simplify DEBUG_WITH_TYPE usage
[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     // The primary comparator is the instruction mnemonic.
472     if (Tokens[0] != RHS.Tokens[0])
473       return Tokens[0] < RHS.Tokens[0];
474     
475     if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
476       return Operands.size() < RHS.Operands.size();
477
478     // Compare lexicographically by operand. The matcher validates that other
479     // orderings wouldn't be ambiguous using \see CouldMatchAmiguouslyWith().
480     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
481       if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
482         return true;
483       if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
484         return false;
485     }
486
487     return false;
488   }
489
490   /// CouldMatchAmiguouslyWith - Check whether this instruction could
491   /// ambiguously match the same set of operands as \arg RHS (without being a
492   /// strictly superior match).
493   bool CouldMatchAmiguouslyWith(const InstructionInfo &RHS) {
494     // The number of operands is unambiguous.
495     if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
496       return false;
497
498     // Otherwise, make sure the ordering of the two instructions is unambiguous
499     // by checking that either (a) a token or operand kind discriminates them,
500     // or (b) the ordering among equivalent kinds is consistent.
501
502     // Tokens and operand kinds are unambiguous (assuming a correct target
503     // specific parser).
504     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
505       if (Operands[i].Class->Kind != RHS.Operands[i].Class->Kind ||
506           Operands[i].Class->Kind == ClassInfo::Token)
507         if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class ||
508             *RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
509           return false;
510     
511     // Otherwise, this operand could commute if all operands are equivalent, or
512     // there is a pair of operands that compare less than and a pair that
513     // compare greater than.
514     bool HasLT = false, HasGT = false;
515     for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
516       if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
517         HasLT = true;
518       if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
519         HasGT = true;
520     }
521
522     return !(HasLT ^ HasGT);
523   }
524
525 public:
526   void dump();
527 };
528
529 /// SubtargetFeatureInfo - Helper class for storing information on a subtarget
530 /// feature which participates in instruction matching.
531 struct SubtargetFeatureInfo {
532   /// \brief The predicate record for this feature.
533   Record *TheDef;
534
535   /// \brief An unique index assigned to represent this feature.
536   unsigned Index;
537
538   /// \brief The name of the enumerated constant identifying this feature.
539   std::string EnumName;
540 };
541
542 class AsmMatcherInfo {
543 public:
544   /// The tablegen AsmParser record.
545   Record *AsmParser;
546
547   /// The AsmParser "CommentDelimiter" value.
548   std::string CommentDelimiter;
549
550   /// The AsmParser "RegisterPrefix" value.
551   std::string RegisterPrefix;
552
553   /// The classes which are needed for matching.
554   std::vector<ClassInfo*> Classes;
555   
556   /// The information on the instruction to match.
557   std::vector<InstructionInfo*> Instructions;
558
559   /// Map of Register records to their class information.
560   std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClasses;
561
562   /// Map of Predicate records to their subtarget information.
563   std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*> SubtargetFeatures;
564
565 private:
566   /// Map of token to class information which has already been constructed.
567   std::map<std::string, ClassInfo*> TokenClasses;
568
569   /// Map of RegisterClass records to their class information.
570   std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClassClasses;
571
572   /// Map of AsmOperandClass records to their class information.
573   std::map<Record*, ClassInfo*> AsmOperandClasses;
574
575 private:
576   /// getTokenClass - Lookup or create the class for the given token.
577   ClassInfo *getTokenClass(StringRef Token);
578
579   /// getOperandClass - Lookup or create the class for the given operand.
580   ClassInfo *getOperandClass(StringRef Token,
581                              const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI);
582
583   /// getSubtargetFeature - Lookup or create the subtarget feature info for the
584   /// given operand.
585   SubtargetFeatureInfo *getSubtargetFeature(Record *Def) {
586     assert(Def->isSubClassOf("Predicate") && "Invalid predicate type!");
587
588     SubtargetFeatureInfo *&Entry = SubtargetFeatures[Def];
589     if (!Entry) {
590       Entry = new SubtargetFeatureInfo;
591       Entry->TheDef = Def;
592       Entry->Index = SubtargetFeatures.size() - 1;
593       Entry->EnumName = "Feature_" + Def->getName();
594       assert(Entry->Index < 32 && "Too many subtarget features!");
595     }
596
597     return Entry;
598   }
599
600   /// BuildRegisterClasses - Build the ClassInfo* instances for register
601   /// classes.
602   void BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target, 
603                             std::set<std::string> &SingletonRegisterNames);
604
605   /// BuildOperandClasses - Build the ClassInfo* instances for user defined
606   /// operand classes.
607   void BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target);
608
609 public:
610   AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser);
611
612   /// BuildInfo - Construct the various tables used during matching.
613   void BuildInfo(CodeGenTarget &Target);
614 };
615
616 }
617
618 void InstructionInfo::dump() {
619   errs() << InstrName << " -- " << "flattened:\"" << AsmString << '\"'
620          << ", tokens:[";
621   for (unsigned i = 0, e = Tokens.size(); i != e; ++i) {
622     errs() << Tokens[i];
623     if (i + 1 != e)
624       errs() << ", ";
625   }
626   errs() << "]\n";
627
628   for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
629     Operand &Op = Operands[i];
630     errs() << "  op[" << i << "] = " << Op.Class->ClassName << " - ";
631     if (Op.Class->Kind == ClassInfo::Token) {
632       errs() << '\"' << Tokens[i] << "\"\n";
633       continue;
634     }
635
636     if (!Op.OperandInfo) {
637       errs() << "(singleton register)\n";
638       continue;
639     }
640
641     const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = *Op.OperandInfo;
642     errs() << OI.Name << " " << OI.Rec->getName()
643            << " (" << OI.MIOperandNo << ", " << OI.MINumOperands << ")\n";
644   }
645 }
646
647 static std::string getEnumNameForToken(StringRef Str) {
648   std::string Res;
649   
650   for (StringRef::iterator it = Str.begin(), ie = Str.end(); it != ie; ++it) {
651     switch (*it) {
652     case '*': Res += "_STAR_"; break;
653     case '%': Res += "_PCT_"; break;
654     case ':': Res += "_COLON_"; break;
655
656     default:
657       if (isalnum(*it))  {
658         Res += *it;
659       } else {
660         Res += "_" + utostr((unsigned) *it) + "_";
661       }
662     }
663   }
664
665   return Res;
666 }
667
668 /// getRegisterRecord - Get the register record for \arg name, or 0.
