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