Reverting r229831 due to multiple ARM/PPC/MIPS build-bot failures.
[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 &) = delete;
337   void operator=(const FilterChooser &) = delete;
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   // Starts by inheriting our parent filter chooser's filter bit values.
541   std::vector<bit_value_t> BitValueArray(Owner->FilterBitValues);
542
543   if (!VariableInstructions.empty()) {
544     // Conservatively marks each segment position as BIT_UNSET.
545     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex)
546       BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_UNSET;
547
548     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
549     // group of instructions whose segment values are variable.
550     FilterChooserMap.insert(
551         std::make_pair(-1U, llvm::make_unique<FilterChooser>(
552                                 Owner->AllInstructions, VariableInstructions,
553                                 Owner->Operands, BitValueArray, *Owner)));
554   }
555
556   // No need to recurse for a singleton filtered instruction.
557   // See also Filter::emit*().
558   if (getNumFiltered() == 1) {
559     //Owner->SingletonExists(LastOpcFiltered);
560     assert(FilterChooserMap.size() == 1);
561     return;
562   }
563
564   // Otherwise, create sub choosers.
565   for (const auto &Inst : FilteredInstructions) {
566
567     // Marks all the segment positions with either BIT_TRUE or BIT_FALSE.
568     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex) {
569       if (Inst.first & (1ULL << bitIndex))
570         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_TRUE;
571       else
572         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_FALSE;
573     }
574
575     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
576     // category of instructions.
577     FilterChooserMap.insert(std::make_pair(
578         Inst.first, llvm::make_unique<FilterChooser>(
579                                 Owner->AllInstructions, Inst.second,
580                                 Owner->Operands, BitValueArray, *Owner)));
581   }
582 }
583
584 static void resolveTableFixups(DecoderTable &Table, const FixupList &Fixups,
585                                uint32_t DestIdx) {
586   // Any NumToSkip fixups in the current scope can resolve to the
587   // current location.
588   for (FixupList::const_reverse_iterator I = Fixups.rbegin(),
589                                          E = Fixups.rend();
590        I != E; ++I) {
591     // Calculate the distance from the byte following the fixup entry byte
592     // to the destination. The Target is calculated from after the 16-bit
593     // NumToSkip entry itself, so subtract two  from the displacement here
594     // to account for that.
595     uint32_t FixupIdx = *I;
596     uint32_t Delta = DestIdx - FixupIdx - 2;
597     // Our NumToSkip entries are 16-bits. Make sure our table isn't too
598     // big.
599     assert(Delta < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
600     Table[FixupIdx] = (uint8_t)Delta;
601     Table[FixupIdx + 1] = (uint8_t)(Delta >> 8);
602   }
603 }
604
605 // Emit table entries to decode instructions given a segment or segments
606 // of bits.
607 void Filter::emitTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
608   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_ExtractField);
609   TableInfo.Table.push_back(StartBit);
610   TableInfo.Table.push_back(NumBits);
611
612   // A new filter entry begins a new scope for fixup resolution.
613   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
614
615   DecoderTable &Table = TableInfo.Table;
616
617   size_t PrevFilter = 0;
618   bool HasFallthrough = false;
619   for (auto &Filter : FilterChooserMap) {
620     // Field value -1 implies a non-empty set of variable instructions.
621     // See also recurse().
622     if (Filter.first == (unsigned)-1) {
623       HasFallthrough = true;
624
625       // Each scope should always have at least one filter value to check
626       // for.
627       assert(PrevFilter != 0 && "empty filter set!");
628       FixupList &CurScope = TableInfo.FixupStack.back();
629       // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
630       resolveTableFixups(Table, CurScope, Table.size());
631       CurScope.clear();
632       PrevFilter = 0;  // Don't re-process the filter's fallthrough.
633     } else {
634       Table.push_back(MCD::OPC_FilterValue);
635       // Encode and emit the value to filter against.
636       uint8_t Buffer[8];
637       unsigned Len = encodeULEB128(Filter.first, Buffer);
638       Table.insert(Table.end(), Buffer, Buffer + Len);
639       // Reserve space for the NumToSkip entry. We'll backpatch the value
640       // later.
