X86: add GATHER intrinsics (AVX2) in LLVM
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / MCTargetDesc / X86MCCodeEmitter.cpp
index b0305b44cffa9cdc965a71eb7736925f117bc631..52506fa185f65e0e620cb6c68f2989778d4edbbc 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- X86/X86MCCodeEmitter.cpp - Convert X86 code to machine code -------===//
+//===-- X86MCCodeEmitter.cpp - Convert X86 code to machine code -----------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -46,6 +46,11 @@ public:
     return (STI.getFeatureBits() & X86::Mode64Bit) != 0;
   }
 
+  bool is32BitMode() const {
+    // FIXME: Can tablegen auto-generate this?
+    return (STI.getFeatureBits() & X86::Mode64Bit) == 0;
+  }
+
   static unsigned GetX86RegNum(const MCOperand &MO) {
     return X86_MC::getX86RegNum(MO.getReg());
   }
@@ -134,6 +139,7 @@ public:
 
 
 MCCodeEmitter *llvm::createX86MCCodeEmitter(const MCInstrInfo &MCII,
+                                            const MCRegisterInfo &MRI,
                                             const MCSubtargetInfo &STI,
                                             MCContext &Ctx) {
   return new X86MCCodeEmitter(MCII, STI, Ctx);
@@ -154,9 +160,8 @@ static MCFixupKind getImmFixupKind(uint64_t TSFlags) {
   return MCFixup::getKindForSize(Size, isPCRel);
 }
 
-/// Is32BitMemOperand - Return true if the specified instruction with a memory
-/// operand should emit the 0x67 prefix byte in 64-bit mode due to a 32-bit
-/// memory operand.  Op specifies the operand # of the memoperand.
+/// Is32BitMemOperand - Return true if the specified instruction has
+/// a 32-bit memory operand. Op specifies the operand # of the memoperand.
 static bool Is32BitMemOperand(const MCInst &MI, unsigned Op) {
   const MCOperand &BaseReg  = MI.getOperand(Op+X86::AddrBaseReg);
   const MCOperand &IndexReg = MI.getOperand(Op+X86::AddrIndexReg);
@@ -169,6 +174,36 @@ static bool Is32BitMemOperand(const MCInst &MI, unsigned Op) {
   return false;
 }
 
+/// Is64BitMemOperand - Return true if the specified instruction has
+/// a 64-bit memory operand. Op specifies the operand # of the memoperand.
+#ifndef NDEBUG
+static bool Is64BitMemOperand(const MCInst &MI, unsigned Op) {
+  const MCOperand &BaseReg  = MI.getOperand(Op+X86::AddrBaseReg);
+  const MCOperand &IndexReg = MI.getOperand(Op+X86::AddrIndexReg);
+
+  if ((BaseReg.getReg() != 0 &&
+       X86MCRegisterClasses[X86::GR64RegClassID].contains(BaseReg.getReg())) ||
+      (IndexReg.getReg() != 0 &&
+       X86MCRegisterClasses[X86::GR64RegClassID].contains(IndexReg.getReg())))
+    return true;
+  return false;
+}
+#endif
+
+/// Is16BitMemOperand - Return true if the specified instruction has
+/// a 16-bit memory operand. Op specifies the operand # of the memoperand.
+static bool Is16BitMemOperand(const MCInst &MI, unsigned Op) {
+  const MCOperand &BaseReg  = MI.getOperand(Op+X86::AddrBaseReg);
+  const MCOperand &IndexReg = MI.getOperand(Op+X86::AddrIndexReg);
+
+  if ((BaseReg.getReg() != 0 &&
+       X86MCRegisterClasses[X86::GR16RegClassID].contains(BaseReg.getReg())) ||
+      (IndexReg.getReg() != 0 &&
+       X86MCRegisterClasses[X86::GR16RegClassID].contains(IndexReg.getReg())))
+    return true;
+  return false;
+}
+
 /// StartsWithGlobalOffsetTable - Check if this expression starts with
 ///  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_ and if it is of the form
 ///  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_-symbol. This is needed to support PIC on ELF
@@ -535,7 +570,11 @@ void X86MCCodeEmitter::EmitVEXOpcodePrefix(uint64_t TSFlags, unsigned &CurByte,
   }
 
