tblgen/AsmMatcher: Always emit the match function as 'MatchInstructionImpl',
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / AsmMatcherEmitter.cpp
1 //===- AsmMatcherEmitter.cpp - Generate an assembly matcher ---------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This tablegen backend emits a target specifier matcher for converting parsed
11 // assembly operands in the MCInst structures.
12 //
13 // The input to the target specific matcher is a list of literal tokens and
14 // operands. The target specific parser should generally eliminate any syntax
15 // which is not relevant for matching; for example, comma tokens should have
16 // already been consumed and eliminated by the parser. Most instructions will
17 // end up with a single literal token (the instruction name) and some number of
18 // operands.
19 //
20 // Some example inputs, for X86:
21 //   'addl' (immediate ...) (register ...)
22 //   'add' (immediate ...) (memory ...)
23 //   'call' '*' %epc 
24 //
25 // The assembly matcher is responsible for converting this input into a precise
26 // machine instruction (i.e., an instruction with a well defined encoding). This
27 // mapping has several properties which complicate matching:
28 //
29 //  - It may be ambiguous; many architectures can legally encode particular
30 //    variants of an instruction in different ways (for example, using a smaller
31 //    encoding for small immediates). Such ambiguities should never be
32 //    arbitrarily resolved by the assembler, the assembler is always responsible
33 //    for choosing the "best" available instruction.
34 //
35 //  - It may depend on the subtarget or the assembler context. Instructions
36 //    which are invalid for the current mode, but otherwise unambiguous (e.g.,
37 //    an SSE instruction in a file being assembled for i486) should be accepted
38 //    and rejected by the assembler front end. However, if the proper encoding
39 //    for an instruction is dependent on the assembler context then the matcher
40 //    is responsible for selecting the correct machine instruction for the
41 //    current mode.
42 //
43 // The core matching algorithm attempts to exploit the regularity in most
44 // instruction sets to quickly determine the set of possibly matching
45 // instructions, and the simplify the generated code. Additionally, this helps
46 // to ensure that the ambiguities are intentionally resolved by the user.
47 //
48 // The matching is divided into two distinct phases:
49 //
50 //   1. Classification: Each operand is mapped to the unique set which (a)
51 //      contains it, and (b) is the largest such subset for which a single
52 //      instruction could match all members.
53 //
54 //      For register classes, we can generate these subgroups automatically. For
55 //      arbitrary operands, we expect the user to define the classes and their
56 //      relations to one another (for example, 8-bit signed immediates as a
57 //      subset of 32-bit immediates).
58 //
59 //      By partitioning the operands in this way, we guarantee that for any
60 //      tuple of classes, any single instruction must match either all or none
61 //      of the sets of operands which could classify to that tuple.
62 //
63 //      In addition, the subset relation amongst classes induces a partial order
64 //      on such tuples, which we use to resolve ambiguities.
65 //
66 //      FIXME: What do we do if a crazy case shows up where this is the wrong
67 //      resolution?
68 //
69 //   2. The input can now be treated as a tuple of classes (static tokens are
70 //      simple singleton sets). Each such tuple should generally map to a single
71 //      instruction (we currently ignore cases where this isn't true, whee!!!),
72 //      which we can emit a simple matcher for.
73 //
74 //===----------------------------------------------------------------------===//
75
76 #include "AsmMatcherEmitter.h"
77 #include "CodeGenTarget.h"
78 #include "Record.h"
79 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
80 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
81 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
82 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
83 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
84 #include "llvm/Support/Debug.h"
85 #include <list>
86 #include <map>
87 #include <set>
88 using namespace llvm;
89
90 static cl::opt<std::string>
91 MatchPrefix("match-prefix", cl::init(""),
92             cl::desc("Only match instructions with the given prefix"));
93
94 /// FlattenVariants - Flatten an .td file assembly string by selecting the
95 /// variant at index \arg N.
96 static std::string FlattenVariants(const std::string &AsmString,
97                                    unsigned N) {
98   StringRef Cur = AsmString;
99   std::string Res = "";
100   
101   for (;;) {
102     // Find the start of the next variant string.
103     size_t VariantsStart = 0;
104     for (size_t e = Cur.size(); VariantsStart != e; ++VariantsStart)
105       if (Cur[VariantsStart] == '{' && 
106           (VariantsStart == 0 || (Cur[VariantsStart-1] != '$' &&
107                                   Cur[VariantsStart-1] != '\\')))
108         break;
109
110     // Add the prefix to the result.
111     Res += Cur.slice(0, VariantsStart);
112     if (VariantsStart == Cur.size())
113       break;
114
115     ++VariantsStart; // Skip the '{'.
116
117     // Scan to the end of the variants string.
118     size_t VariantsEnd = VariantsStart;
119     unsigned NestedBraces = 1;
120     for (size_t e = Cur.size(); VariantsEnd != e; ++VariantsEnd) {
121       if (Cur[VariantsEnd] == '}' && Cur[VariantsEnd-1] != '\\') {
122         if (--NestedBraces == 0)
123           break;
124       } else if (Cur[VariantsEnd] == '{')
125         ++NestedBraces;
126     }
127
128     // Select the Nth variant (or empty).
129     StringRef Selection = Cur.slice(VariantsStart, VariantsEnd);
130     for (unsigned i = 0; i != N; ++i)
131       Selection = Selection.split('|').second;
132     Res += Selection.split('|').first;
133
134     assert(VariantsEnd != Cur.size() && 
135            "Unterminated variants in assembly string!");
136     Cur = Cur.substr(VariantsEnd + 1);
137   } 
138
139   return Res;
140 }
141
142 /// TokenizeAsmString - Tokenize a simplified assembly string.
143 static void TokenizeAsmString(StringRef AsmString, 
144                               SmallVectorImpl<StringRef> &Tokens) {
145   unsigned Prev = 0;
146   bool InTok = true;
147   for (unsigned i = 0, e = AsmString.size(); i != e; ++i) {
148     switch (AsmString[i]) {
149     case '[':
150     case ']':
151     case '*':
152     case '!':
153     case ' ':
154     case '\t':
155     case ',':
156       if (InTok) {
157         Tokens.push_back(AsmString.slice(Prev, i));
158         InTok = false;
159       }
160       if (!isspace(AsmString[i]) && AsmString[i] != ',')
161         Tokens.push_back(AsmString.substr(i, 1));
162       Prev = i + 1;
163       break;
164       
165     case '\\':
166       if (InTok) {
167         Tokens.push_back(AsmString.slice(Prev, i));
168         InTok = false;
169       }
170       ++i;
171       assert(i != AsmString.size() && "Invalid quoted character");
172       Tokens.push_back(AsmString.substr(i, 1));
173       Prev = i + 1;
174       break;
175
176     case '$': {
177       // If this isn't "${", treat like a normal token.
178       if (i + 1 == AsmString.size() || AsmString[i + 1] != '{') {
179         if (InTok) {
180           Tokens.push_back(AsmString.slice(Prev, i));
181           InTok = false;
182         }
183         Prev = i;
184         break;
185       }
186
187       if (InTok) {
188         Tokens.push_back(AsmString.slice(Prev, i));
189         InTok = false;
190       }
191
192       StringRef::iterator End =
193         std::find(AsmString.begin() + i, AsmString.end(), '}');
194       assert(End != AsmString.end() && "Missing brace in operand reference!");
195       size_t EndPos = End - AsmString.begin();
196       Tokens.push_back(AsmString.slice(i, EndPos+1));
197       Prev = EndPos + 1;
198       i = EndPos;
199       break;
200     }
201
202     case '.':
203       if (InTok) {
204         Tokens.push_back(AsmString.slice(Prev, i));
205       }
206       Prev = i;
207       InTok = true;
208       break;
209
210     default:
211       InTok = true;
212     }
213   }
214   if (InTok && Prev != AsmString.size())
215     Tokens.push_back(AsmString.substr(Prev));
216 }
217
218 static bool IsAssemblerInstruction(StringRef Name,
219                                    const CodeGenInstruction &CGI, 
220                                    const SmallVectorImpl<StringRef> &Tokens) {
221   // Ignore "codegen only" instructions.
222   if (CGI.TheDef->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
223     return false;
224
225   // Ignore pseudo ops.
226   //
227   // FIXME: This is a hack; can we convert these instructions to set the
228   // "codegen only" bit instead?
