Move all of the header files which are involved in modelling the LLVM IR
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86CodeEmitter.cpp
index 57af7bb43f682af8d7b96e7b3c46f305db627e8f..bc7733434725142293a06efe690c15488a8e8214 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "x86-emitter"
+#include "X86.h"
 #include "X86InstrInfo.h"
 #include "X86JITInfo.h"
+#include "X86Relocations.h"
 #include "X86Subtarget.h"
 #include "X86TargetMachine.h"
-#include "X86Relocations.h"
-#include "X86.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/PassManager.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.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/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/MC/MCCodeEmitter.h"
 #include "llvm/MC/MCExpr.h"
 #include "llvm/MC/MCInst.h"
+#include "llvm/PassManager.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
@@ -43,7 +42,7 @@ namespace {
   template<class CodeEmitter>
   class Emitter : public MachineFunctionPass {
     const X86InstrInfo  *II;
-    const TargetData    *TD;
+    const DataLayout    *TD;
     X86TargetMachine    &TM;
     CodeEmitter         &MCE;
     MachineModuleInfo   *MMI;
@@ -57,7 +56,7 @@ namespace {
       MCE(mce), PICBaseOffset(0), Is64BitMode(false),
       IsPIC(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {}
     Emitter(X86TargetMachine &tm, CodeEmitter &mce,
-            const X86InstrInfo &ii, const TargetData &td, bool is64)
+            const X86InstrInfo &ii, const DataLayout &td, bool is64)
       : MachineFunctionPass(ID), II(&ii), TD(&td), TM(tm),
       MCE(mce), PICBaseOffset(0), Is64BitMode(is64),
       IsPIC(TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_) {}
@@ -110,6 +109,14 @@ namespace {
     void emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
                           unsigned Op, unsigned RegOpcodeField,
                           intptr_t PCAdj = 0);
+
+    unsigned getX86RegNum(unsigned RegNo) const {
+      const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
+      return TRI->getEncodingValue(RegNo) & 0x7;
+    }
+
+    unsigned char getVEXRegisterEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                         unsigned OpNum) const;
   };
 
 template<class CodeEmitter>
@@ -129,13 +136,12 @@ bool Emitter<CodeEmitter>::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
   MCE.setModuleInfo(MMI);
 
   II = TM.getInstrInfo();
-  TD = TM.getTargetData();
+  TD = TM.getDataLayout();
   Is64BitMode = TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit();
   IsPIC = TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_;
 
   do {
-    DEBUG(dbgs() << "JITTing function '"
-          << MF.getFunction()->getName() << "'\n");
+    DEBUG(dbgs() << "JITTing function '" << MF.getName() << "'\n");
     MCE.startFunction(MF);
     for (MachineFunction::iterator MBB = MF.begin(), E = MF.end();
          MBB != E; ++MBB) {
@@ -171,7 +177,7 @@ static unsigned determineREX(const MachineInstr &MI) {
   unsigned NumOps = Desc.getNumOperands();
   if (NumOps) {
     bool isTwoAddr = NumOps > 1 &&
-    Desc.getOperandConstraint(1, MCOI::TIED_TO) != -1;
+      Desc.getOperandConstraint(1, MCOI::TIED_TO) != -1;
 
     // If it accesses SPL, BPL, SIL, or DIL, then it requires a 0x40 REX prefix.
     unsigned i = isTwoAddr ? 1 : 0;
@@ -365,7 +371,7 @@ inline static unsigned char ModRMByte(unsigned Mod, unsigned RegOpcode,
 template<class CodeEmitter>
 void Emitter<CodeEmitter>::emitRegModRMByte(unsigned ModRMReg,
                                             unsigned RegOpcodeFld){
-  MCE.emitByte(ModRMByte(3, RegOpcodeFld, X86_MC::getX86RegNum(ModRMReg)));
+  MCE.emitByte(ModRMByte(3, RegOpcodeFld, getX86RegNum(ModRMReg)));
 }
 
 template<class CodeEmitter>
@@ -503,7 +509,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
   // 2-7) and absolute references.
   unsigned BaseRegNo = -1U;
   if (BaseReg != 0 && BaseReg != X86::RIP)
-    BaseRegNo = X86_MC::getX86RegNum(BaseReg);
+    BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
 
   if (// The SIB byte must be used if there is an index register.
       IndexReg.getReg() == 0 &&
@@ -579,15 +585,15 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitMemModRMByte(const MachineInstr &MI,
     // Manual 2A, table 2-7. The displacement has already been output.
     unsigned IndexRegNo;
     if (IndexReg.getReg())
-      IndexRegNo = X86_MC::getX86RegNum(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 = X86_MC::getX86RegNum(BaseReg);
+    unsigned BaseRegNo = getX86RegNum(BaseReg);
     unsigned IndexRegNo;
     if (IndexReg.getReg())
-      IndexRegNo = X86_MC::getX86RegNum(IndexReg.getReg());
+      IndexRegNo = getX86RegNum(IndexReg.getReg());
     else
       IndexRegNo = 4;   // For example [ESP+1*<noreg>+4]
     emitSIBByte(SS, IndexRegNo, BaseRegNo);
@@ -749,10 +755,6 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitOpcodePrefix(uint64_t TSFlags,
   }
 }
 
