Suck block address tracking out of targets into the JIT Emitter. This
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86CodeEmitter.cpp
index bfb4aaa951403024e7d62e790cee19fddd47b221..4dd95598a6f5e6c07285de1fa09459492327fef7 100644 (file)
 //===-- X86/X86CodeEmitter.cpp - Convert X86 code to machine code ---------===//
 //
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+//
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+//
 // This file contains the pass that transforms the X86 machine instructions into
-// actual executable machine code.
+// relocatable machine code.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "X86TargetMachine.h"
+#include "X86Relocations.h"
 #include "X86.h"
 #include "llvm/PassManager.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
-#include "llvm/Value.h"
-#include "Support/Statistic.h"
-#include "Support/Alloca.h"
+#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
+#include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include <iostream>
+using namespace llvm;
 
 namespace {
   Statistic<>
   NumEmitted("x86-emitter", "Number of machine instructions emitted");
-
-  class JITResolver {
-    MachineCodeEmitter &MCE;
-
-    // LazyCodeGenMap - Keep track of call sites for functions that are to be
-    // lazily resolved.
-    std::map<unsigned, Function*> LazyCodeGenMap;
-
-    // LazyResolverMap - Keep track of the lazy resolver created for a
-    // particular function so that we can reuse them if necessary.
-    std::map<Function*, unsigned> LazyResolverMap;
-  public:
-    JITResolver(MachineCodeEmitter &mce) : MCE(mce) {}
-    unsigned getLazyResolver(Function *F);
-    unsigned addFunctionReference(unsigned Address, Function *F);
-    
-  private:
-    unsigned emitStubForFunction(Function *F);
-    static void CompilationCallback();
-    unsigned resolveFunctionReference(unsigned RetAddr);
-  };
-
-  JITResolver *TheJITResolver;
-}
-
-
-/// addFunctionReference - This method is called when we need to emit the
-/// address of a function that has not yet been emitted, so we don't know the
-/// address.  Instead, we emit a call to the CompilationCallback method, and
-/// keep track of where we are.
-///
-unsigned JITResolver::addFunctionReference(unsigned Address, Function *F) {
-  LazyCodeGenMap[Address] = F;  
-  return (intptr_t)&JITResolver::CompilationCallback;
-}
-
-unsigned JITResolver::resolveFunctionReference(unsigned RetAddr) {
-  std::map<unsigned, Function*>::iterator I = LazyCodeGenMap.find(RetAddr);
-  assert(I != LazyCodeGenMap.end() && "Not in map!");
-  Function *F = I->second;
-  LazyCodeGenMap.erase(I);
-  return MCE.forceCompilationOf(F);
 }
 
