Add support for intel SERIALIZE instruction
[deliverable/binutils-gdb.git] / gas / config / tc-i386.c
index b8babed68ba0b96c6df9530582f47f8a4dffe1af..d67532c42230373ad3a3824f4e0d20c44023d233 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /* tc-i386.c -- Assemble code for the Intel 80386
-   Copyright (C) 1989-2019 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1989-2020 Free Software Foundation, Inc.
 
    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
 
 #endif
 #endif
 
-#ifndef REGISTER_WARNINGS
-#define REGISTER_WARNINGS 1
-#endif
-
 #ifndef INFER_ADDR_PREFIX
 #define INFER_ADDR_PREFIX 1
 #endif
@@ -182,6 +178,7 @@ static char *parse_insn (char *, char *);
 static char *parse_operands (char *, const char *);
 static void swap_operands (void);
 static void swap_2_operands (int, int);
+static enum flag_code i386_addressing_mode (void);
 static void optimize_imm (void);
 static void optimize_disp (void);
 static const insn_template *match_template (char);
@@ -353,6 +350,9 @@ struct _i386_insn
     unsigned int prefixes;
     unsigned char prefix[MAX_PREFIXES];
 
+    /* Register is in low 3 bits of opcode.  */
+    bfd_boolean short_form;
+
     /* The operand to a branch insn indicates an absolute branch.  */
     bfd_boolean jumpabsolute;
 
@@ -368,6 +368,9 @@ struct _i386_insn
     /* Has ZMM register operands.  */
     bfd_boolean has_regzmm;
 
+    /* Has GOTPC or TLS relocation.  */
+    bfd_boolean has_gotpc_tls_reloc;
+
     /* RM and SIB are the modrm byte and the sib byte where the
        addressing modes of this insn are encoded.  */
     modrm_byte rm;
@@ -415,7 +418,7 @@ struct _i386_insn
     enum
       {
        vex_encoding_default = 0,
-       vex_encoding_vex2,
+       vex_encoding_vex,
        vex_encoding_vex3,
        vex_encoding_evex
       } vec_encoding;
@@ -562,6 +565,8 @@ static enum flag_code flag_code;
 static unsigned int object_64bit;
 static unsigned int disallow_64bit_reloc;
 static int use_rela_relocations = 0;
+/* __tls_get_addr/___tls_get_addr symbol for TLS.  */
+static const char *tls_get_addr;
 
 #if ((defined (OBJ_MAYBE_COFF) && defined (OBJ_MAYBE_AOUT)) \
      || defined (OBJ_ELF) || defined (OBJ_MAYBE_ELF) \
@@ -592,9 +597,11 @@ static int shared = 0;
    0 if att syntax.  */
 static int intel_syntax = 0;
 
-/* 1 for Intel64 ISA,
-   0 if AMD64 ISA.  */
-static int intel64;
+static enum x86_64_isa
+{
+  amd64 = 1,   /* AMD64 ISA.  */
+  intel64      /* Intel64 ISA.  */
+} isa64;
 
 /* 1 for intel mnemonic,
    0 if att mnemonic.  */
@@ -622,6 +629,43 @@ static int omit_lock_prefix = 0;
    "lock addl $0, (%{re}sp)".  */
 static int avoid_fence = 0;
 
+/* 1 if lfence should be inserted after every load.  */
+static int lfence_after_load = 0;
+
+/* Non-zero if lfence should be inserted before indirect branch.  */
+static enum lfence_before_indirect_branch_kind
+  {
+    lfence_branch_none = 0,
+    lfence_branch_register,
+    lfence_branch_memory,
+    lfence_branch_all
+  }
+lfence_before_indirect_branch;
+
+/* Non-zero if lfence should be inserted before ret.  */
+static enum lfence_before_ret_kind
+  {
+    lfence_before_ret_none = 0,
+    lfence_before_ret_not,
+    lfence_before_ret_or
+  }
+lfence_before_ret;
+
+/* Types of previous instruction is .byte or prefix.  */
+static struct
+  {
+    segT seg;
+    const char *file;
+    const char *name;
+    unsigned int line;
+    enum last_insn_kind
+      {
+       last_insn_other = 0,
+       last_insn_directive,
+       last_insn_prefix
+      } kind;
+  } last_insn;
+
 /* 1 if the assembler should generate relax relocations.  */
 
 static int generate_relax_relocations
@@ -635,6 +679,65 @@ static enum check_kind
   }
 sse_check, operand_check = check_warning;
 
+/* Non-zero if branches should be aligned within power of 2 boundary.  */
+static int align_branch_power = 0;
+
+/* Types of branches to align.  */
+enum align_branch_kind
+  {
+    align_branch_none = 0,
+    align_branch_jcc = 1,
+    align_branch_fused = 2,
+    align_branch_jmp = 3,
+    align_branch_call = 4,
+    align_branch_indirect = 5,
+    align_branch_ret = 6
+  };
+
+/* Type bits of branches to align.  */
+enum align_branch_bit
+  {
+    align_branch_jcc_bit = 1 << align_branch_jcc,
+    align_branch_fused_bit = 1 << align_branch_fused,
+    align_branch_jmp_bit = 1 << align_branch_jmp,
+    align_branch_call_bit = 1 << align_branch_call,
+    align_branch_indirect_bit = 1 << align_branch_indirect,
+    align_branch_ret_bit = 1 << align_branch_ret
+  };
+
+static unsigned int align_branch = (align_branch_jcc_bit
+                                   | align_branch_fused_bit
+                                   | align_branch_jmp_bit);
+
+/* Types of condition jump used by macro-fusion.  */
+enum mf_jcc_kind
+  {
+    mf_jcc_jo = 0,  /* base opcode 0x70  */
+    mf_jcc_jc,      /* base opcode 0x72  */
+    mf_jcc_je,      /* base opcode 0x74  */
+    mf_jcc_jna,     /* base opcode 0x76  */
+    mf_jcc_js,      /* base opcode 0x78  */
+    mf_jcc_jp,      /* base opcode 0x7a  */
+    mf_jcc_jl,      /* base opcode 0x7c  */
+    mf_jcc_jle,     /* base opcode 0x7e  */
+  };
+
+/* Types of compare flag-modifying insntructions used by macro-fusion.  */
+enum mf_cmp_kind
+  {
+    mf_cmp_test_and,  /* test/cmp */
+    mf_cmp_alu_cmp,  /* add/sub/cmp */
+    mf_cmp_incdec  /* inc/dec */
+  };
+
+/* The maximum padding size for fused jcc.  CMP like instruction can
+   be 9 bytes and jcc can be 6 bytes.  Leave room just in case for
+   prefixes.   */
+#define MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE 20
+
+/* The maximum number of prefixes added for an instruction.  */
+static unsigned int align_branch_prefix_size = 5;
+
 /* Optimization:
    1. Clear the REX_W bit with register operand if possible.
    2. Above plus use 128bit vector instruction to clear the full vector
@@ -738,12 +841,19 @@ int x86_cie_data_alignment;
 /* Interface to relax_segment.
    There are 3 major relax states for 386 jump insns because the
    different types of jumps add different sizes to frags when we're
-   figuring out what sort of jump to choose to reach a given label.  */
+   figuring out what sort of jump to choose to reach a given label.
+
+   BRANCH_PADDING, BRANCH_PREFIX and FUSED_JCC_PADDING are used to align
+   branches which are handled by md_estimate_size_before_relax() and
+   i386_generic_table_relax_frag().  */
 
 /* Types.  */
 #define UNCOND_JUMP 0
 #define COND_JUMP 1
 #define COND_JUMP86 2
+#define BRANCH_PADDING 3
+#define BRANCH_PREFIX 4
+#define FUSED_JCC_PADDING 5
 
 /* Sizes.  */
 #define CODE16 1
@@ -916,6 +1026,8 @@ static const arch_entry cpu_arch[] =
     CPU_SSE2_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".sse3"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_SSE3_FLAGS, 0 },
+  { STRING_COMMA_LEN (".sse4a"), PROCESSOR_UNKNOWN,
+    CPU_SSE4A_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".ssse3"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_SSSE3_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".sse4.1"), PROCESSOR_UNKNOWN,
@@ -986,6 +1098,8 @@ static const arch_entry cpu_arch[] =
     CPU_EPT_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".lzcnt"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_LZCNT_FLAGS, 0 },
+  { STRING_COMMA_LEN (".popcnt"), PROCESSOR_UNKNOWN,
+    CPU_POPCNT_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".hle"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_HLE_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".rtm"), PROCESSOR_UNKNOWN,
@@ -1092,10 +1206,14 @@ static const arch_entry cpu_arch[] =
     CPU_AVX512_VP2INTERSECT_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".enqcmd"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_ENQCMD_FLAGS, 0 },
+  { STRING_COMMA_LEN (".serialize"), PROCESSOR_UNKNOWN,
+    CPU_SERIALIZE_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".rdpru"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_RDPRU_FLAGS, 0 },
   { STRING_COMMA_LEN (".mcommit"), PROCESSOR_UNKNOWN,
     CPU_MCOMMIT_FLAGS, 0 },
+  { STRING_COMMA_LEN (".sev_es"), PROCESSOR_UNKNOWN,
+    CPU_SEV_ES_FLAGS, 0 },
 };
 
 static const noarch_entry cpu_noarch[] =
@@ -1110,6 +1228,7 @@ static const noarch_entry cpu_noarch[] =
   { STRING_COMMA_LEN ("nosse"),  CPU_ANY_SSE_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("nosse2"),  CPU_ANY_SSE2_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("nosse3"),  CPU_ANY_SSE3_FLAGS },
+  { STRING_COMMA_LEN ("nosse4a"),  CPU_ANY_SSE4A_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("nossse3"),  CPU_ANY_SSSE3_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("nosse4.1"),  CPU_ANY_SSE4_1_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("nosse4.2"),  CPU_ANY_SSE4_2_FLAGS },
@@ -1138,6 +1257,7 @@ static const noarch_entry cpu_noarch[] =
   { STRING_COMMA_LEN ("noavx512_bf16"), CPU_ANY_AVX512_BF16_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("noavx512_vp2intersect"), CPU_ANY_SHSTK_FLAGS },
   { STRING_COMMA_LEN ("noenqcmd"), CPU_ANY_ENQCMD_FLAGS },
+  { STRING_COMMA_LEN ("noserialize"), CPU_ANY_SERIALIZE_FLAGS },
 };
 
 #ifdef I386COFF
@@ -1384,6 +1504,12 @@ i386_generate_nops (fragS *fragP, char *where, offsetT count, int limit)
     case rs_fill_nop:
     case rs_align_code:
       break;
+    case rs_machine_dependent:
+      /* Allow NOP padding for jumps and calls.  */
+      if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PADDING
+         || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == FUSED_JCC_PADDING)
+       break;
+      /* Fall through.  */
     default:
       return;
     }
@@ -1528,7 +1654,7 @@ i386_generate_nops (fragS *fragP, char *where, offsetT count, int limit)
          return;
        }
     }
-  else
+  else if (fragP->fr_type != rs_machine_dependent)
     fragP->fr_var = count;
 
   if ((count / max_single_nop_size) > max_number_of_nops)
@@ -1767,6 +1893,8 @@ cpu_flags_and_not (i386_cpu_flags x, i386_cpu_flags y)
   return x;
 }
 
+static const i386_cpu_flags avx512 = CPU_ANY_AVX512F_FLAGS;
+
 #define CPU_FLAGS_ARCH_MATCH           0x1
 #define CPU_FLAGS_64BIT_MATCH          0x2
 
@@ -2042,11 +2170,11 @@ match_mem_size (const insn_template *t, unsigned int wanted,
                  here.  Also for v{,p}broadcast*, {,v}pmov{s,z}*, and
                  down-conversion vpmov*.  */
               || ((t->operand_types[wanted].bitfield.class == RegSIMD
-                   && !t->opcode_modifier.broadcast
-                   && (t->operand_types[wanted].bitfield.byte
-                       || t->operand_types[wanted].bitfield.word
-                       || t->operand_types[wanted].bitfield.dword
-                       || t->operand_types[wanted].bitfield.qword))
+                   && t->operand_types[wanted].bitfield.byte
+                      + t->operand_types[wanted].bitfield.word
+                      + t->operand_types[wanted].bitfield.dword
+                      + t->operand_types[wanted].bitfield.qword
+                      > !!t->opcode_modifier.broadcast)
                   ? (i.types[given].bitfield.xmmword
                      || i.types[given].bitfield.ymmword
                      || i.types[given].bitfield.zmmword)
@@ -2109,7 +2237,7 @@ operand_size_match (const insn_template *t)
 
   if (!t->opcode_modifier.d)
     {
-mismatch:
+    mismatch:
       if (!match)
        i.error = operand_size_mismatch;
       return match;
@@ -2164,15 +2292,14 @@ operand_type_match (i386_operand_type overlap,
   if (given.bitfield.baseindex == overlap.bitfield.baseindex)
     return 1;
 
-mismatch:
+ mismatch:
   i.error = operand_type_mismatch;
   return 0;
 }
 
 /* If given types g0 and g1 are registers they must be of the same type
    unless the expected operand type register overlap is null.
-   Memory operand size of certain SIMD instructions is also being checked
-   here.  */
+   Some Intel syntax memory operand size checking also happens here.  */
 
 static INLINE int
 operand_type_register_match (i386_operand_type g0,
@@ -2184,14 +2311,16 @@ operand_type_register_match (i386_operand_type g0,
       && g0.bitfield.class != RegSIMD
       && (!operand_type_check (g0, anymem)
          || g0.bitfield.unspecified
-         || t0.bitfield.class != RegSIMD))
+         || (t0.bitfield.class != Reg
+             && t0.bitfield.class != RegSIMD)))
     return 1;
 
   if (g1.bitfield.class != Reg
       && g1.bitfield.class != RegSIMD
       && (!operand_type_check (g1, anymem)
          || g1.bitfield.unspecified
-         || t1.bitfield.class != RegSIMD))
+         || (t1.bitfield.class != Reg
+             && t1.bitfield.class != RegSIMD)))
     return 1;
 
   if (g0.bitfield.byte == g1.bitfield.byte
@@ -3011,6 +3140,11 @@ md_begin (void)
       x86_dwarf2_return_column = 8;
       x86_cie_data_alignment = -4;
     }
+
+  /* NB: FUSED_JCC_PADDING frag must have sufficient room so that it
+     can be turned into BRANCH_PREFIX frag.  */
+  if (align_branch_prefix_size > MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE)
+    abort ();
 }
 
 void
@@ -3317,7 +3451,6 @@ tc_i386_fix_adjustable (fixS *fixP ATTRIBUTE_UNUSED)
   if (fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_SIZE32
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_SIZE64
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_GOTOFF
-      || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_PLT32
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_GOT32
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_GOT32X
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_TLS_GD
@@ -3330,7 +3463,6 @@ tc_i386_fix_adjustable (fixS *fixP ATTRIBUTE_UNUSED)
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_TLS_LE
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_TLS_GOTDESC
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_386_TLS_DESC_CALL
-      || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_X86_64_PLT32
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_X86_64_GOT32
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_X86_64_GOTPCREL
       || fixP->fx_r_type == BFD_RELOC_X86_64_GOTPCRELX
@@ -3913,13 +4045,13 @@ optimize_encoding (void)
   unsigned int j;
 