-static unsigned GetX86RegNum(const MachineOperand &MO) {
-  return X86_MC::getX86RegNum(MO.getReg());
-}
-
 // On regular x86, both XMM0-XMM7 and XMM8-XMM15 are encoded in the range
 // 0-7 and the difference between the 2 groups is given by the REX prefix.
 // In the VEX prefix, registers are seen sequencially from 0-15 and encoded
@@ -762,10 +764,12 @@ static unsigned GetX86RegNum(const MachineOperand &MO) {
 //  VEX.VVVV    => XMM9 => ~9
 //
 // See table 4-35 of Intel AVX Programming Reference for details.
-static unsigned char getVEXRegisterEncoding(const MachineInstr &MI,
-                                            unsigned OpNum) {
+template<class CodeEmitter>
+unsigned char
+Emitter<CodeEmitter>::getVEXRegisterEncoding(const MachineInstr &MI,
+                                             unsigned OpNum) const {
   unsigned SrcReg = MI.getOperand(OpNum).getReg();
-  unsigned SrcRegNum = GetX86RegNum(MI.getOperand(OpNum));
+  unsigned SrcRegNum = getX86RegNum(MI.getOperand(OpNum).getReg());
   if (X86II::isX86_64ExtendedReg(SrcReg))
     SrcRegNum |= 8;
 
@@ -927,17 +931,18 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitVEXOpcodePrefix(uint64_t TSFlags,
   }
 
 
-  // Set the vector length to 256-bit if YMM0-YMM15 is used
-  for (unsigned i = 0; i != MI.getNumOperands(); ++i) {
-    if (!MI.getOperand(i).isReg())
-      continue;
-    unsigned SrcReg = MI.getOperand(i).getReg();
-    if (SrcReg >= X86::YMM0 && SrcReg <= X86::YMM15)
-      VEX_L = 1;
-  }
-
   // Classify VEX_B, VEX_4V, VEX_R, VEX_X
+  unsigned NumOps = Desc->getNumOperands();
   unsigned CurOp = 0;
+  if (NumOps > 1 && Desc->getOperandConstraint(1, MCOI::TIED_TO) == 0)
+    ++CurOp;
+  else if (NumOps > 3 && Desc->getOperandConstraint(2, MCOI::TIED_TO) == 0) {
+    assert(Desc->getOperandConstraint(NumOps - 1, MCOI::TIED_TO) == 1);
+    // Special case for GATHER with 2 TIED_TO operands
+    // Skip the first 2 operands: dst, mask_wb
+    CurOp += 2;
+  }
+
   switch (TSFlags & X86II::FormMask) {
     case X86II::MRMInitReg:
       // Duplicate register.
@@ -1118,11 +1123,14 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
   // 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, MCOI::TIED_TO) != -1)
+  if (NumOps > 1 && Desc->getOperandConstraint(1, MCOI::TIED_TO) == 0)
     ++CurOp;
-  else if (NumOps > 2 && Desc->getOperandConstraint(NumOps-1,MCOI::TIED_TO)== 0)
-    // Skip the last source operand that is tied_to the dest reg. e.g. LXADD32
-    --NumOps;
+  else if (NumOps > 3 && Desc->getOperandConstraint(2, MCOI::TIED_TO) == 0) {
+    assert(Desc->getOperandConstraint(NumOps - 1, MCOI::TIED_TO) == 1);
+    // Special case for GATHER with 2 TIED_TO operands
+    // Skip the first 2 operands: dst, mask_wb
+    CurOp += 2;
+  }
 
   uint64_t TSFlags = Desc->TSFlags;
 
@@ -1132,6 +1140,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
   bool HasVEX_4V = (TSFlags >> X86II::VEXShift) & X86II::VEX_4V;
   bool HasVEX_4VOp3 = (TSFlags >> X86II::VEXShift) & X86II::VEX_4VOp3;
   bool HasMemOp4 = (TSFlags >> X86II::VEXShift) & X86II::MemOp4;
+  const unsigned MemOp4_I8IMMOperand = 2;
 
   // Determine where the memory operand starts, if present.
   int MemoryOperand = X86II::getMemoryOperandNo(TSFlags, Opcode);
@@ -1236,7 +1245,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
 
   case X86II::AddRegFrm: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode +
-                 X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp++).getReg()));
+                 getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp++).getReg()));
 
     if (CurOp == NumOps)
       break;
@@ -1271,11 +1280,8 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
   case X86II::MRMDestReg: {
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp).getReg(),
-                     X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp+1).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: {
@@ -1285,11 +1291,8 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
     if (HasVEX_4V) // Skip 1st src (which is encoded in VEX_VVVV)
       SrcRegNum++;
     emitMemModRMByte(MI, CurOp,
-                X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(SrcRegNum).getReg()));
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(SrcRegNum).getReg()));
     CurOp = SrcRegNum + 1;
-    if (CurOp != NumOps)
-      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
-                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
   }
 
