MC/Matcher: Add support for over-riding the default MatchInstruction function
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / AsmMatcherEmitter.cpp
index 56052050d39100d6d848506de64339d8718f1b60..1947824cbf886170ba86f4ac9b65d370ff85127d 100644 (file)
 #include "Record.h"
 #include "llvm/ADT/OwningPtr.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include <set>
 #include <list>
+#include <map>
+#include <set>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
 static cl::opt<std::string>
-MatchOneInstr("match-one-instr", cl::desc("Match only the named instruction"),
-              cl::init(""));
-}
+MatchPrefix("match-prefix", cl::init(""),
+            cl::desc("Only match instructions with the given prefix"));
 
 /// FlattenVariants - Flatten an .td file assembly string by selecting the
 /// variant at index \arg N.
@@ -140,7 +140,7 @@ static std::string FlattenVariants(const std::string &AsmString,
 }
 
 /// TokenizeAsmString - Tokenize a simplified assembly string.
-static void TokenizeAsmString(const StringRef &AsmString, 
+static void TokenizeAsmString(StringRef AsmString, 
                               SmallVectorImpl<StringRef> &Tokens) {
   unsigned Prev = 0;
   bool InTok = true;
@@ -207,20 +207,25 @@ static void TokenizeAsmString(const StringRef &AsmString,
     Tokens.push_back(AsmString.substr(Prev));
 }
 
-static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
+static bool IsAssemblerInstruction(StringRef Name,
                                    const CodeGenInstruction &CGI, 
                                    const SmallVectorImpl<StringRef> &Tokens) {
-  // Ignore psuedo ops.
+  // Ignore "codegen only" instructions.
+  if (CGI.TheDef->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
+    return false;
+
+  // Ignore pseudo ops.
   //
-  // FIXME: This is a hack.
+  // FIXME: This is a hack; can we convert these instructions to set the
+  // "codegen only" bit instead?
   if (const RecordVal *Form = CGI.TheDef->getValue("Form"))
     if (Form->getValue()->getAsString() == "Pseudo")
       return false;
-  
-  // Ignore "PHI" node.
+
+  // Ignore "Int_*" and "*_Int" instructions, which are internal aliases.
   //
-  // FIXME: This is also a hack.
-  if (Name == "PHI")
+  // FIXME: This is a total hack.
+  if (StringRef(Name).startswith("Int_") || StringRef(Name).endswith("_Int"))
     return false;
 
   // Ignore instructions with no .s string.
@@ -239,11 +244,8 @@ static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
   //
   // FIXME: Is this true?
   //
-  // Also, we ignore instructions which reference the operand multiple times;
-  // this implies a constraint we would not currently honor. These are
-  // currently always fake instructions for simplifying codegen.
-  //
-  // FIXME: Encode this assumption in the .td, so we can error out here.
+  // Also, check for instructions which reference the operand multiple times;
+  // this implies a constraint we would not honor.
   std::set<std::string> OperandNames;
   for (unsigned i = 1, e = Tokens.size(); i < e; ++i) {
     if (Tokens[i][0] == '$' && 
@@ -252,18 +254,15 @@ static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
       DEBUG({
           errs() << "warning: '" << Name << "': "
                  << "ignoring instruction; operand with attribute '" 
-                 << Tokens[i] << "'\n";
+                 << Tokens[i] << "'\n";
         });
       return false;
     }
 
     if (Tokens[i][0] == '$' && !OperandNames.insert(Tokens[i]).second) {
-      DEBUG({
-          errs() << "warning: '" << Name << "': "
-                 << "ignoring instruction; tied operand '" 
-                 << Tokens[i] << "', \n";
-        });
-      return false;
+      std::string Err = "'" + Name.str() + "': " +
+        "invalid assembler instruction; tied operand '" + Tokens[i].str() + "'";
+      throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
     }
   }
 
@@ -272,28 +271,152 @@ static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
 
 namespace {
 
+/// ClassInfo - Helper class for storing the information about a particular
+/// class of operands which can be matched.
+struct ClassInfo {
+  enum ClassInfoKind {
+    /// Invalid kind, for use as a sentinel value.
+    Invalid = 0,
+
+    /// The class for a particular token.
+    Token,
+
+    /// The (first) register class, subsequent register classes are
+    /// RegisterClass0+1, and so on.
+    RegisterClass0,
+
+    /// The (first) user defined class, subsequent user defined classes are
+    /// UserClass0+1, and so on.
+    UserClass0 = 1<<16
+  };
+
+  /// Kind - The class kind, which is either a predefined kind, or (UserClass0 +
+  /// N) for the Nth user defined class.
+  unsigned Kind;
+
+  /// SuperClasses - The super classes of this class. Note that for simplicities
+  /// sake user operands only record their immediate super class, while register
+  /// operands include all superclasses.
+  std::vector<ClassInfo*> SuperClasses;
+
+  /// Name - The full class name, suitable for use in an enum.
+  std::string Name;
+
+  /// ClassName - The unadorned generic name for this class (e.g., Token).
+  std::string ClassName;
+
+  /// ValueName - The name of the value this class represents; for a token this
+  /// is the literal token string, for an operand it is the TableGen class (or
+  /// empty if this is a derived class).
+  std::string ValueName;
+
+  /// PredicateMethod - The name of the operand method to test whether the
+  /// operand matches this class; this is not valid for Token or register kinds.
+  std::string PredicateMethod;
+
+  /// RenderMethod - The name of the operand method to add this operand to an
+  /// MCInst; this is not valid for Token or register kinds.
+  std::string RenderMethod;
+
+  /// For register classes, the records for all the registers in this class.
+  std::set<Record*> Registers;
+
+public:
+  /// isRegisterClass() - Check if this is a register class.
+  bool isRegisterClass() const {
+    return Kind >= RegisterClass0 && Kind < UserClass0;
+  }
+
+  /// isUserClass() - Check if this is a user defined class.
+  bool isUserClass() const {
+    return Kind >= UserClass0;
+  }
+
+  /// isRelatedTo - Check whether this class is "related" to \arg RHS. Classes
+  /// are related if they are in the same class hierarchy.
+  bool isRelatedTo(const ClassInfo &RHS) const {
+    // Tokens are only related to tokens.
+    if (Kind == Token || RHS.Kind == Token)
+      return Kind == Token && RHS.Kind == Token;
+
+    // Registers classes are only related to registers classes, and only if
+    // their intersection is non-empty.
+    if (isRegisterClass() || RHS.isRegisterClass()) {
+      if (!isRegisterClass() || !RHS.isRegisterClass())
+        return false;
+
+      std::set<Record*> Tmp;
+      std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(Tmp, Tmp.begin());
+      std::set_intersection(Registers.begin(), Registers.end(), 
+                            RHS.Registers.begin(), RHS.Registers.end(),
+                            II);
+
+      return !Tmp.empty();
+    }
+
+    // Otherwise we have two users operands; they are related if they are in the
+    // same class hierarchy.
+    //
+    // FIXME: This is an oversimplification, they should only be related if they
+    // intersect, however we don't have that information.
+    assert(isUserClass() && RHS.isUserClass() && "Unexpected class!");
+    const ClassInfo *Root = this;
+    while (!Root->SuperClasses.empty())
+      Root = Root->SuperClasses.front();
+
+    const ClassInfo *RHSRoot = &RHS;
+    while (!RHSRoot->SuperClasses.empty())
+      RHSRoot = RHSRoot->SuperClasses.front();
+    
+    return Root == RHSRoot;
+  }
+
+  /// isSubsetOf - Test whether this class is a subset of \arg RHS; 
+  bool isSubsetOf(const ClassInfo &RHS) const {
+    // This is a subset of RHS if it is the same class...
+    if (this == &RHS)
+      return true;
+
+    // ... or if any of its super classes are a subset of RHS.
+    for (std::vector<ClassInfo*>::const_iterator it = SuperClasses.begin(),
+           ie = SuperClasses.end(); it != ie; ++it)
+      if ((*it)->isSubsetOf(RHS))
+        return true;
+
+    return false;
+  }
+
+  /// operator< - Compare two classes.
+  bool operator<(const ClassInfo &RHS) const {
+    // Unrelated classes can be ordered by kind.
+    if (!isRelatedTo(RHS))
+      return Kind < RHS.Kind;
+
+    switch (Kind) {
+    case Invalid:
+      assert(0 && "Invalid kind!");
+    case Token:
+      // Tokens are comparable by value.
+      //
+      // FIXME: Compare by enum value.
+      return ValueName < RHS.ValueName;
+
+    default:
+      // This class preceeds the RHS if it is a proper subset of the RHS.
+      return this != &RHS && isSubsetOf(RHS);
+    }
+  }
+};
+
+/// InstructionInfo - Helper class for storing the necessary information for an
+/// instruction which is capable of being matched.
 struct InstructionInfo {
   struct Operand {
-    enum {
-      Token,
-      Class
-    } Kind;
-
-    struct ClassData {
-      /// Operand - The tablegen operand this class corresponds to.
-      const CodeGenInstruction::OperandInfo *Operand;
-
-      /// ClassName - The name of this operand's class.
-      std::string ClassName;
-
-      /// PredicateMethod - The name of the operand method to test whether the
-      /// operand matches this class.
-      std::string PredicateMethod;
-
-      /// RenderMethod - The name of the operand method to add this operand to
-      /// an MCInst.
-      std::string RenderMethod;
-    } AsClass;
+    /// The unique class instance this operand should match.
+    ClassInfo *Class;
+
+    /// The original operand this corresponds to, if any.
+    const CodeGenInstruction::OperandInfo *OperandInfo;
   };
 
