL_P (cur_insn))
13690       return false;
13691
13692   rtx_code_label *new_label = gen_label_rtx ();
13693   uncond_jump = emit_jump_insn_after (
13694                   gen_rtx_SET (pc_rtx,
13695                                gen_rtx_LABEL_REF (VOIDmode, code_label)),
13696                   insn);
13697   emit_label_after (new_label, uncond_jump);
13698
13699   tmp = XEXP (SET_SRC (set), 1);
13700   XEXP (SET_SRC (set), 1) = XEXP (SET_SRC (set), 2);
13701   XEXP (SET_SRC (set), 2) = tmp;
13702   INSN_CODE (insn) = -1;
13703
13704   XEXP (label_ref, 0) = new_label;
13705   JUMP_LABEL (insn) = new_label;
13706   JUMP_LABEL (uncond_jump) = code_label;
13707
13708   return true;
13709 }
13710
13711 /* Returns 1 if INSN reads the value of REG for purposes not related
13712    to addressing of memory, and 0 otherwise.  */
13713 static int
13714 s390_non_addr_reg_read_p (rtx reg, rtx_insn *insn)
13715 {
13716   return reg_referenced_p (reg, PATTERN (insn))
13717     && !reg_used_in_mem_p (REGNO (reg), PATTERN (insn));
13718 }
13719
13720 /* Starting from INSN find_cond_jump looks downwards in the insn
13721    stream for a single jump insn which is the last user of the
13722    condition code set in INSN.  */
13723 static rtx_insn *
13724 find_cond_jump (rtx_insn *insn)
13725 {
13726   for (; insn; insn = NEXT_INSN (insn))
13727     {
13728       rtx ite, cc;
13729
13730       if (LABEL_P (insn))
13731         break;
13732
13733       if (!JUMP_P (insn))
13734         {
13735           if (reg_mentioned_p (gen_rtx_REG (CCmode, CC_REGNUM), insn))
13736             break;
13737           continue;
13738         }
13739
13740       /* This will be triggered by a return.  */
13741       if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != SET)
13742         break;
13743
13744       gcc_assert (SET_DEST (PATTERN (insn)) == pc_rtx);
13745       ite = SET_SRC (PATTERN (insn));
13746
13747       if (GET_CODE (ite) != IF_THEN_ELSE)
13748         break;
13749
13750       cc = XEXP (XEXP (ite, 0), 0);
13751       if (!REG_P (cc) || !CC_REGNO_P (REGNO (cc)))
13752         break;
13753
13754       if (find_reg_note (insn, REG_DEAD, cc))
13755         return insn;
13756       break;
13757     }
13758
13759   return NULL;
13760 }
13761
13762 /* Swap the condition in COND and the operands in OP0 and OP1 so that
13763    the semantics does not change.  If NULL_RTX is passed as COND the
13764    function tries to find the conditional jump starting with INSN.  */
13765 static void
13766 s390_swap_cmp (rtx cond, rtx *op0, rtx *op1, rtx_insn *insn)
13767 {
13768   rtx tmp = *op0;
13769
13770   if (cond == NULL_RTX)
13771     {
13772       rtx_insn *jump = find_cond_jump (NEXT_INSN (insn));
13773       rtx set = jump ? single_set (jump) : NULL_RTX;
13774
13775       if (set == NULL_RTX)
13776         return;
13777
13778       cond = XEXP (SET_SRC (set), 0);
13779     }
13780
13781   *op0 = *op1;
13782   *op1 = tmp;
13783   PUT_CODE (cond, swap_condition (GET_CODE (cond)));
13784 }
13785
13786 /* On z10, instructions of the compare-and-branch family have the
13787    property to access the register occurring as second operand with
13788    its bits complemented.  If such a compare is grouped with a second
13789    instruction that accesses the same register non-complemented, and
13790    if that register's value is delivered via a bypass, then the
13791    pipeline recycles, thereby causing significant performance decline.
13792    This function locates such situations and exchanges the two
13793    operands of the compare.  The function return true whenever it
13794    added an insn.  */
13795 static bool
13796 s390_z10_optimize_cmp (rtx_insn *insn)
13797 {
13798   rtx_insn *prev_insn, *next_insn;
13799   bool insn_added_p = false;
13800   rtx cond, *op0, *op1;
13801
13802   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL)
13803     {
13804       /* Handle compare and branch and branch on count
13805          instructions.  */
13806       rtx pattern = single_set (insn);
13807
13808       if (!pattern
13809           || SET_DEST (pattern) != pc_rtx
13810           || GET_CODE (SET_SRC (pattern)) != IF_THEN_ELSE)
13811         return false;
13812
13813       cond = XEXP (SET_SRC (pattern), 0);
13814       op0 = &XEXP (cond, 0);
13815       op1 = &XEXP (cond, 1);
13816     }
13817   else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
13818     {
13819       rtx src, dest;
13820
13821       /* Handle normal compare instructions.  */
13822       src = SET_SRC (PATTERN (insn));
13823       dest = SET_DEST (PATTERN (insn));
13824
13825       if (!REG_P (dest)
13826           || !CC_REGNO_P (REGNO (dest))
13827           || GET_CODE (src) != COMPARE)
13828         return false;
13829
13830       /* s390_swap_cmp will try to find the conditional
13831          jump when passing NULL_RTX as condition.  */
13832       cond = NULL_RTX;
13833       op0 = &XEXP (src, 0);
13834       op1 = &XEXP (src, 1);
13835     }
13836   else
13837     return false;
13838
13839   if (!REG_P (*op0) || !REG_P (*op1))
13840     return false;
13841
13842   if (GET_MODE_CLASS (GET_MODE (*op0)) != MODE_INT)
13843     return false;
13844
13845   /* Swap the COMPARE arguments and its mask if there is a
13846      conflicting access in the previous insn.  */
13847   prev_insn = prev_active_insn (insn);
13848   if (prev_insn != NULL_RTX && INSN_P (prev_insn)
13849       && reg_referenced_p (*op1, PATTERN (prev_insn)))
13850     s390_swap_cmp (cond, op0, op1, insn);
13851
13852   /* Check if there is a conflict with the next insn. If there
13853      was no conflict with the previous insn, then swap the
13854      COMPARE arguments and its mask.  If we already swapped
13855      the operands, or if swapping them would cause a conflict
13856      with the previous insn, issue a NOP after the COMPARE in
13857      order to separate the two instuctions.  */
13858   next_insn = next_active_insn (insn);
13859   if (next_insn != NULL_RTX && INSN_P (next_insn)
13860       && s390_non_addr_reg_read_p (*op1, next_insn))
13861     {
13862       if (prev_insn != NULL_RTX && INSN_P (prev_insn)
13863           && s390_non_addr_reg_read_p (*op0, prev_insn))
13864         {
13865           if (REGNO (*op1) == 0)
13866             emit_insn_after (gen_nop1 (), insn);
13867           else
13868             emit_insn_after (gen_nop (), insn);
13869           insn_added_p = true;
13870         }
13871       else
13872         s390_swap_cmp (cond, op0, op1, insn);
13873     }
13874   return insn_added_p;
13875 }
13876
13877 /* Number of INSNs to be scanned backward in the last BB of the loop
13878    and forward in the first BB of the loop.  This usually should be a
13879    bit more than the number of INSNs which could go into one
13880    group.  */
13881 #define S390_OSC_SCAN_INSN_NUM 5
13882
13883 /* Scan LOOP for static OSC collisions and return true if a osc_break
13884    should be issued for this loop.  */
13885 static bool
13886 s390_adjust_loop_scan_osc (struct loop* loop)
13887
13888 {
13889   HARD_REG_SET modregs, newregs;
13890   rtx_insn *insn, *store_insn = NULL;
13891   rtx set;
13892   struct s390_address addr_store, addr_load;
13893   subrtx_iterator::array_type array;
13894   int insn_count;
13895
13896   CLEAR_HARD_REG_SET (modregs);
13897
13898   insn_count = 0;
13899   FOR_BB_INSNS_REVERSE (loop->latch, insn)
13900     {
13901       if (!INSN_P (insn) || INSN_CODE (insn) <= 0)
13902         continue;
13903
13904       insn_count++;
13905       if (insn_count > S390_OSC_SCAN_INSN_NUM)
13906         return false;
13907
13908       find_all_hard_reg_sets (insn, &newregs, true);
13909       IOR_HARD_REG_SET (modregs, newregs);
13910
13911       set = single_set (insn);
13912       if (!set)
13913         continue;
13914
13915       if (MEM_P (SET_DEST (set))
13916           && s390_decompose_address (XEXP (SET_DEST (set), 0), &addr_store))
13917         {
13918           store_insn = insn;
13919           break;
13920         }
13921     }
13922
13923   if (store_insn == NULL_RTX)
13924     return false;
13925
13926   insn_count = 0;
13927   FOR_BB_INSNS (loop->header, insn)
13928     {
13929       if (!INSN_P (insn) || INSN_CODE (insn) <= 0)
13930         continue;
13931
13932       if (insn == store_insn)
13933         return false;
13934
13935       insn_count++;
13936       if (insn_count > S390_OSC_SCAN_INSN_NUM)
13937         return false;
13938
13939       find_all_hard_reg_sets (insn, &newregs, true);
13940       IOR_HARD_REG_SET (modregs, newregs);
13941
13942       set = single_set (insn);
13943       if (!set)
13944         continue;
13945
13946       /* An intermediate store disrupts static OSC checking
13947          anyway.  */
13948       if (MEM_P (SET_DEST (set))
13949           && s390_decompose_address (XEXP (SET_DEST (set), 0), NULL))
13950         return false;
13951
13952       FOR_EACH_SUBRTX (iter, array, SET_SRC (set), NONCONST)
13953         if (MEM_P (*iter)
13954             && s390_decompose_address (XEXP (*iter, 0), &addr_load)
13955             && rtx_equal_p (addr_load.base, addr_store.base)
13956             && rtx_equal_p (addr_load.indx, addr_store.indx)
13957             && rtx_equal_p (addr_load.disp, addr_store.disp))
13958           {
13959             if ((addr_load.base != NULL_RTX
13960                  && TEST_HARD_REG_BIT (modregs, REGNO (addr_load.base)))
13961                 || (addr_load.indx != NULL_RTX
13962                     && TEST_HARD_REG_BIT (modregs, REGNO (addr_load.indx))))
13963               return true;
13964           }
13965     }
13966   return false;
13967 }
13968
13969 /* Look for adjustments which can be done on simple innermost
13970    loops.  */
13971 static void
13972 s390_adjust_loops ()
13973 {
13974   struct loop *loop = NULL;
13975
13976   df_analyze ();
13977   compute_bb_for_insn ();
13978
13979   /* Find the loops.  */
13980   loop_optimizer_init (AVOID_CFG_MODIFICATIONS);
13981
13982   FOR_EACH_LOOP (loop, LI_ONLY_INNERMOST)
13983     {
13984       if (dump_file)
13985         {
13986           flow_loop_dump (loop, dump_file, NULL, 0);
13987           fprintf (dump_file, ";;  OSC loop scan Loop: ");
13988         }
13989       if (loop->latch == NULL
13990           || pc_set (BB_END (loop->latch)) == NULL_RTX
13991           || !s390_adjust_loop_scan_osc (loop))
13992         {
13993           if (dump_file)
13994             {
13995               if (loop->latch == NULL)
13996                 fprintf (dump_file, " muliple backward jumps\n");
13997               else
13998                 {
13999                   fprintf (dump_file, " header insn: %d latch insn: %d ",
14000                            INSN_UID (BB_HEAD (loop->header)),
14001                            INSN_UID (BB_END (loop->latch)));
14002                   if (pc_set (BB_END (loop->latch)) == NULL_RTX)
14003                     fprintf (dump_file, " loop does not end with jump\n");
14004                   else
14005                     fprintf (dump_file, " not instrumented\n");
14006                 }
14007             }
14008         }
14009       else
14010         {
14011           rtx_insn *new_insn;
14012
14013           if (dump_file)
14014             fprintf (dump_file, " adding OSC break insn: ");
14015           new_insn = emit_insn_before (gen_osc_break (),
14016                                        BB_END (loop->latch));
14017           INSN_ADDRESSES_NEW (new_insn, -1);
14018         }
14019     }
14020
14021   loop_optimizer_finalize ();
14022
14023   df_finish_pass (false);
14024 }
14025
14026 /* Perform machine-dependent processing.  */
14027
14028 static void
14029 s390_reorg (void)
14030 {
14031   bool pool_overflow = false;
14032   int hw_before, hw_after;
14033
14034   if (s390_tune == PROCESSOR_2964_Z13)
14035     s390_adjust_loops ();
14036
14037   /* Make sure all splits have been performed; splits after
14038      machine_dependent_reorg might confuse insn length counts.  */
14039   split_all_insns_noflow ();
14040
14041   /* Install the main literal pool and the associated base
14042      register load insns.
