Use vector constructor instead of a for loop to initialize entries.
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / FixedLenDecoderEmitter.cpp
1 //===------------ FixedLenDecoderEmitter.cpp - Decoder Generator ----------===//
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 // It contains the tablegen backend that emits the decoder functions for
11 // targets with fixed length instruction set.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "CodeGenTarget.h"
16 #include "llvm/ADT/APInt.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallString.h"
18 #include "llvm/ADT/StringExtras.h"
19 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
20 #include "llvm/ADT/Twine.h"
21 #include "llvm/MC/MCFixedLenDisassembler.h"
22 #include "llvm/Support/DataTypes.h"
23 #include "llvm/Support/Debug.h"
24 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
25 #include "llvm/Support/LEB128.h"
26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
27 #include "llvm/TableGen/Error.h"
28 #include "llvm/TableGen/Record.h"
29 #include <map>
30 #include <string>
31 #include <vector>
32
33 using namespace llvm;
34
35 #define DEBUG_TYPE "decoder-emitter"
36
37 namespace {
38 struct EncodingField {
39   unsigned Base, Width, Offset;
40   EncodingField(unsigned B, unsigned W, unsigned O)
41     : Base(B), Width(W), Offset(O) { }
42 };
43
44 struct OperandInfo {
45   std::vector<EncodingField> Fields;
46   std::string Decoder;
47
48   OperandInfo(std::string D)
49     : Decoder(D) { }
50
51   void addField(unsigned Base, unsigned Width, unsigned Offset) {
52     Fields.push_back(EncodingField(Base, Width, Offset));
53   }
54
55   unsigned numFields() const { return Fields.size(); }
56
57   typedef std::vector<EncodingField>::const_iterator const_iterator;
58
59   const_iterator begin() const { return Fields.begin(); }
60   const_iterator end() const   { return Fields.end();   }
61 };
62
63 typedef std::vector<uint8_t> DecoderTable;
64 typedef uint32_t DecoderFixup;
65 typedef std::vector<DecoderFixup> FixupList;
66 typedef std::vector<FixupList> FixupScopeList;
67 typedef SetVector<std::string> PredicateSet;
68 typedef SetVector<std::string> DecoderSet;
69 struct DecoderTableInfo {
70   DecoderTable Table;
71   FixupScopeList FixupStack;
72   PredicateSet Predicates;
73   DecoderSet Decoders;
74 };
75
76 } // End anonymous namespace
77
78 namespace {
79 class FixedLenDecoderEmitter {
80   const std::vector<const CodeGenInstruction*> *NumberedInstructions;
81 public:
82
83   // Defaults preserved here for documentation, even though they aren't
84   // strictly necessary given the way that this is currently being called.
85   FixedLenDecoderEmitter(RecordKeeper &R,
86                          std::string PredicateNamespace,
87                          std::string GPrefix  = "if (",
88                          std::string GPostfix = " == MCDisassembler::Fail)"
89                          " return MCDisassembler::Fail;",
90                          std::string ROK      = "MCDisassembler::Success",
91                          std::string RFail    = "MCDisassembler::Fail",
92                          std::string L        = "") :
93     Target(R),
94     PredicateNamespace(PredicateNamespace),
95     GuardPrefix(GPrefix), GuardPostfix(GPostfix),
96     ReturnOK(ROK), ReturnFail(RFail), Locals(L) {}
97
98   // Emit the decoder state machine table.
99   void emitTable(formatted_raw_ostream &o, DecoderTable &Table,
100                  unsigned Indentation, unsigned BitWidth,
101                  StringRef Namespace) const;
102   void emitPredicateFunction(formatted_raw_ostream &OS,
103                              PredicateSet &Predicates,
104                              unsigned Indentation) const;
105   void emitDecoderFunction(formatted_raw_ostream &OS,
106                            DecoderSet &Decoders,
107                            unsigned Indentation) const;
108
109   // run - Output the code emitter
110   void run(raw_ostream &o);
111
112 private:
113   CodeGenTarget Target;
114 public:
115   std::string PredicateNamespace;
116   std::string GuardPrefix, GuardPostfix;
117   std::string ReturnOK, ReturnFail;
118   std::string Locals;
119 };
120 } // End anonymous namespace
121
122 // The set (BIT_TRUE, BIT_FALSE, BIT_UNSET) represents a ternary logic system
123 // for a bit value.
124 //
125 // BIT_UNFILTERED is used as the init value for a filter position.  It is used
126 // only for filter processings.
127 typedef enum {
128   BIT_TRUE,      // '1'
129   BIT_FALSE,     // '0'
130   BIT_UNSET,     // '?'
131   BIT_UNFILTERED // unfiltered
132 } bit_value_t;
133
134 static bool ValueSet(bit_value_t V) {
135   return (V == BIT_TRUE || V == BIT_FALSE);
136 }
137 static bool ValueNotSet(bit_value_t V) {
138   return (V == BIT_UNSET);
139 }
140 static int Value(bit_value_t V) {
141   return ValueNotSet(V) ? -1 : (V == BIT_FALSE ? 0 : 1);
142 }
143 static bit_value_t bitFromBits(const BitsInit &bits, unsigned index) {
144   if (BitInit *bit = dyn_cast<BitInit>(bits.getBit(index)))
145     return bit->getValue() ? BIT_TRUE : BIT_FALSE;
146
147   // The bit is uninitialized.
148   return BIT_UNSET;
149 }
150 // Prints the bit value for each position.
151 static void dumpBits(raw_ostream &o, const BitsInit &bits) {
152   for (unsigned index = bits.getNumBits(); index > 0; --index) {
153     switch (bitFromBits(bits, index - 1)) {
154     case BIT_TRUE:
155       o << "1";
156       break;
157     case BIT_FALSE:
158       o << "0";
159       break;
160     case BIT_UNSET:
161       o << "_";
162       break;
163     default:
164       llvm_unreachable("unexpected return value from bitFromBits");
165     }
166   }
167 }
168
169 static BitsInit &getBitsField(const Record &def, const char *str) {
170   BitsInit *bits = def.getValueAsBitsInit(str);
171   return *bits;
172 }
173
174 // Forward declaration.
175 namespace {
176 class FilterChooser;
177 } // End anonymous namespace
178
179 // Representation of the instruction to work on.
180 typedef std::vector<bit_value_t> insn_t;
181
182 /// Filter - Filter works with FilterChooser to produce the decoding tree for
183 /// the ISA.
184 ///
185 /// It is useful to think of a Filter as governing the switch stmts of the
186 /// decoding tree in a certain level.  Each case stmt delegates to an inferior
187 /// FilterChooser to decide what further decoding logic to employ, or in another
188 /// words, what other remaining bits to look at.  The FilterChooser eventually
189 /// chooses a best Filter to do its job.
190 ///
191 /// This recursive scheme ends when the number of Opcodes assigned to the
192 /// FilterChooser becomes 1 or if there is a conflict.  A conflict happens when
193 /// the Filter/FilterChooser combo does not know how to distinguish among the
194 /// Opcodes assigned.
195 ///
196 /// An example of a conflict is
197 ///
198 /// Conflict:
199 ///                     111101000.00........00010000....
200 ///                     111101000.00........0001........
201 ///                     1111010...00........0001........
202 ///                     1111010...00....................
203 ///                     1111010.........................
204 ///                     1111............................
205 ///                     ................................
206 ///     VST4q8a         111101000_00________00010000____
207 ///     VST4q8b         111101000_00________00010000____
208 ///
209 /// The Debug output shows the path that the decoding tree follows to reach the
210 /// the conclusion that there is a conflict.  VST4q8a is a vst4 to double-spaced
211 /// even registers, while VST4q8b is a vst4 to double-spaced odd regsisters.
212 ///
213 /// The encoding info in the .td files does not specify this meta information,
214 /// which could have been used by the decoder to resolve the conflict.  The
215 /// decoder could try to decode the even/odd register numbering and assign to
216 /// VST4q8a or VST4q8b, but for the time being, the decoder chooses the "a"
217 /// version and return the Opcode since the two have the same Asm format string.
218 namespace {
219 class Filter {
220 protected:
221   const FilterChooser *Owner;// points to the FilterChooser who owns this filter
222   unsigned StartBit; // the starting bit position
223   unsigned NumBits; // number of bits to filter
224   bool Mixed; // a mixed region contains both set and unset bits
225
226   // Map of well-known segment value to the set of uid's with that value.
227   std::map<uint64_t, std::vector<unsigned> > FilteredInstructions;
228
229   // Set of uid's with non-constant segment values.
230   std::vector<unsigned> VariableInstructions;
231
232   // Map of well-known segment value to its delegate.
233   std::map<unsigned, std::unique_ptr<const FilterChooser>> FilterChooserMap;
234
235   // Number of instructions which fall under FilteredInstructions category.
236   unsigned NumFiltered;
237
238   // Keeps track of the last opcode in the filtered bucket.
239   unsigned LastOpcFiltered;
240
241 public:
242   unsigned getNumFiltered() const { return NumFiltered; }
243   unsigned getSingletonOpc() const {
244     assert(NumFiltered == 1);
245     return LastOpcFiltered;
246   }
247   // Return the filter chooser for the group of instructions without constant
248   // segment values.
249   const FilterChooser &getVariableFC() const {
250     assert(NumFiltered == 1);
251     assert(FilterChooserMap.size() == 1);
252     return *(FilterChooserMap.find((unsigned)-1)->second);
253   }
254
255   Filter(Filter &&f);
256   Filter(FilterChooser &owner, unsigned startBit, unsigned numBits, bool mixed);
257
258   ~Filter();
259
260   // Divides the decoding task into sub tasks and delegates them to the
261   // inferior FilterChooser's.
262   //
263   // A special case arises when there's only one entry in the filtered
264   // instructions.  In order to unambiguously decode the singleton, we need to
265   // match the remaining undecoded encoding bits against the singleton.
266   void recurse();
267
268   // Emit table entries to decode instructions given a segment or segments of
269   // bits.
270   void emitTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo) const;
271
272   // Returns the number of fanout produced by the filter.  More fanout implies
273   // the filter distinguishes more categories of instructions.
274   unsigned usefulness() const;
275 }; // End of class Filter
276 } // End anonymous namespace
277
278 // These are states of our finite state machines used in FilterChooser's
279 // filterProcessor() which produces the filter candidates to use.