   /// InstrName - The target name for this instruction.
@@ -312,19 +435,121 @@ struct InstructionInfo {
   /// Operands - The operands that this instruction matches.
   SmallVector<Operand, 4> Operands;
 
-  /// ConversionFn - The name of the conversion function to convert parsed
-  /// operands into an MCInst for this function.
-  std::string ConversionFn;
+  /// ConversionFnKind - The enum value which is passed to the generated
+  /// ConvertToMCInst to convert parsed operands into an MCInst for this
+  /// function.
+  std::string ConversionFnKind;
+
+  /// operator< - Compare two instructions.
+  bool operator<(const InstructionInfo &RHS) const {
+    if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
+      return Operands.size() < RHS.Operands.size();
+
+    // Compare lexicographically by operand. The matcher validates that other
+    // orderings wouldn't be ambiguous using \see CouldMatchAmiguouslyWith().
+    for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
+      if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
+        return true;
+      if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
+        return false;
+    }
+
+    return false;
+  }
+
+  /// CouldMatchAmiguouslyWith - Check whether this instruction could
+  /// ambiguously match the same set of operands as \arg RHS (without being a
+  /// strictly superior match).
+  bool CouldMatchAmiguouslyWith(const InstructionInfo &RHS) {
+    // The number of operands is unambiguous.
+    if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
+      return false;
 
-  /// OrderedClassOperands - The indices of the class operands, ordered by their
-  /// MIOperandNo order (which is the order they should be passed to the
-  /// conversion function).
-  SmallVector<unsigned, 4> OrderedClassOperands;
+    // Otherwise, make sure the ordering of the two instructions is unambiguous
+    // by checking that either (a) a token or operand kind discriminates them,
+    // or (b) the ordering among equivalent kinds is consistent.
+
+    // Tokens and operand kinds are unambiguous (assuming a correct target
+    // specific parser).
+    for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
+      if (Operands[i].Class->Kind != RHS.Operands[i].Class->Kind ||
+          Operands[i].Class->Kind == ClassInfo::Token)
+        if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class ||
+            *RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
+          return false;
+    
+    // Otherwise, this operand could commute if all operands are equivalent, or
+    // there is a pair of operands that compare less than and a pair that
+    // compare greater than.
+    bool HasLT = false, HasGT = false;
+    for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
+      if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
+        HasLT = true;
+      if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
+        HasGT = true;
+    }
+
+    return !(HasLT ^ HasGT);
+  }
 
 public:
   void dump();
 };
 
+class AsmMatcherInfo {
+public:
+  /// The tablegen AsmParser record.
+  Record *AsmParser;
+
+  /// The AsmParser "CommentDelimiter" value.
+  std::string CommentDelimiter;
+
+  /// The AsmParser "RegisterPrefix" value.
+  std::string RegisterPrefix;
+
+  /// The classes which are needed for matching.
+  std::vector<ClassInfo*> Classes;
+  
+  /// The information on the instruction to match.
+  std::vector<InstructionInfo*> Instructions;
+
+  /// Map of Register records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClasses;
+
+private:
+  /// Map of token to class information which has already been constructed.
+  std::map<std::string, ClassInfo*> TokenClasses;
+
+  /// Map of RegisterClass records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClassClasses;
+
+  /// Map of AsmOperandClass records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> AsmOperandClasses;
+
+private:
+  /// getTokenClass - Lookup or create the class for the given token.
+  ClassInfo *getTokenClass(StringRef Token);
+
+  /// getOperandClass - Lookup or create the class for the given operand.
+  ClassInfo *getOperandClass(StringRef Token,
+                             const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI);
+
+  /// BuildRegisterClasses - Build the ClassInfo* instances for register
+  /// classes.
+  void BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target, 
+                            std::set<std::string> &SingletonRegisterNames);
+
+  /// BuildOperandClasses - Build the ClassInfo* instances for user defined
+  /// operand classes.
+  void BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target);
+
+public:
+  AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser);
+
+  /// BuildInfo - Construct the various tables used during matching.
+  void BuildInfo(CodeGenTarget &Target);
+};
+
 }
 
 void InstructionInfo::dump() {
@@ -339,58 +564,372 @@ void InstructionInfo::dump() {
 
   for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
     Operand &Op = Operands[i];
-    errs() << "  op[" << i << "] = ";
-    if (Op.Kind == Operand::Token) {
+    errs() << "  op[" << i << "] = " << Op.Class->ClassName << " - ";
+    if (Op.Class->Kind == ClassInfo::Token) {
       errs() << '\"' << Tokens[i] << "\"\n";
       continue;
     }
 
-    assert(Op.Kind == Operand::Class && "Invalid kind!");
-    const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = *Op.AsClass.Operand;
+    if (!Op.OperandInfo) {
+      errs() << "(singleton register)\n";
+      continue;
+    }
+
+    const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = *Op.OperandInfo;
     errs() << OI.Name << " " << OI.Rec->getName()
            << " (" << OI.MIOperandNo << ", " << OI.MINumOperands << ")\n";
   }
 }
 