229   if (const RecordVal *Form = CGI.TheDef->getValue("Form"))
230     if (Form->getValue()->getAsString() == "Pseudo")
231       return false;
232
233   // Ignore "Int_*" and "*_Int" instructions, which are internal aliases.
234   //
235   // FIXME: This is a total hack.
236   if (StringRef(Name).startswith("Int_") || StringRef(Name).endswith("_Int"))
237     return false;
238
239   // Ignore instructions with no .s string.
240   //
241   // FIXME: What are these?
242   if (CGI.AsmString.empty())
243     return false;
244
245   // FIXME: Hack; ignore any instructions with a newline in them.
246   if (std::find(CGI.AsmString.begin(), 
247                 CGI.AsmString.end(), '\n') != CGI.AsmString.end())
248     return false;
249   
250   // Ignore instructions with attributes, these are always fake instructions for
251   // simplifying codegen.
252   //
253   // FIXME: Is this true?
254   //
255   // Also, check for instructions which reference the operand multiple times;
256   // this implies a constraint we would not honor.
257   std::set<std::string> OperandNames;
258   for (unsigned i = 1, e = Tokens.size(); i < e; ++i) {
259     if (Tokens[i][0] == '$' && 
260         std::find(Tokens[i].begin(), 
261                   Tokens[i].end(), ':') != Tokens[i].end()) {
262       DEBUG({
263           errs() << "warning: '" << Name << "': "
264                  << "ignoring instruction; operand with attribute '" 
265                  << Tokens[i] << "'\n";
266         });
267       return false;
268     }
269
270     if (Tokens[i][0] == '$' && !OperandNames.insert(Tokens[i]).second) {
271       DEBUG({
272           errs() << "warning: '" << Name << "': "
273                  << "ignoring instruction with tied operand '"
274                  << Tokens[i].str() << "'\n";
275         });
276       return false;
277     }
278   }
279
280   return true;
281 }
282
283 namespace {
284
285 struct SubtargetFeatureInfo;
286
287 /// ClassInfo - Helper class for storing the information about a particular
288 /// class of operands which can be matched.
289 struct ClassInfo {
290   enum ClassInfoKind {
291     /// Invalid kind, for use as a sentinel value.
292     Invalid = 0,
293
294     /// The class for a particular token.
295     Token,
296
297     /// The (first) register class, subsequent register classes are
298     /// RegisterClass0+1, and so on.
299     RegisterClass0,
300
301     /// The (first) user defined class, subsequent user defined classes are
302     /// UserClass0+1, and so on.
303     UserClass0 = 1<<16
304   };
305
306   /// Kind - The class kind, which is either a predefined kind, or (UserClass0 +
307   /// N) for the Nth user defined class.
308   unsigned Kind;
309
310   /// SuperClasses - The super classes of this class. Note that for simplicities
311   /// sake user operands only record their immediate super class, while register
312   /// operands include all superclasses.
313   std::vector<ClassInfo*> SuperClasses;
314
315   /// Name - The full class name, suitable for use in an enum.
316   std::string Name;
317
318   /// ClassName - The unadorned generic name for this class (e.g., Token).
319   std::string ClassName;
320
321   /// ValueName - The name of the value this class represents; for a token this
322   /// is the literal token string, for an operand it is the TableGen class (or
323   /// empty if this is a derived class).
324   std::string ValueName;
325
326   /// PredicateMethod - The name of the operand method to test whether the
327   /// operand matches this class; this is not valid for Token or register kinds.
328   std::string PredicateMethod;
329
330   /// RenderMethod - The name of the operand method to add this operand to an
331   /// MCInst; this is not valid for Token or register kinds.
332   std::string RenderMethod;
333
334   /// For register classes, the records for all the registers in this class.
335   std::set<Record*> Registers;
336
337 public:
338   /// isRegisterClass() - Check if this is a register class.
339   bool isRegisterClass() const {
340     return Kind >= RegisterClass0 && Kind < UserClass0;
341   }
342
343   /// isUserClass() - Check if this is a user defined class.
344   bool isUserClass() const {
345     return Kind >= UserClass0;
346   }
347
348   /// isRelatedTo - Check whether this class is "related" to \arg RHS. Classes
349   /// are related if they are in the same class hierarchy.
350   bool isRelatedTo(const ClassInfo &RHS) const {
351     // Tokens are only related to tokens.
352     if (Kind == Token || RHS.Kind == Token)
353       return Kind == Token && RHS.Kind == Token;
354
355     // Registers classes are only related to registers classes, and only if
356     // their intersection is non-empty.
357     if (isRegisterClass() || RHS.isRegisterClass()) {
358       if (!isRegisterClass() || !RHS.isRegisterClass())
359         return false;
360
361       std::set<Record*> Tmp;
362       std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(Tmp, Tmp.begin());
363       std::set_intersection(Registers.begin(), Registers.end(), 
364                             RHS.Registers.begin(), RHS.Registers.end(),
365                             II);
366
367       return !Tmp.empty();
368     }
369
370     // Otherwise we have two users operands; they are related if they are in the
371     // same class hierarchy.
372     //
373     // FIXME: This is an oversimplification, they should only be related if they
374     // intersect, however we don't have that information.
375     assert(isUserClass() && RHS.isUserClass() && "Unexpected class!");
376     const ClassInfo *Root = this;
377     while (!Root->SuperClasses.empty())
378       Root = Root->SuperClasses.front();
379
380     const ClassInfo *RHSRoot = &RHS;
381     while (!RHSRoot->SuperClasses.empty())
382       RHSRoot = RHSRoot->SuperClasses.front();
383     
384     return Root == RHSRoot;
385   }
386
387   /// isSubsetOf - Test whether this class is a subset of \arg RHS; 
388   bool isSubsetOf(const ClassInfo &RHS) const {
389     // This is a subset of RHS if it is the same class...
390     if (this == &RHS)
391       return true;
392
393     // ... or if any of its super classes are a subset of RHS.
394     for (std::vector<ClassInfo*>::const_iterator it = SuperClasses.begin(),
395            ie = SuperClasses.end(); it != ie; ++it)
396       if ((*it)->isSubsetOf(RHS))
397         return true;
398
399     return false;
400   }
401
402   /// operator< - Compare two classes.
403   bool operator<(const ClassInfo &RHS) const {
404     if (this == &RHS)
405       return false;
406
407     // Unrelated classes can be ordered by kind.
408     if (!isRelatedTo(RHS))
409       return Kind < RHS.Kind;
410
411     switch (Kind) {
412     case Invalid:
413       assert(0 && "Invalid kind!");
414     case Token:
415       // Tokens are comparable by value.
416       //
417       // FIXME: Compare by enum value.
418       return ValueName < RHS.ValueName;
419
420     default:
421       // This class preceeds the RHS if it is a proper subset of the RHS.
422       if (isSubsetOf(RHS))
423         return true;
424       if (RHS.isSubsetOf(*this))
425         return false;
426
427       // Otherwise, order by name to ensure we have a total ordering.
428       return ValueName < RHS.ValueName;
429     }
430   }
431 };
432
433 /// InstructionInfo - Helper class for storing the necessary information for an
434 /// instruction which is capable of being matched.
435 struct InstructionInfo {
436   struct Operand {
437     /// The unique class instance this operand should match.
438     ClassInfo *Class;
439
440     /// The original operand this corresponds to, if any.
441     const CodeGenInstruction::OperandInfo *OperandInfo;
442   };
443
444   /// InstrName - The target name for this instruction.
445   std::string InstrName;
446
447   /// Instr - The instruction this matches.
448   const CodeGenInstruction *Instr;
449
450   /// AsmString - The assembly string for this instruction (with variants
451   /// removed).
452   std::string AsmString;
453
454   /// Tokens - The tokenized assembly pattern that this instruction matches.
455   SmallVector<StringRef, 4> Tokens;
456
457   /// Operands - The operands that this instruction matches.
458   SmallVector<Operand, 4> Operands;
459
460   /// Predicates - The required subtarget features to match this instruction.
461   SmallVector<SubtargetFeatureInfo*, 4> RequiredFeatures;
462
463   /// ConversionFnKind - The enum value which is passed to the generated
464   /// ConvertToMCInst to convert parsed operands into an MCInst for this
465   /// function.
466   std::string ConversionFnKind;
467
468   /// operator< - Compare two instructions.
