Refactor to remove a bit of duplication. No functionality change.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86MCInstLower.cpp
1 //===-- X86MCInstLower.cpp - Convert X86 MachineInstr to an MCInst --------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains code to lower X86 MachineInstrs to their corresponding
11 // MCInst records.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "X86AsmPrinter.h"
16 #include "InstPrinter/X86ATTInstPrinter.h"
17 #include "X86COFFMachineModuleInfo.h"
18 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
19 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfoImpls.h"
20 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
21 #include "llvm/IR/Type.h"
22 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
23 #include "llvm/MC/MCContext.h"
24 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
25 #include "llvm/MC/MCInst.h"
26 #include "llvm/MC/MCInstBuilder.h"
27 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
28 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
29 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
30 #include "llvm/Target/Mangler.h"
31 using namespace llvm;
32
33 namespace {
34
35 /// X86MCInstLower - This class is used to lower an MachineInstr into an MCInst.
36 class X86MCInstLower {
37   MCContext &Ctx;
38   const MachineFunction &MF;
39   const TargetMachine &TM;
40   const MCAsmInfo &MAI;
41   X86AsmPrinter &AsmPrinter;
42 public:
43   X86MCInstLower(const MachineFunction &MF, X86AsmPrinter &asmprinter);
44
45   void Lower(const MachineInstr *MI, MCInst &OutMI) const;
46
47   MCSymbol *GetSymbolFromOperand(const MachineOperand &MO) const;
48   MCOperand LowerSymbolOperand(const MachineOperand &MO, MCSymbol *Sym) const;
49
50 private:
51   MachineModuleInfoMachO &getMachOMMI() const;
52   Mangler *getMang() const {
53     return AsmPrinter.Mang;
54   }
55 };
56
57 } // end anonymous namespace
58
59 X86MCInstLower::X86MCInstLower(const MachineFunction &mf,
60                                X86AsmPrinter &asmprinter)
61 : Ctx(mf.getContext()), MF(mf), TM(mf.getTarget()),
62   MAI(*TM.getMCAsmInfo()), AsmPrinter(asmprinter) {}
63
64 MachineModuleInfoMachO &X86MCInstLower::getMachOMMI() const {
65   return MF.getMMI().getObjFileInfo<MachineModuleInfoMachO>();
66 }
67
68
69 /// GetSymbolFromOperand - Lower an MO_GlobalAddress or MO_ExternalSymbol
70 /// operand to an MCSymbol.
71 MCSymbol *X86MCInstLower::
72 GetSymbolFromOperand(const MachineOperand &MO) const {
73   assert((MO.isGlobal() || MO.isSymbol() || MO.isMBB()) && "Isn't a symbol reference");
74
75   SmallString<128> Name;
76   StringRef Suffix;
77
78   switch (MO.getTargetFlags()) {
79   case X86II::MO_DLLIMPORT:
80     // Handle dllimport linkage.
81     Name += "__imp_";
82     break;
83   case X86II::MO_DARWIN_STUB:
84     Suffix = "$stub";
85     break;
86   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY:
87   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE:
88   case X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE:
89     Suffix = "$non_lazy_ptr";
90     break;
91   }
92
93   if (MO.isGlobal()) {
94     const GlobalValue *GV = MO.getGlobal();
95     bool isImplicitlyPrivate = !Suffix.empty();
96     getMang()->getNameWithPrefix(Name, GV, isImplicitlyPrivate);
97   } else if (MO.isSymbol()) {
98     getMang()->getNameWithPrefix(Name, MO.getSymbolName());
99   } else if (MO.isMBB()) {
100     Name += MO.getMBB()->getSymbol()->getName();
101   }
102
103   Name += Suffix;
104   MCSymbol *Sym = Ctx.GetOrCreateSymbol(Name.str());
105
106   // If the target flags on the operand changes the name of the symbol, do that
107   // before we return the symbol.
108   switch (MO.getTargetFlags()) {
109   default: break;
110   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY:
111   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE: {
112     MachineModuleInfoImpl::StubValueTy &StubSym =
113       getMachOMMI().getGVStubEntry(Sym);
114     if (StubSym.getPointer() == 0) {
115       assert(MO.isGlobal() && "Extern symbol not handled yet");
116       StubSym =
117         MachineModuleInfoImpl::
118         StubValueTy(AsmPrinter.getSymbol(MO.getGlobal()),
119                     !MO.getGlobal()->hasInternalLinkage());
120     }
121     break;
122   }
123   case X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE: {
124     MachineModuleInfoImpl::StubValueTy &StubSym =
125       getMachOMMI().getHiddenGVStubEntry(Sym);
126     if (StubSym.getPointer() == 0) {
127       assert(MO.isGlobal() && "Extern symbol not handled yet");
128       StubSym =
129         MachineModuleInfoImpl::
130         StubValueTy(AsmPrinter.getSymbol(MO.getGlobal()),
131                     !MO.getGlobal()->hasInternalLinkage());
132     }
133     break;
134   }
135   case X86II::MO_DARWIN_STUB: {
136     MachineModuleInfoImpl::StubValueTy &StubSym =
137       getMachOMMI().getFnStubEntry(Sym);
138     if (StubSym.getPointer())
139       return Sym;
140
141     if (MO.isGlobal()) {
142       StubSym =
143         MachineModuleInfoImpl::
144         StubValueTy(AsmPrinter.getSymbol(MO.getGlobal()),
145                     !MO.getGlobal()->hasInternalLinkage());
146     } else {
147       Name.erase(Name.end()-5, Name.end());
148       StubSym =
149         MachineModuleInfoImpl::
150         StubValueTy(Ctx.GetOrCreateSymbol(Name.str()), false);
151     }
152     break;
153   }
154   }
155
156   return Sym;
157 }
158
159 MCOperand X86MCInstLower::LowerSymbolOperand(const MachineOperand &MO,
160                                              MCSymbol *Sym) const {
161   // FIXME: We would like an efficient form for this, so we don't have to do a
162   // lot of extra uniquing.
