X86: smulo -> add is now done target-independently in DAGCombiner, remove the patterns.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86CodeEmitter.cpp
index bac310cd6b5b932225329f9282260ee968027c77..421e221d205cb7d26f0458cf803d935701811e72 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "x86-emitter"
+#include "X86InstrInfo.h"
+#include "X86JITInfo.h"
+#include "X86Subtarget.h"
 #include "X86TargetMachine.h"
 #include "X86Relocations.h"
 #include "X86.h"
+#include "llvm/LLVMContext.h"
 #include "llvm/PassManager.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineCodeEmitter.h"
+#include "llvm/CodeGen/JITCodeEmitter.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/Function.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
+#include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
+#include "llvm/MC/MCExpr.h"
+#include "llvm/MC/MCInst.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
-#include <iostream>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  Statistic<>
-  NumEmitted("x86-emitter", "Number of machine instructions emitted");
-}
+STATISTIC(NumEmitted, "Number of machine instructions emitted");
 
 namespace {
+  template<class CodeEmitter>
   class Emitter : public MachineFunctionPass {
     const X86InstrInfo  *II;
-    MachineCodeEmitter  &MCE;
-    std::map<MachineBasicBlock*, uint64_t> BasicBlockAddrs;
-    std::vector<std::pair<MachineBasicBlock *, unsigned> > BBRefs;
+    const TargetData    *TD;
+    X86TargetMachine    &TM;
+    CodeEmitter         &MCE;
+    MachineModuleInfo   *MMI;
+    intptr_t PICBaseOffset;
+    bool Is64BitMode;
+    bool IsPIC;
   public:
-    explicit Emitter(MachineCodeEmitter &mce) : II(0), MCE(mce) {}
-    Emitter(MachineCodeEmitter &mce, const X86InstrInfo& ii)
-        : II(&ii), MCE(mce) {}
+    static char ID;
+    explicit Emitter(X86TargetMachine &tm, CodeEmitter &mce)
+      : MachineFunctionPass(ID), II(0), TD(0), TM(tm), 
+      MCE(mce), PICBaseOffset(0), Is64BitMode(false),
+      IsPIC(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {}
+    Emitter(X86TargetMachine &tm, CodeEmitter &mce,
+            const X86InstrInfo &ii, const TargetData &td, bool is64)
+      : MachineFunctionPass(ID), II(&ii), TD(&td), TM(tm), 
+      MCE(mce), PICBaseOffset(0), Is64BitMode(is64),
+      IsPIC(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {}
 
     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF);
 
@@ -48,159 +68,287 @@ namespace {
       return "X86 Machine Code Emitter";
     }
 
-    void emitInstruction(const MachineInstr &MI);
+    void emitInstruction(MachineInstr &MI, const TargetInstrDesc *Desc);
+    
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.setPreservesAll();
+      AU.addRequired<MachineModuleInfo>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
   private:
-    void emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB);
     void emitPCRelativeBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB);
-    void emitPCRelativeValue(unsigned Address);
-    void emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV, bool isTailCall);
-    void emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV, int Disp = 0);
-    void emitExternalSymbolAddress(const char *ES, bool isPCRelative,
-                                   bool isTailCall);
+    void emitGlobalAddress(const GlobalValue *GV, unsigned Reloc,
+                           intptr_t Disp = 0, intptr_t PCAdj = 0,
+                           bool Indirect = false);
+    void emitExternalSymbolAddress(const char *ES, unsigned Reloc);
+    void emitConstPoolAddress(unsigned CPI, unsigned Reloc, intptr_t Disp = 0,
+                              intptr_t PCAdj = 0);
+    void emitJumpTableAddress(unsigned JTI, unsigned Reloc,
+                              intptr_t PCAdj = 0);
+
+    void emitDisplacementField(const MachineOperand *RelocOp, int DispVal,
+                               intptr_t Adj = 0, bool IsPCRel = true);
 
     void emitRegModRMByte(unsigned ModRMReg, unsigned RegOpcodeField);
+    void emitRegModRMByte(unsigned RegOpcodeField);
     void emitSIBByte(unsigned SS, unsigned Index, unsigned Base);
-    void emitConstant(unsigned Val, unsigned Size);
+    void emitConstant(uint64_t Val, unsigned Size);
 
     void emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
-                          unsigned Op, unsigned RegOpcodeField);
+                          unsigned Op, unsigned RegOpcodeField,
+                          intptr_t PCAdj = 0);
 
+    unsigned getX86RegNum(unsigned RegNo) const;
   };
-}
 
-/// createX86CodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected X86 code
-/// to the specified MCE object.
-FunctionPass *llvm::createX86CodeEmitterPass(MachineCodeEmitter &MCE) {
-  return new Emitter(MCE);
-}
+template<class CodeEmitter>
+  char Emitter<CodeEmitter>::ID = 0;
+} // end anonymous namespace.
 
-bool Emitter::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
-  assert((MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Default ||
-          MF.getTarget().getRelocationModel() != Reloc::Static) &&
-         "JIT relocation model must be set to static or default!");
-  II = ((X86TargetMachine&)MF.getTarget()).getInstrInfo();
-
-  MCE.startFunction(MF);
-  MCE.emitConstantPool(MF.getConstantPool());
-  MCE.initJumpTableInfo(MF.getJumpTableInfo());
-  for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
-    emitBasicBlock(*I);
-  MCE.emitJumpTableInfo(MF.getJumpTableInfo(), BasicBlockAddrs);
-  MCE.finishFunction(MF);
-
-  // Resolve all forward branches now...
-  for (unsigned i = 0, e = BBRefs.size(); i != e; ++i) {
-    unsigned Location = BasicBlockAddrs[BBRefs[i].first];
-    unsigned Ref = BBRefs[i].second;
-    MCE.emitWordAt(Location-Ref-4, (unsigned*)(intptr_t)Ref);
-  }
-  BBRefs.clear();
-  BasicBlockAddrs.clear();
-  return false;
+/// createX86CodeEmitterPass - Return a pass that emits the collected X86 code
+/// to the specified templated MachineCodeEmitter object.
+FunctionPass *llvm::createX86JITCodeEmitterPass(X86TargetMachine &TM,
+                                                JITCodeEmitter &JCE) {
+  return new Emitter<JITCodeEmitter>(TM, JCE);
 }
 