469   bool operator<(const InstructionInfo &RHS) const {
470     if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
471       return Operands.size() < RHS.Operands.size();
472
473     // Compare lexicographically by operand. The matcher validates that other
474     // orderings wouldn't be ambiguous using \see CouldMatchAmiguouslyWith().
475     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
476       if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
477         return true;
478       if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
479         return false;
480     }
481
482     return false;
483   }
484
485   /// CouldMatchAmiguouslyWith - Check whether this instruction could
486   /// ambiguously match the same set of operands as \arg RHS (without being a
487   /// strictly superior match).
488   bool CouldMatchAmiguouslyWith(const InstructionInfo &RHS) {
489     // The number of operands is unambiguous.
490     if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
491       return false;
492
493     // Otherwise, make sure the ordering of the two instructions is unambiguous
494     // by checking that either (a) a token or operand kind discriminates them,
495     // or (b) the ordering among equivalent kinds is consistent.
496
497     // Tokens and operand kinds are unambiguous (assuming a correct target
498     // specific parser).
499     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
500       if (Operands[i].Class->Kind != RHS.Operands[i].Class->Kind ||
501           Operands[i].Class->Kind == ClassInfo::Token)
502         if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class ||
503             *RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
504           return false;
505     
506     // Otherwise, this operand could commute if all operands are equivalent, or
507     // there is a pair of operands that compare less than and a pair that
508     // compare greater than.
509     bool HasLT = false, HasGT = false;
510     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
511       if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
512         HasLT = true;
513       if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
514         HasGT = true;
515     }
516
517     return !(HasLT ^ HasGT);
518   }
519
520 public:
521   void dump();
522 };
523
524 /// SubtargetFeatureInfo - Helper class for storing information on a subtarget
525 /// feature which participates in instruction matching.
526 struct SubtargetFeatureInfo {
527   /// \brief The predicate record for this feature.
528   Record *TheDef;
529
530   /// \brief An unique index assigned to represent this feature.
531   unsigned Index;
532
533   /// \brief The name of the enumerated constant identifying this feature.
534   std::string EnumName;
535 };
536
537 class AsmMatcherInfo {
538 public:
539   /// The tablegen AsmParser record.
540   Record *AsmParser;
541
542   /// The AsmParser "CommentDelimiter" value.
543   std::string CommentDelimiter;
544
545   /// The AsmParser "RegisterPrefix" value.
546   std::string RegisterPrefix;
547
548   /// The classes which are needed for matching.
549   std::vector<ClassInfo*> Classes;
550   
551   /// The information on the instruction to match.
552   std::vector<InstructionInfo*> Instructions;
553
554   /// Map of Register records to their class information.
555   std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClasses;
556
557   /// Map of Predicate records to their subtarget information.
558   std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*> SubtargetFeatures;
559
560 private:
561   /// Map of token to class information which has already been constructed.
562   std::map<std::string, ClassInfo*> TokenClasses;
563
564   /// Map of RegisterClass records to their class information.
565   std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClassClasses;
566
567   /// Map of AsmOperandClass records to their class information.
568   std::map<Record*, ClassInfo*> AsmOperandClasses;
569
570 private:
571   /// getTokenClass - Lookup or create the class for the given token.
572   ClassInfo *getTokenClass(StringRef Token);
573
574   /// getOperandClass - Lookup or create the class for the given operand.
575   ClassInfo *getOperandClass(StringRef Token,
576                              const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI);
577
578   /// getSubtargetFeature - Lookup or create the subtarget feature info for the
579   /// given operand.
580   SubtargetFeatureInfo *getSubtargetFeature(Record *Def) {
581     assert(Def->isSubClassOf("Predicate") && "Invalid predicate type!");
582
583     SubtargetFeatureInfo *&Entry = SubtargetFeatures[Def];
584     if (!Entry) {
585       Entry = new SubtargetFeatureInfo;
586       Entry->TheDef = Def;
587       Entry->Index = SubtargetFeatures.size() - 1;
588       Entry->EnumName = "Feature_" + Def->getName();
589       assert(Entry->Index < 32 && "Too many subtarget features!");
590     }
591
592     return Entry;
593   }
594
595   /// BuildRegisterClasses - Build the ClassInfo* instances for register
596   /// classes.
597   void BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target, 
598                             std::set<std::string> &SingletonRegisterNames);
599
600   /// BuildOperandClasses - Build the ClassInfo* instances for user defined
601   /// operand classes.
602   void BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target);
603
604 public:
605   AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser);
606
607   /// BuildInfo - Construct the various tables used during matching.
608   void BuildInfo(CodeGenTarget &Target);
609 };
610
611 }
612
613 void InstructionInfo::dump() {
614   errs() << InstrName << " -- " << "flattened:\"" << AsmString << '\"'
615          << ", tokens:[";
616   for (unsigned i = 0, e = Tokens.size(); i != e; ++i) {
617     errs() << Tokens[i];
618     if (i + 1 != e)
619       errs() << ", ";
620   }
621   errs() << "]\n";
622
623   for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
624     Operand &Op = Operands[i];
625     errs() << "  op[" << i << "] = " << Op.Class->ClassName << " - ";
626     if (Op.Class->Kind == ClassInfo::Token) {
627       errs() << '\"' << Tokens[i] << "\"\n";
628       continue;
629     }
630
631     if (!Op.OperandInfo) {
632       errs() << "(singleton register)\n";
633       continue;
634     }
635
636     const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = *Op.OperandInfo;
637     errs() << OI.Name << " " << OI.Rec->getName()
638            << " (" << OI.MIOperandNo << ", " << OI.MINumOperands << ")\n";
639   }
640 }
641
642 static std::string getEnumNameForToken(StringRef Str) {
643   std::string Res;
644   
645   for (StringRef::iterator it = Str.begin(), ie = Str.end(); it != ie; ++it) {
646     switch (*it) {
647     case '*': Res += "_STAR_"; break;
648     case '%': Res += "_PCT_"; break;
649     case ':': Res += "_COLON_"; break;
650
651     default:
652       if (isalnum(*it))  {
653         Res += *it;
654       } else {
655         Res += "_" + utostr((unsigned) *it) + "_";
656       }
657     }
658   }
659
660   return Res;
661 }
662
663 /// getRegisterRecord - Get the register record for \arg name, or 0.
664 static Record *getRegisterRecord(CodeGenTarget &Target, StringRef Name) {
665   for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
666     const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
667     if (Name == Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"))
668       return Reg.TheDef;
669   }
670
671   return 0;
672 }
673
674 ClassInfo *AsmMatcherInfo::getTokenClass(StringRef Token) {
675   ClassInfo *&Entry = TokenClasses[Token];
676   
677   if (!Entry) {
678     Entry = new ClassInfo();
679     Entry->Kind = ClassInfo::Token;
680     Entry->ClassName = "Token";
681     Entry->Name = "MCK_" + getEnumNameForToken(Token);
682     Entry->ValueName = Token;
683     Entry->PredicateMethod = "<invalid>";
684     Entry->RenderMethod = "<invalid>";
685     Classes.push_back(Entry);
686   }
687
688   return Entry;
689 }
690
691 ClassInfo *
692 AsmMatcherInfo::getOperandClass(StringRef Token,
693                                 const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI) {
694   if (OI.Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
695     ClassInfo *CI = RegisterClassClasses[OI.Rec];
696
697     if (!CI) {
698       PrintError(OI.Rec->getLoc(), "register class has no class info!");
699       throw std::string("ERROR: Missing register class!");
700     }
701
702     return CI;
703   }
704
705   assert(OI.Rec->isSubClassOf("Operand") && "Unexpected operand!");
706   Record *MatchClass = OI.Rec->getValueAsDef("ParserMatchClass");
707   ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[MatchClass];
708
709   if (!CI) {
710     PrintError(OI.Rec->getLoc(), "operand has no match class!");
711     throw std::string("ERROR: Missing match class!");
712   }
713
714   return CI;
715 }
716
717 void AsmMatcherInfo::BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target,
718                                           std::set<std::string>
719                                             &SingletonRegisterNames) {
720   std::vector<CodeGenRegisterClass> RegisterClasses;
721   std::vector<CodeGenRegister> Registers;
722
723   RegisterClasses = Target.getRegisterClasses();
724   Registers = Target.getRegisters();
725
726   // The register sets used for matching.
