Fix the last crimes against nature that used the 'ir' ordering to use the
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86AsmPrinter.cpp
index 9a3d604abe9d965a7dbb37cba0db6f634ab41663..1b70773b533b7b24756c898e9050f2fc62ff4594 100644 (file)
-//===-- X86/Printer.cpp - Convert X86 code to human readable rep. ---------===//
+//===-- X86/Printer.cpp - Convert X86 LLVM code to Intel assembly ---------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file contains a printer that converts from our internal representation
-// of LLVM code to a nice human readable form that is suitable for debuggging.
+// 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 a printer that converts from our internal
+// representation of machine-dependent LLVM code to Intel-format
+// assembly language. This printer is the output mechanism used
+// by `llc' and `lli -print-machineinstrs' on X86.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "X86.h"
 #include "X86InstrInfo.h"
-#include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/Assembly/Writer.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Support/Mangler.h"
 #include "Support/Statistic.h"
+#include "Support/StringExtras.h"
+#include "Support/CommandLine.h"
+using namespace llvm;
 
 namespace {
-  struct Printer : public FunctionPass {
-    TargetMachine &TM;
+  Statistic<> EmittedInsts("asm-printer", "Number of machine instrs printed");
+
+  // FIXME: This should be automatically picked up by autoconf from the C
+  // frontend
+  cl::opt<bool> EmitCygwin("enable-cygwin-compatible-output", cl::Hidden,
+         cl::desc("Emit X86 assembly code suitable for consumption by cygwin"));
+
+  struct Printer : public MachineFunctionPass {
+    /// Output stream on which we're printing assembly code.
+    ///
     std::ostream &O;
 
-    Printer(TargetMachine &tm, std::ostream &o) : TM(tm), O(o) {}
+    /// Target machine description which we query for reg. names, data
+    /// layout, etc.
+    ///
+    TargetMachine &TM;
 
-    bool runOnFunction(Function &F);
+    /// Name-mangler for global names.
+    ///
+    Mangler *Mang;
+
+    Printer(std::ostream &o, TargetMachine &tm) : O(o), TM(tm) { }
+
+    /// We name each basic block in a Function with a unique number, so
+    /// that we can consistently refer to them later. This is cleared
+    /// at the beginning of each call to runOnMachineFunction().
+    ///
+    typedef std::map<const Value *, unsigned> ValueMapTy;
+    ValueMapTy NumberForBB;
+
+    /// Cache of mangled name for current function. This is
+    /// recalculated at the beginning of each call to
+    /// runOnMachineFunction().
+    ///
+    std::string CurrentFnName;
+
+    virtual const char *getPassName() const {
+      return "X86 Assembly Printer";
+    }
+
+    void checkImplUses (const TargetInstrDescriptor &Desc);
+    void printMachineInstruction(const MachineInstr *MI);
+    void printOp(const MachineOperand &MO,
+                bool elideOffsetKeyword = false);
+    void printMemReference(const MachineInstr *MI, unsigned Op);
+    void printConstantPool(MachineConstantPool *MCP);
+    bool runOnMachineFunction(MachineFunction &F);    
+    bool doInitialization(Module &M);
+    bool doFinalization(Module &M);
+    void emitGlobalConstant(const Constant* CV);
+    void emitConstantValueOnly(const Constant *CV);
   };
+} // end of anonymous namespace
+
+/// createX86CodePrinterPass - Returns a pass that prints the X86
+/// assembly code for a MachineFunction to the given output stream,
+/// using the given target machine description.  This should work
+/// regardless of whether the function is in SSA form.
+///
+FunctionPass *llvm::createX86CodePrinterPass(std::ostream &o,TargetMachine &tm){
+  return new Printer(o, tm);
 }
 
-/// createX86CodePrinterPass - Print out the specified machine code function to
-/// the specified stream.  This function should work regardless of whether or
-/// not the function is in SSA form or not.
+/// toOctal - Convert the low order bits of X into an octal digit.
 ///
-Pass *createX86CodePrinterPass(TargetMachine &TM, std::ostream &O) {
-  return new Printer(TM, O);
+static inline char toOctal(int X) {
+  return (X&7)+'0';
 }
 
+/// getAsCString - Return the specified array as a C compatible
+/// string, only if the predicate isStringCompatible is true.
+///
+static void printAsCString(std::ostream &O, const ConstantArray *CVA) {
+  assert(CVA->isString() && "Array is not string compatible!");
+
+  O << "\"";
+  for (unsigned i = 0; i != CVA->getNumOperands(); ++i) {
+    unsigned char C = cast<ConstantInt>(CVA->getOperand(i))->getRawValue();
+
+    if (C == '"') {
+      O << "\\\"";
+    } else if (C == '\\') {
+      O << "\\\\";
+    } else if (isprint(C)) {
+      O << C;
+    } else {
+      switch(C) {
+      case '\b': O << "\\b"; break;
+      case '\f': O << "\\f"; break;
+      case '\n': O << "\\n"; break;
+      case '\r': O << "\\r"; break;
+      case '\t': O << "\\t"; break;
+      default:
+        O << '\\';
+        O << toOctal(C >> 6);
+        O << toOctal(C >> 3);
+        O << toOctal(C >> 0);
+        break;
+      }
+    }
+  }
+  O << "\"";
+}
 