-unsigned JITResolver::getLazyResolver(Function *F) {
-  std::map<Function*, unsigned>::iterator I = LazyResolverMap.lower_bound(F);
-  if (I != LazyResolverMap.end() && I->first == F) return I->second;
-  
-//std::cerr << "Getting lazy resolver for : " << ((Value*)F)->getName() << "\n";
-
-  unsigned Stub = emitStubForFunction(F);
-  LazyResolverMap.insert(I, std::make_pair(F, Stub));
-  return Stub;
-}
-
-void JITResolver::CompilationCallback() {
-  unsigned *StackPtr = (unsigned*)__builtin_frame_address(0);
-  unsigned RetAddr = (unsigned)(intptr_t)__builtin_return_address(0);
-  assert(StackPtr[1] == RetAddr &&
-         "Could not find return address on the stack!");
-
-  // It's a stub if there is an interrupt marker after the call...
-  bool isStub = ((unsigned char*)(intptr_t)RetAddr)[0] == 0xCD;
-
-  // FIXME FIXME FIXME FIXME: __builtin_frame_address doesn't work if frame
-  // pointer elimination has been performed.  Having a variable sized alloca
-  // disables frame pointer elimination currently, even if it's dead.  This is a
-  // gross hack.
-  alloca(10+isStub);
-  // FIXME FIXME FIXME FIXME
-
-  // The call instruction should have pushed the return value onto the stack...
-  RetAddr -= 4;  // Backtrack to the reference itself...
-
-#if 0
-  DEBUG(std::cerr << "In callback! Addr=0x" << std::hex << RetAddr
-                  << " ESP=0x" << (unsigned)StackPtr << std::dec
-                  << ": Resolving call to function: "
-                  << TheVM->getFunctionReferencedName((void*)RetAddr) << "\n");
-#endif
-
-  // Sanity check to make sure this really is a call instruction...
-  assert(((unsigned char*)(intptr_t)RetAddr)[-1] == 0xE8 &&"Not a call instr!");
-  
-  unsigned NewVal = TheJITResolver->resolveFunctionReference(RetAddr);
-
-  // Rewrite the call target... so that we don't fault every time we execute
-  // the call.
-  *(unsigned*)(intptr_t)RetAddr = NewVal-RetAddr-4;    
-
-  if (isStub) {
-    // If this is a stub, rewrite the call into an unconditional branch
-    // instruction so that two return addresses are not pushed onto the stack
-    // when the requested function finally gets called.  This also makes the
-    // 0xCD byte (interrupt) dead, so the marker doesn't effect anything.
-    ((unsigned char*)(intptr_t)RetAddr)[-1] = 0xE9;
-  }
-
-  // Change the return address to reexecute the call instruction...
-  StackPtr[1] -= 5;
-}
-
-/// emitStubForFunction - This method is used by the JIT when it needs to emit
-/// the address of a function for a function whose code has not yet been
-/// generated.  In order to do this, it generates a stub which jumps to the lazy
-/// function compiler, which will eventually get fixed to call the function
-/// directly.
-///
-unsigned JITResolver::emitStubForFunction(Function *F) {
-  MCE.startFunctionStub(*F, 6);
-  MCE.emitByte(0xE8);   // Call with 32 bit pc-rel destination...
-
-  unsigned Address = addFunctionReference(MCE.getCurrentPCValue(), F);
-  MCE.emitWord(Address-MCE.getCurrentPCValue()-4);
-
-  MCE.emitByte(0xCD);   // Interrupt - Just a marker identifying the stub!
-  return (intptr_t)MCE.finishFunctionStub(*F);
-}
-
-
-
 namespace {
   class Emitter : public MachineFunctionPass {
     const X86InstrInfo  *II;
     MachineCodeEmitter  &MCE;
-    std::map<BasicBlock*, unsigned> BasicBlockAddrs;
-    std::vector<std::pair<BasicBlock*, unsigned> > BBRefs;
+    std::vector<std::pair<MachineBasicBlock *, unsigned> > BBRefs;
   public:
-    Emitter(MachineCodeEmitter &mce) : II(0), MCE(mce) {}
+    explicit Emitter(MachineCodeEmitter &mce) : II(0), MCE(mce) {}
+    Emitter(MachineCodeEmitter &mce, const X86InstrInfo& ii)
+        : II(&ii), MCE(mce) {}
 
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 
@@ -154,14 +47,16 @@ namespace {
       return "X86 Machine Code Emitter";
     }
 
+    void emitInstruction(const MachineInstr &MI);
+
   private:
     void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
-    void emitInstruction(MachineInstr &MI);
-
-    void emitPCRelativeBlockAddress(BasicBlock *BB);
-    void emitMaybePCRelativeValue(unsigned Address, bool isPCRelative);
-    void emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV);
-    void emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV);
+    void emitPCRelativeBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB);
+    void emitPCRelativeValue(unsigned Address);
+    void emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV, bool isTailCall);
+    void emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV, int Disp = 0);
+    void emitExternalSymbolAddress(const char *ES, bool isPCRelative,
+                                   bool isTailCall);
 
     void emitRegModRMByte(unsigned ModRMReg, unsigned RegOpcodeField);
     void emitSIBByte(unsigned SS, unsigned Index, unsigned Base);
@@ -173,109 +68,89 @@ namespace {
   };
 }
 