641       PrevFilter = Table.size();
642       Table.push_back(0);
643       Table.push_back(0);
644     }
645
646     // We arrive at a category of instructions with the same segment value.
647     // Now delegate to the sub filter chooser for further decodings.
648     // The case may fallthrough, which happens if the remaining well-known
649     // encoding bits do not match exactly.
650     Filter.second->emitTableEntries(TableInfo);
651
652     // Now that we've emitted the body of the handler, update the NumToSkip
653     // of the filter itself to be able to skip forward when false. Subtract
654     // two as to account for the width of the NumToSkip field itself.
655     if (PrevFilter) {
656       uint32_t NumToSkip = Table.size() - PrevFilter - 2;
657       assert(NumToSkip < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
658       Table[PrevFilter] = (uint8_t)NumToSkip;
659       Table[PrevFilter + 1] = (uint8_t)(NumToSkip >> 8);
660     }
661   }
662
663   // Any remaining unresolved fixups bubble up to the parent fixup scope.
664   assert(TableInfo.FixupStack.size() > 1 && "fixup stack underflow!");
665   FixupScopeList::iterator Source = TableInfo.FixupStack.end() - 1;
666   FixupScopeList::iterator Dest = Source - 1;
667   Dest->insert(Dest->end(), Source->begin(), Source->end());
668   TableInfo.FixupStack.pop_back();
669
670   // If there is no fallthrough, then the final filter should get fixed
671   // up according to the enclosing scope rather than the current position.
672   if (!HasFallthrough)
673     TableInfo.FixupStack.back().push_back(PrevFilter);
674 }
675
676 // Returns the number of fanout produced by the filter.  More fanout implies
677 // the filter distinguishes more categories of instructions.
678 unsigned Filter::usefulness() const {
679   if (!VariableInstructions.empty())
680     return FilteredInstructions.size();
681   else
682     return FilteredInstructions.size() + 1;
683 }
684
685 //////////////////////////////////
686 //                              //
687 // Filterchooser Implementation //
688 //                              //
689 //////////////////////////////////
690
691 // Emit the decoder state machine table.
692 void FixedLenDecoderEmitter::emitTable(formatted_raw_ostream &OS,
693                                        DecoderTable &Table,
694                                        unsigned Indentation,
695                                        unsigned BitWidth,
696                                        StringRef Namespace) const {
697   OS.indent(Indentation) << "static const uint8_t DecoderTable" << Namespace
698     << BitWidth << "[] = {\n";
699
700   Indentation += 2;
701
702   // FIXME: We may be able to use the NumToSkip values to recover
703   // appropriate indentation levels.
704   DecoderTable::const_iterator I = Table.begin();
705   DecoderTable::const_iterator E = Table.end();
706   while (I != E) {
707     assert (I < E && "incomplete decode table entry!");
708
709     uint64_t Pos = I - Table.begin();
710     OS << "/* " << Pos << " */";
711     OS.PadToColumn(12);
712
713     switch (*I) {
714     default:
715       PrintFatalError("invalid decode table opcode");
716     case MCD::OPC_ExtractField: {
717       ++I;
718       unsigned Start = *I++;
719       unsigned Len = *I++;
720       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_ExtractField, " << Start << ", "
721         << Len << ",  // Inst{";
722       if (Len > 1)
723         OS << (Start + Len - 1) << "-";
724       OS << Start << "} ...\n";
725       break;
726     }
727     case MCD::OPC_FilterValue: {
728       ++I;
729       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_FilterValue, ";
730       // The filter value is ULEB128 encoded.
731       while (*I >= 128)
732         OS << utostr(*I++) << ", ";
733       OS << utostr(*I++) << ", ";
734
735       // 16-bit numtoskip value.
736       uint8_t Byte = *I++;
737       uint32_t NumToSkip = Byte;
738       OS << utostr(Byte) << ", ";
739       Byte = *I++;
740       OS << utostr(Byte) << ", ";
741       NumToSkip |= Byte << 8;
742       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
743       break;
744     }
745     case MCD::OPC_CheckField: {
746       ++I;
747       unsigned Start = *I++;
748       unsigned Len = *I++;
749       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckField, " << Start << ", "
750         << Len << ", ";// << Val << ", " << NumToSkip << ",\n";
751       // ULEB128 encoded field value.