-static void BuildInstructionInfos(CodeGenTarget &Target,
-                                  std::vector<InstructionInfo*> &Infos) {
-  const std::map<std::string, CodeGenInstruction> &Instructions =
-    Target.getInstructions();
+static std::string getEnumNameForToken(StringRef Str) {
+  std::string Res;
+  
+  for (StringRef::iterator it = Str.begin(), ie = Str.end(); it != ie; ++it) {
+    switch (*it) {
+    case '*': Res += "_STAR_"; break;
+    case '%': Res += "_PCT_"; break;
+    case ':': Res += "_COLON_"; break;
+
+    default:
+      if (isalnum(*it))  {
+        Res += *it;
+      } else {
+        Res += "_" + utostr((unsigned) *it) + "_";
+      }
+    }
+  }
+
+  return Res;
+}
+
+/// getRegisterRecord - Get the register record for \arg name, or 0.
+static Record *getRegisterRecord(CodeGenTarget &Target, StringRef Name) {
+  for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
+    const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
+    if (Name == Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"))
+      return Reg.TheDef;
+  }
+
+  return 0;
+}
+
+ClassInfo *AsmMatcherInfo::getTokenClass(StringRef Token) {
+  ClassInfo *&Entry = TokenClasses[Token];
+  
+  if (!Entry) {
+    Entry = new ClassInfo();
+    Entry->Kind = ClassInfo::Token;
+    Entry->ClassName = "Token";
+    Entry->Name = "MCK_" + getEnumNameForToken(Token);
+    Entry->ValueName = Token;
+    Entry->PredicateMethod = "<invalid>";
+    Entry->RenderMethod = "<invalid>";
+    Classes.push_back(Entry);
+  }
+
+  return Entry;
+}
+
+ClassInfo *
+AsmMatcherInfo::getOperandClass(StringRef Token,
+                                const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI) {
+  if (OI.Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
+    ClassInfo *CI = RegisterClassClasses[OI.Rec];
+
+    if (!CI) {
+      PrintError(OI.Rec->getLoc(), "register class has no class info!");
+      throw std::string("ERROR: Missing register class!");
+    }
+
+    return CI;
+  }
+
+  assert(OI.Rec->isSubClassOf("Operand") && "Unexpected operand!");
+  Record *MatchClass = OI.Rec->getValueAsDef("ParserMatchClass");
+  ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[MatchClass];
+
+  if (!CI) {
+    PrintError(OI.Rec->getLoc(), "operand has no match class!");
+    throw std::string("ERROR: Missing match class!");
+  }
+
+  return CI;
+}
+
+void AsmMatcherInfo::BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target,
+                                          std::set<std::string>
+                                            &SingletonRegisterNames) {
+  std::vector<CodeGenRegisterClass> RegisterClasses;
+  std::vector<CodeGenRegister> Registers;
+
+  RegisterClasses = Target.getRegisterClasses();
+  Registers = Target.getRegisters();
+
+  // The register sets used for matching.
+  std::set< std::set<Record*> > RegisterSets;
+
+  // Gather the defined sets.  
+  for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
+         ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it)
+    RegisterSets.insert(std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
+                                          it->Elements.end()));
+
+  // Add any required singleton sets.
+  for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
+         ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it)
+    if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it))
+      RegisterSets.insert(std::set<Record*>(&Rec, &Rec + 1));
+         
+  // Introduce derived sets where necessary (when a register does not determine
+  // a unique register set class), and build the mapping of registers to the set
+  // they should classify to.
+  std::map<Record*, std::set<Record*> > RegisterMap;
+  for (std::vector<CodeGenRegister>::iterator it = Registers.begin(),
+         ie = Registers.end(); it != ie; ++it) {
+    CodeGenRegister &CGR = *it;
+    // Compute the intersection of all sets containing this register.
+    std::set<Record*> ContainingSet;
+    
+    for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+           ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
+      if (!it->count(CGR.TheDef))
+        continue;
+
+      if (ContainingSet.empty()) {
+        ContainingSet = *it;
+      } else {
+        std::set<Record*> Tmp;
+        std::swap(Tmp, ContainingSet);
+        std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(ContainingSet,
+                                                     ContainingSet.begin());
+        std::set_intersection(Tmp.begin(), Tmp.end(), it->begin(), it->end(),
+                              II);
+      }
+    }
 
-  for (std::map<std::string, CodeGenInstruction>::const_iterator 
-         it = Instructions.begin(), ie = Instructions.end(); it != ie; ++it) {
-    const CodeGenInstruction &CGI = it->second;
+    if (!ContainingSet.empty()) {
+      RegisterSets.insert(ContainingSet);
+      RegisterMap.insert(std::make_pair(CGR.TheDef, ContainingSet));
+    }
+  }
 
-    if (!MatchOneInstr.empty() && it->first != MatchOneInstr)
+  // Construct the register classes.
+  std::map<std::set<Record*>, ClassInfo*> RegisterSetClasses;
+  unsigned Index = 0;
+  for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+         ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
+    ClassInfo *CI = new ClassInfo();
+    CI->Kind = ClassInfo::RegisterClass0 + Index;
+    CI->ClassName = "Reg" + utostr(Index);
+    CI->Name = "MCK_Reg" + utostr(Index);
+    CI->ValueName = "";
+    CI->PredicateMethod = ""; // unused
+    CI->RenderMethod = "addRegOperands";
+    CI->Registers = *it;
+    Classes.push_back(CI);
+    RegisterSetClasses.insert(std::make_pair(*it, CI));
+  }
+
+  // Find the superclasses; we could compute only the subgroup lattice edges,
+  // but there isn't really a point.
+  for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+         ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[*it];
+    for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it2 = RegisterSets.begin(),
+           ie2 = RegisterSets.end(); it2 != ie2; ++it2)
+      if (*it != *it2 && 
+          std::includes(it2->begin(), it2->end(), it->begin(), it->end()))
+        CI->SuperClasses.push_back(RegisterSetClasses[*it2]);
+  }
+
+  // Name the register classes which correspond to a user defined RegisterClass.
+  for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
+         ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
+                                                         it->Elements.end())];
+    if (CI->ValueName.empty()) {
+      CI->ClassName = it->getName();
+      CI->Name = "MCK_" + it->getName();
+      CI->ValueName = it->getName();
+    } else
+      CI->ValueName = CI->ValueName + "," + it->getName();
+
+    RegisterClassClasses.insert(std::make_pair(it->TheDef, CI));
+  }
+
+  // Populate the map for individual registers.
+  for (std::map<Record*, std::set<Record*> >::iterator it = RegisterMap.begin(),
+         ie = RegisterMap.end(); it != ie; ++it)
+    this->RegisterClasses[it->first] = RegisterSetClasses[it->second];
+
+  // Name the register classes which correspond to singleton registers.
+  for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
+         ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it) {
+    if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it)) {
+      ClassInfo *CI = this->RegisterClasses[Rec];
+      assert(CI && "Missing singleton register class info!");
+
+      if (CI->ValueName.empty()) {
+        CI->ClassName = Rec->getName();
+        CI->Name = "MCK_" + Rec->getName();
+        CI->ValueName = Rec->getName();
+      } else
+        CI->ValueName = CI->ValueName + "," + Rec->getName();
+    }
+  }
+}
+
+void AsmMatcherInfo::BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target) {
+  std::vector<Record*> AsmOperands;
+  AsmOperands = Records.getAllDerivedDefinitions("AsmOperandClass");
+
+  // Pre-populate AsmOperandClasses map.
+  for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
+         ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it)
+    AsmOperandClasses[*it] = new ClassInfo();
+
+  unsigned Index = 0;
+  for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
+         ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
+    ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[*it];
+    CI->Kind = ClassInfo::UserClass0 + Index;
+
+    Init *Super = (*it)->getValueInit("SuperClass");
+    if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(Super)) {
+      ClassInfo *SC = AsmOperandClasses[DI->getDef()];
+      if (!SC)
+        PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
+      else
+        CI->SuperClasses.push_back(SC);
+    } else {
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(Super) && "Unexpected SuperClass field!");
+    }
+    CI->ClassName = (*it)->getValueAsString("Name");
+    CI->Name = "MCK_" + CI->ClassName;
+    CI->ValueName = (*it)->getName();
+
+    // Get or construct the predicate method name.
+    Init *PMName = (*it)->getValueInit("PredicateMethod");
+    if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(PMName)) {
+      CI->PredicateMethod = SI->getValue();
+    } else {
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(PMName) && 
+             "Unexpected PredicateMethod field!");
+      CI->PredicateMethod = "is" + CI->ClassName;
+    }
+
+    // Get or construct the render method name.
+    Init *RMName = (*it)->getValueInit("RenderMethod");
+    if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(RMName)) {
+      CI->RenderMethod = SI->getValue();
+    } else {
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(RMName) &&
+             "Unexpected RenderMethod field!");
+      CI->RenderMethod = "add" + CI->ClassName + "Operands";
+    }
+
+    AsmOperandClasses[*it] = CI;
+    Classes.push_back(CI);
+  }
+}
+
+AsmMatcherInfo::AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser) 
+  : AsmParser(_AsmParser),
+    CommentDelimiter(AsmParser->getValueAsString("CommentDelimiter")),
+    RegisterPrefix(AsmParser->getValueAsString("RegisterPrefix"))
+{
+}
+
+void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
+  // Parse the instructions; we need to do this first so that we can gather the
+  // singleton register classes.
+  std::set<std::string> SingletonRegisterNames;
+  
+  const std::vector<const CodeGenInstruction*> &InstrList =
+    Target.getInstructionsByEnumValue();
+  
+  for (unsigned i = 0, e = InstrList.size(); i != e; ++i) {
+    const CodeGenInstruction &CGI = *InstrList[i];
+
+    if (!StringRef(CGI.TheDef->getName()).startswith(MatchPrefix))
       continue;
 