669 static Record *getRegisterRecord(CodeGenTarget &Target, StringRef Name) {
670   for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
671     const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
672     if (Name == Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"))
673       return Reg.TheDef;
674   }
675
676   return 0;
677 }
678
679 ClassInfo *AsmMatcherInfo::getTokenClass(StringRef Token) {
680   ClassInfo *&Entry = TokenClasses[Token];
681   
682   if (!Entry) {
683     Entry = new ClassInfo();
684     Entry->Kind = ClassInfo::Token;
685     Entry->ClassName = "Token";
686     Entry->Name = "MCK_" + getEnumNameForToken(Token);
687     Entry->ValueName = Token;
688     Entry->PredicateMethod = "<invalid>";
689     Entry->RenderMethod = "<invalid>";
690     Classes.push_back(Entry);
691   }
692
693   return Entry;
694 }
695
696 ClassInfo *
697 AsmMatcherInfo::getOperandClass(StringRef Token,
698                                 const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI) {
699   if (OI.Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
700     ClassInfo *CI = RegisterClassClasses[OI.Rec];
701
702     if (!CI) {
703       PrintError(OI.Rec->getLoc(), "register class has no class info!");
704       throw std::string("ERROR: Missing register class!");
705     }
706
707     return CI;
708   }
709
710   assert(OI.Rec->isSubClassOf("Operand") && "Unexpected operand!");
711   Record *MatchClass = OI.Rec->getValueAsDef("ParserMatchClass");
712   ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[MatchClass];
713
714   if (!CI) {
715     PrintError(OI.Rec->getLoc(), "operand has no match class!");
716     throw std::string("ERROR: Missing match class!");
717   }
718
719   return CI;
720 }
721
722 void AsmMatcherInfo::BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target,
723                                           std::set<std::string>
724                                             &SingletonRegisterNames) {
725   std::vector<CodeGenRegisterClass> RegisterClasses;
726   std::vector<CodeGenRegister> Registers;
727
728   RegisterClasses = Target.getRegisterClasses();
729   Registers = Target.getRegisters();
730
731   // The register sets used for matching.
732   std::set< std::set<Record*> > RegisterSets;
733
734   // Gather the defined sets.  
735   for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
736          ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it)
737     RegisterSets.insert(std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
738                                           it->Elements.end()));
739
740   // Add any required singleton sets.
741   for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
742          ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it)
743     if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it))
744       RegisterSets.insert(std::set<Record*>(&Rec, &Rec + 1));
745          
746   // Introduce derived sets where necessary (when a register does not determine
747   // a unique register set class), and build the mapping of registers to the set
748   // they should classify to.
749   std::map<Record*, std::set<Record*> > RegisterMap;
750   for (std::vector<CodeGenRegister>::iterator it = Registers.begin(),
751          ie = Registers.end(); it != ie; ++it) {
752     CodeGenRegister &CGR = *it;
753     // Compute the intersection of all sets containing this register.
754     std::set<Record*> ContainingSet;
755     
756     for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
757            ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
758       if (!it->count(CGR.TheDef))
759         continue;
760
761       if (ContainingSet.empty()) {
762         ContainingSet = *it;
763       } else {
764         std::set<Record*> Tmp;
765         std::swap(Tmp, ContainingSet);
766         std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(ContainingSet,
767                                                      ContainingSet.begin());
768         std::set_intersection(Tmp.begin(), Tmp.end(), it->begin(), it->end(),
769                               II);
770       }
771     }
772
773     if (!ContainingSet.empty()) {
774       RegisterSets.insert(ContainingSet);
775       RegisterMap.insert(std::make_pair(CGR.TheDef, ContainingSet));
776     }
777   }
778
779   // Construct the register classes.
780   std::map<std::set<Record*>, ClassInfo*> RegisterSetClasses;
781   unsigned Index = 0;
782   for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
783          ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
784     ClassInfo *CI = new ClassInfo();
785     CI->Kind = ClassInfo::RegisterClass0 + Index;
786     CI->ClassName = "Reg" + utostr(Index);
787     CI->Name = "MCK_Reg" + utostr(Index);
788     CI->ValueName = "";
789     CI->PredicateMethod = ""; // unused
790     CI->RenderMethod = "addRegOperands";
791     CI->Registers = *it;
792     Classes.push_back(CI);
793     RegisterSetClasses.insert(std::make_pair(*it, CI));
794   }
795
796   // Find the superclasses; we could compute only the subgroup lattice edges,
797   // but there isn't really a point.
798   for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
799          ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
800     ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[*it];
801     for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it2 = RegisterSets.begin(),
802            ie2 = RegisterSets.end(); it2 != ie2; ++it2)
803       if (*it != *it2 && 
804           std::includes(it2->begin(), it2->end(), it->begin(), it->end()))
805         CI->SuperClasses.push_back(RegisterSetClasses[*it2]);
806   }
807
808   // Name the register classes which correspond to a user defined RegisterClass.
809   for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
810          ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it) {
811     ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
812                                                          it->Elements.end())];
813     if (CI->ValueName.empty()) {
814       CI->ClassName = it->getName();
815       CI->Name = "MCK_" + it->getName();
816       CI->ValueName = it->getName();
817     } else
818       CI->ValueName = CI->ValueName + "," + it->getName();
819
820     RegisterClassClasses.insert(std::make_pair(it->TheDef, CI));
821   }
822
823   // Populate the map for individual registers.
824   for (std::map<Record*, std::set<Record*> >::iterator it = RegisterMap.begin(),
825          ie = RegisterMap.end(); it != ie; ++it)
826     this->RegisterClasses[it->first] = RegisterSetClasses[it->second];
827
828   // Name the register classes which correspond to singleton registers.