14043
14044      In addition, there are two problematic situations we need
14045      to correct:
14046
14047      - the literal pool might be > 4096 bytes in size, so that
14048        some of its elements cannot be directly accessed
14049
14050      - a branch target might be > 64K away from the branch, so that
14051        it is not possible to use a PC-relative instruction.
14052
14053      To fix those, we split the single literal pool into multiple
14054      pool chunks, reloading the pool base register at various
14055      points throughout the function to ensure it always points to
14056      the pool chunk the following code expects, and / or replace
14057      PC-relative branches by absolute branches.
14058
14059      However, the two problems are interdependent: splitting the
14060      literal pool can move a branch further away from its target,
14061      causing the 64K limit to overflow, and on the other hand,
14062      replacing a PC-relative branch by an absolute branch means
14063      we need to put the branch target address into the literal
14064      pool, possibly causing it to overflow.
14065
14066      So, we loop trying to fix up both problems until we manage
14067      to satisfy both conditions at the same time.  Note that the
14068      loop is guaranteed to terminate as every pass of the loop
14069      strictly decreases the total number of PC-relative branches
14070      in the function.  (This is not completely true as there
14071      might be branch-over-pool insns introduced by chunkify_start.
14072      Those never need to be split however.)  */
14073
14074   for (;;)
14075     {
14076       struct constant_pool *pool = NULL;
14077
14078       /* Collect the literal pool.  */
14079       if (!pool_overflow)
14080         {
14081           pool = s390_mainpool_start ();
14082           if (!pool)
14083             pool_overflow = true;
14084         }
14085
14086       /* If literal pool overflowed, start to chunkify it.  */
14087       if (pool_overflow)
14088         pool = s390_chunkify_start ();
14089
14090       /* Split out-of-range branches.  If this has created new
14091          literal pool entries, cancel current chunk list and
14092          recompute it.  zSeries machines have large branch
14093          instructions, so we never need to split a branch.  */
14094       if (!TARGET_CPU_ZARCH && s390_split_branches ())
14095         {
14096           if (pool_overflow)
14097             s390_chunkify_cancel (pool);
14098           else
14099             s390_mainpool_cancel (pool);
14100
14101           continue;
14102         }
14103
14104       /* If we made it up to here, both conditions are satisfied.
14105          Finish up literal pool related changes.  */
14106       if (pool_overflow)
14107         s390_chunkify_finish (pool);
14108       else
14109         s390_mainpool_finish (pool);
14110
14111       /* We're done splitting branches.  */
14112       cfun->machine->split_branches_pending_p = false;
14113       break;
14114     }
14115
14116   /* Generate out-of-pool execute target insns.  */
14117   if (TARGET_CPU_ZARCH)
14118     {
14119       rtx_insn *insn, *target;
14120       rtx label;
14121
14122       for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
14123         {
14124           label = s390_execute_label (insn);
14125           if (!label)
14126             continue;
14127
14128           gcc_assert (label != const0_rtx);
14129
14130           target = emit_label (XEXP (label, 0));
14131           INSN_ADDRESSES_NEW (target, -1);
14132
14133           target = emit_insn (s390_execute_target (insn));
14134           INSN_ADDRESSES_NEW (target, -1);
14135         }
14136     }
14137
14138   /* Try to optimize prologue and epilogue further.  */
14139   s390_optimize_prologue ();
14140
14141   /* Walk over the insns and do some >=z10 specific changes.  */
14142   if (s390_tune >= PROCESSOR_2097_Z10)
14143     {
14144       rtx_insn *insn;
14145       bool insn_added_p = false;
14146
14147       /* The insn lengths and addresses have to be up to date for the
14148          following manipulations.  */
14149       shorten_branches (get_insns ());
14150
14151       for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
14152         {
14153           if (!INSN_P (insn) || INSN_CODE (insn) <= 0)
14154             continue;
14155
14156           if (JUMP_P (insn))
14157             insn_added_p |= s390_fix_long_loop_prediction (insn);
14158
14159           if ((GET_CODE (PATTERN (insn)) == PARALLEL
14160                || GET_CODE (PATTERN (insn)) == SET)
14161               && s390_tune == PROCESSOR_2097_Z10)
14162             insn_added_p |= s390_z10_optimize_cmp (insn);
14163         }
14164
14165       /* Adjust branches if we added new instructions.  */
14166       if (insn_added_p)
14167         shorten_branches (get_insns ());
14168     }
14169
14170   s390_function_num_hotpatch_hw (current_function_decl, &hw_before, &hw_after);
14171   if (hw_after > 0)
14172     {
14173       rtx_insn *insn;
14174
14175       /* Insert NOPs for hotpatching. */
14176       for (insn = get_insns (); insn; insn = NEXT_INSN (insn))
14177         /* Emit NOPs
14178             1. inside the area covered by debug information to allow setting
14179                breakpoints at the NOPs,
14180             2. before any insn which results in an asm instruction,
14181             3. before in-function labels to avoid jumping to the NOPs, for
14182                example as part of a loop,
14183             4. before any barrier in case the function is completely empty
14184                (__builtin_unreachable ()) and has neither internal labels nor
14185                active insns.
14186         */
14187         if (active_insn_p (insn) || BARRIER_P (insn) || LABEL_P (insn))
14188           break;
14189       /* Output a series of NOPs before the first active insn.  */
14190       while (insn && hw_after > 0)
14191         {
14192           if (hw_after >= 3 && TARGET_CPU_ZARCH)
14193             {
14194               emit_insn_before (gen_nop_6_byte (), insn);
14195               hw_after -= 3;
14196             }
14197           else if (hw_after >= 2)
14198             {
14199               emit_insn_before (gen_nop_4_byte (), insn);
14200               hw_after -= 2;
14201             }
14202           else
14203             {
14204               emit_insn_before (gen_nop_2_byte (), insn);
14205               hw_after -= 1;
14206             }
14207         }
14208     }
14209 }
14210
14211 /* Return true if INSN is a fp load insn writing register REGNO.  */
14212 static inline bool
14213 s390_fpload_toreg (rtx_insn *insn, unsigned int regno)
14214 {
14215   rtx set;
14216   enum attr_type flag = s390_safe_attr_type (insn);
14217
14218   if (flag != TYPE_FLOADSF && flag != TYPE_FLOADDF)
14219     return false;
14220
14221   set = single_set (insn);
14222
14223   if (set == NULL_RTX)
14224     return false;
14225
14226   if (!REG_P (SET_DEST (set)) || !MEM_P (SET_SRC (set)))
14227     return false;
14228
14229   if (REGNO (SET_DEST (set)) != regno)
14230     return false;
14231
14232   return true;
14233 }
14234
14235 /* This value describes the distance to be avoided between an
14236    arithmetic fp instruction and an fp load writing the same register.
14237    Z10_EARLYLOAD_DISTANCE - 1 as well as Z10_EARLYLOAD_DISTANCE + 1 is
14238    fine but the exact value has to be avoided. Otherwise the FP
14239    pipeline will throw an exception causing a major penalty.  */
14240 #define Z10_EARLYLOAD_DISTANCE 7
14241
14242 /* Rearrange the ready list in order to avoid the situation described
14243    for Z10_EARLYLOAD_DISTANCE.  A problematic load instruction is
14244    moved to the very end of the ready list.  */
14245 static void
14246 s390_z10_prevent_earlyload_conflicts (rtx_insn **ready, int *nready_p)
14247 {
14248   unsigned int regno;
14249   int nready = *nready_p;
14250   rtx_insn *tmp;
14251   int i;
14252   rtx_insn *insn;
14253   rtx set;
14254   enum attr_type flag;
14255   int distance;
14256
14257   /* Skip DISTANCE - 1 active insns.  */
14258   for (insn = last_scheduled_insn, distance = Z10_EARLYLOAD_DISTANCE - 1;
14259        distance > 0 && insn != NULL_RTX;
14260        distance--, insn = prev_active_insn (insn))
14261     if (CALL_P (insn) || JUMP_P (insn))
14262       return;
14263
14264   if (insn == NULL_RTX)
14265     return;
14266
14267   set = single_set (insn);
14268
14269   if (set == NULL_RTX || !REG_P (SET_DEST (set))
14270       || GET_MODE_CLASS (GET_MODE (SET_DEST (set))) != MODE_FLOAT)
14271     return;
14272
14273   flag = s390_safe_attr_type (insn);
14274
14275   if (flag == TYPE_FLOADSF || flag == TYPE_FLOADDF)
14276     return;
14277
14278   regno = REGNO (SET_DEST (set));
14279   i = nready - 1;
14280
14281   while (!s390_fpload_toreg (ready[i], regno) && i > 0)
14282     i--;
14283
14284   if (!i)
14285     return;
14286
14287   tmp = ready[i];
14288   memmove (&ready[1], &ready[0], sizeof (rtx_insn *) * i);
14289   ready[0] = tmp;
14290 }
14291
14292
14293 /* The s390_sched_state variable tracks the state of the current or
14294    the last instruction group.