@@ -1298,20 +1301,17 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
 
     unsigned SrcRegNum = CurOp+1;
     if (HasVEX_4V) // Skip 1st src (which is encoded in VEX_VVVV)
-      SrcRegNum++;
+      ++SrcRegNum;
 
-    if(HasMemOp4) // Skip 2nd src (which is encoded in I8IMM)
-      SrcRegNum++;
+    if (HasMemOp4) // Skip 2nd src (which is encoded in I8IMM)
+      ++SrcRegNum;
 
     emitRegModRMByte(MI.getOperand(SrcRegNum).getReg(),
-                     X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
-    // 2 operands skipped with HasMemOp4, comensate accordingly
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
+    // 2 operands skipped with HasMemOp4, compensate accordingly
     CurOp = HasMemOp4 ? SrcRegNum : SrcRegNum + 1;
     if (HasVEX_4VOp3)
       ++CurOp;
-    if (CurOp != NumOps)
-      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
-                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
   }
   case X86II::MRMSrcMem: {
@@ -1321,7 +1321,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
       ++AddrOperands;
       ++FirstMemOp;  // Skip the register source (which is encoded in VEX_VVVV).
     }
-    if(HasMemOp4) // Skip second register source (encoded in I8IMM)
+    if (HasMemOp4) // Skip second register source (encoded in I8IMM)
       ++FirstMemOp;
 
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
@@ -1329,13 +1329,10 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
     intptr_t PCAdj = (CurOp + AddrOperands + 1 != NumOps) ?
       X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags) : 0;
     emitMemModRMByte(MI, FirstMemOp,
-                     X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()),PCAdj);
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()),PCAdj);
     CurOp += AddrOperands + 1;
     if (HasVEX_4VOp3)
       ++CurOp;
-    if (CurOp != NumOps)
-      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
-                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
     break;
   }
 
@@ -1344,7 +1341,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
   case X86II::MRM4r: case X86II::MRM5r:
   case X86II::MRM6r: case X86II::MRM7r: {
     if (HasVEX_4V) // Skip the register dst (which is encoded in VEX_VVVV).
-      CurOp++;
+      ++CurOp;
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp++).getReg(),
                      (Desc->TSFlags & X86II::FormMask)-X86II::MRM0r);
@@ -1381,7 +1378,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
   case X86II::MRM4m: case X86II::MRM5m:
   case X86II::MRM6m: case X86II::MRM7m: {
     if (HasVEX_4V) // Skip the register dst (which is encoded in VEX_VVVV).
-      CurOp++;
+      ++CurOp;
     intptr_t PCAdj = (CurOp + X86::AddrNumOperands != NumOps) ?
       (MI.getOperand(CurOp+X86::AddrNumOperands).isImm() ?
           X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags) : 4) : 0;
@@ -1422,7 +1419,7 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
     MCE.emitByte(BaseOpcode);
     // Duplicate register, used by things like MOV8r0 (aka xor reg,reg).
     emitRegModRMByte(MI.getOperand(CurOp).getReg(),
-                     X86_MC::getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
+                     getX86RegNum(MI.getOperand(CurOp).getReg()));
     ++CurOp;
     break;
 
@@ -1448,6 +1445,33 @@ void Emitter<CodeEmitter>::emitInstruction(MachineInstr &MI,
     break;
   }
 
+  while (CurOp != NumOps && NumOps - CurOp <= 2) {
+    // The last source register of a 4 operand instruction in AVX is encoded
+    // in bits[7:4] of a immediate byte.
+    if ((TSFlags >> X86II::VEXShift) & X86II::VEX_I8IMM) {
+      const MachineOperand &MO = MI.getOperand(HasMemOp4 ? MemOp4_I8IMMOperand
+                                                         : CurOp);
+      ++CurOp;
+      unsigned RegNum = getX86RegNum(MO.getReg()) << 4;
+      if (X86II::isX86_64ExtendedReg(MO.getReg()))
+        RegNum |= 1 << 7;
+      // If there is an additional 5th operand it must be an immediate, which
+      // is encoded in bits[3:0]
+      if (CurOp != NumOps) {
+        const MachineOperand &MIMM = MI.getOperand(CurOp++);
+        if (MIMM.isImm()) {
+          unsigned Val = MIMM.getImm();
+          assert(Val < 16 && "Immediate operand value out of range");
+          RegNum |= Val;
+        }
+      }
+      emitConstant(RegNum, 1);
+    } else {
+      emitConstant(MI.getOperand(CurOp++).getImm(),
+                   X86II::getSizeOfImm(Desc->TSFlags));
+    }
+  }
+
   if (!MI.isVariadic() && CurOp != NumOps) {
 #ifndef NDEBUG
     dbgs() << "Cannot encode all operands of: " << MI << "\n";