   // Classify VEX_B, VEX_4V, VEX_R, VEX_X
+  unsigned NumOps = Desc.getNumOperands();
   unsigned CurOp = 0;
+  if (NumOps > 1 && Desc.getOperandConstraint(1, MCOI::TIED_TO) != -1)
+    ++CurOp;
+
   switch (TSFlags & X86II::FormMask) {
   case X86II::MRMInitReg: llvm_unreachable("FIXME: Remove this!");
   case X86II::MRMDestMem: {
@@ -568,11 +607,11 @@ void X86MCCodeEmitter::EmitVEXOpcodePrefix(uint64_t TSFlags, unsigned &CurByte,
     //  FMA4:
     //  dst(ModR/M.reg), src1(VEX_4V), src2(ModR/M), src3(VEX_I8IMM)
     //  dst(ModR/M.reg), src1(VEX_4V), src2(VEX_I8IMM), src3(ModR/M),
-    if (X86II::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(0).getReg()))
+    if (X86II::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(CurOp++).getReg()))
       VEX_R = 0x0;
 
     if (HasVEX_4V)
-      VEX_4V = getVEXRegisterEncoding(MI, 1);
+      VEX_4V = getVEXRegisterEncoding(MI, CurOp);
 
     if (X86II::isX86_64ExtendedReg(
                MI.getOperand(MemOperand+X86::AddrBaseReg).getReg()))
@@ -582,7 +621,12 @@ void X86MCCodeEmitter::EmitVEXOpcodePrefix(uint64_t TSFlags, unsigned &CurByte,
       VEX_X = 0x0;
 
     if (HasVEX_4VOp3)
-      VEX_4V = getVEXRegisterEncoding(MI, X86::AddrNumOperands+1);
+      // Instruction format for 4VOp3:
+      //   src1(ModR/M), MemAddr, src3(VEX_4V)
+      // CurOp points to start of the MemoryOperand,
+      //   it skips TIED_TO operands if exist, then increments past src1.
+      // CurOp + X86::AddrNumOperands will point to src3.
+      VEX_4V = getVEXRegisterEncoding(MI, CurOp+X86::AddrNumOperands);
     break;
   case X86II::MRM0m: case X86II::MRM1m:
   case X86II::MRM2m: case X86II::MRM3m:
@@ -817,8 +861,22 @@ void X86MCCodeEmitter::EmitOpcodePrefix(uint64_t TSFlags, unsigned &CurByte,
     EmitByte(0xF3, CurByte, OS);
 
   // Emit the address size opcode prefix as needed.
-  if ((TSFlags & X86II::AdSize) ||
-      (MemOperand != -1 && is64BitMode() && Is32BitMemOperand(MI, MemOperand)))
+  bool need_address_override;
+  if (TSFlags & X86II::AdSize) {
+    need_address_override = true;
+  } else if (MemOperand == -1) {
+    need_address_override = false;
+  } else if (is64BitMode()) {
+    assert(!Is16BitMemOperand(MI, MemOperand));
+    need_address_override = Is32BitMemOperand(MI, MemOperand);
+  } else if (is32BitMode()) {
+    assert(!Is64BitMemOperand(MI, MemOperand));
+    need_address_override = Is16BitMemOperand(MI, MemOperand);
+  } else {
+    need_address_override = false;
+  }
+
+  if (need_address_override)
     EmitByte(0x67, CurByte, OS);
 
   // Emit the operand size opcode prefix as needed.
@@ -989,7 +1047,7 @@ EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
     SrcRegNum = CurOp + X86::AddrNumOperands;
 
     if (HasVEX_4V) // Skip 1st src (which is encoded in VEX_VVVV)
-      SrcRegNum++;
+      ++SrcRegNum;
 
     EmitMemModRMByte(MI, CurOp,
                      GetX86RegNum(MI.getOperand(SrcRegNum)),
@@ -1002,15 +1060,15 @@ EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
     SrcRegNum = CurOp + 1;
 
     if (HasVEX_4V) // Skip 1st src (which is encoded in VEX_VVVV)
-      SrcRegNum++;
+      ++SrcRegNum;
 
-    if(HasMemOp4) // Skip 2nd src (which is encoded in I8IMM)
-      SrcRegNum++;
+    if (HasMemOp4) // Skip 2nd src (which is encoded in I8IMM)
+      ++SrcRegNum;
 
     EmitRegModRMByte(MI.getOperand(SrcRegNum),
                      GetX86RegNum(MI.getOperand(CurOp)), CurByte, OS);
 
-    // 2 operands skipped with HasMemOp4, comensate accordingly
+    // 2 operands skipped with HasMemOp4, compensate accordingly
     CurOp = HasMemOp4 ? SrcRegNum : SrcRegNum + 1;
     if (HasVEX_4VOp3)
       ++CurOp;
@@ -1023,7 +1081,7 @@ EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
       ++AddrOperands;
       ++FirstMemOp;  // Skip the register source (which is encoded in VEX_VVVV).
     }
-    if(HasMemOp4) // Skip second register source (encoded in I8IMM)
+    if (HasMemOp4) // Skip second register source (encoded in I8IMM)
       ++FirstMemOp;
 
     EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
@@ -1041,7 +1099,7 @@ EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
   case X86II::MRM4r: case X86II::MRM5r:
   case X86II::MRM6r: case X86II::MRM7r:
     if (HasVEX_4V) // Skip the register dst (which is encoded in VEX_VVVV).
-      CurOp++;
+      ++CurOp;
     EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
     EmitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp++),
                      (TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0r,
@@ -1052,79 +1110,72 @@ EncodeInstruction(const MCInst &MI, raw_ostream &OS,
   case X86II::MRM4m: case X86II::MRM5m:
   case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m:
     if (HasVEX_4V) // Skip the register dst (which is encoded in VEX_VVVV).
-      CurOp++;
+      ++CurOp;
     EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
     EmitMemModRMByte(MI, CurOp, (TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0m,
                      TSFlags, CurByte, OS, Fixups);
     CurOp += X86::AddrNumOperands;
     break;
-  case X86II::MRM_C1:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC1, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_C2:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC2, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_C3:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC3, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_C4:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC4, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_C8:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC8, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_C9:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xC9, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_E8:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xE8, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_F0:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xF0, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_F8:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xF8, CurByte, OS);
-    break;
+  case X86II::MRM_C1: case X86II::MRM_C2:
+  case X86II::MRM_C3: case X86II::MRM_C4:
+  case X86II::MRM_C8: case X86II::MRM_C9:
+  case X86II::MRM_D0: case X86II::MRM_D1:
+  case X86II::MRM_D4: case X86II::MRM_D8:
+  case X86II::MRM_D9: case X86II::MRM_DA:
+  case X86II::MRM_DB: case X86II::MRM_DC:
+  case X86II::MRM_DD: case X86II::MRM_DE:
+  case X86II::MRM_DF: case X86II::MRM_E8:
+  case X86II::MRM_F0: case X86II::MRM_F8:
   case X86II::MRM_F9:
     EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xF9, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_D0:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xD0, CurByte, OS);
-    break;
-  case X86II::MRM_D1:
-    EmitByte(BaseOpcode, CurByte, OS);
-    EmitByte(0xD1, CurByte, OS);
+
+    unsigned char MRM;
+    switch (TSFlags & X86II::FormMask) {
+    default: llvm_unreachable("Invalid Form");
+    case X86II::MRM_C1: MRM = 0xC1; break;
+    case X86II::MRM_C2: MRM = 0xC2; break;
+    case X86II::MRM_C3: MRM = 0xC3; break;
+    case X86II::MRM_C4: MRM = 0xC4; break;
+    case X86II::MRM_C8: MRM = 0xC8; break;
+    case X86II::MRM_C9: MRM = 0xC9; break;
+    case X86II::MRM_D0: MRM = 0xD0; break;
+    case X86II::MRM_D1: MRM = 0xD1; break;
+    case X86II::MRM_D4: MRM = 0xD4; break;
+    case X86II::MRM_D8: MRM = 0xD8; break;
+    case X86II::MRM_D9: MRM = 0xD9; break;
+    case X86II::MRM_DA: MRM = 0xDA; break;
+    case X86II::MRM_DB: MRM = 0xDB; break;
+    case X86II::MRM_DC: MRM = 0xDC; break;
+    case X86II::MRM_DD: MRM = 0xDD; break;
+    case X86II::MRM_DE: MRM = 0xDE; break;
+    case X86II::MRM_DF: MRM = 0xDF; break;
+    case X86II::MRM_E8: MRM = 0xE8; break;
+    case X86II::MRM_F0: MRM = 0xF0; break;
+    case X86II::MRM_F8: MRM = 0xF8; break;
+    case X86II::MRM_F9: MRM = 0xF9; break;
+    }
+    EmitByte(MRM, CurByte, OS);
     break;
   }
 
   // If there is a remaining operand, it must be a trailing immediate.  Emit it
-  // according to the right size for the instruction.
-  if (CurOp != NumOps) {
+  // according to the right size for the instruction. Some instructions
+  // (SSE4a extrq and insertq) have two trailing immediates.
+  while (CurOp != NumOps && NumOps - CurOp <= 2) {
     // The last source register of a 4 operand instruction in AVX is encoded
     // in bits[7:4] of a immediate byte.
     if ((TSFlags >> X86II::VEXShift) & X86II::VEX_I8IMM) {
       const MCOperand &MO = MI.getOperand(HasMemOp4 ? MemOp4_I8IMMOperand
-                                                   : CurOp);
-      CurOp++;
-      bool IsExtReg = X86II::isX86_64ExtendedReg(MO.getReg());
-      unsigned RegNum = (IsExtReg ? (1 << 7) : 0);
-      RegNum |= GetX86RegNum(MO) << 4;
+                                                    : CurOp);
+      ++CurOp;
+      unsigned RegNum = GetX86RegNum(MO) << 4;
+      if (X86II::isX86_64ExtendedReg(MO.getReg()))
+        RegNum |= 1 << 7;
       // If there is an additional 5th operand it must be an immediate, which
       // is encoded in bits[3:0]
-      if(CurOp != NumOps) {
+      if (CurOp != NumOps) {
         const MCOperand &MIMM = MI.getOperand(CurOp++);
-        if(MIMM.isImm()) {
+        if (MIMM.isImm()) {
           unsigned Val = MIMM.getImm();
           assert(Val < 16 && "Immediate operand value out of range");
           RegNum |= Val;