-void Emitter::emitBasicBlock(MachineBasicBlock &MBB) {
-  if (uint64_t Addr = MCE.getCurrentPCValue())
-    BasicBlockAddrs[&MBB] = Addr;
-
-  for (MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB.begin(), E = MBB.end();
-       I != E; ++I)
-    emitInstruction(*I);
-}
+template<class CodeEmitter>
+bool Emitter<CodeEmitter>::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
+  MMI = &getAnalysis<MachineModuleInfo>();
+  MCE.setModuleInfo(MMI);
+  
+  II = TM.getInstrInfo();
+  TD = TM.getTargetData();
+  Is64BitMode = TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit();
+  IsPIC = TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_;
+  
+  do {
+    DEBUG(dbgs() << "JITTing function '" 
+          << MF.getFunction()->getName() << "'\n");
+    MCE.startFunction(MF);
+    for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end(); 
+         MBB != E; ++MBB) {
+      MCE.StartMachineBasicBlock(MBB);
+      for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->begin(), E = MBB->end();
+           I != E; ++I) {
+        const TargetInstrDesc &Desc = I->getDesc();
+        emitInstruction(*I, &Desc);
+        // MOVPC32r is basically a call plus a pop instruction.
+        if (Desc.getOpcode() == X86::MOVPC32r)
+          emitInstruction(*I, &II->get(X86::POP32r));
+        ++NumEmitted;  // Keep track of the # of mi's emitted
+      }
+    }
+  } while (MCE.finishFunction(MF));
 
-/// emitPCRelativeValue - Emit a 32-bit PC relative address.
-///
-void Emitter::emitPCRelativeValue(unsigned Address) {
-  MCE.emitWord(Address-MCE.getCurrentPCValue()-4);
+  return false;
 }
 
-/// emitPCRelativeBlockAddress - This method emits the PC relative address of
-/// the specified basic block, or if the basic block hasn't been emitted yet
-/// (because this is a forward branch), it keeps track of the information
-/// necessary to resolve this address later (and emits a dummy value).
-///
-void Emitter::emitPCRelativeBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) {
-  // If this is a backwards branch, we already know the address of the target,
-  // so just emit the value.
-  std::map<MachineBasicBlock*,uint64_t>::iterator I = BasicBlockAddrs.find(MBB);
-  if (I != BasicBlockAddrs.end()) {
-    emitPCRelativeValue(I->second);
-  } else {
-    // Otherwise, remember where this reference was and where it is to so we can
-    // deal with it later.
-    BBRefs.push_back(std::make_pair(MBB, MCE.getCurrentPCValue()));
-    MCE.emitWord(0);
+/// determineREX - Determine if the MachineInstr has to be encoded with a X86-64
+/// REX prefix which specifies 1) 64-bit instructions, 2) non-default operand
+/// size, and 3) use of X86-64 extended registers.
+static unsigned determineREX(const MachineInstr &MI) {
+  unsigned REX = 0;
+  const TargetInstrDesc &Desc = MI.getDesc();
+  
+  // Pseudo instructions do not need REX prefix byte.
+  if ((Desc.TSFlags & X86II::FormMask) == X86II::Pseudo)
+    return 0;
+  if (Desc.TSFlags & X86II::REX_W)
+    REX |= 1 << 3;
+  
+  unsigned NumOps = Desc.getNumOperands();
+  if (NumOps) {
+    bool isTwoAddr = NumOps > 1 &&
+    Desc.getOperandConstraint(1, TOI::TIED_TO) != -1;
+    
+    // If it accesses SPL, BPL, SIL, or DIL, then it requires a 0x40 REX prefix.
+    unsigned i = isTwoAddr ? 1 : 0;
+    for (unsigned e = NumOps; i != e; ++i) {
+      const MachineOperand& MO = MI.getOperand(i);
+      if (MO.isReg()) {
+        unsigned Reg = MO.getReg();
+        if (X86InstrInfo::isX86_64NonExtLowByteReg(Reg))
+          REX |= 0x40;
+      }
+    }
+    
+    switch (Desc.TSFlags & X86II::FormMask) {
+      case X86II::MRMInitReg:
+        if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(0)))
+          REX |= (1 << 0) | (1 << 2);
+        break;
+      case X86II::MRMSrcReg: {
+        if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(0)))
+          REX |= 1 << 2;
+        i = isTwoAddr ? 2 : 1;
+        for (unsigned e = NumOps; i != e; ++i) {
+          const MachineOperand& MO = MI.getOperand(i);
+          if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MO))
+            REX |= 1 << 0;
+        }
+        break;
+      }
+      case X86II::MRMSrcMem: {
+        if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(0)))
+          REX |= 1 << 2;
+        unsigned Bit = 0;
+        i = isTwoAddr ? 2 : 1;
+        for (; i != NumOps; ++i) {
+          const MachineOperand& MO = MI.getOperand(i);
+          if (MO.isReg()) {
+            if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MO))
+              REX |= 1 << Bit;
+            Bit++;
+          }
+        }
+        break;
+      }
+      case X86II::MRM0m: case X86II::MRM1m:
+      case X86II::MRM2m: case X86II::MRM3m:
+      case X86II::MRM4m: case X86II::MRM5m:
+      case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m:
+      case X86II::MRMDestMem: {
+        unsigned e = (isTwoAddr ? X86::AddrNumOperands+1 : X86::AddrNumOperands);
+        i = isTwoAddr ? 1 : 0;
+        if (NumOps > e && X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(e)))
+          REX |= 1 << 2;
+        unsigned Bit = 0;
+        for (; i != e; ++i) {
+          const MachineOperand& MO = MI.getOperand(i);
+          if (MO.isReg()) {
+            if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MO))
+              REX |= 1 << Bit;
+            Bit++;
+          }
+        }
+        break;
+      }
+      default: {
+        if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MI.getOperand(0)))
+          REX |= 1 << 0;
+        i = isTwoAddr ? 2 : 1;
+        for (unsigned e = NumOps; i != e; ++i) {
+          const MachineOperand& MO = MI.getOperand(i);
+          if (X86InstrInfo::isX86_64ExtendedReg(MO))
+            REX |= 1 << 2;
+        }
+        break;
+      }
+    }
   }
+  return REX;
 }
 
-/// emitGlobalAddressForCall - Emit the specified address to the code stream
-/// assuming this is part of a function call, which is PC relative.
+
+/// emitPCRelativeBlockAddress - This method keeps track of the information
+/// necessary to resolve the address of this block later and emits a dummy
+/// value.
 ///
-void Emitter::emitGlobalAddressForCall(GlobalValue *GV, bool isTailCall) {
-  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                      X86::reloc_pcrel_word, GV, 0,
-                                      !isTailCall /*Doesn'tNeedStub*/));
-  MCE.emitWord(0);
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitPCRelativeBlockAddress(MachineBasicBlock *MBB) {
+  // Remember where this reference was and where it is to so we can
+  // deal with it later.
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation::getBB(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                             X86::reloc_pcrel_word, MBB));
+  MCE.emitWordLE(0);
 }
 