-/// addPassesToEmitMachineCode - Add passes to the specified pass manager to get
-/// machine code emitted.  This uses a MAchineCodeEmitter object to handle
-/// actually outputting the machine code and resolving things like the address
-/// of functions.  This method should returns true if machine code emission is
-/// not supported.
-///
-bool X86TargetMachine::addPassesToEmitMachineCode(PassManager &PM,
-                                                  MachineCodeEmitter &MCE) {
-  PM.add(new Emitter(MCE));
-  return false;
+/// createX86CodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected X86 code
+/// to the specified MCE object.
+FunctionPass *llvm::createX86CodeEmitterPass(MachineCodeEmitter &MCE) {
+  return new Emitter(MCE);
 }
 
 bool Emitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  II = &((X86TargetMachine&)MF.getTarget()).getInstrInfo();
+  assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
+          MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
+         "JIT relocation model must be set to static or default!");
+  II = ((X86TargetMachine&)MF.getTarget()).getInstrInfo();
 
-  MCE.startFunction(MF);
-  MCE.emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
-    emitBasicBlock(*I);
-  MCE.finishFunction(MF);
+  do {
+    BBRefs.clear();
 
-  // Resolve all forward branches now...
+    MCE.startFunction(MF);
+    for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
+      emitBasicBlock(*I);
+  } while (MCE.finishFunction(MF));
+
+  // Resolve all forward branches now.
   for (unsigned i = 0, e = BBRefs.size(); i != e; ++i) {
-    unsigned Location = BasicBlockAddrs[BBRefs[i].first];
+    unsigned Location = MCE.getMachineBasicBlockAddress(BBRefs[i].first);
     unsigned Ref = BBRefs[i].second;
-    *(unsigned*)(intptr_t)Ref = Location-Ref-4;
+    *((unsigned*)(intptr_t)Ref) = Location-Ref-4;
   }
   BBRefs.clear();
-  BasicBlockAddrs.clear();
   return false;
 }
 
 void Emitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  if (uint64_t Addr = MCE.getCurrentPCValue())
-    BasicBlockAddrs[MBB.getBasicBlock()] = Addr;
-
-  for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end(); I != E; ++I)
-    emitInstruction(**I);
+  MCE.StartMachineBasicBlock(&MBB);
+  for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
+       I != E; ++I)
+    emitInstruction(*I);
 }
 
-
-/// emitPCRelativeBlockAddress - This method emits the PC relative address of
-/// the specified basic block, or if the basic block hasn't been emitted yet
-/// (because this is a forward branch), it keeps track of the information
-/// necessary to resolve this address later (and emits a dummy value).
+/// emitPCRelativeValue - Emit a 32-bit PC relative address.
 ///
-void Emitter::emitPCRelativeBlockAddress(BasicBlock *BB) {
-  // FIXME: Emit backward branches directly
-  BBRefs.push_back(std::make_pair(BB, MCE.getCurrentPCValue()));
-  MCE.emitWord(0);   // Emit a dummy value
+void Emitter::emitPCRelativeValue(unsigned Address) {
+  MCE.emitWordLE(Address-MCE.getCurrentPCValue()-4);
 }
 
-/// emitMaybePCRelativeValue - Emit a 32-bit address which may be PC relative.
+/// emitPCRelativeBlockAddress - This method keeps track of the information
+/// necessary to resolve the address of this block later and emits a dummy
+/// value.
 ///
-void Emitter::emitMaybePCRelativeValue(unsigned Address, bool isPCRelative) {
-  if (isPCRelative)
-    MCE.emitWord(Address-MCE.getCurrentPCValue()-4);
-  else
-    MCE.emitWord(Address);
+void Emitter::emitPCRelativeBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) {
+  // Remember where this reference was and where it is to so we can
+  // deal with it later.
+  BBRefs.push_back(std::make_pair(MBB, MCE.getCurrentPCValue()));
+  MCE.emitWordLE(0);
 }
 