-    OwningPtr<InstructionInfo> II(new InstructionInfo);
+    OwningPtr<InstructionInfo> II(new InstructionInfo());
     
-    II->InstrName = it->first;
-    II->Instr = &it->second;
+    II->InstrName = CGI.TheDef->getName();
+    II->Instr = &CGI;
     II->AsmString = FlattenVariants(CGI.AsmString, 0);
 
+    // Remove comments from the asm string.
+    if (!CommentDelimiter.empty()) {
+      size_t Idx = StringRef(II->AsmString).find(CommentDelimiter);
+      if (Idx != StringRef::npos)
+        II->AsmString = II->AsmString.substr(0, Idx);
+    }
+
     TokenizeAsmString(II->AsmString, II->Tokens);
 
     // Ignore instructions which shouldn't be matched.
-    if (!IsAssemblerInstruction(it->first, CGI, II->Tokens))
+    if (!IsAssemblerInstruction(CGI.TheDef->getName(), CGI, II->Tokens))
       continue;
 
+    // Collect singleton registers, if used.
+    if (!RegisterPrefix.empty()) {
+      for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
+        if (II->Tokens[i].startswith(RegisterPrefix)) {
+          StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
+          Record *Rec = getRegisterRecord(Target, RegName);
+          
+          if (!Rec) {
+            std::string Err = "unable to find register for '" + RegName.str() + 
+              "' (which matches register prefix)";
+            throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
+          }
+
+          SingletonRegisterNames.insert(RegName);
+        }
+      }
+    }
+    
+    Instructions.push_back(II.take());
+  }
+
+  // Build info for the register classes.
+  BuildRegisterClasses(Target, SingletonRegisterNames);
+
+  // Build info for the user defined assembly operand classes.
+  BuildOperandClasses(Target);
+
+  // Build the instruction information.
+  for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator it = Instructions.begin(),
+         ie = Instructions.end(); it != ie; ++it) {
+    InstructionInfo *II = *it;
+
     for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
       StringRef Token = II->Tokens[i];
 
+      // Check for singleton registers.
+      if (!RegisterPrefix.empty() && Token.startswith(RegisterPrefix)) {
+        StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
+        InstructionInfo::Operand Op;
+        Op.Class = RegisterClasses[getRegisterRecord(Target, RegName)];
+        Op.OperandInfo = 0;
+        assert(Op.Class && Op.Class->Registers.size() == 1 &&
+               "Unexpected class for singleton register");
+        II->Operands.push_back(Op);
+        continue;
+      }
+
       // Check for simple tokens.
       if (Token[0] != '$') {
         InstructionInfo::Operand Op;
-        Op.Kind = InstructionInfo::Operand::Token;
+        Op.Class = getTokenClass(Token);
+        Op.OperandInfo = 0;
         II->Operands.push_back(Op);
         continue;
       }
 
       // Otherwise this is an operand reference.
-      InstructionInfo::Operand Op;
-      Op.Kind = InstructionInfo::Operand::Class;
-
       StringRef OperandName;
       if (Token[1] == '{')
         OperandName = Token.substr(2, Token.size() - 3);
@@ -400,57 +939,82 @@ static void BuildInstructionInfos(CodeGenTarget &Target,
       // Map this token to an operand. FIXME: Move elsewhere.
       unsigned Idx;
       try {
-        Idx = CGI.getOperandNamed(OperandName);
+        Idx = II->Instr->getOperandNamed(OperandName);
       } catch(...) {
-        errs() << "error: unable to find operand: '" << OperandName << "'!\n";
-        break;
+        throw std::string("error: unable to find operand: '" + 
+                          OperandName.str() + "'");
       }
 
-      const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = CGI.OperandList[Idx];      
-      Op.AsClass.Operand = &OI;
-
-      if (OI.Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
-        Op.AsClass.ClassName = "Reg";
-        Op.AsClass.PredicateMethod = "isReg";
-        Op.AsClass.RenderMethod = "addRegOperands";
-      } else if (OI.Rec->isSubClassOf("Operand")) {
-        // FIXME: This should not be hard coded.
-        const RecordVal *RV = OI.Rec->getValue("Type");
-
-        // FIXME: Yet another total hack.
-        if (RV->getValue()->getAsString() == "iPTR" ||
-            OI.Rec->getName() == "lea32mem" ||
-            OI.Rec->getName() == "lea64_32mem") {
-          Op.AsClass.ClassName = "Mem";
-          Op.AsClass.PredicateMethod = "isMem";
-          Op.AsClass.RenderMethod = "addMemOperands";
-        } else {
-          Op.AsClass.ClassName = "Imm";
-          Op.AsClass.PredicateMethod = "isImm";
-          Op.AsClass.RenderMethod = "addImmOperands";
+      // FIXME: This is annoying, the named operand may be tied (e.g.,
+      // XCHG8rm). What we want is the untied operand, which we now have to
+      // grovel for. Only worry about this for single entry operands, we have to
+      // clean this up anyway.
+      const CodeGenInstruction::OperandInfo *OI = &II->Instr->OperandList[Idx];
+      if (OI->Constraints[0].isTied()) {
+        unsigned TiedOp = OI->Constraints[0].getTiedOperand();
+
+        // The tied operand index is an MIOperand index, find the operand that
+        // contains it.
+        for (unsigned i = 0, e = II->Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
+          if (II->Instr->OperandList[i].MIOperandNo == TiedOp) {
+            OI = &II->Instr->OperandList[i];
+            break;
+          }
         }
-      } else {
-        OI.Rec->dump();
-        assert(0 && "Unexpected instruction operand record!");
+
+        assert(OI && "Unable to find tied operand target!");
       }
 