 /// emitGlobalAddress - Emit the specified address to the code stream assuming
-/// this is part of a "take the address of a global" instruction, which is not
-/// PC relative.
+/// this is part of a "take the address of a global" instruction.
 ///
-void Emitter::emitGlobalAddressForPtr(GlobalValue *GV, int Disp /* = 0 */) {
-  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
-                                      X86::reloc_absolute_word, GV));
-  MCE.emitWord(Disp);   // The relocated value will be added to the displacement
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitGlobalAddress(const GlobalValue *GV,
+                                unsigned Reloc,
+                                intptr_t Disp /* = 0 */,
+                                intptr_t PCAdj /* = 0 */,
+                                bool Indirect /* = false */) {
+  intptr_t RelocCST = Disp;
+  if (Reloc == X86::reloc_picrel_word)
+    RelocCST = PICBaseOffset;
+  else if (Reloc == X86::reloc_pcrel_word)
+    RelocCST = PCAdj;
+  MachineRelocation MR = Indirect
+    ? MachineRelocation::getIndirectSymbol(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
+                                           const_cast<GlobalValue *>(GV),
+                                           RelocCST, false)
+    : MachineRelocation::getGV(MCE.getCurrentPCOffset(), Reloc,
+                               const_cast<GlobalValue *>(GV), RelocCST, false);
+  MCE.addRelocation(MR);
+  // The relocated value will be added to the displacement
+  if (Reloc == X86::reloc_absolute_dword)
+    MCE.emitDWordLE(Disp);
+  else
+    MCE.emitWordLE((int32_t)Disp);
 }
 
 /// emitExternalSymbolAddress - Arrange for the address of an external symbol to
 /// be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
 /// relative.
-void Emitter::emitExternalSymbolAddress(const char *ES, bool isPCRelative,
-                                        bool isTailCall) {
-  MCE.addRelocation(MachineRelocation(MCE.getCurrentPCOffset(),
-          isPCRelative ? X86::reloc_pcrel_word : X86::reloc_absolute_word, ES));
-  MCE.emitWord(0);
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitExternalSymbolAddress(const char *ES,
+                                                     unsigned Reloc) {
+  intptr_t RelocCST = (Reloc == X86::reloc_picrel_word) ? PICBaseOffset : 0;
+
+  // X86 never needs stubs because instruction selection will always pick
+  // an instruction sequence that is large enough to hold any address
+  // to a symbol.
+  // (see X86ISelLowering.cpp, near 2039: X86TargetLowering::LowerCall)
+  bool NeedStub = false;
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation::getExtSym(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                                 Reloc, ES, RelocCST,
+                                                 0, NeedStub));
+  if (Reloc == X86::reloc_absolute_dword)
+    MCE.emitDWordLE(0);
+  else
+    MCE.emitWordLE(0);
 }
 
-/// N86 namespace - Native X86 Register numbers... used by X86 backend.
-///
-namespace N86 {
-  enum {
-    EAX = 0, ECX = 1, EDX = 2, EBX = 3, ESP = 4, EBP = 5, ESI = 6, EDI = 7
-  };
+/// emitConstPoolAddress - Arrange for the address of an constant pool
+/// to be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
+/// relative.
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitConstPoolAddress(unsigned CPI, unsigned Reloc,
+                                   intptr_t Disp /* = 0 */,
+                                   intptr_t PCAdj /* = 0 */) {
+  intptr_t RelocCST = 0;
+  if (Reloc == X86::reloc_picrel_word)
+    RelocCST = PICBaseOffset;
+  else if (Reloc == X86::reloc_pcrel_word)
+    RelocCST = PCAdj;
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation::getConstPool(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                                    Reloc, CPI, RelocCST));
+  // The relocated value will be added to the displacement
+  if (Reloc == X86::reloc_absolute_dword)
+    MCE.emitDWordLE(Disp);
+  else
+    MCE.emitWordLE((int32_t)Disp);
 }
 
+/// emitJumpTableAddress - Arrange for the address of a jump table to
+/// be emitted to the current location in the function, and allow it to be PC
+/// relative.
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitJumpTableAddress(unsigned JTI, unsigned Reloc,
+                                   intptr_t PCAdj /* = 0 */) {
+  intptr_t RelocCST = 0;
+  if (Reloc == X86::reloc_picrel_word)
+    RelocCST = PICBaseOffset;
+  else if (Reloc == X86::reloc_pcrel_word)
+    RelocCST = PCAdj;
+  MCE.addRelocation(MachineRelocation::getJumpTable(MCE.getCurrentPCOffset(),
+                                                    Reloc, JTI, RelocCST));
+  // The relocated value will be added to the displacement
+  if (Reloc == X86::reloc_absolute_dword)
+    MCE.emitDWordLE(0);
+  else
+    MCE.emitWordLE(0);
+}
 
-// getX86RegNum - This function maps LLVM register identifiers to their X86
-// specific numbering, which is used in various places encoding instructions.
-//
-static unsigned getX86RegNum(unsigned RegNo) {
-  switch(RegNo) {
-  case X86::EAX: case X86::AX: case X86::AL: return N86::EAX;
-  case X86::ECX: case X86::CX: case X86::CL: return N86::ECX;
-  case X86::EDX: case X86::DX: case X86::DL: return N86::EDX;
-  case X86::EBX: case X86::BX: case X86::BL: return N86::EBX;
-  case X86::ESP: case X86::SP: case X86::AH: return N86::ESP;
-  case X86::EBP: case X86::BP: case X86::CH: return N86::EBP;
-  case X86::ESI: case X86::SI: case X86::DH: return N86::ESI;
-  case X86::EDI: case X86::DI: case X86::BH: return N86::EDI;
-
-  case X86::ST0: case X86::ST1: case X86::ST2: case X86::ST3:
-  case X86::ST4: case X86::ST5: case X86::ST6: case X86::ST7:
-    return RegNo-X86::ST0;
-
-  case X86::XMM0: case X86::XMM1: case X86::XMM2: case X86::XMM3:
-  case X86::XMM4: case X86::XMM5: case X86::XMM6: case X86::XMM7:
-    return RegNo-X86::XMM0;
-
-  default:
-    assert(MRegisterInfo::isVirtualRegister(RegNo) &&
-           "Unknown physical register!");
-    assert(0 && "Register allocator hasn't allocated reg correctly yet!");
-    return 0;
-  }
+template<class CodeEmitter>
+unsigned Emitter<CodeEmitter>::getX86RegNum(unsigned RegNo) const {
+  return X86RegisterInfo::getX86RegNum(RegNo);
 }
 
 inline static unsigned char ModRMByte(unsigned Mod, unsigned RegOpcode,
@@ -209,16 +357,27 @@ inline static unsigned char ModRMByte(unsigned Mod, unsigned RegOpcode,
   return RM | (RegOpcode << 3) | (Mod << 6);
 }
 
-void Emitter::emitRegModRMByte(unsigned ModRMReg, unsigned RegOpcodeFld){
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitRegModRMByte(unsigned ModRMReg,
+                                            unsigned RegOpcodeFld){
   MCE.emitByte(ModRMByte(3, RegOpcodeFld, getX86RegNum(ModRMReg)));
 }
 
-void Emitter::emitSIBByte(unsigned SS, unsigned Index, unsigned Base) {
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitRegModRMByte(unsigned RegOpcodeFld) {
+  MCE.emitByte(ModRMByte(3, RegOpcodeFld, 0));
+}
+
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitSIBByte(unsigned SS, 
+                                       unsigned Index,
+                                       unsigned Base) {
   // SIB byte is in the same format as the ModRMByte...
   MCE.emitByte(ModRMByte(SS, Index, Base));
 }
 