   if (optimize_for_space
+      && !is_any_vex_encoding (&i.tm)
       && i.reg_operands == 1
       && i.imm_operands == 1
       && !i.types[1].bitfield.byte
       && i.op[0].imms->X_op == O_constant
       && fits_in_imm7 (i.op[0].imms->X_add_number)
-      && ((i.tm.base_opcode == 0xa8
-          && i.tm.extension_opcode == None)
+      && (i.tm.base_opcode == 0xa8
          || (i.tm.base_opcode == 0xf6
              && i.tm.extension_opcode == 0x0)))
     {
@@ -3932,21 +4064,20 @@ optimize_encoding (void)
          i.types[1].bitfield.byte = 1;
          /* Ignore the suffix.  */
          i.suffix = 0;
-         if (base_regnum >= 4
-             && !(i.op[1].regs->reg_flags & RegRex))
-           {
-             /* Handle SP, BP, SI and DI registers.  */
-             if (i.types[1].bitfield.word)
-               j = 16;
-             else if (i.types[1].bitfield.dword)
-               j = 32;
-             else
-               j = 48;
-             i.op[1].regs -= j;
-           }
+         /* Convert to byte registers.  */
+         if (i.types[1].bitfield.word)
+           j = 16;
+         else if (i.types[1].bitfield.dword)
+           j = 32;
+         else
+           j = 48;
+         if (!(i.op[1].regs->reg_flags & RegRex) && base_regnum < 4)
+           j += 8;
+         i.op[1].regs -= j;
        }
     }
   else if (flag_code == CODE_64BIT
+          && !is_any_vex_encoding (&i.tm)
           && ((i.types[1].bitfield.qword
                && i.reg_operands == 1
                && i.imm_operands == 1
@@ -3955,9 +4086,8 @@ optimize_encoding (void)
                     && i.tm.extension_opcode == None
                     && fits_in_unsigned_long (i.op[0].imms->X_add_number))
                    || (fits_in_imm31 (i.op[0].imms->X_add_number)
-                       && (((i.tm.base_opcode == 0x24
-                             || i.tm.base_opcode == 0xa8)
-                            && i.tm.extension_opcode == None)
+                       && ((i.tm.base_opcode == 0x24
+                            || i.tm.base_opcode == 0xa8)
                            || (i.tm.base_opcode == 0x80
                                && i.tm.extension_opcode == 0x4)
                            || ((i.tm.base_opcode == 0xf6
@@ -3969,13 +4099,11 @@ optimize_encoding (void)
               || (i.types[0].bitfield.qword
                   && ((i.reg_operands == 2
                        && i.op[0].regs == i.op[1].regs
-                       && ((i.tm.base_opcode == 0x30
-                            || i.tm.base_opcode == 0x28)
-                           && i.tm.extension_opcode == None))
+                       && (i.tm.base_opcode == 0x30
+                           || i.tm.base_opcode == 0x28))
                       || (i.reg_operands == 1
                           && i.operands == 1
-                          && i.tm.base_opcode == 0x30
-                          && i.tm.extension_opcode == None)))))
+                          && i.tm.base_opcode == 0x30)))))
     {
       /* Optimize: -O:
           andq $imm31, %r64   -> andl $imm31, %r32
@@ -4009,13 +4137,13 @@ optimize_encoding (void)
              i.tm.base_opcode = 0xb8;
              i.tm.extension_opcode = None;
              i.tm.opcode_modifier.w = 0;
-             i.tm.opcode_modifier.shortform = 1;
              i.tm.opcode_modifier.modrm = 0;
            }
        }
     }
   else if (optimize > 1
           && !optimize_for_space
+          && !is_any_vex_encoding (&i.tm)
           && i.reg_operands == 2
           && i.op[0].regs == i.op[1].regs
           && ((i.tm.base_opcode & ~(Opcode_D | 1)) == 0x8
@@ -4208,6 +4336,283 @@ optimize_encoding (void)
     }
 }
 
+/* Return non-zero for load instruction.  */
+
+static int
+load_insn_p (void)
+{
+  unsigned int dest;
+  int any_vex_p = is_any_vex_encoding (&i.tm);
+  unsigned int base_opcode = i.tm.base_opcode | 1;
+
+  if (!any_vex_p)
+    {
+      /* lea  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0x8d)
+       return 0;
+
+      /* pop  */
+      if ((i.tm.base_opcode & ~7) == 0x58
+         || (i.tm.base_opcode == 0x8f && i.tm.extension_opcode == 0))
+       return 1;
+
+      /* movs, cmps, lods, scas.  */
+      if ((i.tm.base_opcode | 0xb) == 0xaf)
+       return 1;
+
+      /* outs */
+      if (base_opcode == 0x6f)
+       return 1;
+    }
+
+  /* No memory operand.  */
+  if (!i.mem_operands)
+    return 0;
+
+  if (any_vex_p)
+    {
+      /* vldmxcsr.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xae
+         && i.tm.opcode_modifier.vex
+         && i.tm.opcode_modifier.vexopcode == VEX0F
+         && i.tm.extension_opcode == 2)
+       return 1;
+    }
+  else
+    {
+      /* test, not, neg, mul, imul, div, idiv.  */
+      if ((i.tm.base_opcode == 0xf6 || i.tm.base_opcode == 0xf7)
+         && i.tm.extension_opcode != 1)
+       return 1;
+
+      /* inc, dec.  */
+      if (base_opcode == 0xff && i.tm.extension_opcode <= 1)
+       return 1;
+
+      /* add, or, adc, sbb, and, sub, xor, cmp.  */
+      if (i.tm.base_opcode >= 0x80 && i.tm.base_opcode <= 0x83)
+       return 1;
+
+      /* bt, bts, btr, btc.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xfba
+         && (i.tm.extension_opcode >= 4 && i.tm.extension_opcode <= 7))
+       return 1;
+
+      /* rol, ror, rcl, rcr, shl/sal, shr, sar. */
+      if ((base_opcode == 0xc1
+          || (i.tm.base_opcode >= 0xd0 && i.tm.base_opcode <= 0xd3))
+         && i.tm.extension_opcode != 6)
+       return 1;
+
+      /* cmpxchg8b, cmpxchg16b, xrstors.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xfc7
+         && (i.tm.extension_opcode == 1 || i.tm.extension_opcode == 3))
+       return 1;
+
+      /* fxrstor, ldmxcsr, xrstor.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xfae
+         && (i.tm.extension_opcode == 1
+             || i.tm.extension_opcode == 2
+             || i.tm.extension_opcode == 5))
+       return 1;
+
+      /* lgdt, lidt, lmsw.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xf01
+         && (i.tm.extension_opcode == 2
+             || i.tm.extension_opcode == 3
+             || i.tm.extension_opcode == 6))
+       return 1;
+
+      /* vmptrld */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xfc7
+         && i.tm.extension_opcode == 6)
+       return 1;
+
+      /* Check for x87 instructions.  */
+      if (i.tm.base_opcode >= 0xd8 && i.tm.base_opcode <= 0xdf)
+       {
+         /* Skip fst, fstp, fstenv, fstcw.  */
+         if (i.tm.base_opcode == 0xd9
+             && (i.tm.extension_opcode == 2
+                 || i.tm.extension_opcode == 3
+                 || i.tm.extension_opcode == 6
+                 || i.tm.extension_opcode == 7))
+           return 0;
+
+         /* Skip fisttp, fist, fistp, fstp.  */
+         if (i.tm.base_opcode == 0xdb
+             && (i.tm.extension_opcode == 1
+                 || i.tm.extension_opcode == 2
+                 || i.tm.extension_opcode == 3
+                 || i.tm.extension_opcode == 7))
+           return 0;
+
+         /* Skip fisttp, fst, fstp, fsave, fstsw.  */
+         if (i.tm.base_opcode == 0xdd
+             && (i.tm.extension_opcode == 1
+                 || i.tm.extension_opcode == 2
+                 || i.tm.extension_opcode == 3
+                 || i.tm.extension_opcode == 6
+                 || i.tm.extension_opcode == 7))
+           return 0;
+
+         /* Skip fisttp, fist, fistp, fbstp, fistp.  */
+         if (i.tm.base_opcode == 0xdf
+             && (i.tm.extension_opcode == 1
+                 || i.tm.extension_opcode == 2
+                 || i.tm.extension_opcode == 3
+                 || i.tm.extension_opcode == 6
+                 || i.tm.extension_opcode == 7))
+           return 0;
+
+         return 1;
+       }
+    }
+
+  dest = i.operands - 1;
+
+  /* Check fake imm8 operand and 3 source operands.  */
+  if ((i.tm.opcode_modifier.immext
+       || i.tm.opcode_modifier.vexsources == VEX3SOURCES)
+      && i.types[dest].bitfield.imm8)
+    dest--;
+
+  /* add, or, adc, sbb, and, sub, xor, cmp, test, xchg, xadd  */
+  if (!any_vex_p
+      && (base_opcode == 0x1
+         || base_opcode == 0x9
+         || base_opcode == 0x11
+         || base_opcode == 0x19
+         || base_opcode == 0x21
+         || base_opcode == 0x29
+         || base_opcode == 0x31
+         || base_opcode == 0x39
+         || (i.tm.base_opcode >= 0x84 && i.tm.base_opcode <= 0x87)
+         || base_opcode == 0xfc1))
+    return 1;
+
+  /* Check for load instruction.  */
+  return (i.types[dest].bitfield.class != ClassNone
+         || i.types[dest].bitfield.instance == Accum);
+}
+
+/* Output lfence, 0xfaee8, after instruction.  */
+
+static void
+insert_lfence_after (void)
+{
+  if (lfence_after_load && load_insn_p ())
+    {
+      char *p = frag_more (3);
+      *p++ = 0xf;
+      *p++ = 0xae;
+      *p = 0xe8;
+    }
+}
+
+/* Output lfence, 0xfaee8, before instruction.  */
+
+static void
+insert_lfence_before (void)
+{
+  char *p;
+
+  if (is_any_vex_encoding (&i.tm))
+    return;
+
+  if (i.tm.base_opcode == 0xff
+      && (i.tm.extension_opcode == 2 || i.tm.extension_opcode == 4))
+    {
+      /* Insert lfence before indirect branch if needed.  */
+
+      if (lfence_before_indirect_branch == lfence_branch_none)
+       return;
+
+      if (i.operands != 1)
+       abort ();
+
+      if (i.reg_operands == 1)
+       {
+         /* Indirect branch via register.  Don't insert lfence with
+            -mlfence-after-load=yes.  */
+         if (lfence_after_load
+             || lfence_before_indirect_branch == lfence_branch_memory)
+           return;
+       }
+      else if (i.mem_operands == 1
+              && lfence_before_indirect_branch != lfence_branch_register)
+       {
+         as_warn (_("indirect `%s` with memory operand should be avoided"),
+                  i.tm.name);
+         return;
+       }
+      else
+       return;
+
+      if (last_insn.kind != last_insn_other
+         && last_insn.seg == now_seg)
+       {
+         as_warn_where (last_insn.file, last_insn.line,
+                        _("`%s` skips -mlfence-before-indirect-branch on `%s`"),
+                        last_insn.name, i.tm.name);
+         return;
+       }
+
+      p = frag_more (3);
+      *p++ = 0xf;
+      *p++ = 0xae;
+      *p = 0xe8;
+      return;
+    }
+
+  /* Output or/not and lfence before ret.  */
+  if (lfence_before_ret != lfence_before_ret_none
+      && (i.tm.base_opcode == 0xc2
+         || i.tm.base_opcode == 0xc3
+         || i.tm.base_opcode == 0xca
+         || i.tm.base_opcode == 0xcb))
+    {
+      if (last_insn.kind != last_insn_other
+         && last_insn.seg == now_seg)
+       {
+         as_warn_where (last_insn.file, last_insn.line,
+                        _("`%s` skips -mlfence-before-ret on `%s`"),
+                        last_insn.name, i.tm.name);
+         return;
+       }
+      if (lfence_before_ret == lfence_before_ret_or)
+       {
+         /* orl: 0x830c2400.  */
+         p = frag_more ((flag_code == CODE_64BIT ? 1 : 0) + 4 + 3);
+         if (flag_code == CODE_64BIT)
+           *p++ = 0x48;
+         *p++ = 0x83;
+         *p++ = 0xc;
+         *p++ = 0x24;
+         *p++ = 0x0;
+       }
+      else
+       {
+         p = frag_more ((flag_code == CODE_64BIT ? 2 : 0) + 6 + 3);
+         /* notl: 0xf71424.  */
+         if (flag_code == CODE_64BIT)
+           *p++ = 0x48;
+         *p++ = 0xf7;
+         *p++ = 0x14;
+         *p++ = 0x24;
+         /* notl: 0xf71424.  */
+         if (flag_code == CODE_64BIT)
+           *p++ = 0x48;
+         *p++ = 0xf7;
+         *p++ = 0x14;
+         *p++ = 0x24;
+       }
+      *p++ = 0xf;
+      *p++ = 0xae;
+      *p = 0xe8;
+    }
+}
+
 /* This is the guts of the machine-dependent assembler.  LINE points to a
    machine dependent instruction.  This function is supposed to emit
    the frags/bytes it assembles to.  */
@@ -4246,14 +4651,19 @@ md_assemble (char *line)
   /* Now we've parsed the mnemonic into a set of templates, and have the
      operands at hand.  */
 
-  /* All intel opcodes have reversed operands except for "bound" and
-     "enter".  We also don't reverse intersegment "jmp" and "call"
-     instructions with 2 immediate operands so that the immediate segment
-     precedes the offset, as it does when in AT&T mode. */
+  /* All Intel opcodes have reversed operands except for "bound", "enter",
+     "monitor*", "mwait*", "tpause", and "umwait".  We also don't reverse
+     intersegment "jmp" and "call" instructions with 2 immediate operands so
+     that the immediate segment precedes the offset, as it does when in AT&T
+     mode.  */
   if (intel_syntax
       && i.operands > 1
       && (strcmp (mnemonic, "bound") != 0)
       && (strcmp (mnemonic, "invlpga") != 0)
+      && (strncmp (mnemonic, "monitor", 7) != 0)
+      && (strncmp (mnemonic, "mwait", 5) != 0)
+      && (strcmp (mnemonic, "tpause") != 0)
+      && (strcmp (mnemonic, "umwait") != 0)
       && !(operand_type_check (i.types[0], imm)
           && operand_type_check (i.types[1], imm)))
     swap_operands ();
@@ -4286,14 +4696,17 @@ md_assemble (char *line)
   if (sse_check != check_none
       && !i.tm.opcode_modifier.noavx
       && !i.tm.cpu_flags.bitfield.cpuavx
+      && !i.tm.cpu_flags.bitfield.cpuavx512f
       && (i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse2
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse3
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpussse3
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse4_1
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse4_2
+         || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusse4a
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpupclmul
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpuaes
+         || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpusha
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpugfni))
     {
       (sse_check == check_warning
@@ -4301,22 +4714,6 @@ md_assemble (char *line)
        : as_bad) (_("SSE instruction `%s' is used"), i.tm.name);
     }
 
-  /* Zap movzx and movsx suffix.  The suffix has been set from
-     "word ptr" or "byte ptr" on the source operand in Intel syntax
-     or extracted from mnemonic in AT&T syntax.  But we'll use
-     the destination register to choose the suffix for encoding.  */
-  if ((i.tm.base_opcode & ~9) == 0x0fb6)
-    {
-      /* In Intel syntax, there must be a suffix.  In AT&T syntax, if
-        there is no suffix, the default will be byte extension.  */
-      if (i.reg_operands != 2
-         && !i.suffix
-         && intel_syntax)
-       as_bad (_("ambiguous operand size for `%s'"), i.tm.name);
-
-      i.suffix = 0;
-    }
-
   if (i.tm.opcode_modifier.fwait)
     if (!add_prefix (FWAIT_OPCODE))
       return;
@@ -4472,9 +4869,6 @@ md_assemble (char *line)
       i.op[0].disps->X_op = O_symbol;
     }
 
-  if (i.tm.opcode_modifier.rex64)
-    i.rex |= REX_W;
-
   /* For 8 bit registers we need an empty rex prefix.  Also if the
      instruction already has a prefix, we need to convert old
      registers to new ones.  */
@@ -4496,6 +4890,7 @@ md_assemble (char *line)
          if (i.types[x].bitfield.class == Reg && i.types[x].bitfield.byte
              && (i.op[x].regs->reg_flags & RegRex64) == 0)
            {
+             gas_assert (!(i.op[x].regs->reg_flags & RegRex));
              /* In case it is "hi" register, give up.  */
              if (i.op[x].regs->reg_num > 3)
                as_bad (_("can't encode register '%s%s' in an "
@@ -4514,7 +4909,7 @@ md_assemble (char *line)
   if (i.rex == 0 && i.rex_encoding)
     {
       /* Check if we can add a REX_OPCODE byte.  Look for 8 bit operand
-         that uses legacy register.  If it is "hi" register, don't add
+        that uses legacy register.  If it is "hi" register, don't add
         the REX_OPCODE byte.  */
       int x;
       for (x = 0; x < 2; x++)
@@ -4523,6 +4918,7 @@ md_assemble (char *line)
            && (i.op[x].regs->reg_flags & RegRex64) == 0
            && i.op[x].regs->reg_num > 3)
          {
+           gas_assert (!(i.op[x].regs->reg_flags & RegRex));
            i.rex_encoding = FALSE;
            break;
          }
@@ -4534,8 +4930,23 @@ md_assemble (char *line)
   if (i.rex != 0)
     add_prefix (REX_OPCODE | i.rex);
 