 /// emitGlobalAddressForCall - Emit the specified address to the code stream
 /// assuming this is part of a function call, which is PC relative.
 ///
-void Emitter::emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV) {
-  // Get the address from the backend...
-  unsigned Address = MCE.getGlobalValueAddress(GV);
-  
-  // If the machine code emitter doesn't know what the address IS yet, we have
-  // to take special measures.
-  //
-  if (Address == 0) {
-    // FIXME: this is JIT specific!
-    if (TheJITResolver == 0)
-      TheJITResolver = new JITResolver(MCE);
-    Address = TheJITResolver->addFunctionReference(MCE.getCurrentPCValue(),
-                                                   (Function*)GV);
-  }
-  emitMaybePCRelativeValue(Address, true);
+void Emitter::emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV, bool isTailCall) {
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                      X86::reloc_pcrel_word, GV, 0,
+                                      !isTailCall /*Doesn'tNeedStub*/));
+  MCE.emitWordLE(0);
 }
 
 /// emitGlobalAddress - Emit the specified address to the code stream assuming
 /// this is part of a "take the address of a global" instruction, which is not
 /// PC relative.
 ///
-void Emitter::emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV) {
-  // Get the address from the backend...
-  unsigned Address = MCE.getGlobalValueAddress(GV);
-
-  // If the machine code emitter doesn't know what the address IS yet, we have
-  // to take special measures.
-  //
-  if (Address == 0) {
-    // FIXME: this is JIT specific!
-    if (TheJITResolver == 0)
-      TheJITResolver = new JITResolver(MCE);
-    Address = TheJITResolver->getLazyResolver((Function*)GV);
-  }
-
-  emitMaybePCRelativeValue(Address, false);
+void Emitter::emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV, int Disp /* = 0 */) {
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                      X86::reloc_absolute_word, GV));
+  MCE.emitWordLE(Disp); // The relocated value will be added to the displacement
 }
 
-
+/// emitExternalSymbolAddress - Arrange for the address of an external symbol to
+/// be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
+/// relative.
+void Emitter::emitExternalSymbolAddress(const char *ES, bool isPCRelative,
+                                        bool isTailCall) {
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
+          isPCRelative ? X86::reloc_pcrel_word : X86::reloc_absolute_word, ES));
+  MCE.emitWordLE(0);
+}
 
 /// N86 namespace - Native X86 Register numbers... used by X86 backend.
 ///
@@ -303,8 +178,13 @@ static unsigned getX86RegNum(unsigned RegNo) {
   case X86::ST0: case X86::ST1: case X86::ST2: case X86::ST3:
   case X86::ST4: case X86::ST5: case X86::ST6: case X86::ST7:
     return RegNo-X86::ST0;
+
+  case X86::XMM0: case X86::XMM1: case X86::XMM2: case X86::XMM3:
+  case X86::XMM4: case X86::XMM5: case X86::XMM6: case X86::XMM7:
+    return RegNo-X86::XMM0;
+
   default:
-    assert(RegNo >= MRegisterInfo::FirstVirtualRegister &&
+    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(RegNo) &&
            "Unknown physical register!");
     assert(0 && "Register allocator hasn't allocated reg correctly yet!");
     return 0;
@@ -340,40 +220,54 @@ static bool isDisp8(int Value) {
 
 void Emitter::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
                                unsigned Op, unsigned RegOpcodeField) {
-  const MachineOperand &Disp     = MI.getOperand(Op+3);
-  if (MI.getOperand(Op).isConstantPoolIndex()) {
-    // Emit a direct address reference [disp32] where the displacement of the
-    // constant pool entry is controlled by the MCE.
-    MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 5));
-    unsigned Index = MI.getOperand(Op).getConstantPoolIndex();
-    unsigned Address = MCE.getConstantPoolEntryAddress(Index);
-    MCE.emitWord(Address+Disp.getImmedValue());
-    return;
+  const MachineOperand &Op3 = MI.getOperand(Op+3);
+  GlobalValue *GV = 0;
+  int DispVal = 0;
+
+  if (Op3.isGlobalAddress()) {
+    GV = Op3.getGlobal();
+    DispVal = Op3.getOffset();
+  } else if (Op3.isConstantPoolIndex()) {
+    DispVal += MCE.getConstantPoolEntryAddress(Op3.getConstantPoolIndex());
+    DispVal += Op3.getOffset();
+  } else if (Op3.isJumpTableIndex()) {
+    DispVal += MCE.getJumpTableEntryAddress(Op3.getJumpTableIndex());
+  } else {
+    DispVal = Op3.getImmedValue();
   }
 