280 typedef enum {
281   ATTR_NONE,
282   ATTR_FILTERED,
283   ATTR_ALL_SET,
284   ATTR_ALL_UNSET,
285   ATTR_MIXED
286 } bitAttr_t;
287
288 /// FilterChooser - FilterChooser chooses the best filter among a set of Filters
289 /// in order to perform the decoding of instructions at the current level.
290 ///
291 /// Decoding proceeds from the top down.  Based on the well-known encoding bits
292 /// of instructions available, FilterChooser builds up the possible Filters that
293 /// can further the task of decoding by distinguishing among the remaining
294 /// candidate instructions.
295 ///
296 /// Once a filter has been chosen, it is called upon to divide the decoding task
297 /// into sub-tasks and delegates them to its inferior FilterChoosers for further
298 /// processings.
299 ///
300 /// It is useful to think of a Filter as governing the switch stmts of the
301 /// decoding tree.  And each case is delegated to an inferior FilterChooser to
302 /// decide what further remaining bits to look at.
303 namespace {
304 class FilterChooser {
305 protected:
306   friend class Filter;
307
308   // Vector of codegen instructions to choose our filter.
309   const std::vector<const CodeGenInstruction*> &AllInstructions;
310
311   // Vector of uid's for this filter chooser to work on.
312   const std::vector<unsigned> &Opcodes;
313
314   // Lookup table for the operand decoding of instructions.
315   const std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Operands;
316
317   // Vector of candidate filters.
318   std::vector<Filter> Filters;
319
320   // Array of bit values passed down from our parent.
321   // Set to all BIT_UNFILTERED's for Parent == NULL.
322   std::vector<bit_value_t> FilterBitValues;
323
324   // Links to the FilterChooser above us in the decoding tree.
325   const FilterChooser *Parent;
326
327   // Index of the best filter from Filters.
328   int BestIndex;
329
330   // Width of instructions
331   unsigned BitWidth;
332
333   // Parent emitter
334   const FixedLenDecoderEmitter *Emitter;
335
336   FilterChooser(const FilterChooser &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
337   void operator=(const FilterChooser &) LLVM_DELETED_FUNCTION;
338 public:
339
340   FilterChooser(const std::vector<const CodeGenInstruction*> &Insts,
341                 const std::vector<unsigned> &IDs,
342                 const std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Ops,
343                 unsigned BW,
344                 const FixedLenDecoderEmitter *E)
345     : AllInstructions(Insts), Opcodes(IDs), Operands(Ops), Filters(),
346       FilterBitValues(BW, BIT_UNFILTERED), Parent(nullptr), BestIndex(-1),
347       BitWidth(BW), Emitter(E) {
348     doFilter();
349   }
350
351   FilterChooser(const std::vector<const CodeGenInstruction*> &Insts,
352                 const std::vector<unsigned> &IDs,
353                 const std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Ops,
354                 const std::vector<bit_value_t> &ParentFilterBitValues,
355                 const FilterChooser &parent)
356     : AllInstructions(Insts), Opcodes(IDs), Operands(Ops),
357       Filters(), FilterBitValues(ParentFilterBitValues),
358       Parent(&parent), BestIndex(-1), BitWidth(parent.BitWidth),
359       Emitter(parent.Emitter) {
360     doFilter();
361   }
362
363   unsigned getBitWidth() const { return BitWidth; }
364
365 protected:
366   // Populates the insn given the uid.
367   void insnWithID(insn_t &Insn, unsigned Opcode) const {
368     BitsInit &Bits = getBitsField(*AllInstructions[Opcode]->TheDef, "Inst");
369
370     // We may have a SoftFail bitmask, which specifies a mask where an encoding
371     // may differ from the value in "Inst" and yet still be valid, but the
372     // disassembler should return SoftFail instead of Success.
373     //
374     // This is used for marking UNPREDICTABLE instructions in the ARM world.
375     BitsInit *SFBits =
376       AllInstructions[Opcode]->TheDef->getValueAsBitsInit("SoftFail");
377
378     for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
379       if (SFBits && bitFromBits(*SFBits, i) == BIT_TRUE)
380         Insn.push_back(BIT_UNSET);
381       else
382         Insn.push_back(bitFromBits(Bits, i));
383     }
384   }
385
386   // Returns the record name.
387   const std::string &nameWithID(unsigned Opcode) const {
388     return AllInstructions[Opcode]->TheDef->getName();
389   }
390
391   // Populates the field of the insn given the start position and the number of
392   // consecutive bits to scan for.
393   //
394   // Returns false if there exists any uninitialized bit value in the range.
395   // Returns true, otherwise.
396   bool fieldFromInsn(uint64_t &Field, insn_t &Insn, unsigned StartBit,
397                      unsigned NumBits) const;
398
399   /// dumpFilterArray - dumpFilterArray prints out debugging info for the given
400   /// filter array as a series of chars.
401   void dumpFilterArray(raw_ostream &o,
402                        const std::vector<bit_value_t> & filter) const;
403
404   /// dumpStack - dumpStack traverses the filter chooser chain and calls
405   /// dumpFilterArray on each filter chooser up to the top level one.
406   void dumpStack(raw_ostream &o, const char *prefix) const;
407
408   Filter &bestFilter() {
409     assert(BestIndex != -1 && "BestIndex not set");
410     return Filters[BestIndex];
411   }
412
413   // Called from Filter::recurse() when singleton exists.  For debug purpose.
414   void SingletonExists(unsigned Opc) const;
415
416   bool PositionFiltered(unsigned i) const {
417     return ValueSet(FilterBitValues[i]);
418   }
419
420   // Calculates the island(s) needed to decode the instruction.
421   // This returns a lit of undecoded bits of an instructions, for example,
422   // Inst{20} = 1 && Inst{3-0} == 0b1111 represents two islands of yet-to-be
423   // decoded bits in order to verify that the instruction matches the Opcode.
424   unsigned getIslands(std::vector<unsigned> &StartBits,
425                       std::vector<unsigned> &EndBits,
426                       std::vector<uint64_t> &FieldVals,
427                       const insn_t &Insn) const;
428
429   // Emits code to check the Predicates member of an instruction are true.
430   // Returns true if predicate matches were emitted, false otherwise.
431   bool emitPredicateMatch(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
432                           unsigned Opc) const;
433
434   bool doesOpcodeNeedPredicate(unsigned Opc) const;
435   unsigned getPredicateIndex(DecoderTableInfo &TableInfo, StringRef P) const;
436   void emitPredicateTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
437                                unsigned Opc) const;
438
439   void emitSoftFailTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
440                               unsigned Opc) const;
441
442   // Emits table entries to decode the singleton.
443   void emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
444                                unsigned Opc) const;
445
446   // Emits code to decode the singleton, and then to decode the rest.
447   void emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
448                                const Filter &Best) const;
449
450   void emitBinaryParser(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
451                         const OperandInfo &OpInfo) const;
452
453   void emitDecoder(raw_ostream &OS, unsigned Indentation, unsigned Opc) const;
454   unsigned getDecoderIndex(DecoderSet &Decoders, unsigned Opc) const;
455
456   // Assign a single filter and run with it.
457   void runSingleFilter(unsigned startBit, unsigned numBit, bool mixed);
458
459   // reportRegion is a helper function for filterProcessor to mark a region as
460   // eligible for use as a filter region.
461   void reportRegion(bitAttr_t RA, unsigned StartBit, unsigned BitIndex,
462                     bool AllowMixed);
463
464   // FilterProcessor scans the well-known encoding bits of the instructions and
465   // builds up a list of candidate filters.  It chooses the best filter and
466   // recursively descends down the decoding tree.
467   bool filterProcessor(bool AllowMixed, bool Greedy = true);
468
469   // Decides on the best configuration of filter(s) to use in order to decode
470   // the instructions.  A conflict of instructions may occur, in which case we
471   // dump the conflict set to the standard error.
472   void doFilter();
473
474 public:
475   // emitTableEntries - Emit state machine entries to decode our share of
476   // instructions.
477   void emitTableEntries(DecoderTableInfo &TableInfo) const;
478 };
479 } // End anonymous namespace
480
481 ///////////////////////////
482 //                       //
483 // Filter Implementation //
484 //                       //
485 ///////////////////////////
486
487 Filter::Filter(Filter &&f)
488   : Owner(f.Owner), StartBit(f.StartBit), NumBits(f.NumBits), Mixed(f.Mixed),
489     FilteredInstructions(std::move(f.FilteredInstructions)),
490     VariableInstructions(std::move(f.VariableInstructions)),
491     FilterChooserMap(std::move(f.FilterChooserMap)), NumFiltered(f.NumFiltered),
492     LastOpcFiltered(f.LastOpcFiltered) {
493 }
494
495 Filter::Filter(FilterChooser &owner, unsigned startBit, unsigned numBits,
496                bool mixed)
497   : Owner(&owner), StartBit(startBit), NumBits(numBits), Mixed(mixed) {
498   assert(StartBit + NumBits - 1 < Owner->BitWidth);
499
500   NumFiltered = 0;
501   LastOpcFiltered = 0;
502
503   for (unsigned i = 0, e = Owner->Opcodes.size(); i != e; ++i) {
504     insn_t Insn;
505
506     // Populates the insn given the uid.
507     Owner->insnWithID(Insn, Owner->Opcodes[i]);
508
509     uint64_t Field;
510     // Scans the segment for possibly well-specified encoding bits.
511     bool ok = Owner->fieldFromInsn(Field, Insn, StartBit, NumBits);
512
513     if (ok) {
514       // The encoding bits are well-known.  Lets add the uid of the
515       // instruction into the bucket keyed off the constant field value.
516       LastOpcFiltered = Owner->Opcodes[i];
517       FilteredInstructions[Field].push_back(LastOpcFiltered);
518       ++NumFiltered;
519     } else {
520       // Some of the encoding bit(s) are unspecified.  This contributes to
521       // one additional member of "Variable" instructions.
522       VariableInstructions.push_back(Owner->Opcodes[i]);
523     }
524   }
525
526   assert((FilteredInstructions.size() + VariableInstructions.size() > 0)
527          && "Filter returns no instruction categories");
528 }
529
530 Filter::~Filter() {
531 }
532
533 // Divides the decoding task into sub tasks and delegates them to the
534 // inferior FilterChooser's.
535 //
536 // A special case arises when there's only one entry in the filtered
537 // instructions.  In order to unambiguously decode the singleton, we need to
538 // match the remaining undecoded encoding bits against the singleton.