+  insert_lfence_before ();
+
   /* We are ready to output the insn.  */
   output_insn ();
+
+  insert_lfence_after ();
+
+  last_insn.seg = now_seg;
+
+  if (i.tm.opcode_modifier.isprefix)
+    {
+      last_insn.kind = last_insn_prefix;
+      last_insn.name = i.tm.name;
+      last_insn.file = as_where (&last_insn.line);
+    }
+  else
+    last_insn.kind = last_insn_other;
 }
 
 static char *
@@ -4632,8 +5043,8 @@ parse_insn (char *line, char *mnemonic)
                  i.dir_encoding = dir_encoding_store;
                  break;
                case 0x4:
-                 /* {vex2} */
-                 i.vec_encoding = vex_encoding_vex2;
+                 /* {vex} */
+                 i.vec_encoding = vex_encoding_vex;
                  break;
                case 0x5:
                  /* {vex3} */
@@ -4710,7 +5121,7 @@ parse_insn (char *line, char *mnemonic)
 
   if (!current_templates)
     {
-check_suffix:
+    check_suffix:
       if (mnem_p > mnemonic)
        {
          /* See if we can get a match by trimming off a suffix.  */
@@ -5278,7 +5689,6 @@ check_VecOperands (const insn_template *t)
 {
   unsigned int op;
   i386_cpu_flags cpu;
-  static const i386_cpu_flags avx512 = CPU_ANY_AVX512F_FLAGS;
 
   /* Templates allowing for ZMMword as well as YMMword and/or XMMword for
      any one operand are implicity requiring AVX512VL support if the actual
@@ -5429,6 +5839,16 @@ check_VecOperands (const insn_template *t)
        }
 
       overlap = operand_type_and (type, t->operand_types[op]);
+      if (t->operand_types[op].bitfield.class == RegSIMD
+         && t->operand_types[op].bitfield.byte
+            + t->operand_types[op].bitfield.word
+            + t->operand_types[op].bitfield.dword
+            + t->operand_types[op].bitfield.qword > 1)
+       {
+         overlap.bitfield.xmmword = 0;
+         overlap.bitfield.ymmword = 0;
+         overlap.bitfield.zmmword = 0;
+       }
       if (operand_type_all_zero (&overlap))
          goto bad_broadcast;
 
@@ -5655,9 +6075,7 @@ match_template (char mnem_suffix)
   i386_opcode_modifier suffix_check;
   i386_operand_type operand_types [MAX_OPERANDS];
   int addr_prefix_disp;
-  unsigned int j;
-  unsigned int found_cpu_match, size_match;
-  unsigned int check_register;
+  unsigned int j, size_match, check_register;
   enum i386_error specific_error = 0;
 
 #if MAX_OPERANDS != 5
@@ -5709,9 +6127,7 @@ match_template (char mnem_suffix)
 
       /* Check processor support.  */
       i.error = unsupported;
-      found_cpu_match = (cpu_flags_match (t)
-                        == CPU_FLAGS_PERFECT_MATCH);
-      if (!found_cpu_match)
+      if (cpu_flags_match (t) != CPU_FLAGS_PERFECT_MATCH)
        continue;
 
       /* Check AT&T mnemonic.   */
@@ -5719,14 +6135,32 @@ match_template (char mnem_suffix)
       if (intel_mnemonic && t->opcode_modifier.attmnemonic)
        continue;
 
-      /* Check AT&T/Intel syntax and Intel64/AMD64 ISA.   */
+      /* Check AT&T/Intel syntax.  */
       i.error = unsupported_syntax;
       if ((intel_syntax && t->opcode_modifier.attsyntax)
-         || (!intel_syntax && t->opcode_modifier.intelsyntax)
-         || (intel64 && t->opcode_modifier.amd64)
-         || (!intel64 && t->opcode_modifier.intel64))
+         || (!intel_syntax && t->opcode_modifier.intelsyntax))
        continue;
 
+      /* Check Intel64/AMD64 ISA.   */
+      switch (isa64)
+       {
+       default:
+         /* Default: Don't accept Intel64.  */
+         if (t->opcode_modifier.isa64 == INTEL64)
+           continue;
+         break;
+       case amd64:
+         /* -mamd64: Don't accept Intel64 and Intel64 only.  */
+         if (t->opcode_modifier.isa64 >= INTEL64)
+           continue;
+         break;
+       case intel64:
+         /* -mintel64: Don't accept AMD64.  */
+         if (t->opcode_modifier.isa64 == AMD64 && flag_code == CODE_64BIT)
+           continue;
+         break;
+       }
+
       /* Check the suffix.  */
       i.error = invalid_instruction_suffix;
       if ((t->opcode_modifier.no_bsuf && suffix_check.no_bsuf)
@@ -5756,89 +6190,79 @@ match_template (char mnem_suffix)
       for (j = 0; j < MAX_OPERANDS; j++)
        operand_types[j] = t->operand_types[j];
 
-      /* In general, don't allow 64-bit operands in 32-bit mode.  */
-      if (i.suffix == QWORD_MNEM_SUFFIX
-         && flag_code != CODE_64BIT
+      /* In general, don't allow
+        - 64-bit operands outside of 64-bit mode,
+        - 32-bit operands on pre-386.  */
+      j = i.imm_operands + (t->operands > i.imm_operands + 1);
+      if (((i.suffix == QWORD_MNEM_SUFFIX
+           && flag_code != CODE_64BIT
+           && (t->base_opcode != 0x0fc7
+               || t->extension_opcode != 1 /* cmpxchg8b */))
+          || (i.suffix == LONG_MNEM_SUFFIX
+              && !cpu_arch_flags.bitfield.cpui386))
          && (intel_syntax
-             ? (!t->opcode_modifier.ignoresize
-                && !t->opcode_modifier.broadcast
+             ? (t->opcode_modifier.mnemonicsize != IGNORESIZE
                 && !intel_float_operand (t->name))
              : intel_float_operand (t->name) != 2)
-         && ((operand_types[0].bitfield.class != RegMMX
-              && operand_types[0].bitfield.class != RegSIMD)
-             || (operand_types[t->operands > 1].bitfield.class != RegMMX
-                 && operand_types[t->operands > 1].bitfield.class != RegSIMD))
-         && (t->base_opcode != 0x0fc7
-             || t->extension_opcode != 1 /* cmpxchg8b */))
-       continue;
-
-      /* In general, don't allow 32-bit operands on pre-386.  */
-      else if (i.suffix == LONG_MNEM_SUFFIX
-              && !cpu_arch_flags.bitfield.cpui386
-              && (intel_syntax
-                  ? (!t->opcode_modifier.ignoresize
-                     && !intel_float_operand (t->name))
-                  : intel_float_operand (t->name) != 2)
-              && ((operand_types[0].bitfield.class != RegMMX
-                   && operand_types[0].bitfield.class != RegSIMD)
-                  || (operand_types[t->operands > 1].bitfield.class != RegMMX
-                      && operand_types[t->operands > 1].bitfield.class
-                         != RegSIMD)))
+         && (t->operands == i.imm_operands
+             || (operand_types[i.imm_operands].bitfield.class != RegMMX
+              && operand_types[i.imm_operands].bitfield.class != RegSIMD
+              && operand_types[i.imm_operands].bitfield.class != RegMask)
+             || (operand_types[j].bitfield.class != RegMMX
+                 && operand_types[j].bitfield.class != RegSIMD
+                 && operand_types[j].bitfield.class != RegMask))
+         && !t->opcode_modifier.vecsib)
        continue;
 
       /* Do not verify operands when there are none.  */
-      else
-       {
-         if (!t->operands)
-           /* We've found a match; break out of loop.  */
-           break;
-       }
+      if (!t->operands)
+       /* We've found a match; break out of loop.  */
+       break;
 
-      /* Address size prefix will turn Disp64/Disp32/Disp16 operand
-        into Disp32/Disp16/Disp32 operand.  */
-      if (i.prefix[ADDR_PREFIX] != 0)
-         {
-           /* There should be only one Disp operand.  */
-           switch (flag_code)
-           {
-           case CODE_16BIT:
-             for (j = 0; j < MAX_OPERANDS; j++)
-               {
-                 if (operand_types[j].bitfield.disp16)
-                   {
-                     addr_prefix_disp = j;
-                     operand_types[j].bitfield.disp32 = 1;
-                     operand_types[j].bitfield.disp16 = 0;
-                     break;
-                   }
-               }
+      if (!t->opcode_modifier.jump
+         || t->opcode_modifier.jump == JUMP_ABSOLUTE)
+       {
+         /* There should be only one Disp operand.  */
+         for (j = 0; j < MAX_OPERANDS; j++)
+           if (operand_type_check (operand_types[j], disp))
              break;
-           case CODE_32BIT:
-             for (j = 0; j < MAX_OPERANDS; j++)
+         if (j < MAX_OPERANDS)
+           {
+             bfd_boolean override = (i.prefix[ADDR_PREFIX] != 0);
+
+             addr_prefix_disp = j;
+
+             /* Address size prefix will turn Disp64/Disp32S/Disp32/Disp16
+                operand into Disp32/Disp32/Disp16/Disp32 operand.  */
+             switch (flag_code)
                {
-                 if (operand_types[j].bitfield.disp32)
+               case CODE_16BIT:
+                 override = !override;
+                 /* Fall through.  */
+               case CODE_32BIT:
+                 if (operand_types[j].bitfield.disp32
+                     && operand_types[j].bitfield.disp16)
                    {
-                     addr_prefix_disp = j;
-                     operand_types[j].bitfield.disp32 = 0;
-                     operand_types[j].bitfield.disp16 = 1;
-                     break;
+                     operand_types[j].bitfield.disp16 = override;
+                     operand_types[j].bitfield.disp32 = !override;
                    }
-               }
-             break;
-           case CODE_64BIT:
-             for (j = 0; j < MAX_OPERANDS; j++)
-               {
-                 if (operand_types[j].bitfield.disp64)
+                 operand_types[j].bitfield.disp32s = 0;
+                 operand_types[j].bitfield.disp64 = 0;
+                 break;
+
+               case CODE_64BIT:
+                 if (operand_types[j].bitfield.disp32s
+                     || operand_types[j].bitfield.disp64)
                    {
-                     addr_prefix_disp = j;
-                     operand_types[j].bitfield.disp64 = 0;
-                     operand_types[j].bitfield.disp32 = 1;
-                     break;
+                     operand_types[j].bitfield.disp64 &= !override;
+                     operand_types[j].bitfield.disp32s &= !override;
+                     operand_types[j].bitfield.disp32 = override;
                    }
+                 operand_types[j].bitfield.disp16 = 0;
+                 break;
                }
-             break;
            }
-         }
+       }
 
       /* Force 0x8b encoding for "mov foo@GOT, %eax".  */
       if (i.reloc[0] == BFD_RELOC_386_GOT32 && t->base_opcode == 0xa0)
@@ -5936,7 +6360,7 @@ match_template (char mnem_suffix)
              if (!t->opcode_modifier.d)
                continue;
 
-check_reverse:
+           check_reverse:
              if (!(size_match & MATCH_REVERSE))
                continue;
              /* Try reversing direction of operands.  */
@@ -6035,8 +6459,6 @@ check_reverse:
          /* Found either forward/reverse 2, 3 or 4 operand match here:
             slip through to break.  */
        }
-      if (!found_cpu_match)
-       continue;
 
       /* Check if vector and VEX operands are valid.  */
       if (check_VecOperands (t) || VEX_check_operands (t))
@@ -6134,7 +6556,7 @@ check_reverse:
        as_warn (_("indirect %s without `*'"), t->name);
 
       if (t->opcode_modifier.isprefix
-         && t->opcode_modifier.ignoresize)
+         && t->opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE)
        {
          /* Warn them that a data or address size prefix doesn't
             affect assembly of the next line of code.  */
@@ -6208,8 +6630,23 @@ process_suffix (void)
   else if (i.tm.opcode_modifier.size == SIZE64)
     i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
   else if (i.reg_operands
-          && (i.operands > 1 || i.types[0].bitfield.class == Reg))
+          && (i.operands > 1 || i.types[0].bitfield.class == Reg)
+          && !i.tm.opcode_modifier.addrprefixopreg)
     {
+      unsigned int numop = i.operands;
+
+      /* movsx/movzx want only their source operand considered here, for the
+        ambiguity checking below.  The suffix will be replaced afterwards
+        to represent the destination (register).  */
+      if (((i.tm.base_opcode | 8) == 0xfbe && i.tm.opcode_modifier.w)
+         || (i.tm.base_opcode == 0x63 && i.tm.cpu_flags.bitfield.cpu64))
+       --i.operands;
+
+      /* crc32 needs REX.W set regardless of suffix / source operand size.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xf20f38f0
+          && i.tm.operand_types[1].bitfield.qword)
+        i.rex |= REX_W;
+
       /* If there's no instruction mnemonic suffix we try to invent one
         based on GPR operands.  */
       if (!i.suffix)
@@ -6218,55 +6655,37 @@ process_suffix (void)
             Destination register type is more significant than source
             register type.  crc32 in SSE4.2 prefers source register
             type. */
-         if (i.tm.base_opcode == 0xf20f38f0
-             && i.types[0].bitfield.class == Reg)
-           {
-             if (i.types[0].bitfield.byte)
-               i.suffix = BYTE_MNEM_SUFFIX;
-             else if (i.types[0].bitfield.word)
-               i.suffix = WORD_MNEM_SUFFIX;
-             else if (i.types[0].bitfield.dword)
-               i.suffix = LONG_MNEM_SUFFIX;
-             else if (i.types[0].bitfield.qword)
-               i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
-           }
-
-         if (!i.suffix)
-           {
-             int op;
+         unsigned int op = i.tm.base_opcode != 0xf20f38f0 ? i.operands : 1;
 
-             if (i.tm.base_opcode == 0xf20f38f0)
-               {
-                 /* We have to know the operand size for crc32.  */
-                 as_bad (_("ambiguous memory operand size for `%s`"),
-                         i.tm.name);
-                 return 0;
-               }
+         while (op--)
+           if (i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == InstanceNone
+               || i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == Accum)
+             {
+               if (i.types[op].bitfield.class != Reg)
+                 continue;
+               if (i.types[op].bitfield.byte)
+                 i.suffix = BYTE_MNEM_SUFFIX;
+               else if (i.types[op].bitfield.word)
+                 i.suffix = WORD_MNEM_SUFFIX;
+               else if (i.types[op].bitfield.dword)
+                 i.suffix = LONG_MNEM_SUFFIX;
+               else if (i.types[op].bitfield.qword)
+                 i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
+               else
+                 continue;
+               break;
+             }
 