-  const MachineOperand &BaseReg  = MI.getOperand(Op);
+  const MachineOperand &Base     = MI.getOperand(Op);
   const MachineOperand &Scale    = MI.getOperand(Op+1);
   const MachineOperand &IndexReg = MI.getOperand(Op+2);
 
+  unsigned BaseReg = Base.getReg();
+
   // Is a SIB byte needed?
-  if (IndexReg.getReg() == 0 && BaseReg.getReg() != X86::ESP) {
-    if (BaseReg.getReg() == 0) {  // Just a displacement?
+  if (IndexReg.getReg() == 0 && BaseReg != X86::ESP) {
+    if (BaseReg == 0) {  // Just a displacement?
       // Emit special case [disp32] encoding
       MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 5));
-      emitConstant(Disp.getImmedValue(), 4);
+      if (GV)
+        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
+      else
+        emitConstant(DispVal, 4);
     } else {
-      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg.getReg());
-      if (Disp.getImmedValue() == 0 && BaseRegNo != N86::EBP) {
+      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
+      if (GV) {
+        // Emit the most general non-SIB encoding: [REG+disp32]
+        MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, BaseRegNo));
+        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
+      } else if (DispVal == 0 && BaseRegNo != N86::EBP) {
         // Emit simple indirect register encoding... [EAX] f.e.
         MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-      } else if (isDisp8(Disp.getImmedValue())) {
+      } else if (isDisp8(DispVal)) {
         // Emit the disp8 encoding... [REG+disp8]
         MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-        emitConstant(Disp.getImmedValue(), 1);
+        emitConstant(DispVal, 1);
       } else {
         // Emit the most general non-SIB encoding: [REG+disp32]
         MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-        emitConstant(Disp.getImmedValue(), 4);
+        emitConstant(DispVal, 4);
       }
     }
 
@@ -382,15 +276,19 @@ void Emitter::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
 
     bool ForceDisp32 = false;
     bool ForceDisp8  = false;
-    if (BaseReg.getReg() == 0) {
+    if (BaseReg == 0) {
       // If there is no base register, we emit the special case SIB byte with
       // MOD=0, BASE=5, to JUST get the index, scale, and displacement.
       MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
       ForceDisp32 = true;
-    } else if (Disp.getImmedValue() == 0 && BaseReg.getReg() != X86::EBP) {
+    } else if (GV) {
+      // Emit the normal disp32 encoding...
+      MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, 4));
+      ForceDisp32 = true;
+    } else if (DispVal == 0 && BaseReg != X86::EBP) {
       // Emit no displacement ModR/M byte
       MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
-    } else if (isDisp8(Disp.getImmedValue())) {
+    } else if (isDisp8(DispVal)) {
       // Emit the disp8 encoding...
       MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, 4));
       ForceDisp8 = true;           // Make sure to force 8 bit disp if Base=EBP
@@ -403,62 +301,73 @@ void Emitter::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
     static const unsigned SSTable[] = { ~0, 0, 1, ~0, 2, ~0, ~0, ~0, 3 };
     unsigned SS = SSTable[Scale.getImmedValue()];
 
-    if (BaseReg.getReg() == 0) {
+    if (BaseReg == 0) {
       // Handle the SIB byte for the case where there is no base.  The
       // displacement has already been output.
       assert(IndexReg.getReg() && "Index register must be specified!");
       emitSIBByte(SS, getX86RegNum(IndexReg.getReg()), 5);
     } else {
-      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg.getReg());
+      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
       unsigned IndexRegNo;
       if (IndexReg.getReg())
-       IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
+        IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
       else
-       IndexRegNo = 4;   // For example [ESP+1*<noreg>+4]
+        IndexRegNo = 4;   // For example [ESP+1*<noreg>+4]
       emitSIBByte(SS, IndexRegNo, BaseRegNo);
     }
 