752       for (; *I >= 128; ++I)
753         OS << utostr(*I) << ", ";
754       OS << utostr(*I++) << ", ";
755       // 16-bit numtoskip value.
756       uint8_t Byte = *I++;
757       uint32_t NumToSkip = Byte;
758       OS << utostr(Byte) << ", ";
759       Byte = *I++;
760       OS << utostr(Byte) << ", ";
761       NumToSkip |= Byte << 8;
762       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
763       break;
764     }
765     case MCD::OPC_CheckPredicate: {
766       ++I;
767       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckPredicate, ";
768       for (; *I >= 128; ++I)
769         OS << utostr(*I) << ", ";
770       OS << utostr(*I++) << ", ";
771
772       // 16-bit numtoskip value.
773       uint8_t Byte = *I++;
774       uint32_t NumToSkip = Byte;
775       OS << utostr(Byte) << ", ";
776       Byte = *I++;
777       OS << utostr(Byte) << ", ";
778       NumToSkip |= Byte << 8;
779       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
780       break;
781     }
782     case MCD::OPC_Decode: {
783       ++I;
784       // Extract the ULEB128 encoded Opcode to a buffer.
785       uint8_t Buffer[8], *p = Buffer;
786       while ((*p++ = *I++) >= 128)
787         assert((p - Buffer) <= (ptrdiff_t)sizeof(Buffer)
788                && "ULEB128 value too large!");
789       // Decode the Opcode value.
790       unsigned Opc = decodeULEB128(Buffer);
791       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Decode, ";
792       for (p = Buffer; *p >= 128; ++p)
793         OS << utostr(*p) << ", ";
794       OS << utostr(*p) << ", ";
795
796       // Decoder index.
797       for (; *I >= 128; ++I)
798         OS << utostr(*I) << ", ";
799       OS << utostr(*I++) << ", ";
800
801       OS << "// Opcode: "
802          << NumberedInstructions->at(Opc)->TheDef->getName() << "\n";
803       break;
804     }
805     case MCD::OPC_SoftFail: {
806       ++I;
807       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_SoftFail";
808       // Positive mask
809       uint64_t Value = 0;
810       unsigned Shift = 0;
811       do {
812         OS << ", " << utostr(*I);
813         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
814         Shift += 7;
815       } while (*I++ >= 128);
816       if (Value > 127)
817         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
818       // Negative mask
819       Value = 0;
820       Shift = 0;
821       do {
822         OS << ", " << utostr(*I);
823         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
824         Shift += 7;
825       } while (*I++ >= 128);
826       if (Value > 127)
827         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
828       OS << ",\n";
829       break;
830     }
831     case MCD::OPC_Fail: {
832       ++I;
833       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Fail,\n";
834       break;
835     }
836     }
837   }
838   OS.indent(Indentation) << "0\n";
839
840   Indentation -= 2;
841
842   OS.indent(Indentation) << "};\n\n";
843 }
844
845 void FixedLenDecoderEmitter::
846 emitPredicateFunction(formatted_raw_ostream &OS, PredicateSet &Predicates,
847                       unsigned Indentation) const {
848   // The predicate function is just a big switch statement based on the
849   // input predicate index.
850   OS.indent(Indentation) << "static bool checkDecoderPredicate(unsigned Idx, "
851     << "uint64_t Bits) {\n";
852   Indentation += 2;
853   if (!Predicates.empty()) {
854     OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
855     OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
856     unsigned Index = 0;
857     for (const auto &Predicate : Predicates) {
858       OS.indent(Indentation) << "case " << Index++ << ":\n";
859       OS.indent(Indentation+2) << "return (" << Predicate << ");\n";
860     }
861     OS.indent(Indentation) << "}\n";
862   } else {
863     // No case statement to emit
864     OS.indent(Indentation) << "llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
865   }
866   Indentation -= 2;
867   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
868 }
869
870 void FixedLenDecoderEmitter::
871 emitDecoderFunction(formatted_raw_ostream &OS, DecoderSet &Decoders,
872                     unsigned Indentation) const {
873   // The decoder function is just a big switch statement based on the
874   // input decoder index.