539 void Filter::recurse() {
540   std::map<uint64_t, std::vector<unsigned> >::const_iterator mapIterator;
541
542   // Starts by inheriting our parent filter chooser's filter bit values.
543   std::vector<bit_value_t> BitValueArray(Owner->FilterBitValues);
544
545   if (VariableInstructions.size()) {
546     // Conservatively marks each segment position as BIT_UNSET.
547     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex)
548       BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_UNSET;
549
550     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
551     // group of instructions whose segment values are variable.
552     FilterChooserMap.insert(
553         std::make_pair(-1U, llvm::make_unique<FilterChooser>(
554                                 Owner->AllInstructions, VariableInstructions,
555                                 Owner->Operands, BitValueArray, *Owner)));
556   }
557
558   // No need to recurse for a singleton filtered instruction.
559   // See also Filter::emit*().
560   if (getNumFiltered() == 1) {
561     //Owner->SingletonExists(LastOpcFiltered);
562     assert(FilterChooserMap.size() == 1);
563     return;
564   }
565
566   // Otherwise, create sub choosers.
567   for (mapIterator = FilteredInstructions.begin();
568        mapIterator != FilteredInstructions.end();
569        mapIterator++) {
570
571     // Marks all the segment positions with either BIT_TRUE or BIT_FALSE.
572     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex) {
573       if (mapIterator->first & (1ULL << bitIndex))
574         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_TRUE;
575       else
576         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_FALSE;
577     }
578
579     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
580     // category of instructions.
581     FilterChooserMap.insert(std::make_pair(
582         mapIterator->first, llvm::make_unique<FilterChooser>(
583                                 Owner->AllInstructions, mapIterator->second,
584                                 Owner->Operands, BitValueArray, *Owner)));
585   }
586 }
587
588 static void resolveTableFixups(DecoderTable &Table, const FixupList &Fixups,
589                                uint32_t DestIdx) {
590   // Any NumToSkip fixups in the current scope can resolve to the
591   // current location.
592   for (FixupList::const_reverse_iterator I = Fixups.rbegin(),
593                                          E = Fixups.rend();
594        I != E; ++I) {
595     // Calculate the distance from the byte following the fixup entry byte
596     // to the destination. The Target is calculated from after the 16-bit
597     // NumToSkip entry itself, so subtract two  from the displacement here
598     // to account for that.
599     uint32_t FixupIdx = *I;
600     uint32_t Delta = DestIdx - FixupIdx - 2;
601     // Our NumToSkip entries are 16-bits. Make sure our table isn't too
602     // big.
603     assert(Delta < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
604     Table[FixupIdx] = (uint8_t)Delta;
605     Table[FixupIdx + 1] = (uint8_t)(Delta >> 8);
606   }
607 }
608
609 // Emit table entries to decode instructions given a segment or segments
610 // of bits.
611 void Filter::emitTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
612   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_ExtractField);
613   TableInfo.Table.push_back(StartBit);
614   TableInfo.Table.push_back(NumBits);
615
616   // A new filter entry begins a new scope for fixup resolution.
617   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
618
619   std::map<unsigned,
620            std::unique_ptr<const FilterChooser>>::const_iterator filterIterator;
621
622   DecoderTable &Table = TableInfo.Table;
623
624   size_t PrevFilter = 0;
625   bool HasFallthrough = false;
626   for (filterIterator = FilterChooserMap.begin();
627        filterIterator != FilterChooserMap.end();
628        filterIterator++) {
629     // Field value -1 implies a non-empty set of variable instructions.
630     // See also recurse().
631     if (filterIterator->first == (unsigned)-1) {
632       HasFallthrough = true;
633
634       // Each scope should always have at least one filter value to check
635       // for.
636       assert(PrevFilter != 0 && "empty filter set!");
637       FixupList &CurScope = TableInfo.FixupStack.back();
638       // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
639       resolveTableFixups(Table, CurScope, Table.size());
640       CurScope.clear();
641       PrevFilter = 0;  // Don't re-process the filter's fallthrough.
642     } else {
643       Table.push_back(MCD::OPC_FilterValue);
644       // Encode and emit the value to filter against.
645       uint8_t Buffer[8];
646       unsigned Len = encodeULEB128(filterIterator->first, Buffer);
647       Table.insert(Table.end(), Buffer, Buffer + Len);
648       // Reserve space for the NumToSkip entry. We'll backpatch the value
649       // later.
650       PrevFilter = Table.size();
651       Table.push_back(0);
652       Table.push_back(0);
653     }
654
655     // We arrive at a category of instructions with the same segment value.
656     // Now delegate to the sub filter chooser for further decodings.
657     // The case may fallthrough, which happens if the remaining well-known
658     // encoding bits do not match exactly.
659     filterIterator->second->emitTableEntries(TableInfo);
660
661     // Now that we've emitted the body of the handler, update the NumToSkip
662     // of the filter itself to be able to skip forward when false. Subtract
663     // two as to account for the width of the NumToSkip field itself.
664     if (PrevFilter) {
665       uint32_t NumToSkip = Table.size() - PrevFilter - 2;
666       assert(NumToSkip < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
667       Table[PrevFilter] = (uint8_t)NumToSkip;
668       Table[PrevFilter + 1] = (uint8_t)(NumToSkip >> 8);
669     }
670   }
671
672   // Any remaining unresolved fixups bubble up to the parent fixup scope.
673   assert(TableInfo.FixupStack.size() > 1 && "fixup stack underflow!");
674   FixupScopeList::iterator Source = TableInfo.FixupStack.end() - 1;
675   FixupScopeList::iterator Dest = Source - 1;
676   Dest->insert(Dest->end(), Source->begin(), Source->end());
677   TableInfo.FixupStack.pop_back();
678
679   // If there is no fallthrough, then the final filter should get fixed
680   // up according to the enclosing scope rather than the current position.
681   if (!HasFallthrough)
682     TableInfo.FixupStack.back().push_back(PrevFilter);
683 }
684
685 // Returns the number of fanout produced by the filter.  More fanout implies
686 // the filter distinguishes more categories of instructions.
687 unsigned Filter::usefulness() const {
688   if (VariableInstructions.size())
689     return FilteredInstructions.size();
690   else
691     return FilteredInstructions.size() + 1;
692 }
693
694 //////////////////////////////////
695 //                              //
696 // Filterchooser Implementation //
697 //                              //
698 //////////////////////////////////
699
700 // Emit the decoder state machine table.
701 void FixedLenDecoderEmitter::emitTable(formatted_raw_ostream &OS,
702                                        DecoderTable &Table,
703                                        unsigned Indentation,
704                                        unsigned BitWidth,
705                                        StringRef Namespace) const {
706   OS.indent(Indentation) << "static const uint8_t DecoderTable" << Namespace
707     << BitWidth << "[] = {\n";
708
709   Indentation += 2;
710
711   // FIXME: We may be able to use the NumToSkip values to recover
712   // appropriate indentation levels.
713   DecoderTable::const_iterator I = Table.begin();
714   DecoderTable::const_iterator E = Table.end();
715   while (I != E) {
716     assert (I < E && "incomplete decode table entry!");
717
718     uint64_t Pos = I - Table.begin();
719     OS << "/* " << Pos << " */";
720     OS.PadToColumn(12);
721
722     switch (*I) {
723     default:
724       PrintFatalError("invalid decode table opcode");
725     case MCD::OPC_ExtractField: {
726       ++I;
727       unsigned Start = *I++;
728       unsigned Len = *I++;
729       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_ExtractField, " << Start << ", "
730         << Len << ",  // Inst{";
731       if (Len > 1)
732         OS << (Start + Len - 1) << "-";
733       OS << Start << "} ...\n";
734       break;
735     }
736     case MCD::OPC_FilterValue: {
737       ++I;
738       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_FilterValue, ";
739       // The filter value is ULEB128 encoded.
740       while (*I >= 128)
741         OS << utostr(*I++) << ", ";
742       OS << utostr(*I++) << ", ";
743
744       // 16-bit numtoskip value.
745       uint8_t Byte = *I++;
746       uint32_t NumToSkip = Byte;
747       OS << utostr(Byte) << ", ";
748       Byte = *I++;
749       OS << utostr(Byte) << ", ";
750       NumToSkip |= Byte << 8;
751       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
752       break;
753     }
754     case MCD::OPC_CheckField: {
755       ++I;
756       unsigned Start = *I++;
757       unsigned Len = *I++;
758       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckField, " << Start << ", "
759         << Len << ", ";// << Val << ", " << NumToSkip << ",\n";
760       // ULEB128 encoded field value.
761       for (; *I >= 128; ++I)
762         OS << utostr(*I) << ", ";
763       OS << utostr(*I++) << ", ";
764       // 16-bit numtoskip value.
765       uint8_t Byte = *I++;
766       uint32_t NumToSkip = Byte;
767       OS << utostr(Byte) << ", ";
768       Byte = *I++;
769       OS << utostr(Byte) << ", ";
770       NumToSkip |= Byte << 8;
771       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
772       break;
773     }
774     case MCD::OPC_CheckPredicate: {
775       ++I;
776       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckPredicate, ";
777       for (; *I >= 128; ++I)
778         OS << utostr(*I) << ", ";
779       OS << utostr(*I++) << ", ";
780
781       // 16-bit numtoskip value.
782       uint8_t Byte = *I++;
783       uint32_t NumToSkip = Byte;
784       OS << utostr(Byte) << ", ";
785       Byte = *I++;
786       OS << utostr(Byte) << ", ";
787       NumToSkip |= Byte << 8;
788       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
789       break;
790     }
791     case MCD::OPC_Decode: {
792       ++I;
793       // Extract the ULEB128 encoded Opcode to a buffer.
794       uint8_t Buffer[8], *p = Buffer;
795       while ((*p++ = *I++) >= 128)
796         assert((p - Buffer) <= (ptrdiff_t)sizeof(Buffer)
797                && "ULEB128 value too large!");
798       // Decode the Opcode value.
799       unsigned Opc = decodeULEB128(Buffer);
800       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Decode, ";
801       for (p = Buffer; *p >= 128; ++p)
802         OS << utostr(*p) << ", ";
803       OS << utostr(*p) << ", ";
804
805       // Decoder index.