829   for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
830          ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it) {
831     if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it)) {
832       ClassInfo *CI = this->RegisterClasses[Rec];
833       assert(CI && "Missing singleton register class info!");
834
835       if (CI->ValueName.empty()) {
836         CI->ClassName = Rec->getName();
837         CI->Name = "MCK_" + Rec->getName();
838         CI->ValueName = Rec->getName();
839       } else
840         CI->ValueName = CI->ValueName + "," + Rec->getName();
841     }
842   }
843 }
844
845 void AsmMatcherInfo::BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target) {
846   std::vector<Record*> AsmOperands;
847   AsmOperands = Records.getAllDerivedDefinitions("AsmOperandClass");
848
849   // Pre-populate AsmOperandClasses map.
850   for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
851          ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it)
852     AsmOperandClasses[*it] = new ClassInfo();
853
854   unsigned Index = 0;
855   for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
856          ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
857     ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[*it];
858     CI->Kind = ClassInfo::UserClass0 + Index;
859
860     ListInit *Supers = (*it)->getValueAsListInit("SuperClasses");
861     for (unsigned i = 0, e = Supers->getSize(); i != e; ++i) {
862       DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(Supers->getElement(i));
863       if (!DI) {
864         PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
865         continue;
866       }
867
868       ClassInfo *SC = AsmOperandClasses[DI->getDef()];
869       if (!SC)
870         PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
871       else
872         CI->SuperClasses.push_back(SC);
873     }
874     CI->ClassName = (*it)->getValueAsString("Name");
875     CI->Name = "MCK_" + CI->ClassName;
876     CI->ValueName = (*it)->getName();
877
878     // Get or construct the predicate method name.
879     Init *PMName = (*it)->getValueInit("PredicateMethod");
880     if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(PMName)) {
881       CI->PredicateMethod = SI->getValue();
882     } else {
883       assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(PMName) && 
884              "Unexpected PredicateMethod field!");
885       CI->PredicateMethod = "is" + CI->ClassName;
886     }
887
888     // Get or construct the render method name.
889     Init *RMName = (*it)->getValueInit("RenderMethod");
890     if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(RMName)) {
891       CI->RenderMethod = SI->getValue();
892     } else {
893       assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(RMName) &&
894              "Unexpected RenderMethod field!");
895       CI->RenderMethod = "add" + CI->ClassName + "Operands";
896     }
897
898     AsmOperandClasses[*it] = CI;
899     Classes.push_back(CI);
900   }
901 }
902
903 AsmMatcherInfo::AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser) 
904   : AsmParser(_AsmParser),
905     CommentDelimiter(AsmParser->getValueAsString("CommentDelimiter")),
906     RegisterPrefix(AsmParser->getValueAsString("RegisterPrefix"))
907 {
908 }
909
910 void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
911   // Parse the instructions; we need to do this first so that we can gather the
912   // singleton register classes.
913   std::set<std::string> SingletonRegisterNames;
914   
915   const std::vector<const CodeGenInstruction*> &InstrList =
916     Target.getInstructionsByEnumValue();
917   
918   for (unsigned i = 0, e = InstrList.size(); i != e; ++i) {
919     const CodeGenInstruction &CGI = *InstrList[i];
920
921     if (!StringRef(CGI.TheDef->getName()).startswith(MatchPrefix))
922       continue;
923
924     OwningPtr<InstructionInfo> II(new InstructionInfo());
925     
926     II->InstrName = CGI.TheDef->getName();
927     II->Instr = &CGI;
928     II->AsmString = FlattenVariants(CGI.AsmString, 0);
929
930     // Remove comments from the asm string.
931     if (!CommentDelimiter.empty()) {
932       size_t Idx = StringRef(II->AsmString).find(CommentDelimiter);
933       if (Idx != StringRef::npos)
934         II->AsmString = II->AsmString.substr(0, Idx);
935     }
936
937     TokenizeAsmString(II->AsmString, II->Tokens);
938
939     // Ignore instructions which shouldn't be matched.
940     if (!IsAssemblerInstruction(CGI.TheDef->getName(), CGI, II->Tokens))
941       continue;
942
943     // Collect singleton registers, if used.
944     if (!RegisterPrefix.empty()) {
945       for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
946         if (II->Tokens[i].startswith(RegisterPrefix)) {
947           StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
948           Record *Rec = getRegisterRecord(Target, RegName);
949           
950           if (!Rec) {
951             std::string Err = "unable to find register for '" + RegName.str() + 
952               "' (which matches register prefix)";
953             throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
954           }
955
956           SingletonRegisterNames.insert(RegName);
957         }
958       }
959     }
960
961     // Compute the require features.
962     ListInit *Predicates = CGI.TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
963     for (unsigned i = 0, e = Predicates->getSize(); i != e; ++i) {
964       if (DefInit *Pred = dynamic_cast<DefInit*>(Predicates->getElement(i))) {
965         // Ignore OptForSize and OptForSpeed, they aren't really requirements,
966         // rather they are hints to isel.
967         //
968         // FIXME: Find better way to model this.
969         if (Pred->getDef()->getName() == "OptForSize" ||
970             Pred->getDef()->getName() == "OptForSpeed")
971           continue;
972
973         // FIXME: Total hack; for now, we just limit ourselves to In32BitMode
974         // and In64BitMode, because we aren't going to have the right feature
975         // masks for SSE and friends. We need to decide what we are going to do
976         // about CPU subtypes to implement this the right way.
977         if (Pred->getDef()->getName() != "In32BitMode" &&
978             Pred->getDef()->getName() != "In64BitMode")
979           continue;
980
981         II->RequiredFeatures.push_back(getSubtargetFeature(Pred->getDef()));
982       }
983     }
984
985     Instructions.push_back(II.take());
986   }
987
988   // Build info for the register classes.
989   BuildRegisterClasses(Target, SingletonRegisterNames);
990
991   // Build info for the user defined assembly operand classes.
992   BuildOperandClasses(Target);
993
994   // Build the instruction information.
995   for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator it = Instructions.begin(),
996          ie = Instructions.end(); it != ie; ++it) {
997     InstructionInfo *II = *it;
998     
999     // The first token of the instruction is the mnemonic, which must be a
1000     // simple string.
1001     assert(!II->Tokens.empty() && "Instruction has no tokens?");
1002     StringRef Mnemonic = II->Tokens[0];
1003     assert(Mnemonic[0] != '$' &&
1004            (RegisterPrefix.empty() || !Mnemonic.startswith(RegisterPrefix)));
1005     
1006     // Parse the tokens after the mnemonic.