+      InstructionInfo::Operand Op;
+      Op.Class = getOperandClass(Token, *OI);
+      Op.OperandInfo = OI;
       II->Operands.push_back(Op);
     }
+  }
 
-    // If we broke out, ignore the instruction.
-    if (II->Operands.size() != II->Tokens.size())
-      continue;
+  // Reorder classes so that classes preceed super classes.
+  std::sort(Classes.begin(), Classes.end(), less_ptr<ClassInfo>());
+}
 
-    Infos.push_back(II.take());
-  }
+static std::pair<unsigned, unsigned> *
+GetTiedOperandAtIndex(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, unsigned> > &List,
+                      unsigned Index) {
+  for (unsigned i = 0, e = List.size(); i != e; ++i)
+    if (Index == List[i].first)
+      return &List[i];
+
+  return 0;
 }
 
-static void ConstructConversionFunctions(CodeGenTarget &Target,
-                                         std::vector<InstructionInfo*> &Infos,
-                                         raw_ostream &OS) {
+static void EmitConvertToMCInst(CodeGenTarget &Target,
+                                std::vector<InstructionInfo*> &Infos,
+                                raw_ostream &OS) {
+  // Write the convert function to a separate stream, so we can drop it after
+  // the enum.
+  std::string ConvertFnBody;
+  raw_string_ostream CvtOS(ConvertFnBody);
+
   // Function we have already generated.
   std::set<std::string> GeneratedFns;
 
+  // Start the unified conversion function.
+
+  CvtOS << "static void ConvertToMCInst(ConversionKind Kind, MCInst &Inst, "
+        << "unsigned Opcode,\n"
+        << "                      const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*"
+        << "> &Operands) {\n";
+  CvtOS << "  Inst.setOpcode(Opcode);\n";
+  CvtOS << "  switch (Kind) {\n";
+  CvtOS << "  default:\n";
+
+  // Start the enum, which we will generate inline.
+
+  OS << "// Unified function for converting operants to MCInst instances.\n\n";
+  OS << "enum ConversionKind {\n";
+  
+  // TargetOperandClass - This is the target's operand class, like X86Operand.
+  std::string TargetOperandClass = Target.getName() + "Operand";
+  
   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it = Infos.begin(),
          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
     InstructionInfo &II = **it;
@@ -459,10 +1023,22 @@ static void ConstructConversionFunctions(CodeGenTarget &Target,
     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> MIOperandList;
     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
-      if (Op.Kind == InstructionInfo::Operand::Class)
-        MIOperandList.push_back(std::make_pair(Op.AsClass.Operand->MIOperandNo,
-                                               i));
+      if (Op.OperandInfo)
+        MIOperandList.push_back(std::make_pair(Op.OperandInfo->MIOperandNo, i));
+    }
+
+    // Find any tied operands.
+    SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> TiedOperands;
+    for (unsigned i = 0, e = II.Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
+      const CodeGenInstruction::OperandInfo &OpInfo = II.Instr->OperandList[i];
+      for (unsigned j = 0, e = OpInfo.Constraints.size(); j != e; ++j) {
+        const CodeGenInstruction::ConstraintInfo &CI = OpInfo.Constraints[j];
+        if (CI.isTied())
+          TiedOperands.push_back(std::make_pair(OpInfo.MIOperandNo + j,
+                                                CI.getTiedOperand()));
+      }
     }
+
     std::sort(MIOperandList.begin(), MIOperandList.end());
 
     // Compute the total number of operands.
@@ -478,87 +1054,435 @@ static void ConstructConversionFunctions(CodeGenTarget &Target,
     unsigned CurIndex = 0;
     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
-      assert(CurIndex <= Op.AsClass.Operand->MIOperandNo &&
+      assert(CurIndex <= Op.OperandInfo->MIOperandNo &&
              "Duplicate match for instruction operand!");
-
-      // Save the conversion index, for use by the matcher.
-      II.OrderedClassOperands.push_back(MIOperandList[i].second);
       
       // Skip operands which weren't matched by anything, this occurs when the
       // .td file encodes "implicit" operands as explicit ones.
       //
       // FIXME: This should be removed from the MCInst structure.
-      for (; CurIndex != Op.AsClass.Operand->MIOperandNo; ++CurIndex)
-        Signature += "Imp";
+      for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
+        std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
+                                                                   CurIndex);
+        if (!Tie)
+          Signature += "__Imp";
+        else
+          Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
+      }
+
+      Signature += "__";
+
+      // Registers are always converted the same, don't duplicate the conversion
+      // function based on them.
+      //
+      // FIXME: We could generalize this based on the render method, if it
+      // mattered.
+      if (Op.Class->isRegisterClass())
+        Signature += "Reg";
+      else
+        Signature += Op.Class->ClassName;
+      Signature += utostr(Op.OperandInfo->MINumOperands);
+      Signature += "_" + utostr(MIOperandList[i].second);
 
-      Signature += Op.AsClass.ClassName;
-      Signature += utostr(Op.AsClass.Operand->MINumOperands);
-      CurIndex += Op.AsClass.Operand->MINumOperands;
+      CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
     }
 
     // Add any trailing implicit operands.
-    for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex)
-      Signature += "Imp";
+    for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
+      std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
+                                                                 CurIndex);
+      if (!Tie)
+        Signature += "__Imp";
+      else
+        Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
+    }
 
-    // Save the conversion function, for use by the matcher.
-    II.ConversionFn = Signature;
+    II.ConversionFnKind = Signature;
 
-    // Check if we have already generated this function.
+    // Check if we have already generated this signature.
     if (!GeneratedFns.insert(Signature).second)
       continue;
 
     // If not, emit it now.
-    //
-    // FIXME: There should be no need to pass the number of operands to fill;
-    // this should always be implicit in the class.
-    OS << "static bool " << Signature << "(MCInst &Inst, unsigned Opcode";
-    for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i)
-      OS << ", " << Target.getName() << "Operand Op" << i;
-    OS << ") {\n";
-    OS << "  Inst.setOpcode(Opcode);\n";
+
+    // Add to the enum list.
+    OS << "  " << Signature << ",\n";
+
+    // And to the convert function.
+    CvtOS << "  case " << Signature << ":\n";
     CurIndex = 0;
     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
 
       // Add the implicit operands.
-      for (; CurIndex != Op.AsClass.Operand->MIOperandNo; ++CurIndex)
-        OS << "  Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
+      for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
+        // See if this is a tied operand.
+        std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
+                                                                   CurIndex);
+
+        if (!Tie) {
+          // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
+          // for now.
+          CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
+        } else {
+          // Copy the tied operand.
+          assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
+          CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
+                << Tie->second << "));\n";
+        }
+      }
 
-      OS << "  Op" << i << "." << Op.AsClass.RenderMethod 
-         << "(Inst, " << Op.AsClass.Operand->MINumOperands << ");\n";
-      CurIndex += Op.AsClass.Operand->MINumOperands;
+      CvtOS << "    ((" << TargetOperandClass << "*)Operands["
+         << MIOperandList[i].second 
+         << "])->" << Op.Class->RenderMethod 
+         << "(Inst, " << Op.OperandInfo->MINumOperands << ");\n";
+      CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
     }
     