163   const MCExpr *Expr = 0;
164   MCSymbolRefExpr::VariantKind RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_None;
165
166   switch (MO.getTargetFlags()) {
167   default: llvm_unreachable("Unknown target flag on GV operand");
168   case X86II::MO_NO_FLAG:    // No flag.
169   // These affect the name of the symbol, not any suffix.
170   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY:
171   case X86II::MO_DLLIMPORT:
172   case X86II::MO_DARWIN_STUB:
173     break;
174
175   case X86II::MO_TLVP:      RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_TLVP; break;
176   case X86II::MO_TLVP_PIC_BASE:
177     Expr = MCSymbolRefExpr::Create(Sym, MCSymbolRefExpr::VK_TLVP, Ctx);
178     // Subtract the pic base.
179     Expr = MCBinaryExpr::CreateSub(Expr,
180                                   MCSymbolRefExpr::Create(MF.getPICBaseSymbol(),
181                                                            Ctx),
182                                    Ctx);
183     break;
184   case X86II::MO_SECREL:    RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_SECREL; break;
185   case X86II::MO_TLSGD:     RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD; break;
186   case X86II::MO_TLSLD:     RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD; break;
187   case X86II::MO_TLSLDM:    RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM; break;
188   case X86II::MO_GOTTPOFF:  RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_GOTTPOFF; break;
189   case X86II::MO_INDNTPOFF: RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_INDNTPOFF; break;
190   case X86II::MO_TPOFF:     RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_TPOFF; break;
191   case X86II::MO_DTPOFF:    RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_DTPOFF; break;
192   case X86II::MO_NTPOFF:    RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_NTPOFF; break;
193   case X86II::MO_GOTNTPOFF: RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_GOTNTPOFF; break;
194   case X86II::MO_GOTPCREL:  RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_GOTPCREL; break;
195   case X86II::MO_GOT:       RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_GOT; break;
196   case X86II::MO_GOTOFF:    RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_GOTOFF; break;
197   case X86II::MO_PLT:       RefKind = MCSymbolRefExpr::VK_PLT; break;
198   case X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET:
199   case X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE:
200   case X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE:
201     Expr = MCSymbolRefExpr::Create(Sym, Ctx);
202     // Subtract the pic base.
203     Expr = MCBinaryExpr::CreateSub(Expr,
204                             MCSymbolRefExpr::Create(MF.getPICBaseSymbol(), Ctx),
205                                    Ctx);
206     if (MO.isJTI() && MAI.hasSetDirective()) {
207       // If .set directive is supported, use it to reduce the number of
208       // relocations the assembler will generate for differences between
209       // local labels. This is only safe when the symbols are in the same
210       // section so we are restricting it to jumptable references.
211       MCSymbol *Label = Ctx.CreateTempSymbol();
212       AsmPrinter.OutStreamer.EmitAssignment(Label, Expr);
213       Expr = MCSymbolRefExpr::Create(Label, Ctx);
214     }
215     break;
216   }
217
218   if (Expr == 0)
219     Expr = MCSymbolRefExpr::Create(Sym, RefKind, Ctx);
220
221   if (!MO.isJTI() && !MO.isMBB() && MO.getOffset())
222     Expr = MCBinaryExpr::CreateAdd(Expr,
223                                    MCConstantExpr::Create(MO.getOffset(), Ctx),
224                                    Ctx);
225   return MCOperand::CreateExpr(Expr);
226 }
227
228
229 /// LowerUnaryToTwoAddr - R = setb   -> R = sbb R, R
230 static void LowerUnaryToTwoAddr(MCInst &OutMI, unsigned NewOpc) {
231   OutMI.setOpcode(NewOpc);
232   OutMI.addOperand(OutMI.getOperand(0));
233   OutMI.addOperand(OutMI.getOperand(0));
234 }
235
236 /// \brief Simplify FOO $imm, %{al,ax,eax,rax} to FOO $imm, for instruction with
237 /// a short fixed-register form.
238 static void SimplifyShortImmForm(MCInst &Inst, unsigned Opcode) {
239   unsigned ImmOp = Inst.getNumOperands() - 1;
240   assert(Inst.getOperand(0).isReg() &&
241          (Inst.getOperand(ImmOp).isImm() || Inst.getOperand(ImmOp).isExpr()) &&
242          ((Inst.getNumOperands() == 3 && Inst.getOperand(1).isReg() &&
243            Inst.getOperand(0).getReg() == Inst.getOperand(1).getReg()) ||
244           Inst.getNumOperands() == 2) && "Unexpected instruction!");
245
246   // Check whether the destination register can be fixed.
247   unsigned Reg = Inst.getOperand(0).getReg();
248   if (Reg != X86::AL && Reg != X86::AX && Reg != X86::EAX && Reg != X86::RAX)
249     return;
250
251   // If so, rewrite the instruction.