14295
14296    0,1,2 number of instructions scheduled in the current group
14297    3     the last group is complete - normal insns
14298    4     the last group was a cracked/expanded insn */
14299
14300 static int s390_sched_state;
14301
14302 #define S390_SCHED_STATE_NORMAL  3
14303 #define S390_SCHED_STATE_CRACKED 4
14304
14305 #define S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED    0x1
14306 #define S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED   0x2
14307 #define S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP   0x4
14308 #define S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE 0x8
14309
14310 static unsigned int
14311 s390_get_sched_attrmask (rtx_insn *insn)
14312 {
14313   unsigned int mask = 0;
14314
14315   switch (s390_tune)
14316     {
14317     case PROCESSOR_2827_ZEC12:
14318       if (get_attr_zEC12_cracked (insn))
14319         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED;
14320       if (get_attr_zEC12_expanded (insn))
14321         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED;
14322       if (get_attr_zEC12_endgroup (insn))
14323         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP;
14324       if (get_attr_zEC12_groupalone (insn))
14325         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE;
14326       break;
14327     case PROCESSOR_2964_Z13:
14328     case PROCESSOR_3906_Z14:
14329       if (get_attr_z13_cracked (insn))
14330         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED;
14331       if (get_attr_z13_expanded (insn))
14332         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED;
14333       if (get_attr_z13_endgroup (insn))
14334         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP;
14335       if (get_attr_z13_groupalone (insn))
14336         mask |= S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE;
14337       break;
14338     default:
14339       gcc_unreachable ();
14340     }
14341   return mask;
14342 }
14343
14344 static unsigned int
14345 s390_get_unit_mask (rtx_insn *insn, int *units)
14346 {
14347   unsigned int mask = 0;
14348
14349   switch (s390_tune)
14350     {
14351     case PROCESSOR_2964_Z13:
14352     case PROCESSOR_3906_Z14:
14353       *units = 3;
14354       if (get_attr_z13_unit_lsu (insn))
14355         mask |= 1 << 0;
14356       if (get_attr_z13_unit_fxu (insn))
14357         mask |= 1 << 1;
14358       if (get_attr_z13_unit_vfu (insn))
14359         mask |= 1 << 2;
14360       break;
14361     default:
14362       gcc_unreachable ();
14363     }
14364   return mask;
14365 }
14366
14367 /* Return the scheduling score for INSN.  The higher the score the
14368    better.  The score is calculated from the OOO scheduling attributes
14369    of INSN and the scheduling state s390_sched_state.  */
14370 static int
14371 s390_sched_score (rtx_insn *insn)
14372 {
14373   unsigned int mask = s390_get_sched_attrmask (insn);
14374   int score = 0;
14375
14376   switch (s390_sched_state)
14377     {
14378     case 0:
14379       /* Try to put insns into the first slot which would otherwise
14380          break a group.  */
14381       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) != 0
14382           || (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) != 0)
14383         score += 5;
14384       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE) != 0)
14385         score += 10;
14386       /* fallthrough */
14387     case 1:
14388       /* Prefer not cracked insns while trying to put together a
14389          group.  */
14390       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) == 0
14391           && (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) == 0
14392           && (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE) == 0)
14393         score += 10;
14394       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP) == 0)
14395         score += 5;
14396       break;
14397     case 2:
14398       /* Prefer not cracked insns while trying to put together a
14399          group.  */
14400       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) == 0
14401           && (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) == 0
14402           && (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE) == 0)
14403         score += 10;
14404       /* Prefer endgroup insns in the last slot.  */
14405       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP) != 0)
14406         score += 10;
14407       break;
14408     case S390_SCHED_STATE_NORMAL:
14409       /* Prefer not cracked insns if the last was not cracked.  */
14410       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) == 0
14411           && (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) == 0)
14412         score += 5;
14413       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE) != 0)
14414         score += 10;
14415       break;
14416     case S390_SCHED_STATE_CRACKED:
14417       /* Try to keep cracked insns together to prevent them from
14418          interrupting groups.  */
14419       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) != 0
14420           || (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) != 0)
14421         score += 5;
14422       break;
14423     }
14424
14425   if (s390_tune >= PROCESSOR_2964_Z13)
14426     {
14427       int units, i;
14428       unsigned unit_mask, m = 1;
14429
14430       unit_mask = s390_get_unit_mask (insn, &units);
14431       gcc_assert (units <= MAX_SCHED_UNITS);
14432
14433       /* Add a score in range 0..MAX_SCHED_MIX_SCORE depending on how long
14434          ago the last insn of this unit type got scheduled.  This is
14435          supposed to help providing a proper instruction mix to the
14436          CPU.  */
14437       for (i = 0; i < units; i++, m <<= 1)
14438         if (m & unit_mask)
14439           score += (last_scheduled_unit_distance[i] * MAX_SCHED_MIX_SCORE /
14440                     MAX_SCHED_MIX_DISTANCE);
14441     }
14442   return score;
14443 }
14444
14445 /* This function is called via hook TARGET_SCHED_REORDER before
14446    issuing one insn from list READY which contains *NREADYP entries.
14447    For target z10 it reorders load instructions to avoid early load
14448    conflicts in the floating point pipeline  */
14449 static int
14450 s390_sched_reorder (FILE *file, int verbose,
14451                     rtx_insn **ready, int *nreadyp, int clock ATTRIBUTE_UNUSED)
14452 {
14453   if (s390_tune == PROCESSOR_2097_Z10
14454       && reload_completed
14455       && *nreadyp > 1)
14456     s390_z10_prevent_earlyload_conflicts (ready, nreadyp);
14457
14458   if (s390_tune >= PROCESSOR_2827_ZEC12
14459       && reload_completed
14460       && *nreadyp > 1)
14461     {
14462       int i;
14463       int last_index = *nreadyp - 1;
14464       int max_index = -1;
14465       int max_score = -1;
14466       rtx_insn *tmp;
14467
14468       /* Just move the insn with the highest score to the top (the
14469          end) of the list.  A full sort is not needed since a conflict
14470          in the hazard recognition cannot happen.  So the top insn in
14471          the ready list will always be taken.  */
14472       for (i = last_index; i >= 0; i--)
14473         {
14474           int score;
14475
14476           if (recog_memoized (ready[i]) < 0)
14477             continue;
14478
14479           score = s390_sched_score (ready[i]);
14480           if (score > max_score)
14481             {
14482               max_score = score;
14483               max_index = i;
14484             }
14485         }
14486
14487       if (max_index != -1)
14488         {
14489           if (max_index != last_index)
14490             {
14491               tmp = ready[max_index];
14492               ready[max_index] = ready[last_index];
14493               ready[last_index] = tmp;
14494
14495               if (verbose > 5)
14496                 fprintf (file,
14497                          ";;\t\tBACKEND: move insn %d to the top of list\n",
14498                          INSN_UID (ready[last_index]));
14499             }
14500           else if (verbose > 5)
14501             fprintf (file,
14502                      ";;\t\tBACKEND: best insn %d already on top\n",
14503                      INSN_UID (ready[last_index]));
14504         }
14505
14506       if (verbose > 5)
14507         {
14508           fprintf (file, "ready list ooo attributes - sched state: %d\n",
14509                    s390_sched_state);
14510
14511           for (i = last_index; i >= 0; i--)
14512             {
14513               unsigned int sched_mask;
14514               rtx_insn *insn = ready[i];
14515
14516               if (recog_memoized (insn) < 0)
14517                 continue;
14518
14519               sched_mask = s390_get_sched_attrmask (insn);
14520               fprintf (file, ";;\t\tBACKEND: insn %d score: %d: ",
14521                        INSN_UID (insn),
14522                        s390_sched_score (insn));
14523 #define PRINT_SCHED_ATTR(M, ATTR) fprintf (file, "%s ",\
14524                                            ((M) & sched_mask) ? #ATTR : "");
14525               PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED, cracked);
14526               PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED, expanded);
14527               PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP, endgroup);
14528               PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE, groupalone);
14529 #undef PRINT_SCHED_ATTR
14530               if (s390_tune >= PROCESSOR_2964_Z13)
14531                 {
14532                   unsigned int unit_mask, m = 1;
14533                   int units, j;
14534
14535                   unit_mask  = s390_get_unit_mask (insn, &units);
14536                   fprintf (file, "(units:");
14537                   for (j = 0; j < units; j++, m <<= 1)
14538                     if (m & unit_mask)
14539                       fprintf (file, " u%d", j);
14540                   fprintf (file, ")");
14541                 }
14542               fprintf (file, "\n");
14543             }
14544         }
14545     }
14546
14547   return s390_issue_rate ();
14548 }
14549
14550
14551 /* This function is called via hook TARGET_SCHED_VARIABLE_ISSUE after
14552    the scheduler has issued INSN.  It stores the last issued insn into
14553    last_scheduled_insn in order to make it available for
14554    s390_sched_reorder.  */
14555 static int
14556 s390_sched_variable_issue (FILE *file, int verbose, rtx_insn *insn, int more)
14557 {
14558   last_scheduled_insn = insn;
14559
14560   if (s390_tune >= PROCESSOR_2827_ZEC12
14561       && reload_completed
14562       && recog_memoized (insn) >= 0)
14563     {
14564       unsigned int mask = s390_get_sched_attrmask (insn);
14565
14566       if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED) != 0
14567           || (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED) != 0)
14568         s390_sched_state = S390_SCHED_STATE_CRACKED;
14569       else if ((mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP) != 0
14570                || (mask & S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE) != 0)
14571         s390_sched_state = S390_SCHED_STATE_NORMAL;
14572       else
14573         {
14574           /* Only normal insns are left (mask == 0).  */
14575           switch (s390_sched_state)
14576             {
14577             case 0:
14578             case 1:
14579             case 2:
14580             case S390_SCHED_STATE_NORMAL:
14581               if (s390_sched_state == S390_SCHED_STATE_NORMAL)
14582                 s390_sched_state = 1;
14583               else
14584                 s390_sched_state++;
14585
14586               break;
14587             case S390_SCHED_STATE_CRACKED:
14588               s390_sched_state = S390_SCHED_STATE_NORMAL;
14589               break;
14590             }
14591         }
14592
14593       if (s390_tune >= PROCESSOR_2964_Z13)
14594         {
14595           int units, i;
14596           unsigned unit_mask, m = 1;
14597
14598           unit_mask = s390_get_unit_mask (insn, &units);
14599           gcc_assert (units <= MAX_SCHED_UNITS);
14600
14601           for (i = 0; i < units; i++, m <<= 1)
14602             if (m & unit_mask)
14603               last_scheduled_unit_distance[i] = 0;
14604             else if (last_scheduled_unit_distance[i] < MAX_SCHED_MIX_DISTANCE)
14605               last_scheduled_unit_distance[i]++;
14606         }
14607
14608       if (verbose > 5)
14609         {
14610           unsigned int sched_mask;
14611
14612           sched_mask = s390_get_sched_attrmask (insn);
14613
14614           fprintf (file, ";;\t\tBACKEND: insn %d: ", INSN_UID (insn));
14615 #define PRINT_SCHED_ATTR(M, ATTR) fprintf (file, "%s ", ((M) & sched_mask) ? #ATTR : "");
14616           PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_CRACKED, cracked);
14617           PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_EXPANDED, expanded);
14618           PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_ENDGROUP, endgroup);
14619           PRINT_SCHED_ATTR (S390_SCHED_ATTR_MASK_GROUPALONE, groupalone);
14620 #undef PRINT_SCHED_ATTR
14621
14622           if (s390_tune >= PROCESSOR_2964_Z13)
14623             {
14624               unsigned int unit_mask, m = 1;
14625               int units, j;
14626
14627               unit_mask  = s390_get_unit_mask (insn, &units);
14628               fprintf (file, "(units:");
14629               for (j = 0; j < units; j++, m <<= 1)
14630                 if (m & unit_mask)
14631                   fprintf (file, " %d", j);
14632               fprintf (file, ")");
14633             }
14634           fprintf (file, " sched state: %d\n", s390_sched_state);
14635
14636           if (s390_tune >= PROCESSOR_2964_Z13)
14637             {
14638               int units, j;
14639
14640               s390_get_unit_mask (insn, &units);
14641
14642               fprintf (file, ";;\t\tBACKEND: units unused for: ");
14643               for (j = 0; j < units; j++)
14644                 fprintf (file, "%d:%d ", j, last_scheduled_unit_distance[j]);
14645               fprintf (file, "\n");
14646             }
14647         }
14648     }
14649
14650   if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
14651       && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
14652     return more - 1;
14653   else
14654     return more;
14655 }
14656
14657 static void
14658 s390_sched_init (FILE *file ATTRIBUTE_UNUSED,
14659                  int verbose ATTRIBUTE_UNUSED,
14660                  int max_ready ATTRIBUTE_UNUSED)
14661 {
14662   last_scheduled_insn = NULL;
14663   memset (last_scheduled_unit_distance, 0, MAX_SCHED_UNITS * sizeof (int));
14664   s390_sched_state = 0;
14665 }
14666
14667 /* This target hook implementation for TARGET_LOOP_UNROLL_ADJUST calculates
14668    a new number struct loop *loop should be unrolled if tuned for cpus with
14669    a built-in stride prefetcher.