     // And add trailing implicit operands.
-    for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex)
-      OS << "  Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
+    for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
+      std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
+                                                                 CurIndex);
+
+      if (!Tie) {
+        // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
+        // for now.
+        CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
+      } else {
+        // Copy the tied operand.
+        assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
+        CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
+              << Tie->second << "));\n";
+      }
+    }
+
+    CvtOS << "    return;\n";
+  }
+
+  // Finish the convert function.
+
+  CvtOS << "  }\n";
+  CvtOS << "}\n\n";
+
+  // Finish the enum, and drop the convert function after it.
+
+  OS << "  NumConversionVariants\n";
+  OS << "};\n\n";
+  
+  OS << CvtOS.str();
+}
+
+/// EmitMatchClassEnumeration - Emit the enumeration for match class kinds.
+static void EmitMatchClassEnumeration(CodeGenTarget &Target,
+                                      std::vector<ClassInfo*> &Infos,
+                                      raw_ostream &OS) {
+  OS << "namespace {\n\n";
+
+  OS << "/// MatchClassKind - The kinds of classes which participate in\n"
+     << "/// instruction matching.\n";
+  OS << "enum MatchClassKind {\n";
+  OS << "  InvalidMatchClass = 0,\n";
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo &CI = **it;
+    OS << "  " << CI.Name << ", // ";
+    if (CI.Kind == ClassInfo::Token) {
+      OS << "'" << CI.ValueName << "'\n";
+    } else if (CI.isRegisterClass()) {
+      if (!CI.ValueName.empty())
+        OS << "register class '" << CI.ValueName << "'\n";
+      else
+        OS << "derived register class\n";
+    } else {
+      OS << "user defined class '" << CI.ValueName << "'\n";
+    }
+  }
+  OS << "  NumMatchClassKinds\n";
+  OS << "};\n\n";
+
+  OS << "}\n\n";
+}
+
+/// EmitClassifyOperand - Emit the function to classify an operand.
+static void EmitClassifyOperand(CodeGenTarget &Target,
+                                AsmMatcherInfo &Info,
+                                raw_ostream &OS) {
+  OS << "static MatchClassKind ClassifyOperand(MCParsedAsmOperand *GOp) {\n"
+     << "  " << Target.getName() << "Operand &Operand = *("
+     << Target.getName() << "Operand*)GOp;\n";
+
+  // Classify tokens.
+  OS << "  if (Operand.isToken())\n";
+  OS << "    return MatchTokenString(Operand.getToken());\n\n";
+
+  // Classify registers.
+  //
+  // FIXME: Don't hardcode isReg, getReg.
+  OS << "  if (Operand.isReg()) {\n";
+  OS << "    switch (Operand.getReg()) {\n";
+  OS << "    default: return InvalidMatchClass;\n";
+  for (std::map<Record*, ClassInfo*>::iterator 
+         it = Info.RegisterClasses.begin(), ie = Info.RegisterClasses.end();
+       it != ie; ++it)
+    OS << "    case " << Target.getName() << "::" 
+       << it->first->getName() << ": return " << it->second->Name << ";\n";
+  OS << "    }\n";
+  OS << "  }\n\n";
+
+  // Classify user defined operands.
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Info.Classes.begin(), 
+         ie = Info.Classes.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo &CI = **it;
+
+    if (!CI.isUserClass())
+      continue;
+
+    OS << "  // '" << CI.ClassName << "' class";
+    if (!CI.SuperClasses.empty()) {
+      OS << ", subclass of ";
+      for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i) {
+        if (i) OS << ", ";
+        OS << "'" << CI.SuperClasses[i]->ClassName << "'";
+        assert(CI < *CI.SuperClasses[i] && "Invalid class relation!");
+      }
+    }
+    OS << "\n";
+
+    OS << "  if (Operand." << CI.PredicateMethod << "()) {\n";
+      
+    // Validate subclass relationships.
+    if (!CI.SuperClasses.empty()) {
+      for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i)
+        OS << "    assert(Operand." << CI.SuperClasses[i]->PredicateMethod
+           << "() && \"Invalid class relationship!\");\n";
+    }
+
+    OS << "    return " << CI.Name << ";\n";
+    OS << "  }\n\n";
+  }
+  OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
+  OS << "}\n\n";
+}
+
+/// EmitIsSubclass - Emit the subclass predicate function.
+static void EmitIsSubclass(CodeGenTarget &Target,
+                           std::vector<ClassInfo*> &Infos,
+                           raw_ostream &OS) {
+  OS << "/// IsSubclass - Compute whether \\arg A is a subclass of \\arg B.\n";
+  OS << "static bool IsSubclass(MatchClassKind A, MatchClassKind B) {\n";
+  OS << "  if (A == B)\n";
+  OS << "    return true;\n\n";
+
+  OS << "  switch (A) {\n";
+  OS << "  default:\n";
+  OS << "    return false;\n";
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo &A = **it;
+
+    if (A.Kind != ClassInfo::Token) {
+      std::vector<StringRef> SuperClasses;
+      for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+             ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+        ClassInfo &B = **it;
+
+        if (&A != &B && A.isSubsetOf(B))
+          SuperClasses.push_back(B.Name);
+      }
+
+      if (SuperClasses.empty())
+        continue;
 