252   MCOperand Saved = Inst.getOperand(ImmOp);
253   Inst = MCInst();
254   Inst.setOpcode(Opcode);
255   Inst.addOperand(Saved);
256 }
257
258 /// \brief If a movsx instruction has a shorter encoding for the used register
259 /// simplify the instruction to use it instead.
260 static void SimplifyMOVSX(MCInst &Inst) {
261   unsigned NewOpcode = 0;
262   unsigned Op0 = Inst.getOperand(0).getReg(), Op1 = Inst.getOperand(1).getReg();
263   switch (Inst.getOpcode()) {
264   default:
265     llvm_unreachable("Unexpected instruction!");
266   case X86::MOVSX16rr8:  // movsbw %al, %ax   --> cbtw
267     if (Op0 == X86::AX && Op1 == X86::AL)
268       NewOpcode = X86::CBW;
269     break;
270   case X86::MOVSX32rr16: // movswl %ax, %eax  --> cwtl
271     if (Op0 == X86::EAX && Op1 == X86::AX)
272       NewOpcode = X86::CWDE;
273     break;
274   case X86::MOVSX64rr32: // movslq %eax, %rax --> cltq
275     if (Op0 == X86::RAX && Op1 == X86::EAX)
276       NewOpcode = X86::CDQE;
277     break;
278   }
279
280   if (NewOpcode != 0) {
281     Inst = MCInst();
282     Inst.setOpcode(NewOpcode);
283   }
284 }
285
286 /// \brief Simplify things like MOV32rm to MOV32o32a.
287 static void SimplifyShortMoveForm(X86AsmPrinter &Printer, MCInst &Inst,
288                                   unsigned Opcode) {
289   // Don't make these simplifications in 64-bit mode; other assemblers don't
290   // perform them because they make the code larger.
291   if (Printer.getSubtarget().is64Bit())
292     return;
293
294   bool IsStore = Inst.getOperand(0).isReg() && Inst.getOperand(1).isReg();
295   unsigned AddrBase = IsStore;
296   unsigned RegOp = IsStore ? 0 : 5;
297   unsigned AddrOp = AddrBase + 3;
298   assert(Inst.getNumOperands() == 6 && Inst.getOperand(RegOp).isReg() &&
299          Inst.getOperand(AddrBase + 0).isReg() && // base
300          Inst.getOperand(AddrBase + 1).isImm() && // scale
301          Inst.getOperand(AddrBase + 2).isReg() && // index register
302          (Inst.getOperand(AddrOp).isExpr() ||     // address
303           Inst.getOperand(AddrOp).isImm())&&
304          Inst.getOperand(AddrBase + 4).isReg() && // segment
305          "Unexpected instruction!");
306
307   // Check whether the destination register can be fixed.
308   unsigned Reg = Inst.getOperand(RegOp).getReg();
309   if (Reg != X86::AL && Reg != X86::AX && Reg != X86::EAX && Reg != X86::RAX)
310     return;
311
312   // Check whether this is an absolute address.
313   // FIXME: We know TLVP symbol refs aren't, but there should be a better way
314   // to do this here.
315   bool Absolute = true;
316   if (Inst.getOperand(AddrOp).isExpr()) {
317     const MCExpr *MCE = Inst.getOperand(AddrOp).getExpr();
318     if (const MCSymbolRefExpr *SRE = dyn_cast<MCSymbolRefExpr>(MCE))
319       if (SRE->getKind() == MCSymbolRefExpr::VK_TLVP)
320         Absolute = false;
321   }
322
323   if (Absolute &&
324       (Inst.getOperand(AddrBase + 0).getReg() != 0 ||
325        Inst.getOperand(AddrBase + 2).getReg() != 0 ||
326        Inst.getOperand(AddrBase + 4).getReg() != 0 ||
327        Inst.getOperand(AddrBase + 1).getImm() != 1))
328     return;
329
330   // If so, rewrite the instruction.
331   MCOperand Saved = Inst.getOperand(AddrOp);
332   Inst = MCInst();
333   Inst.setOpcode(Opcode);
334   Inst.addOperand(Saved);
335 }
336
337 void X86MCInstLower::Lower(const MachineInstr *MI, MCInst &OutMI) const {
338   OutMI.setOpcode(MI->getOpcode());
339
340   for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
341     const MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
342
343     MCOperand MCOp;
344     switch (MO.getType()) {
345     default:
346       MI->dump();
347       llvm_unreachable("unknown operand type");
348     case MachineOperand::MO_Register:
349       // Ignore all implicit register operands.
350       if (MO.isImplicit()) continue;
351       MCOp = MCOperand::CreateReg(MO.getReg());
352       break;
353     case MachineOperand::MO_Immediate:
354       MCOp = MCOperand::CreateImm(MO.getImm());
355       break;
356     case MachineOperand::MO_MachineBasicBlock:
357     case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
358     case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
359       MCOp = LowerSymbolOperand(MO, GetSymbolFromOperand(MO));
360       break;
361     case MachineOperand::MO_JumpTableIndex:
362       MCOp = LowerSymbolOperand(MO, AsmPrinter.GetJTISymbol(MO.getIndex()));
363       break;
364     case MachineOperand::MO_ConstantPoolIndex:
365       MCOp = LowerSymbolOperand(MO, AsmPrinter.GetCPISymbol(MO.getIndex()));
366       break;
367     case MachineOperand::MO_BlockAddress:
368       MCOp = LowerSymbolOperand(MO,
369                      AsmPrinter.GetBlockAddressSymbol(MO.getBlockAddress()));
370       break;
371     case MachineOperand::MO_RegisterMask:
372       // Ignore call clobbers.