1007     for (unsigned i = 1, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
1008       StringRef Token = II->Tokens[i];
1009
1010       // Check for singleton registers.
1011       if (!RegisterPrefix.empty() && Token.startswith(RegisterPrefix)) {
1012         StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
1013         InstructionInfo::Operand Op;
1014         Op.Class = RegisterClasses[getRegisterRecord(Target, RegName)];
1015         Op.OperandInfo = 0;
1016         assert(Op.Class && Op.Class->Registers.size() == 1 &&
1017                "Unexpected class for singleton register");
1018         II->Operands.push_back(Op);
1019         continue;
1020       }
1021
1022       // Check for simple tokens.
1023       if (Token[0] != '$') {
1024         InstructionInfo::Operand Op;
1025         Op.Class = getTokenClass(Token);
1026         Op.OperandInfo = 0;
1027         II->Operands.push_back(Op);
1028         continue;
1029       }
1030
1031       // Otherwise this is an operand reference.
1032       StringRef OperandName;
1033       if (Token[1] == '{')
1034         OperandName = Token.substr(2, Token.size() - 3);
1035       else
1036         OperandName = Token.substr(1);
1037
1038       // Map this token to an operand. FIXME: Move elsewhere.
1039       unsigned Idx;
1040       try {
1041         Idx = II->Instr->getOperandNamed(OperandName);
1042       } catch(...) {
1043         throw std::string("error: unable to find operand: '" + 
1044                           OperandName.str() + "'");
1045       }
1046
1047       // FIXME: This is annoying, the named operand may be tied (e.g.,
1048       // XCHG8rm). What we want is the untied operand, which we now have to
1049       // grovel for. Only worry about this for single entry operands, we have to
1050       // clean this up anyway.
1051       const CodeGenInstruction::OperandInfo *OI = &II->Instr->OperandList[Idx];
1052       if (OI->Constraints[0].isTied()) {
1053         unsigned TiedOp = OI->Constraints[0].getTiedOperand();
1054
1055         // The tied operand index is an MIOperand index, find the operand that
1056         // contains it.
1057         for (unsigned i = 0, e = II->Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1058           if (II->Instr->OperandList[i].MIOperandNo == TiedOp) {
1059             OI = &II->Instr->OperandList[i];
1060             break;
1061           }
1062         }
1063
1064         assert(OI && "Unable to find tied operand target!");
1065       }
1066
1067       InstructionInfo::Operand Op;
1068       Op.Class = getOperandClass(Token, *OI);
1069       Op.OperandInfo = OI;
1070       II->Operands.push_back(Op);
1071     }
1072   }
1073
1074   // Reorder classes so that classes preceed super classes.
1075   std::sort(Classes.begin(), Classes.end(), less_ptr<ClassInfo>());
1076 }
1077
1078 static std::pair<unsigned, unsigned> *
1079 GetTiedOperandAtIndex(SmallVectorImpl<std::pair<unsigned, unsigned> > &List,
1080                       unsigned Index) {
1081   for (unsigned i = 0, e = List.size(); i != e; ++i)
1082     if (Index == List[i].first)
1083       return &List[i];
1084
1085   return 0;
1086 }
1087
1088 static void EmitConvertToMCInst(CodeGenTarget &Target,
1089                                 std::vector<InstructionInfo*> &Infos,
1090                                 raw_ostream &OS) {
1091   // Write the convert function to a separate stream, so we can drop it after
1092   // the enum.
1093   std::string ConvertFnBody;
1094   raw_string_ostream CvtOS(ConvertFnBody);
1095
1096   // Function we have already generated.
1097   std::set<std::string> GeneratedFns;
1098
1099   // Start the unified conversion function.
1100
1101   CvtOS << "static void ConvertToMCInst(ConversionKind Kind, MCInst &Inst, "
1102         << "unsigned Opcode,\n"
1103         << "                      const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*"
1104         << "> &Operands) {\n";
1105   CvtOS << "  Inst.setOpcode(Opcode);\n";
1106   CvtOS << "  switch (Kind) {\n";
1107   CvtOS << "  default:\n";
1108
1109   // Start the enum, which we will generate inline.
1110
1111   OS << "// Unified function for converting operants to MCInst instances.\n\n";
1112   OS << "enum ConversionKind {\n";
1113   
1114   // TargetOperandClass - This is the target's operand class, like X86Operand.
1115   std::string TargetOperandClass = Target.getName() + "Operand";
1116   
1117   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it = Infos.begin(),
1118          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1119     InstructionInfo &II = **it;
1120
1121     // Order the (class) operands by the order to convert them into an MCInst.
1122     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> MIOperandList;
1123     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
1124       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
1125       if (Op.OperandInfo)
1126         MIOperandList.push_back(std::make_pair(Op.OperandInfo->MIOperandNo, i));
1127     }
1128
1129     // Find any tied operands.
1130     SmallVector<std::pair<unsigned, unsigned>, 4> TiedOperands;
1131     for (unsigned i = 0, e = II.Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1132       const CodeGenInstruction::OperandInfo &OpInfo = II.Instr->OperandList[i];
1133       for (unsigned j = 0, e = OpInfo.Constraints.size(); j != e; ++j) {
1134         const CodeGenInstruction::ConstraintInfo &CI = OpInfo.Constraints[j];
1135         if (CI.isTied())
1136           TiedOperands.push_back(std::make_pair(OpInfo.MIOperandNo + j,
1137                                                 CI.getTiedOperand()));
1138       }
1139     }
1140
1141     std::sort(MIOperandList.begin(), MIOperandList.end());
1142
1143     // Compute the total number of operands.
1144     unsigned NumMIOperands = 0;
1145     for (unsigned i = 0, e = II.Instr->OperandList.size(); i != e; ++i) {
1146       const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = II.Instr->OperandList[i];
1147       NumMIOperands = std::max(NumMIOperands, 
1148                                OI.MIOperandNo + OI.MINumOperands);
1149     }
1150
1151     // Build the conversion function signature.
