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