373       continue;
374     }
375
376     OutMI.addOperand(MCOp);
377   }
378
379   // Handle a few special cases to eliminate operand modifiers.
380 ReSimplify:
381   switch (OutMI.getOpcode()) {
382   case X86::LEA64_32r:
383   case X86::LEA64r:
384   case X86::LEA16r:
385   case X86::LEA32r:
386     // LEA should have a segment register, but it must be empty.
387     assert(OutMI.getNumOperands() == 1+X86::AddrNumOperands &&
388            "Unexpected # of LEA operands");
389     assert(OutMI.getOperand(1+X86::AddrSegmentReg).getReg() == 0 &&
390            "LEA has segment specified!");
391     break;
392   case X86::MOV32r0:      LowerUnaryToTwoAddr(OutMI, X86::XOR32rr); break;
393
394   case X86::MOV32ri64:
395     OutMI.setOpcode(X86::MOV32ri);
396     break;
397
398   // Commute operands to get a smaller encoding by using VEX.R instead of VEX.B
399   // if one of the registers is extended, but other isn't.
400   case X86::VMOVAPDrr:
401   case X86::VMOVAPDYrr:
402   case X86::VMOVAPSrr:
403   case X86::VMOVAPSYrr:
404   case X86::VMOVDQArr:
405   case X86::VMOVDQAYrr:
406   case X86::VMOVDQUrr:
407   case X86::VMOVDQUYrr:
408   case X86::VMOVUPDrr:
409   case X86::VMOVUPDYrr:
410   case X86::VMOVUPSrr:
411   case X86::VMOVUPSYrr: {
412     if (!X86II::isX86_64ExtendedReg(OutMI.getOperand(0).getReg()) &&
413         X86II::isX86_64ExtendedReg(OutMI.getOperand(1).getReg())) {
414       unsigned NewOpc;
415       switch (OutMI.getOpcode()) {
416       default: llvm_unreachable("Invalid opcode");
417       case X86::VMOVAPDrr:  NewOpc = X86::VMOVAPDrr_REV;  break;
418       case X86::VMOVAPDYrr: NewOpc = X86::VMOVAPDYrr_REV; break;
419       case X86::VMOVAPSrr:  NewOpc = X86::VMOVAPSrr_REV;  break;
420       case X86::VMOVAPSYrr: NewOpc = X86::VMOVAPSYrr_REV; break;
421       case X86::VMOVDQArr:  NewOpc = X86::VMOVDQArr_REV;  break;
422       case X86::VMOVDQAYrr: NewOpc = X86::VMOVDQAYrr_REV; break;
423       case X86::VMOVDQUrr:  NewOpc = X86::VMOVDQUrr_REV;  break;
424       case X86::VMOVDQUYrr: NewOpc = X86::VMOVDQUYrr_REV; break;
425       case X86::VMOVUPDrr:  NewOpc = X86::VMOVUPDrr_REV;  break;
426       case X86::VMOVUPDYrr: NewOpc = X86::VMOVUPDYrr_REV; break;
427       case X86::VMOVUPSrr:  NewOpc = X86::VMOVUPSrr_REV;  break;
428       case X86::VMOVUPSYrr: NewOpc = X86::VMOVUPSYrr_REV; break;
429       }
430       OutMI.setOpcode(NewOpc);
431     }
432     break;
433   }
434   case X86::VMOVSDrr:
435   case X86::VMOVSSrr: {
436     if (!X86II::isX86_64ExtendedReg(OutMI.getOperand(0).getReg()) &&
437         X86II::isX86_64ExtendedReg(OutMI.getOperand(2).getReg())) {
438       unsigned NewOpc;
439       switch (OutMI.getOpcode()) {
440       default: llvm_unreachable("Invalid opcode");
441       case X86::VMOVSDrr:   NewOpc = X86::VMOVSDrr_REV;   break;
442       case X86::VMOVSSrr:   NewOpc = X86::VMOVSSrr_REV;   break;
443       }
444       OutMI.setOpcode(NewOpc);
445     }
446     break;
447   }
448
449   // TAILJMPr64, CALL64r, CALL64pcrel32 - These instructions have register
450   // inputs modeled as normal uses instead of implicit uses.  As such, truncate
451   // off all but the first operand (the callee).  FIXME: Change isel.
452   case X86::TAILJMPr64:
453   case X86::CALL64r:
454   case X86::CALL64pcrel32: {
455     unsigned Opcode = OutMI.getOpcode();
456     MCOperand Saved = OutMI.getOperand(0);
457     OutMI = MCInst();
458     OutMI.setOpcode(Opcode);
459     OutMI.addOperand(Saved);
460     break;
461   }
462
463   case X86::EH_RETURN:
464   case X86::EH_RETURN64: {
465     OutMI = MCInst();
466     OutMI.setOpcode(X86::RET);
467     break;
468   }
469
470   // TAILJMPd, TAILJMPd64 - Lower to the correct jump instructions.