-             for (op = i.operands; --op >= 0;)
-               if (i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == InstanceNone
-                   || i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == Accum)
-                 {
-                   if (i.types[op].bitfield.class != Reg)
-                     continue;
-                   if (i.types[op].bitfield.byte)
-                     i.suffix = BYTE_MNEM_SUFFIX;
-                   else if (i.types[op].bitfield.word)
-                     i.suffix = WORD_MNEM_SUFFIX;
-                   else if (i.types[op].bitfield.dword)
-                     i.suffix = LONG_MNEM_SUFFIX;
-                   else if (i.types[op].bitfield.qword)
-                     i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
-                   else
-                     continue;
-                   break;
-                 }
-           }
+         /* As an exception, movsx/movzx silently default to a byte source
+            in AT&T mode.  */
+         if ((i.tm.base_opcode | 8) == 0xfbe && i.tm.opcode_modifier.w
+             && !i.suffix && !intel_syntax)
+           i.suffix = BYTE_MNEM_SUFFIX;
        }
       else if (i.suffix == BYTE_MNEM_SUFFIX)
        {
          if (intel_syntax
-             && i.tm.opcode_modifier.ignoresize
+             && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE
              && i.tm.opcode_modifier.no_bsuf)
            i.suffix = 0;
          else if (!check_byte_reg ())
@@ -6275,7 +6694,7 @@ process_suffix (void)
       else if (i.suffix == LONG_MNEM_SUFFIX)
        {
          if (intel_syntax
-             && i.tm.opcode_modifier.ignoresize
+             && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE
              && i.tm.opcode_modifier.no_lsuf
              && !i.tm.opcode_modifier.todword
              && !i.tm.opcode_modifier.toqword)
@@ -6286,7 +6705,7 @@ process_suffix (void)
       else if (i.suffix == QWORD_MNEM_SUFFIX)
        {
          if (intel_syntax
-             && i.tm.opcode_modifier.ignoresize
+             && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE
              && i.tm.opcode_modifier.no_qsuf
              && !i.tm.opcode_modifier.todword
              && !i.tm.opcode_modifier.toqword)
@@ -6297,24 +6716,24 @@ process_suffix (void)
       else if (i.suffix == WORD_MNEM_SUFFIX)
        {
          if (intel_syntax
-             && i.tm.opcode_modifier.ignoresize
+             && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE
              && i.tm.opcode_modifier.no_wsuf)
            i.suffix = 0;
          else if (!check_word_reg ())
            return 0;
        }
-      else if (intel_syntax && i.tm.opcode_modifier.ignoresize)
+      else if (intel_syntax
+              && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == IGNORESIZE)
        /* Do nothing if the instruction is going to ignore the prefix.  */
        ;
       else
        abort ();
+
+      /* Undo the movsx/movzx change done above.  */
+      i.operands = numop;
     }
-  else if (i.tm.opcode_modifier.defaultsize
-          && !i.suffix
-          /* exclude fldenv/frstor/fsave/fstenv */
-          && i.tm.opcode_modifier.no_ssuf
-          /* exclude sysret */
-          && i.tm.base_opcode != 0x0f07)
+  else if (i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize == DEFAULTSIZE
+          && !i.suffix)
     {
       i.suffix = stackop_size;
       if (stackop_size == LONG_MNEM_SUFFIX)
@@ -6335,8 +6754,7 @@ process_suffix (void)
                     i.tm.name);
        }
     }
-  else if (intel_syntax
-          && !i.suffix
+  else if (!i.suffix
           && (i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP_ABSOLUTE
               || i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP_BYTE
               || i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP_INTERSEGMENT
@@ -6363,45 +6781,152 @@ process_suffix (void)
        }
     }
 
-  if (!i.suffix)
-    {
-      if (!intel_syntax)
+  if (!i.suffix
+      && (i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize != DEFAULTSIZE
+         /* Also cover lret/retf/iret in 64-bit mode.  */
+         || (flag_code == CODE_64BIT
+             && !i.tm.opcode_modifier.no_lsuf
+             && !i.tm.opcode_modifier.no_qsuf))
+      && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize != IGNORESIZE
+      /* Accept FLDENV et al without suffix.  */
+      && (i.tm.opcode_modifier.no_ssuf || i.tm.opcode_modifier.floatmf))
+    {
+      unsigned int suffixes, evex = 0;
+
+      suffixes = !i.tm.opcode_modifier.no_bsuf;
+      if (!i.tm.opcode_modifier.no_wsuf)
+       suffixes |= 1 << 1;
+      if (!i.tm.opcode_modifier.no_lsuf)
+       suffixes |= 1 << 2;
+      if (!i.tm.opcode_modifier.no_ldsuf)
+       suffixes |= 1 << 3;
+      if (!i.tm.opcode_modifier.no_ssuf)
+       suffixes |= 1 << 4;
+      if (flag_code == CODE_64BIT && !i.tm.opcode_modifier.no_qsuf)
+       suffixes |= 1 << 5;
+
+      /* For [XYZ]MMWORD operands inspect operand sizes.  While generally
+        also suitable for AT&T syntax mode, it was requested that this be
+        restricted to just Intel syntax.  */
+      if (intel_syntax && is_any_vex_encoding (&i.tm) && !i.broadcast)
        {
-         if (i.tm.opcode_modifier.w)
+         unsigned int op;
+
+         for (op = 0; op < i.tm.operands; ++op)
            {
-             as_bad (_("no instruction mnemonic suffix given and "
-                       "no register operands; can't size instruction"));
-             return 0;
+             if (is_evex_encoding (&i.tm)
+                 && !cpu_arch_flags.bitfield.cpuavx512vl)
+               {
+                 if (i.tm.operand_types[op].bitfield.ymmword)
+                   i.tm.operand_types[op].bitfield.xmmword = 0;
+                 if (i.tm.operand_types[op].bitfield.zmmword)
+                   i.tm.operand_types[op].bitfield.ymmword = 0;
+                 if (!i.tm.opcode_modifier.evex
+                     || i.tm.opcode_modifier.evex == EVEXDYN)
+                   i.tm.opcode_modifier.evex = EVEX512;
+               }
+
+             if (i.tm.operand_types[op].bitfield.xmmword
+                 + i.tm.operand_types[op].bitfield.ymmword
+                 + i.tm.operand_types[op].bitfield.zmmword < 2)
+               continue;
+
+             /* Any properly sized operand disambiguates the insn.  */
+             if (i.types[op].bitfield.xmmword
+                 || i.types[op].bitfield.ymmword
+                 || i.types[op].bitfield.zmmword)
+               {
+                 suffixes &= ~(7 << 6);
+                 evex = 0;
+                 break;
+               }
+
+             if ((i.flags[op] & Operand_Mem)
+                 && i.tm.operand_types[op].bitfield.unspecified)
+               {
+                 if (i.tm.operand_types[op].bitfield.xmmword)
+                   suffixes |= 1 << 6;
+                 if (i.tm.operand_types[op].bitfield.ymmword)
+                   suffixes |= 1 << 7;
+                 if (i.tm.operand_types[op].bitfield.zmmword)
+                   suffixes |= 1 << 8;
+                 if (is_evex_encoding (&i.tm))
+                   evex = EVEX512;
+               }
            }
        }
-      else
-       {
-         unsigned int suffixes;
 
-         suffixes = !i.tm.opcode_modifier.no_bsuf;
-         if (!i.tm.opcode_modifier.no_wsuf)
-           suffixes |= 1 << 1;
-         if (!i.tm.opcode_modifier.no_lsuf)
-           suffixes |= 1 << 2;
-         if (!i.tm.opcode_modifier.no_ldsuf)
-           suffixes |= 1 << 3;
-         if (!i.tm.opcode_modifier.no_ssuf)
-           suffixes |= 1 << 4;
-         if (flag_code == CODE_64BIT && !i.tm.opcode_modifier.no_qsuf)
-           suffixes |= 1 << 5;
-
-         /* There are more than suffix matches.  */
-         if (i.tm.opcode_modifier.w
-             || ((suffixes & (suffixes - 1))
-                 && !i.tm.opcode_modifier.defaultsize
-                 && !i.tm.opcode_modifier.ignoresize))
+      /* Are multiple suffixes / operand sizes allowed?  */
+      if (suffixes & (suffixes - 1))
+       {
+         if (intel_syntax
+             && (i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize != DEFAULTSIZE
+                 || operand_check == check_error))
            {
              as_bad (_("ambiguous operand size for `%s'"), i.tm.name);
              return 0;
            }
+         if (operand_check == check_error)
+           {
+             as_bad (_("no instruction mnemonic suffix given and "
+                       "no register operands; can't size `%s'"), i.tm.name);
+             return 0;
+           }
+         if (operand_check == check_warning)
+           as_warn (_("%s; using default for `%s'"),
+                      intel_syntax
+                      ? _("ambiguous operand size")
+                      : _("no instruction mnemonic suffix given and "
+                          "no register operands"),
+                      i.tm.name);
+
+         if (i.tm.opcode_modifier.floatmf)
+           i.suffix = SHORT_MNEM_SUFFIX;
+         else if ((i.tm.base_opcode | 8) == 0xfbe
+                  || (i.tm.base_opcode == 0x63
+                      && i.tm.cpu_flags.bitfield.cpu64))
+           /* handled below */;
+         else if (evex)
+           i.tm.opcode_modifier.evex = evex;
+         else if (flag_code == CODE_16BIT)
+           i.suffix = WORD_MNEM_SUFFIX;
+         else if (!i.tm.opcode_modifier.no_lsuf)
+           i.suffix = LONG_MNEM_SUFFIX;
+         else
+           i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
+       }
+    }
+
+  if ((i.tm.base_opcode | 8) == 0xfbe
+      || (i.tm.base_opcode == 0x63 && i.tm.cpu_flags.bitfield.cpu64))
+    {
+      /* In Intel syntax, movsx/movzx must have a "suffix" (checked above).
+        In AT&T syntax, if there is no suffix (warned about above), the default
+        will be byte extension.  */
+      if (i.tm.opcode_modifier.w && i.suffix && i.suffix != BYTE_MNEM_SUFFIX)
+       i.tm.base_opcode |= 1;
+
+      /* For further processing, the suffix should represent the destination
+        (register).  This is already the case when one was used with
+        mov[sz][bw]*, but we need to replace it for mov[sz]x, or if there was
+        no suffix to begin with.  */
+      if (i.tm.opcode_modifier.w || i.tm.base_opcode == 0x63 || !i.suffix)
+       {
+         if (i.types[1].bitfield.word)
+           i.suffix = WORD_MNEM_SUFFIX;
+         else if (i.types[1].bitfield.qword)
+           i.suffix = QWORD_MNEM_SUFFIX;
+         else
+           i.suffix = LONG_MNEM_SUFFIX;
+
+         i.tm.opcode_modifier.w = 0;
        }
     }
 
+  if (!i.tm.opcode_modifier.modrm && i.reg_operands && i.tm.operands < 3)
+    i.short_form = (i.tm.operand_types[0].bitfield.class == Reg)
+                  != (i.tm.operand_types[1].bitfield.class == Reg);
+
   /* Change the opcode based on the operand size given by i.suffix.  */
   switch (i.suffix)
     {
@@ -6418,7 +6943,7 @@ process_suffix (void)
       /* It's not a byte, select word/dword operation.  */
       if (i.tm.opcode_modifier.w)
        {
-         if (i.tm.opcode_modifier.shortform)
+         if (i.short_form)
            i.tm.base_opcode |= 8;
          else
            i.tm.base_opcode |= 1;
@@ -6428,28 +6953,13 @@ process_suffix (void)
       /* Now select between word & dword operations via the operand
         size prefix, except for instructions that will ignore this
         prefix anyway.  */
-      if (i.reg_operands > 0
-         && i.types[0].bitfield.class == Reg
-         && i.tm.opcode_modifier.addrprefixopreg
-         && (i.tm.operand_types[0].bitfield.instance == Accum
-             || i.operands == 1))
-       {
-         /* The address size override prefix changes the size of the
-            first operand.  */
-         if ((flag_code == CODE_32BIT
-              && i.op[0].regs->reg_type.bitfield.word)
-             || (flag_code != CODE_32BIT
-                 && i.op[0].regs->reg_type.bitfield.dword))
-           if (!add_prefix (ADDR_PREFIX_OPCODE))
-             return 0;
-       }
-      else if (i.suffix != QWORD_MNEM_SUFFIX
-              && !i.tm.opcode_modifier.ignoresize
-              && !i.tm.opcode_modifier.floatmf
-              && !is_any_vex_encoding (&i.tm)
-              && ((i.suffix == LONG_MNEM_SUFFIX) == (flag_code == CODE_16BIT)
-                  || (flag_code == CODE_64BIT
-                      && i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP_BYTE)))
+      if (i.suffix != QWORD_MNEM_SUFFIX
+         && i.tm.opcode_modifier.mnemonicsize != IGNORESIZE
+         && !i.tm.opcode_modifier.floatmf
+         && !is_any_vex_encoding (&i.tm)
+         && ((i.suffix == LONG_MNEM_SUFFIX) == (flag_code == CODE_16BIT)
+             || (flag_code == CODE_64BIT
+                 && i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP_BYTE)))
        {
          unsigned int prefix = DATA_PREFIX_OPCODE;
 
@@ -6464,6 +6974,7 @@ process_suffix (void)
       if (i.suffix == QWORD_MNEM_SUFFIX
          && flag_code == CODE_64BIT
          && !i.tm.opcode_modifier.norex64
+         && !i.tm.opcode_modifier.vexw
          /* Special case for xchg %rax,%rax.  It is NOP and doesn't
             need rex64. */
          && ! (i.operands == 2
@@ -6478,39 +6989,70 @@ process_suffix (void)
       break;
     }
 
-  if (i.reg_operands != 0
-      && i.operands > 1
-      && i.tm.opcode_modifier.addrprefixopreg
-      && i.tm.operand_types[0].bitfield.instance != Accum)
+  if (i.tm.opcode_modifier.addrprefixopreg)
     {
-      /* Check invalid register operand when the address size override
-        prefix changes the size of register operands.  */
-      unsigned int op;
-      enum { need_word, need_dword, need_qword } need;
+      gas_assert (!i.suffix);
+      gas_assert (i.reg_operands);
+
+      if (i.tm.operand_types[0].bitfield.instance == Accum
+         || i.operands == 1)
+       {
+         /* The address size override prefix changes the size of the
+            first operand.  */
+         if (flag_code == CODE_64BIT
+             && i.op[0].regs->reg_type.bitfield.word)
+           {
+             as_bad (_("16-bit addressing unavailable for `%s'"),
+                     i.tm.name);
+             return 0;
+           }
 
-      if (flag_code == CODE_32BIT)
-       need = i.prefix[ADDR_PREFIX] ? need_word : need_dword;
+         if ((flag_code == CODE_32BIT
+              ? i.op[0].regs->reg_type.bitfield.word
+              : i.op[0].regs->reg_type.bitfield.dword)
+             && !add_prefix (ADDR_PREFIX_OPCODE))
+           return 0;
+       }
       else
        {
-         if (i.prefix[ADDR_PREFIX])
+         /* Check invalid register operand when the address size override
+            prefix changes the size of register operands.  */
+         unsigned int op;
+         enum { need_word, need_dword, need_qword } need;
+
+         if (flag_code == CODE_32BIT)
+           need = i.prefix[ADDR_PREFIX] ? need_word : need_dword;
+         else if (i.prefix[ADDR_PREFIX])
            need = need_dword;
          else
            need = flag_code == CODE_64BIT ? need_qword : need_word;
-       }
 
-      for (op = 0; op < i.operands; op++)
-       if (i.types[op].bitfield.class == Reg
-           && ((need == need_word
-                && !i.op[op].regs->reg_type.bitfield.word)
-               || (need == need_dword
-                   && !i.op[op].regs->reg_type.bitfield.dword)
-               || (need == need_qword
-                   && !i.op[op].regs->reg_type.bitfield.qword)))
-         {
-           as_bad (_("invalid register operand size for `%s'"),
-                   i.tm.name);
-           return 0;
-         }
+         for (op = 0; op < i.operands; op++)
+           {
+             if (i.types[op].bitfield.class != Reg)
+               continue;
+
+             switch (need)
+               {
+               case need_word:
+                 if (i.op[op].regs->reg_type.bitfield.word)
+                   continue;
+                 break;
+               case need_dword:
+                 if (i.op[op].regs->reg_type.bitfield.dword)
+                   continue;
+                 break;
+               case need_qword:
+                 if (i.op[op].regs->reg_type.bitfield.qword)
+                   continue;
+                 break;
+               }
+
+             as_bad (_("invalid register operand size for `%s'"),
+                     i.tm.name);
+             return 0;
+           }
+       }
     }
 
   return 1;
@@ -6538,31 +7080,10 @@ check_byte_reg (void)
          && i.tm.operand_types[op].bitfield.word)
        continue;
 
-      /* crc32 doesn't generate this warning.  */
-      if (i.tm.base_opcode == 0xf20f38f0)
+      /* crc32 only wants its source operand checked here.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xf20f38f0 && op)
        continue;
 