1152     std::string Signature = "Convert";
1153     unsigned CurIndex = 0;
1154     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
1155       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
1156       assert(CurIndex <= Op.OperandInfo->MIOperandNo &&
1157              "Duplicate match for instruction operand!");
1158       
1159       // Skip operands which weren't matched by anything, this occurs when the
1160       // .td file encodes "implicit" operands as explicit ones.
1161       //
1162       // FIXME: This should be removed from the MCInst structure.
1163       for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
1164         std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1165                                                                    CurIndex);
1166         if (!Tie)
1167           Signature += "__Imp";
1168         else
1169           Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
1170       }
1171
1172       Signature += "__";
1173
1174       // Registers are always converted the same, don't duplicate the conversion
1175       // function based on them.
1176       //
1177       // FIXME: We could generalize this based on the render method, if it
1178       // mattered.
1179       if (Op.Class->isRegisterClass())
1180         Signature += "Reg";
1181       else
1182         Signature += Op.Class->ClassName;
1183       Signature += utostr(Op.OperandInfo->MINumOperands);
1184       Signature += "_" + utostr(MIOperandList[i].second);
1185
1186       CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
1187     }
1188
1189     // Add any trailing implicit operands.
1190     for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
1191       std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1192                                                                  CurIndex);
1193       if (!Tie)
1194         Signature += "__Imp";
1195       else
1196         Signature += "__Tie" + utostr(Tie->second);
1197     }
1198
1199     II.ConversionFnKind = Signature;
1200
1201     // Check if we have already generated this signature.
1202     if (!GeneratedFns.insert(Signature).second)
1203       continue;
1204
1205     // If not, emit it now.
1206
1207     // Add to the enum list.
1208     OS << "  " << Signature << ",\n";
1209
1210     // And to the convert function.
1211     CvtOS << "  case " << Signature << ":\n";
1212     CurIndex = 0;
1213     for (unsigned i = 0, e = MIOperandList.size(); i != e; ++i) {
1214       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[MIOperandList[i].second];
1215
1216       // Add the implicit operands.
1217       for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex) {
1218         // See if this is a tied operand.
1219         std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1220                                                                    CurIndex);
1221
1222         if (!Tie) {
1223           // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
1224           // for now.
1225           CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
1226         } else {
1227           // Copy the tied operand.
1228           assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
1229           CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
1230                 << Tie->second << "));\n";
1231         }
1232       }
1233
1234       CvtOS << "    ((" << TargetOperandClass << "*)Operands["
1235          << MIOperandList[i].second 
1236          << "+1])->" << Op.Class->RenderMethod 
1237          << "(Inst, " << Op.OperandInfo->MINumOperands << ");\n";
1238       CurIndex += Op.OperandInfo->MINumOperands;
1239     }
1240     
1241     // And add trailing implicit operands.
1242     for (; CurIndex != NumMIOperands; ++CurIndex) {
1243       std::pair<unsigned, unsigned> *Tie = GetTiedOperandAtIndex(TiedOperands,
1244                                                                  CurIndex);
1245
1246       if (!Tie) {
1247         // If not, this is some implicit operand. Just assume it is a register
1248         // for now.
1249         CvtOS << "    Inst.addOperand(MCOperand::CreateReg(0));\n";
1250       } else {
1251         // Copy the tied operand.
1252         assert(Tie->first>Tie->second && "Tied operand preceeds its target!");
1253         CvtOS << "    Inst.addOperand(Inst.getOperand("
1254               << Tie->second << "));\n";
1255       }
1256     }
1257
1258     CvtOS << "    return;\n";
1259   }
1260
1261   // Finish the convert function.
1262
1263   CvtOS << "  }\n";
1264   CvtOS << "}\n\n";
1265
1266   // Finish the enum, and drop the convert function after it.
1267
1268   OS << "  NumConversionVariants\n";
1269   OS << "};\n\n";
1270   
1271   OS << CvtOS.str();
1272 }
1273
1274 /// EmitMatchClassEnumeration - Emit the enumeration for match class kinds.
1275 static void EmitMatchClassEnumeration(CodeGenTarget &Target,
1276                                       std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1277                                       raw_ostream &OS) {
1278   OS << "namespace {\n\n";
1279
1280   OS << "/// MatchClassKind - The kinds of classes which participate in\n"
1281      << "/// instruction matching.\n";
1282   OS << "enum MatchClassKind {\n";
1283   OS << "  InvalidMatchClass = 0,\n";
1284   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1285          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1286     ClassInfo &CI = **it;
1287     OS << "  " << CI.Name << ", // ";
1288     if (CI.Kind == ClassInfo::Token) {
1289       OS << "'" << CI.ValueName << "'\n";
1290     } else if (CI.isRegisterClass()) {
1291       if (!CI.ValueName.empty())
1292         OS << "register class '" << CI.ValueName << "'\n";
1293       else
1294         OS << "derived register class\n";
1295     } else {
1296       OS << "user defined class '" << CI.ValueName << "'\n";
1297     }
1298   }
1299   OS << "  NumMatchClassKinds\n";
1300   OS << "};\n\n";
1301
1302   OS << "}\n\n";
1303 }
1304
1305 /// EmitClassifyOperand - Emit the function to classify an operand.
1306 static void EmitClassifyOperand(CodeGenTarget &Target,
1307                                 AsmMatcherInfo &Info,
1308                                 raw_ostream &OS) {
1309   OS << "static MatchClassKind ClassifyOperand(MCParsedAsmOperand *GOp) {\n"
1310      << "  " << Target.getName() << "Operand &Operand = *("
1311      << Target.getName() << "Operand*)GOp;\n";
1312
1313   // Classify tokens.
1314   OS << "  if (Operand.isToken())\n";
1315   OS << "    return MatchTokenString(Operand.getToken());\n\n";
1316
1317   // Classify registers.
1318   //
1319   // FIXME: Don't hardcode isReg, getReg.
1320   OS << "  if (Operand.isReg()) {\n";
1321   OS << "    switch (Operand.getReg()) {\n";
1322   OS << "    default: return InvalidMatchClass;\n";
1323   for (std::map<Record*, ClassInfo*>::iterator 
1324          it = Info.RegisterClasses.begin(), ie = Info.RegisterClasses.end();
1325        it != ie; ++it)
1326     OS << "    case " << Target.getName() << "::" 
1327        << it->first->getName() << ": return " << it->second->Name << ";\n";
1328   OS << "    }\n";
1329   OS << "  }\n\n";
1330
1331   // Classify user defined operands.