471   case X86::TAILJMPr:
472   case X86::TAILJMPd:
473   case X86::TAILJMPd64: {
474     unsigned Opcode;
475     switch (OutMI.getOpcode()) {
476     default: llvm_unreachable("Invalid opcode");
477     case X86::TAILJMPr: Opcode = X86::JMP32r; break;
478     case X86::TAILJMPd:
479     case X86::TAILJMPd64: Opcode = X86::JMP_1; break;
480     }
481
482     MCOperand Saved = OutMI.getOperand(0);
483     OutMI = MCInst();
484     OutMI.setOpcode(Opcode);
485     OutMI.addOperand(Saved);
486     break;
487   }
488
489   // These are pseudo-ops for OR to help with the OR->ADD transformation.  We do
490   // this with an ugly goto in case the resultant OR uses EAX and needs the
491   // short form.
492   case X86::ADD16rr_DB:   OutMI.setOpcode(X86::OR16rr); goto ReSimplify;
493   case X86::ADD32rr_DB:   OutMI.setOpcode(X86::OR32rr); goto ReSimplify;
494   case X86::ADD64rr_DB:   OutMI.setOpcode(X86::OR64rr); goto ReSimplify;
495   case X86::ADD16ri_DB:   OutMI.setOpcode(X86::OR16ri); goto ReSimplify;
496   case X86::ADD32ri_DB:   OutMI.setOpcode(X86::OR32ri); goto ReSimplify;
497   case X86::ADD64ri32_DB: OutMI.setOpcode(X86::OR64ri32); goto ReSimplify;
498   case X86::ADD16ri8_DB:  OutMI.setOpcode(X86::OR16ri8); goto ReSimplify;
499   case X86::ADD32ri8_DB:  OutMI.setOpcode(X86::OR32ri8); goto ReSimplify;
500   case X86::ADD64ri8_DB:  OutMI.setOpcode(X86::OR64ri8); goto ReSimplify;
501
502   // The assembler backend wants to see branches in their small form and relax
503   // them to their large form.  The JIT can only handle the large form because
504   // it does not do relaxation.  For now, translate the large form to the
505   // small one here.
506   case X86::JMP_4: OutMI.setOpcode(X86::JMP_1); break;
507   case X86::JO_4:  OutMI.setOpcode(X86::JO_1); break;
508   case X86::JNO_4: OutMI.setOpcode(X86::JNO_1); break;
509   case X86::JB_4:  OutMI.setOpcode(X86::JB_1); break;
510   case X86::JAE_4: OutMI.setOpcode(X86::JAE_1); break;
511   case X86::JE_4:  OutMI.setOpcode(X86::JE_1); break;
512   case X86::JNE_4: OutMI.setOpcode(X86::JNE_1); break;
513   case X86::JBE_4: OutMI.setOpcode(X86::JBE_1); break;
514   case X86::JA_4:  OutMI.setOpcode(X86::JA_1); break;
515   case X86::JS_4:  OutMI.setOpcode(X86::JS_1); break;
516   case X86::JNS_4: OutMI.setOpcode(X86::JNS_1); break;
517   case X86::JP_4:  OutMI.setOpcode(X86::JP_1); break;
518   case X86::JNP_4: OutMI.setOpcode(X86::JNP_1); break;
519   case X86::JL_4:  OutMI.setOpcode(X86::JL_1); break;
520   case X86::JGE_4: OutMI.setOpcode(X86::JGE_1); break;
521   case X86::JLE_4: OutMI.setOpcode(X86::JLE_1); break;
522   case X86::JG_4:  OutMI.setOpcode(X86::JG_1); break;
523
524   // Atomic load and store require a separate pseudo-inst because Acquire
525   // implies mayStore and Release implies mayLoad; fix these to regular MOV
526   // instructions here
527   case X86::ACQUIRE_MOV8rm:  OutMI.setOpcode(X86::MOV8rm); goto ReSimplify;
528   case X86::ACQUIRE_MOV16rm: OutMI.setOpcode(X86::MOV16rm); goto ReSimplify;
529   case X86::ACQUIRE_MOV32rm: OutMI.setOpcode(X86::MOV32rm); goto ReSimplify;
530   case X86::ACQUIRE_MOV64rm: OutMI.setOpcode(X86::MOV64rm); goto ReSimplify;
531   case X86::RELEASE_MOV8mr:  OutMI.setOpcode(X86::MOV8mr); goto ReSimplify;
532   case X86::RELEASE_MOV16mr: OutMI.setOpcode(X86::MOV16mr); goto ReSimplify;
533   case X86::RELEASE_MOV32mr: OutMI.setOpcode(X86::MOV32mr); goto ReSimplify;
534   case X86::RELEASE_MOV64mr: OutMI.setOpcode(X86::MOV64mr); goto ReSimplify;
535
536   // We don't currently select the correct instruction form for instructions
537   // which have a short %eax, etc. form. Handle this by custom lowering, for
538   // now.