     // Do we need to output a displacement?
-    if (Disp.getImmedValue() != 0 || ForceDisp32 || ForceDisp8) {
-      if (!ForceDisp32 && isDisp8(Disp.getImmedValue()))
-        emitConstant(Disp.getImmedValue(), 1);
+    if (DispVal != 0 || ForceDisp32 || ForceDisp8) {
+      if (!ForceDisp32 && isDisp8(DispVal))
+        emitConstant(DispVal, 1);
+      else if (GV)
+        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
       else
-        emitConstant(Disp.getImmedValue(), 4);
+        emitConstant(DispVal, 4);
     }
   }
 }
 
-static unsigned sizeOfPtr(const TargetInstrDescriptor &Desc) {
-  switch (Desc.TSFlags & X86II::ArgMask) {
-  case X86II::Arg8:   return 1;
-  case X86II::Arg16:  return 2;
-  case X86II::Arg32:  return 4;
-  case X86II::ArgF32: return 4;
-  case X86II::ArgF64: return 8;
-  case X86II::ArgF80: return 10;
-  default: assert(0 && "Memory size not set!");
+static unsigned sizeOfImm(const TargetInstrDescriptor &Desc) {
+  switch (Desc.TSFlags & X86II::ImmMask) {
+  case X86II::Imm8:   return 1;
+  case X86II::Imm16:  return 2;
+  case X86II::Imm32:  return 4;
+  default: assert(0 && "Immediate size not set!");
     return 0;
   }
 }
 
-void Emitter::emitInstruction(MachineInstr &MI) {
+void Emitter::emitInstruction(const MachineInstr &MI) {
   NumEmitted++;  // Keep track of the # of mi's emitted
 
   unsigned Opcode = MI.getOpcode();
   const TargetInstrDescriptor &Desc = II->get(Opcode);
 
-  // Emit instruction prefixes if neccesary
-  if (Desc.TSFlags & X86II::OpSize) MCE.emitByte(0x66);// Operand size...
+  // Emit the repeat opcode prefix as needed.
+  if ((Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask) == X86II::REP) MCE.emitByte(0xF3);
+
+  // Emit the operand size opcode prefix as needed.
+  if (Desc.TSFlags & X86II::OpSize) MCE.emitByte(0x66);
 
   switch (Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask) {
   case X86II::TB:
     MCE.emitByte(0x0F);   // Two-byte opcode prefix
     break;
+  case X86II::REP: break; // already handled.
+  case X86II::XS:   // F3 0F
+    MCE.emitByte(0xF3);
+    MCE.emitByte(0x0F);
+    break;
+  case X86II::XD:   // F2 0F
+    MCE.emitByte(0xF2);
+    MCE.emitByte(0x0F);
+    break;
   case X86II::D8: case X86II::D9: case X86II::DA: case X86II::DB:
   case X86II::DC: case X86II::DD: case X86II::DE: case X86II::DF:
     MCE.emitByte(0xD8+
-                (((Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask)-X86II::D8)
-                                  >> X86II::Op0Shift));
+                 (((Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask)-X86II::D8)
+                                   >> X86II::Op0Shift));
     break; // Two-byte opcode prefix
   default: assert(0 && "Invalid prefix!");
   case 0: break;  // No prefix!
@@ -468,26 +377,43 @@ void Emitter::emitInstruction(MachineInstr &MI) {
   switch (Desc.TSFlags & X86II::FormMask) {
   default: assert(0 && "Unknown FormMask value in X86 MachineCodeEmitter!");
   case X86II::Pseudo:
-    if (Opcode != X86::IMPLICIT_USE)
-      std::cerr << "X86 Machine Code Emitter: No 'form', not emitting: " << MI;
+#ifndef NDEBUG
+    switch (Opcode) {
+    default: 
+      assert(0 && "psuedo instructions should be removed before code emission");
+    case X86::IMPLICIT_USE:
+    case X86::IMPLICIT_DEF:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_R8:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_R16:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_R32:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_FR32:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_FR64:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_VR64:
+    case X86::IMPLICIT_DEF_VR128:
+    case X86::FP_REG_KILL:
+      break;
+    }
+#endif
     break;
 