-    OS << "  return false;\n";
-    OS << "}\n\n";
+      OS << "\n  case " << A.Name << ":\n";
+
+      if (SuperClasses.size() == 1) {
+        OS << "    return B == " << SuperClasses.back() << ";\n";
+        continue;
+      }
+
+      OS << "    switch (B) {\n";
+      OS << "    default: return false;\n";
+      for (unsigned i = 0, e = SuperClasses.size(); i != e; ++i)
+        OS << "    case " << SuperClasses[i] << ": return true;\n";
+      OS << "    }\n";
+    }
+  }
+  OS << "  }\n";
+  OS << "}\n\n";
+}
+
+typedef std::pair<std::string, std::string> StringPair;
+
+/// FindFirstNonCommonLetter - Find the first character in the keys of the
+/// string pairs that is not shared across the whole set of strings.  All
+/// strings are assumed to have the same length.
+static unsigned 
+FindFirstNonCommonLetter(const std::vector<const StringPair*> &Matches) {
+  assert(!Matches.empty());
+  for (unsigned i = 0, e = Matches[0]->first.size(); i != e; ++i) {
+    // Check to see if letter i is the same across the set.
+    char Letter = Matches[0]->first[i];
+    
+    for (unsigned str = 0, e = Matches.size(); str != e; ++str)
+      if (Matches[str]->first[i] != Letter)
+        return i;
+  }
+  
+  return Matches[0]->first.size();
+}
+
+/// EmitStringMatcherForChar - Given a set of strings that are known to be the
+/// same length and whose characters leading up to CharNo are the same, emit
+/// code to verify that CharNo and later are the same.
+///
+/// \return - True if control can leave the emitted code fragment.
+static bool EmitStringMatcherForChar(const std::string &StrVariableName,
+                                  const std::vector<const StringPair*> &Matches,
+                                     unsigned CharNo, unsigned IndentCount,
+                                     raw_ostream &OS) {
+  assert(!Matches.empty() && "Must have at least one string to match!");
+  std::string Indent(IndentCount*2+4, ' ');
+
+  // If we have verified that the entire string matches, we're done: output the
+  // matching code.
+  if (CharNo == Matches[0]->first.size()) {
+    assert(Matches.size() == 1 && "Had duplicate keys to match on");
+    
+    // FIXME: If Matches[0].first has embeded \n, this will be bad.
+    OS << Indent << Matches[0]->second << "\t // \"" << Matches[0]->first
+       << "\"\n";
+    return false;
+  }
+  
+  // Bucket the matches by the character we are comparing.
+  std::map<char, std::vector<const StringPair*> > MatchesByLetter;
+  
+  for (unsigned i = 0, e = Matches.size(); i != e; ++i)
+    MatchesByLetter[Matches[i]->first[CharNo]].push_back(Matches[i]);
+  
+
+  // If we have exactly one bucket to match, see how many characters are common
+  // across the whole set and match all of them at once.
+  if (MatchesByLetter.size() == 1) {
+    unsigned FirstNonCommonLetter = FindFirstNonCommonLetter(Matches);
+    unsigned NumChars = FirstNonCommonLetter-CharNo;
+    
+    // Emit code to break out if the prefix doesn't match.
+    if (NumChars == 1) {
+      // Do the comparison with if (Str[1] != 'f')
+      // FIXME: Need to escape general characters.
+      OS << Indent << "if (" << StrVariableName << "[" << CharNo << "] != '"
+         << Matches[0]->first[CharNo] << "')\n";
+      OS << Indent << "  break;\n";
+    } else {
+      // Do the comparison with if (Str.substr(1,3) != "foo").    
+      // FIXME: Need to escape general strings.
+      OS << Indent << "if (" << StrVariableName << ".substr(" << CharNo << ","
+         << NumChars << ") != \"";
+      OS << Matches[0]->first.substr(CharNo, NumChars) << "\")\n";
+      OS << Indent << "  break;\n";
+    }
+    
+    return EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, Matches, 
+                                    FirstNonCommonLetter, IndentCount, OS);
+  }
+  
+  // Otherwise, we have multiple possible things, emit a switch on the
+  // character.
+  OS << Indent << "switch (" << StrVariableName << "[" << CharNo << "]) {\n";
+  OS << Indent << "default: break;\n";
+  
+  for (std::map<char, std::vector<const StringPair*> >::iterator LI = 
+       MatchesByLetter.begin(), E = MatchesByLetter.end(); LI != E; ++LI) {
+    // TODO: escape hard stuff (like \n) if we ever care about it.
+    OS << Indent << "case '" << LI->first << "':\t // "
+       << LI->second.size() << " strings to match.\n";
+    if (EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, LI->second, CharNo+1,
+                                 IndentCount+1, OS))
+      OS << Indent << "  break;\n";
+  }
+  
+  OS << Indent << "}\n";
+  return true;
+}
+
+
+/// EmitStringMatcher - Given a list of strings and code to execute when they
+/// match, output a simple switch tree to classify the input string.
+/// 
+/// If a match is found, the code in Vals[i].second is executed; control must
+/// not exit this code fragment.  If nothing matches, execution falls through.
+///
+/// \param StrVariableName - The name of the variable to test.
+static void EmitStringMatcher(const std::string &StrVariableName,
+                              const std::vector<StringPair> &Matches,
+                              raw_ostream &OS) {
+  // First level categorization: group strings by length.
+  std::map<unsigned, std::vector<const StringPair*> > MatchesByLength;
+  
+  for (unsigned i = 0, e = Matches.size(); i != e; ++i)
+    MatchesByLength[Matches[i].first.size()].push_back(&Matches[i]);
+  
+  // Output a switch statement on length and categorize the elements within each
+  // bin.
+  OS << "  switch (" << StrVariableName << ".size()) {\n";
+  OS << "  default: break;\n";
+  
+  for (std::map<unsigned, std::vector<const StringPair*> >::iterator LI =
+       MatchesByLength.begin(), E = MatchesByLength.end(); LI != E; ++LI) {
+    OS << "  case " << LI->first << ":\t // " << LI->second.size()
+       << " strings to match.\n";
+    if (EmitStringMatcherForChar(StrVariableName, LI->second, 0, 0, OS))
+      OS << "    break;\n";
   }
+  
+  OS << "  }\n";
+}
+
+
+/// EmitMatchTokenString - Emit the function to match a token string to the
+/// appropriate match class value.
+static void EmitMatchTokenString(CodeGenTarget &Target,
+                                 std::vector<ClassInfo*> &Infos,
+                                 raw_ostream &OS) {
+  // Construct the match list.
+  std::vector<StringPair> Matches;
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo &CI = **it;
+
+    if (CI.Kind == ClassInfo::Token)
+      Matches.push_back(StringPair(CI.ValueName, "return " + CI.Name + ";"));
+  }
+
+  OS << "static MatchClassKind MatchTokenString(StringRef Name) {\n";
+
+  EmitStringMatcher("Name", Matches, OS);
+
+  OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
+  OS << "}\n\n";
 }
 
 /// EmitMatchRegisterName - Emit the function to match a string to the target
 /// specific register enum.
 static void EmitMatchRegisterName(CodeGenTarget &Target, Record *AsmParser,
                                   raw_ostream &OS) {
-  const std::vector<CodeGenRegister> &Registers = Target.getRegisters();
-
-  OS << "bool " << Target.getName() 
-     << AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName")
-     << "::MatchRegisterName(const StringRef &Name, unsigned &RegNo) {\n";
-
-  // FIXME: TableGen should have a fast string matcher generator.
-  for (unsigned i = 0, e = Registers.size(); i != e; ++i) {
-    const CodeGenRegister &Reg = Registers[i];
+  // Construct the match list.
+  std::vector<StringPair> Matches;
+  for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
+    const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
     if (Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName").empty())
       continue;
 
-    OS << "  if (Name == \"" 
-       << Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName") << "\")\n"
-       << "    return RegNo=" << i + 1 << ", false;\n";
+    Matches.push_back(StringPair(Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"),
+                                 "return " + utostr(i + 1) + ";"));
   }
-  OS << "  return true;\n";
+  
+  OS << "static unsigned MatchRegisterName(StringRef Name) {\n";
+
+  EmitStringMatcher("Name", Matches, OS);
+  
+  OS << "  return 0;\n";
   OS << "}\n\n";
 }
 
@@ -567,68 +1491,166 @@ void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   Record *AsmParser = Target.getAsmParser();
   std::string ClassName = AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
 
+  // Compute the information on the instructions to match.
+  AsmMatcherInfo Info(AsmParser);
+  Info.BuildInfo(Target);
+
+  // Sort the instruction table using the partial order on classes. We use
+  // stable_sort to ensure that ambiguous instructions are still
+  // deterministically ordered.
+  std::stable_sort(Info.Instructions.begin(), Info.Instructions.end(),
+                   less_ptr<InstructionInfo>());
+  
+  DEBUG_WITH_TYPE("instruction_info", {
+      for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator 
+             it = Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end(); 
+           it != ie; ++it)
+        (*it)->dump();
+    });
+
+  // Check for ambiguous instructions.
+  unsigned NumAmbiguous = 0;
+  for (unsigned i = 0, e = Info.Instructions.size(); i != e; ++i) {
+    for (unsigned j = i + 1; j != e; ++j) {
+      InstructionInfo &A = *Info.Instructions[i];
+      InstructionInfo &B = *Info.Instructions[j];
+    
+      if (A.CouldMatchAmiguouslyWith(B)) {
+        DEBUG_WITH_TYPE("ambiguous_instrs", {
+            errs() << "warning: ambiguous instruction match:\n";
+            A.dump();
+            errs() << "\nis incomparable with:\n";
+            B.dump();
+            errs() << "\n\n";
+          });
+        ++NumAmbiguous;
+      }
+    }
+  }
+  if (NumAmbiguous)
+    DEBUG_WITH_TYPE("ambiguous_instrs", {
+        errs() << "warning: " << NumAmbiguous 
+               << " ambiguous instructions!\n";
+      });
+
+  // Write the output.
+
   EmitSourceFileHeader("Assembly Matcher Source Fragment", OS);
 