14670    The loop is analyzed for memory accesses by calling check_dpu for
14671    each rtx of the loop. Depending on the loop_depth and the amount of
14672    memory accesses a new number <=nunroll is returned to improve the
14673    behavior of the hardware prefetch unit.  */
14674 static unsigned
14675 s390_loop_unroll_adjust (unsigned nunroll, struct loop *loop)
14676 {
14677   basic_block *bbs;
14678   rtx_insn *insn;
14679   unsigned i;
14680   unsigned mem_count = 0;
14681
14682   if (s390_tune < PROCESSOR_2097_Z10)
14683     return nunroll;
14684
14685   /* Count the number of memory references within the loop body.  */
14686   bbs = get_loop_body (loop);
14687   subrtx_iterator::array_type array;
14688   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
14689     FOR_BB_INSNS (bbs[i], insn)
14690       if (INSN_P (insn) && INSN_CODE (insn) != -1)
14691         FOR_EACH_SUBRTX (iter, array, PATTERN (insn), NONCONST)
14692           if (MEM_P (*iter))
14693             mem_count += 1;
14694   free (bbs);
14695
14696   /* Prevent division by zero, and we do not need to adjust nunroll in this case.  */
14697   if (mem_count == 0)
14698     return nunroll;
14699
14700   switch (loop_depth(loop))
14701     {
14702     case 1:
14703       return MIN (nunroll, 28 / mem_count);
14704     case 2:
14705       return MIN (nunroll, 22 / mem_count);
14706     default:
14707       return MIN (nunroll, 16 / mem_count);
14708     }
14709 }
14710
14711 /* Restore the current options.  This is a hook function and also called
14712    internally.  */
14713
14714 static void
14715 s390_function_specific_restore (struct gcc_options *opts,
14716                                 struct cl_target_option *ptr ATTRIBUTE_UNUSED)
14717 {
14718   opts->x_s390_cost_pointer = (long)processor_table[opts->x_s390_tune].cost;
14719 }
14720
14721 static void
14722 s390_option_override_internal (bool main_args_p,
14723                                struct gcc_options *opts,
14724                                const struct gcc_options *opts_set)
14725 {
14726   const char *prefix;
14727   const char *suffix;
14728
14729   /* Set up prefix/suffix so the error messages refer to either the command
14730      line argument, or the attribute(target).  */
14731   if (main_args_p)
14732     {
14733       prefix = "-m";
14734       suffix = "";
14735     }
14736   else
14737     {
14738       prefix = "option(\"";
14739       suffix = "\")";
14740     }
14741
14742
14743   /* Architecture mode defaults according to ABI.  */
14744   if (!(opts_set->x_target_flags & MASK_ZARCH))
14745     {
14746       if (TARGET_64BIT)
14747         opts->x_target_flags |= MASK_ZARCH;
14748       else
14749         opts->x_target_flags &= ~MASK_ZARCH;
14750     }
14751
14752   /* Set the march default in case it hasn't been specified on cmdline.  */
14753   if (!opts_set->x_s390_arch)
14754     opts->x_s390_arch = PROCESSOR_2064_Z900;
14755   else if (opts->x_s390_arch == PROCESSOR_9672_G5
14756            || opts->x_s390_arch == PROCESSOR_9672_G6)
14757     warning (OPT_Wdeprecated, "%sarch=%s%s is deprecated and will be removed "
14758              "in future releases; use at least %sarch=z900%s",
14759              prefix, opts->x_s390_arch == PROCESSOR_9672_G5 ? "g5" : "g6",
14760              suffix, prefix, suffix);
14761
14762   opts->x_s390_arch_flags = processor_flags_table[(int) opts->x_s390_arch];
14763
14764   /* Determine processor to tune for.  */
14765   if (!opts_set->x_s390_tune)
14766     opts->x_s390_tune = opts->x_s390_arch;
14767   else if (opts->x_s390_tune == PROCESSOR_9672_G5
14768            || opts->x_s390_tune == PROCESSOR_9672_G6)
14769     warning (OPT_Wdeprecated, "%stune=%s%s is deprecated and will be removed "
14770              "in future releases; use at least %stune=z900%s",
14771              prefix, opts->x_s390_tune == PROCESSOR_9672_G5 ? "g5" : "g6",
14772              suffix, prefix, suffix);
14773
14774   opts->x_s390_tune_flags = processor_flags_table[opts->x_s390_tune];
14775
14776   /* Sanity checks.  */
14777   if (opts->x_s390_arch == PROCESSOR_NATIVE
14778       || opts->x_s390_tune == PROCESSOR_NATIVE)
14779     gcc_unreachable ();
14780   if (TARGET_ZARCH_P (opts->x_target_flags) && !TARGET_CPU_ZARCH_P (opts))
14781     error ("z/Architecture mode not supported on %s",
14782            processor_table[(int)opts->x_s390_arch].name);
14783   if (TARGET_64BIT && !TARGET_ZARCH_P (opts->x_target_flags))
14784     error ("64-bit ABI not supported in ESA/390 mode");
14785
14786   /* Enable hardware transactions if available and not explicitly
14787      disabled by user.  E.g. with -m31 -march=zEC12 -mzarch */
14788   if (!TARGET_OPT_HTM_P (opts_set->x_target_flags))
14789     {
14790       if (TARGET_CPU_HTM_P (opts) && TARGET_ZARCH_P (opts->x_target_flags))
14791         opts->x_target_flags |= MASK_OPT_HTM;
14792       else
14793         opts->x_target_flags &= ~MASK_OPT_HTM;
14794     }
14795
14796   if (TARGET_OPT_VX_P (opts_set->x_target_flags))
14797     {
14798       if (TARGET_OPT_VX_P (opts->x_target_flags))
14799         {
14800           if (!TARGET_CPU_VX_P (opts))
14801             error ("hardware vector support not available on %s",
14802                    processor_table[(int)opts->x_s390_arch].name);
14803           if (TARGET_SOFT_FLOAT_P (opts->x_target_flags))
14804             error ("hardware vector support not available with -msoft-float");
14805         }
14806     }
14807   else
14808     {
14809       if (TARGET_CPU_VX_P (opts))
14810         /* Enable vector support if available and not explicitly disabled
14811            by user.  E.g. with -m31 -march=z13 -mzarch */
14812         opts->x_target_flags |= MASK_OPT_VX;
14813       else
14814         opts->x_target_flags &= ~MASK_OPT_VX;
14815     }
14816
14817   /* Use hardware DFP if available and not explicitly disabled by
14818      user. E.g. with -m31 -march=z10 -mzarch   */
14819   if (!TARGET_HARD_DFP_P (opts_set->x_target_flags))
14820     {
14821       if (TARGET_DFP_P (opts))
14822         opts->x_target_flags |= MASK_HARD_DFP;
14823       else
14824         opts->x_target_flags &= ~MASK_HARD_DFP;
14825     }
14826
14827   if (TARGET_HARD_DFP_P (opts->x_target_flags) && !TARGET_DFP_P (opts))
14828     {
14829       if (TARGET_HARD_DFP_P (opts_set->x_target_flags))
14830         {
14831           if (!TARGET_CPU_DFP_P (opts))
14832             error ("hardware decimal floating point instructions"
14833                    " not available on %s",
14834                    processor_table[(int)opts->x_s390_arch].name);
14835           if (!TARGET_ZARCH_P (opts->x_target_flags))
14836             error ("hardware decimal floating point instructions"
14837                    " not available in ESA/390 mode");
14838         }
14839       else
14840         opts->x_target_flags &= ~MASK_HARD_DFP;
14841     }
14842
14843   if (TARGET_SOFT_FLOAT_P (opts_set->x_target_flags)
14844       && TARGET_SOFT_FLOAT_P (opts->x_target_flags))
14845     {
14846       if (TARGET_HARD_DFP_P (opts_set->x_target_flags)
14847           && TARGET_HARD_DFP_P (opts->x_target_flags))
14848         error ("-mhard-dfp can%'t be used in conjunction with -msoft-float");
14849
14850       opts->x_target_flags &= ~MASK_HARD_DFP;
14851     }
14852
14853   if (TARGET_BACKCHAIN_P (opts->x_target_flags)
14854       && TARGET_PACKED_STACK_P (opts->x_target_flags)
14855       && TARGET_HARD_FLOAT_P (opts->x_target_flags))
14856     error ("-mbackchain -mpacked-stack -mhard-float are not supported "
14857            "in combination");
14858
14859   if (opts->x_s390_stack_size)
14860     {
14861       if (opts->x_s390_stack_guard >= opts->x_s390_stack_size)
14862         error ("stack size must be greater than the stack guard value");
14863       else if (opts->x_s390_stack_size > 1 << 16)
14864         error ("stack size must not be greater than 64k");
14865     }
14866   else if (opts->x_s390_stack_guard)
14867     error ("-mstack-guard implies use of -mstack-size");
14868
14869 #ifdef TARGET_DEFAULT_LONG_DOUBLE_128
14870   if (!TARGET_LONG_DOUBLE_128_P (opts_set->x_target_flags))
14871     opts->x_target_flags |= MASK_LONG_DOUBLE_128;
14872 #endif
14873
14874   if (opts->x_s390_tune >= PROCESSOR_2097_Z10)
14875     {
14876       maybe_set_param_value (PARAM_MAX_UNROLLED_INSNS, 100,
14877                              opts->x_param_values,
14878                              opts_set->x_param_values);
14879       maybe_set_param_value (PARAM_MAX_UNROLL_TIMES, 32,
14880                              opts->x_param_values,
14881                              opts_set->x_param_values);
14882       maybe_set_param_value (PARAM_MAX_COMPLETELY_PEELED_INSNS, 2000,
14883                              opts->x_param_values,
14884                              opts_set->x_param_values);
14885       maybe_set_param_value (PARAM_MAX_COMPLETELY_PEEL_TIMES, 64,
14886                              opts->x_param_values,
14887                              opts_set->x_param_values);
14888     }
14889
14890   maybe_set_param_value (PARAM_MAX_PENDING_LIST_LENGTH, 256,
14891                          opts->x_param_values,
14892                          opts_set->x_param_values);
14893   /* values for loop prefetching */
14894   maybe_set_param_value (PARAM_L1_CACHE_LINE_SIZE, 256,
14895                          opts->x_param_values,
14896                          opts_set->x_param_values);
14897   maybe_set_param_value (PARAM_L1_CACHE_SIZE, 128,
14898                          opts->x_param_values,
14899                          opts_set->x_param_values);
14900   /* s390 has more than 2 levels and the size is much larger.  Since
14901      we are always running virtualized assume that we only get a small
14902      part of the caches above l1.  */
14903   maybe_set_param_value (PARAM_L2_CACHE_SIZE, 1500,
14904                          opts->x_param_values,
14905                          opts_set->x_param_values);
14906   maybe_set_param_value (PARAM_PREFETCH_MIN_INSN_TO_MEM_RATIO, 2,
14907                          opts->x_param_values,
14908                          opts_set->x_param_values);
14909   maybe_set_param_value (PARAM_SIMULTANEOUS_PREFETCHES, 6,
14910                          opts->x_param_values,
14911                          opts_set->x_param_values);
14912
14913   /* Use the alternative scheduling-pressure algorithm by default.  */
14914   maybe_set_param_value (PARAM_SCHED_PRESSURE_ALGORITHM, 2,
14915                          opts->x_param_values,
14916                          opts_set->x_param_values);
14917
14918   maybe_set_param_value (PARAM_MIN_VECT_LOOP_BOUND, 2,
14919                          opts->x_param_values,
14920                          opts_set->x_param_values);
14921
14922   /* Call target specific restore function to do post-init work.  At the moment,
14923      this just sets opts->x_s390_cost_pointer.  */
14924   s390_function_specific_restore (opts, NULL);
14925 }
14926
14927 static void
14928 s390_option_override (void)
14929 {
14930   unsigned int i;
14931   cl_deferred_option *opt;
14932   vec<cl_deferred_option> *v =
14933     (vec<cl_deferred_option> *) s390_deferred_options;
14934
14935   if (v)
14936     FOR_EACH_VEC_ELT (*v, i, opt)
14937       {
14938         switch (opt->opt_index)
14939           {
14940           case OPT_mhotpatch_:
14941             {
14942               int val1;
14943               int val2;
14944               char s[256];
14945               char *t;
14946
14947               strncpy (s, opt->arg, 256);
14948               s[255] = 0;
14949               t = strchr (s, ',');
14950               if (t != NULL)
14951                 {
14952                   *t = 0;
14953                   t++;
14954                   val1 = integral_argument (s);
14955                   val2 = integral_argument (t);
14956                 }
14957               else
14958                 {
14959                   val1 = -1;
14960                   val2 = -1;
14961                 }
14962               if (val1 == -1 || val2 == -1)
14963                 {
14964                   /* argument is not a plain number */
14965                   error ("arguments to %qs should be non-negative integers",
14966                          "-mhotpatch=n,m");
14967                   break;
14968                 }
14969               else if (val1 > s390_hotpatch_hw_max
14970                        || val2 > s390_hotpatch_hw_max)
14971                 {
14972                   error ("argument to %qs is too large (max. %d)",
14973                          "-mhotpatch=n,m", s390_hotpatch_hw_max);
14974                   break;
14975                 }
14976               s390_hotpatch_hw_before_label = val1;
14977               s390_hotpatch_hw_after_label = val2;
14978               break;
14979             }
14980           default:
14981             gcc_unreachable ();
14982           }
14983       }
14984
14985   /* Set up function hooks.  */
14986   init_machine_status = s390_init_machine_status;
14987
14988   s390_option_override_internal (true, &global_options, &global_options_set);
14989
14990   /* Save the initial options in case the user does function specific
14991      options.  */
14992   target_option_default_node = build_target_option_node (&global_options);
14993   target_option_current_node = target_option_default_node;
14994
14995   /* This cannot reside in s390_option_optimization_table since HAVE_prefetch
14996      requires the arch flags to be evaluated already.  Since prefetching
14997      is beneficial on s390, we enable it if available.  */
14998   if (flag_prefetch_loop_arrays < 0 && HAVE_prefetch && optimize >= 3)
14999     flag_prefetch_loop_arrays = 1;
15000
15001   if (!s390_pic_data_is_text_relative && !flag_pic)
15002     error ("-mno-pic-data-is-text-relative cannot be used without -fpic/-fPIC");
15003
15004   if (TARGET_TPF)
15005     {
15006       /* Don't emit DWARF3/4 unless specifically selected.  The TPF
15007          debuggers do not yet support DWARF 3/4.  */
15008       if (!global_options_set.x_dwarf_strict) 
15009         dwarf_strict = 1;
15010       if (!global_options_set.x_dwarf_version)
15011         dwarf_version = 2;
15012     }
15013
15014   /* Register a target-specific optimization-and-lowering pass
15015      to run immediately before prologue and epilogue generation.