-      if ((i.types[op].bitfield.word
-          || i.types[op].bitfield.dword
-          || i.types[op].bitfield.qword)
-         && i.op[op].regs->reg_num < 4
-         /* Prohibit these changes in 64bit mode, since the lowering
-            would be more complicated.  */
-         && flag_code != CODE_64BIT)
-       {
-#if REGISTER_WARNINGS
-         if (!quiet_warnings)
-           as_warn (_("using `%s%s' instead of `%s%s' due to `%c' suffix"),
-                    register_prefix,
-                    (i.op[op].regs + (i.types[op].bitfield.word
-                                      ? REGNAM_AL - REGNAM_AX
-                                      : REGNAM_AL - REGNAM_EAX))->reg_name,
-                    register_prefix,
-                    i.op[op].regs->reg_name,
-                    i.suffix);
-#endif
-         continue;
-       }
       /* Any other register is bad.  */
       if (i.types[op].bitfield.class == Reg
          || i.types[op].bitfield.class == RegMMX
@@ -6607,28 +7128,16 @@ check_long_reg (void)
                i.suffix);
        return 0;
       }
-    /* Warn if the e prefix on a general reg is missing.  */
-    else if ((!quiet_warnings || flag_code == CODE_64BIT)
-            && i.types[op].bitfield.word
+    /* Error if the e prefix on a general reg is missing.  */
+    else if (i.types[op].bitfield.word
             && (i.tm.operand_types[op].bitfield.class == Reg
                 || i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == Accum)
             && i.tm.operand_types[op].bitfield.dword)
       {
-       /* Prohibit these changes in the 64bit mode, since the
-          lowering is more complicated.  */
-       if (flag_code == CODE_64BIT)
-         {
-           as_bad (_("incorrect register `%s%s' used with `%c' suffix"),
-                   register_prefix, i.op[op].regs->reg_name,
-                   i.suffix);
-           return 0;
-         }
-#if REGISTER_WARNINGS
-       as_warn (_("using `%s%s' instead of `%s%s' due to `%c' suffix"),
-                register_prefix,
-                (i.op[op].regs + REGNAM_EAX - REGNAM_AX)->reg_name,
-                register_prefix, i.op[op].regs->reg_name, i.suffix);
-#endif
+       as_bad (_("incorrect register `%s%s' used with `%c' suffix"),
+               register_prefix, i.op[op].regs->reg_name,
+               i.suffix);
+       return 0;
       }
     /* Warn if the r prefix on a general reg is present.  */
     else if (i.types[op].bitfield.qword
@@ -6728,29 +7237,17 @@ check_word_reg (void)
                i.suffix);
        return 0;
       }
-    /* Warn if the e or r prefix on a general reg is present.  */
-    else if ((!quiet_warnings || flag_code == CODE_64BIT)
-            && (i.types[op].bitfield.dword
+    /* Error if the e or r prefix on a general reg is present.  */
+    else if ((i.types[op].bitfield.dword
                 || i.types[op].bitfield.qword)
             && (i.tm.operand_types[op].bitfield.class == Reg
                 || i.tm.operand_types[op].bitfield.instance == Accum)
             && i.tm.operand_types[op].bitfield.word)
       {
-       /* Prohibit these changes in the 64bit mode, since the
-          lowering is more complicated.  */
-       if (flag_code == CODE_64BIT)
-         {
-           as_bad (_("incorrect register `%s%s' used with `%c' suffix"),
-                   register_prefix, i.op[op].regs->reg_name,
-                   i.suffix);
-           return 0;
-         }
-#if REGISTER_WARNINGS
-       as_warn (_("using `%s%s' instead of `%s%s' due to `%c' suffix"),
-                register_prefix,
-                (i.op[op].regs + REGNAM_AX - REGNAM_EAX)->reg_name,
-                register_prefix, i.op[op].regs->reg_name, i.suffix);
-#endif
+       as_bad (_("incorrect register `%s%s' used with `%c' suffix"),
+               register_prefix, i.op[op].regs->reg_name,
+               i.suffix);
+       return 0;
       }
   return 1;
 }
@@ -6916,7 +7413,7 @@ process_operands (void)
        }
       else
        {
-duplicate:
+       duplicate:
          i.operands++;
          i.reg_operands++;
          i.tm.operands++;
@@ -7026,7 +7523,7 @@ duplicate:
         on one of their operands, the default segment is ds.  */
       default_seg = &ds;
     }
-  else if (i.tm.opcode_modifier.shortform)
+  else if (i.short_form)
     {
       /* The register or float register operand is in operand
         0 or 1.  */
@@ -7056,17 +7553,27 @@ duplicate:
        }
     }
 
-  if (i.tm.base_opcode == 0x8d /* lea */
-      && i.seg[0]
-      && !quiet_warnings)
-    as_warn (_("segment override on `%s' is ineffectual"), i.tm.name);
+  if ((i.seg[0] || i.prefix[SEG_PREFIX])
+      && i.tm.base_opcode == 0x8d /* lea */
+      && !is_any_vex_encoding(&i.tm))
+    {
+      if (!quiet_warnings)
+       as_warn (_("segment override on `%s' is ineffectual"), i.tm.name);
+      if (optimize)
+       {
+         i.seg[0] = NULL;
+         i.prefix[SEG_PREFIX] = 0;
+       }
+    }
 
   /* If a segment was explicitly specified, and the specified segment
-     is not the default, use an opcode prefix to select it.  If we
-     never figured out what the default segment is, then default_seg
-     will be zero at this point, and the specified segment prefix will
-     always be used.  */
-  if ((i.seg[0]) && (i.seg[0] != default_seg))
+     is neither the default nor the one already recorded from a prefix,
+     use an opcode prefix to select it.  If we never figured out what
+     the default segment is, then default_seg will be zero at this
+     point, and the specified segment prefix will always be used.  */
+  if (i.seg[0]
+      && i.seg[0] != default_seg
+      && i.seg[0]->seg_prefix != i.prefix[SEG_PREFIX])
     {
       if (!add_prefix (i.seg[0]->seg_prefix))
        return 0;
@@ -7772,6 +8279,18 @@ build_modrm_byte (void)
   return default_seg;
 }
 
+static unsigned int
+flip_code16 (unsigned int code16)
+{
+  gas_assert (i.tm.operands == 1);
+
+  return !(i.prefix[REX_PREFIX] & REX_W)
+        && (code16 ? i.tm.operand_types[0].bitfield.disp32
+                     || i.tm.operand_types[0].bitfield.disp32s
+                   : i.tm.operand_types[0].bitfield.disp16)
+        ? CODE16 : 0;
+}
+
 static void
 output_branch (void)
 {
@@ -7791,7 +8310,7 @@ output_branch (void)
     {
       prefix = 1;
       i.prefixes -= 1;
-      code16 ^= CODE16;
+      code16 ^= flip_code16(code16);
     }
   /* Pentium4 branch hints.  */
   if (i.prefix[SEG_PREFIX] == CS_PREFIX_OPCODE /* not taken */
@@ -7809,12 +8328,12 @@ output_branch (void)
   /* BND prefixed jump.  */
   if (i.prefix[BND_PREFIX] != 0)
     {
-      FRAG_APPEND_1_CHAR (i.prefix[BND_PREFIX]);
-      i.prefixes -= 1;
+      prefix++;
+      i.prefixes--;
     }
 
-  if (i.prefixes != 0 && !intel_syntax)
-    as_warn (_("skipping prefixes on this instruction"));
+  if (i.prefixes != 0)
+    as_warn (_("skipping prefixes on `%s'"), i.tm.name);
 
   /* It's always a symbol;  End frag & setup for relax.
      Make sure there is enough room in this frag for the largest
@@ -7829,6 +8348,8 @@ output_branch (void)
   if (i.prefix[SEG_PREFIX] == CS_PREFIX_OPCODE
       || i.prefix[SEG_PREFIX] == DS_PREFIX_OPCODE)
     *p++ = i.prefix[SEG_PREFIX];
+  if (i.prefix[BND_PREFIX] != 0)
+    *p++ = BND_PREFIX_OPCODE;
   if (i.prefix[REX_PREFIX] != 0)
     *p++ = i.prefix[REX_PREFIX];
   *p = i.tm.base_opcode;
@@ -7933,7 +8454,7 @@ output_jump (void)
        {
          FRAG_APPEND_1_CHAR (DATA_PREFIX_OPCODE);
          i.prefixes -= 1;
-         code16 ^= CODE16;
+         code16 ^= flip_code16(code16);
        }
 
       size = 4;
@@ -7941,21 +8462,21 @@ output_jump (void)
        size = 2;
     }
 
-  if (i.prefix[REX_PREFIX] != 0)
+  /* BND prefixed jump.  */
+  if (i.prefix[BND_PREFIX] != 0)
     {
-      FRAG_APPEND_1_CHAR (i.prefix[REX_PREFIX]);
+      FRAG_APPEND_1_CHAR (i.prefix[BND_PREFIX]);
       i.prefixes -= 1;
     }
 
-  /* BND prefixed jump.  */
-  if (i.prefix[BND_PREFIX] != 0)
+  if (i.prefix[REX_PREFIX] != 0)
     {
-      FRAG_APPEND_1_CHAR (i.prefix[BND_PREFIX]);
+      FRAG_APPEND_1_CHAR (i.prefix[REX_PREFIX]);
       i.prefixes -= 1;
     }
 
-  if (i.prefixes != 0 && !intel_syntax)
-    as_warn (_("skipping prefixes on this instruction"));
+  if (i.prefixes != 0)
+    as_warn (_("skipping prefixes on `%s'"), i.tm.name);
 
   p = frag_more (i.tm.opcode_length + size);
   switch (i.tm.opcode_length)
@@ -8008,18 +8529,15 @@ output_interseg_jump (void)
       i.prefixes -= 1;
       code16 ^= CODE16;
     }
-  if (i.prefix[REX_PREFIX] != 0)
-    {
-      prefix++;
-      i.prefixes -= 1;
-    }
+
+  gas_assert (!i.prefix[REX_PREFIX]);
 
   size = 4;
   if (code16)
     size = 2;
 
-  if (i.prefixes != 0 && !intel_syntax)
-    as_warn (_("skipping prefixes on this instruction"));
+  if (i.prefixes != 0)
+    as_warn (_("skipping prefixes on `%s'"), i.tm.name);
 
   /* 1 opcode; 2 segment; offset  */
   p = frag_more (prefix + 1 + 2 + size);
@@ -8193,11 +8711,244 @@ encoding_length (const fragS *start_frag, offsetT start_off,
   return len - start_off + (frag_now_ptr - frag_now->fr_literal);
 }
 
+/* Return 1 for test, and, cmp, add, sub, inc and dec which may
+   be macro-fused with conditional jumps.
+   NB: If TEST/AND/CMP/ADD/SUB/INC/DEC is of RIP relative address,
+   or is one of the following format:
+
+    cmp m, imm
+    add m, imm
+    sub m, imm
+   test m, imm
+    and m, imm
+    inc m
+    dec m
+
+   it is unfusible.  */
+
+static int
+maybe_fused_with_jcc_p (enum mf_cmp_kind* mf_cmp_p)
+{
+  /* No RIP address.  */
+  if (i.base_reg && i.base_reg->reg_num == RegIP)
+    return 0;
+
+  /* No VEX/EVEX encoding.  */
+  if (is_any_vex_encoding (&i.tm))
+    return 0;
+
+  /* add, sub without add/sub m, imm.  */
+  if (i.tm.base_opcode <= 5
+      || (i.tm.base_opcode >= 0x28 && i.tm.base_opcode <= 0x2d)
+      || ((i.tm.base_opcode | 3) == 0x83
+         && (i.tm.extension_opcode == 0x5
+             || i.tm.extension_opcode == 0x0)))
+    {
+      *mf_cmp_p = mf_cmp_alu_cmp;
+      return !(i.mem_operands && i.imm_operands);
+    }
+
+  /* and without and m, imm.  */
+  if ((i.tm.base_opcode >= 0x20 && i.tm.base_opcode <= 0x25)
+      || ((i.tm.base_opcode | 3) == 0x83
+         && i.tm.extension_opcode == 0x4))
+    {
+      *mf_cmp_p = mf_cmp_test_and;
+      return !(i.mem_operands && i.imm_operands);
+    }
+
+  /* test without test m imm.  */
+  if ((i.tm.base_opcode | 1) == 0x85
+      || (i.tm.base_opcode | 1) == 0xa9
+      || ((i.tm.base_opcode | 1) == 0xf7
+         && i.tm.extension_opcode == 0))
+    {
+      *mf_cmp_p = mf_cmp_test_and;
+      return !(i.mem_operands && i.imm_operands);
+    }
+
+  /* cmp without cmp m, imm.  */
+  if ((i.tm.base_opcode >= 0x38 && i.tm.base_opcode <= 0x3d)
+      || ((i.tm.base_opcode | 3) == 0x83
+         && (i.tm.extension_opcode == 0x7)))
+    {
+      *mf_cmp_p = mf_cmp_alu_cmp;
+      return !(i.mem_operands && i.imm_operands);
+    }
+
+  /* inc, dec without inc/dec m.   */
+  if ((i.tm.cpu_flags.bitfield.cpuno64
+       && (i.tm.base_opcode | 0xf) == 0x4f)
+      || ((i.tm.base_opcode | 1) == 0xff
+         && i.tm.extension_opcode <= 0x1))
+    {
+      *mf_cmp_p = mf_cmp_incdec;
+      return !i.mem_operands;
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/* Return 1 if a FUSED_JCC_PADDING frag should be generated.  */
+
+static int
+add_fused_jcc_padding_frag_p (enum mf_cmp_kind* mf_cmp_p)
+{
+  /* NB: Don't work with COND_JUMP86 without i386.  */
+  if (!align_branch_power
+      || now_seg == absolute_section
+      || !cpu_arch_flags.bitfield.cpui386
+      || !(align_branch & align_branch_fused_bit))
+    return 0;
+
+  if (maybe_fused_with_jcc_p (mf_cmp_p))
+    {
+      if (last_insn.kind == last_insn_other
+         || last_insn.seg != now_seg)
+       return 1;
+      if (flag_debug)
+       as_warn_where (last_insn.file, last_insn.line,
+                      _("`%s` skips -malign-branch-boundary on `%s`"),
+                      last_insn.name, i.tm.name);
+    }
+
+  return 0;
+}
+
+/* Return 1 if a BRANCH_PREFIX frag should be generated.  */
+
+static int
+add_branch_prefix_frag_p (void)
+{
+  /* NB: Don't work with COND_JUMP86 without i386.  Don't add prefix
+     to PadLock instructions since they include prefixes in opcode.  */
+  if (!align_branch_power
+      || !align_branch_prefix_size
+      || now_seg == absolute_section
+      || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpupadlock
+      || !cpu_arch_flags.bitfield.cpui386)
+    return 0;
+
+  /* Don't add prefix if it is a prefix or there is no operand in case
+     that segment prefix is special.  */
+  if (!i.operands || i.tm.opcode_modifier.isprefix)
+    return 0;
+
+  if (last_insn.kind == last_insn_other
+      || last_insn.seg != now_seg)
+    return 1;
+
+  if (flag_debug)
+    as_warn_where (last_insn.file, last_insn.line,
+                  _("`%s` skips -malign-branch-boundary on `%s`"),
+                  last_insn.name, i.tm.name);
+
+  return 0;
+}
+
+/* Return 1 if a BRANCH_PADDING frag should be generated.  */
+
+static int
+add_branch_padding_frag_p (enum align_branch_kind *branch_p,
+                          enum mf_jcc_kind *mf_jcc_p)
+{
+  int add_padding;
+
+  /* NB: Don't work with COND_JUMP86 without i386.  */
+  if (!align_branch_power
+      || now_seg == absolute_section
+      || !cpu_arch_flags.bitfield.cpui386)
+    return 0;
+
+  add_padding = 0;
+
+  /* Check for jcc and direct jmp.  */
+  if (i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP)
+    {
+      if (i.tm.base_opcode == JUMP_PC_RELATIVE)
+       {
+         *branch_p = align_branch_jmp;
+         add_padding = align_branch & align_branch_jmp_bit;
+       }
+      else
+       {
+         /* Because J<cc> and JN<cc> share same group in macro-fusible table,
+            igore the lowest bit.  */
+         *mf_jcc_p = (i.tm.base_opcode & 0x0e) >> 1;
+         *branch_p = align_branch_jcc;
+         if ((align_branch & align_branch_jcc_bit))
+           add_padding = 1;
+       }
+    }
+  else if (is_any_vex_encoding (&i.tm))
+    return 0;
+  else if ((i.tm.base_opcode | 1) == 0xc3)
+    {
+      /* Near ret.  */
+      *branch_p = align_branch_ret;
+      if ((align_branch & align_branch_ret_bit))
+       add_padding = 1;
+    }
+  else
+    {
+      /* Check for indirect jmp, direct and indirect calls.  */
+      if (i.tm.base_opcode == 0xe8)
+       {
+         /* Direct call.  */
+         *branch_p = align_branch_call;
+         if ((align_branch & align_branch_call_bit))
+           add_padding = 1;
+       }
+      else if (i.tm.base_opcode == 0xff
+              && (i.tm.extension_opcode == 2
+                  || i.tm.extension_opcode == 4))
+       {
+         /* Indirect call and jmp.  */
+         *branch_p = align_branch_indirect;
+         if ((align_branch & align_branch_indirect_bit))
+           add_padding = 1;
+       }
+
+      if (add_padding
+         && i.disp_operands
+         && tls_get_addr
+         && (i.op[0].disps->X_op == O_symbol
+             || (i.op[0].disps->X_op == O_subtract
+                 && i.op[0].disps->X_op_symbol == GOT_symbol)))
+       {
+         symbolS *s = i.op[0].disps->X_add_symbol;
+         /* No padding to call to global or undefined tls_get_addr.  */
+         if ((S_IS_EXTERNAL (s) || !S_IS_DEFINED (s))
+             && strcmp (S_GET_NAME (s), tls_get_addr) == 0)
+           return 0;
+       }
+    }
+
+  if (add_padding
+      && last_insn.kind != last_insn_other
+      && last_insn.seg == now_seg)
+    {
+      if (flag_debug)
+       as_warn_where (last_insn.file, last_insn.line,
+                      _("`%s` skips -malign-branch-boundary on `%s`"),
+                      last_insn.name, i.tm.name);
+      return 0;
+    }
+
+  return add_padding;
+}
+
 static void
 output_insn (void)
 {
   fragS *insn_start_frag;
   offsetT insn_start_off;
+  fragS *fragP = NULL;
+  enum align_branch_kind branch = align_branch_none;
+  /* The initializer is arbitrary just to avoid uninitialized error.
+     it's actually either assigned in add_branch_padding_frag_p
+     or never be used.  */
+  enum mf_jcc_kind mf_jcc = mf_jcc_jo;
 