-void Emitter::emitConstant(unsigned Val, unsigned Size) {
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitConstant(uint64_t Val, unsigned Size) {
   // Output the constant in little endian byte order...
   for (unsigned i = 0; i != Size; ++i) {
     MCE.emitByte(Val & 255);
@@ -226,26 +385,90 @@ void Emitter::emitConstant(unsigned Val, unsigned Size) {
   }
 }
 
+/// isDisp8 - Return true if this signed displacement fits in a 8-bit 
+/// sign-extended field. 
 static bool isDisp8(int Value) {
   return Value == (signed char)Value;
 }
 
-void Emitter::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
-                               unsigned Op, unsigned RegOpcodeField) {
+static bool gvNeedsNonLazyPtr(const MachineOperand &GVOp,
+                              const TargetMachine &TM) {
+  // For Darwin-64, simulate the linktime GOT by using the same non-lazy-pointer
+  // mechanism as 32-bit mode.
+  if (TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit() && 
+      !TM.getSubtarget<X86Subtarget>().isTargetDarwin())
+    return false;
+  
+  // Return true if this is a reference to a stub containing the address of the
+  // global, not the global itself.
+  return isGlobalStubReference(GVOp.getTargetFlags());
+}
+
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitDisplacementField(const MachineOperand *RelocOp,
+                                                 int DispVal,
+                                                 intptr_t Adj /* = 0 */,
+                                                 bool IsPCRel /* = true */) {
+  // If this is a simple integer displacement that doesn't require a relocation,
+  // emit it now.
+  if (!RelocOp) {
+    emitConstant(DispVal, 4);
+    return;
+  }
+
+  // Otherwise, this is something that requires a relocation.  Emit it as such
+  // now.
+  unsigned RelocType = Is64BitMode ?
+    (IsPCRel ? X86::reloc_pcrel_word : X86::reloc_absolute_word_sext)
+    : (IsPIC ? X86::reloc_picrel_word : X86::reloc_absolute_word);
+  if (RelocOp->isGlobal()) {
+    // In 64-bit static small code model, we could potentially emit absolute.
+    // But it's probably not beneficial. If the MCE supports using RIP directly
+    // do it, otherwise fallback to absolute (this is determined by IsPCRel). 
+    //  89 05 00 00 00 00     mov    %eax,0(%rip)  # PC-relative
+    //  89 04 25 00 00 00 00  mov    %eax,0x0      # Absolute
+    bool Indirect = gvNeedsNonLazyPtr(*RelocOp, TM);
+    emitGlobalAddress(RelocOp->getGlobal(), RelocType, RelocOp->getOffset(),
+                      Adj, Indirect);
+  } else if (RelocOp->isSymbol()) {
+    emitExternalSymbolAddress(RelocOp->getSymbolName(), RelocType);
+  } else if (RelocOp->isCPI()) {
+    emitConstPoolAddress(RelocOp->getIndex(), RelocType,
+                         RelocOp->getOffset(), Adj);
+  } else {
+    assert(RelocOp->isJTI() && "Unexpected machine operand!");
+    emitJumpTableAddress(RelocOp->getIndex(), RelocType, Adj);
+  }
+}
+
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
+                                            unsigned Op,unsigned RegOpcodeField,
+                                            intptr_t PCAdj) {
   const MachineOperand &Op3 = MI.getOperand(Op+3);
-  GlobalValue *GV = 0;
   int DispVal = 0;
-
-  if (Op3.isGlobalAddress()) {
-    GV = Op3.getGlobal();
-    DispVal = Op3.getOffset();
-  } else if (Op3.isConstantPoolIndex()) {
-    DispVal += MCE.getConstantPoolEntryAddress(Op3.getConstantPoolIndex());
-    DispVal += Op3.getOffset();
-  } else if (Op3.isJumpTableIndex()) {
-    DispVal += MCE.getJumpTableEntryAddress(Op3.getJumpTableIndex());
+  const MachineOperand *DispForReloc = 0;
+  
+  // Figure out what sort of displacement we have to handle here.
+  if (Op3.isGlobal()) {
+    DispForReloc = &Op3;
+  } else if (Op3.isSymbol()) {
+    DispForReloc = &Op3;
+  } else if (Op3.isCPI()) {
+    if (!MCE.earlyResolveAddresses() || Is64BitMode || IsPIC) {
+      DispForReloc = &Op3;
+    } else {
+      DispVal += MCE.getConstantPoolEntryAddress(Op3.getIndex());
+      DispVal += Op3.getOffset();
+    }
+  } else if (Op3.isJTI()) {
+    if (!MCE.earlyResolveAddresses() || Is64BitMode || IsPIC) {
+      DispForReloc = &Op3;
+    } else {
+      DispVal += MCE.getJumpTableEntryAddress(Op3.getIndex());
+    }
   } else {
-    DispVal = Op3.getImmedValue();
+    DispVal = Op3.getImm();
   }
 
   const MachineOperand &Base     = MI.getOperand(Op);
@@ -253,276 +476,530 @@ void Emitter::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
   const MachineOperand &IndexReg = MI.getOperand(Op+2);
 
   unsigned BaseReg = Base.getReg();
+  
+  // Handle %rip relative addressing.
+  if (BaseReg == X86::RIP ||
+      (Is64BitMode && DispForReloc)) { // [disp32+RIP] in X86-64 mode
+    assert(IndexReg.getReg() == 0 && Is64BitMode &&
+           "Invalid rip-relative address");
+    MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 5));
+    emitDisplacementField(DispForReloc, DispVal, PCAdj, true);
+    return;
+  }
+
+  // Indicate that the displacement will use an pcrel or absolute reference
+  // by default. MCEs able to resolve addresses on-the-fly use pcrel by default
+  // while others, unless explicit asked to use RIP, use absolute references.
+  bool IsPCRel = MCE.earlyResolveAddresses() ? true : false;
 