   case X86II::RawFrm:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     if (MI.getNumOperands() == 1) {
-      MachineOperand &MO = MI.getOperand(0);
-      if (MO.isPCRelativeDisp()) {
-        // Conditional branch... FIXME: this should use an MBB destination!
-        emitPCRelativeBlockAddress(cast<BasicBlock>(MO.getVRegValue()));
+      const MachineOperand &MO = MI.getOperand(0);
+      if (MO.isMachineBasicBlock()) {
+        emitPCRelativeBlockAddress(MO.getMachineBasicBlock());
       } else if (MO.isGlobalAddress()) {
-        assert(MO.isPCRelative() && "Call target is not PC Relative?");
-        emitGlobalAddressForCall(MO.getGlobal());
+        bool isTailCall = Opcode == X86::TAILJMPd ||
+                          Opcode == X86::TAILJMPr || Opcode == X86::TAILJMPm;
+        emitGlobalAddressForCall(MO.getGlobal(), isTailCall);
       } else if (MO.isExternalSymbol()) {
-        unsigned Address = MCE.getGlobalValueAddress(MO.getSymbolName());
-        assert(Address && "Unknown external symbol!");
-        emitMaybePCRelativeValue(Address, MO.isPCRelative());
+        bool isTailCall = Opcode == X86::TAILJMPd ||
+                          Opcode == X86::TAILJMPr || Opcode == X86::TAILJMPm;
+        emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), true, isTailCall);
+      } else if (MO.isImmediate()) {
+        emitConstant(MO.getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
       } else {
-       assert(0 && "Unknown RawFrm operand!");
+        assert(0 && "Unknown RawFrm operand!");
       }
     }
     break;
@@ -495,80 +421,99 @@ void Emitter::emitInstruction(MachineInstr &MI) {
   case X86II::AddRegFrm:
     MCE.emitByte(BaseOpcode + getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
     if (MI.getNumOperands() == 2) {
-      MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
-      if (MO1.isImmediate() || MO1.getVRegValueOrNull() ||
-         MO1.isGlobalAddress() || MO1.isExternalSymbol()) {
-       unsigned Size = sizeOfPtr(Desc);
-       if (Value *V = MO1.getVRegValueOrNull()) {
-         assert(Size == 4 && "Don't know how to emit non-pointer values!");
-          emitGlobalAddressForPtr(cast<GlobalValue>(V));
-       } else if (MO1.isGlobalAddress()) {
-         assert(Size == 4 && "Don't know how to emit non-pointer values!");
-          assert(!MO1.isPCRelative() && "Function pointer ref is PC relative?");
-          emitGlobalAddressForPtr(MO1.getGlobal());
-       } else if (MO1.isExternalSymbol()) {
-         assert(Size == 4 && "Don't know how to emit non-pointer values!");
-
-          unsigned Address = MCE.getGlobalValueAddress(MO1.getSymbolName());
-          assert(Address && "Unknown external symbol!");
-          emitMaybePCRelativeValue(Address, MO1.isPCRelative());
-       } else {
-         emitConstant(MO1.getImmedValue(), Size);
-       }
+      const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
+      if (Value *V = MO1.getVRegValueOrNull()) {
+        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
+               "Don't know how to emit non-pointer values!");
+        emitGlobalAddressForPtr(cast<GlobalValue>(V));
+      } else if (MO1.isGlobalAddress()) {
+        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
+               "Don't know how to emit non-pointer values!");
+        assert(!MO1.isPCRelative() && "Function pointer ref is PC relative?");
+        emitGlobalAddressForPtr(MO1.getGlobal(), MO1.getOffset());
+      } else if (MO1.isExternalSymbol()) {
+        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
+               "Don't know how to emit non-pointer values!");
+        emitExternalSymbolAddress(MO1.getSymbolName(), false, false);
+      } else if (MO1.isJumpTableIndex()) {
+        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
+               "Don't know how to emit non-pointer values!");
+        emitConstant(MCE.getJumpTableEntryAddress(MO1.getJumpTableIndex()), 4);
+      } else {
+        emitConstant(MO1.getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
       }
     }
     break;
 
