Merging r261365:
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / MCTargetDesc / X86AsmBackend.cpp
index 3f9eb07d83de556c1a3588944236d0e755fd6ce8..135c32bf8c3b0bf18d1f535ffc4208a85d2a2352 100644 (file)
 #include "MCTargetDesc/X86FixupKinds.h"
 #include "llvm/ADT/StringSwitch.h"
 #include "llvm/MC/MCAsmBackend.h"
-#include "llvm/MC/MCAssembler.h"
 #include "llvm/MC/MCELFObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
 #include "llvm/MC/MCFixupKindInfo.h"
+#include "llvm/MC/MCInst.h"
 #include "llvm/MC/MCMachObjectWriter.h"
 #include "llvm/MC/MCObjectWriter.h"
+#include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionCOFF.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionELF.h"
 #include "llvm/MC/MCSectionMachO.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 using namespace llvm;
 
-// Option to allow disabling arithmetic relaxation to workaround PR9807, which
-// is useful when running bitwise comparison experiments on Darwin. We should be
-// able to remove this once PR9807 is resolved.
-static cl::opt<bool>
-MCDisableArithRelaxation("mc-x86-disable-arith-relaxation",
-         cl::desc("Disable relaxation of arithmetic instruction for X86"));
-
 static unsigned getFixupKindLog2Size(unsigned Kind) {
   switch (Kind) {
   default:
@@ -73,11 +67,12 @@ public:
 };
 
 class X86AsmBackend : public MCAsmBackend {
-  StringRef CPU;
+  const StringRef CPU;
   bool HasNopl;
+  const uint64_t MaxNopLength;
 public:
-  X86AsmBackend(const Target &T, StringRef _CPU)
-    : MCAsmBackend(), CPU(_CPU) {
+  X86AsmBackend(const Target &T, StringRef CPU)
+      : MCAsmBackend(), CPU(CPU), MaxNopLength(CPU == "slm" ? 7 : 15) {
     HasNopl = CPU != "generic" && CPU != "i386" && CPU != "i486" &&
               CPU != "i586" && CPU != "pentium" && CPU != "pentium-mmx" &&
               CPU != "i686" && CPU != "k6" && CPU != "k6-2" && CPU != "k6-3" &&
@@ -205,6 +200,14 @@ static unsigned getRelaxedOpcodeArith(unsigned Op) {
   case X86::ADD64ri8: return X86::ADD64ri32;
   case X86::ADD64mi8: return X86::ADD64mi32;
 
+   // ADC
+  case X86::ADC16ri8: return X86::ADC16ri;
+  case X86::ADC16mi8: return X86::ADC16mi;
+  case X86::ADC32ri8: return X86::ADC32ri;
+  case X86::ADC32mi8: return X86::ADC32mi;
+  case X86::ADC64ri8: return X86::ADC64ri32;
+  case X86::ADC64mi8: return X86::ADC64mi32;
+
     // SUB
   case X86::SUB16ri8: return X86::SUB16ri;
   case X86::SUB16mi8: return X86::SUB16mi;
@@ -213,6 +216,14 @@ static unsigned getRelaxedOpcodeArith(unsigned Op) {
   case X86::SUB64ri8: return X86::SUB64ri32;
   case X86::SUB64mi8: return X86::SUB64mi32;
 
+   // SBB
+  case X86::SBB16ri8: return X86::SBB16ri;
+  case X86::SBB16mi8: return X86::SBB16mi;
+  case X86::SBB32ri8: return X86::SBB32ri;
+  case X86::SBB32mi8: return X86::SBB32mi;
+  case X86::SBB64ri8: return X86::SBB64ri32;
+  case X86::SBB64mi8: return X86::SBB64mi32;
+
     // CMP
   case X86::CMP16ri8: return X86::CMP16ri;
   case X86::CMP16mi8: return X86::CMP16mi;
@@ -225,7 +236,6 @@ static unsigned getRelaxedOpcodeArith(unsigned Op) {
   case X86::PUSH32i8:  return X86::PUSHi32;
   case X86::PUSH16i8:  return X86::PUSHi16;
   case X86::PUSH64i8:  return X86::PUSH64i32;
-  case X86::PUSH64i16: return X86::PUSH64i32;
   }
 }
 
@@ -241,29 +251,18 @@ bool X86AsmBackend::mayNeedRelaxation(const MCInst &Inst) const {
   if (getRelaxedOpcodeBranch(Inst.getOpcode()) != Inst.getOpcode())
     return true;
 