875   OS.indent(Indentation) << "template<typename InsnType>\n";
876   OS.indent(Indentation) << "static DecodeStatus decodeToMCInst(DecodeStatus S,"
877     << " unsigned Idx, InsnType insn, MCInst &MI,\n";
878   OS.indent(Indentation) << "                                   uint64_t "
879     << "Address, const void *Decoder) {\n";
880   Indentation += 2;
881   OS.indent(Indentation) << "InsnType tmp;\n";
882   OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
883   OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
884   unsigned Index = 0;
885   for (const auto &Decoder : Decoders) {
886     OS.indent(Indentation) << "case " << Index++ << ":\n";
887     OS << Decoder;
888     OS.indent(Indentation+2) << "return S;\n";
889   }
890   OS.indent(Indentation) << "}\n";
891   Indentation -= 2;
892   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
893 }
894
895 // Populates the field of the insn given the start position and the number of
896 // consecutive bits to scan for.
897 //
898 // Returns false if and on the first uninitialized bit value encountered.
899 // Returns true, otherwise.
900 bool FilterChooser::fieldFromInsn(uint64_t &Field, insn_t &Insn,
901                                   unsigned StartBit, unsigned NumBits) const {
902   Field = 0;
903
904   for (unsigned i = 0; i < NumBits; ++i) {
905     if (Insn[StartBit + i] == BIT_UNSET)
906       return false;
907
908     if (Insn[StartBit + i] == BIT_TRUE)
909       Field = Field | (1ULL << i);
910   }
911
912   return true;
913 }
914
915 /// dumpFilterArray - dumpFilterArray prints out debugging info for the given
916 /// filter array as a series of chars.
917 void FilterChooser::dumpFilterArray(raw_ostream &o,
918                                  const std::vector<bit_value_t> &filter) const {
919   for (unsigned bitIndex = BitWidth; bitIndex > 0; bitIndex--) {
920     switch (filter[bitIndex - 1]) {
921     case BIT_UNFILTERED:
922       o << ".";
923       break;
924     case BIT_UNSET:
925       o << "_";
926       break;
927     case BIT_TRUE:
928       o << "1";
929       break;
930     case BIT_FALSE:
931       o << "0";
932       break;
933     }
934   }
935 }
936
937 /// dumpStack - dumpStack traverses the filter chooser chain and calls
938 /// dumpFilterArray on each filter chooser up to the top level one.
939 void FilterChooser::dumpStack(raw_ostream &o, const char *prefix) const {
940   const FilterChooser *current = this;
941
942   while (current) {
943     o << prefix;
944     dumpFilterArray(o, current->FilterBitValues);
945     o << '\n';
946     current = current->Parent;
947   }
948 }
949
950 // Called from Filter::recurse() when singleton exists.  For debug purpose.
951 void FilterChooser::SingletonExists(unsigned Opc) const {
952   insn_t Insn0;
953   insnWithID(Insn0, Opc);
954
955   errs() << "Singleton exists: " << nameWithID(Opc)
956          << " with its decoding dominating ";
957   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
958     if (Opcodes[i] == Opc) continue;
959     errs() << nameWithID(Opcodes[i]) << ' ';
960   }
961   errs() << '\n';
962
963   dumpStack(errs(), "\t\t");
964   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
965     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
966
967     errs() << '\t' << Name << " ";
968     dumpBits(errs(),
969              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
970     errs() << '\n';
971   }
972 }
973
974 // Calculates the island(s) needed to decode the instruction.
975 // This returns a list of undecoded bits of an instructions, for example,
976 // Inst{20} = 1 && Inst{3-0} == 0b1111 represents two islands of yet-to-be
977 // decoded bits in order to verify that the instruction matches the Opcode.