-/// runOnFunction - This uses the X86InstructionInfo::print method
-/// to print assembly for each instruction.
-bool Printer::runOnFunction (Function & F)
-{
-  static unsigned bbnumber = 0;
-  MachineFunction & MF = MachineFunction::get (&F);
-  const MachineInstrInfo & MII = TM.getInstrInfo ();
+// Print out the specified constant, without a storage class.  Only the
+// constants valid in constant expressions can occur here.
+void Printer::emitConstantValueOnly(const Constant *CV) {
+  if (CV->isNullValue())
+    O << "0";
+  else if (const ConstantBool *CB = dyn_cast<ConstantBool>(CV)) {
+    assert(CB == ConstantBool::True);
+    O << "1";
+  } else if (const ConstantSInt *CI = dyn_cast<ConstantSInt>(CV))
+    O << CI->getValue();
+  else if (const ConstantUInt *CI = dyn_cast<ConstantUInt>(CV))
+    O << CI->getValue();
+  else if (const ConstantPointerRef *CPR = dyn_cast<ConstantPointerRef>(CV))
+    // This is a constant address for a global variable or function.  Use the
+    // name of the variable or function as the address value.
+    O << Mang->getValueName(CPR->getValue());
+  else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(CV)) {
+    const TargetData &TD = TM.getTargetData();
+    switch(CE->getOpcode()) {
+    case Instruction::GetElementPtr: {
+      // generate a symbolic expression for the byte address
+      const Constant *ptrVal = CE->getOperand(0);
+      std::vector<Value*> idxVec(CE->op_begin()+1, CE->op_end());
+      if (unsigned Offset = TD.getIndexedOffset(ptrVal->getType(), idxVec)) {
+        O << "(";
+        emitConstantValueOnly(ptrVal);
+        O << ") + " << Offset;
+      } else {
+        emitConstantValueOnly(ptrVal);
+      }
+      break;
+    }
+    case Instruction::Cast: {
+      // Support only non-converting or widening casts for now, that is, ones
+      // that do not involve a change in value.  This assertion is really gross,
+      // and may not even be a complete check.
+      Constant *Op = CE->getOperand(0);
+      const Type *OpTy = Op->getType(), *Ty = CE->getType();
+
+      // Remember, kids, pointers on x86 can be losslessly converted back and
+      // forth into 32-bit or wider integers, regardless of signedness. :-P
+      assert(((isa<PointerType>(OpTy)
+               && (Ty == Type::LongTy || Ty == Type::ULongTy
+                   || Ty == Type::IntTy || Ty == Type::UIntTy))
+              || (isa<PointerType>(Ty)
+                  && (OpTy == Type::LongTy || OpTy == Type::ULongTy
+                      || OpTy == Type::IntTy || OpTy == Type::UIntTy))
+              || (((TD.getTypeSize(Ty) >= TD.getTypeSize(OpTy))
+                   && OpTy->isLosslesslyConvertibleTo(Ty))))
+             && "FIXME: Don't yet support this kind of constant cast expr");
+      O << "(";
+      emitConstantValueOnly(Op);
+      O << ")";
+      break;
+    }
+    case Instruction::Add:
+      O << "(";
+      emitConstantValueOnly(CE->getOperand(0));
+      O << ") + (";
+      emitConstantValueOnly(CE->getOperand(1));
+      O << ")";
+      break;
+    default:
+      assert(0 && "Unsupported operator!");
+    }
+  } else {
+    assert(0 && "Unknown constant value!");
+  }
+}
 
-  // Print out labels for the function.
-  O << "\t.globl\t" << F.getName () << "\n";
-  O << "\t.type\t" << F.getName () << ", @function\n";
-  O << F.getName () << ":\n";
+// Print a constant value or values, with the appropriate storage class as a
+// prefix.
+void Printer::emitGlobalConstant(const Constant *CV) {  
+  const TargetData &TD = TM.getTargetData();
 
-  // Print out code for the function.
-  for (MachineFunction::const_iterator bb_i = MF.begin (), bb_e = MF.end ();
-       bb_i != bb_e; ++bb_i)
-    {
-      // Print a label for the basic block.
-      O << ".BB" << bbnumber++ << ":\n";
-      for (MachineBasicBlock::const_iterator i_i = bb_i->begin (), i_e =
-          bb_i->end (); i_i != i_e; ++i_i)
-       {
-         // Print the assembly for the instruction.
-         O << "\t";
-          MII.print(*i_i, O, TM);
-       }
+  if (CV->isNullValue()) {
+    O << "\t.zero\t " << TD.getTypeSize(CV->getType()) << "\n";      
+    return;
+  } else if (const ConstantArray *CVA = dyn_cast<ConstantArray>(CV)) {
+    if (CVA->isString()) {
+      O << "\t.ascii\t";
+      printAsCString(O, CVA);
+      O << "\n";
+    } else { // Not a string.  Print the values in successive locations
+      const std::vector<Use> &constValues = CVA->getValues();
+      for (unsigned i=0; i < constValues.size(); i++)
+        emitGlobalConstant(cast<Constant>(constValues[i].get()));
+    }
+    return;
+  } else if (const ConstantStruct *CVS = dyn_cast<ConstantStruct>(CV)) {
+    // Print the fields in successive locations. Pad to align if needed!
+    const StructLayout *cvsLayout = TD.getStructLayout(CVS->getType());
+    const std::vector<Use>& constValues = CVS->getValues();
+    unsigned sizeSoFar = 0;
+    for (unsigned i=0, N = constValues.size(); i < N; i++) {
+      const Constant* field = cast<Constant>(constValues[i].get());
+
+      // Check if padding is needed and insert one or more 0s.
+      unsigned fieldSize = TD.getTypeSize(field->getType());
+      unsigned padSize = ((i == N-1? cvsLayout->StructSize
+                           : cvsLayout->MemberOffsets[i+1])
+                          - cvsLayout->MemberOffsets[i]) - fieldSize;
+      sizeSoFar += fieldSize + padSize;
+
+      // Now print the actual field value
+      emitGlobalConstant(field);
+
+      // Insert the field padding unless it's zero bytes...
+      if (padSize)
+        O << "\t.zero\t " << padSize << "\n";      
+    }
+    assert(sizeSoFar == cvsLayout->StructSize &&
+           "Layout of constant struct may be incorrect!");
+    return;
+  } else if (const ConstantFP *CFP = dyn_cast<ConstantFP>(CV)) {
+    // FP Constants are printed as integer constants to avoid losing
+    // precision...
+    double Val = CFP->getValue();
+    switch (CFP->getType()->getPrimitiveID()) {
+    default: assert(0 && "Unknown floating point type!");
+    case Type::FloatTyID: {
+      union FU {                            // Abide by C TBAA rules
+        float FVal;
+        unsigned UVal;
+      } U;
+      U.FVal = Val;
+      O << ".long\t" << U.UVal << "\t# float " << Val << "\n";
+      return;
     }
+    case Type::DoubleTyID: {
+      union DU {                            // Abide by C TBAA rules
+        double FVal;
+        uint64_t UVal;
+      } U;
+      U.FVal = Val;
+      O << ".quad\t" << U.UVal << "\t# double " << Val << "\n";
+      return;
+    }
+    }
+  }
 