15016
15017      Registering the pass must be done at start up.  It's
15018      convenient to do it here.  */
15019   opt_pass *new_pass = new pass_s390_early_mach (g);
15020   struct register_pass_info insert_pass_s390_early_mach =
15021     {
15022       new_pass,                 /* pass */
15023       "pro_and_epilogue",       /* reference_pass_name */
15024       1,                        /* ref_pass_instance_number */
15025       PASS_POS_INSERT_BEFORE    /* po_op */
15026     };
15027   register_pass (&insert_pass_s390_early_mach);
15028 }
15029
15030 #if S390_USE_TARGET_ATTRIBUTE
15031 /* Inner function to process the attribute((target(...))), take an argument and
15032    set the current options from the argument. If we have a list, recursively go
15033    over the list.  */
15034
15035 static bool
15036 s390_valid_target_attribute_inner_p (tree args,
15037                                      struct gcc_options *opts,
15038                                      struct gcc_options *new_opts_set,
15039                                      bool force_pragma)
15040 {
15041   char *next_optstr;
15042   bool ret = true;
15043
15044 #define S390_ATTRIB(S,O,A)  { S, sizeof (S)-1, O, A, 0 }
15045 #define S390_PRAGMA(S,O,A)  { S, sizeof (S)-1, O, A, 1 }
15046   static const struct
15047   {
15048     const char *string;
15049     size_t len;
15050     int opt;
15051     int has_arg;
15052     int only_as_pragma;
15053   } attrs[] = {
15054     /* enum options */
15055     S390_ATTRIB ("arch=", OPT_march_, 1),
15056     S390_ATTRIB ("tune=", OPT_mtune_, 1),
15057     /* uinteger options */
15058     S390_ATTRIB ("stack-guard=", OPT_mstack_guard_, 1),
15059     S390_ATTRIB ("stack-size=", OPT_mstack_size_, 1),
15060     S390_ATTRIB ("branch-cost=", OPT_mbranch_cost_, 1),
15061     S390_ATTRIB ("warn-framesize=", OPT_mwarn_framesize_, 1),
15062     /* flag options */
15063     S390_ATTRIB ("backchain", OPT_mbackchain, 0),
15064     S390_ATTRIB ("hard-dfp", OPT_mhard_dfp, 0),
15065     S390_ATTRIB ("hard-float", OPT_mhard_float, 0),
15066     S390_ATTRIB ("htm", OPT_mhtm, 0),
15067     S390_ATTRIB ("vx", OPT_mvx, 0),
15068     S390_ATTRIB ("packed-stack", OPT_mpacked_stack, 0),
15069     S390_ATTRIB ("small-exec", OPT_msmall_exec, 0),
15070     S390_ATTRIB ("soft-float", OPT_msoft_float, 0),
15071     S390_ATTRIB ("mvcle", OPT_mmvcle, 0),
15072     S390_PRAGMA ("zvector", OPT_mzvector, 0),
15073     /* boolean options */
15074     S390_ATTRIB ("warn-dynamicstack", OPT_mwarn_dynamicstack, 0),
15075   };
15076 #undef S390_ATTRIB
15077 #undef S390_PRAGMA
15078
15079   /* If this is a list, recurse to get the options.  */
15080   if (TREE_CODE (args) == TREE_LIST)
15081     {
15082       bool ret = true;
15083       int num_pragma_values;
15084       int i;
15085
15086       /* Note: attribs.c:decl_attributes prepends the values from
15087          current_target_pragma to the list of target attributes.  To determine
15088          whether we're looking at a value of the attribute or the pragma we
15089          assume that the first [list_length (current_target_pragma)] values in
15090          the list are the values from the pragma.  */
15091       num_pragma_values = (!force_pragma && current_target_pragma != NULL)
15092         ? list_length (current_target_pragma) : 0;
15093       for (i = 0; args; args = TREE_CHAIN (args), i++)
15094         {
15095           bool is_pragma;
15096
15097           is_pragma = (force_pragma || i < num_pragma_values);
15098           if (TREE_VALUE (args)
15099               && !s390_valid_target_attribute_inner_p (TREE_VALUE (args),
15100                                                        opts, new_opts_set,
15101                                                        is_pragma))
15102             {
15103               ret = false;
15104             }
15105         }
15106       return ret;
15107     }
15108
15109   else if (TREE_CODE (args) != STRING_CST)
15110     {
15111       error ("attribute %<target%> argument not a string");
15112       return false;
15113     }
15114
15115   /* Handle multiple arguments separated by commas.  */
15116   next_optstr = ASTRDUP (TREE_STRING_POINTER (args));
15117
15118   while (next_optstr && *next_optstr != '\0')
15119     {
15120       char *p = next_optstr;
15121       char *orig_p = p;
15122       char *comma = strchr (next_optstr, ',');
15123       size_t len, opt_len;
15124       int opt;
15125       bool opt_set_p;
15126       char ch;
15127       unsigned i;
15128       int mask = 0;
15129       enum cl_var_type var_type;
15130       bool found;
15131
15132       if (comma)
15133         {
15134           *comma = '\0';
15135           len = comma - next_optstr;
15136           next_optstr = comma + 1;
15137         }
15138       else
15139         {
15140           len = strlen (p);
15141           next_optstr = NULL;
15142         }
15143
15144       /* Recognize no-xxx.  */
15145       if (len > 3 && p[0] == 'n' && p[1] == 'o' && p[2] == '-')
15146         {
15147           opt_set_p = false;
15148           p += 3;
15149           len -= 3;
15150         }
15151       else
15152         opt_set_p = true;
15153
15154       /* Find the option.  */
15155       ch = *p;
15156       found = false;
15157       for (i = 0; i < ARRAY_SIZE (attrs); i++)
15158         {
15159           opt_len = attrs[i].len;
15160           if (ch == attrs[i].string[0]
15161               && ((attrs[i].has_arg) ? len > opt_len : len == opt_len)
15162               && memcmp (p, attrs[i].string, opt_len) == 0)
15163             {
15164               opt = attrs[i].opt;
15165               if (!opt_set_p && cl_options[opt].cl_reject_negative)
15166                 continue;
15167               mask = cl_options[opt].var_value;
15168               var_type = cl_options[opt].var_type;
15169               found = true;
15170               break;
15171             }
15172         }
15173
15174       /* Process the option.  */
15175       if (!found)
15176         {
15177           error ("attribute(target(\"%s\")) is unknown", orig_p);
15178           return false;
15179         }
15180       else if (attrs[i].only_as_pragma && !force_pragma)
15181         {
15182           /* Value is not allowed for the target attribute.  */
15183           error ("value %qs is not supported by attribute %<target%>",
15184                  attrs[i].string);
15185           return false;
15186         }
15187
15188       else if (var_type == CLVC_BIT_SET || var_type == CLVC_BIT_CLEAR)
15189         {
15190           if (var_type == CLVC_BIT_CLEAR)
15191             opt_set_p = !opt_set_p;
15192
15193           if (opt_set_p)
15194             opts->x_target_flags |= mask;
15195           else
15196             opts->x_target_flags &= ~mask;
15197           new_opts_set->x_target_flags |= mask;
15198         }
15199
15200       else if (cl_options[opt].var_type == CLVC_BOOLEAN)
15201         {
15202           int value;
15203
15204           if (cl_options[opt].cl_uinteger)
15205             {
15206               /* Unsigned integer argument.  Code based on the function
15207                  decode_cmdline_option () in opts-common.c.  */
15208               value = integral_argument (p + opt_len);
15209             }
15210           else
15211             value = (opt_set_p) ? 1 : 0;
15212
15213           if (value != -1)
15214             {
15215               struct cl_decoded_option decoded;
15216
15217               /* Value range check; only implemented for numeric and boolean
15218                  options at the moment.  */
15219               generate_option (opt, NULL, value, CL_TARGET, &decoded);
15220               s390_handle_option (opts, new_opts_set, &decoded, input_location);
15221               set_option (opts, new_opts_set, opt, value,
15222                           p + opt_len, DK_UNSPECIFIED, input_location,
15223                           global_dc);
15224             }
15225           else
15226             {
15227               error ("attribute(target(\"%s\")) is unknown", orig_p);
15228               ret = false;
15229             }
15230         }
15231
15232       else if (cl_options[opt].var_type == CLVC_ENUM)
15233         {
15234           bool arg_ok;
15235           int value;
15236
15237           arg_ok = opt_enum_arg_to_value (opt, p + opt_len, &value, CL_TARGET);
15238           if (arg_ok)
15239             set_option (opts, new_opts_set, opt, value,
15240                         p + opt_len, DK_UNSPECIFIED, input_location,
15241                         global_dc);
15242           else
15243             {
15244               error ("attribute(target(\"%s\")) is unknown", orig_p);
15245               ret = false;
15246             }
15247         }
15248
15249       else
15250         gcc_unreachable ();
15251     }
15252   return ret;
15253 }
15254
15255 /* Return a TARGET_OPTION_NODE tree of the target options listed or NULL.  */
15256
15257 tree
15258 s390_valid_target_attribute_tree (tree args,
15259                                   struct gcc_options *opts,
15260                                   const struct gcc_options *opts_set,