806       for (; *I >= 128; ++I)
807         OS << utostr(*I) << ", ";
808       OS << utostr(*I++) << ", ";
809
810       OS << "// Opcode: "
811          << NumberedInstructions->at(Opc)->TheDef->getName() << "\n";
812       break;
813     }
814     case MCD::OPC_SoftFail: {
815       ++I;
816       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_SoftFail";
817       // Positive mask
818       uint64_t Value = 0;
819       unsigned Shift = 0;
820       do {
821         OS << ", " << utostr(*I);
822         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
823         Shift += 7;
824       } while (*I++ >= 128);
825       if (Value > 127)
826         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
827       // Negative mask
828       Value = 0;
829       Shift = 0;
830       do {
831         OS << ", " << utostr(*I);
832         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
833         Shift += 7;
834       } while (*I++ >= 128);
835       if (Value > 127)
836         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
837       OS << ",\n";
838       break;
839     }
840     case MCD::OPC_Fail: {
841       ++I;
842       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Fail,\n";
843       break;
844     }
845     }
846   }
847   OS.indent(Indentation) << "0\n";
848
849   Indentation -= 2;
850
851   OS.indent(Indentation) << "};\n\n";
852 }
853
854 void FixedLenDecoderEmitter::
855 emitPredicateFunction(formatted_raw_ostream &OS, PredicateSet &Predicates,
856                       unsigned Indentation) const {
857   // The predicate function is just a big switch statement based on the
858   // input predicate index.
859   OS.indent(Indentation) << "static bool checkDecoderPredicate(unsigned Idx, "
860     << "uint64_t Bits) {\n";
861   Indentation += 2;
862   if (!Predicates.empty()) {
863     OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
864     OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
865     unsigned Index = 0;
866     for (PredicateSet::const_iterator I = Predicates.begin(), E = Predicates.end();
867          I != E; ++I, ++Index) {
868       OS.indent(Indentation) << "case " << Index << ":\n";
869       OS.indent(Indentation+2) << "return (" << *I << ");\n";
870     }
871     OS.indent(Indentation) << "}\n";
872   } else {
873     // No case statement to emit
874     OS.indent(Indentation) << "llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
875   }
876   Indentation -= 2;
877   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
878 }
879
880 void FixedLenDecoderEmitter::
881 emitDecoderFunction(formatted_raw_ostream &OS, DecoderSet &Decoders,
882                     unsigned Indentation) const {
883   // The decoder function is just a big switch statement based on the
884   // input decoder index.
885   OS.indent(Indentation) << "template<typename InsnType>\n";
886   OS.indent(Indentation) << "static DecodeStatus decodeToMCInst(DecodeStatus S,"
887     << " unsigned Idx, InsnType insn, MCInst &MI,\n";
888   OS.indent(Indentation) << "                                   uint64_t "
889     << "Address, const void *Decoder) {\n";
890   Indentation += 2;
891   OS.indent(Indentation) << "InsnType tmp;\n";
892   OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
893   OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
894   unsigned Index = 0;
895   for (DecoderSet::const_iterator I = Decoders.begin(), E = Decoders.end();
896        I != E; ++I, ++Index) {
897     OS.indent(Indentation) << "case " << Index << ":\n";
898     OS << *I;
899     OS.indent(Indentation+2) << "return S;\n";
900   }
901   OS.indent(Indentation) << "}\n";
902   Indentation -= 2;
903   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
904 }
905
906 // Populates the field of the insn given the start position and the number of
907 // consecutive bits to scan for.
908 //
909 // Returns false if and on the first uninitialized bit value encountered.
910 // Returns true, otherwise.
911 bool FilterChooser::fieldFromInsn(uint64_t &Field, insn_t &Insn,
912                                   unsigned StartBit, unsigned NumBits) const {
913   Field = 0;
914
915   for (unsigned i = 0; i < NumBits; ++i) {
916     if (Insn[StartBit + i] == BIT_UNSET)
917       return false;
918
919     if (Insn[StartBit + i] == BIT_TRUE)
920       Field = Field | (1ULL << i);
921   }
922
923   return true;
924 }
925
926 /// dumpFilterArray - dumpFilterArray prints out debugging info for the given
927 /// filter array as a series of chars.
928 void FilterChooser::dumpFilterArray(raw_ostream &o,
929                                  const std::vector<bit_value_t> &filter) const {
930   for (unsigned bitIndex = BitWidth; bitIndex > 0; bitIndex--) {
931     switch (filter[bitIndex - 1]) {
932     case BIT_UNFILTERED:
933       o << ".";
934       break;
935     case BIT_UNSET:
936       o << "_";
937       break;
938     case BIT_TRUE:
939       o << "1";
940       break;
941     case BIT_FALSE:
942       o << "0";
943       break;
944     }
945   }
946 }
947
948 /// dumpStack - dumpStack traverses the filter chooser chain and calls
949 /// dumpFilterArray on each filter chooser up to the top level one.
950 void FilterChooser::dumpStack(raw_ostream &o, const char *prefix) const {
951   const FilterChooser *current = this;
952
953   while (current) {
954     o << prefix;
955     dumpFilterArray(o, current->FilterBitValues);
956     o << '\n';
957     current = current->Parent;
958   }
959 }
960
961 // Called from Filter::recurse() when singleton exists.  For debug purpose.
962 void FilterChooser::SingletonExists(unsigned Opc) const {
963   insn_t Insn0;
964   insnWithID(Insn0, Opc);
965
966   errs() << "Singleton exists: " << nameWithID(Opc)
967          << " with its decoding dominating ";
968   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
969     if (Opcodes[i] == Opc) continue;
970     errs() << nameWithID(Opcodes[i]) << ' ';
971   }
972   errs() << '\n';
973
974   dumpStack(errs(), "\t\t");
975   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
976     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
977
978     errs() << '\t' << Name << " ";
979     dumpBits(errs(),
980              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
981     errs() << '\n';
982   }
983 }
984
985 // Calculates the island(s) needed to decode the instruction.
986 // This returns a list of undecoded bits of an instructions, for example,
987 // Inst{20} = 1 && Inst{3-0} == 0b1111 represents two islands of yet-to-be
988 // decoded bits in order to verify that the instruction matches the Opcode.
989 unsigned FilterChooser::getIslands(std::vector<unsigned> &StartBits,
990                                    std::vector<unsigned> &EndBits,
991                                    std::vector<uint64_t> &FieldVals,
992                                    const insn_t &Insn) const {
993   unsigned Num, BitNo;
994   Num = BitNo = 0;
995
996   uint64_t FieldVal = 0;
997
998   // 0: Init
999   // 1: Water (the bit value does not affect decoding)
1000   // 2: Island (well-known bit value needed for decoding)
1001   int State = 0;
1002   int Val = -1;
1003
1004   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
1005     Val = Value(Insn[i]);
1006     bool Filtered = PositionFiltered(i);
1007     switch (State) {
1008     default: llvm_unreachable("Unreachable code!");
1009     case 0:
1010     case 1:
1011       if (Filtered || Val == -1)
1012         State = 1; // Still in Water
1013       else {
1014         State = 2; // Into the Island
1015         BitNo = 0;
1016         StartBits.push_back(i);
1017         FieldVal = Val;
1018       }
1019       break;
1020     case 2:
1021       if (Filtered || Val == -1) {
1022         State = 1; // Into the Water
1023         EndBits.push_back(i - 1);
1024         FieldVals.push_back(FieldVal);
1025         ++Num;
1026       } else {
1027         State = 2; // Still in Island
1028         ++BitNo;
1029         FieldVal = FieldVal | Val << BitNo;
1030       }
1031       break;
1032     }
1033   }
1034   // If we are still in Island after the loop, do some housekeeping.
1035   if (State == 2) {
1036     EndBits.push_back(BitWidth - 1);
1037     FieldVals.push_back(FieldVal);
1038     ++Num;
1039   }
1040
1041   assert(StartBits.size() == Num && EndBits.size() == Num &&
1042          FieldVals.size() == Num);
1043   return Num;
1044 }
1045
1046 void FilterChooser::emitBinaryParser(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1047                                      const OperandInfo &OpInfo) const {
1048   const std::string &Decoder = OpInfo.Decoder;
1049
1050   if (OpInfo.numFields() == 1) {
1051     OperandInfo::const_iterator OI = OpInfo.begin();
1052     o.indent(Indentation) << "tmp = fieldFromInstruction"
1053                           << "(insn, " << OI->Base << ", " << OI->Width
1054                           << ");\n";
1055   } else {
1056     o.indent(Indentation) << "tmp = 0;\n";
1057     for (OperandInfo::const_iterator OI = OpInfo.begin(), OE = OpInfo.end();
1058          OI != OE; ++OI) {
1059       o.indent(Indentation) << "tmp |= (fieldFromInstruction"
1060                             << "(insn, " << OI->Base << ", " << OI->Width
1061                             << ") << " << OI->Offset << ");\n";
1062     }
1063   }
1064
1065   if (Decoder != "")
1066     o.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << Decoder
1067                           << "(MI, tmp, Address, Decoder)"
1068                           << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1069   else
1070     o.indent(Indentation) << "MI.addOperand(MCOperand::CreateImm(tmp));\n";
1071
1072 }
1073
1074 void FilterChooser::emitDecoder(raw_ostream &OS, unsigned Indentation,
1075                                 unsigned Opc) const {
1076   std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> >::const_iterator OpIter =
1077     Operands.find(Opc);
1078   const std::vector<OperandInfo>& InsnOperands = OpIter->second;
1079   for (std::vector<OperandInfo>::const_iterator
1080        I = InsnOperands.begin(), E = InsnOperands.end(); I != E; ++I) {
1081     // If a custom instruction decoder was specified, use that.
1082     if (I->numFields() == 0 && I->Decoder.size()) {
1083       OS.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << I->Decoder
1084         << "(MI, insn, Address, Decoder)"
1085         << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1086       break;
1087     }
1088
1089     emitBinaryParser(OS, Indentation, *I);
1090   }
1091 }
1092
1093 unsigned FilterChooser::getDecoderIndex(DecoderSet &Decoders,
1094                                         unsigned Opc) const {
1095   // Build up the predicate string.
1096   SmallString<256> Decoder;
1097   // FIXME: emitDecoder() function can take a buffer directly rather than
1098   // a stream.
1099   raw_svector_ostream S(Decoder);
1100   unsigned I = 4;
1101   emitDecoder(S, I, Opc);
1102   S.flush();
1103
1104   // Using the full decoder string as the key value here is a bit
1105   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1106   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1107   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1108   // overkill for now, though.
1109
1110   // Make sure the predicate is in the table.