978 unsigned FilterChooser::getIslands(std::vector<unsigned> &StartBits,
979                                    std::vector<unsigned> &EndBits,
980                                    std::vector<uint64_t> &FieldVals,
981                                    const insn_t &Insn) const {
982   unsigned Num, BitNo;
983   Num = BitNo = 0;
984
985   uint64_t FieldVal = 0;
986
987   // 0: Init
988   // 1: Water (the bit value does not affect decoding)
989   // 2: Island (well-known bit value needed for decoding)
990   int State = 0;
991   int Val = -1;
992
993   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
994     Val = Value(Insn[i]);
995     bool Filtered = PositionFiltered(i);
996     switch (State) {
997     default: llvm_unreachable("Unreachable code!");
998     case 0:
999     case 1:
1000       if (Filtered || Val == -1)
1001         State = 1; // Still in Water
1002       else {
1003         State = 2; // Into the Island
1004         BitNo = 0;
1005         StartBits.push_back(i);
1006         FieldVal = Val;
1007       }
1008       break;
1009     case 2:
1010       if (Filtered || Val == -1) {
1011         State = 1; // Into the Water
1012         EndBits.push_back(i - 1);
1013         FieldVals.push_back(FieldVal);
1014         ++Num;
1015       } else {
1016         State = 2; // Still in Island
1017         ++BitNo;
1018         FieldVal = FieldVal | Val << BitNo;
1019       }
1020       break;
1021     }
1022   }
1023   // If we are still in Island after the loop, do some housekeeping.
1024   if (State == 2) {
1025     EndBits.push_back(BitWidth - 1);
1026     FieldVals.push_back(FieldVal);
1027     ++Num;
1028   }
1029
1030   assert(StartBits.size() == Num && EndBits.size() == Num &&
1031          FieldVals.size() == Num);
1032   return Num;
1033 }
1034
1035 void FilterChooser::emitBinaryParser(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1036                                      const OperandInfo &OpInfo) const {
1037   const std::string &Decoder = OpInfo.Decoder;
1038
1039   if (OpInfo.numFields() != 1)
1040     o.indent(Indentation) << "tmp = 0;\n";
1041
1042   for (const EncodingField &EF : OpInfo) {
1043     o.indent(Indentation) << "tmp ";
1044     if (OpInfo.numFields() != 1) o << '|';
1045     o << "= fieldFromInstruction"
1046       << "(insn, " << EF.Base << ", " << EF.Width << ')';
1047     if (OpInfo.numFields() != 1 || EF.Offset != 0)
1048       o << " << " << EF.Offset;
1049     o << ";\n";
1050   }
1051
1052   if (Decoder != "")
1053     o.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << Decoder
1054                           << "(MI, tmp, Address, Decoder)"
1055                           << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1056   else
1057     o.indent(Indentation) << "MI.addOperand(MCOperand::CreateImm(tmp));\n";
1058
1059 }
1060
1061 void FilterChooser::emitDecoder(raw_ostream &OS, unsigned Indentation,
1062                                 unsigned Opc) const {
1063   for (const auto &Op : Operands.find(Opc)->second) {
1064     // If a custom instruction decoder was specified, use that.
1065     if (Op.numFields() == 0 && Op.Decoder.size()) {
1066       OS.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << Op.Decoder
1067         << "(MI, insn, Address, Decoder)"
1068         << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1069       break;
1070     }
1071
1072     emitBinaryParser(OS, Indentation, Op);
1073   }
1074 }
1075
1076 unsigned FilterChooser::getDecoderIndex(DecoderSet &Decoders,
1077                                         unsigned Opc) const {
1078   // Build up the predicate string.
1079   SmallString<256> Decoder;
1080   // FIXME: emitDecoder() function can take a buffer directly rather than
1081   // a stream.
1082   raw_svector_ostream S(Decoder);
1083   unsigned I = 4;
1084   emitDecoder(S, I, Opc);
1085   S.flush();
1086
1087   // Using the full decoder string as the key value here is a bit
1088   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1089   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1090   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1091   // overkill for now, though.
1092
1093   // Make sure the predicate is in the table.
1094   Decoders.insert(Decoder.str());
1095   // Now figure out the index for when we write out the table.
1096   DecoderSet::const_iterator P = std::find(Decoders.begin(),
1097                                            Decoders.end(),
1098                                            Decoder.str());
1099   return (unsigned)(P - Decoders.begin());
1100 }
1101
1102 static void emitSinglePredicateMatch(raw_ostream &o, StringRef str,
1103                                      const std::string &PredicateNamespace) {
1104   if (str[0] == '!')