15261                                   bool force_pragma)
15262 {
15263   tree t = NULL_TREE;
15264   struct gcc_options new_opts_set;
15265
15266   memset (&new_opts_set, 0, sizeof (new_opts_set));
15267
15268   /* Process each of the options on the chain.  */
15269   if (! s390_valid_target_attribute_inner_p (args, opts, &new_opts_set,
15270                                              force_pragma))
15271     return error_mark_node;
15272
15273   /* If some option was set (even if it has not changed), rerun
15274      s390_option_override_internal, and then save the options away.  */
15275   if (new_opts_set.x_target_flags
15276       || new_opts_set.x_s390_arch
15277       || new_opts_set.x_s390_tune
15278       || new_opts_set.x_s390_stack_guard
15279       || new_opts_set.x_s390_stack_size
15280       || new_opts_set.x_s390_branch_cost
15281       || new_opts_set.x_s390_warn_framesize
15282       || new_opts_set.x_s390_warn_dynamicstack_p)
15283     {
15284       const unsigned char *src = (const unsigned char *)opts_set;
15285       unsigned char *dest = (unsigned char *)&new_opts_set;
15286       unsigned int i;
15287
15288       /* Merge the original option flags into the new ones.  */
15289       for (i = 0; i < sizeof(*opts_set); i++)
15290         dest[i] |= src[i];
15291
15292       /* Do any overrides, such as arch=xxx, or tune=xxx support.  */
15293       s390_option_override_internal (false, opts, &new_opts_set);
15294       /* Save the current options unless we are validating options for
15295          #pragma.  */
15296       t = build_target_option_node (opts);
15297     }
15298   return t;
15299 }
15300
15301 /* Hook to validate attribute((target("string"))).  */
15302
15303 static bool
15304 s390_valid_target_attribute_p (tree fndecl,
15305                                tree ARG_UNUSED (name),
15306                                tree args,
15307                                int ARG_UNUSED (flags))
15308 {
15309   struct gcc_options func_options;
15310   tree new_target, new_optimize;
15311   bool ret = true;
15312
15313   /* attribute((target("default"))) does nothing, beyond
15314      affecting multi-versioning.  */
15315   if (TREE_VALUE (args)
15316       && TREE_CODE (TREE_VALUE (args)) == STRING_CST
15317       && TREE_CHAIN (args) == NULL_TREE
15318       && strcmp (TREE_STRING_POINTER (TREE_VALUE (args)), "default") == 0)
15319     return true;
15320
15321   tree old_optimize = build_optimization_node (&global_options);
15322
15323   /* Get the optimization options of the current function.  */
15324   tree func_optimize = DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION (fndecl);
15325
15326   if (!func_optimize)
15327     func_optimize = old_optimize;
15328
15329   /* Init func_options.  */
15330   memset (&func_options, 0, sizeof (func_options));
15331   init_options_struct (&func_options, NULL);
15332   lang_hooks.init_options_struct (&func_options);
15333
15334   cl_optimization_restore (&func_options, TREE_OPTIMIZATION (func_optimize));
15335
15336   /* Initialize func_options to the default before its target options can
15337      be set.  */
15338   cl_target_option_restore (&func_options,
15339                             TREE_TARGET_OPTION (target_option_default_node));
15340
15341   new_target = s390_valid_target_attribute_tree (args, &func_options,
15342                                                  &global_options_set,
15343                                                  (args ==
15344                                                   current_target_pragma));
15345   new_optimize = build_optimization_node (&func_options);
15346   if (new_target == error_mark_node)
15347     ret = false;
15348   else if (fndecl && new_target)
15349     {
15350       DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (fndecl) = new_target;
15351       if (old_optimize != new_optimize)
15352         DECL_FUNCTION_SPECIFIC_OPTIMIZATION (fndecl) = new_optimize;
15353     }
15354   return ret;
15355 }
15356
15357 /* Restore targets globals from NEW_TREE and invalidate s390_previous_fndecl
15358    cache.  */
15359
15360 void
15361 s390_activate_target_options (tree new_tree)
15362 {
15363   cl_target_option_restore (&global_options, TREE_TARGET_OPTION (new_tree));
15364   if (TREE_TARGET_GLOBALS (new_tree))
15365     restore_target_globals (TREE_TARGET_GLOBALS (new_tree));
15366   else if (new_tree == target_option_default_node)
15367     restore_target_globals (&default_target_globals);
15368   else
15369     TREE_TARGET_GLOBALS (new_tree) = save_target_globals_default_opts ();
15370   s390_previous_fndecl = NULL_TREE;
15371 }
15372
15373 /* Establish appropriate back-end context for processing the function
15374    FNDECL.  The argument might be NULL to indicate processing at top
15375    level, outside of any function scope.  */
15376 static void
15377 s390_set_current_function (tree fndecl)
15378 {
15379   /* Only change the context if the function changes.  This hook is called
15380      several times in the course of compiling a function, and we don't want to
15381      slow things down too much or call target_reinit when it isn't safe.  */
15382   if (fndecl == s390_previous_fndecl)
15383     return;
15384
15385   tree old_tree;
15386   if (s390_previous_fndecl == NULL_TREE)
15387     old_tree = target_option_current_node;
15388   else if (DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (s390_previous_fndecl))
15389     old_tree = DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (s390_previous_fndecl);
15390   else
15391     old_tree = target_option_default_node;
15392
15393   if (fndecl == NULL_TREE)
15394     {
15395       if (old_tree != target_option_current_node)
15396         s390_activate_target_options (target_option_current_node);
15397       return;
15398     }
15399
15400   tree new_tree = DECL_FUNCTION_SPECIFIC_TARGET (fndecl);
15401   if (new_tree == NULL_TREE)
15402     new_tree = target_option_default_node;
15403
15404   if (old_tree != new_tree)
15405     s390_activate_target_options (new_tree);
15406   s390_previous_fndecl = fndecl;
15407 }
15408 #endif
15409
15410 /* Implement TARGET_USE_BY_PIECES_INFRASTRUCTURE_P.  */
15411
15412 static bool
15413 s390_use_by_pieces_infrastructure_p (unsigned HOST_WIDE_INT size,
15414                                      unsigned int align ATTRIBUTE_UNUSED,
15415                                      enum by_pieces_operation op ATTRIBUTE_UNUSED,
15416                                      bool speed_p ATTRIBUTE_UNUSED)
15417 {
15418   return (size == 1 || size == 2
15419           || size == 4 || (TARGET_ZARCH && size == 8));
15420 }
15421
15422 /* Implement TARGET_ATOMIC_ASSIGN_EXPAND_FENV hook.  */
15423
15424 static void
15425 s390_atomic_assign_expand_fenv (tree *hold, tree *clear, tree *update)
15426 {
15427   tree sfpc = s390_builtin_decls[S390_BUILTIN_s390_sfpc];
15428   tree efpc = s390_builtin_decls[S390_BUILTIN_s390_efpc];
15429   tree call_efpc = build_call_expr (efpc, 0);
15430   tree fenv_var = create_tmp_var_raw (unsigned_type_node);
15431
15432 #define FPC_EXCEPTION_MASK       HOST_WIDE_INT_UC (0xf8000000)
15433 #define FPC_FLAGS_MASK           HOST_WIDE_INT_UC (0x00f80000)
15434 #define FPC_DXC_MASK             HOST_WIDE_INT_UC (0x0000ff00)
15435 #define FPC_EXCEPTION_MASK_SHIFT HOST_WIDE_INT_UC (24)
15436 #define FPC_FLAGS_SHIFT          HOST_WIDE_INT_UC (16)
15437 #define FPC_DXC_SHIFT            HOST_WIDE_INT_UC (8)
15438
15439   /* Generates the equivalent of feholdexcept (&fenv_var)
15440
15441      fenv_var = __builtin_s390_efpc ();
15442      __builtin_s390_sfpc (fenv_var & mask) */
15443   tree old_fpc = build2 (MODIFY_EXPR, unsigned_type_node, fenv_var, call_efpc);
15444   tree new_fpc =
15445     build2 (BIT_AND_EXPR, unsigned_type_node, fenv_var,
15446             build_int_cst (unsigned_type_node,
15447                            ~(FPC_DXC_MASK | FPC_FLAGS_MASK |
15448                              FPC_EXCEPTION_MASK)));
15449   tree set_new_fpc = build_call_expr (sfpc, 1, new_fpc);
15450   *hold = build2 (COMPOUND_EXPR, void_type_node, old_fpc, set_new_fpc);
15451
15452   /* Generates the equivalent of feclearexcept (FE_ALL_EXCEPT)
15453
15454      __builtin_s390_sfpc (__builtin_s390_efpc () & mask) */
15455   new_fpc = build2 (BIT_AND_EXPR, unsigned_type_node, call_efpc,
15456                     build_int_cst (unsigned_type_node,
15457                                    ~(FPC_DXC_MASK | FPC_FLAGS_MASK)));
15458   *clear = build_call_expr (sfpc, 1, new_fpc);
15459
15460   /* Generates the equivalent of feupdateenv (fenv_var)
15461
15462   old_fpc = __builtin_s390_efpc ();
15463   __builtin_s390_sfpc (fenv_var);
15464   __atomic_feraiseexcept ((old_fpc & FPC_FLAGS_MASK) >> FPC_FLAGS_SHIFT);  */
15465
15466   old_fpc = create_tmp_var_raw (unsigned_type_node);
15467   tree store_old_fpc = build2 (MODIFY_EXPR, void_type_node,
15468                                old_fpc, call_efpc);
15469
15470   set_new_fpc = build_call_expr (sfpc, 1, fenv_var);
15471
15472   tree raise_old_except = build2 (BIT_AND_EXPR, unsigned_type_node, old_fpc,