-  // We didn't modify anything.
-  return false;
+  const Type *type = CV->getType();
+  O << "\t";
+  switch (type->getPrimitiveID()) {
+  case Type::BoolTyID: case Type::UByteTyID: case Type::SByteTyID:
+    O << ".byte";
+    break;
+  case Type::UShortTyID: case Type::ShortTyID:
+    O << ".word";
+    break;
+  case Type::FloatTyID: case Type::PointerTyID:
+  case Type::UIntTyID: case Type::IntTyID:
+    O << ".long";
+    break;
+  case Type::DoubleTyID:
+  case Type::ULongTyID: case Type::LongTyID:
+    O << ".quad";
+    break;
+  default:
+    assert (0 && "Can't handle printing this type of thing");
+    break;
+  }
+  O << "\t";
+  emitConstantValueOnly(CV);
+  O << "\n";
 }
 
-static bool isReg(const MachineOperand &MO) {
-  return MO.getType() == MachineOperand::MO_VirtualRegister ||
-         MO.getType() == MachineOperand::MO_MachineRegister;
+/// printConstantPool - Print to the current output stream assembly
+/// representations of the constants in the constant pool MCP. This is
+/// used to print out constants which have been "spilled to memory" by
+/// the code generator.
+///
+void Printer::printConstantPool(MachineConstantPool *MCP) {
+  const std::vector<Constant*> &CP = MCP->getConstants();
+  const TargetData &TD = TM.getTargetData();
+  if (CP.empty()) return;
+
+  for (unsigned i = 0, e = CP.size(); i != e; ++i) {
+    O << "\t.section .rodata\n";
+    O << "\t.align " << (unsigned)TD.getTypeAlignment(CP[i]->getType())
+      << "\n";
+    O << ".CPI" << CurrentFnName << "_" << i << ":\t\t\t\t\t#"
+      << *CP[i] << "\n";
+    emitGlobalConstant(CP[i]);
+  }
 }
 
-static bool isImmediate(const MachineOperand &MO) {
-  return MO.getType() == MachineOperand::MO_SignExtendedImmed ||
-         MO.getType() == MachineOperand::MO_UnextendedImmed;
-}
+/// runOnMachineFunction - This uses the printMachineInstruction()
+/// method to print assembly for each instruction.
+///
+bool Printer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  // BBNumber is used here so that a given Printer will never give two
+  // BBs the same name. (If you have a better way, please let me know!)
+  static unsigned BBNumber = 0;
+
+  O << "\n\n";
+  // What's my mangled name?
+  CurrentFnName = Mang->getValueName(MF.getFunction());
+
+  // Print out constants referenced by the function
+  printConstantPool(MF.getConstantPool());
+
+  // Print out labels for the function.
+  O << "\t.text\n";
+  O << "\t.align 16\n";
+  O << "\t.globl\t" << CurrentFnName << "\n";
+  if (!EmitCygwin)
+    O << "\t.type\t" << CurrentFnName << ", @function\n";
+  O << CurrentFnName << ":\n";
+
+  // Number each basic block so that we can consistently refer to them
+  // in PC-relative references.
+  NumberForBB.clear();
+  for (MachineFunction::const_iterator I = MF.begin(), E = MF.end();
+       I != E; ++I) {
+    NumberForBB[I->getBasicBlock()] = BBNumber++;
+  }
 
-static bool isPCRelativeDisp(const MachineOperand &MO) {
-  return MO.getType() == MachineOperand::MO_PCRelativeDisp;
+  // Print out code for the function.
+  for (MachineFunction::const_iterator I = MF.begin(), E = MF.end();
+       I != E; ++I) {
+    // Print a label for the basic block.
+    O << ".LBB" << NumberForBB[I->getBasicBlock()] << ":\t# "
+      << I->getBasicBlock()->getName() << "\n";
+    for (MachineBasicBlock::const_iterator II = I->begin(), E = I->end();
+        II != E; ++II) {
+      // Print the assembly for the instruction.
+      O << "\t";
+      printMachineInstruction(II);
+    }
+  }
+
+  // We didn't modify anything.
+  return false;
 }
 
 static bool isScale(const MachineOperand &MO) {
-  return isImmediate(MO) &&
-           (MO.getImmedValue() == 1 || MO.getImmedValue() == 2 ||
-            MO.getImmedValue() == 4 || MO.getImmedValue() == 8);
+  return MO.isImmediate() &&
+    (MO.getImmedValue() == 1 || MO.getImmedValue() == 2 ||
+     MO.getImmedValue() == 4 || MO.getImmedValue() == 8);
 }
 
 static bool isMem(const MachineInstr *MI, unsigned Op) {
+  if (MI->getOperand(Op).isFrameIndex()) return true;
+  if (MI->getOperand(Op).isConstantPoolIndex()) return true;
   return Op+4 <= MI->getNumOperands() &&
-         isReg(MI->getOperand(Op  )) && isScale(MI->getOperand(Op+1)) &&
-         isReg(MI->getOperand(Op+2)) && isImmediate(MI->getOperand(Op+3));
+    MI->getOperand(Op  ).isRegister() &&isScale(MI->getOperand(Op+1)) &&
+    MI->getOperand(Op+2).isRegister() &&MI->getOperand(Op+3).isImmediate();
 }
 