727   std::set< std::set<Record*> > RegisterSets;
728
729   // Gather the defined sets.  
730   for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
731          ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it)
732     RegisterSets.insert(std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
733                                           it->Elements.end()));
734
735   // Add any required singleton sets.
736   for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
737          ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it)
738     if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it))
739       RegisterSets.insert(std::set<Record*>(&Rec, &Rec + 1));
740          
741   // Introduce derived sets where necessary (when a register does not determine
742   // a unique register set class), and build the mapping of registers to the set
743   // they should classify to.
744   std::map<Record*, std::set<Record*> > RegisterMap;
745   for (std::vector<CodeGenRegister>::iterator it = Registers.begin(),
746          ie = Registers.end(); it != ie; ++it) {
747     CodeGenRegister &CGR = *it;
748     // Compute the intersection of all sets containing this register.
749     std::set<Record*> ContainingSet;
750     
751     for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
752            ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
753       if (!it->count(CGR.TheDef))
754         continue;
755
756       if (ContainingSet.empty()) {
757         ContainingSet = *it;
758       } else {
759         std::set<Record*> Tmp;
760         std::swap(Tmp, ContainingSet);
761         std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(ContainingSet,
762                                                      ContainingSet.begin());
763         std::set_intersection(Tmp.begin(), Tmp.end(), it->begin(), it->end(),
764                               II);
765       }
766     }
767
768     if (!ContainingSet.empty()) {
769       RegisterSets.insert(ContainingSet);
770       RegisterMap.insert(std::make_pair(CGR.TheDef, ContainingSet));
771     }
772   }
773
774   // Construct the register classes.
775   std::map<std::set<Record*>, ClassInfo*> RegisterSetClasses;
776   unsigned Index = 0;
777   for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
778          ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
779     ClassInfo *CI = new ClassInfo();
780     CI->Kind = ClassInfo::RegisterClass0 + Index;
781     CI->ClassName = "Reg" + utostr(Index);
782     CI->Name = "MCK_Reg" + utostr(Index);
783     CI->ValueName = "";
784     CI->PredicateMethod = ""; // unused
785     CI->RenderMethod = "addRegOperands";
786     CI->Registers = *it;
787     Classes.push_back(CI);
788     RegisterSetClasses.insert(std::make_pair(*it, CI));
789   }
790
791   // Find the superclasses; we could compute only the subgroup lattice edges,
792   // but there isn't really a point.
793   for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
794          ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
795     ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[*it];
796     for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it2 = RegisterSets.begin(),
797            ie2 = RegisterSets.end(); it2 != ie2; ++it2)
798       if (*it != *it2 && 
799           std::includes(it2->begin(), it2->end(), it->begin(), it->end()))
800         CI->SuperClasses.push_back(RegisterSetClasses[*it2]);
801   }
802
803   // Name the register classes which correspond to a user defined RegisterClass.
804   for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
805          ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it) {
806     ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
807                                                          it->Elements.end())];
808     if (CI->ValueName.empty()) {
809       CI->ClassName = it->getName();
810       CI->Name = "MCK_" + it->getName();
811       CI->ValueName = it->getName();
812     } else
813       CI->ValueName = CI->ValueName + "," + it->getName();
814
815     RegisterClassClasses.insert(std::make_pair(it->TheDef, CI));
816   }
817
818   // Populate the map for individual registers.
819   for (std::map<Record*, std::set<Record*> >::iterator it = RegisterMap.begin(),
820          ie = RegisterMap.end(); it != ie; ++it)
821     this->RegisterClasses[it->first] = RegisterSetClasses[it->second];
822
823   // Name the register classes which correspond to singleton registers.
824   for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
825          ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it) {
826     if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it)) {
827       ClassInfo *CI = this->RegisterClasses[Rec];
828       assert(CI && "Missing singleton register class info!");
829
830       if (CI->ValueName.empty()) {
831         CI->ClassName = Rec->getName();
832         CI->Name = "MCK_" + Rec->getName();
833         CI->ValueName = Rec->getName();
834       } else
835         CI->ValueName = CI->ValueName + "," + Rec->getName();
836     }
837   }
838 }
839
840 void AsmMatcherInfo::BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target) {
841   std::vector<Record*> AsmOperands;
842   AsmOperands = Records.getAllDerivedDefinitions("AsmOperandClass");
843
844   // Pre-populate AsmOperandClasses map.
845   for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
846          ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it)
847     AsmOperandClasses[*it] = new ClassInfo();
848
849   unsigned Index = 0;
850   for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
851          ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
852     ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[*it];
853     CI->Kind = ClassInfo::UserClass0 + Index;
854
855     ListInit *Supers = (*it)->getValueAsListInit("SuperClasses");
856     for (unsigned i = 0, e = Supers->getSize(); i != e; ++i) {
857       DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(Supers->getElement(i));
858       if (!DI) {
859         PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
860         continue;
861       }
862
863       ClassInfo *SC = AsmOperandClasses[DI->getDef()];
864       if (!SC)
865         PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
866       else
867         CI->SuperClasses.push_back(SC);
868     }
869     CI->ClassName = (*it)->getValueAsString("Name");
870     CI->Name = "MCK_" + CI->ClassName;
871     CI->ValueName = (*it)->getName();
872
873     // Get or construct the predicate method name.
874     Init *PMName = (*it)->getValueInit("PredicateMethod");
875     if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(PMName)) {
876       CI->PredicateMethod = SI->getValue();
877     } else {
878       assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(PMName) && 
879              "Unexpected PredicateMethod field!");
880       CI->PredicateMethod = "is" + CI->ClassName;
881     }
882
883     // Get or construct the render method name.
884     Init *RMName = (*it)->getValueInit("RenderMethod");
885     if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(RMName)) {
886       CI->RenderMethod = SI->getValue();
887     } else {
888       assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(RMName) &&
889              "Unexpected RenderMethod field!");
890       CI->RenderMethod = "add" + CI->ClassName + "Operands";
891     }
892
893     AsmOperandClasses[*it] = CI;
894     Classes.push_back(CI);
895   }
896 }
897
898 AsmMatcherInfo::AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser) 
899   : AsmParser(_AsmParser),
900     CommentDelimiter(AsmParser->getValueAsString("CommentDelimiter")),
901     RegisterPrefix(AsmParser->getValueAsString("RegisterPrefix"))
902 {
903 }
904
905 void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
906   // Parse the instructions; we need to do this first so that we can gather the
907   // singleton register classes.
908   std::set<std::string> SingletonRegisterNames;
909   
910   const std::vector<const CodeGenInstruction*> &InstrList =
911     Target.getInstructionsByEnumValue();
912   
913   for (unsigned i = 0, e = InstrList.size(); i != e; ++i) {
914     const CodeGenInstruction &CGI = *InstrList[i];
915
916     if (!StringRef(CGI.TheDef->getName()).startswith(MatchPrefix))
917       continue;
918
919     OwningPtr<InstructionInfo> II(new InstructionInfo());
920     
921     II->InstrName = CGI.TheDef->getName();
922     II->Instr = &CGI;
923     II->AsmString = FlattenVariants(CGI.AsmString, 0);
924
925     // Remove comments from the asm string.
926     if (!CommentDelimiter.empty()) {
927       size_t Idx = StringRef(II->AsmString).find(CommentDelimiter);
928       if (Idx != StringRef::npos)
929         II->AsmString = II->AsmString.substr(0, Idx);
930     }
931
932     TokenizeAsmString(II->AsmString, II->Tokens);
933
934     // Ignore instructions which shouldn't be matched.
935     if (!IsAssemblerInstruction(CGI.TheDef->getName(), CGI, II->Tokens))
936       continue;
937
938     // Collect singleton registers, if used.
939     if (!RegisterPrefix.empty()) {
940       for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
941         if (II->Tokens[i].startswith(RegisterPrefix)) {
942           StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
943           Record *Rec = getRegisterRecord(Target, RegName);
944           
945           if (!Rec) {
946             std::string Err = "unable to find register for '" + RegName.str() + 
947               "' (which matches register prefix)";
948             throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
949           }
950
951           SingletonRegisterNames.insert(RegName);
952         }
953       }
954     }
955
956     // Compute the require features.