539   //
540   // Note, we are currently not handling the following instructions:
541   // MOV64ao8, MOV64o8a
542   // XCHG16ar, XCHG32ar, XCHG64ar
543   case X86::MOV8mr_NOREX:
544   case X86::MOV8mr:     SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV8ao8); break;
545   case X86::MOV8rm_NOREX:
546   case X86::MOV8rm:     SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV8o8a); break;
547   case X86::MOV16mr:    SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV16ao16); break;
548   case X86::MOV16rm:    SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV16o16a); break;
549   case X86::MOV32mr:    SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV32ao32); break;
550   case X86::MOV32rm:    SimplifyShortMoveForm(AsmPrinter, OutMI, X86::MOV32o32a); break;
551
552   case X86::ADC8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADC8i8);    break;
553   case X86::ADC16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADC16i16);  break;
554   case X86::ADC32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADC32i32);  break;
555   case X86::ADC64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADC64i32);  break;
556   case X86::ADD8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADD8i8);    break;
557   case X86::ADD16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADD16i16);  break;
558   case X86::ADD32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADD32i32);  break;
559   case X86::ADD64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::ADD64i32);  break;
560   case X86::AND8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::AND8i8);    break;
561   case X86::AND16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::AND16i16);  break;
562   case X86::AND32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::AND32i32);  break;
563   case X86::AND64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::AND64i32);  break;
564   case X86::CMP8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::CMP8i8);    break;
565   case X86::CMP16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::CMP16i16);  break;
566   case X86::CMP32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::CMP32i32);  break;
567   case X86::CMP64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::CMP64i32);  break;
568   case X86::OR8ri:      SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::OR8i8);     break;
569   case X86::OR16ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::OR16i16);   break;
570   case X86::OR32ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::OR32i32);   break;
571   case X86::OR64ri32:   SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::OR64i32);   break;
572   case X86::SBB8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SBB8i8);    break;
573   case X86::SBB16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SBB16i16);  break;
574   case X86::SBB32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SBB32i32);  break;
575   case X86::SBB64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SBB64i32);  break;
576   case X86::SUB8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SUB8i8);    break;
577   case X86::SUB16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SUB16i16);  break;
578   case X86::SUB32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SUB32i32);  break;
579   case X86::SUB64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::SUB64i32);  break;
580   case X86::TEST8ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::TEST8i8);   break;
581   case X86::TEST16ri:   SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::TEST16i16); break;
582   case X86::TEST32ri:   SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::TEST32i32); break;
583   case X86::TEST64ri32: SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::TEST64i32); break;
584   case X86::XOR8ri:     SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::XOR8i8);    break;
585   case X86::XOR16ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::XOR16i16);  break;
586   case X86::XOR32ri:    SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::XOR32i32);  break;
587   case X86::XOR64ri32:  SimplifyShortImmForm(OutMI, X86::XOR64i32);  break;
588
589   // Try to shrink some forms of movsx.
590   case X86::MOVSX16rr8:
591   case X86::MOVSX32rr16:
592   case X86::MOVSX64rr32:
593     SimplifyMOVSX(OutMI);
594     break;
595   }
596 }
597
598 static void LowerTlsAddr(MCStreamer &OutStreamer,
599                          X86MCInstLower &MCInstLowering,
600                          const MachineInstr &MI) {
601
602   bool is64Bits = MI.getOpcode() == X86::TLS_addr64 ||
603                   MI.getOpcode() == X86::TLS_base_addr64;
604
605   bool needsPadding = MI.getOpcode() == X86::TLS_addr64;
606
607   MCContext &context = OutStreamer.getContext();
608
609   if (needsPadding)
610     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::DATA16_PREFIX));
611
612   MCSymbolRefExpr::VariantKind SRVK;
613   switch (MI.getOpcode()) {
614     case X86::TLS_addr32:
615     case X86::TLS_addr64:
616       SRVK = MCSymbolRefExpr::VK_TLSGD;
617       break;
618     case X86::TLS_base_addr32:
619       SRVK = MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM;
620       break;
621     case X86::TLS_base_addr64:
622       SRVK = MCSymbolRefExpr::VK_TLSLD;
623       break;
624     default:
625       llvm_unreachable("unexpected opcode");
626   }
627
628   MCSymbol *sym = MCInstLowering.GetSymbolFromOperand(MI.getOperand(3));
629   const MCSymbolRefExpr *symRef = MCSymbolRefExpr::Create(sym, SRVK, context);
630
631   MCInst LEA;
632   if (is64Bits) {
633     LEA.setOpcode(X86::LEA64r);
634     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::RDI)); // dest
635     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::RIP)); // base
636     LEA.addOperand(MCOperand::CreateImm(1));        // scale
637     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // index
638     LEA.addOperand(MCOperand::CreateExpr(symRef));  // disp
639     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // seg
640   } else if (SRVK == MCSymbolRefExpr::VK_TLSLDM) {
641     LEA.setOpcode(X86::LEA32r);
642     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::EAX)); // dest
643     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::EBX)); // base
644     LEA.addOperand(MCOperand::CreateImm(1));        // scale
645     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // index
646     LEA.addOperand(MCOperand::CreateExpr(symRef));  // disp
647     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // seg
648   } else {
649     LEA.setOpcode(X86::LEA32r);
650     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::EAX)); // dest
651     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // base
652     LEA.addOperand(MCOperand::CreateImm(1));        // scale
653     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(X86::EBX)); // index
654     LEA.addOperand(MCOperand::CreateExpr(symRef));  // disp
655     LEA.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));        // seg
656   }
657   OutStreamer.EmitInstruction(LEA);
658
659   if (needsPadding) {
660     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::DATA16_PREFIX));
661     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::DATA16_PREFIX));
662     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::REX64_PREFIX));
663   }
664
665   StringRef name = is64Bits ? "__tls_get_addr" : "___tls_get_addr";
666   MCSymbol *tlsGetAddr = context.GetOrCreateSymbol(name);
667   const MCSymbolRefExpr *tlsRef =
668     MCSymbolRefExpr::Create(tlsGetAddr,
669                             MCSymbolRefExpr::VK_PLT,
670                             context);
671
672   OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(is64Bits ? X86::CALL64pcrel32
673                                                      : X86::CALLpcrel32)
674     .addExpr(tlsRef));
675 }
676
677 static std::pair<StackMaps::Location, MachineInstr::const_mop_iterator>
678 parseMemoryOperand(StackMaps::Location::LocationType LocTy, unsigned Size,
679                    MachineInstr::const_mop_iterator MOI,
680                    MachineInstr::const_mop_iterator MOE) {
681
682   typedef StackMaps::Location Location;
683
684   assert(std::distance(MOI, MOE) >= 5 && "Too few operands to encode mem op.");
685
686   const MachineOperand &Base = *MOI;
687   const MachineOperand &Scale = *(++MOI);
688   const MachineOperand &Index = *(++MOI);
689   const MachineOperand &Disp = *(++MOI);
690   const MachineOperand &ZeroReg = *(++MOI);
691
692   // Sanity check for supported operand format.