1111   Decoders.insert(Decoder.str());
1112   // Now figure out the index for when we write out the table.
1113   DecoderSet::const_iterator P = std::find(Decoders.begin(),
1114                                            Decoders.end(),
1115                                            Decoder.str());
1116   return (unsigned)(P - Decoders.begin());
1117 }
1118
1119 static void emitSinglePredicateMatch(raw_ostream &o, StringRef str,
1120                                      const std::string &PredicateNamespace) {
1121   if (str[0] == '!')
1122     o << "!(Bits & " << PredicateNamespace << "::"
1123       << str.slice(1,str.size()) << ")";
1124   else
1125     o << "(Bits & " << PredicateNamespace << "::" << str << ")";
1126 }
1127
1128 bool FilterChooser::emitPredicateMatch(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1129                                        unsigned Opc) const {
1130   ListInit *Predicates =
1131     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1132   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1133     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1134     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1135       continue;
1136
1137     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1138
1139     if (!P.length())
1140       continue;
1141
1142     if (i != 0)
1143       o << " && ";
1144
1145     StringRef SR(P);
1146     std::pair<StringRef, StringRef> pairs = SR.split(',');
1147     while (pairs.second.size()) {
1148       emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1149       o << " && ";
1150       pairs = pairs.second.split(',');
1151     }
1152     emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1153   }
1154   return Predicates->getSize() > 0;
1155 }
1156
1157 bool FilterChooser::doesOpcodeNeedPredicate(unsigned Opc) const {
1158   ListInit *Predicates =
1159     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1160   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1161     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1162     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1163       continue;
1164
1165     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1166
1167     if (!P.length())
1168       continue;
1169
1170     return true;
1171   }
1172   return false;
1173 }
1174
1175 unsigned FilterChooser::getPredicateIndex(DecoderTableInfo &TableInfo,
1176                                           StringRef Predicate) const {
1177   // Using the full predicate string as the key value here is a bit
1178   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1179   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1180   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1181   // overkill for now, though.
1182
1183   // Make sure the predicate is in the table.
1184   TableInfo.Predicates.insert(Predicate.str());
1185   // Now figure out the index for when we write out the table.
1186   PredicateSet::const_iterator P = std::find(TableInfo.Predicates.begin(),
1187                                              TableInfo.Predicates.end(),
1188                                              Predicate.str());
1189   return (unsigned)(P - TableInfo.Predicates.begin());
1190 }
1191
1192 void FilterChooser::emitPredicateTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1193                                             unsigned Opc) const {
1194   if (!doesOpcodeNeedPredicate(Opc))
1195     return;
1196
1197   // Build up the predicate string.
1198   SmallString<256> Predicate;
1199   // FIXME: emitPredicateMatch() functions can take a buffer directly rather
1200   // than a stream.
1201   raw_svector_ostream PS(Predicate);
1202   unsigned I = 0;
1203   emitPredicateMatch(PS, I, Opc);
1204
1205   // Figure out the index into the predicate table for the predicate just
1206   // computed.
1207   unsigned PIdx = getPredicateIndex(TableInfo, PS.str());
1208   SmallString<16> PBytes;
1209   raw_svector_ostream S(PBytes);
1210   encodeULEB128(PIdx, S);
1211   S.flush();
1212
1213   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckPredicate);
1214   // Predicate index
1215   for (unsigned i = 0, e = PBytes.size(); i != e; ++i)
1216     TableInfo.Table.push_back(PBytes[i]);
1217   // Push location for NumToSkip backpatching.
1218   TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1219   TableInfo.Table.push_back(0);
1220   TableInfo.Table.push_back(0);
1221 }
1222
1223 void FilterChooser::emitSoftFailTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1224                                            unsigned Opc) const {
1225   BitsInit *SFBits =
1226     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("SoftFail");
1227   if (!SFBits) return;
1228   BitsInit *InstBits = AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("Inst");
1229
1230   APInt PositiveMask(BitWidth, 0ULL);
1231   APInt NegativeMask(BitWidth, 0ULL);
1232   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
1233     bit_value_t B = bitFromBits(*SFBits, i);
1234     bit_value_t IB = bitFromBits(*InstBits, i);
1235
1236     if (B != BIT_TRUE) continue;
1237
1238     switch (IB) {
1239     case BIT_FALSE:
1240       // The bit is meant to be false, so emit a check to see if it is true.
1241       PositiveMask.setBit(i);
1242       break;
1243     case BIT_TRUE:
1244       // The bit is meant to be true, so emit a check to see if it is false.
1245       NegativeMask.setBit(i);
1246       break;
1247     default:
1248       // The bit is not set; this must be an error!
1249       StringRef Name = AllInstructions[Opc]->TheDef->getName();
1250       errs() << "SoftFail Conflict: bit SoftFail{" << i << "} in " << Name
1251              << " is set but Inst{" << i << "} is unset!\n"
1252              << "  - You can only mark a bit as SoftFail if it is fully defined"
1253              << " (1/0 - not '?') in Inst\n";
1254       return;
1255     }
1256   }
1257
1258   bool NeedPositiveMask = PositiveMask.getBoolValue();
1259   bool NeedNegativeMask = NegativeMask.getBoolValue();
1260
1261   if (!NeedPositiveMask && !NeedNegativeMask)
1262     return;
1263
1264   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_SoftFail);
1265
1266   SmallString<16> MaskBytes;
1267   raw_svector_ostream S(MaskBytes);
1268   if (NeedPositiveMask) {
1269     encodeULEB128(PositiveMask.getZExtValue(), S);
1270     S.flush();
1271     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1272       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1273   } else
1274     TableInfo.Table.push_back(0);
1275   if (NeedNegativeMask) {
1276     MaskBytes.clear();
1277     S.resync();
1278     encodeULEB128(NegativeMask.getZExtValue(), S);
1279     S.flush();
1280     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1281       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1282   } else
1283     TableInfo.Table.push_back(0);
1284 }
1285
1286 // Emits table entries to decode the singleton.
1287 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1288                                             unsigned Opc) const {
1289   std::vector<unsigned> StartBits;
1290   std::vector<unsigned> EndBits;
1291   std::vector<uint64_t> FieldVals;
1292   insn_t Insn;
1293   insnWithID(Insn, Opc);
1294
1295   // Look for islands of undecoded bits of the singleton.
1296   getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn);
1297
1298   unsigned Size = StartBits.size();
1299
1300   // Emit the predicate table entry if one is needed.
1301   emitPredicateTableEntry(TableInfo, Opc);
1302
1303   // Check any additional encoding fields needed.
1304   for (unsigned I = Size; I != 0; --I) {
1305     unsigned NumBits = EndBits[I-1] - StartBits[I-1] + 1;
1306     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckField);
1307     TableInfo.Table.push_back(StartBits[I-1]);
1308     TableInfo.Table.push_back(NumBits);
1309     uint8_t Buffer[8], *p;
1310     encodeULEB128(FieldVals[I-1], Buffer);
1311     for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1312       TableInfo.Table.push_back(*p);
1313     TableInfo.Table.push_back(*p);
1314     // Push location for NumToSkip backpatching.
1315     TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1316     // The fixup is always 16-bits, so go ahead and allocate the space
1317     // in the table so all our relative position calculations work OK even
1318     // before we fully resolve the real value here.
1319     TableInfo.Table.push_back(0);
1320     TableInfo.Table.push_back(0);
1321   }
1322
1323   // Check for soft failure of the match.
1324   emitSoftFailTableEntry(TableInfo, Opc);
1325
1326   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Decode);
1327   uint8_t Buffer[8], *p;
1328   encodeULEB128(Opc, Buffer);
1329   for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1330     TableInfo.Table.push_back(*p);
1331   TableInfo.Table.push_back(*p);
1332
1333   unsigned DIdx = getDecoderIndex(TableInfo.Decoders, Opc);
1334   SmallString<16> Bytes;
1335   raw_svector_ostream S(Bytes);
1336   encodeULEB128(DIdx, S);
1337   S.flush();
1338
1339   // Decoder index
1340   for (unsigned i = 0, e = Bytes.size(); i != e; ++i)
1341     TableInfo.Table.push_back(Bytes[i]);
1342 }
1343
1344 // Emits table entries to decode the singleton, and then to decode the rest.
1345 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1346                                             const Filter &Best) const {
1347   unsigned Opc = Best.getSingletonOpc();
1348
1349   // complex singletons need predicate checks from the first singleton
1350   // to refer forward to the variable filterchooser that follows.
1351   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
1352
1353   emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opc);
1354
1355   resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
1356                      TableInfo.Table.size());
1357   TableInfo.FixupStack.pop_back();
1358
1359   Best.getVariableFC().emitTableEntries(TableInfo);
1360 }
1361
1362
1363 // Assign a single filter and run with it.  Top level API client can initialize
1364 // with a single filter to start the filtering process.
1365 void FilterChooser::runSingleFilter(unsigned startBit, unsigned numBit,
1366                                     bool mixed) {
1367   Filters.clear();
1368   Filters.push_back(Filter(*this, startBit, numBit, true));
1369   BestIndex = 0; // Sole Filter instance to choose from.
1370   bestFilter().recurse();
1371 }
1372
1373 // reportRegion is a helper function for filterProcessor to mark a region as
1374 // eligible for use as a filter region.
1375 void FilterChooser::reportRegion(bitAttr_t RA, unsigned StartBit,
1376                                  unsigned BitIndex, bool AllowMixed) {
1377   if (RA == ATTR_MIXED && AllowMixed)
1378     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, true));
1379   else if (RA == ATTR_ALL_SET && !AllowMixed)
1380     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, false));
1381 }
1382
1383 // FilterProcessor scans the well-known encoding bits of the instructions and
1384 // builds up a list of candidate filters.  It chooses the best filter and
1385 // recursively descends down the decoding tree.
1386 bool FilterChooser::filterProcessor(bool AllowMixed, bool Greedy) {
1387   Filters.clear();
1388   BestIndex = -1;
1389   unsigned numInstructions = Opcodes.size();
1390
1391   assert(numInstructions && "Filter created with no instructions");
1392
1393   // No further filtering is necessary.
1394   if (numInstructions == 1)
1395     return true;
1396
1397   // Heuristics.  See also doFilter()'s "Heuristics" comment when num of
1398   // instructions is 3.