   // Emit the function to match a register name to number.
   EmitMatchRegisterName(Target, AsmParser, OS);
+  
+  OS << "#ifndef REGISTERS_ONLY\n\n";
 
-  // Compute the information on the list of instructions to match.
-  std::vector<InstructionInfo*> Infos;
-  BuildInstructionInfos(Target, Infos);
+  // Generate the unified function to convert operands into an MCInst.
+  EmitConvertToMCInst(Target, Info.Instructions, OS);
 
-#undef DEBUG_TYPE
-#define DEBUG_TYPE "instruction_info"
-  DEBUG({
-      for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator it = Infos.begin(),
-             ie = Infos.end(); it != ie; ++it)
-        (*it)->dump();
-    });
-#undef DEBUG_TYPE
-#define DEBUG_TYPE ""
+  // Emit the enumeration for classes which participate in matching.
+  EmitMatchClassEnumeration(Target, Info.Classes, OS);
 
-  // FIXME: At this point we should be able to totally order Infos, if not then
-  // we have an ambiguity which the .td file should be forced to resolve.
+  // Emit the routine to match token strings to their match class.
+  EmitMatchTokenString(Target, Info.Classes, OS);
 
-  // Generate the terminal actions to convert operands into an MCInst. We still
-  // pass the operands in to these functions individually (as opposed to the
-  // array) so that we do not need to worry about the operand order.
-  ConstructConversionFunctions(Target, Infos, OS);
+  // Emit the routine to classify an operand.
+  EmitClassifyOperand(Target, Info, OS);
 
-  // Build a very stupid version of the match function which just checks each
-  // instruction in order.
+  // Emit the subclass predicate routine.
+  EmitIsSubclass(Target, Info.Classes, OS);
 
-  OS << "bool " << Target.getName() << ClassName
-     << "::MatchInstruction(" 
-     << "SmallVectorImpl<" << Target.getName() << "Operand> &Operands, "
-     << "MCInst &Inst) {\n";
+  // Finally, build the match function.
 
-  for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it = Infos.begin(),
-         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+  size_t MaxNumOperands = 0;
+  for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
+         Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
+       it != ie; ++it)
+    MaxNumOperands = std::max(MaxNumOperands, (*it)->Operands.size());
+
+  const std::string &MatchName =
+    AsmParser->getValueAsString("MatchInstructionName");
+  OS << "bool " << Target.getName() << ClassName << "::\n"
+     << MatchName
+     << "(const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*> &Operands,\n";
+  OS.indent(MatchName.size() + 1);
+  OS << "MCInst &Inst) {\n";
+
+  // Emit the static match table; unused classes get initalized to 0 which is
+  // guaranteed to be InvalidMatchClass.
+  //
+  // FIXME: We can reduce the size of this table very easily. First, we change
+  // it so that store the kinds in separate bit-fields for each index, which
+  // only needs to be the max width used for classes at that index (we also need
+  // to reject based on this during classification). If we then make sure to
+  // order the match kinds appropriately (putting mnemonics last), then we
+  // should only end up using a few bits for each class, especially the ones
+  // following the mnemonic.
+  OS << "  static const struct MatchEntry {\n";
+  OS << "    unsigned Opcode;\n";
+  OS << "    ConversionKind ConvertFn;\n";
+  OS << "    MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
+  OS << "  } MatchTable[" << Info.Instructions.size() << "] = {\n";
+
+  for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
+         Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
+       it != ie; ++it) {
     InstructionInfo &II = **it;
 
-    // The parser is expected to arrange things so that each "token" matches
-    // exactly one target specific operand.
-    OS << "  if (Operands.size() == " << II.Operands.size();
+    OS << "    { " << Target.getName() << "::" << II.InstrName
+       << ", " << II.ConversionFnKind << ", { ";
     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
       
-      OS << " &&\n";
-      OS << "      ";
-
-      if (Op.Kind == InstructionInfo::Operand::Token)
-        OS << "Operands[" << i << "].isToken(\"" << II.Tokens[i] << "\")";
-      else
-        OS << "Operands[" << i << "]." 
-           << Op.AsClass.PredicateMethod << "()";
+      if (i) OS << ", ";
+      OS << Op.Class->Name;
     }
-    OS << ")\n";
-    OS << "    return " << II.ConversionFn << "(Inst, " 
-       << Target.getName() << "::" << II.InstrName;
-    for (unsigned i = 0, e = II.OrderedClassOperands.size(); i != e; ++i)
-      OS << ", Operands[" << II.OrderedClassOperands[i] << "]";
-    OS << ");\n\n";
+    OS << " } },\n";
   }
 
+  OS << "  };\n\n";
+
+  // Emit code to compute the class list for this operand vector.
+  OS << "  // Eliminate obvious mismatches.\n";
+  OS << "  if (Operands.size() > " << MaxNumOperands << ")\n";
+  OS << "    return true;\n\n";
+
+  OS << "  // Compute the class list for this operand vector.\n";
+  OS << "  MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
+  OS << "  for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {\n";
+  OS << "    Classes[i] = ClassifyOperand(Operands[i]);\n\n";
+
+  OS << "    // Check for invalid operands before matching.\n";
+  OS << "    if (Classes[i] == InvalidMatchClass)\n";
+  OS << "      return true;\n";
+  OS << "  }\n\n";
+
+  OS << "  // Mark unused classes.\n";
+  OS << "  for (unsigned i = Operands.size(), e = " << MaxNumOperands << "; "
+     << "i != e; ++i)\n";
+  OS << "    Classes[i] = InvalidMatchClass;\n\n";
+
+  // Emit code to search the table.
+  OS << "  // Search the table.\n";
+  OS << "  for (const MatchEntry *it = MatchTable, "
+     << "*ie = MatchTable + " << Info.Instructions.size()
+     << "; it != ie; ++it) {\n";
+  for (unsigned i = 0; i != MaxNumOperands; ++i) {
+    OS << "    if (!IsSubclass(Classes[" 
+       << i << "], it->Classes[" << i << "]))\n";
+    OS << "      continue;\n";
+  }
+  OS << "\n";
+  OS << "    ConvertToMCInst(it->ConvertFn, Inst, it->Opcode, Operands);\n";
+
+  // Call the post-processing function, if used.
+  std::string InsnCleanupFn =
+    AsmParser->getValueAsString("AsmParserInstCleanup");
+  if (!InsnCleanupFn.empty())
+    OS << "    " << InsnCleanupFn << "(Inst);\n";
+
+  OS << "    return false;\n";
+  OS << "  }\n\n";
+
   OS << "  return true;\n";
   OS << "}\n\n";
+  
+  OS << "#endif // REGISTERS_ONLY\n";
 }