693   assert(Base.isReg() &&
694          Scale.isImm() && Scale.getImm() == 1 &&
695          Index.isReg() && Index.getReg() == 0 &&
696          Disp.isImm() && ZeroReg.isReg() && (ZeroReg.getReg() == 0) &&
697          "Unsupported x86 memory operand sequence.");
698   (void)Scale;
699   (void)Index;
700   (void)ZeroReg;
701
702   return std::make_pair(
703     Location(LocTy, Size, Base.getReg(), Disp.getImm()), ++MOI);
704 }
705
706 std::pair<StackMaps::Location, MachineInstr::const_mop_iterator>
707 X86AsmPrinter::stackmapOperandParser(MachineInstr::const_mop_iterator MOI,
708                                      MachineInstr::const_mop_iterator MOE,
709                                      const TargetMachine &TM) {
710
711   typedef StackMaps::Location Location;
712
713   const MachineOperand &MOP = *MOI;
714   assert(!MOP.isRegMask() && (!MOP.isReg() || !MOP.isImplicit()) &&
715          "Register mask and implicit operands should not be processed.");
716
717   if (MOP.isImm()) {
718     // Verify anyregcc
719     // [<def>], <id>, <numBytes>, <target>, <numArgs>, <cc>, ...
720
721     switch (MOP.getImm()) {
722     default: llvm_unreachable("Unrecognized operand type.");
723     case StackMaps::DirectMemRefOp: {
724       unsigned Size = TM.getDataLayout()->getPointerSizeInBits();
725       assert((Size % 8) == 0 && "Need pointer size in bytes.");
726       Size /= 8;
727       return parseMemoryOperand(StackMaps::Location::Direct, Size,
728                                 llvm::next(MOI), MOE);
729     }
730     case StackMaps::IndirectMemRefOp: {
731       ++MOI;
732       int64_t Size = MOI->getImm();
733       assert(Size > 0 && "Need a valid size for indirect memory locations.");
734       return parseMemoryOperand(StackMaps::Location::Indirect, Size,
735                                 llvm::next(MOI), MOE);
736     }
737     case StackMaps::ConstantOp: {
738       ++MOI;
739       assert(MOI->isImm() && "Expected constant operand.");
740       int64_t Imm = MOI->getImm();
741       return std::make_pair(
742         Location(Location::Constant, sizeof(int64_t), 0, Imm), ++MOI);
743     }
744     }
745   }
746
747   // Otherwise this is a reg operand. The physical register number will
748   // ultimately be encoded as a DWARF regno. The stack map also records the size
749   // of a spill slot that can hold the register content. (The runtime can
750   // track the actual size of the data type if it needs to.)
751   assert(MOP.isReg() && "Expected register operand here.");
752   assert(TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(MOP.getReg()) &&
753          "Virtreg operands should have been rewritten before now.");
754   const TargetRegisterClass *RC =
755     TM.getRegisterInfo()->getMinimalPhysRegClass(MOP.getReg());
756   assert(!MOP.getSubReg() && "Physical subreg still around.");
757   return std::make_pair(
758     Location(Location::Register, RC->getSize(), MOP.getReg(), 0), ++MOI);
759 }
760
761 // Lower a stackmap of the form:
762 // <id>, <shadowBytes>, ...
763 static void LowerSTACKMAP(MCStreamer &OutStreamer,
764                           StackMaps &SM,
765                           const MachineInstr &MI)
766 {
767   unsigned NumNOPBytes = MI.getOperand(1).getImm();
768   SM.recordStackMap(MI);
769   // Emit padding.
770   // FIXME: These nops ensure that the stackmap's shadow is covered by
771   // instructions from the same basic block, but the nops should not be
772   // necessary if instructions from the same block follow the stackmap.
773   for (unsigned i = 0; i < NumNOPBytes; ++i)
774     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::NOOP));
775 }
776
777 // Lower a patchpoint of the form:
778 // [<def>], <id>, <numBytes>, <target>, <numArgs>, <cc>, ...
779 static void LowerPATCHPOINT(MCStreamer &OutStreamer,
780                             StackMaps &SM,
781                             const MachineInstr &MI) {
782   SM.recordPatchPoint(MI);
783
784   PatchPointOpers opers(&MI);
785   unsigned ScratchIdx = opers.getNextScratchIdx();
786   unsigned EncodedBytes = 0;
787   int64_t CallTarget = opers.getMetaOper(PatchPointOpers::TargetPos).getImm();
788   if (CallTarget) {
789     // Emit MOV to materialize the target address and the CALL to target.