1399   if (AllowMixed && !Greedy) {
1400     assert(numInstructions == 3);
1401
1402     for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1403       std::vector<unsigned> StartBits;
1404       std::vector<unsigned> EndBits;
1405       std::vector<uint64_t> FieldVals;
1406       insn_t Insn;
1407
1408       insnWithID(Insn, Opcodes[i]);
1409
1410       // Look for islands of undecoded bits of any instruction.
1411       if (getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn) > 0) {
1412         // Found an instruction with island(s).  Now just assign a filter.
1413         runSingleFilter(StartBits[0], EndBits[0] - StartBits[0] + 1, true);
1414         return true;
1415       }
1416     }
1417   }
1418
1419   unsigned BitIndex;
1420
1421   // We maintain BIT_WIDTH copies of the bitAttrs automaton.
1422   // The automaton consumes the corresponding bit from each
1423   // instruction.
1424   //
1425   //   Input symbols: 0, 1, and _ (unset).
1426   //   States:        NONE, FILTERED, ALL_SET, ALL_UNSET, and MIXED.
1427   //   Initial state: NONE.
1428   //
1429   // (NONE) ------- [01] -> (ALL_SET)
1430   // (NONE) ------- _ ----> (ALL_UNSET)
1431   // (ALL_SET) ---- [01] -> (ALL_SET)
1432   // (ALL_SET) ---- _ ----> (MIXED)
1433   // (ALL_UNSET) -- [01] -> (MIXED)
1434   // (ALL_UNSET) -- _ ----> (ALL_UNSET)
1435   // (MIXED) ------ . ----> (MIXED)
1436   // (FILTERED)---- . ----> (FILTERED)
1437
1438   std::vector<bitAttr_t> bitAttrs;
1439
1440   // FILTERED bit positions provide no entropy and are not worthy of pursuing.
1441   // Filter::recurse() set either BIT_TRUE or BIT_FALSE for each position.
1442   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex)
1443     if (FilterBitValues[BitIndex] == BIT_TRUE ||
1444         FilterBitValues[BitIndex] == BIT_FALSE)
1445       bitAttrs.push_back(ATTR_FILTERED);
1446     else
1447       bitAttrs.push_back(ATTR_NONE);
1448
1449   for (unsigned InsnIndex = 0; InsnIndex < numInstructions; ++InsnIndex) {
1450     insn_t insn;
1451
1452     insnWithID(insn, Opcodes[InsnIndex]);
1453
1454     for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1455       switch (bitAttrs[BitIndex]) {
1456       case ATTR_NONE:
1457         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1458           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_UNSET;
1459         else
1460           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_SET;
1461         break;
1462       case ATTR_ALL_SET:
1463         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1464           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1465         break;
1466       case ATTR_ALL_UNSET:
1467         if (insn[BitIndex] != BIT_UNSET)
1468           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1469         break;
1470       case ATTR_MIXED:
1471       case ATTR_FILTERED:
1472         break;
1473       }
1474     }
1475   }
1476
1477   // The regionAttr automaton consumes the bitAttrs automatons' state,
1478   // lowest-to-highest.
1479   //
1480   //   Input symbols: F(iltered), (all_)S(et), (all_)U(nset), M(ixed)
1481   //   States:        NONE, ALL_SET, MIXED
1482   //   Initial state: NONE
1483   //
1484   // (NONE) ----- F --> (NONE)
1485   // (NONE) ----- S --> (ALL_SET)     ; and set region start
1486   // (NONE) ----- U --> (NONE)
1487   // (NONE) ----- M --> (MIXED)       ; and set region start
1488   // (ALL_SET) -- F --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1489   // (ALL_SET) -- S --> (ALL_SET)
1490   // (ALL_SET) -- U --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1491   // (ALL_SET) -- M --> (MIXED)       ; and report an ALL_SET region
1492   // (MIXED) ---- F --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1493   // (MIXED) ---- S --> (ALL_SET)     ; and report a MIXED region
1494   // (MIXED) ---- U --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1495   // (MIXED) ---- M --> (MIXED)
1496
1497   bitAttr_t RA = ATTR_NONE;
1498   unsigned StartBit = 0;
1499
1500   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1501     bitAttr_t bitAttr = bitAttrs[BitIndex];
1502
1503     assert(bitAttr != ATTR_NONE && "Bit without attributes");
1504
1505     switch (RA) {
1506     case ATTR_NONE:
1507       switch (bitAttr) {
1508       case ATTR_FILTERED:
1509         break;
1510       case ATTR_ALL_SET:
1511         StartBit = BitIndex;
1512         RA = ATTR_ALL_SET;
1513         break;
1514       case ATTR_ALL_UNSET:
1515         break;
1516       case ATTR_MIXED:
1517         StartBit = BitIndex;
1518         RA = ATTR_MIXED;
1519         break;
1520       default:
1521         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1522       }
1523       break;
1524     case ATTR_ALL_SET:
1525       switch (bitAttr) {
1526       case ATTR_FILTERED:
1527         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1528         RA = ATTR_NONE;
1529         break;
1530       case ATTR_ALL_SET:
1531         break;
1532       case ATTR_ALL_UNSET:
1533         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1534         RA = ATTR_NONE;
1535         break;
1536       case ATTR_MIXED:
1537         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1538         StartBit = BitIndex;
1539         RA = ATTR_MIXED;
1540         break;
1541       default:
1542         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1543       }
1544       break;
1545     case ATTR_MIXED:
1546       switch (bitAttr) {
1547       case ATTR_FILTERED:
1548         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1549         StartBit = BitIndex;
1550         RA = ATTR_NONE;
1551         break;
1552       case ATTR_ALL_SET:
1553         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1554         StartBit = BitIndex;
1555         RA = ATTR_ALL_SET;
1556         break;
1557       case ATTR_ALL_UNSET:
1558         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1559         RA = ATTR_NONE;
1560         break;
1561       case ATTR_MIXED:
1562         break;
1563       default:
1564         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1565       }
1566       break;
1567     case ATTR_ALL_UNSET:
1568       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_UNSET state");
1569     case ATTR_FILTERED:
1570       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_FILTERED state");
1571     }
1572   }
1573
1574   // At the end, if we're still in ALL_SET or MIXED states, report a region
1575   switch (RA) {
1576   case ATTR_NONE:
1577     break;
1578   case ATTR_FILTERED:
1579     break;
1580   case ATTR_ALL_SET:
1581     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1582     break;
1583   case ATTR_ALL_UNSET:
1584     break;
1585   case ATTR_MIXED:
1586     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1587     break;
1588   }
1589
1590   // We have finished with the filter processings.  Now it's time to choose
1591   // the best performing filter.
1592   BestIndex = 0;
1593   bool AllUseless = true;
1594   unsigned BestScore = 0;
1595
1596   for (unsigned i = 0, e = Filters.size(); i != e; ++i) {
1597     unsigned Usefulness = Filters[i].usefulness();
1598
1599     if (Usefulness)
1600       AllUseless = false;
1601
1602     if (Usefulness > BestScore) {
1603       BestIndex = i;
1604       BestScore = Usefulness;
1605     }
1606   }
1607
1608   if (!AllUseless)
1609     bestFilter().recurse();
1610
1611   return !AllUseless;
1612 } // end of FilterChooser::filterProcessor(bool)
1613
1614 // Decides on the best configuration of filter(s) to use in order to decode
1615 // the instructions.  A conflict of instructions may occur, in which case we
1616 // dump the conflict set to the standard error.
1617 void FilterChooser::doFilter() {
1618   unsigned Num = Opcodes.size();
1619   assert(Num && "FilterChooser created with no instructions");
1620
1621   // Try regions of consecutive known bit values first.
1622   if (filterProcessor(false))
1623     return;
1624
1625   // Then regions of mixed bits (both known and unitialized bit values allowed).
1626   if (filterProcessor(true))
1627     return;
1628
1629   // Heuristics to cope with conflict set {t2CMPrs, t2SUBSrr, t2SUBSrs} where
1630   // no single instruction for the maximum ATTR_MIXED region Inst{14-4} has a
1631   // well-known encoding pattern.  In such case, we backtrack and scan for the
1632   // the very first consecutive ATTR_ALL_SET region and assign a filter to it.
1633   if (Num == 3 && filterProcessor(true, false))
1634     return;
1635
1636   // If we come to here, the instruction decoding has failed.
1637   // Set the BestIndex to -1 to indicate so.
1638   BestIndex = -1;
1639 }
1640
1641 // emitTableEntries - Emit state machine entries to decode our share of
1642 // instructions.
1643 void FilterChooser::emitTableEntries(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
1644   if (Opcodes.size() == 1) {
1645     // There is only one instruction in the set, which is great!
1646     // Call emitSingletonDecoder() to see whether there are any remaining
1647     // encodings bits.
1648     emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opcodes[0]);
1649     return;
1650   }
1651
1652   // Choose the best filter to do the decodings!
1653   if (BestIndex != -1) {
1654     const Filter &Best = Filters[BestIndex];
1655     if (Best.getNumFiltered() == 1)
1656       emitSingletonTableEntry(TableInfo, Best);
1657     else
1658       Best.emitTableEntry(TableInfo);
1659     return;
1660   }
1661
1662   // We don't know how to decode these instructions!  Dump the
1663   // conflict set and bail.
1664
1665   // Print out useful conflict information for postmortem analysis.
1666   errs() << "Decoding Conflict:\n";
1667
1668   dumpStack(errs(), "\t\t");
1669
1670   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1671     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
1672
1673     errs() << '\t' << Name << " ";
1674     dumpBits(errs(),
1675              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
1676     errs() << '\n';
1677   }
1678 }
1679
1680 static bool populateInstruction(CodeGenTarget &Target,
1681                        const CodeGenInstruction &CGI, unsigned Opc,
1682                        std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Operands){
1683   const Record &Def = *CGI.TheDef;
1684   // If all the bit positions are not specified; do not decode this instruction.
1685   // We are bound to fail!  For proper disassembly, the well-known encoding bits
1686   // of the instruction must be fully specified.
1687
1688   BitsInit &Bits = getBitsField(Def, "Inst");
1689   if (Bits.allInComplete()) return false;
1690
1691   std::vector<OperandInfo> InsnOperands;
1692
1693   // If the instruction has specified a custom decoding hook, use that instead
1694   // of trying to auto-generate the decoder.
1695   std::string InstDecoder = Def.getValueAsString("DecoderMethod");
1696   if (InstDecoder != "") {
1697     InsnOperands.push_back(OperandInfo(InstDecoder));
1698     Operands[Opc] = InsnOperands;
1699     return true;
1700   }
1701
1702   // Generate a description of the operand of the instruction that we know
1703   // how to decode automatically.