 #if defined (OBJ_ELF) || defined (OBJ_MAYBE_ELF)
   if (IS_ELF && x86_used_note)
@@ -8259,15 +9010,11 @@ output_insn (void)
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpu687
          || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpufisttp)
        x86_feature_2_used |= GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_X87;
-      /* Don't set GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_MMX for prefetchtXXX nor
-        Xfence instructions.  */
-      if (i.tm.base_opcode != 0xf18
-         && i.tm.base_opcode != 0xf0d
-         && i.tm.base_opcode != 0xfaef8
-         && (i.has_regmmx
-             || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpummx
-             || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpua3dnow
-             || i.tm.cpu_flags.bitfield.cpua3dnowa))
+      if (i.has_regmmx
+         || i.tm.base_opcode == 0xf77 /* emms */
+         || i.tm.base_opcode == 0xf0e /* femms */
+         || i.tm.base_opcode == 0xf2a /* cvtpi2ps */
+         || i.tm.base_opcode == 0x660f2a /* cvtpi2pd */)
        x86_feature_2_used |= GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_MMX;
       if (i.has_regxmm)
        x86_feature_2_used |= GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_XMM;
@@ -8294,6 +9041,32 @@ output_insn (void)
   insn_start_frag = frag_now;
   insn_start_off = frag_now_fix ();
 
+  if (add_branch_padding_frag_p (&branch, &mf_jcc))
+    {
+      char *p;
+      /* Branch can be 8 bytes.  Leave some room for prefixes.  */
+      unsigned int max_branch_padding_size = 14;
+
+      /* Align section to boundary.  */
+      record_alignment (now_seg, align_branch_power);
+
+      /* Make room for padding.  */
+      frag_grow (max_branch_padding_size);
+
+      /* Start of the padding.  */
+      p = frag_more (0);
+
+      fragP = frag_now;
+
+      frag_var (rs_machine_dependent, max_branch_padding_size, 0,
+               ENCODE_RELAX_STATE (BRANCH_PADDING, 0),
+               NULL, 0, p);
+
+      fragP->tc_frag_data.mf_type = mf_jcc;
+      fragP->tc_frag_data.branch_type = branch;
+      fragP->tc_frag_data.max_bytes = max_branch_padding_size;
+    }
+
   /* Output jumps.  */
   if (i.tm.opcode_modifier.jump == JUMP)
     output_branch ();
@@ -8309,6 +9082,7 @@ output_insn (void)
       unsigned char *q;
       unsigned int j;
       unsigned int prefix;
+      enum mf_cmp_kind mf_cmp;
 
       if (avoid_fence
          && (i.tm.base_opcode == 0xfaee8
@@ -8332,6 +9106,42 @@ output_insn (void)
          i.prefix[LOCK_PREFIX] = 0;
        }
 
+      if (branch)
+       /* Skip if this is a branch.  */
+       ;
+      else if (add_fused_jcc_padding_frag_p (&mf_cmp))
+       {
+         /* Make room for padding.  */
+         frag_grow (MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE);
+         p = frag_more (0);
+
+         fragP = frag_now;
+
+         frag_var (rs_machine_dependent, MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE, 0,
+                   ENCODE_RELAX_STATE (FUSED_JCC_PADDING, 0),
+                   NULL, 0, p);
+
+         fragP->tc_frag_data.mf_type = mf_cmp;
+         fragP->tc_frag_data.branch_type = align_branch_fused;
+         fragP->tc_frag_data.max_bytes = MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE;
+       }
+      else if (add_branch_prefix_frag_p ())
+       {
+         unsigned int max_prefix_size = align_branch_prefix_size;
+
+         /* Make room for padding.  */
+         frag_grow (max_prefix_size);
+         p = frag_more (0);
+
+         fragP = frag_now;
+
+         frag_var (rs_machine_dependent, max_prefix_size, 0,
+                   ENCODE_RELAX_STATE (BRANCH_PREFIX, 0),
+                   NULL, 0, p);
+
+         fragP->tc_frag_data.max_bytes = max_prefix_size;
+       }
+
       /* Since the VEX/EVEX prefix contains the implicit prefix, we
         don't need the explicit prefix.  */
       if (!i.tm.opcode_modifier.vex && !i.tm.opcode_modifier.evex)
@@ -8370,10 +9180,13 @@ output_insn (void)
 #if defined (OBJ_MAYBE_ELF) || defined (OBJ_ELF)
          /* For x32, add a dummy REX_OPCODE prefix for mov/add with
             R_X86_64_GOTTPOFF relocation so that linker can safely
-            perform IE->LE optimization.  */
+            perform IE->LE optimization.  A dummy REX_OPCODE prefix
+            is also needed for lea with R_X86_64_GOTPC32_TLSDESC
+            relocation for GDesc -> IE/LE optimization.  */
          if (x86_elf_abi == X86_64_X32_ABI
              && i.operands == 2
-             && i.reloc[0] == BFD_RELOC_X86_64_GOTTPOFF
+             && (i.reloc[0] == BFD_RELOC_X86_64_GOTTPOFF
+                 || i.reloc[0] == BFD_RELOC_X86_64_GOTPC32_TLSDESC)
              && i.prefix[REX_PREFIX] == 0)
            add_prefix (REX_OPCODE);
 #endif
@@ -8479,9 +9292,105 @@ output_insn (void)
          if (j > 15)
            as_warn (_("instruction length of %u bytes exceeds the limit of 15"),
                     j);
+         else if (fragP)
+           {
+             /* NB: Don't add prefix with GOTPC relocation since
+                output_disp() above depends on the fixed encoding
+                length.  Can't add prefix with TLS relocation since
+                it breaks TLS linker optimization.  */
+             unsigned int max = i.has_gotpc_tls_reloc ? 0 : 15 - j;
+             /* Prefix count on the current instruction.  */
+             unsigned int count = i.vex.length;
+             unsigned int k;
+             for (k = 0; k < ARRAY_SIZE (i.prefix); k++)
+               /* REX byte is encoded in VEX/EVEX prefix.  */
+               if (i.prefix[k] && (k != REX_PREFIX || !i.vex.length))
+                 count++;
+
+             /* Count prefixes for extended opcode maps.  */
+             if (!i.vex.length)
+               switch (i.tm.opcode_length)
+                 {
+                 case 3:
+                   if (((i.tm.base_opcode >> 16) & 0xff) == 0xf)
+                     {
+                       count++;
+                       switch ((i.tm.base_opcode >> 8) & 0xff)
+                         {
+                         case 0x38:
+                         case 0x3a:
+                           count++;
+                           break;
+                         default:
+                           break;
+                         }
+                     }
+                   break;
+                 case 2:
+                   if (((i.tm.base_opcode >> 8) & 0xff) == 0xf)
+                     count++;
+                   break;
+                 case 1:
+                   break;
+                 default:
+                   abort ();
+                 }
+
+             if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype)
+                 == BRANCH_PREFIX)
+               {
+                 /* Set the maximum prefix size in BRANCH_PREFIX
+                    frag.  */
+                 if (fragP->tc_frag_data.max_bytes > max)
+                   fragP->tc_frag_data.max_bytes = max;
+                 if (fragP->tc_frag_data.max_bytes > count)
+                   fragP->tc_frag_data.max_bytes -= count;
+                 else
+                   fragP->tc_frag_data.max_bytes = 0;
+               }
+             else
+               {
+                 /* Remember the maximum prefix size in FUSED_JCC_PADDING
+                    frag.  */
+                 unsigned int max_prefix_size;
+                 if (align_branch_prefix_size > max)
+                   max_prefix_size = max;
+                 else
+                   max_prefix_size = align_branch_prefix_size;
+                 if (max_prefix_size > count)
+                   fragP->tc_frag_data.max_prefix_length
+                     = max_prefix_size - count;
+               }
+
+             /* Use existing segment prefix if possible.  Use CS
+                segment prefix in 64-bit mode.  In 32-bit mode, use SS
+                segment prefix with ESP/EBP base register and use DS
+                segment prefix without ESP/EBP base register.  */
+             if (i.prefix[SEG_PREFIX])
+               fragP->tc_frag_data.default_prefix = i.prefix[SEG_PREFIX];
+             else if (flag_code == CODE_64BIT)
+               fragP->tc_frag_data.default_prefix = CS_PREFIX_OPCODE;
+             else if (i.base_reg
+                      && (i.base_reg->reg_num == 4
+                          || i.base_reg->reg_num == 5))
+               fragP->tc_frag_data.default_prefix = SS_PREFIX_OPCODE;
+             else
+               fragP->tc_frag_data.default_prefix = DS_PREFIX_OPCODE;
+           }
        }
     }
 
+  /* NB: Don't work with COND_JUMP86 without i386.  */
+  if (align_branch_power
+      && now_seg != absolute_section
+      && cpu_arch_flags.bitfield.cpui386)
+    {
+      /* Terminate each frag so that we can add prefix and check for
+         fused jcc.  */
+      frag_wane (frag_now);
+      frag_new (0);
+    }
+
 #ifdef DEBUG386
   if (flag_debug)
     {
@@ -8591,6 +9500,7 @@ output_disp (fragS *insn_start_frag, offsetT insn_start_off)
                  if (!object_64bit)
                    {
                      reloc_type = BFD_RELOC_386_GOTPC;
+                     i.has_gotpc_tls_reloc = TRUE;
                      i.op[n].imms->X_add_number +=
                        encoding_length (insn_start_frag, insn_start_off, p);
                    }
@@ -8602,6 +9512,27 @@ output_disp (fragS *insn_start_frag, offsetT insn_start_off)
                       insn, and that is taken care of in other code.  */
                    reloc_type = BFD_RELOC_X86_64_GOTPC32;
                }
+             else if (align_branch_power)
+               {
+                 switch (reloc_type)
+                   {
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_GD:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_LDM:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_IE:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_IE_32:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_GOTIE:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_GOTDESC:
+                   case BFD_RELOC_386_TLS_DESC_CALL:
+                   case BFD_RELOC_X86_64_TLSGD:
+                   case BFD_RELOC_X86_64_TLSLD:
+                   case BFD_RELOC_X86_64_GOTTPOFF:
+                   case BFD_RELOC_X86_64_GOTPC32_TLSDESC:
+                   case BFD_RELOC_X86_64_TLSDESC_CALL:
+                     i.has_gotpc_tls_reloc = TRUE;
+                   default:
+                     break;
+                   }
+               }
              fixP = fix_new_exp (frag_now, p - frag_now->fr_literal,
                                  size, i.op[n].disps, pcrel,
                                  reloc_type);
@@ -8617,13 +9548,14 @@ output_disp (fragS *insn_start_frag, offsetT insn_start_off)
                          && i.rm.regmem == 5))
                  && (i.rm.mode == 2
                      || (i.rm.mode == 0 && i.rm.regmem == 5))
+                 && !is_any_vex_encoding(&i.tm)
                  && ((i.operands == 1
                       && i.tm.base_opcode == 0xff
                       && (i.rm.reg == 2 || i.rm.reg == 4))
                      || (i.operands == 2
                          && (i.tm.base_opcode == 0x8b
                              || i.tm.base_opcode == 0x85
-                             || (i.tm.base_opcode & 0xc7) == 0x03))))
+                             || (i.tm.base_opcode & ~0x38) == 0x03))))
                {
                  if (object_64bit)
                    {
@@ -8743,6 +9675,7 @@ output_imm (fragS *insn_start_frag, offsetT insn_start_off)
                    reloc_type = BFD_RELOC_X86_64_GOTPC32;
                  else if (size == 8)
                    reloc_type = BFD_RELOC_X86_64_GOTPC64;
+                 i.has_gotpc_tls_reloc = TRUE;
                  i.op[n].imms->X_add_number +=
                    encoding_length (insn_start_frag, insn_start_off, p);
                }
@@ -9480,10 +10413,11 @@ i386_displacement (char *disp_start, char *disp_end)
 
   operand_type_set (&bigdisp, 0);
   if (i.jumpabsolute
+      || i.types[this_operand].bitfield.baseindex
       || (current_templates->start->opcode_modifier.jump != JUMP
          && current_templates->start->opcode_modifier.jump != JUMP_DWORD))
     {
-      bigdisp.bitfield.disp32 = 1;
+      i386_addressing_mode ();
       override = (i.prefix[ADDR_PREFIX] != 0);
       if (flag_code == CODE_64BIT)
        {
@@ -9492,27 +10426,47 @@ i386_displacement (char *disp_start, char *disp_end)
              bigdisp.bitfield.disp32s = 1;
              bigdisp.bitfield.disp64 = 1;
            }
+         else
+           bigdisp.bitfield.disp32 = 1;
        }
       else if ((flag_code == CODE_16BIT) ^ override)
-       {
-         bigdisp.bitfield.disp32 = 0;
          bigdisp.bitfield.disp16 = 1;
-       }
+      else
+         bigdisp.bitfield.disp32 = 1;
     }
   else
     {
-      /* For PC-relative branches, the width of the displacement
-        is dependent upon data size, not address size.  */
+      /* For PC-relative branches, the width of the displacement may be
+        dependent upon data size, but is never dependent upon address size.
+        Also make sure to not unintentionally match against a non-PC-relative
+        branch template.  */
+      static templates aux_templates;
+      const insn_template *t = current_templates->start;
+      bfd_boolean has_intel64 = FALSE;
+
+      aux_templates.start = t;
+      while (++t < current_templates->end)
+       {
+         if (t->opcode_modifier.jump
+             != current_templates->start->opcode_modifier.jump)
+           break;
+         if ((t->opcode_modifier.isa64 >= INTEL64))
+           has_intel64 = TRUE;
+       }
+      if (t < current_templates->end)
+       {
+         aux_templates.end = t;
+         current_templates = &aux_templates;
+       }
+
       override = (i.prefix[DATA_PREFIX] != 0);
       if (flag_code == CODE_64BIT)
        {
-         if (override || i.suffix == WORD_MNEM_SUFFIX)
+         if ((override || i.suffix == WORD_MNEM_SUFFIX)
+             && (!intel64 || !has_intel64))
            bigdisp.bitfield.disp16 = 1;
          else
-           {
-             bigdisp.bitfield.disp32 = 1;
-             bigdisp.bitfield.disp32s = 1;
-           }
+           bigdisp.bitfield.disp32s = 1;
        }
       else
        {
@@ -9685,6 +10639,11 @@ i386_finalize_displacement (segT exp_seg ATTRIBUTE_UNUSED, expressionS *exp,
     }
 #endif
 