-  if (MCDisableArithRelaxation)
-    return false;
-
   // Check if this instruction is ever relaxable.
   if (getRelaxedOpcodeArith(Inst.getOpcode()) == Inst.getOpcode())
     return false;
 
 
-  // Check if it has an expression and is not RIP relative.
-  bool hasExp = false;
-  bool hasRIP = false;
-  for (unsigned i = 0; i < Inst.getNumOperands(); ++i) {
-    const MCOperand &Op = Inst.getOperand(i);
-    if (Op.isExpr())
-      hasExp = true;
-
-    if (Op.isReg() && Op.getReg() == X86::RIP)
-      hasRIP = true;
-  }
+  // Check if the relaxable operand has an expression. For the current set of
+  // relaxable instructions, the relaxable operand is always the last operand.
+  unsigned RelaxableOp = Inst.getNumOperands() - 1;
+  if (Inst.getOperand(RelaxableOp).isExpr())
+    return true;
 
-  // FIXME: Why exactly do we need the !hasRIP? Is it just a limitation on
-  // how we do relaxations?
-  return hasExp && !hasRIP;
+  return false;
 }
 
 bool X86AsmBackend::fixupNeedsRelaxation(const MCFixup &Fixup,
@@ -281,7 +280,8 @@ void X86AsmBackend::relaxInstruction(const MCInst &Inst, MCInst &Res) const {
   unsigned RelaxedOp = getRelaxedOpcode(Inst.getOpcode());
 
   if (RelaxedOp == Inst.getOpcode()) {
-    small_string_ostream<256> OS;
+    SmallString<256> Tmp;
+    raw_svector_ostream OS(Tmp);
     Inst.dump_pretty(OS);
     OS << "\n";
     report_fatal_error("unexpected instruction to relax: " + OS.str());
@@ -323,20 +323,20 @@ bool X86AsmBackend::writeNopData(uint64_t Count, MCObjectWriter *OW) const {
   // FIXME: We could generated something better than plain 0x90.
   if (!HasNopl) {
     for (uint64_t i = 0; i < Count; ++i)
-      OW->Write8(0x90);
+      OW->write8(0x90);
     return true;
   }
 
   // 15 is the longest single nop instruction.  Emit as many 15-byte nops as
   // needed, then emit a nop of the remaining length.
   do {
-    const uint8_t ThisNopLength = (uint8_t) std::min(Count, (uint64_t) 15);
+    const uint8_t ThisNopLength = (uint8_t) std::min(Count, MaxNopLength);
     const uint8_t Prefixes = ThisNopLength <= 10 ? 0 : ThisNopLength - 10;
     for (uint8_t i = 0; i < Prefixes; i++)
-      OW->Write8(0x66);
+      OW->write8(0x66);
     const uint8_t Rest = ThisNopLength - Prefixes;
     for (uint8_t i = 0; i < Rest; i++)
-      OW->Write8(Nops[Rest - 1][i]);
+      OW->write8(Nops[Rest - 1][i]);
     Count -= ThisNopLength;
   } while (Count != 0);
 
@@ -350,8 +350,8 @@ namespace {
 class ELFX86AsmBackend : public X86AsmBackend {
 public:
   uint8_t OSABI;
-  ELFX86AsmBackend(const Target &T, uint8_t _OSABI, StringRef CPU)
-      : X86AsmBackend(T, CPU), OSABI(_OSABI) {}
+  ELFX86AsmBackend(const Target &T, uint8_t OSABI, StringRef CPU)
+      : X86AsmBackend(T, CPU), OSABI(OSABI) {}
 };
 
 class ELFX86_32AsmBackend : public ELFX86AsmBackend {
@@ -359,17 +359,39 @@ public:
   ELFX86_32AsmBackend(const Target &T, uint8_t OSABI, StringRef CPU)
     : ELFX86AsmBackend(T, OSABI, CPU) {}
 
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
     return createX86ELFObjectWriter(OS, /*IsELF64*/ false, OSABI, ELF::EM_386);
   }
 };
 