957     ListInit *Predicates = CGI.TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
958     for (unsigned i = 0, e = Predicates->getSize(); i != e; ++i) {
959       if (DefInit *Pred = dynamic_cast<DefInit*>(Predicates->getElement(i))) {
960         // Ignore OptForSize and OptForSpeed, they aren't really requirements,
961         // rather they are hints to isel.
962         //
963         // FIXME: Find better way to model this.
964         if (Pred->getDef()->getName() == "OptForSize" ||
965             Pred->getDef()->getName() == "OptForSpeed")
966           continue;
967
968         // FIXME: Total hack; for now, we just limit ourselves to In32BitMode
969         // and In64BitMode, because we aren't going to have the right feature
970         // masks for SSE and friends. We need to decide what we are going to do
971         // about CPU subtypes to implement this the right way.
972         if (Pred->getDef()->getName() != "In32BitMode" &&
973             Pred->getDef()->getName() != "In64BitMode")
974           continue;
975
976         II->RequiredFeatures.push_back(getSubtargetFeature(Pred->getDef()));
977       }
978     }
979
980     Instructions.push_back(II.take());
981   }
982
983   // Build info for the register classes.
984   BuildRegisterClasses(Target, SingletonRegisterNames);
985
986   // Build info for the user defined assembly operand classes.
987   BuildOperandClasses(Target);
988
989   // Build the instruction information.
990   for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator it = Instructions.begin(),
991          ie = Instructions.end(); it != ie; ++it) {
992     InstructionInfo *II = *it;
993
994     for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
995       StringRef Token = II->Tokens[i];
996
997       // Check for singleton registers.
998       if (!RegisterPrefix.empty() && Token.startswith(RegisterPrefix)) {
999         StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
1000         InstructionInfo::Operand Op;
1001         Op.Class = RegisterClasses[getRegisterRecord(Target, RegName)];
1002         Op.OperandInfo = 0;
1003         assert(Op.Class && Op.Class->Registers.size() == 1 &&
1004                "Unexpected class for singleton register");
1005         II->Operands.push_back(Op);
1006         continue;
1007       }
1008
1009       // Check for simple tokens.
1010       if (Token[0] != '$') {
1011         InstructionInfo::Operand Op;
1012         Op.Class = getTokenClass(Token);
1013         Op.OperandInfo = 0;
1014         II->Operands.push_back(Op);
1015         continue;
1016       }
1017
1018       // Otherwise this is an operand reference.
1019       StringRef OperandName;
1020       if (Token[1] == '{')
1021         OperandName = Token.substr(2, Token.size() - 3);
1022       else
1023         OperandName = Token.substr(1);
1024
1025       // Map this token to an operand. FIXME: Move elsewhere.
1026       unsigned Idx;
1027       try {
1028         Idx = II->Instr->getOperandNamed(OperandName);
1029       } catch(...) {
1030         throw std::string("error: unable to find operand: '" + 
1031                           OperandName.str() + "'");
1032       }
1033
1034       // FIXME: This is annoying, the named operand may be tied (e.g.,
1035       // XCHG8rm). What we want is the untied operand, which we now have to
1036       // grovel for. Only worry about this for single entry operands, we have to
1037       // clean this up anyway.
1038       const CodeGenInstruction::OperandInfo *OI = &II->Instr->OperandList[Idx];
1039       if (OI->Constraints[0].isTied()) {
1040         unsigned TiedOp = OI->Constraints[0].getTiedOperand();
1041
1042         // The tied operand index is an MIOperand index, find the operand that
1043         // contains it.
1044         for (unsigned i = 0, e = II->Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1045           if (II->Instr->OperandList[i].MIOperandNo == TiedOp) {
1046             OI = &II->Instr->OperandList[i];
1047             break;
1048           }
1049         }
1050
1051         assert(OI && "Unable to find tied operand target!");
1052       }
1053
1054       InstructionInfo::Operand Op;
1055       Op.Class = getOperandClass(Token, *OI);
1056       Op.OperandInfo = OI;
1057       II->Operands.push_back(Op);
1058     }
1059   }
1060
1061   // Reorder classes so that classes preceed super classes.
1062   std::sort(Classes.begin(), Classes.end(), less_ptr<ClassInfo>());
1063 }
1064
1065 static std::pair<unsigned, unsigned> *
1066 GetTiedOperandAtIndex(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, unsigned> > &List,
1067                       unsigned Index) {
1068   for (unsigned i = 0, e = List.size(); i != e; ++i)
1069     if (Index == List[i].first)
1070       return &List[i];
1071
1072   return 0;
1073 }
1074
1075 static void EmitConvertToMCInst(CodeGenTarget &Target,
1076                                 std::vector<InstructionInfo*> &Infos,
1077                                 raw_ostream &OS) {
1078   // Write the convert function to a separate stream, so we can drop it after
1079   // the enum.
1080   std::string ConvertFnBody;
1081   raw_string_ostream CvtOS(ConvertFnBody);
1082
1083   // Function we have already generated.
1084   std::set<std::string> GeneratedFns;
1085
1086   // Start the unified conversion function.
1087
1088   CvtOS << "static void ConvertToMCInst(ConversionKind Kind, MCInst &Inst, "
1089         << "unsigned Opcode,\n"
1090         << "                      const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*"
1091         << "> &Operands) {\n";
1092   CvtOS << "  Inst.setOpcode(Opcode);\n";
1093   CvtOS << "  switch (Kind) {\n";
1094   CvtOS << "  default:\n";
1095
1096   // Start the enum, which we will generate inline.
1097
1098   OS << "// Unified function for converting operants to MCInst instances.\n\n";
1099   OS << "enum ConversionKind {\n";
1100   
1101   // TargetOperandClass - This is the target's operand class, like X86Operand.
1102   std::string TargetOperandClass = Target.getName() + "Operand";
1103   
1104   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it = Infos.begin(),
1105          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1106     InstructionInfo &II = **it;
1107
1108     // Order the (class) operands by the order to convert them into an MCInst.
1109     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> MIOperandList;
1110     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
1111       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
1112       if (Op.OperandInfo)
1113         MIOperandList.push_back(std::make_pair(Op.OperandInfo->MIOperandNo, i));
1114     }
1115
1116     // Find any tied operands.
1117     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> TiedOperands;
1118     for (unsigned i = 0, e = II.Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1119       const CodeGenInstruction::OperandInfo &OpInfo = II.Instr->OperandList[i];
1120       for (unsigned j = 0, e = OpInfo.Constraints.size(); j != e; ++j) {
1121         const CodeGenInstruction::ConstraintInfo &CI = OpInfo.Constraints[j];
1122         if (CI.isTied())
1123           TiedOperands.push_back(std::make_pair(OpInfo.MIOperandNo + j,
1124                                                 CI.getTiedOperand()));
1125       }
1126     }
1127
1128     std::sort(MIOperandList.begin(), MIOperandList.end());
1129
1130     // Compute the total number of operands.
1131     unsigned NumMIOperands = 0;
1132     for (unsigned i = 0, e = II.Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1133       const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = II.Instr->OperandList[i];
1134       NumMIOperands = std::max(NumMIOperands, 
1135                                OI.MIOperandNo + OI.MINumOperands);
1136     }
1137
1138     // Build the conversion function signature.
1139     std::string Signature = "Convert";
1140     unsigned CurIndex = 0;
1141     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
1142       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
1143       assert(CurIndex <= Op.OperandInfo->MIOperandNo &&
1144              "Duplicate match for instruction operand!");
1145       
1146       // Skip operands which weren't matched by anything, this occurs when the
1147       // .td file encodes "implicit" operands as explicit ones.
1148       //
1149       // FIXME: This should be removed from the MCInst structure.
1150       for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
1151         std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1152                                                                    CurIndex);
1153         if (!Tie)
1154           Signature += "__Imp";
1155         else
1156           Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
1157       }
1158
1159       Signature += "__";
1160
1161       // Registers are always converted the same, don't duplicate the conversion
1162       // function based on them.
1163       //
1164       // FIXME: We could generalize this based on the render method, if it
1165       // mattered.
1166       if (Op.Class->isRegisterClass())
1167         Signature += "Reg";
1168       else
1169         Signature += Op.Class->ClassName;
1170       Signature += utostr(Op.OperandInfo->MINumOperands);
1171       Signature += "_" + utostr(MIOperandList[i].second);
1172
1173       CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
1174     }
1175
1176     // Add any trailing implicit operands.