+  if (current_templates->start->opcode_modifier.jump == JUMP_BYTE
+      /* Constants get taken care of by optimize_disp().  */
+      && exp->X_op != O_constant)
+    i.types[this_operand].bitfield.disp8 = 1;
+
   /* Check if this is a displacement only operand.  */
   bigdisp = i.types[this_operand];
   bigdisp.bitfield.disp8 = 0;
@@ -9710,6 +10669,21 @@ i386_addressing_mode (void)
 
   if (i.prefix[ADDR_PREFIX])
     addr_mode = flag_code == CODE_32BIT ? CODE_16BIT : CODE_32BIT;
+  else if (flag_code == CODE_16BIT
+          && current_templates->start->cpu_flags.bitfield.cpumpx
+          /* Avoid replacing the "16-bit addressing not allowed" diagnostic
+             from md_assemble() by "is not a valid base/index expression"
+             when there is a base and/or index.  */
+          && !i.types[this_operand].bitfield.baseindex)
+    {
+      /* MPX insn memory operands with neither base nor index must be forced
+        to use 32-bit addressing in 16-bit mode.  */
+      addr_mode = CODE_32BIT;
+      i.prefix[ADDR_PREFIX] = ADDR_PREFIX_OPCODE;
+      ++i.prefixes;
+      gas_assert (!i.types[this_operand].bitfield.disp16);
+      gas_assert (!i.types[this_operand].bitfield.disp32);
+    }
   else
     {
       addr_mode = flag_code;
@@ -9824,7 +10798,7 @@ i386_index_check (const char *operand_string)
       else
        return 1;
 
-bad_address:
+    bad_address:
       as_bad (_("`%s' is not a valid %s expression"),
              operand_string, kind);
       return 0;
@@ -10368,6 +11342,401 @@ elf_symbol_resolved_in_segment_p (symbolS *fr_symbol, offsetT fr_var)
 }
 #endif
 
+/* Table 3-2. Macro-Fusible Instructions in Haswell Microarchitecture
+   Note also work for Skylake and Cascadelake.
+---------------------------------------------------------------------
+|   JCC   | ADD/SUB/CMP | INC/DEC | TEST/AND |
+| ------  | ----------- | ------- | -------- |
+|   Jo    |      N      |    N    |     Y    |
+|   Jno   |      N      |    N    |     Y    |
+|  Jc/Jb  |      Y      |    N    |     Y    |
+| Jae/Jnb |      Y      |    N    |     Y    |
+|  Je/Jz  |      Y      |    Y    |     Y    |
+| Jne/Jnz |      Y      |    Y    |     Y    |
+| Jna/Jbe |      Y      |    N    |     Y    |
+| Ja/Jnbe |      Y      |    N    |     Y    |
+|   Js    |      N      |    N    |     Y    |
+|   Jns   |      N      |    N    |     Y    |
+|  Jp/Jpe |      N      |    N    |     Y    |
+| Jnp/Jpo |      N      |    N    |     Y    |
+| Jl/Jnge |      Y      |    Y    |     Y    |
+| Jge/Jnl |      Y      |    Y    |     Y    |
+| Jle/Jng |      Y      |    Y    |     Y    |
+| Jg/Jnle |      Y      |    Y    |     Y    |
+---------------------------------------------------------------------  */
+static int
+i386_macro_fusible_p (enum mf_cmp_kind mf_cmp, enum mf_jcc_kind mf_jcc)
+{
+  if (mf_cmp == mf_cmp_alu_cmp)
+    return ((mf_jcc >= mf_jcc_jc && mf_jcc <= mf_jcc_jna)
+           || mf_jcc == mf_jcc_jl || mf_jcc == mf_jcc_jle);
+  if (mf_cmp == mf_cmp_incdec)
+    return (mf_jcc == mf_jcc_je || mf_jcc == mf_jcc_jl
+           || mf_jcc == mf_jcc_jle);
+  if (mf_cmp == mf_cmp_test_and)
+    return 1;
+  return 0;
+}
+
+/* Return the next non-empty frag.  */
+
+static fragS *
+i386_next_non_empty_frag (fragS *fragP)
+{
+  /* There may be a frag with a ".fill 0" when there is no room in
+     the current frag for frag_grow in output_insn.  */
+  for (fragP = fragP->fr_next;
+       (fragP != NULL
+       && fragP->fr_type == rs_fill
+       && fragP->fr_fix == 0);
+       fragP = fragP->fr_next)
+    ;
+  return fragP;
+}
+
+/* Return the next jcc frag after BRANCH_PADDING.  */
+
+static fragS *
+i386_next_fusible_jcc_frag (fragS *maybe_cmp_fragP, fragS *pad_fragP)
+{
+  fragS *branch_fragP;
+  if (!pad_fragP)
+    return NULL;
+
+  if (pad_fragP->fr_type == rs_machine_dependent
+      && (TYPE_FROM_RELAX_STATE (pad_fragP->fr_subtype)
+         == BRANCH_PADDING))
+    {
+      branch_fragP = i386_next_non_empty_frag (pad_fragP);
+      if (branch_fragP->fr_type != rs_machine_dependent)
+       return NULL;
+      if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (branch_fragP->fr_subtype) == COND_JUMP
+         && i386_macro_fusible_p (maybe_cmp_fragP->tc_frag_data.mf_type,
+                                  pad_fragP->tc_frag_data.mf_type))
+       return branch_fragP;
+    }
+
+  return NULL;
+}
+
+/* Classify BRANCH_PADDING, BRANCH_PREFIX and FUSED_JCC_PADDING frags.  */
+
+static void
+i386_classify_machine_dependent_frag (fragS *fragP)
+{
+  fragS *cmp_fragP;
+  fragS *pad_fragP;
+  fragS *branch_fragP;
+  fragS *next_fragP;
+  unsigned int max_prefix_length;
+
+  if (fragP->tc_frag_data.classified)
+    return;
+
+  /* First scan for BRANCH_PADDING and FUSED_JCC_PADDING.  Convert
+     FUSED_JCC_PADDING and merge BRANCH_PADDING.  */
+  for (next_fragP = fragP;
+       next_fragP != NULL;
+       next_fragP = next_fragP->fr_next)
+    {
+      next_fragP->tc_frag_data.classified = 1;
+      if (next_fragP->fr_type == rs_machine_dependent)
+       switch (TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype))
+         {
+         case BRANCH_PADDING:
+           /* The BRANCH_PADDING frag must be followed by a branch
+              frag.  */
+           branch_fragP = i386_next_non_empty_frag (next_fragP);
+           next_fragP->tc_frag_data.u.branch_fragP = branch_fragP;
+           break;
+         case FUSED_JCC_PADDING:
+           /* Check if this is a fused jcc:
+              FUSED_JCC_PADDING
+              CMP like instruction
+              BRANCH_PADDING
+              COND_JUMP
+              */
+           cmp_fragP = i386_next_non_empty_frag (next_fragP);
+           pad_fragP = i386_next_non_empty_frag (cmp_fragP);
+           branch_fragP = i386_next_fusible_jcc_frag (next_fragP, pad_fragP);
+           if (branch_fragP)
+             {
+               /* The BRANCH_PADDING frag is merged with the
+                  FUSED_JCC_PADDING frag.  */
+               next_fragP->tc_frag_data.u.branch_fragP = branch_fragP;
+               /* CMP like instruction size.  */
+               next_fragP->tc_frag_data.cmp_size = cmp_fragP->fr_fix;
+               frag_wane (pad_fragP);
+               /* Skip to branch_fragP.  */
+               next_fragP = branch_fragP;
+             }
+           else if (next_fragP->tc_frag_data.max_prefix_length)
+             {
+               /* Turn FUSED_JCC_PADDING into BRANCH_PREFIX if it isn't
+                  a fused jcc.  */
+               next_fragP->fr_subtype
+                 = ENCODE_RELAX_STATE (BRANCH_PREFIX, 0);
+               next_fragP->tc_frag_data.max_bytes
+                 = next_fragP->tc_frag_data.max_prefix_length;
+               /* This will be updated in the BRANCH_PREFIX scan.  */
+               next_fragP->tc_frag_data.max_prefix_length = 0;
+             }
+           else
+             frag_wane (next_fragP);
+           break;
+         }
+    }
+
+  /* Stop if there is no BRANCH_PREFIX.  */
+  if (!align_branch_prefix_size)
+    return;
+
+  /* Scan for BRANCH_PREFIX.  */
+  for (; fragP != NULL; fragP = fragP->fr_next)
+    {
+      if (fragP->fr_type != rs_machine_dependent
+         || (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype)
+             != BRANCH_PREFIX))
+       continue;
+
+      /* Count all BRANCH_PREFIX frags before BRANCH_PADDING and
+        COND_JUMP_PREFIX.  */
+      max_prefix_length = 0;
+      for (next_fragP = fragP;
+          next_fragP != NULL;
+          next_fragP = next_fragP->fr_next)
+       {
+         if (next_fragP->fr_type == rs_fill)
+           /* Skip rs_fill frags.  */
+           continue;
+         else if (next_fragP->fr_type != rs_machine_dependent)
+           /* Stop for all other frags.  */
+           break;
+
+         /* rs_machine_dependent frags.  */
+         if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype)
+             == BRANCH_PREFIX)
+           {
+             /* Count BRANCH_PREFIX frags.  */
+             if (max_prefix_length >= MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE)
+               {
+                 max_prefix_length = MAX_FUSED_JCC_PADDING_SIZE;
+                 frag_wane (next_fragP);
+               }
+             else
+               max_prefix_length
+                 += next_fragP->tc_frag_data.max_bytes;
+           }
+         else if ((TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype)
+                   == BRANCH_PADDING)
+                  || (TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype)
+                      == FUSED_JCC_PADDING))
+           {
+             /* Stop at BRANCH_PADDING and FUSED_JCC_PADDING.  */
+             fragP->tc_frag_data.u.padding_fragP = next_fragP;
+             break;
+           }
+         else
+           /* Stop for other rs_machine_dependent frags.  */
+           break;
+       }
+
+      fragP->tc_frag_data.max_prefix_length = max_prefix_length;
+
+      /* Skip to the next frag.  */
+      fragP = next_fragP;
+    }
+}
+
+/* Compute padding size for
+
+       FUSED_JCC_PADDING
+       CMP like instruction
+       BRANCH_PADDING
+       COND_JUMP/UNCOND_JUMP
+
+   or
+
+       BRANCH_PADDING
+       COND_JUMP/UNCOND_JUMP
+ */
+
+static int
+i386_branch_padding_size (fragS *fragP, offsetT address)
+{
+  unsigned int offset, size, padding_size;
+  fragS *branch_fragP = fragP->tc_frag_data.u.branch_fragP;
+
+  /* The start address of the BRANCH_PADDING or FUSED_JCC_PADDING frag.  */
+  if (!address)
+    address = fragP->fr_address;
+  address += fragP->fr_fix;
+
+  /* CMP like instrunction size.  */
+  size = fragP->tc_frag_data.cmp_size;
+
+  /* The base size of the branch frag.  */
+  size += branch_fragP->fr_fix;
+
+  /* Add opcode and displacement bytes for the rs_machine_dependent
+     branch frag.  */
+  if (branch_fragP->fr_type == rs_machine_dependent)
+    size += md_relax_table[branch_fragP->fr_subtype].rlx_length;
+
+  /* Check if branch is within boundary and doesn't end at the last
+     byte.  */
+  offset = address & ((1U << align_branch_power) - 1);
+  if ((offset + size) >= (1U << align_branch_power))
+    /* Padding needed to avoid crossing boundary.  */
+    padding_size = (1U << align_branch_power) - offset;
+  else
+    /* No padding needed.  */
+    padding_size = 0;
+
+  /* The return value may be saved in tc_frag_data.length which is
+     unsigned byte.  */
+  if (!fits_in_unsigned_byte (padding_size))
+    abort ();
+
+  return padding_size;
+}
+
+/* i386_generic_table_relax_frag()
+
+   Handle BRANCH_PADDING, BRANCH_PREFIX and FUSED_JCC_PADDING frags to
+   grow/shrink padding to align branch frags.  Hand others to
+   relax_frag().  */
+
+long
+i386_generic_table_relax_frag (segT segment, fragS *fragP, long stretch)
+{
+  if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PADDING
+      || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == FUSED_JCC_PADDING)
+    {
+      long padding_size = i386_branch_padding_size (fragP, 0);
+      long grow = padding_size - fragP->tc_frag_data.length;
+
+      /* When the BRANCH_PREFIX frag is used, the computed address
+         must match the actual address and there should be no padding.  */
+      if (fragP->tc_frag_data.padding_address
+         && (fragP->tc_frag_data.padding_address != fragP->fr_address
+             || padding_size))
+       abort ();
+
+      /* Update the padding size.  */
+      if (grow)
+       fragP->tc_frag_data.length = padding_size;
+
+      return grow;
+    }
+  else if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PREFIX)
+    {
+      fragS *padding_fragP, *next_fragP;
+      long padding_size, left_size, last_size;
+
+      padding_fragP = fragP->tc_frag_data.u.padding_fragP;
+      if (!padding_fragP)
+       /* Use the padding set by the leading BRANCH_PREFIX frag.  */
+       return (fragP->tc_frag_data.length
+               - fragP->tc_frag_data.last_length);
+
+      /* Compute the relative address of the padding frag in the very
+        first time where the BRANCH_PREFIX frag sizes are zero.  */
+      if (!fragP->tc_frag_data.padding_address)
+       fragP->tc_frag_data.padding_address
+         = padding_fragP->fr_address - (fragP->fr_address - stretch);
+
+      /* First update the last length from the previous interation.  */
+      left_size = fragP->tc_frag_data.prefix_length;
+      for (next_fragP = fragP;
+          next_fragP != padding_fragP;
+          next_fragP = next_fragP->fr_next)
+       if (next_fragP->fr_type == rs_machine_dependent
+           && (TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype)
+               == BRANCH_PREFIX))
+         {
+           if (left_size)
+             {
+               int max = next_fragP->tc_frag_data.max_bytes;
+               if (max)
+                 {
+                   int size;
+                   if (max > left_size)
+                     size = left_size;
+                   else
+                     size = max;
+                   left_size -= size;
+                   next_fragP->tc_frag_data.last_length = size;
+                 }
+             }
+           else
+             next_fragP->tc_frag_data.last_length = 0;
+         }
+
+      /* Check the padding size for the padding frag.  */
+      padding_size = i386_branch_padding_size
+       (padding_fragP, (fragP->fr_address
+                        + fragP->tc_frag_data.padding_address));
+
+      last_size = fragP->tc_frag_data.prefix_length;
+      /* Check if there is change from the last interation.  */
+      if (padding_size == last_size)
+       {
+         /* Update the expected address of the padding frag.  */
+         padding_fragP->tc_frag_data.padding_address
+           = (fragP->fr_address + padding_size
+              + fragP->tc_frag_data.padding_address);
+         return 0;
+       }
+
+      if (padding_size > fragP->tc_frag_data.max_prefix_length)
+       {
+         /* No padding if there is no sufficient room.  Clear the
+            expected address of the padding frag.  */
+         padding_fragP->tc_frag_data.padding_address = 0;
+         padding_size = 0;
+       }
+      else
+       /* Store the expected address of the padding frag.  */
+       padding_fragP->tc_frag_data.padding_address
+         = (fragP->fr_address + padding_size
+            + fragP->tc_frag_data.padding_address);
+
+      fragP->tc_frag_data.prefix_length = padding_size;
+
+      /* Update the length for the current interation.  */
+      left_size = padding_size;
+      for (next_fragP = fragP;
+          next_fragP != padding_fragP;
+          next_fragP = next_fragP->fr_next)
+       if (next_fragP->fr_type == rs_machine_dependent
+           && (TYPE_FROM_RELAX_STATE (next_fragP->fr_subtype)
+               == BRANCH_PREFIX))
+         {
+           if (left_size)
+             {
+               int max = next_fragP->tc_frag_data.max_bytes;
+               if (max)
+                 {
+                   int size;
+                   if (max > left_size)
+                     size = left_size;
+                   else
+                     size = max;
+                   left_size -= size;
+                   next_fragP->tc_frag_data.length = size;
+                 }
+             }
+           else
+             next_fragP->tc_frag_data.length = 0;
+         }
+
+      return (fragP->tc_frag_data.length
+             - fragP->tc_frag_data.last_length);
+    }
+  return relax_frag (segment, fragP, stretch);
+}
+
 /* md_estimate_size_before_relax()
 