1332   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Info.Classes.begin(), 
1333          ie = Info.Classes.end(); it != ie; ++it) {
1334     ClassInfo &CI = **it;
1335
1336     if (!CI.isUserClass())
1337       continue;
1338
1339     OS << "  // '" << CI.ClassName << "' class";
1340     if (!CI.SuperClasses.empty()) {
1341       OS << ", subclass of ";
1342       for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i) {
1343         if (i) OS << ", ";
1344         OS << "'" << CI.SuperClasses[i]->ClassName << "'";
1345         assert(CI < *CI.SuperClasses[i] && "Invalid class relation!");
1346       }
1347     }
1348     OS << "\n";
1349
1350     OS << "  if (Operand." << CI.PredicateMethod << "()) {\n";
1351       
1352     // Validate subclass relationships.
1353     if (!CI.SuperClasses.empty()) {
1354       for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i)
1355         OS << "    assert(Operand." << CI.SuperClasses[i]->PredicateMethod
1356            << "() && \"Invalid class relationship!\");\n";
1357     }
1358
1359     OS << "    return " << CI.Name << ";\n";
1360     OS << "  }\n\n";
1361   }
1362   OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
1363   OS << "}\n\n";
1364 }
1365
1366 /// EmitIsSubclass - Emit the subclass predicate function.
1367 static void EmitIsSubclass(CodeGenTarget &Target,
1368                            std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1369                            raw_ostream &OS) {
1370   OS << "/// IsSubclass - Compute whether \\arg A is a subclass of \\arg B.\n";
1371   OS << "static bool IsSubclass(MatchClassKind A, MatchClassKind B) {\n";
1372   OS << "  if (A == B)\n";
1373   OS << "    return true;\n\n";
1374
1375   OS << "  switch (A) {\n";
1376   OS << "  default:\n";
1377   OS << "    return false;\n";
1378   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1379          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1380     ClassInfo &A = **it;
1381
1382     if (A.Kind != ClassInfo::Token) {
1383       std::vector<StringRef> SuperClasses;
1384       for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1385              ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1386         ClassInfo &B = **it;
1387
1388         if (&A != &B && A.isSubsetOf(B))
1389           SuperClasses.push_back(B.Name);
1390       }
1391
1392       if (SuperClasses.empty())
1393         continue;
1394
1395       OS << "\n  case " << A.Name << ":\n";
1396
1397       if (SuperClasses.size() == 1) {
1398         OS << "    return B == " << SuperClasses.back() << ";\n";
1399         continue;
1400       }
1401
1402       OS << "    switch (B) {\n";
1403       OS << "    default: return false;\n";
1404       for (unsigned i = 0, e = SuperClasses.size(); i != e; ++i)
1405         OS << "    case " << SuperClasses[i] << ": return true;\n";
1406       OS << "    }\n";
1407     }
1408   }
1409   OS << "  }\n";
1410   OS << "}\n\n";
1411 }
1412
1413
1414
1415 /// EmitMatchTokenString - Emit the function to match a token string to the
1416 /// appropriate match class value.
1417 static void EmitMatchTokenString(CodeGenTarget &Target,
1418                                  std::vector<ClassInfo*> &Infos,
1419                                  raw_ostream &OS) {
1420   // Construct the match list.
1421   std::vector<StringMatcher::StringPair> Matches;
1422   for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
1423          ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
1424     ClassInfo &CI = **it;
1425
1426     if (CI.Kind == ClassInfo::Token)
1427       Matches.push_back(StringMatcher::StringPair(CI.ValueName,
1428                                                   "return " + CI.Name + ";"));
1429   }
1430
1431   OS << "static MatchClassKind MatchTokenString(StringRef Name) {\n";
1432
1433   StringMatcher("Name", Matches, OS).Emit();
1434
1435   OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
1436   OS << "}\n\n";
1437 }
1438
1439 /// EmitMatchRegisterName - Emit the function to match a string to the target
1440 /// specific register enum.
1441 static void EmitMatchRegisterName(CodeGenTarget &Target, Record *AsmParser,
1442                                   raw_ostream &OS) {
1443   // Construct the match list.
1444   std::vector<StringMatcher::StringPair> Matches;
1445   for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
1446     const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
1447     if (Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName").empty())
1448       continue;
1449
1450     Matches.push_back(StringMatcher::StringPair(
1451                                         Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"),
1452                                         "return " + utostr(i + 1) + ";"));
1453   }
1454   
1455   OS << "static unsigned MatchRegisterName(StringRef Name) {\n";
1456
1457   StringMatcher("Name", Matches, OS).Emit();
1458   
1459   OS << "  return 0;\n";
1460   OS << "}\n\n";
1461 }
1462
1463 /// EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration - Emit the subtarget feature flag
1464 /// definitions.
1465 static void EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration(CodeGenTarget &Target,
1466                                                 AsmMatcherInfo &Info,
1467                                                 raw_ostream &OS) {
1468   OS << "// Flags for subtarget features that participate in "
1469      << "instruction matching.\n";
1470   OS << "enum SubtargetFeatureFlag {\n";
1471   for (std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*>::const_iterator
1472          it = Info.SubtargetFeatures.begin(),
1473          ie = Info.SubtargetFeatures.end(); it != ie; ++it) {
1474     SubtargetFeatureInfo &SFI = *it->second;
1475     OS << "  " << SFI.EnumName << " = (1 << " << SFI.Index << "),\n";
1476   }
1477   OS << "  Feature_None = 0\n";
1478   OS << "};\n\n";
1479 }
1480
1481 /// EmitComputeAvailableFeatures - Emit the function to compute the list of
1482 /// available features given a subtarget.