-static void printOp(std::ostream &O, const MachineOperand &MO,
-                    const MRegisterInfo &RI) {
+
+
+void Printer::printOp(const MachineOperand &MO,
+                     bool elideOffsetKeyword /* = false */) {
+  const MRegisterInfo &RI = *TM.getRegisterInfo();
   switch (MO.getType()) {
   case MachineOperand::MO_VirtualRegister:
     if (Value *V = MO.getVRegValueOrNull()) {
       O << "<" << V->getName() << ">";
       return;
     }
+    // FALLTHROUGH
   case MachineOperand::MO_MachineRegister:
-    if (MO.getReg() < MRegisterInfo::FirstVirtualRegister)
-      O << RI.get(MO.getReg()).Name;
+    if (MRegisterInfo::isPhysicalRegister(MO.getReg()))
+      // Bug Workaround: See note in Printer::doInitialization about %.
+      O << "%" << RI.get(MO.getReg()).Name;
     else
       O << "%reg" << MO.getReg();
     return;
@@ -111,75 +410,164 @@ static void printOp(std::ostream &O, const MachineOperand &MO,
   case MachineOperand::MO_UnextendedImmed:
     O << (int)MO.getImmedValue();
     return;
-  case MachineOperand::MO_PCRelativeDisp:
-    O << "<" << MO.getVRegValue()->getName() << ">";
+  case MachineOperand::MO_PCRelativeDisp: {
+    ValueMapTy::const_iterator i = NumberForBB.find(MO.getVRegValue());
+    assert (i != NumberForBB.end()
+            && "Could not find a BB in the NumberForBB map!");
+    O << ".LBB" << i->second << " # PC rel: " << MO.getVRegValue()->getName();
+    return;
+  }
+  case MachineOperand::MO_GlobalAddress:
+    if (!elideOffsetKeyword)
+      O << "OFFSET ";
+    O << Mang->getValueName(MO.getGlobal());
+    return;
+  case MachineOperand::MO_ExternalSymbol:
+    O << MO.getSymbolName();
     return;
   default:
-    O << "<unknown op ty>"; return;    
+    O << "<unknown operand type>"; return;    
   }
 }
 
-static const std::string sizePtr (const MachineInstrDescriptor &Desc) {
-  switch (Desc.TSFlags & X86II::MemArgMask) {
-    case X86II::MemArg8:   return "BYTE PTR"; 
-    case X86II::MemArg16:  return "WORD PTR"; 
-    case X86II::MemArg32:  return "DWORD PTR"; 
-    case X86II::MemArg64:  return "QWORD PTR"; 
-    case X86II::MemArg80:  return "XWORD PTR"; 
-    case X86II::MemArg128: return "128BIT PTR";  // dunno what the real one is
-    default: return "<SIZE?> PTR"; // crack being smoked
+static const std::string sizePtr(const TargetInstrDescriptor &Desc) {
+  switch (Desc.TSFlags & X86II::ArgMask) {
+  default: assert(0 && "Unknown arg size!");
+  case X86II::Arg8:   return "BYTE PTR"; 
+  case X86II::Arg16:  return "WORD PTR"; 
+  case X86II::Arg32:  return "DWORD PTR"; 
+  case X86II::Arg64:  return "QWORD PTR"; 
+  case X86II::ArgF32:  return "DWORD PTR"; 
+  case X86II::ArgF64:  return "QWORD PTR"; 
+  case X86II::ArgF80:  return "XWORD PTR"; 
   }
 }
 
-static void printMemReference(std::ostream &O, const MachineInstr *MI,
-                              unsigned Op, const MRegisterInfo &RI) {
+void Printer::printMemReference(const MachineInstr *MI, unsigned Op) {
   assert(isMem(MI, Op) && "Invalid memory reference!");
+
+  if (MI->getOperand(Op).isFrameIndex()) {
+    O << "[frame slot #" << MI->getOperand(Op).getFrameIndex();
+    if (MI->getOperand(Op+3).getImmedValue())
+      O << " + " << MI->getOperand(Op+3).getImmedValue();
+    O << "]";
+    return;
+  } else if (MI->getOperand(Op).isConstantPoolIndex()) {
+    O << "[.CPI" << CurrentFnName << "_"
+      << MI->getOperand(Op).getConstantPoolIndex();
+    if (MI->getOperand(Op+3).getImmedValue())
+      O << " + " << MI->getOperand(Op+3).getImmedValue();
+    O << "]";
+    return;
+  }
+
   const MachineOperand &BaseReg  = MI->getOperand(Op);
-  const MachineOperand &Scale    = MI->getOperand(Op+1);
+  int ScaleVal                   = MI->getOperand(Op+1).getImmedValue();
   const MachineOperand &IndexReg = MI->getOperand(Op+2);
-  const MachineOperand &Disp     = MI->getOperand(Op+3);
+  int DispVal                    = MI->getOperand(Op+3).getImmedValue();
 