15473                                   build_int_cst (unsigned_type_node,
15474                                                  FPC_FLAGS_MASK));
15475   raise_old_except = build2 (RSHIFT_EXPR, unsigned_type_node, raise_old_except,
15476                              build_int_cst (unsigned_type_node,
15477                                             FPC_FLAGS_SHIFT));
15478   tree atomic_feraiseexcept
15479     = builtin_decl_implicit (BUILT_IN_ATOMIC_FERAISEEXCEPT);
15480   raise_old_except = build_call_expr (atomic_feraiseexcept,
15481                                       1, raise_old_except);
15482
15483   *update = build2 (COMPOUND_EXPR, void_type_node,
15484                     build2 (COMPOUND_EXPR, void_type_node,
15485                             store_old_fpc, set_new_fpc),
15486                     raise_old_except);
15487
15488 #undef FPC_EXCEPTION_MASK
15489 #undef FPC_FLAGS_MASK
15490 #undef FPC_DXC_MASK
15491 #undef FPC_EXCEPTION_MASK_SHIFT
15492 #undef FPC_FLAGS_SHIFT
15493 #undef FPC_DXC_SHIFT
15494 }
15495
15496 /* Return the vector mode to be used for inner mode MODE when doing
15497    vectorization.  */
15498 static machine_mode
15499 s390_preferred_simd_mode (machine_mode mode)
15500 {
15501   if (TARGET_VX)
15502     switch (mode)
15503       {
15504       case E_DFmode:
15505         return V2DFmode;
15506       case E_DImode:
15507         return V2DImode;
15508       case E_SImode:
15509         return V4SImode;
15510       case E_HImode:
15511         return V8HImode;
15512       case E_QImode:
15513         return V16QImode;
15514       default:;
15515       }
15516   return word_mode;
15517 }
15518
15519 /* Our hardware does not require vectors to be strictly aligned.  */
15520 static bool
15521 s390_support_vector_misalignment (machine_mode mode ATTRIBUTE_UNUSED,
15522                                   const_tree type ATTRIBUTE_UNUSED,
15523                                   int misalignment ATTRIBUTE_UNUSED,
15524                                   bool is_packed ATTRIBUTE_UNUSED)
15525 {
15526   if (TARGET_VX)
15527     return true;
15528
15529   return default_builtin_support_vector_misalignment (mode, type, misalignment,
15530                                                       is_packed);
15531 }
15532
15533 /* The vector ABI requires vector types to be aligned on an 8 byte
15534    boundary (our stack alignment).  However, we allow this to be
15535    overriden by the user, while this definitely breaks the ABI.  */
15536 static HOST_WIDE_INT
15537 s390_vector_alignment (const_tree type)
15538 {
15539   if (!TARGET_VX_ABI)
15540     return default_vector_alignment (type);
15541
15542   if (TYPE_USER_ALIGN (type))
15543     return TYPE_ALIGN (type);
15544
15545   return MIN (64, tree_to_shwi (TYPE_SIZE (type)));
15546 }
15547
15548 #ifdef HAVE_AS_MACHINE_MACHINEMODE
15549 /* Implement TARGET_ASM_FILE_START.  */
15550 static void
15551 s390_asm_file_start (void)
15552 {
15553   default_file_start ();
15554   s390_asm_output_machine_for_arch (asm_out_file);
15555 }
15556 #endif
15557
15558 /* Implement TARGET_ASM_FILE_END.  */
15559 static void
15560 s390_asm_file_end (void)
15561 {
15562 #ifdef HAVE_AS_GNU_ATTRIBUTE
15563   varpool_node *vnode;
15564   cgraph_node *cnode;
15565
15566   FOR_EACH_VARIABLE (vnode)
15567     if (TREE_PUBLIC (vnode->decl))
15568       s390_check_type_for_vector_abi (TREE_TYPE (vnode->decl), false, false);
15569
15570   FOR_EACH_FUNCTION (cnode)
15571     if (TREE_PUBLIC (cnode->decl))
15572       s390_check_type_for_vector_abi (TREE_TYPE (cnode->decl), false, false);
15573
15574
15575   if (s390_vector_abi != 0)
15576     fprintf (asm_out_file, "\t.gnu_attribute 8, %d\n",
15577              s390_vector_abi);
15578 #endif
15579   file_end_indicate_exec_stack ();
15580
15581   if (flag_split_stack)
15582     file_end_indicate_split_stack ();
15583 }
15584
15585 /* Return true if TYPE is a vector bool type.  */
15586 static inline bool
15587 s390_vector_bool_type_p (const_tree type)
15588 {
15589   return TYPE_VECTOR_OPAQUE (type);
15590 }
15591
15592 /* Return the diagnostic message string if the binary operation OP is
15593    not permitted on TYPE1 and TYPE2, NULL otherwise.  */
15594 static const char*
15595 s390_invalid_binary_op (int op ATTRIBUTE_UNUSED, const_tree type1, const_tree type2)
15596 {
15597   bool bool1_p, bool2_p;
15598   bool plusminus_p;
15599   bool muldiv_p;
15600   bool compare_p;
15601   machine_mode mode1, mode2;
15602
15603   if (!TARGET_ZVECTOR)
15604     return NULL;
15605
15606   if (!VECTOR_TYPE_P (type1) || !VECTOR_TYPE_P (type2))
15607     return NULL;
15608
15609   bool1_p = s390_vector_bool_type_p (type1);
15610   bool2_p = s390_vector_bool_type_p (type2);
15611
15612   /* Mixing signed and unsigned types is forbidden for all
15613      operators.  */
15614   if (!bool1_p && !bool2_p
15615       && TYPE_UNSIGNED (type1) != TYPE_UNSIGNED (type2))
15616     return N_("types differ in signedness");
15617
15618   plusminus_p = (op == PLUS_EXPR || op == MINUS_EXPR);
15619   muldiv_p = (op == MULT_EXPR || op == RDIV_EXPR || op == TRUNC_DIV_EXPR
15620               || op == CEIL_DIV_EXPR || op == FLOOR_DIV_EXPR
15621               || op == ROUND_DIV_EXPR);
15622   compare_p = (op == LT_EXPR || op == LE_EXPR || op == GT_EXPR || op == GE_EXPR
15623                || op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR);
15624
15625   if (bool1_p && bool2_p && (plusminus_p || muldiv_p))
15626     return N_("binary operator does not support two vector bool operands");
15627
15628   if (bool1_p != bool2_p && (muldiv_p || compare_p))
15629     return N_("binary operator does not support vector bool operand");
15630
15631   mode1 = TYPE_MODE (type1);
15632   mode2 = TYPE_MODE (type2);
15633
15634   if (bool1_p != bool2_p && plusminus_p
15635       && (GET_MODE_CLASS (mode1) == MODE_VECTOR_FLOAT
15636           || GET_MODE_CLASS (mode2) == MODE_VECTOR_FLOAT))
15637     return N_("binary operator does not support mixing vector "
15638               "bool with floating point vector operands");
15639
15640   return NULL;
15641 }
15642
15643 /* Implement TARGET_C_EXCESS_PRECISION.
15644
15645    FIXME: For historical reasons, float_t and double_t are typedef'ed to
15646    double on s390, causing operations on float_t to operate in a higher
15647    precision than is necessary.  However, it is not the case that SFmode
15648    operations have implicit excess precision, and we generate more optimal
15649    code if we let the compiler know no implicit extra precision is added.
15650
15651    That means when we are compiling with -fexcess-precision=fast, the value
15652    we set for FLT_EVAL_METHOD will be out of line with the actual precision of
15653    float_t (though they would be correct for -fexcess-precision=standard).
15654
15655    A complete fix would modify glibc to remove the unnecessary typedef
15656    of float_t to double.  */
15657
15658 static enum flt_eval_method
15659 s390_excess_precision (enum excess_precision_type type)
15660 {
15661   switch (type)
15662     {
15663       case EXCESS_PRECISION_TYPE_IMPLICIT:
15664       case EXCESS_PRECISION_TYPE_FAST:
15665         /* The fastest type to promote to will always be the native type,
15666            whether that occurs with implicit excess precision or
15667            otherwise.  */
15668         return FLT_EVAL_METHOD_PROMOTE_TO_FLOAT;
15669       case EXCESS_PRECISION_TYPE_STANDARD:
15670         /* Otherwise, when we are in a standards compliant mode, to
15671            ensure consistency with the implementation in glibc, report that
15672            float is evaluated to the range and precision of double.  */
15673         return FLT_EVAL_METHOD_PROMOTE_TO_DOUBLE;
15674       default:
15675         gcc_unreachable ();
15676     }
15677   return FLT_EVAL_METHOD_UNPREDICTABLE;
15678 }
15679
15680 /* Implement the TARGET_ASAN_SHADOW_OFFSET hook.  */
15681
15682 static unsigned HOST_WIDE_INT
15683 s390_asan_shadow_offset (void)
15684 {
15685   return TARGET_64BIT ? HOST_WIDE_INT_1U << 52 : HOST_WIDE_INT_UC (0x20000000);
15686 }
15687
15688 /* Initialize GCC target structure.  */
15689
15690 #undef  TARGET_ASM_ALIGNED_HI_OP
15691 #define TARGET_ASM_ALIGNED_HI_OP "\t.word\t"
15692 #undef  TARGET_ASM_ALIGNED_DI_OP
15693 #define TARGET_ASM_ALIGNED_DI_OP "\t.quad\t"
15694 #undef  TARGET_ASM_INTEGER
15695 #define TARGET_ASM_INTEGER s390_assemble_integer
15696
15697 #undef  TARGET_ASM_OPEN_PAREN
15698 #define TARGET_ASM_OPEN_PAREN ""
15699
15700 #undef  TARGET_ASM_CLOSE_PAREN
15701 #define TARGET_ASM_CLOSE_PAREN ""
15702
15703 #undef TARGET_OPTION_OVERRIDE
15704 #define TARGET_OPTION_OVERRIDE s390_option_override
15705
15706 #ifdef TARGET_THREAD_SSP_OFFSET
15707 #undef TARGET_STACK_PROTECT_GUARD
15708 #define TARGET_STACK_PROTECT_GUARD hook_tree_void_null
15709 #endif
15710
15711 #undef  TARGET_ENCODE_SECTION_INFO
15712 #define TARGET_ENCODE_SECTION_INFO s390_encode_section_info
15713
15714 #undef TARGET_SCALAR_MODE_SUPPORTED_P
15715 #define TARGET_SCALAR_MODE_SUPPORTED_P s390_scalar_mode_supported_p
15716