1483 static void EmitComputeAvailableFeatures(CodeGenTarget &Target,
1484                                          AsmMatcherInfo &Info,
1485                                          raw_ostream &OS) {
1486   std::string ClassName =
1487     Info.AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
1488
1489   OS << "unsigned " << Target.getName() << ClassName << "::\n"
1490      << "ComputeAvailableFeatures(const " << Target.getName()
1491      << "Subtarget *Subtarget) const {\n";
1492   OS << "  unsigned Features = 0;\n";
1493   for (std::map<Record*, SubtargetFeatureInfo*>::const_iterator
1494          it = Info.SubtargetFeatures.begin(),
1495          ie = Info.SubtargetFeatures.end(); it != ie; ++it) {
1496     SubtargetFeatureInfo &SFI = *it->second;
1497     OS << "  if (" << SFI.TheDef->getValueAsString("CondString")
1498        << ")\n";
1499     OS << "    Features |= " << SFI.EnumName << ";\n";
1500   }
1501   OS << "  return Features;\n";
1502   OS << "}\n\n";
1503 }
1504
1505 void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
1506   CodeGenTarget Target;
1507   Record *AsmParser = Target.getAsmParser();
1508   std::string ClassName = AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
1509
1510   // Compute the information on the instructions to match.
1511   AsmMatcherInfo Info(AsmParser);
1512   Info.BuildInfo(Target);
1513
1514   // Sort the instruction table using the partial order on classes. We use
1515   // stable_sort to ensure that ambiguous instructions are still
1516   // deterministically ordered.
1517   std::stable_sort(Info.Instructions.begin(), Info.Instructions.end(),
1518                    less_ptr<InstructionInfo>());
1519   
1520   DEBUG_WITH_TYPE("instruction_info", {
1521       for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator 
1522              it = Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end(); 
1523            it != ie; ++it)
1524         (*it)->dump();
1525     });
1526
1527   // Check for ambiguous instructions.
1528   DEBUG_WITH_TYPE("ambiguous_instrs", {
1529     unsigned NumAmbiguous = 0;
1530     for (unsigned i = 0, e = Info.Instructions.size(); i != e; ++i) {
1531       for (unsigned j = i + 1; j != e; ++j) {
1532         InstructionInfo &A = *Info.Instructions[i];
1533         InstructionInfo &B = *Info.Instructions[j];
1534       
1535         if (A.CouldMatchAmiguouslyWith(B)) {
1536           errs() << "warning: ambiguous instruction match:\n";
1537           A.dump();
1538           errs() << "\nis incomparable with:\n";
1539           B.dump();
1540           errs() << "\n\n";
1541           ++NumAmbiguous;
1542         }
1543       }
1544     }
1545     if (NumAmbiguous)
1546       errs() << "warning: " << NumAmbiguous 
1547              << " ambiguous instructions!\n";
1548   });
1549
1550   // Write the output.
1551
1552   EmitSourceFileHeader("Assembly Matcher Source Fragment", OS);
1553
1554   // Information for the class declaration.
1555   OS << "\n#ifdef GET_ASSEMBLER_HEADER\n";
1556   OS << "#undef GET_ASSEMBLER_HEADER\n";
1557   OS << "  // This should be included into the middle of the declaration of \n";
1558   OS << "  // your subclasses implementation of TargetAsmParser.\n";
1559   OS << "  unsigned ComputeAvailableFeatures(const " <<
1560            Target.getName() << "Subtarget *Subtarget) const;\n";
1561   OS << "  enum MatchResultTy {\n";
1562   OS << "    Match_Success, Match_Fail, Match_MissingFeature\n";
1563   OS << "  };\n";
1564   OS << "  MatchResultTy MatchInstructionImpl(const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*>"
1565      << " &Operands, MCInst &Inst);\n\n";
1566   OS << "#endif // GET_ASSEMBLER_HEADER_INFO\n\n";
1567
1568   
1569   
1570   
1571   OS << "\n#ifdef GET_REGISTER_MATCHER\n";
1572   OS << "#undef GET_REGISTER_MATCHER\n\n";
1573
1574   // Emit the subtarget feature enumeration.
1575   EmitSubtargetFeatureFlagEnumeration(Target, Info, OS);
1576
1577   // Emit the function to match a register name to number.
1578   EmitMatchRegisterName(Target, AsmParser, OS);
1579
1580   OS << "#endif // GET_REGISTER_MATCHER\n\n";
1581   
1582
1583   OS << "\n#ifdef GET_MATCHER_IMPLEMENTATION\n";
1584   OS << "#undef GET_MATCHER_IMPLEMENTATION\n\n";
1585
1586   // Generate the unified function to convert operands into an MCInst.
1587   EmitConvertToMCInst(Target, Info.Instructions, OS);
1588
1589   // Emit the enumeration for classes which participate in matching.
1590   EmitMatchClassEnumeration(Target, Info.Classes, OS);
1591
1592   // Emit the routine to match token strings to their match class.
1593   EmitMatchTokenString(Target, Info.Classes, OS);
1594
1595   // Emit the routine to classify an operand.
1596   EmitClassifyOperand(Target, Info, OS);
1597
1598   // Emit the subclass predicate routine.
1599   EmitIsSubclass(Target, Info.Classes, OS);
1600
1601   // Emit the available features compute function.
1602   EmitComputeAvailableFeatures(Target, Info, OS);
1603
1604
1605   size_t MaxNumOperands = 0;
1606   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
1607          Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
1608        it != ie; ++it)
1609     MaxNumOperands = std::max(MaxNumOperands, (*it)->Operands.size());
1610   
1611   
1612   // Emit the static match table; unused classes get initalized to 0 which is
1613   // guaranteed to be InvalidMatchClass.
1614   //
1615   // FIXME: We can reduce the size of this table very easily. First, we change
1616   // it so that store the kinds in separate bit-fields for each index, which
1617   // only needs to be the max width used for classes at that index (we also need
1618   // to reject based on this during classification). If we then make sure to
1619   // order the match kinds appropriately (putting mnemonics last), then we
1620   // should only end up using a few bits for each class, especially the ones
1621   // following the mnemonic.