   O << "[";
   bool NeedPlus = false;
   if (BaseReg.getReg()) {
-    printOp(O, BaseReg, RI);
+    printOp(BaseReg);
     NeedPlus = true;
   }
 
   if (IndexReg.getReg()) {
     if (NeedPlus) O << " + ";
-    if (IndexReg.getImmedValue() != 1)
-      O << IndexReg.getImmedValue() << "*";
-    printOp(O, IndexReg, RI);
+    if (ScaleVal != 1)
+      O << ScaleVal << "*";
+    printOp(IndexReg);
     NeedPlus = true;
   }
 
-  if (Disp.getImmedValue()) {
-    if (NeedPlus) O << " + ";
-    printOp(O, Disp, RI);
+  if (DispVal) {
+    if (NeedPlus)
+      if (DispVal > 0)
+       O << " + ";
+      else {
+       O << " - ";
+       DispVal = -DispVal;
+      }
+    O << DispVal;
   }
   O << "]";
 }
 
-// print - Print out an x86 instruction in intel syntax
-void X86InstrInfo::print(const MachineInstr *MI, std::ostream &O,
-                         const TargetMachine &TM) const {
+/// checkImplUses - Emit the implicit-use registers for the
+/// instruction described by DESC, if its PrintImplUses flag is set.
+///
+void Printer::checkImplUses (const TargetInstrDescriptor &Desc) {
+  const MRegisterInfo &RI = *TM.getRegisterInfo();
+  if (Desc.TSFlags & X86II::PrintImplUses) {
+    for (const unsigned *p = Desc.ImplicitUses; *p; ++p) {
+      // Bug Workaround: See note in Printer::doInitialization about %.
+      O << ", %" << RI.get(*p).Name;
+    }
+  }
+}
+
+/// printMachineInstruction -- Print out a single X86 LLVM instruction
+/// MI in Intel syntax to the current output stream.
+///
+void Printer::printMachineInstruction(const MachineInstr *MI) {
   unsigned Opcode = MI->getOpcode();
-  const MachineInstrDescriptor &Desc = get(Opcode);
+  const TargetInstrInfo &TII = TM.getInstrInfo();
+  const TargetInstrDescriptor &Desc = TII.get(Opcode);
 
+  ++EmittedInsts;
   switch (Desc.TSFlags & X86II::FormMask) {
+  case X86II::Pseudo:
+    // Print pseudo-instructions as comments; either they should have been
+    // turned into real instructions by now, or they don't need to be
+    // seen by the assembler (e.g., IMPLICIT_USEs.)
+    O << "# ";
+    if (Opcode == X86::PHI) {
+      printOp(MI->getOperand(0));
+      O << " = phi ";
+      for (unsigned i = 1, e = MI->getNumOperands(); i != e; i+=2) {
+       if (i != 1) O << ", ";
+       O << "[";
+       printOp(MI->getOperand(i));
+       O << ", ";
+       printOp(MI->getOperand(i+1));
+       O << "]";
+      }
+    } else {
+      unsigned i = 0;
+      if (MI->getNumOperands() && MI->getOperand(0).isDef()) {
+       printOp(MI->getOperand(0));
+       O << " = ";
+       ++i;
+      }
+      O << TII.getName(MI->getOpcode());
+
+      for (unsigned e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+       O << " ";
+       if (MI->getOperand(i).isDef()) O << "*";
+       printOp(MI->getOperand(i));
+       if (MI->getOperand(i).isDef()) O << "*";
+      }
+    }
+    O << "\n";
+    return;
+
   case X86II::RawFrm:
     // The accepted forms of Raw instructions are:
     //   1. nop     - No operand required
     //   2. jmp foo - PC relative displacement operand
+    //   3. call bar - GlobalAddress Operand or External Symbol Operand
     //
     assert(MI->getNumOperands() == 0 ||
-           (MI->getNumOperands() == 1 && isPCRelativeDisp(MI->getOperand(0))) &&
+           (MI->getNumOperands() == 1 &&
+           (MI->getOperand(0).isPCRelativeDisp() ||
+            MI->getOperand(0).isGlobalAddress() ||
+            MI->getOperand(0).isExternalSymbol())) &&
            "Illegal raw instruction!");
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
 
     if (MI->getNumOperands() == 1) {
-      printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
+      printOp(MI->getOperand(0), true); // Don't print "OFFSET"...
     }
     O << "\n";
     return;
@@ -190,50 +578,62 @@ void X86InstrInfo::print(const MachineInstr *MI, std::ostream &O,
     // or it takes a register and an immediate of the same size as the register
     // (move immediate f.e.).  Note that this immediate value might be stored as
     // an LLVM value, to represent, for example, loading the address of a global
-    // into a register.
+    // into a register.  The initial register might be duplicated if this is a
+    // M_2_ADDR_REG instruction
     //
-    assert(isReg(MI->getOperand(0)) &&
+    assert(MI->getOperand(0).isRegister() &&
            (MI->getNumOperands() == 1 || 
             (MI->getNumOperands() == 2 &&
              (MI->getOperand(1).getVRegValueOrNull() ||
-              isImmediate(MI->getOperand(1))))) &&
+              MI->getOperand(1).isImmediate() ||
+             MI->getOperand(1).isRegister() ||
+             MI->getOperand(1).isGlobalAddress() ||
+             MI->getOperand(1).isExternalSymbol()))) &&
            "Illegal form for AddRegFrm instruction!");
 
     unsigned Reg = MI->getOperand(0).getReg();
     