+class ELFX86_X32AsmBackend : public ELFX86AsmBackend {
+public:
+  ELFX86_X32AsmBackend(const Target &T, uint8_t OSABI, StringRef CPU)
+      : ELFX86AsmBackend(T, OSABI, CPU) {}
+
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
+    return createX86ELFObjectWriter(OS, /*IsELF64*/ false, OSABI,
+                                    ELF::EM_X86_64);
+  }
+};
+
+class ELFX86_IAMCUAsmBackend : public ELFX86AsmBackend {
+public:
+  ELFX86_IAMCUAsmBackend(const Target &T, uint8_t OSABI, StringRef CPU)
+      : ELFX86AsmBackend(T, OSABI, CPU) {}
+
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
+    return createX86ELFObjectWriter(OS, /*IsELF64*/ false, OSABI,
+                                    ELF::EM_IAMCU);
+  }
+};
+
 class ELFX86_64AsmBackend : public ELFX86AsmBackend {
 public:
   ELFX86_64AsmBackend(const Target &T, uint8_t OSABI, StringRef CPU)
     : ELFX86AsmBackend(T, OSABI, CPU) {}
 
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
     return createX86ELFObjectWriter(OS, /*IsELF64*/ true, OSABI, ELF::EM_X86_64);
   }
 };
@@ -383,7 +405,7 @@ public:
     , Is64Bit(is64Bit) {
   }
 
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
     return createX86WinCOFFObjectWriter(OS, Is64Bit);
   }
 };
@@ -424,10 +446,30 @@ class DarwinX86AsmBackend : public X86AsmBackend {
   bool Is64Bit;
 
   unsigned OffsetSize;                   ///< Offset of a "push" instruction.
-  unsigned PushInstrSize;                ///< Size of a "push" instruction.
   unsigned MoveInstrSize;                ///< Size of a "move" instruction.
-  unsigned StackDivide;                  ///< Amount to adjust stack stize by.
+  unsigned StackDivide;                  ///< Amount to adjust stack size by.
 protected:
+  /// \brief Size of a "push" instruction for the given register.
+  unsigned PushInstrSize(unsigned Reg) const {
+    switch (Reg) {
+      case X86::EBX:
+      case X86::ECX:
+      case X86::EDX:
+      case X86::EDI:
+      case X86::ESI:
+      case X86::EBP:
+      case X86::RBX:
+      case X86::RBP:
+        return 1;
+      case X86::R12:
+      case X86::R13:
+      case X86::R14:
+      case X86::R15:
+        return 2;
+    }
+    return 1;
+  }
+
   /// \brief Implementation of algorithm to generate the compact unwind encoding
   /// for the CFI instructions.
   uint32_t
@@ -480,7 +522,7 @@ protected:
         // Defines a new offset for the CFA. E.g.
         //
         //  With frame:
-        //  
+        //
         //     pushq %rbp
         //  L0:
         //     .cfi_def_cfa_offset 16
@@ -517,7 +559,7 @@ protected:
         unsigned Reg = MRI.getLLVMRegNum(Inst.getRegister(), true);
         SavedRegs[SavedRegIdx++] = Reg;
         StackAdjust += OffsetSize;
-        InstrOffset += PushInstrSize;
+        InstrOffset += PushInstrSize(Reg);
         break;
       }
       }
@@ -595,13 +637,13 @@ private:
   /// \brief Get the compact unwind number for a given register. The number
   /// corresponds to the enum lists in compact_unwind_encoding.h.
   int getCompactUnwindRegNum(unsigned Reg) const {
-    static const uint16_t CU32BitRegs[7] = {
+    static const MCPhysReg CU32BitRegs[7] = {
       X86::EBX, X86::ECX, X86::EDX, X86::EDI, X86::ESI, X86::EBP, 0
     };
-    static const uint16_t CU64BitRegs[] = {
+    static const MCPhysReg CU64BitRegs[] = {
       X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
     };
-    const uint16_t *CURegs = Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs;
+    const MCPhysReg *CURegs = Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs;
     for (int Idx = 1; *CURegs; ++CURegs, ++Idx)
       if (*CURegs == Reg)
         return Idx;
@@ -650,7 +692,7 @@ private:
     //     4       3
     //     5       3
     //
-    for (unsigned i = 0; i != CU_NUM_SAVED_REGS; ++i) {
+    for (unsigned i = 0; i < RegCount; ++i) {
       int CUReg = getCompactUnwindRegNum(SavedRegs[i]);
       if (CUReg == -1) return ~0U;
       SavedRegs[i] = CUReg;
@@ -711,7 +753,6 @@ public:
     OffsetSize = Is64Bit ? 8 : 4;
     MoveInstrSize = Is64Bit ? 3 : 2;
     StackDivide = Is64Bit ? 8 : 4;
-    PushInstrSize = 1;
   }
 };
 
@@ -721,7 +762,7 @@ public:
                          StringRef CPU)
       : DarwinX86AsmBackend(T, MRI, CPU, false) {}
 