1704   // FIXME: We'll need to have a way to manually override this as needed.
1705
1706   // Gather the outputs/inputs of the instruction, so we can find their
1707   // positions in the encoding.  This assumes for now that they appear in the
1708   // MCInst in the order that they're listed.
1709   std::vector<std::pair<Init*, std::string> > InOutOperands;
1710   DagInit *Out  = Def.getValueAsDag("OutOperandList");
1711   DagInit *In  = Def.getValueAsDag("InOperandList");
1712   for (unsigned i = 0; i < Out->getNumArgs(); ++i)
1713     InOutOperands.push_back(std::make_pair(Out->getArg(i), Out->getArgName(i)));
1714   for (unsigned i = 0; i < In->getNumArgs(); ++i)
1715     InOutOperands.push_back(std::make_pair(In->getArg(i), In->getArgName(i)));
1716
1717   // Search for tied operands, so that we can correctly instantiate
1718   // operands that are not explicitly represented in the encoding.
1719   std::map<std::string, std::string> TiedNames;
1720   for (unsigned i = 0; i < CGI.Operands.size(); ++i) {
1721     int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1722     if (tiedTo != -1) {
1723       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1724         CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1725       TiedNames[InOutOperands[i].second] = InOutOperands[SO.first].second;
1726       TiedNames[InOutOperands[SO.first].second] = InOutOperands[i].second;
1727     }
1728   }
1729
1730   std::map<std::string, std::vector<OperandInfo> > NumberedInsnOperands;
1731   std::set<std::string> NumberedInsnOperandsNoTie;
1732   if (Target.getInstructionSet()->
1733         getValueAsBit("decodePositionallyEncodedOperands")) {
1734     const std::vector<RecordVal> &Vals = Def.getValues();
1735     unsigned NumberedOp = 0;
1736
1737     std::set<unsigned> NamedOpIndices;
1738     if (Target.getInstructionSet()->
1739          getValueAsBit("noNamedPositionallyEncodedOperands"))
1740       // Collect the set of operand indices that might correspond to named
1741       // operand, and skip these when assigning operands based on position.
1742       for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1743         unsigned OpIdx;
1744         if (!CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1745           continue;
1746
1747         NamedOpIndices.insert(OpIdx);
1748       }
1749
1750     for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1751       // Ignore fixed fields in the record, we're looking for values like:
1752       //    bits<5> RST = { ?, ?, ?, ?, ? };
1753       if (Vals[i].getPrefix() || Vals[i].getValue()->isComplete())
1754         continue;
1755
1756       // Determine if Vals[i] actually contributes to the Inst encoding.
1757       unsigned bi = 0;
1758       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1759         VarInit *Var = nullptr;
1760         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1761         if (BI)
1762           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1763         else
1764           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1765
1766         if (Var && Var->getName() == Vals[i].getName())
1767           break;
1768       }
1769
1770       if (bi == Bits.getNumBits())
1771         continue;
1772
1773       // Skip variables that correspond to explicitly-named operands.
1774       unsigned OpIdx;
1775       if (CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1776         continue;
1777
1778       // Get the bit range for this operand:
1779       unsigned bitStart = bi++, bitWidth = 1;
1780       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1781         VarInit *Var = nullptr;
1782         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1783         if (BI)
1784           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1785         else
1786           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1787
1788         if (!Var)
1789           break;
1790
1791         if (Var->getName() != Vals[i].getName())
1792           break;
1793
1794         ++bitWidth;
1795       }
1796
1797       unsigned NumberOps = CGI.Operands.size();
1798       while (NumberedOp < NumberOps &&
1799              (CGI.Operands.isFlatOperandNotEmitted(NumberedOp) ||
1800               (NamedOpIndices.size() && NamedOpIndices.count(
1801                 CGI.Operands.getSubOperandNumber(NumberedOp).first))))
1802         ++NumberedOp;
1803
1804       OpIdx = NumberedOp++;
1805
1806       // OpIdx now holds the ordered operand number of Vals[i].
1807       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1808         CGI.Operands.getSubOperandNumber(OpIdx);
1809       const std::string &Name = CGI.Operands[SO.first].Name;
1810
1811       DEBUG(dbgs() << "Numbered operand mapping for " << Def.getName() << ": " <<
1812                       Name << "(" << SO.first << ", " << SO.second << ") => " <<
1813                       Vals[i].getName() << "\n");
1814
1815       std::string Decoder = "";
1816       Record *TypeRecord = CGI.Operands[SO.first].Rec;
1817
1818       RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1819       StringInit *String = DecoderString ?
1820         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1821       if (String && String->getValue() != "")
1822         Decoder = String->getValue();
1823
1824       if (Decoder == "" &&
1825           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1826           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs()) {
1827         Init *Arg = CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->
1828                       getArg(SO.second);
1829         if (TypedInit *TI = cast<TypedInit>(Arg)) {
1830           RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1831           TypeRecord = Type->getRecord();
1832         }
1833       }
1834
1835       bool isReg = false;
1836       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1837         TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1838       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1839         Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1840         isReg = true;
1841       } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1842         Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1843                   utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1844         isReg = true;
1845       }
1846
1847       DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1848       String = DecoderString ?
1849         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1850       if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1851         Decoder = String->getValue();
1852
1853       OperandInfo OpInfo(Decoder);
1854       OpInfo.addField(bitStart, bitWidth, 0);
1855
1856       NumberedInsnOperands[Name].push_back(OpInfo);
1857
1858       // FIXME: For complex operands with custom decoders we can't handle tied
1859       // sub-operands automatically. Skip those here and assume that this is
1860       // fixed up elsewhere.
1861       if (CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1862           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs() > 1 &&
1863           String && String->getValue() != "")
1864         NumberedInsnOperandsNoTie.insert(Name);
1865     }
1866   }
1867
1868   // For each operand, see if we can figure out where it is encoded.
1869   for (std::vector<std::pair<Init*, std::string> >::const_iterator
1870        NI = InOutOperands.begin(), NE = InOutOperands.end(); NI != NE; ++NI) {
1871     if (!NumberedInsnOperands[NI->second].empty()) {
1872       InsnOperands.insert(InsnOperands.end(),
1873                           NumberedInsnOperands[NI->second].begin(),
1874                           NumberedInsnOperands[NI->second].end());
1875       continue;
1876     } else if (!NumberedInsnOperands[TiedNames[NI->second]].empty()) {
1877       if (!NumberedInsnOperandsNoTie.count(TiedNames[NI->second])) {
1878         // Figure out to which (sub)operand we're tied.
1879         unsigned i = CGI.Operands.getOperandNamed(TiedNames[NI->second]);
1880         int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1881         if (tiedTo == -1) {
1882           i = CGI.Operands.getOperandNamed(NI->second);
1883           tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1884         }
1885
1886         if (tiedTo != -1) {
1887           std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1888             CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1889
1890           InsnOperands.push_back(NumberedInsnOperands[TiedNames[NI->second]]
1891                                    [SO.second]);
1892         }
1893       }
1894       continue;
1895     }
1896
1897     std::string Decoder = "";
1898
1899     // At this point, we can locate the field, but we need to know how to
1900     // interpret it.  As a first step, require the target to provide callbacks
1901     // for decoding register classes.
1902     // FIXME: This need to be extended to handle instructions with custom
1903     // decoder methods, and operands with (simple) MIOperandInfo's.
1904     TypedInit *TI = cast<TypedInit>(NI->first);
1905     RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1906     Record *TypeRecord = Type->getRecord();
1907     bool isReg = false;
1908     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1909       TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1910     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1911       Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1912       isReg = true;
1913     } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1914       Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1915                 utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1916       isReg = true;
1917     }
1918
1919     RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1920     StringInit *String = DecoderString ?
1921       dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1922     if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1923       Decoder = String->getValue();
1924
1925     OperandInfo OpInfo(Decoder);
1926     unsigned Base = ~0U;
1927     unsigned Width = 0;
1928     unsigned Offset = 0;
1929
1930     for (unsigned bi = 0; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1931       VarInit *Var = nullptr;
1932       VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1933       if (BI)
1934         Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1935       else
1936         Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1937
1938       if (!Var) {
1939         if (Base != ~0U) {
1940           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1941           Base = ~0U;
1942           Width = 0;
1943           Offset = 0;
1944         }
1945         continue;
1946       }
1947
1948       if (Var->getName() != NI->second &&
1949           Var->getName() != TiedNames[NI->second]) {
1950         if (Base != ~0U) {
1951           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1952           Base = ~0U;
1953           Width = 0;
1954           Offset = 0;
1955         }
1956         continue;
1957       }
1958
1959       if (Base == ~0U) {
1960         Base = bi;
1961         Width = 1;
1962         Offset = BI ? BI->getBitNum() : 0;
1963       } else if (BI && BI->getBitNum() != Offset + Width) {
1964         OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1965         Base = bi;
1966         Width = 1;
1967         Offset = BI->getBitNum();
1968       } else {
1969         ++Width;
1970       }
1971     }
1972
1973     if (Base != ~0U)
1974       OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1975
1976     if (OpInfo.numFields() > 0)
1977       InsnOperands.push_back(OpInfo);
1978   }
1979
1980   Operands[Opc] = InsnOperands;
1981
1982
1983 #if 0
1984   DEBUG({
1985       // Dumps the instruction encoding bits.
1986       dumpBits(errs(), Bits);
1987
1988       errs() << '\n';
1989
1990       // Dumps the list of operand info.
1991       for (unsigned i = 0, e = CGI.Operands.size(); i != e; ++i) {
1992         const CGIOperandList::OperandInfo &Info = CGI.Operands[i];
1993         const std::string &OperandName = Info.Name;
1994         const Record &OperandDef = *Info.Rec;
1995
1996         errs() << "\t" << OperandName << " (" << OperandDef.getName() << ")\n";
1997       }
1998     });
1999 #endif
2000
2001   return true;
2002 }
2003
2004 // emitFieldFromInstruction - Emit the templated helper function
2005 // fieldFromInstruction().