1177     for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
1178       std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1179                                                                  CurIndex);
1180       if (!Tie)
1181         Signature += "__Imp";
1182       else
1183         Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
1184     }
1185
1186     II.ConversionFnKind = Signature;
1187
1188     // Check if we have already generated this signature.
1189     if (!GeneratedFns.insert(Signature).second)
1190       continue;
1191
1192     // If not, emit it now.
1193
1194     // Add to the enum list.
1195     OS << "  " << Signature << ",\n";
1196
1197     // And to the convert function.
1198     CvtOS << "  case " << Signature << ":\n";
1199     CurIndex = 0;
1200     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
1201       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
1202
1203       // Add the implicit operands.
1204       for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
1205         // See if this is a tied operand.
1206         std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1207                                                                    CurIndex);
1208
1209         if (!Tie) {
1210           // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
1211           // for now.
1212           CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
1213         } else {
1214           // Copy the tied operand.
1215           assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
1216           CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
1217                 << Tie->second << "));\n";
1218         }
1219       }
1220
1221       CvtOS << "    ((" << TargetOperandClass << "*)Operands["
1222          << MIOperandList[i].second 
1223          << "])->" << Op.Class->RenderMethod 
1224          << "(Inst, " << Op.OperandInfo->MINumOperands << ");\n";
1225       CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
1226     }
1227     
1228     // And add trailing implicit operands.
1229     for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
1230       std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1231                                                                  CurIndex);
1232
1233       if (!Tie) {
1234         // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
1235         // for now.
1236         CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
1237       } else {
1238         // Copy the tied operand.
1239         assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
1240         CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
1241               << Tie->second << "));\n";
1242       }
1243     }
1244
1245     CvtOS << "    return;\n";
1246   }
1247
1248   // Finish the convert function.
1249
1250   CvtOS << "  }\n";
1251   CvtOS << "}\n\n";
1252
1253   // Finish the enum, and drop the convert function after it.
1254
1255   OS << "  NumConversionVariants\n";
1256   OS << "};\n\n";
1257   
1258   OS << CvtOS.str();
1259 }
1260
1261 /// EmitMatchClassEnumeration - Emit the enumeration for match class kinds.
1262 static void EmitMatchClassEnumeration(CodeGenTarget &Target,
1263                                       std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1264                                       raw_ostream &OS) {
1265   OS << "namespace {\n\n";
1266
1267   OS << "/// MatchClassKind - The kinds of classes which participate in\n"
1268      << "/// instruction matching.\n";
1269   OS << "enum MatchClassKind {\n";
1270   OS << "  InvalidMatchClass = 0,\n";
1271   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1272          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1273     ClassInfo &CI = **it;
1274     OS << "  " << CI.Name << ", // ";
1275     if (CI.Kind == ClassInfo::Token) {
1276       OS << "'" << CI.ValueName << "'\n";
1277     } else if (CI.isRegisterClass()) {
1278       if (!CI.ValueName.empty())
1279         OS << "register class '" << CI.ValueName << "'\n";
1280       else
1281         OS << "derived register class\n";
1282     } else {
1283       OS << "user defined class '" << CI.ValueName << "'\n";
1284     }
1285   }
1286   OS << "  NumMatchClassKinds\n";
1287   OS << "};\n\n";
1288
1289   OS << "}\n\n";
1290 }
1291
1292 /// EmitClassifyOperand - Emit the function to classify an operand.
1293 static void EmitClassifyOperand(CodeGenTarget &Target,
1294                                 AsmMatcherInfo &Info,
1295                                 raw_ostream &OS) {
1296   OS << "static MatchClassKind ClassifyOperand(MCParsedAsmOperand *GOp) {\n"
1297      << "  " << Target.getName() << "Operand &Operand = *("
1298      << Target.getName() << "Operand*)GOp;\n";
1299
1300   // Classify tokens.
1301   OS << "  if (Operand.isToken())\n";
1302   OS << "    return MatchTokenString(Operand.getToken());\n\n";
1303
1304   // Classify registers.
1305   //
1306   // FIXME: Don't hardcode isReg, getReg.
1307   OS << "  if (Operand.isReg()) {\n";
1308   OS << "    switch (Operand.getReg()) {\n";
1309   OS << "    default: return InvalidMatchClass;\n";
1310   for (std::map<Record*, ClassInfo*>::iterator 
1311          it = Info.RegisterClasses.begin(), ie = Info.RegisterClasses.end();
1312        it != ie; ++it)
1313     OS << "    case " << Target.getName() << "::" 
1314        << it->first->getName() << ": return " << it->second->Name << ";\n";
1315   OS << "    }\n";
1316   OS << "  }\n\n";
1317
1318   // Classify user defined operands.
1319   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Info.Classes.begin(), 
1320          ie = Info.Classes.end(); it != ie; ++it) {
1321     ClassInfo &CI = **it;
1322
1323     if (!CI.isUserClass())
1324       continue;
1325
1326     OS << "  // '" << CI.ClassName << "' class";
1327     if (!CI.SuperClasses.empty()) {
1328       OS << ", subclass of ";
1329       for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i) {
1330         if (i) OS << ", ";
1331         OS << "'" << CI.SuperClasses[i]->ClassName << "'";
1332         assert(CI < *CI.SuperClasses[i] && "Invalid class relation!");
1333       }
1334     }
1335     OS << "\n";
1336
1337     OS << "  if (Operand." << CI.PredicateMethod << "()) {\n";
1338       
1339     // Validate subclass relationships.
1340     if (!CI.SuperClasses.empty()) {
1341       for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i)
1342         OS << "    assert(Operand." << CI.SuperClasses[i]->PredicateMethod
1343            << "() && \"Invalid class relationship!\");\n";
1344     }
1345
1346     OS << "    return " << CI.Name << ";\n";
1347     OS << "  }\n\n";
1348   }
1349   OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
1350   OS << "}\n\n";
1351 }
1352
1353 /// EmitIsSubclass - Emit the subclass predicate function.
1354 static void EmitIsSubclass(CodeGenTarget &Target,
1355                            std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1356                            raw_ostream &OS) {
1357   OS << "/// IsSubclass - Compute whether \\arg A is a subclass of \\arg B.\n";
1358   OS << "static bool IsSubclass(MatchClassKind A, MatchClassKind B) {\n";
1359   OS << "  if (A == B)\n";
1360   OS << "    return true;\n\n";
1361
1362   OS << "  switch (A) {\n";
1363   OS << "  default:\n";
1364   OS << "    return false;\n";
1365   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1366          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1367     ClassInfo &A = **it;
1368
1369     if (A.Kind != ClassInfo::Token) {
1370       std::vector<StringRef> SuperClasses;
1371       for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1372              ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1373         ClassInfo &B = **it;
1374
1375         if (&A != &B && A.isSubsetOf(B))
1376           SuperClasses.push_back(B.Name);
1377       }
1378
1379       if (SuperClasses.empty())
1380         continue;
1381
1382       OS << "\n  case " << A.Name << ":\n";
1383
1384       if (SuperClasses.size() == 1) {
1385         OS << "    return B == " << SuperClasses.back() << ";\n";
1386         continue;
1387       }
1388
1389       OS << "    switch (B) {\n";
1390       OS << "    default: return false;\n";
1391       for (unsigned i = 0, e = SuperClasses.size(); i != e; ++i)
1392         OS << "    case " << SuperClasses[i] << ": return true;\n";
1393       OS << "    }\n";
1394     }
1395   }
1396   OS << "  }\n";
1397   OS << "}\n\n";
1398 }
1399
1400 typedef std::pair<std::string, std::string> StringPair;
1401
1402 /// FindFirstNonCommonLetter - Find the first character in the keys of the
1403 /// string pairs that is not shared across the whole set of strings.  All
1404 /// strings are assumed to have the same length.
1405 static unsigned 
1406 FindFirstNonCommonLetter(const std::vector<const StringPair*> &Matches) {
1407   assert(!Matches.empty());
1408   for (unsigned i = 0, e = Matches[0]->first.size(); i != e; ++i) {
1409     // Check to see if letter i is the same across the set.