    Called just before relax() for rs_machine_dependent frags.  The x86
@@ -10384,6 +11753,14 @@ elf_symbol_resolved_in_segment_p (symbolS *fr_symbol, offsetT fr_var)
 int
 md_estimate_size_before_relax (fragS *fragP, segT segment)
 {
+  if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PADDING
+      || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PREFIX
+      || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == FUSED_JCC_PADDING)
+    {
+      i386_classify_machine_dependent_frag (fragP);
+      return fragP->tc_frag_data.length;
+    }
+
   /* We've already got fragP->fr_subtype right;  all we have to do is
      check for un-relaxable symbols.  On an ELF system, we can't relax
      an externally visible symbol, because it may be overridden by a
@@ -10517,6 +11894,106 @@ md_convert_frag (bfd *abfd ATTRIBUTE_UNUSED, segT sec ATTRIBUTE_UNUSED,
   unsigned int extension = 0;
   offsetT displacement_from_opcode_start;
 
+  if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PADDING
+      || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == FUSED_JCC_PADDING
+      || TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PREFIX)
+    {
+      /* Generate nop padding.  */
+      unsigned int size = fragP->tc_frag_data.length;
+      if (size)
+       {
+         if (size > fragP->tc_frag_data.max_bytes)
+           abort ();
+
+         if (flag_debug)
+           {
+             const char *msg;
+             const char *branch = "branch";
+             const char *prefix = "";
+             fragS *padding_fragP;
+             if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype)
+                 == BRANCH_PREFIX)
+               {
+                 padding_fragP = fragP->tc_frag_data.u.padding_fragP;
+                 switch (fragP->tc_frag_data.default_prefix)
+                   {
+                   default:
+                     abort ();
+                     break;
+                   case CS_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " cs";
+                     break;
+                   case DS_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " ds";
+                     break;
+                   case ES_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " es";
+                     break;
+                   case FS_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " fs";
+                     break;
+                   case GS_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " gs";
+                     break;
+                   case SS_PREFIX_OPCODE:
+                     prefix = " ss";
+                     break;
+                   }
+                 if (padding_fragP)
+                   msg = _("%s:%u: add %d%s at 0x%llx to align "
+                           "%s within %d-byte boundary\n");
+                 else
+                   msg = _("%s:%u: add additional %d%s at 0x%llx to "
+                           "align %s within %d-byte boundary\n");
+               }
+             else
+               {
+                 padding_fragP = fragP;
+                 msg = _("%s:%u: add %d%s-byte nop at 0x%llx to align "
+                         "%s within %d-byte boundary\n");
+               }
+
+             if (padding_fragP)
+               switch (padding_fragP->tc_frag_data.branch_type)
+                 {
+                 case align_branch_jcc:
+                   branch = "jcc";
+                   break;
+                 case align_branch_fused:
+                   branch = "fused jcc";
+                   break;
+                 case align_branch_jmp:
+                   branch = "jmp";
+                   break;
+                 case align_branch_call:
+                   branch = "call";
+                   break;
+                 case align_branch_indirect:
+                   branch = "indiret branch";
+                   break;
+                 case align_branch_ret:
+                   branch = "ret";
+                   break;
+                 default:
+                   break;
+                 }
+
+             fprintf (stdout, msg,
+                      fragP->fr_file, fragP->fr_line, size, prefix,
+                      (long long) fragP->fr_address, branch,
+                      1 << align_branch_power);
+           }
+         if (TYPE_FROM_RELAX_STATE (fragP->fr_subtype) == BRANCH_PREFIX)
+           memset (fragP->fr_opcode,
+                   fragP->tc_frag_data.default_prefix, size);
+         else
+           i386_generate_nops (fragP, (char *) fragP->fr_opcode,
+                               size, 0);
+         fragP->fr_fix += size;
+       }
+      return;
+    }
+
   opcode = (unsigned char *) fragP->fr_opcode;
 
   /* Address we want to reach in file space.  */
@@ -11075,6 +12552,13 @@ const char *md_shortopts = "qnO::";
 #define OPTION_MFENCE_AS_LOCK_ADD (OPTION_MD_BASE + 24)
 #define OPTION_X86_USED_NOTE (OPTION_MD_BASE + 25)
 #define OPTION_MVEXWIG (OPTION_MD_BASE + 26)
+#define OPTION_MALIGN_BRANCH_BOUNDARY (OPTION_MD_BASE + 27)
+#define OPTION_MALIGN_BRANCH_PREFIX_SIZE (OPTION_MD_BASE + 28)
+#define OPTION_MALIGN_BRANCH (OPTION_MD_BASE + 29)
+#define OPTION_MBRANCHES_WITH_32B_BOUNDARIES (OPTION_MD_BASE + 30)
+#define OPTION_MLFENCE_AFTER_LOAD (OPTION_MD_BASE + 31)
+#define OPTION_MLFENCE_BEFORE_INDIRECT_BRANCH (OPTION_MD_BASE + 32)
+#define OPTION_MLFENCE_BEFORE_RET (OPTION_MD_BASE + 33)
 
 struct option md_longopts[] =
 {
@@ -11110,6 +12594,14 @@ struct option md_longopts[] =
   {"mfence-as-lock-add", required_argument, NULL, OPTION_MFENCE_AS_LOCK_ADD},
   {"mrelax-relocations", required_argument, NULL, OPTION_MRELAX_RELOCATIONS},
   {"mevexrcig", required_argument, NULL, OPTION_MEVEXRCIG},
+  {"malign-branch-boundary", required_argument, NULL, OPTION_MALIGN_BRANCH_BOUNDARY},
+  {"malign-branch-prefix-size", required_argument, NULL, OPTION_MALIGN_BRANCH_PREFIX_SIZE},
+  {"malign-branch", required_argument, NULL, OPTION_MALIGN_BRANCH},
+  {"mbranches-within-32B-boundaries", no_argument, NULL, OPTION_MBRANCHES_WITH_32B_BOUNDARIES},
+  {"mlfence-after-load", required_argument, NULL, OPTION_MLFENCE_AFTER_LOAD},
+  {"mlfence-before-indirect-branch", required_argument, NULL,
+   OPTION_MLFENCE_BEFORE_INDIRECT_BRANCH},
+  {"mlfence-before-ret", required_argument, NULL, OPTION_MLFENCE_BEFORE_RET},
   {"mamd64", no_argument, NULL, OPTION_MAMD64},
   {"mintel64", no_argument, NULL, OPTION_MINTEL64},
   {NULL, no_argument, NULL, 0}
@@ -11120,7 +12612,7 @@ int
 md_parse_option (int c, const char *arg)
 {
   unsigned int j;
-  char *arch, *next, *saved;
+  char *arch, *next, *saved, *type;
 
   switch (c)
     {
@@ -11489,6 +12981,41 @@ md_parse_option (int c, const char *arg)
         as_fatal (_("invalid -mfence-as-lock-add= option: `%s'"), arg);
       break;
 
+    case OPTION_MLFENCE_AFTER_LOAD:
+      if (strcasecmp (arg, "yes") == 0)
+       lfence_after_load = 1;
+      else if (strcasecmp (arg, "no") == 0)
+       lfence_after_load = 0;
+      else
+        as_fatal (_("invalid -mlfence-after-load= option: `%s'"), arg);
+      break;
+
+    case OPTION_MLFENCE_BEFORE_INDIRECT_BRANCH:
+      if (strcasecmp (arg, "all") == 0)
+       lfence_before_indirect_branch = lfence_branch_all;
+      else if (strcasecmp (arg, "memory") == 0)
+       lfence_before_indirect_branch = lfence_branch_memory;
+      else if (strcasecmp (arg, "register") == 0)
+       lfence_before_indirect_branch = lfence_branch_register;
+      else if (strcasecmp (arg, "none") == 0)
+       lfence_before_indirect_branch = lfence_branch_none;
+      else
+        as_fatal (_("invalid -mlfence-before-indirect-branch= option: `%s'"),
+                 arg);
+      break;
+
+    case OPTION_MLFENCE_BEFORE_RET:
+      if (strcasecmp (arg, "or") == 0)
+       lfence_before_ret = lfence_before_ret_or;
+      else if (strcasecmp (arg, "not") == 0)
+       lfence_before_ret = lfence_before_ret_not;
+      else if (strcasecmp (arg, "none") == 0)
+       lfence_before_ret = lfence_before_ret_none;
+      else
+        as_fatal (_("invalid -mlfence-before-ret= option: `%s'"),
+                 arg);
+      break;
+
     case OPTION_MRELAX_RELOCATIONS:
       if (strcasecmp (arg, "yes") == 0)
         generate_relax_relocations = 1;
@@ -11498,12 +13025,94 @@ md_parse_option (int c, const char *arg)
         as_fatal (_("invalid -mrelax-relocations= option: `%s'"), arg);
       break;
 
+    case OPTION_MALIGN_BRANCH_BOUNDARY:
+      {
+       char *end;
+       long int align = strtoul (arg, &end, 0);
+       if (*end == '\0')
+         {
+           if (align == 0)
+             {
+               align_branch_power = 0;
+               break;
+             }
+           else if (align >= 16)
+             {
+               int align_power;
+               for (align_power = 0;
+                    (align & 1) == 0;
+                    align >>= 1, align_power++)
+                 continue;
+               /* Limit alignment power to 31.  */
+               if (align == 1 && align_power < 32)
+                 {
+                   align_branch_power = align_power;
+                   break;
+                 }
+             }
+         }
+       as_fatal (_("invalid -malign-branch-boundary= value: %s"), arg);
+      }
+      break;
+
+    case OPTION_MALIGN_BRANCH_PREFIX_SIZE:
+      {
+       char *end;
+       int align = strtoul (arg, &end, 0);
+       /* Some processors only support 5 prefixes.  */
+       if (*end == '\0' && align >= 0 && align < 6)
+         {
+           align_branch_prefix_size = align;
+           break;
+         }
+       as_fatal (_("invalid -malign-branch-prefix-size= value: %s"),
+                 arg);
+      }
+      break;
+
+    case OPTION_MALIGN_BRANCH:
+      align_branch = 0;
+      saved = xstrdup (arg);
+      type = saved;
+      do
+       {
+         next = strchr (type, '+');
+         if (next)
+           *next++ = '\0';
+         if (strcasecmp (type, "jcc") == 0)
+           align_branch |= align_branch_jcc_bit;
+         else if (strcasecmp (type, "fused") == 0)
+           align_branch |= align_branch_fused_bit;
+         else if (strcasecmp (type, "jmp") == 0)
+           align_branch |= align_branch_jmp_bit;
+         else if (strcasecmp (type, "call") == 0)
+           align_branch |= align_branch_call_bit;
+         else if (strcasecmp (type, "ret") == 0)
+           align_branch |= align_branch_ret_bit;
+         else if (strcasecmp (type, "indirect") == 0)
+           align_branch |= align_branch_indirect_bit;
+         else
+           as_fatal (_("invalid -malign-branch= option: `%s'"), arg);
+         type = next;
+       }
+      while (next != NULL);
+      free (saved);
+      break;
+
+    case OPTION_MBRANCHES_WITH_32B_BOUNDARIES:
+      align_branch_power = 5;
+      align_branch_prefix_size = 5;
+      align_branch = (align_branch_jcc_bit
+                     | align_branch_fused_bit
+                     | align_branch_jmp_bit);
+      break;
+
     case OPTION_MAMD64:
-      intel64 = 0;
+      isa64 = amd64;
       break;
 
     case OPTION_MINTEL64:
-      intel64 = 1;
+      isa64 = intel64;
       break;
 
     case 'O':
@@ -11750,6 +13359,29 @@ md_show_usage (FILE *stream)
   fprintf (stream, _("\
                           generate relax relocations\n"));
   fprintf (stream, _("\
+  -malign-branch-boundary=NUM (default: 0)\n\
+                          align branches within NUM byte boundary\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -malign-branch=TYPE[+TYPE...] (default: jcc+fused+jmp)\n\
+                          TYPE is combination of jcc, fused, jmp, call, ret,\n\
+                           indirect\n\
+                          specify types of branches to align\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -malign-branch-prefix-size=NUM (default: 5)\n\
+                          align branches with NUM prefixes per instruction\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -mbranches-within-32B-boundaries\n\
+                          align branches within 32 byte boundary\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -mlfence-after-load=[no|yes] (default: no)\n\
+                          generate lfence after load\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -mlfence-before-indirect-branch=[none|all|register|memory] (default: none)\n\
+                          generate lfence before indirect near branch\n"));
+  fprintf (stream, _("\
+  -mlfence-before-ret=[none|or|not] (default: none)\n\
+                          generate lfence before ret\n"));
+  fprintf (stream, _("\
   -mamd64                 accept only AMD64 ISA [default]\n"));
   fprintf (stream, _("\
   -mintel64               accept only Intel64 ISA\n"));
@@ -11833,15 +13465,24 @@ i386_target_format (void)
          {
          default:
            format = ELF_TARGET_FORMAT;
+#ifndef TE_SOLARIS
+           tls_get_addr = "___tls_get_addr";
+#endif
            break;
          case X86_64_ABI:
            use_rela_relocations = 1;
            object_64bit = 1;
+#ifndef TE_SOLARIS
+           tls_get_addr = "__tls_get_addr";
+#endif
            format = ELF_TARGET_FORMAT64;
            break;
          case X86_64_X32_ABI:
            use_rela_relocations = 1;
            object_64bit = 1;
+#ifndef TE_SOLARIS
+           tls_get_addr = "__tls_get_addr";
+#endif
            disallow_64bit_reloc = 1;
            format = ELF_TARGET_FORMAT32;
            break;
@@ -11958,6 +13599,31 @@ s_bss (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
 
 #endif
 
+/* Remember constant directive.  */
+
+void
+i386_cons_align (int ignore ATTRIBUTE_UNUSED)
+{
+  if (last_insn.kind != last_insn_directive
+      && (bfd_section_flags (now_seg) & SEC_CODE))
+    {
+      last_insn.seg = now_seg;
+      last_insn.kind = last_insn_directive;
+      last_insn.name = "constant directive";
+      last_insn.file = as_where (&last_insn.line);
+      if (lfence_before_ret != lfence_before_ret_none)
+       {
+         if (lfence_before_indirect_branch != lfence_branch_none)
+           as_warn (_("constant directive skips -mlfence-before-ret "
+                      "and -mlfence-before-indirect-branch"));
+         else
+           as_warn (_("constant directive skips -mlfence-before-ret"));
+       }
+      else if (lfence_before_indirect_branch != lfence_branch_none)
+       as_warn (_("constant directive skips -mlfence-before-indirect-branch"));
+    }
+}
+
 void
 i386_validate_fix (fixS *fixp)
 {
This page took 0.060263 seconds and 4 git commands to generate.