2006 static void emitFieldFromInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
2007   OS << "// Helper function for extracting fields from encoded instructions.\n"
2008      << "template<typename InsnType>\n"
2009    << "static InsnType fieldFromInstruction(InsnType insn, unsigned startBit,\n"
2010      << "                                     unsigned numBits) {\n"
2011      << "    assert(startBit + numBits <= (sizeof(InsnType)*8) &&\n"
2012      << "           \"Instruction field out of bounds!\");\n"
2013      << "    InsnType fieldMask;\n"
2014      << "    if (numBits == sizeof(InsnType)*8)\n"
2015      << "      fieldMask = (InsnType)(-1LL);\n"
2016      << "    else\n"
2017      << "      fieldMask = (((InsnType)1 << numBits) - 1) << startBit;\n"
2018      << "    return (insn & fieldMask) >> startBit;\n"
2019      << "}\n\n";
2020 }
2021
2022 // emitDecodeInstruction - Emit the templated helper function
2023 // decodeInstruction().
2024 static void emitDecodeInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
2025   OS << "template<typename InsnType>\n"
2026      << "static DecodeStatus decodeInstruction(const uint8_t DecodeTable[], MCInst &MI,\n"
2027      << "                                      InsnType insn, uint64_t Address,\n"
2028      << "                                      const void *DisAsm,\n"
2029      << "                                      const MCSubtargetInfo &STI) {\n"
2030      << "  uint64_t Bits = STI.getFeatureBits();\n"
2031      << "\n"
2032      << "  const uint8_t *Ptr = DecodeTable;\n"
2033      << "  uint32_t CurFieldValue = 0;\n"
2034      << "  DecodeStatus S = MCDisassembler::Success;\n"
2035      << "  for (;;) {\n"
2036      << "    ptrdiff_t Loc = Ptr - DecodeTable;\n"
2037      << "    switch (*Ptr) {\n"
2038      << "    default:\n"
2039      << "      errs() << Loc << \": Unexpected decode table opcode!\\n\";\n"
2040      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2041      << "    case MCD::OPC_ExtractField: {\n"
2042      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2043      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2044      << "      ++Ptr;\n"
2045      << "      CurFieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2046      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_ExtractField(\" << Start << \", \"\n"
2047      << "                   << Len << \"): \" << CurFieldValue << \"\\n\");\n"
2048      << "      break;\n"
2049      << "    }\n"
2050      << "    case MCD::OPC_FilterValue: {\n"
2051      << "      // Decode the field value.\n"
2052      << "      unsigned Len;\n"
2053      << "      InsnType Val = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2054      << "      Ptr += Len;\n"
2055      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2056      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2057      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2058      << "\n"
2059      << "      // Perform the filter operation.\n"
2060      << "      if (Val != CurFieldValue)\n"
2061      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2062      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_FilterValue(\" << Val << \", \" << NumToSkip\n"
2063      << "                   << \"): \" << ((Val != CurFieldValue) ? \"FAIL:\" : \"PASS:\")\n"
2064      << "                   << \" continuing at \" << (Ptr - DecodeTable) << \"\\n\");\n"
2065      << "\n"
2066      << "      break;\n"
2067      << "    }\n"
2068      << "    case MCD::OPC_CheckField: {\n"
2069      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2070      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2071      << "      InsnType FieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2072      << "      // Decode the field value.\n"
2073      << "      uint32_t ExpectedValue = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2074      << "      Ptr += Len;\n"
2075      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2076      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2077      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2078      << "\n"
2079      << "      // If the actual and expected values don't match, skip.\n"
2080      << "      if (ExpectedValue != FieldValue)\n"
2081      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2082      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckField(\" << Start << \", \"\n"
2083      << "                   << Len << \", \" << ExpectedValue << \", \" << NumToSkip\n"
2084      << "                   << \"): FieldValue = \" << FieldValue << \", ExpectedValue = \"\n"
2085      << "                   << ExpectedValue << \": \"\n"
2086      << "                   << ((ExpectedValue == FieldValue) ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2087      << "      break;\n"
2088      << "    }\n"
2089      << "    case MCD::OPC_CheckPredicate: {\n"
2090      << "      unsigned Len;\n"
2091      << "      // Decode the Predicate Index value.\n"
2092      << "      unsigned PIdx = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2093      << "      Ptr += Len;\n"
2094      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2095      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2096      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2097      << "      // Check the predicate.\n"
2098      << "      bool Pred;\n"
2099      << "      if (!(Pred = checkDecoderPredicate(PIdx, Bits)))\n"
2100      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2101      << "      (void)Pred;\n"
2102      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckPredicate(\" << PIdx << \"): \"\n"
2103      << "            << (Pred ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2104      << "\n"
2105      << "      break;\n"
2106      << "    }\n"
2107      << "    case MCD::OPC_Decode: {\n"
2108      << "      unsigned Len;\n"
2109      << "      // Decode the Opcode value.\n"
2110      << "      unsigned Opc = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2111      << "      Ptr += Len;\n"
2112      << "      unsigned DecodeIdx = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2113      << "      Ptr += Len;\n"
2114      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Decode: opcode \" << Opc\n"
2115      << "                   << \", using decoder \" << DecodeIdx << \"\\n\" );\n"
2116      << "      DEBUG(dbgs() << \"----- DECODE SUCCESSFUL -----\\n\");\n"
2117      << "\n"
2118      << "      MI.setOpcode(Opc);\n"
2119      << "      return decodeToMCInst(S, DecodeIdx, insn, MI, Address, DisAsm);\n"
2120      << "    }\n"
2121      << "    case MCD::OPC_SoftFail: {\n"
2122      << "      // Decode the mask values.\n"
2123      << "      unsigned Len;\n"
2124      << "      InsnType PositiveMask = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2125      << "      Ptr += Len;\n"
2126      << "      InsnType NegativeMask = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2127      << "      Ptr += Len;\n"
2128      << "      bool Fail = (insn & PositiveMask) || (~insn & NegativeMask);\n"
2129      << "      if (Fail)\n"
2130      << "        S = MCDisassembler::SoftFail;\n"
2131      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_SoftFail: \" << (Fail ? \"FAIL\\n\":\"PASS\\n\"));\n"
2132      << "      break;\n"
2133      << "    }\n"
2134      << "    case MCD::OPC_Fail: {\n"
2135      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Fail\\n\");\n"
2136      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2137      << "    }\n"
2138      << "    }\n"
2139      << "  }\n"
2140      << "  llvm_unreachable(\"bogosity detected in disassembler state machine!\");\n"
2141      << "}\n\n";
2142 }
2143
2144 // Emits disassembler code for instruction decoding.
2145 void FixedLenDecoderEmitter::run(raw_ostream &o) {
2146   formatted_raw_ostream OS(o);
2147   OS << "#include \"llvm/MC/MCInst.h\"\n";
2148   OS << "#include \"llvm/Support/Debug.h\"\n";
2149   OS << "#include \"llvm/Support/DataTypes.h\"\n";
2150   OS << "#include \"llvm/Support/LEB128.h\"\n";
2151   OS << "#include \"llvm/Support/raw_ostream.h\"\n";
2152   OS << "#include <assert.h>\n";
2153   OS << '\n';
2154   OS << "namespace llvm {\n\n";
2155
2156   emitFieldFromInstruction(OS);
2157
2158   Target.reverseBitsForLittleEndianEncoding();
2159
2160   // Parameterize the decoders based on namespace and instruction width.
2161   NumberedInstructions = &Target.getInstructionsByEnumValue();
2162   std::map<std::pair<std::string, unsigned>,
2163            std::vector<unsigned> > OpcMap;
2164   std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > Operands;
2165
2166   for (unsigned i = 0; i < NumberedInstructions->size(); ++i) {
2167     const CodeGenInstruction *Inst = NumberedInstructions->at(i);
2168     const Record *Def = Inst->TheDef;
2169     unsigned Size = Def->getValueAsInt("Size");
2170     if (Def->getValueAsString("Namespace") == "TargetOpcode" ||
2171         Def->getValueAsBit("isPseudo") ||
2172         Def->getValueAsBit("isAsmParserOnly") ||
2173         Def->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
2174       continue;
2175
2176     std::string DecoderNamespace = Def->getValueAsString("DecoderNamespace");
2177
2178     if (Size) {
2179       if (populateInstruction(Target, *Inst, i, Operands)) {
2180         OpcMap[std::make_pair(DecoderNamespace, Size)].push_back(i);
2181       }
2182     }
2183   }
2184
2185   DecoderTableInfo TableInfo;
2186   for (std::map<std::pair<std::string, unsigned>,
2187                 std::vector<unsigned> >::const_iterator
2188        I = OpcMap.begin(), E = OpcMap.end(); I != E; ++I) {
2189     // Emit the decoder for this namespace+width combination.
2190     FilterChooser FC(*NumberedInstructions, I->second, Operands,
2191                      8*I->first.second, this);
2192
2193     // The decode table is cleared for each top level decoder function. The
2194     // predicates and decoders themselves, however, are shared across all
2195     // decoders to give more opportunities for uniqueing.
2196     TableInfo.Table.clear();
2197     TableInfo.FixupStack.clear();
2198     TableInfo.Table.reserve(16384);
2199     TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
2200     FC.emitTableEntries(TableInfo);
2201     // Any NumToSkip fixups in the top level scope can resolve to the
2202     // OPC_Fail at the end of the table.
2203     assert(TableInfo.FixupStack.size() == 1 && "fixup stack phasing error!");
2204     // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
2205     resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
2206                        TableInfo.Table.size());
2207     TableInfo.FixupStack.clear();
2208
2209     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Fail);
2210
2211     // Print the table to the output stream.
2212     emitTable(OS, TableInfo.Table, 0, FC.getBitWidth(), I->first.first);
2213     OS.flush();
2214   }
2215
2216   // Emit the predicate function.
2217   emitPredicateFunction(OS, TableInfo.Predicates, 0);
2218
2219   // Emit the decoder function.
2220   emitDecoderFunction(OS, TableInfo.Decoders, 0);
2221
2222   // Emit the main entry point for the decoder, decodeInstruction().
2223   emitDecodeInstruction(OS);
2224
2225   OS << "\n} // End llvm namespace\n";
2226 }
2227
2228 namespace llvm {
2229
2230 void EmitFixedLenDecoder(RecordKeeper &RK, raw_ostream &OS,
2231                          std::string PredicateNamespace,
2232                          std::string GPrefix,
2233                          std::string GPostfix,
2234                          std::string ROK,
2235                          std::string RFail,
2236                          std::string L) {
2237   FixedLenDecoderEmitter(RK, PredicateNamespace, GPrefix, GPostfix,
2238                          ROK, RFail, L).run(OS);
2239 }
2240
2241 } // End llvm namespace