1622   OS << "namespace {\n";
1623   OS << "  struct MatchEntry {\n";
1624   OS << "    unsigned Opcode;\n";
1625   OS << "    const char *Mnemonic;\n";
1626   OS << "    ConversionKind ConvertFn;\n";
1627   OS << "    MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
1628   OS << "    unsigned RequiredFeatures;\n";
1629   OS << "  };\n\n";
1630   
1631   OS << "// Predicate for searching for an opcode.\n";
1632   OS << "  struct LessOpcode {\n";
1633   OS << "    bool operator()(const MatchEntry &LHS, StringRef RHS) {\n";
1634   OS << "      return StringRef(LHS.Mnemonic) < RHS;\n";
1635   OS << "    }\n";
1636   OS << "    bool operator()(StringRef LHS, const MatchEntry &RHS) {\n";
1637   OS << "      return LHS < StringRef(RHS.Mnemonic);\n";
1638   OS << "    }\n";
1639   OS << "  };\n";
1640   
1641   OS << "} // end anonymous namespace.\n\n";
1642   
1643   OS << "static const MatchEntry MatchTable["
1644      << Info.Instructions.size() << "] = {\n";
1645   
1646   for (std::vector<InstructionInfo*>::const_iterator it =
1647        Info.Instructions.begin(), ie = Info.Instructions.end();
1648        it != ie; ++it) {
1649     InstructionInfo &II = **it;
1650     
1651     OS << "  { " << Target.getName() << "::" << II.InstrName
1652     << ", \"" << II.Tokens[0] << "\""
1653     << ", " << II.ConversionFnKind << ", { ";
1654     for (unsigned i = 0, e = II.Operands.size(); i != e; ++i) {
1655       InstructionInfo::Operand &Op = II.Operands[i];
1656       
1657       if (i) OS << ", ";
1658       OS << Op.Class->Name;
1659     }
1660     OS << " }, ";
1661     
1662     // Write the required features mask.
1663     if (!II.RequiredFeatures.empty()) {
1664       for (unsigned i = 0, e = II.RequiredFeatures.size(); i != e; ++i) {
1665         if (i) OS << "|";
1666         OS << II.RequiredFeatures[i]->EnumName;
1667       }
1668     } else
1669       OS << "0";
1670     
1671     OS << "},\n";
1672   }
1673   
1674   OS << "};\n\n";
1675
1676   // Finally, build the match function.
1677   OS << Target.getName() << ClassName << "::MatchResultTy "
1678      << Target.getName() << ClassName << "::\n"
1679      << "MatchInstructionImpl(const SmallVectorImpl<MCParsedAsmOperand*>"
1680      << " &Operands,\n";
1681   OS << "                     MCInst &Inst) {\n";
1682
1683   // Emit code to get the available features.
1684   OS << "  // Get the current feature set.\n";
1685   OS << "  unsigned AvailableFeatures = getAvailableFeatures();\n\n";
1686
1687   // Emit code to compute the class list for this operand vector.
1688   OS << "  // Eliminate obvious mismatches.\n";
1689   OS << "  if (Operands.size() > " << MaxNumOperands << "+1)\n";
1690   OS << "    return Match_Fail;\n\n";
1691
1692   OS << "  // Compute the class list for this operand vector.\n";
1693   OS << "  MatchClassKind Classes[" << MaxNumOperands << "];\n";
1694   OS << "  for (unsigned i = 1, e = Operands.size(); i != e; ++i) {\n";
1695   OS << "    Classes[i-1] = ClassifyOperand(Operands[i]);\n\n";
1696
1697   OS << "    // Check for invalid operands before matching.\n";
1698   OS << "    if (Classes[i-1] == InvalidMatchClass)\n";
1699   OS << "      return Match_Fail;\n";
1700   OS << "  }\n\n";
1701
1702   OS << "  // Mark unused classes.\n";
1703   OS << "  for (unsigned i = Operands.size()-1, e = " << MaxNumOperands << "; "
1704      << "i != e; ++i)\n";
1705   OS << "    Classes[i] = InvalidMatchClass;\n\n";
1706
1707   OS << "  // Get the instruction mneumonic, which is the first token.\n";
1708   OS << "  StringRef Mnemonic = ((" << Target.getName()
1709      << "Operand*)Operands[0])->getToken();\n\n";
1710
1711   OS << "  bool HadMatchOtherThanFeatures = false;\n\n";
1712
1713   // Emit code to search the table.
1714   OS << "  // Search the table.\n";
1715   OS << "  std::pair<const MatchEntry*, const MatchEntry*> MnemonicRange =\n";
1716   OS << "    std::equal_range(MatchTable, MatchTable+"
1717      << Info.Instructions.size() << ", Mnemonic, LessOpcode());\n\n";
1718   
1719   OS << "  for (const MatchEntry *it = MnemonicRange.first, "
1720      << "*ie = MnemonicRange.second;\n";
1721   OS << "       it != ie; ++it) {\n";
1722
1723   OS << "    // equal_range guarantees that instruction mneumonic matches.\n";
1724   OS << "    assert(Mnemonic == it->Mnemonic);\n";
1725   
1726   // Emit check that the subclasses match.
1727   for (unsigned i = 0; i != MaxNumOperands; ++i) {
1728     OS << "    if (!IsSubclass(Classes[" 
1729        << i << "], it->Classes[" << i << "]))\n";
1730     OS << "      continue;\n";
1731   }
1732
1733   // Emit check that the required features are available.
1734   OS << "    if ((AvailableFeatures & it->RequiredFeatures) "
1735      << "!= it->RequiredFeatures) {\n";
1736   OS << "      HadMatchOtherThanFeatures = true;\n";
1737   OS << "      continue;\n";
1738   OS << "    }\n";
1739   
1740   OS << "\n";
1741   OS << "    ConvertToMCInst(it->ConvertFn, Inst, it->Opcode, Operands);\n";
1742
1743   // Call the post-processing function, if used.
1744   std::string InsnCleanupFn =
1745     AsmParser->getValueAsString("AsmParserInstCleanup");
1746   if (!InsnCleanupFn.empty())
1747     OS << "    " << InsnCleanupFn << "(Inst);\n";
1748
1749   OS << "    return Match_Success;\n";
1750   OS << "  }\n\n";
1751
1752   OS << "  // Okay, we had no match.  Try to return a useful error code.\n";
1753   OS << "  if (HadMatchOtherThanFeatures) return Match_MissingFeature;\n";
1754   OS << "  return Match_Fail;\n";
1755   OS << "}\n\n";
1756   
1757   OS << "#endif // GET_MATCHER_IMPLEMENTATION\n\n";
1758 }