   // Is a SIB byte needed?
-  if (IndexReg.getReg() == 0 && BaseReg != X86::ESP) {
-    if (BaseReg == 0) {  // Just a displacement?
-      // Emit special case [disp32] encoding
+  // If no BaseReg, issue a RIP relative instruction only if the MCE can 
+  // resolve addresses on-the-fly, otherwise use SIB (Intel Manual 2A, table
+  // 2-7) and absolute references.
+  unsigned BaseRegNo = -1U;
+  if (BaseReg != 0 && BaseReg != X86::RIP)
+    BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
+
+  if (// The SIB byte must be used if there is an index register.
+      IndexReg.getReg() == 0 && 
+      // The SIB byte must be used if the base is ESP/RSP/R12, all of which
+      // encode to an R/M value of 4, which indicates that a SIB byte is
+      // present.
+      BaseRegNo != N86::ESP &&
+      // If there is no base register and we're in 64-bit mode, we need a SIB
+      // byte to emit an addr that is just 'disp32' (the non-RIP relative form).
+      (!Is64BitMode || BaseReg != 0)) {
+    if (BaseReg == 0 ||          // [disp32]     in X86-32 mode
+        BaseReg == X86::RIP) {   // [disp32+RIP] in X86-64 mode
       MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 5));
-      if (GV)
-        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
-      else
-        emitConstant(DispVal, 4);
-    } else {
-      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
-      if (GV) {
-        // Emit the most general non-SIB encoding: [REG+disp32]
-        MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
-      } else if (DispVal == 0 && BaseRegNo != N86::EBP) {
-        // Emit simple indirect register encoding... [EAX] f.e.
-        MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-      } else if (isDisp8(DispVal)) {
-        // Emit the disp8 encoding... [REG+disp8]
-        MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-        emitConstant(DispVal, 1);
-      } else {
-        // Emit the most general non-SIB encoding: [REG+disp32]
-        MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, BaseRegNo));
-        emitConstant(DispVal, 4);
-      }
+      emitDisplacementField(DispForReloc, DispVal, PCAdj, true);
+      return;
     }
-
-  } else {  // We need a SIB byte, so start by outputting the ModR/M byte first
-    assert(IndexReg.getReg() != X86::ESP && "Cannot use ESP as index reg!");
-
-    bool ForceDisp32 = false;
-    bool ForceDisp8  = false;
-    if (BaseReg == 0) {
-      // If there is no base register, we emit the special case SIB byte with
-      // MOD=0, BASE=5, to JUST get the index, scale, and displacement.
-      MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
-      ForceDisp32 = true;
-    } else if (GV) {
-      // Emit the normal disp32 encoding...
-      MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, 4));
-      ForceDisp32 = true;
-    } else if (DispVal == 0 && BaseReg != X86::EBP) {
-      // Emit no displacement ModR/M byte
-      MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
-    } else if (isDisp8(DispVal)) {
-      // Emit the disp8 encoding...
-      MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, 4));
-      ForceDisp8 = true;           // Make sure to force 8 bit disp if Base=EBP
-    } else {
-      // Emit the normal disp32 encoding...
-      MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, 4));
+    
+    // If the base is not EBP/ESP and there is no displacement, use simple
+    // indirect register encoding, this handles addresses like [EAX].  The
+    // encoding for [EBP] with no displacement means [disp32] so we handle it
+    // by emitting a displacement of 0 below.
+    if (!DispForReloc && DispVal == 0 && BaseRegNo != N86::EBP) {
+      MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, BaseRegNo));
+      return;
     }
-
-    // Calculate what the SS field value should be...
-    static const unsigned SSTable[] = { ~0, 0, 1, ~0, 2, ~0, ~0, ~0, 3 };
-    unsigned SS = SSTable[Scale.getImmedValue()];
-
-    if (BaseReg == 0) {
-      // Handle the SIB byte for the case where there is no base.  The
-      // displacement has already been output.
-      assert(IndexReg.getReg() && "Index register must be specified!");
-      emitSIBByte(SS, getX86RegNum(IndexReg.getReg()), 5);
-    } else {
-      unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
-      unsigned IndexRegNo;
-      if (IndexReg.getReg())
-        IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
-      else
-        IndexRegNo = 4;   // For example [ESP+1*<noreg>+4]
-      emitSIBByte(SS, IndexRegNo, BaseRegNo);
+    
+    // Otherwise, if the displacement fits in a byte, encode as [REG+disp8].
+    if (!DispForReloc && isDisp8(DispVal)) {
+      MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, BaseRegNo));
+      emitConstant(DispVal, 1);
+      return;
     }
+    
+    // Otherwise, emit the most general non-SIB encoding: [REG+disp32]
+    MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, BaseRegNo));
+    emitDisplacementField(DispForReloc, DispVal, PCAdj, IsPCRel);
+    return;
+  }
+  
+  // Otherwise we need a SIB byte, so start by outputting the ModR/M byte first.
+  assert(IndexReg.getReg() != X86::ESP &&
+         IndexReg.getReg() != X86::RSP && "Cannot use ESP as index reg!");
+
+  bool ForceDisp32 = false;
+  bool ForceDisp8  = false;
+  if (BaseReg == 0) {
+    // If there is no base register, we emit the special case SIB byte with
+    // MOD=0, BASE=4, to JUST get the index, scale, and displacement.
+    MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
+    ForceDisp32 = true;
+  } else if (DispForReloc) {
+    // Emit the normal disp32 encoding.
+    MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, 4));
+    ForceDisp32 = true;
+  } else if (DispVal == 0 && BaseRegNo != N86::EBP) {
+    // Emit no displacement ModR/M byte
+    MCE.emitByte(ModRMByte(0, RegOpcodeField, 4));
+  } else if (isDisp8(DispVal)) {
+    // Emit the disp8 encoding...
+    MCE.emitByte(ModRMByte(1, RegOpcodeField, 4));
+    ForceDisp8 = true;           // Make sure to force 8 bit disp if Base=EBP
+  } else {
+    // Emit the normal disp32 encoding...
+    MCE.emitByte(ModRMByte(2, RegOpcodeField, 4));
+  }
 
-    // Do we need to output a displacement?
-    if (DispVal != 0 || ForceDisp32 || ForceDisp8) {
-      if (!ForceDisp32 && isDisp8(DispVal))
-        emitConstant(DispVal, 1);
-      else if (GV)
-        emitGlobalAddressForPtr(GV, DispVal);
-      else
-        emitConstant(DispVal, 4);
-    }
+  // Calculate what the SS field value should be...
+  static const unsigned SSTable[] = { ~0, 0, 1, ~0, 2, ~0, ~0, ~0, 3 };
+  unsigned SS = SSTable[Scale.getImm()];
+
+  if (BaseReg == 0) {
+    // Handle the SIB byte for the case where there is no base, see Intel 
+    // Manual 2A, table 2-7. The displacement has already been output.
+    unsigned IndexRegNo;
+    if (IndexReg.getReg())
+      IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
+    else // Examples: [ESP+1*<noreg>+4] or [scaled idx]+disp32 (MOD=0,BASE=5)
+      IndexRegNo = 4;
+    emitSIBByte(SS, IndexRegNo, 5);
+  } else {
+    unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
+    unsigned IndexRegNo;
+    if (IndexReg.getReg())
+      IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
+    else
+      IndexRegNo = 4;   // For example [ESP+1*<noreg>+4]
+    emitSIBByte(SS, IndexRegNo, BaseRegNo);
   }
-}
 