790     // This is encoded with 12-13 bytes, depending on which register is used.
791     // We conservatively assume that it is 12 bytes and emit in worst case one
792     // extra NOP byte.
793     EncodedBytes = 12;
794     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::MOV64ri)
795                                 .addReg(MI.getOperand(ScratchIdx).getReg())
796                                 .addImm(CallTarget));
797     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::CALL64r)
798                                 .addReg(MI.getOperand(ScratchIdx).getReg()));
799   }
800   // Emit padding.
801   unsigned NumBytes = opers.getMetaOper(PatchPointOpers::NBytesPos).getImm();
802   assert(NumBytes >= EncodedBytes &&
803          "Patchpoint can't request size less than the length of a call.");
804
805   for (unsigned i = EncodedBytes; i < NumBytes; ++i)
806     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::NOOP));
807 }
808
809 void X86AsmPrinter::EmitInstruction(const MachineInstr *MI) {
810   X86MCInstLower MCInstLowering(*MF, *this);
811   switch (MI->getOpcode()) {
812   case TargetOpcode::DBG_VALUE:
813     llvm_unreachable("Should be handled target independently");
814
815   // Emit nothing here but a comment if we can.
816   case X86::Int_MemBarrier:
817     if (OutStreamer.hasRawTextSupport())
818       OutStreamer.EmitRawText(StringRef("\t#MEMBARRIER"));
819     return;
820
821
822   case X86::EH_RETURN:
823   case X86::EH_RETURN64: {
824     // Lower these as normal, but add some comments.
825     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
826     OutStreamer.AddComment(StringRef("eh_return, addr: %") +
827                            X86ATTInstPrinter::getRegisterName(Reg));
828     break;
829   }
830   case X86::TAILJMPr:
831   case X86::TAILJMPd:
832   case X86::TAILJMPd64:
833     // Lower these as normal, but add some comments.
834     OutStreamer.AddComment("TAILCALL");
835     break;
836
837   case X86::TLS_addr32:
838   case X86::TLS_addr64:
839   case X86::TLS_base_addr32:
840   case X86::TLS_base_addr64:
841     return LowerTlsAddr(OutStreamer, MCInstLowering, *MI);
842
843   case X86::MOVPC32r: {
844     // This is a pseudo op for a two instruction sequence with a label, which
845     // looks like:
846     //     call "L1$pb"
847     // "L1$pb":
848     //     popl %esi
849
850     // Emit the call.
851     MCSymbol *PICBase = MF->getPICBaseSymbol();
852     // FIXME: We would like an efficient form for this, so we don't have to do a
853     // lot of extra uniquing.
854     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::CALLpcrel32)
855       .addExpr(MCSymbolRefExpr::Create(PICBase, OutContext)));
856
857     // Emit the label.
858     OutStreamer.EmitLabel(PICBase);
859
860     // popl $reg
861     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::POP32r)
862       .addReg(MI->getOperand(0).getReg()));
863     return;
864   }
865
866   case X86::ADD32ri: {
867     // Lower the MO_GOT_ABSOLUTE_ADDRESS form of ADD32ri.
868     if (MI->getOperand(2).getTargetFlags() != X86II::MO_GOT_ABSOLUTE_ADDRESS)
869       break;
870
871     // Okay, we have something like:
872     //  EAX = ADD32ri EAX, MO_GOT_ABSOLUTE_ADDRESS(@MYGLOBAL)
873
874     // For this, we want to print something like:
875     //   MYGLOBAL + (. - PICBASE)
876     // However, we can't generate a ".", so just emit a new label here and refer
877     // to it.
878     MCSymbol *DotSym = OutContext.CreateTempSymbol();
879     OutStreamer.EmitLabel(DotSym);
880
881     // Now that we have emitted the label, lower the complex operand expression.
882     MCSymbol *OpSym = MCInstLowering.GetSymbolFromOperand(MI->getOperand(2));
883
884     const MCExpr *DotExpr = MCSymbolRefExpr::Create(DotSym, OutContext);
885     const MCExpr *PICBase =
886       MCSymbolRefExpr::Create(MF->getPICBaseSymbol(), OutContext);
887     DotExpr = MCBinaryExpr::CreateSub(DotExpr, PICBase, OutContext);
888
889     DotExpr = MCBinaryExpr::CreateAdd(MCSymbolRefExpr::Create(OpSym,OutContext),
890                                       DotExpr, OutContext);
891
892     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::ADD32ri)
893       .addReg(MI->getOperand(0).getReg())
894       .addReg(MI->getOperand(1).getReg())
895       .addExpr(DotExpr));
896     return;
897   }
898
899   case TargetOpcode::STACKMAP:
900     return LowerSTACKMAP(OutStreamer, SM, *MI);
901
902   case TargetOpcode::PATCHPOINT:
903     return LowerPATCHPOINT(OutStreamer, SM, *MI);
904
905   case X86::MORESTACK_RET:
906     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::RET));
907     return;
908
909   case X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10:
910     // Return, then restore R10.
911     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::RET));
912     OutStreamer.EmitInstruction(MCInstBuilder(X86::MOV64rr)
913       .addReg(X86::R10)
914       .addReg(X86::RAX));
915     return;
916   }
917
918   MCInst TmpInst;
919   MCInstLowering.Lower(MI, TmpInst);
920   OutStreamer.EmitInstruction(TmpInst);
921 }