1410     char Letter = Matches[0]->first[i];
1411     
1412     for (unsigned str = 0, e = Matches.size(); str != e; ++str)
1413       if (Matches[str]->first[i] != Letter)
1414         return i;
1415   }
1416   
1417   return Matches[0]->first.size();
1418 }
1419
1420 /// EmitStringMatcherForChar - Given a set of strings that are known to be the
1421 /// same length and whose characters leading up to CharNo are the same, emit
1422 /// code to verify that CharNo and later are the same.
1423 ///
1424 /// \return - True if control can leave the emitted code fragment.
1425 static bool EmitStringMatcherForChar(const std::string &StrVariableName,
1426                                   const std::vector<const StringPair*> &Matches,
1427                                      unsigned CharNo, unsigned IndentCount,
1428                                      raw_ostream &OS) {
1429   assert(!Matches.empty() && "Must have at least one string to match!");
1430   std::string Indent(IndentCount*2+4, ' ');
1431
1432   // If we have verified that the entire string matches, we're done: output the
1433   // matching code.
1434   if (CharNo == Matches[0]->first.size()) {
1435     assert(Matches.size() == 1 && "Had duplicate keys to match on");
1436     
1437     // FIXME: If Matches[0].first has embeded \n, this will be bad.
1438     OS << Indent << Matches[0]->second << "\t // \"" << Matches[0]->first
1439        << "\"\n";
1440     return false;
1441   }
1442   
1443   // Bucket the matches by the character we are comparing.
1444   std::map<char, std::vector<const StringPair*> > MatchesByLetter;
1445   
1446   for (unsigned i = 0, e = Matches.size(); i != e; ++i)
1447     MatchesByLetter[Matches[i]->first[CharNo]].push_back(Matches[i]);
1448   
1449
1450   // If we have exactly one bucket to match, see how many characters are common
1451   // across the whole set and match all of them at once.
1452   if (MatchesByLetter.size() == 1) {
1453     unsigned FirstNonCommonLetter = FindFirstNonCommonLetter(Matches);
1454     unsigned NumChars = FirstNonCommonLetter-CharNo;
1455     
1456     // Emit code to break out if the prefix doesn't match.
1457     if (NumChars == 1) {
1458       // Do the comparison with if (Str[1] != 'f')
1459       // FIXME: Need to escape general characters.
1460       OS << Indent << "if (" << StrVariableName << "[" << CharNo << "] != '"
1461          << Matches[0]->first[CharNo] << "')\n";
1462       OS << Indent << "  break;\n";
1463     } else {
1464       // Do the comparison with if (Str.substr(1,3) != "foo").    
1465       // FIXME: Need to escape general strings.
1466       OS << Indent << "if (" << StrVariableName << ".substr(" << CharNo << ","
1467          << NumChars << ") != \"";
1468       OS << Matches[0]->first.substr(CharNo, NumChars) << "\")\n";
1469       OS << Indent << "  break;\n";
1470     }
1471     
1472     return EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, Matches, 
1473                                     FirstNonCommonLetter, IndentCount, OS);
1474   }
1475   
1476   // Otherwise, we have multiple possible things, emit a switch on the
1477   // character.
1478   OS << Indent << "switch (" << StrVariableName << "[" << CharNo << "]) {\n";
1479   OS << Indent << "default: break;\n";
1480   
1481   for (std::map<char, std::vector<const StringPair*> >::iterator LI = 
1482        MatchesByLetter.begin(), E = MatchesByLetter.end(); LI != E; ++LI) {
1483     // TODO: escape hard stuff (like \n) if we ever care about it.
1484     OS << Indent << "case '" << LI->first << "':\t // "
1485        << LI->second.size() << " strings to match.\n";
1486     if (EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, LI->second, CharNo+1,
1487                                  IndentCount+1, OS))
1488       OS << Indent << "  break;\n";
1489   }
1490   
1491   OS << Indent << "}\n";
1492   return true;
1493 }
1494
1495
1496 /// EmitStringMatcher - Given a list of strings and code to execute when they
1497 /// match, output a simple switch tree to classify the input string.
1498 /// 
1499 /// If a match is found, the code in Vals[i].second is executed; control must
1500 /// not exit this code fragment.  If nothing matches, execution falls through.
1501 ///
1502 /// \param StrVariableName - The name of the variable to test.
1503 static void EmitStringMatcher(const std::string &StrVariableName,
1504                               const std::vector<StringPair> &Matches,
1505                               raw_ostream &OS) {
1506   // First level categorization: group strings by length.
1507   std::map<unsigned, std::vector<const StringPair*> > MatchesByLength;
1508   
1509   for (unsigned i = 0, e = Matches.size(); i != e; ++i)
1510     MatchesByLength[Matches[i].first.size()].push_back(&Matches[i]);
1511   
1512   // Output a switch statement on length and categorize the elements within each
1513   // bin.
1514   OS << "  switch (" << StrVariableName << ".size()) {\n";
1515   OS << "  default: break;\n";
1516   
1517   for (std::map<unsigned, std::vector<const StringPair*> >::iterator LI =
1518        MatchesByLength.begin(), E = MatchesByLength.end(); LI != E; ++LI) {
1519     OS << "  case " << LI->first << ":\t // " << LI->second.size()
1520        << " strings to match.\n";
1521     if (EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, LI->second, 0, 0, OS))
1522       OS << "    break;\n";
1523   }
1524   
1525   OS << "  }\n";
1526 }
1527
1528
1529 /// EmitMatchTokenString - Emit the function to match a token string to the
1530 /// appropriate match class value.
1531 static void EmitMatchTokenString(CodeGenTarget &Target,
1532                                  std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1533                                  raw_ostream &OS) {
1534   // Construct the match list.
1535   std::vector<StringPair> Matches;
1536   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1537          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1538     ClassInfo &CI = **it;
1539
1540     if (CI.Kind == ClassInfo::Token)
1541       Matches.push_back(StringPair(CI.ValueName, "return " + CI.Name + ";"));
1542   }
1543
1544   OS << "static MatchClassKind MatchTokenString(StringRef Name) {\n";
1545
1546   EmitStringMatcher("Name", Matches, OS);
1547
1548   OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
1549   OS << "}\n\n";
1550 }
1551
1552 /// EmitMatchRegisterName - Emit the function to match a string to the target
1553 /// specific register enum.
1554 static void EmitMatchRegisterName(CodeGenTarget &Target, Record *AsmParser,
1555                                   raw_ostream &OS) {
1556   // Construct the match list.
1557   std::vector<StringPair> Matches;
1558   for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
1559     const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
1560     if (Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName").empty())
1561       continue;
1562
1563     Matches.push_back(StringPair(Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"),
1564                                  "return " + utostr(i + 1) + ";"));
1565   }
1566   
1567   OS << "static unsigned MatchRegisterName(StringRef Name) {\n";
1568
1569   EmitStringMatcher("Name", Matches, OS);
1570   
1571   OS << "  return 0;\n";
1572   OS << "}\n\n";
1573 }
1574
1575 /// EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration - Emit the subtarget feature flag
1576 /// definitions.
1577 static void EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration(CodeGenTarget &Target,
1578                                                 AsmMatcherInfo &Info,
1579                                                 raw_ostream &OS) {
1580   OS << "// Flags for subtarget features that participate in "
1581      << "instruction matching.\n";
1582   OS << "enum SubtargetFeatureFlag {\n";
1583   for (std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*>::const_iterator
1584          it = Info.SubtargetFeatures.begin(),
1585          ie = Info.SubtargetFeatures.end(); it != ie; ++it) {
1586     SubtargetFeatureInfo &SFI = *it->second;
1587     OS << "  " << SFI.EnumName << " = (1 << " << SFI.Index << "),\n";
1588   }
1589   OS << "  Feature_None = 0\n";
1590   OS << "};\n\n";
1591 }
1592
1593 /// EmitComputeAvailableFeatures - Emit the function to compute the list of
1594 /// available features given a subtarget.