-static unsigned sizeOfImm(const TargetInstrDescriptor &Desc) {
-  switch (Desc.TSFlags & X86II::ImmMask) {
-  case X86II::Imm8:   return 1;
-  case X86II::Imm16:  return 2;
-  case X86II::Imm32:  return 4;
-  default: assert(0 && "Immediate size not set!");
-    return 0;
+  // Do we need to output a displacement?
+  if (ForceDisp8) {
+    emitConstant(DispVal, 1);
+  } else if (DispVal != 0 || ForceDisp32) {
+    emitDisplacementField(DispForReloc, DispVal, PCAdj, IsPCRel);
   }
 }
 
-void Emitter::emitInstruction(const MachineInstr &MI) {
-  NumEmitted++;  // Keep track of the # of mi's emitted
+template<class CodeEmitter>
+void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
+                                           const TargetInstrDesc *Desc) {
+  DEBUG(dbgs() << MI);
+  
+  // If this is a pseudo instruction, lower it.
+  switch (Desc->getOpcode()) {
+  case X86::ADD16rr_DB:   Desc = &II->get(X86::OR16rr); MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD32rr_DB:   Desc = &II->get(X86::OR32rr); MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD64rr_DB:   Desc = &II->get(X86::OR64rr); MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD16ri_DB:   Desc = &II->get(X86::OR16ri); MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD32ri_DB:   Desc = &II->get(X86::OR32ri); MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD64ri32_DB:Desc = &II->get(X86::OR64ri32);MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD16ri8_DB:  Desc = &II->get(X86::OR16ri8);MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD32ri8_DB:  Desc = &II->get(X86::OR32ri8);MI.setDesc(*Desc);break;
+  case X86::ADD64ri8_DB:  Desc = &II->get(X86::OR64ri8);MI.setDesc(*Desc);break;
+  }
+  
+
+  MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), true);
 
-  unsigned Opcode = MI.getOpcode();
-  const TargetInstrDescriptor &Desc = II->get(Opcode);
+  unsigned Opcode = Desc->Opcode;
+
+  // Emit the lock opcode prefix as needed.
+  if (Desc->TSFlags & X86II::LOCK)
+    MCE.emitByte(0xF0);
+
+  // Emit segment override opcode prefix as needed.
+  switch (Desc->TSFlags & X86II::SegOvrMask) {
+  case X86II::FS:
+    MCE.emitByte(0x64);
+    break;
+  case X86II::GS:
+    MCE.emitByte(0x65);
+    break;
+  default: llvm_unreachable("Invalid segment!");
+  case 0: break;  // No segment override!
+  }
 
   // Emit the repeat opcode prefix as needed.
-  if ((Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask) == X86II::REP) MCE.emitByte(0xF3);
+  if ((Desc->TSFlags & X86II::Op0Mask) == X86II::REP)
+    MCE.emitByte(0xF3);
 
   // Emit the operand size opcode prefix as needed.
-  if (Desc.TSFlags & X86II::OpSize) MCE.emitByte(0x66);
-
-  switch (Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask) {
-  case X86II::TB:
-    MCE.emitByte(0x0F);   // Two-byte opcode prefix
+  if (Desc->TSFlags & X86II::OpSize)
+    MCE.emitByte(0x66);
+
+  // Emit the address size opcode prefix as needed.
+  if (Desc->TSFlags & X86II::AdSize)
+    MCE.emitByte(0x67);
+
+  bool Need0FPrefix = false;
+  switch (Desc->TSFlags & X86II::Op0Mask) {
+  case X86II::TB:  // Two-byte opcode prefix
+  case X86II::T8:  // 0F 38
+  case X86II::TA:  // 0F 3A
+  case X86II::A6:  // 0F A6
+  case X86II::A7:  // 0F A7
+    Need0FPrefix = true;
+    break;
+  case X86II::TF: // F2 0F 38
+    MCE.emitByte(0xF2);
+    Need0FPrefix = true;
     break;
   case X86II::REP: break; // already handled.
   case X86II::XS:   // F3 0F
     MCE.emitByte(0xF3);
-    MCE.emitByte(0x0F);
+    Need0FPrefix = true;
     break;
   case X86II::XD:   // F2 0F
     MCE.emitByte(0xF2);
-    MCE.emitByte(0x0F);
+    Need0FPrefix = true;
     break;
   case X86II::D8: case X86II::D9: case X86II::DA: case X86II::DB:
   case X86II::DC: case X86II::DD: case X86II::DE: case X86II::DF:
     MCE.emitByte(0xD8+
-                 (((Desc.TSFlags & X86II::Op0Mask)-X86II::D8)
+                 (((Desc->TSFlags & X86II::Op0Mask)-X86II::D8)
                                    >> X86II::Op0Shift));
     break; // Two-byte opcode prefix
-  default: assert(0 && "Invalid prefix!");
+  default: llvm_unreachable("Invalid prefix!");
   case 0: break;  // No prefix!
   }
 