   case X86II::MRMDestReg: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    MachineOperand &SrcOp = MI.getOperand(1+II->isTwoAddrInstr(Opcode));
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(), getX86RegNum(SrcOp.getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 4)
-      emitConstant(MI.getOperand(3).getImmedValue(), sizeOfPtr(Desc));
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(1).getReg()));
+    if (MI.getNumOperands() == 3)
+      emitConstant(MI.getOperand(2).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
     break;
   }
   case X86II::MRMDestMem:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     emitMemModRMByte(MI, 0, getX86RegNum(MI.getOperand(4).getReg()));
+    if (MI.getNumOperands() == 6)
+      emitConstant(MI.getOperand(5).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
     break;
 
   case X86II::MRMSrcReg:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).getReg(),
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(1).getReg(),
                      getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
+    if (MI.getNumOperands() == 3)
+      emitConstant(MI.getOperand(2).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
     break;
 
   case X86II::MRMSrcMem:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitMemModRMByte(MI, MI.getNumOperands()-4,
-                     getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
+    emitMemModRMByte(MI, 1, getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
+    if (MI.getNumOperands() == 2+4)
+      emitConstant(MI.getOperand(5).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
     break;
 
-  case X86II::MRMS0r: case X86II::MRMS1r:
-  case X86II::MRMS2r: case X86II::MRMS3r:
-  case X86II::MRMS4r: case X86II::MRMS5r:
-  case X86II::MRMS6r: case X86II::MRMS7r:
+  case X86II::MRM0r: case X86II::MRM1r:
+  case X86II::MRM2r: case X86II::MRM3r:
+  case X86II::MRM4r: case X86II::MRM5r:
+  case X86II::MRM6r: case X86II::MRM7r:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
-                     (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRMS0r);
+                     (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0r);
 
     if (MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).isImmediate()) {
-      unsigned Size = sizeOfPtr(Desc);
-      emitConstant(MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).getImmedValue(), Size);
+      emitConstant(MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).getImmedValue(),
+                   sizeOfImm(Desc));
     }
     break;
 
-  case X86II::MRMS0m: case X86II::MRMS1m:
-  case X86II::MRMS2m: case X86II::MRMS3m:
-  case X86II::MRMS4m: case X86II::MRMS5m:
-  case X86II::MRMS6m: case X86II::MRMS7m: 
+  case X86II::MRM0m: case X86II::MRM1m:
+  case X86II::MRM2m: case X86II::MRM3m:
+  case X86II::MRM4m: case X86II::MRM5m:
+  case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitMemModRMByte(MI, 0, (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRMS0m);
+    emitMemModRMByte(MI, 0, (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0m);
 
     if (MI.getNumOperands() == 5) {
-      unsigned Size = sizeOfPtr(Desc);
-      emitConstant(MI.getOperand(4).getImmedValue(), Size);
+      if (MI.getOperand(4).isImmediate())
+        emitConstant(MI.getOperand(4).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
+      else if (MI.getOperand(4).isGlobalAddress())
+        emitGlobalAddressForPtr(MI.getOperand(4).getGlobal(),
+                                MI.getOperand(4).getOffset());
+      else if (MI.getOperand(4).isJumpTableIndex())
+        emitConstant(MCE.getJumpTableEntryAddress(MI.getOperand(4)
+                                                    .getJumpTableIndex()), 4);
+      else
+        assert(0 && "Unknown operand!");
     }
     break;
+
+  case X86II::MRMInitReg:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
+    break;
   }
 }