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
-    printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
-    if (MI->getNumOperands() == 2) {
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    printOp(MI->getOperand(0));
+    if (MI->getNumOperands() == 2 &&
+       (!MI->getOperand(1).isRegister() ||
+        MI->getOperand(1).getVRegValueOrNull() ||
+        MI->getOperand(1).isGlobalAddress() ||
+        MI->getOperand(1).isExternalSymbol())) {
       O << ", ";
-      printOp(O, MI->getOperand(1), RI);
+      printOp(MI->getOperand(1));
     }
+    checkImplUses(Desc);
     O << "\n";
     return;
   }
   case X86II::MRMDestReg: {
-    // There are two acceptable forms of MRMDestReg instructions, those with 3
-    // and 2 operands:
+    // There are three forms of MRMDestReg instructions, those with 2
+    // or 3 operands:
+    //
+    // 2 Operands: this is for things like mov that do not read a
+    // second input.
     //
-    // 3 Operands: in this form, the first two registers (the destination, and
-    // the first operand) should be the same, post register allocation.  The 3rd
-    // operand is an additional input.  This should be for things like add
-    // instructions.
+    // 2 Operands: two address instructions which def&use the first
+    // argument and use the second as input.
     //
-    // 2 Operands: this is for things like mov that do not read a second input
+    // 3 Operands: in this form, two address instructions are the same
+    // as in 2 but have a constant argument as well.
     //
-    assert(isReg(MI->getOperand(0)) &&
-           (MI->getNumOperands() == 2 || 
-            (MI->getNumOperands() == 3 && isReg(MI->getOperand(1)))) &&
-           isReg(MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1))
+    bool isTwoAddr = TII.isTwoAddrInstr(Opcode);
+    assert(MI->getOperand(0).isRegister() &&
+           (MI->getNumOperands() == 2 ||
+            (MI->getNumOperands() == 3 && MI->getOperand(2).isImmediate()))
            && "Bad format for MRMDestReg!");
-    if (MI->getNumOperands() == 3 &&
-        MI->getOperand(0).getReg() != MI->getOperand(1).getReg())
-      O << "**";
 
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
-    printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    printOp(MI->getOperand(0));
     O << ", ";
-    printOp(O, MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1), RI);
+    printOp(MI->getOperand(1));
+    if (MI->getNumOperands() == 3) {
+      O << ", ";
+      printOp(MI->getOperand(2));
+    }
     O << "\n";
     return;
   }
@@ -242,40 +642,53 @@ void X86InstrInfo::print(const MachineInstr *MI, std::ostream &O,
     // These instructions are the same as MRMDestReg, but instead of having a
     // register reference for the mod/rm field, it's a memory reference.
     //
-    assert(isMem(MI, 0) && MI->getNumOperands() == 4+1 &&
-           isReg(MI->getOperand(4)) && "Bad format for MRMDestMem!");
+    assert(isMem(MI, 0) && 
+           (MI->getNumOperands() == 4+1 ||
+            (MI->getNumOperands() == 4+2 && MI->getOperand(5).isImmediate()))
+           && "Bad format for MRMDestMem!");
 
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " " << sizePtr (Desc) << " ";
-    printMemReference(O, MI, 0, RI);
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " " << sizePtr(Desc) << " ";
+    printMemReference(MI, 0);
     O << ", ";
-    printOp(O, MI->getOperand(4), RI);
+    printOp(MI->getOperand(4));
+    if (MI->getNumOperands() == 4+2) {
+      O << ", ";
+      printOp(MI->getOperand(5));
+    }
     O << "\n";
     return;
   }
 
   case X86II::MRMSrcReg: {
-    // There is a two forms that are acceptable for MRMSrcReg instructions,
-    // those with 3 and 2 operands:
+    // There are three forms that are acceptable for MRMSrcReg
+    // instructions, those with 2 or 3 operands:
     //
-    // 3 Operands: in this form, the last register (the second input) is the
-    // ModR/M input.  The first two operands should be the same, post register
-    // allocation.  This is for things like: add r32, r/m32
+    // 2 Operands: this is for things like mov that do not read a
+    // second input.
     //
-    // 2 Operands: this is for things like mov that do not read a second input
+    // 2 Operands: in this form, the last register is the ModR/M
+    // input.  The first operand is a def&use.  This is for things
+    // like: add r32, r/m32
     //
-    assert(isReg(MI->getOperand(0)) &&
-           isReg(MI->getOperand(1)) &&
-           (MI->getNumOperands() == 2 || 
-            (MI->getNumOperands() == 3 && isReg(MI->getOperand(2))))
-           && "Bad format for MRMDestReg!");
-    if (MI->getNumOperands() == 3 &&
-        MI->getOperand(0).getReg() != MI->getOperand(1).getReg())
-      O << "**";
-
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
-    printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
+    // 3 Operands: in this form, we can have 'INST R1, R2, imm', which is used
+    // for instructions like the IMULrri instructions.
+    //
+    //
+    assert(MI->getOperand(0).isRegister() &&
+           MI->getOperand(1).isRegister() &&
+           (MI->getNumOperands() == 2 ||
+            (MI->getNumOperands() == 3 &&
+             (MI->getOperand(2).isImmediate())))
+           && "Bad format for MRMSrcReg!");
+
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    printOp(MI->getOperand(0));
     O << ", ";
-    printOp(O, MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1), RI);
+    printOp(MI->getOperand(1));
+    if (MI->getNumOperands() == 3) {
+        O << ", ";
+        printOp(MI->getOperand(2));
+    }
     O << "\n";
     return;
   }
@@ -284,19 +697,19 @@ void X86InstrInfo::print(const MachineInstr *MI, std::ostream &O,
     // These instructions are the same as MRMSrcReg, but instead of having a
     // register reference for the mod/rm field, it's a memory reference.
     //
-    assert(isReg(MI->getOperand(0)) &&
+    assert(MI->getOperand(0).isRegister() &&
            (MI->getNumOperands() == 1+4 && isMem(MI, 1)) || 
-           (MI->getNumOperands() == 2+4 && isReg(MI->getOperand(1)) && 
+           (MI->getNumOperands() == 2+4 && MI->getOperand(1).isRegister() && 
             isMem(MI, 2))
-           && "Bad format for MRMDestReg!");
+           && "Bad format for MRMSrcMem!");
     if (MI->getNumOperands() == 2+4 &&
         MI->getOperand(0).getReg() != MI->getOperand(1).getReg())
       O << "**";
 
