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