-  unsigned char BaseOpcode = II->getBaseOpcodeFor(Opcode);
-  switch (Desc.TSFlags & X86II::FormMask) {
-  default: assert(0 && "Unknown FormMask value in X86 MachineCodeEmitter!");
+  // Handle REX prefix.
+  if (Is64BitMode) {
+    if (unsigned REX = determineREX(MI))
+      MCE.emitByte(0x40 | REX);
+  }
+
+  // 0x0F escape code must be emitted just before the opcode.
+  if (Need0FPrefix)
+    MCE.emitByte(0x0F);
+
+  switch (Desc->TSFlags & X86II::Op0Mask) {
+  case X86II::TF:    // F2 0F 38
+  case X86II::T8:    // 0F 38
+    MCE.emitByte(0x38);
+    break;
+  case X86II::TA:    // 0F 3A
+    MCE.emitByte(0x3A);
+    break;
+  case X86II::A6:    // 0F A6
+    MCE.emitByte(0xA6);
+    break;
+  case X86II::A7:    // 0F A7
+    MCE.emitByte(0xA7);
+    break;
+  }
+
+  // If this is a two-address instruction, skip one of the register operands.
+  unsigned NumOps = Desc->getNumOperands();
+  unsigned CurOp = 0;
+  if (NumOps > 1 && Desc->getOperandConstraint(1, TOI::TIED_TO) != -1)
+    ++CurOp;
+  else if (NumOps > 2 && Desc->getOperandConstraint(NumOps-1, TOI::TIED_TO)== 0)
+    // Skip the last source operand that is tied_to the dest reg. e.g. LXADD32
+    --NumOps;
+
+  unsigned char BaseOpcode = X86II::getBaseOpcodeFor(Desc->TSFlags);
+  switch (Desc->TSFlags & X86II::FormMask) {
+  default:
+    llvm_unreachable("Unknown FormMask value in X86 MachineCodeEmitter!");
   case X86II::Pseudo:
-#ifndef NDEBUG
+    // Remember the current PC offset, this is the PIC relocation
+    // base address.
     switch (Opcode) {
     default: 
-      assert(0 && "psuedo instructions should be removed before code emission");
-    case X86::IMPLICIT_USE:
-    case X86::IMPLICIT_DEF:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_R8:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_R16:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_R32:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_FR32:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_FR64:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_VR64:
-    case X86::IMPLICIT_DEF_VR128:
-    case X86::FP_REG_KILL:
+      llvm_unreachable("pseudo instructions should be removed before code"
+                       " emission");
+      break;
+    // Do nothing for Int_MemBarrier - it's just a comment.  Add a debug
+    // to make it slightly easier to see.
+    case X86::Int_MemBarrier:
+      DEBUG(dbgs() << "#MEMBARRIER\n");
+      break;
+    
+    case TargetOpcode::INLINEASM:
+      // We allow inline assembler nodes with empty bodies - they can
+      // implicitly define registers, which is ok for JIT.
+      if (MI.getOperand(0).getSymbolName()[0])
+        report_fatal_error("JIT does not support inline asm!");
+      break;
+    case TargetOpcode::PROLOG_LABEL:
+    case TargetOpcode::GC_LABEL:
+    case TargetOpcode::EH_LABEL:
+      MCE.emitLabel(MI.getOperand(0).getMCSymbol());
+      break;
+    
+    case TargetOpcode::IMPLICIT_DEF:
+    case TargetOpcode::KILL:
+      break;
+    case X86::MOVPC32r: {
+      // This emits the "call" portion of this pseudo instruction.
+      MCE.emitByte(BaseOpcode);
+      emitConstant(0, X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
+      // Remember PIC base.
+      PICBaseOffset = (intptr_t) MCE.getCurrentPCOffset();
+      X86JITInfo *JTI = TM.getJITInfo();
+      JTI->setPICBase(MCE.getCurrentPCValue());
       break;
     }
-#endif
+    }
+    CurOp = NumOps;
     break;
-
-  case X86II::RawFrm:
+  case X86II::RawFrm: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    if (MI.getNumOperands() == 1) {
-      const MachineOperand &MO = MI.getOperand(0);
-      if (MO.isMachineBasicBlock()) {
-        emitPCRelativeBlockAddress(MO.getMachineBasicBlock());
-      } else if (MO.isGlobalAddress()) {
-        bool isTailCall = Opcode == X86::TAILJMPd ||
-                          Opcode == X86::TAILJMPr || Opcode == X86::TAILJMPm;
-        emitGlobalAddressForCall(MO.getGlobal(), isTailCall);
-      } else if (MO.isExternalSymbol()) {
-        bool isTailCall = Opcode == X86::TAILJMPd ||
-                          Opcode == X86::TAILJMPr || Opcode == X86::TAILJMPm;
-        emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), true, isTailCall);
-      } else if (MO.isImmediate()) {
-        emitConstant(MO.getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
-      } else {
-        assert(0 && "Unknown RawFrm operand!");
-      }
+
+    if (CurOp == NumOps)
+      break;
+      
+    const MachineOperand &MO = MI.getOperand(CurOp++);
+
+    DEBUG(dbgs() << "RawFrm CurOp " << CurOp << "\n");
+    DEBUG(dbgs() << "isMBB " << MO.isMBB() << "\n");
+    DEBUG(dbgs() << "isGlobal " << MO.isGlobal() << "\n");
+    DEBUG(dbgs() << "isSymbol " << MO.isSymbol() << "\n");
+    DEBUG(dbgs() << "isImm " << MO.isImm() << "\n");
+
+    if (MO.isMBB()) {
+      emitPCRelativeBlockAddress(MO.getMBB());
+      break;
+    }
+    
+    if (MO.isGlobal()) {
+      emitGlobalAddress(MO.getGlobal(), X86::reloc_pcrel_word,
+                        MO.getOffset(), 0);
+      break;
+    }
+    
+    if (MO.isSymbol()) {
+      emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), X86::reloc_pcrel_word);
+      break;
     }
-    break;
 
-  case X86II::AddRegFrm:
-    MCE.emitByte(BaseOpcode + getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 2) {
-      const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(1);
-      if (Value *V = MO1.getVRegValueOrNull()) {
-        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
-               "Don't know how to emit non-pointer values!");
-        emitGlobalAddressForPtr(cast<GlobalValue>(V));
-      } else if (MO1.isGlobalAddress()) {
-        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
-               "Don't know how to emit non-pointer values!");
-        assert(!MO1.isPCRelative() && "Function pointer ref is PC relative?");
-        emitGlobalAddressForPtr(MO1.getGlobal(), MO1.getOffset());
-      } else if (MO1.isExternalSymbol()) {
-        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
-               "Don't know how to emit non-pointer values!");
-        emitExternalSymbolAddress(MO1.getSymbolName(), false, false);
-      } else if (MO1.isJumpTableIndex()) {
-        assert(sizeOfImm(Desc) == 4 &&
-               "Don't know how to emit non-pointer values!");
-        emitConstant(MCE.getJumpTableEntryAddress(MO1.getJumpTableIndex()), 4);
-      } else {
-        emitConstant(MO1.getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
-      }
+    // FIXME: Only used by hackish MCCodeEmitter, remove when dead.
+    if (MO.isJTI()) {
+      emitJumpTableAddress(MO.getIndex(), X86::reloc_pcrel_word);
+      break;
     }
+    
+    assert(MO.isImm() && "Unknown RawFrm operand!");
+    if (Opcode == X86::CALLpcrel32 || Opcode == X86::CALL64pcrel32 ||
+        Opcode == X86::WINCALL64pcrel32) {
+      // Fix up immediate operand for pc relative calls.
+      intptr_t Imm = (intptr_t)MO.getImm();
+      Imm = Imm - MCE.getCurrentPCValue() - 4;
+      emitConstant(Imm, X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
+    } else
+      emitConstant(MO.getImm(), X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
+  }
+      
+  case X86II::AddRegFrm: {
+    MCE.emitByte(BaseOpcode + getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp++).getReg()));
+    
+    if (CurOp == NumOps)
+      break;
+      
+    const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(CurOp++);
+    unsigned Size = X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags);
+    if (MO1.isImm()) {
+      emitConstant(MO1.getImm(), Size);
+      break;
+    }
+    
+    unsigned rt = Is64BitMode ? X86::reloc_pcrel_word
+      : (IsPIC ? X86::reloc_picrel_word : X86::reloc_absolute_word);
+    if (Opcode == X86::MOV64ri64i32)
+      rt = X86::reloc_absolute_word;  // FIXME: add X86II flag?
+    // This should not occur on Darwin for relocatable objects.
+    if (Opcode == X86::MOV64ri)
+      rt = X86::reloc_absolute_dword;  // FIXME: add X86II flag?
+    if (MO1.isGlobal()) {
+      bool Indirect = gvNeedsNonLazyPtr(MO1, TM);
+      emitGlobalAddress(MO1.getGlobal(), rt, MO1.getOffset(), 0,
+                        Indirect);
+    } else if (MO1.isSymbol())
+      emitExternalSymbolAddress(MO1.getSymbolName(), rt);
+    else if (MO1.isCPI())
+      emitConstPoolAddress(MO1.getIndex(), rt);
+    else if (MO1.isJTI())
+      emitJumpTableAddress(MO1.getIndex(), rt);
+    break;
+  }
 