1595 static void EmitComputeAvailableFeatures(CodeGenTarget &Target,
1596                                          AsmMatcherInfo &Info,
1597                                          raw_ostream &OS) {
1598   std::string ClassName =
1599     Info.AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
1600
1601   OS << "unsigned " << Target.getName() << ClassName << "::\n"
1602      << "ComputeAvailableFeatures(const " << Target.getName()
1603      << "Subtarget *Subtarget) const {\n";
1604   OS << "  unsigned Features = 0;\n";
1605   for (std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*>::const_iterator
1606          it = Info.SubtargetFeatures.begin(),
1607          ie = Info.SubtargetFeatures.end(); it != ie; ++it) {
1608     SubtargetFeatureInfo &SFI = *it->second;
1609     OS << "  if (" << SFI.TheDef->getValueAsString("CondString")
1610        << ")\n";
1611     OS << "    Features |= " << SFI.EnumName << ";\n";
1612   }
1613   OS << "  return Features;\n";
1614   OS << "}\n\n";
1615 }
1616
1617 void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
1618   CodeGenTarget Target;
1619   Record *AsmParser = Target.getAsmParser();
1620   std::string ClassName = AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
1621
1622   // Compute the information on the instructions to match.
1623   AsmMatcherInfo Info(AsmParser);
1624   Info.BuildInfo(Target);
1625
1626   // Sort the instruction table using the partial order on classes. We use
1627   // stable_sort to ensure that ambiguous instructions are still
1628   // deterministically ordered.
1629   std::stable_sort(Info.Instructions.begin(), Info.Instructions.end(),
1630                    less_ptr<InstructionInfo>());
1631   
1632   DEBUG_WITH_TYPE("instruction_info", {
1633       for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator 
1634              it = Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end(); 
1635            it != ie; ++it)
1636         (*it)->dump();
1637     });
1638
1639   // Check for ambiguous instructions.
1640   unsigned NumAmbiguous = 0;
1641   for (unsigned i = 0, e = Info.Instructions.size(); i != e; ++i) {
1642     for (unsigned j = i + 1; j != e; ++j) {
1643       InstructionInfo &A = *Info.Instructions[i];
1644       InstructionInfo &B = *Info.Instructions[j];
1645     
1646       if (A.CouldMatchAmiguouslyWith(B)) {
1647         DEBUG_WITH_TYPE("ambiguous_instrs", {
1648             errs() << "warning: ambiguous instruction match:\n";
1649             A.dump();
1650             errs() << "\nis incomparable with:\n";
1651             B.dump();
1652             errs() << "\n\n";
1653           });
1654         ++NumAmbiguous;
1655       }
1656     }
1657   }
1658   if (NumAmbiguous)
1659     DEBUG_WITH_TYPE("ambiguous_instrs", {
1660         errs() << "warning: " << NumAmbiguous 
1661                << " ambiguous instructions!\n";
1662       });
1663
1664   // Write the output.
1665
1666   EmitSourceFileHeader("Assembly Matcher Source Fragment", OS);
1667
1668   // Emit the subtarget feature enumeration.
1669   EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration(Target, Info, OS);
1670
1671   // Emit the function to match a register name to number.
1672   EmitMatchRegisterName(Target, AsmParser, OS);
1673   
1674   OS << "#ifndef REGISTERS_ONLY\n\n";
1675
1676   // Generate the unified function to convert operands into an MCInst.
1677   EmitConvertToMCInst(Target, Info.Instructions, OS);
1678
1679   // Emit the enumeration for classes which participate in matching.
1680   EmitMatchClassEnumeration(Target, Info.Classes, OS);
1681
1682   // Emit the routine to match token strings to their match class.
1683   EmitMatchTokenString(Target, Info.Classes, OS);
1684
1685   // Emit the routine to classify an operand.
1686   EmitClassifyOperand(Target, Info, OS);
1687
1688   // Emit the subclass predicate routine.
1689   EmitIsSubclass(Target, Info.Classes, OS);
1690
1691   // Emit the available features compute function.
1692   EmitComputeAvailableFeatures(Target, Info, OS);
1693
1694   // Finally, build the match function.
1695
1696   size_t MaxNumOperands = 0;
1697   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
1698          Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
1699        it != ie; ++it)
1700     MaxNumOperands = std::max(MaxNumOperands, (*it)->Operands.size());
1701
1702   OS << "bool " << Target.getName() << ClassName << "::\n"
1703      << "MatchInstructionImpl(const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*>"
1704      << " &Operands,\n";
1705   OS << "                     MCInst &Inst) {\n";
1706
1707   // Emit the static match table; unused classes get initalized to 0 which is
1708   // guaranteed to be InvalidMatchClass.
1709   //
1710   // FIXME: We can reduce the size of this table very easily. First, we change
1711   // it so that store the kinds in separate bit-fields for each index, which
1712   // only needs to be the max width used for classes at that index (we also need
1713   // to reject based on this during classification). If we then make sure to
1714   // order the match kinds appropriately (putting mnemonics last), then we
1715   // should only end up using a few bits for each class, especially the ones
1716   // following the mnemonic.
1717   OS << "  static const struct MatchEntry {\n";
1718   OS << "    unsigned Opcode;\n";
1719   OS << "    ConversionKind ConvertFn;\n";
1720   OS << "    MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
1721   OS << "    unsigned RequiredFeatures;\n";
1722   OS << "  } MatchTable[" << Info.Instructions.size() << "] = {\n";
1723
1724   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
1725          Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
1726        it != ie; ++it) {
1727     InstructionInfo &II = **it;
1728
1729     OS << "    { " << Target.getName() << "::" << II.InstrName
1730        << ", " << II.ConversionFnKind << ", { ";
1731     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
1732       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
1733       
1734       if (i) OS << ", ";
1735       OS << Op.Class->Name;
1736     }
1737     OS << " }, ";
1738
1739     // Write the required features mask.
1740     if (!II.RequiredFeatures.empty()) {
1741       for (unsigned i = 0, e = II.RequiredFeatures.size(); i != e; ++i) {
1742         if (i) OS << "|";
1743         OS << II.RequiredFeatures[i]->EnumName;
1744       }
1745     } else
1746       OS << "0";
1747
1748     OS << "},\n";
1749   }
1750
1751   OS << "  };\n\n";
1752
1753
1754   // Emit code to get the available features.
1755   OS << "  // Get the current feature set.\n";
1756   OS << "  unsigned AvailableFeatures = getAvailableFeatures();\n\n";
1757
1758   // Emit code to compute the class list for this operand vector.
1759   OS << "  // Eliminate obvious mismatches.\n";
1760   OS << "  if (Operands.size() > " << MaxNumOperands << ")\n";
1761   OS << "    return true;\n\n";
1762
1763   OS << "  // Compute the class list for this operand vector.\n";
1764   OS << "  MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
1765   OS << "  for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {\n";
1766   OS << "    Classes[i] = ClassifyOperand(Operands[i]);\n\n";
1767
1768   OS << "    // Check for invalid operands before matching.\n";
1769   OS << "    if (Classes[i] == InvalidMatchClass)\n";
1770   OS << "      return true;\n";
1771   OS << "  }\n\n";
1772
1773   OS << "  // Mark unused classes.\n";
1774   OS << "  for (unsigned i = Operands.size(), e = " << MaxNumOperands << "; "
1775      << "i != e; ++i)\n";
1776   OS << "    Classes[i] = InvalidMatchClass;\n\n";
1777
1778   // Emit code to search the table.
1779   OS << "  // Search the table.\n";
1780   OS << "  for (const MatchEntry *it = MatchTable, "
1781      << "*ie = MatchTable + " << Info.Instructions.size()
1782      << "; it != ie; ++it) {\n";
1783
1784   // Emit check that the required features are available.
1785     OS << "    if ((AvailableFeatures & it->RequiredFeatures) "
1786        << "!= it->RequiredFeatures)\n";
1787     OS << "      continue;\n";
1788
1789   // Emit check that the subclasses match.
1790   for (unsigned i = 0; i != MaxNumOperands; ++i) {
1791     OS << "    if (!IsSubclass(Classes[" 
1792        << i << "], it->Classes[" << i << "]))\n";
1793     OS << "      continue;\n";
1794   }
1795   OS << "\n";
1796   OS << "    ConvertToMCInst(it->ConvertFn, Inst, it->Opcode, Operands);\n";
1797
1798   // Call the post-processing function, if used.
1799   std::string InsnCleanupFn =
1800     AsmParser->getValueAsString("AsmParserInstCleanup");
1801   if (!InsnCleanupFn.empty())
1802     OS << "    " << InsnCleanupFn << "(Inst);\n";
1803
1804   OS << "    return false;\n";
1805   OS << "  }\n\n";
1806
1807   OS << "  return true;\n";
1808   OS << "}\n\n";
1809   
1810   OS << "#endif // REGISTERS_ONLY\n";
1811 }