15717 #ifdef HAVE_AS_TLS
15718 #undef TARGET_HAVE_TLS
15719 #define TARGET_HAVE_TLS true
15720 #endif
15721 #undef TARGET_CANNOT_FORCE_CONST_MEM
15722 #define TARGET_CANNOT_FORCE_CONST_MEM s390_cannot_force_const_mem
15723
15724 #undef TARGET_DELEGITIMIZE_ADDRESS
15725 #define TARGET_DELEGITIMIZE_ADDRESS s390_delegitimize_address
15726
15727 #undef TARGET_LEGITIMIZE_ADDRESS
15728 #define TARGET_LEGITIMIZE_ADDRESS s390_legitimize_address
15729
15730 #undef TARGET_RETURN_IN_MEMORY
15731 #define TARGET_RETURN_IN_MEMORY s390_return_in_memory
15732
15733 #undef  TARGET_INIT_BUILTINS
15734 #define TARGET_INIT_BUILTINS s390_init_builtins
15735 #undef  TARGET_EXPAND_BUILTIN
15736 #define TARGET_EXPAND_BUILTIN s390_expand_builtin
15737 #undef  TARGET_BUILTIN_DECL
15738 #define TARGET_BUILTIN_DECL s390_builtin_decl
15739
15740 #undef TARGET_ASM_OUTPUT_ADDR_CONST_EXTRA
15741 #define TARGET_ASM_OUTPUT_ADDR_CONST_EXTRA s390_output_addr_const_extra
15742
15743 #undef TARGET_ASM_OUTPUT_MI_THUNK
15744 #define TARGET_ASM_OUTPUT_MI_THUNK s390_output_mi_thunk
15745 #undef TARGET_ASM_CAN_OUTPUT_MI_THUNK
15746 #define TARGET_ASM_CAN_OUTPUT_MI_THUNK hook_bool_const_tree_hwi_hwi_const_tree_true
15747
15748 #undef TARGET_C_EXCESS_PRECISION
15749 #define TARGET_C_EXCESS_PRECISION s390_excess_precision
15750
15751 #undef  TARGET_SCHED_ADJUST_PRIORITY
15752 #define TARGET_SCHED_ADJUST_PRIORITY s390_adjust_priority
15753 #undef TARGET_SCHED_ISSUE_RATE
15754 #define TARGET_SCHED_ISSUE_RATE s390_issue_rate
15755 #undef TARGET_SCHED_FIRST_CYCLE_MULTIPASS_DFA_LOOKAHEAD
15756 #define TARGET_SCHED_FIRST_CYCLE_MULTIPASS_DFA_LOOKAHEAD s390_first_cycle_multipass_dfa_lookahead
15757
15758 #undef TARGET_SCHED_VARIABLE_ISSUE
15759 #define TARGET_SCHED_VARIABLE_ISSUE s390_sched_variable_issue
15760 #undef TARGET_SCHED_REORDER
15761 #define TARGET_SCHED_REORDER s390_sched_reorder
15762 #undef TARGET_SCHED_INIT
15763 #define TARGET_SCHED_INIT s390_sched_init
15764
15765 #undef TARGET_CANNOT_COPY_INSN_P
15766 #define TARGET_CANNOT_COPY_INSN_P s390_cannot_copy_insn_p
15767 #undef TARGET_RTX_COSTS
15768 #define TARGET_RTX_COSTS s390_rtx_costs
15769 #undef TARGET_ADDRESS_COST
15770 #define TARGET_ADDRESS_COST s390_address_cost
15771 #undef TARGET_REGISTER_MOVE_COST
15772 #define TARGET_REGISTER_MOVE_COST s390_register_move_cost
15773 #undef TARGET_MEMORY_MOVE_COST
15774 #define TARGET_MEMORY_MOVE_COST s390_memory_move_cost
15775 #undef TARGET_VECTORIZE_BUILTIN_VECTORIZATION_COST
15776 #define TARGET_VECTORIZE_BUILTIN_VECTORIZATION_COST \
15777   s390_builtin_vectorization_cost
15778
15779 #undef TARGET_MACHINE_DEPENDENT_REORG
15780 #define TARGET_MACHINE_DEPENDENT_REORG s390_reorg
15781
15782 #undef TARGET_VALID_POINTER_MODE
15783 #define TARGET_VALID_POINTER_MODE s390_valid_pointer_mode
15784
15785 #undef TARGET_BUILD_BUILTIN_VA_LIST
15786 #define TARGET_BUILD_BUILTIN_VA_LIST s390_build_builtin_va_list
15787 #undef TARGET_EXPAND_BUILTIN_VA_START
15788 #define TARGET_EXPAND_BUILTIN_VA_START s390_va_start
15789 #undef TARGET_ASAN_SHADOW_OFFSET
15790 #define TARGET_ASAN_SHADOW_OFFSET s390_asan_shadow_offset
15791 #undef TARGET_GIMPLIFY_VA_ARG_EXPR
15792 #define TARGET_GIMPLIFY_VA_ARG_EXPR s390_gimplify_va_arg
15793
15794 #undef TARGET_PROMOTE_FUNCTION_MODE
15795 #define TARGET_PROMOTE_FUNCTION_MODE s390_promote_function_mode
15796 #undef TARGET_PASS_BY_REFERENCE
15797 #define TARGET_PASS_BY_REFERENCE s390_pass_by_reference
15798
15799 #undef TARGET_FUNCTION_OK_FOR_SIBCALL
15800 #define TARGET_FUNCTION_OK_FOR_SIBCALL s390_function_ok_for_sibcall
15801 #undef TARGET_FUNCTION_ARG
15802 #define TARGET_FUNCTION_ARG s390_function_arg
15803 #undef TARGET_FUNCTION_ARG_ADVANCE
15804 #define TARGET_FUNCTION_ARG_ADVANCE s390_function_arg_advance
15805 #undef TARGET_FUNCTION_VALUE
15806 #define TARGET_FUNCTION_VALUE s390_function_value
15807 #undef TARGET_LIBCALL_VALUE
15808 #define TARGET_LIBCALL_VALUE s390_libcall_value
15809 #undef TARGET_STRICT_ARGUMENT_NAMING
15810 #define TARGET_STRICT_ARGUMENT_NAMING hook_bool_CUMULATIVE_ARGS_true
15811
15812 #undef TARGET_KEEP_LEAF_WHEN_PROFILED
15813 #define TARGET_KEEP_LEAF_WHEN_PROFILED s390_keep_leaf_when_profiled
15814
15815 #undef TARGET_FIXED_CONDITION_CODE_REGS
15816 #define TARGET_FIXED_CONDITION_CODE_REGS s390_fixed_condition_code_regs
15817
15818 #undef TARGET_CC_MODES_COMPATIBLE
15819 #define TARGET_CC_MODES_COMPATIBLE s390_cc_modes_compatible
15820
15821 #undef TARGET_INVALID_WITHIN_DOLOOP
15822 #define TARGET_INVALID_WITHIN_DOLOOP hook_constcharptr_const_rtx_insn_null
15823
15824 #ifdef HAVE_AS_TLS
15825 #undef TARGET_ASM_OUTPUT_DWARF_DTPREL
15826 #define TARGET_ASM_OUTPUT_DWARF_DTPREL s390_output_dwarf_dtprel
15827 #endif
15828
15829 #undef TARGET_DWARF_FRAME_REG_MODE
15830 #define TARGET_DWARF_FRAME_REG_MODE s390_dwarf_frame_reg_mode
15831
15832 #ifdef TARGET_ALTERNATE_LONG_DOUBLE_MANGLING
15833 #undef TARGET_MANGLE_TYPE
15834 #define TARGET_MANGLE_TYPE s390_mangle_type
15835 #endif
15836
15837 #undef TARGET_SCALAR_MODE_SUPPORTED_P
15838 #define TARGET_SCALAR_MODE_SUPPORTED_P s390_scalar_mode_supported_p
15839
15840 #undef TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P
15841 #define TARGET_VECTOR_MODE_SUPPORTED_P s390_vector_mode_supported_p
15842
15843 #undef  TARGET_PREFERRED_RELOAD_CLASS
15844 #define TARGET_PREFERRED_RELOAD_CLASS s390_preferred_reload_class
15845
15846 #undef TARGET_SECONDARY_RELOAD
15847 #define TARGET_SECONDARY_RELOAD s390_secondary_reload
15848
15849 #undef TARGET_LIBGCC_CMP_RETURN_MODE
15850 #define TARGET_LIBGCC_CMP_RETURN_MODE s390_libgcc_cmp_return_mode
15851
15852 #undef TARGET_LIBGCC_SHIFT_COUNT_MODE
15853 #define TARGET_LIBGCC_SHIFT_COUNT_MODE s390_libgcc_shift_count_mode
15854
15855 #undef TARGET_LEGITIMATE_ADDRESS_P
15856 #define TARGET_LEGITIMATE_ADDRESS_P s390_legitimate_address_p
15857
15858 #undef TARGET_LEGITIMATE_CONSTANT_P
15859 #define TARGET_LEGITIMATE_CONSTANT_P s390_legitimate_constant_p
15860
15861 #undef TARGET_LRA_P
15862 #define TARGET_LRA_P s390_lra_p
15863
15864 #undef TARGET_CAN_ELIMINATE
15865 #define TARGET_CAN_ELIMINATE s390_can_eliminate
15866
15867 #undef TARGET_CONDITIONAL_REGISTER_USAGE
15868 #define TARGET_CONDITIONAL_REGISTER_USAGE s390_conditional_register_usage
15869
15870 #undef TARGET_LOOP_UNROLL_ADJUST
15871 #define TARGET_LOOP_UNROLL_ADJUST s390_loop_unroll_adjust
15872
15873 #undef TARGET_ASM_TRAMPOLINE_TEMPLATE
15874 #define TARGET_ASM_TRAMPOLINE_TEMPLATE s390_asm_trampoline_template
15875 #undef TARGET_TRAMPOLINE_INIT
15876 #define TARGET_TRAMPOLINE_INIT s390_trampoline_init
15877
15878 /* PR 79421 */
15879 #undef TARGET_CUSTOM_FUNCTION_DESCRIPTORS
15880 #define TARGET_CUSTOM_FUNCTION_DESCRIPTORS 1
15881
15882 #undef TARGET_UNWIND_WORD_MODE
15883 #define TARGET_UNWIND_WORD_MODE s390_unwind_word_mode
15884
15885 #undef TARGET_CANONICALIZE_COMPARISON
15886 #define TARGET_CANONICALIZE_COMPARISON s390_canonicalize_comparison
15887
15888 #undef TARGET_HARD_REGNO_SCRATCH_OK
15889 #define TARGET_HARD_REGNO_SCRATCH_OK s390_hard_regno_scratch_ok
15890
15891 #undef TARGET_ATTRIBUTE_TABLE
15892 #define TARGET_ATTRIBUTE_TABLE s390_attribute_table
15893
15894 #undef TARGET_FUNCTION_ATTRIBUTE_INLINABLE_P
15895 #define TARGET_FUNCTION_ATTRIBUTE_INLINABLE_P hook_bool_const_tree_true
15896
15897 #undef TARGET_SET_UP_BY_PROLOGUE
15898 #define TARGET_SET_UP_BY_PROLOGUE s300_set_up_by_prologue
15899
15900 #undef TARGET_EXTRA_LIVE_ON_ENTRY
15901 #define TARGET_EXTRA_LIVE_ON_ENTRY s390_live_on_entry
15902
15903 #undef TARGET_USE_BY_PIECES_INFRASTRUCTURE_P
15904 #define TARGET_USE_BY_PIECES_INFRASTRUCTURE_P \
15905   s390_use_by_pieces_infrastructure_p
15906
15907 #undef TARGET_ATOMIC_ASSIGN_EXPAND_FENV
15908 #define TARGET_ATOMIC_ASSIGN_EXPAND_FENV s390_atomic_assign_expand_fenv
15909
15910 #undef TARGET_INVALID_ARG_FOR_UNPROTOTYPED_FN
15911 #define TARGET_INVALID_ARG_FOR_UNPROTOTYPED_FN s390_invalid_arg_for_unprototyped_fn
15912
15913 #undef TARGET_VECTORIZE_PREFERRED_SIMD_MODE
15914 #define TARGET_VECTORIZE_PREFERRED_SIMD_MODE s390_preferred_simd_mode
15915
15916 #undef TARGET_VECTORIZE_SUPPORT_VECTOR_MISALIGNMENT
15917 #define TARGET_VECTORIZE_SUPPORT_VECTOR_MISALIGNMENT s390_support_vector_misalignment
15918
15919 #undef TARGET_VECTOR_ALIGNMENT
15920 #define TARGET_VECTOR_ALIGNMENT s390_vector_alignment
15921
15922 #undef TARGET_INVALID_BINARY_OP
15923 #define TARGET_INVALID_BINARY_OP s390_invalid_binary_op
15924
15925 #ifdef HAVE_AS_MACHINE_MACHINEMODE
15926 #undef TARGET_ASM_FILE_START
15927 #define TARGET_ASM_FILE_START s390_asm_file_start
15928 #endif
15929
15930 #undef TARGET_ASM_FILE_END
15931 #define TARGET_ASM_FILE_END s390_asm_file_end
15932
15933 #if S390_USE_TARGET_ATTRIBUTE
15934 #undef TARGET_SET_CURRENT_FUNCTION
15935 #define TARGET_SET_CURRENT_FUNCTION s390_set_current_function
15936
15937 #undef TARGET_OPTION_VALID_ATTRIBUTE_P
15938 #define TARGET_OPTION_VALID_ATTRIBUTE_P s390_valid_target_attribute_p
15939 #endif
15940
15941 #undef TARGET_OPTION_RESTORE
15942 #define TARGET_OPTION_RESTORE s390_function_specific_restore
15943
15944 struct gcc_target targetm = TARGET_INITIALIZER;
15945
15946 #include "gt-s390.h"