   case X86II::MRMDestReg: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
-                     getX86RegNum(MI.getOperand(1).getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 3)
-      emitConstant(MI.getOperand(2).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp).getReg(),
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp+1).getReg()));
+    CurOp += 2;
+    if (CurOp != NumOps)
+      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
+                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
   }
-  case X86II::MRMDestMem:
+  case X86II::MRMDestMem: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitMemModRMByte(MI, 0, getX86RegNum(MI.getOperand(4).getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 6)
-      emitConstant(MI.getOperand(5).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
+    emitMemModRMByte(MI, CurOp,
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp + X86::AddrNumOperands)
+                                  .getReg()));
+    CurOp +=  X86::AddrNumOperands + 1;
+    if (CurOp != NumOps)
+      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
+                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
+  }
 
   case X86II::MRMSrcReg:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(1).getReg(),
-                     getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 3)
-      emitConstant(MI.getOperand(2).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp+1).getReg(),
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
+    CurOp += 2;
+    if (CurOp != NumOps)
+      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
+                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
 
-  case X86II::MRMSrcMem:
+  case X86II::MRMSrcMem: {
+    int AddrOperands = X86::AddrNumOperands;
+
+    intptr_t PCAdj = (CurOp + AddrOperands + 1 != NumOps) ?
+      X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags) : 0;
+
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitMemModRMByte(MI, 1, getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
-    if (MI.getNumOperands() == 2+4)
-      emitConstant(MI.getOperand(5).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
+    emitMemModRMByte(MI, CurOp+1, getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()),
+                     PCAdj);
+    CurOp += AddrOperands + 1;
+    if (CurOp != NumOps)
+      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
+                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
+  }
 
   case X86II::MRM0r: case X86II::MRM1r:
   case X86II::MRM2r: case X86II::MRM3r:
   case X86II::MRM4r: case X86II::MRM5r:
-  case X86II::MRM6r: case X86II::MRM7r:
+  case X86II::MRM6r: case X86II::MRM7r: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
-                     (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0r);
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp++).getReg(),
+                     (Desc->TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0r);
 
-    if (MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).isImmediate()) {
-      emitConstant(MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1).getImmedValue(),
-                   sizeOfImm(Desc));
+    if (CurOp == NumOps)
+      break;
+    
+    const MachineOperand &MO1 = MI.getOperand(CurOp++);
+    unsigned Size = X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags);
+    if (MO1.isImm()) {
+      emitConstant(MO1.getImm(), Size);
+      break;
     }
+    
+    unsigned rt = Is64BitMode ? X86::reloc_pcrel_word
+      : (IsPIC ? X86::reloc_picrel_word : X86::reloc_absolute_word);
+    if (Opcode == X86::MOV64ri32)
+      rt = X86::reloc_absolute_word_sext;  // FIXME: add X86II flag?
+    if (MO1.isGlobal()) {
+      bool Indirect = gvNeedsNonLazyPtr(MO1, TM);
+      emitGlobalAddress(MO1.getGlobal(), rt, MO1.getOffset(), 0,
+                        Indirect);
+    } else if (MO1.isSymbol())
+      emitExternalSymbolAddress(MO1.getSymbolName(), rt);
+    else if (MO1.isCPI())
+      emitConstPoolAddress(MO1.getIndex(), rt);
+    else if (MO1.isJTI())
+      emitJumpTableAddress(MO1.getIndex(), rt);
     break;
+  }
 
   case X86II::MRM0m: case X86II::MRM1m:
   case X86II::MRM2m: case X86II::MRM3m:
   case X86II::MRM4m: case X86II::MRM5m:
-  case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m:
+  case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m: {
+    intptr_t PCAdj = (CurOp + X86::AddrNumOperands != NumOps) ?
+      (MI.getOperand(CurOp+X86::AddrNumOperands).isImm() ? 
+          X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags) : 4) : 0;
+
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitMemModRMByte(MI, 0, (Desc.TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0m);
-
-    if (MI.getNumOperands() == 5) {
-      if (MI.getOperand(4).isImmediate())
-        emitConstant(MI.getOperand(4).getImmedValue(), sizeOfImm(Desc));
-      else if (MI.getOperand(4).isGlobalAddress())
-        emitGlobalAddressForPtr(MI.getOperand(4).getGlobal(),
-                                MI.getOperand(4).getOffset());
-      else
-        assert(0 && "Unknown operand!");
+    emitMemModRMByte(MI, CurOp, (Desc->TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0m,
+                     PCAdj);
+    CurOp += X86::AddrNumOperands;
+
+    if (CurOp == NumOps)
+      break;
+    
+    const MachineOperand &MO = MI.getOperand(CurOp++);
+    unsigned Size = X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags);
+    if (MO.isImm()) {
+      emitConstant(MO.getImm(), Size);
+      break;
     }
+    
+    unsigned rt = Is64BitMode ? X86::reloc_pcrel_word
+      : (IsPIC ? X86::reloc_picrel_word : X86::reloc_absolute_word);
+    if (Opcode == X86::MOV64mi32)
+      rt = X86::reloc_absolute_word_sext;  // FIXME: add X86II flag?
+    if (MO.isGlobal()) {
+      bool Indirect = gvNeedsNonLazyPtr(MO, TM);
+      emitGlobalAddress(MO.getGlobal(), rt, MO.getOffset(), 0,
+                        Indirect);
+    } else if (MO.isSymbol())
+      emitExternalSymbolAddress(MO.getSymbolName(), rt);
+    else if (MO.isCPI())
+      emitConstPoolAddress(MO.getIndex(), rt);
+    else if (MO.isJTI())
+      emitJumpTableAddress(MO.getIndex(), rt);
     break;
+  }
 
   case X86II::MRMInitReg:
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
-    emitRegModRMByte(MI.getOperand(0).getReg(),
-                     getX86RegNum(MI.getOperand(0).getReg()));
+    // Duplicate register, used by things like MOV8r0 (aka xor reg,reg).
+    emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp).getReg(),
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
+    ++CurOp;
+    break;
+      
+  case X86II::MRM_C1:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    MCE.emitByte(0xC1);
+    break;
+  case X86II::MRM_C8:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    MCE.emitByte(0xC8);
+    break;
+  case X86II::MRM_C9:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    MCE.emitByte(0xC9);
+    break;
+  case X86II::MRM_E8:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    MCE.emitByte(0xE8);
+    break;
+  case X86II::MRM_F0:
+    MCE.emitByte(BaseOpcode);
+    MCE.emitByte(0xF0);
     break;
   }
+
+  if (!Desc->isVariadic() && CurOp != NumOps) {
+#ifndef NDEBUG
+    dbgs() << "Cannot encode all operands of: " << MI << "\n";
+#endif
+    llvm_unreachable(0);
+  }
+
+  MCE.processDebugLoc(MI.getDebugLoc(), false);
 }