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
     return createX86MachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/false,
                                      MachO::CPU_TYPE_I386,
                                      MachO::CPU_SUBTYPE_I386_ALL);
@@ -741,44 +782,11 @@ public:
                          StringRef CPU, MachO::CPUSubTypeX86 st)
       : DarwinX86AsmBackend(T, MRI, CPU, true), Subtype(st) {}
 
-  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_ostream &OS) const override {
+  MCObjectWriter *createObjectWriter(raw_pwrite_stream &OS) const override {
     return createX86MachObjectWriter(OS, /*Is64Bit=*/true,
                                      MachO::CPU_TYPE_X86_64, Subtype);
   }
 
-  bool doesSectionRequireSymbols(const MCSection &Section) const override {
-    // Temporary labels in the string literals sections require symbols. The
-    // issue is that the x86_64 relocation format does not allow symbol +
-    // offset, and so the linker does not have enough information to resolve the
-    // access to the appropriate atom unless an external relocation is used. For
-    // non-cstring sections, we expect the compiler to use a non-temporary label
-    // for anything that could have an addend pointing outside the symbol.
-    //
-    // See <rdar://problem/4765733>.
-    const MCSectionMachO &SMO = static_cast<const MCSectionMachO&>(Section);
-    return SMO.getType() == MachO::S_CSTRING_LITERALS;
-  }
-
-  bool isSectionAtomizable(const MCSection &Section) const override {
-    const MCSectionMachO &SMO = static_cast<const MCSectionMachO&>(Section);
-    // Fixed sized data sections are uniqued, they cannot be diced into atoms.
-    switch (SMO.getType()) {
-    default:
-      return true;
-
-    case MachO::S_4BYTE_LITERALS:
-    case MachO::S_8BYTE_LITERALS:
-    case MachO::S_16BYTE_LITERALS:
-    case MachO::S_LITERAL_POINTERS:
-    case MachO::S_NON_LAZY_SYMBOL_POINTERS:
-    case MachO::S_LAZY_SYMBOL_POINTERS:
-    case MachO::S_MOD_INIT_FUNC_POINTERS:
-    case MachO::S_MOD_TERM_FUNC_POINTERS:
-    case MachO::S_INTERPOSING:
-      return false;
-    }
-  }
-
   /// \brief Generate the compact unwind encoding for the CFI instructions.
   uint32_t generateCompactUnwindEncoding(
                              ArrayRef<MCCFIInstruction> Instrs) const override {
@@ -790,10 +798,8 @@ public:
 
 MCAsmBackend *llvm::createX86_32AsmBackend(const Target &T,
                                            const MCRegisterInfo &MRI,
-                                           StringRef TT,
+                                           const Triple &TheTriple,
                                            StringRef CPU) {
-  Triple TheTriple(TT);
-
   if (TheTriple.isOSBinFormatMachO())
     return new DarwinX86_32AsmBackend(T, MRI, CPU);
 
@@ -801,15 +807,17 @@ MCAsmBackend *llvm::createX86_32AsmBackend(const Target &T,
     return new WindowsX86AsmBackend(T, false, CPU);
 
   uint8_t OSABI = MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(TheTriple.getOS());
+
+  if (TheTriple.isOSIAMCU())
+    return new ELFX86_IAMCUAsmBackend(T, OSABI, CPU);
+
   return new ELFX86_32AsmBackend(T, OSABI, CPU);
 }
 
 MCAsmBackend *llvm::createX86_64AsmBackend(const Target &T,
                                            const MCRegisterInfo &MRI,
-                                           StringRef TT,
+                                           const Triple &TheTriple,
                                            StringRef CPU) {
-  Triple TheTriple(TT);
-
   if (TheTriple.isOSBinFormatMachO()) {
     MachO::CPUSubTypeX86 CS =
         StringSwitch<MachO::CPUSubTypeX86>(TheTriple.getArchName())
@@ -822,5 +830,8 @@ MCAsmBackend *llvm::createX86_64AsmBackend(const Target &T,
     return new WindowsX86AsmBackend(T, true, CPU);
 
   uint8_t OSABI = MCELFObjectTargetWriter::getOSABI(TheTriple.getOS());
+
+  if (TheTriple.getEnvironment() == Triple::GNUX32)
+    return new ELFX86_X32AsmBackend(T, OSABI, CPU);
   return new ELFX86_64AsmBackend(T, OSABI, CPU);
 }