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
-    printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
-    O << ", " << sizePtr (Desc) << " ";
-    printMemReference(O, MI, MI->getNumOperands()-4, RI);
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    printOp(MI->getOperand(0));
+    O << ", " << sizePtr(Desc) << " ";
+    printMemReference(MI, MI->getNumOperands()-4);
     O << "\n";
     return;
   }
@@ -312,30 +725,229 @@ void X86InstrInfo::print(const MachineInstr *MI, std::ostream &O,
     //  3. sbb rdest, rinput, immediate   [rdest = rinput]
     //    
     assert(MI->getNumOperands() > 0 && MI->getNumOperands() < 4 &&
-           isReg(MI->getOperand(0)) && "Bad MRMSxR format!");
+           MI->getOperand(0).isRegister() && "Bad MRMSxR format!");
     assert((MI->getNumOperands() != 2 ||
-            isReg(MI->getOperand(1)) || isImmediate(MI->getOperand(1))) &&
+            MI->getOperand(1).isRegister() || MI->getOperand(1).isImmediate())&&
            "Bad MRMSxR format!");
     assert((MI->getNumOperands() < 3 ||
-            (isReg(MI->getOperand(1)) && isImmediate(MI->getOperand(2)))) &&
+           (MI->getOperand(1).isRegister() && MI->getOperand(2).isImmediate())) &&
            "Bad MRMSxR format!");
 
-    if (MI->getNumOperands() > 1 && isReg(MI->getOperand(1)) && 
+    if (MI->getNumOperands() > 1 && MI->getOperand(1).isRegister() && 
         MI->getOperand(0).getReg() != MI->getOperand(1).getReg())
       O << "**";
 
-    O << getName(MI->getOpCode()) << " ";
-    printOp(O, MI->getOperand(0), RI);
-    if (isImmediate(MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1))) {
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    printOp(MI->getOperand(0));
+    if (MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1).isImmediate()) {
       O << ", ";
-      printOp(O, MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1), RI);
+      printOp(MI->getOperand(MI->getNumOperands()-1));
     }
+    checkImplUses(Desc);
     O << "\n";
 
     return;
   }
 
+  case X86II::MRMS0m: case X86II::MRMS1m:
+  case X86II::MRMS2m: case X86II::MRMS3m:
+  case X86II::MRMS4m: case X86II::MRMS5m:
+  case X86II::MRMS6m: case X86II::MRMS7m: {
+    // In this form, the following are valid formats:
+    //  1. sete [m]
+    //  2. cmp [m], immediate
+    //  2. shl [m], rinput  <implicit CL or 1>
+    //  3. sbb [m], immediate
+    //    
+    assert(MI->getNumOperands() >= 4 && MI->getNumOperands() <= 5 &&
+           isMem(MI, 0) && "Bad MRMSxM format!");
+    assert((MI->getNumOperands() != 5 ||
+            (MI->getOperand(4).isImmediate() ||
+             MI->getOperand(4).isGlobalAddress())) &&
+           "Bad MRMSxM format!");
+
+    const MachineOperand &Op3 = MI->getOperand(3);
+
+    // Bug: The 80-bit FP store-pop instruction "fstp XWORD PTR [...]"
+    // is misassembled by gas in intel_syntax mode as its 32-bit
+    // equivalent "fstp DWORD PTR [...]". Workaround: Output the raw
+    // opcode bytes instead of the instruction.
+    if (MI->getOpcode() == X86::FSTPr80) {
+      if ((MI->getOperand(0).getReg() == X86::ESP)
+         && (MI->getOperand(1).getImmedValue() == 1)) {
+        if (Op3.isImmediate() && 
+            Op3.getImmedValue() >= -128 && Op3.getImmedValue() <= 127) {
+          // 1 byte disp.
+          O << ".byte 0xdb, 0x7c, 0x24, 0x" << std::hex
+            << ((unsigned)Op3.getImmedValue() & 255) << std::dec << "\t# ";
+        } else {
+          O << ".byte 0xdb, 0xbc, 0x24\n\t";
+          O << ".long ";
+          printOp(Op3);
+          O << "\t# ";
+       }
+      }
+    }
+
+    // Bug: The 80-bit FP load instruction "fld XWORD PTR [...]" is
+    // misassembled by gas in intel_syntax mode as its 32-bit
+    // equivalent "fld DWORD PTR [...]". Workaround: Output the raw
+    // opcode bytes instead of the instruction.
+    if (MI->getOpcode() == X86::FLDr80 &&
+        MI->getOperand(0).getReg() == X86::ESP &&
+        MI->getOperand(1).getImmedValue() == 1) {
+      if (Op3.isImmediate() && Op3.getImmedValue() >= -128 &&
+          Op3.getImmedValue() <= 127) {   // 1 byte displacement
+        O << ".byte 0xdb, 0x6c, 0x24, 0x" << std::hex
+          << ((unsigned)Op3.getImmedValue() & 255) << std::dec << "\t# ";
+      } else {
+        O << ".byte 0xdb, 0xac, 0x24\n\t";
+        O << ".long ";
+        printOp(Op3);
+        O << "\t# ";
+      }
+    }
+
+    // Bug: gas intel_syntax mode treats "fild QWORD PTR [...]" as an
+    // invalid opcode, saying "64 bit operations are only supported in
+    // 64 bit modes." libopcodes disassembles it as "fild DWORD PTR
+    // [...]", which is wrong. Workaround: Output the raw opcode bytes
+    // instead of the instruction.
+    if (MI->getOpcode() == X86::FILDr64 &&
+        MI->getOperand(0).getReg() == X86::ESP &&
+        MI->getOperand(1).getImmedValue() == 1) {
+      if (Op3.isImmediate() && Op3.getImmedValue() >= -128 &&
+          Op3.getImmedValue() <= 127) {   // 1 byte displacement
+        O << ".byte 0xdf, 0x6c, 0x24, 0x" << std::hex
+          << ((unsigned)Op3.getImmedValue() & 255) << std::dec << "\t# ";
+      } else {
+        O << ".byte 0xdf, 0xac, 0x24\n\t";
+        O << ".long ";
+        printOp(Op3);
+        O << std::dec << "\t# ";
+      }
+    }
+
+    // Bug: gas intel_syntax mode treats "fistp QWORD PTR [...]" as
+    // an invalid opcode, saying "64 bit operations are only
+    // supported in 64 bit modes." libopcodes disassembles it as
+    // "fistpll DWORD PTR [...]", which is wrong. Workaround: Output
+    // "fistpll DWORD PTR " instead, which is what libopcodes is
+    // expecting to see.
+    if (MI->getOpcode() == X86::FISTPr64) {
+      O << "fistpll DWORD PTR ";
+      printMemReference(MI, 0);
+      if (MI->getNumOperands() == 5) {
+       O << ", ";
+       printOp(MI->getOperand(4));
+      }
+      O << "\t# ";
+    }
+    
+    O << TII.getName(MI->getOpcode()) << " ";
+    O << sizePtr(Desc) << " ";
+    printMemReference(MI, 0);
+    if (MI->getNumOperands() == 5) {
+      O << ", ";
+      printOp(MI->getOperand(4));
+    }
+    O << "\n";
+    return;
+  }
+
   default:
-    O << "\t\t\t-"; MI->print(O, TM); break;
+    O << "\tUNKNOWN FORM:\t\t-"; MI->print(O, TM); break;
   }
 }
+
+bool Printer::doInitialization(Module &M) {
+  // Tell gas we are outputting Intel syntax (not AT&T syntax) assembly.
+  //
+  // Bug: gas in `intel_syntax noprefix' mode interprets the symbol `Sp' in an
+  // instruction as a reference to the register named sp, and if you try to
+  // reference a symbol `Sp' (e.g. `mov ECX, OFFSET Sp') then it gets lowercased
+  // before being looked up in the symbol table. This creates spurious
+  // `undefined symbol' errors when linking. Workaround: Do not use `noprefix'
+  // mode, and decorate all register names with percent signs.
+  O << "\t.intel_syntax\n";
+  Mang = new Mangler(M, EmitCygwin);
+  return false; // success
+}
+
+// SwitchSection - Switch to the specified section of the executable if we are
+// not already in it!
+//
+static void SwitchSection(std::ostream &OS, std::string &CurSection,
+                          const char *NewSection) {
+  if (CurSection != NewSection) {
+    CurSection = NewSection;
+    if (!CurSection.empty())
+      OS << "\t" << NewSection << "\n";
+  }
+}
+
+bool Printer::doFinalization(Module &M) {
+  const TargetData &TD = TM.getTargetData();
+  std::string CurSection;
+
+  // Print out module-level global variables here.
+  for (Module::const_giterator I = M.gbegin(), E = M.gend(); I != E; ++I)
+    if (I->hasInitializer()) {   // External global require no code
+      O << "\n\n";
+      std::string name = Mang->getValueName(I);
+      Constant *C = I->getInitializer();
+      unsigned Size = TD.getTypeSize(C->getType());
+      unsigned Align = TD.getTypeAlignment(C->getType());
+
+      if (C->isNullValue() && 
+          (I->hasLinkOnceLinkage() || I->hasInternalLinkage() ||
+           I->hasWeakLinkage() /* FIXME: Verify correct */)) {
+        SwitchSection(O, CurSection, ".data");
+        if (I->hasInternalLinkage())
+          O << "\t.local " << name << "\n";
+        
+        O << "\t.comm " << name << "," << TD.getTypeSize(C->getType())
+          << "," << (unsigned)TD.getTypeAlignment(C->getType());
+        O << "\t\t# ";
+        WriteAsOperand(O, I, true, true, &M);
+        O << "\n";
+      } else {
+        switch (I->getLinkage()) {
+        case GlobalValue::LinkOnceLinkage:
+        case GlobalValue::WeakLinkage:   // FIXME: Verify correct for weak.
+          // Nonnull linkonce -> weak
+          O << "\t.weak " << name << "\n";
+          SwitchSection(O, CurSection, "");
+          O << "\t.section\t.llvm.linkonce.d." << name << ",\"aw\",@progbits\n";
+          break;
+        
+        case GlobalValue::AppendingLinkage:
+          // FIXME: appending linkage variables should go into a section of
+          // their name or something.  For now, just emit them as external.
+        case GlobalValue::ExternalLinkage:
+          // If external or appending, declare as a global symbol
+          O << "\t.globl " << name << "\n";
+          // FALL THROUGH
+        case GlobalValue::InternalLinkage:
+          if (C->isNullValue())
+            SwitchSection(O, CurSection, ".bss");
+          else
+            SwitchSection(O, CurSection, ".data");
+          break;
+        }
+
+        O << "\t.align " << Align << "\n";
+        O << "\t.type " << name << ",@object\n";
+        O << "\t.size " << name << "," << Size << "\n";
+        O << name << ":\t\t\t\t# ";
+        WriteAsOperand(O, I, true, true, &M);
+        O << " = ";
+        WriteAsOperand(O, C, false, false, &M);
+        O << "\n";
+        emitGlobalConstant(C);
+      }
+    }
+
+  delete Mang;
+  return false; // success
+}