1105     o << "!(Bits & " << PredicateNamespace << "::"
1106       << str.slice(1,str.size()) << ")";
1107   else
1108     o << "(Bits & " << PredicateNamespace << "::" << str << ")";
1109 }
1110
1111 bool FilterChooser::emitPredicateMatch(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1112                                        unsigned Opc) const {
1113   ListInit *Predicates =
1114     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1115   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1116     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1117     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1118       continue;
1119
1120     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1121
1122     if (!P.length())
1123       continue;
1124
1125     if (i != 0)
1126       o << " && ";
1127
1128     StringRef SR(P);
1129     std::pair<StringRef, StringRef> pairs = SR.split(',');
1130     while (pairs.second.size()) {
1131       emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1132       o << " && ";
1133       pairs = pairs.second.split(',');
1134     }
1135     emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1136   }
1137   return Predicates->getSize() > 0;
1138 }
1139
1140 bool FilterChooser::doesOpcodeNeedPredicate(unsigned Opc) const {
1141   ListInit *Predicates =
1142     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1143   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1144     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1145     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1146       continue;
1147
1148     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1149
1150     if (!P.length())
1151       continue;
1152
1153     return true;
1154   }
1155   return false;
1156 }
1157
1158 unsigned FilterChooser::getPredicateIndex(DecoderTableInfo &TableInfo,
1159                                           StringRef Predicate) const {
1160   // Using the full predicate string as the key value here is a bit
1161   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1162   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1163   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1164   // overkill for now, though.
1165
1166   // Make sure the predicate is in the table.
1167   TableInfo.Predicates.insert(Predicate.str());
1168   // Now figure out the index for when we write out the table.
1169   PredicateSet::const_iterator P = std::find(TableInfo.Predicates.begin(),
1170                                              TableInfo.Predicates.end(),
1171                                              Predicate.str());
1172   return (unsigned)(P - TableInfo.Predicates.begin());
1173 }
1174
1175 void FilterChooser::emitPredicateTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1176                                             unsigned Opc) const {
1177   if (!doesOpcodeNeedPredicate(Opc))
1178     return;
1179
1180   // Build up the predicate string.
1181   SmallString<256> Predicate;
1182   // FIXME: emitPredicateMatch() functions can take a buffer directly rather
1183   // than a stream.
1184   raw_svector_ostream PS(Predicate);
1185   unsigned I = 0;
1186   emitPredicateMatch(PS, I, Opc);
1187
1188   // Figure out the index into the predicate table for the predicate just
1189   // computed.
1190   unsigned PIdx = getPredicateIndex(TableInfo, PS.str());
1191   SmallString<16> PBytes;
1192   raw_svector_ostream S(PBytes);
1193   encodeULEB128(PIdx, S);
1194   S.flush();
1195
1196   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckPredicate);
1197   // Predicate index
1198   for (unsigned i = 0, e = PBytes.size(); i != e; ++i)
1199     TableInfo.Table.push_back(PBytes[i]);
1200   // Push location for NumToSkip backpatching.
1201   TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1202   TableInfo.Table.push_back(0);
1203   TableInfo.Table.push_back(0);
1204 }
1205
1206 void FilterChooser::emitSoftFailTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1207                                            unsigned Opc) const {
1208   BitsInit *SFBits =
1209     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("SoftFail");
1210   if (!SFBits) return;
1211   BitsInit *InstBits = AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("Inst");
1212
1213   APInt PositiveMask(BitWidth, 0ULL);
1214   APInt NegativeMask(BitWidth, 0ULL);
1215   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
1216     bit_value_t B = bitFromBits(*SFBits, i);
1217     bit_value_t IB = bitFromBits(*InstBits, i);
1218
1219     if (B != BIT_TRUE) continue;
1220
1221     switch (IB) {
1222     case BIT_FALSE:
1223       // The bit is meant to be false, so emit a check to see if it is true.
1224       PositiveMask.setBit(i);
1225       break;
1226     case BIT_TRUE:
1227       // The bit is meant to be true, so emit a check to see if it is false.
1228       NegativeMask.setBit(i);
1229       break;
1230     default:
1231       // The bit is not set; this must be an error!
1232       StringRef Name = AllInstructions[Opc]->TheDef->getName();
1233       errs() << "SoftFail Conflict: bit SoftFail{" << i << "} in " << Name
1234              << " is set but Inst{" << i << "} is unset!\n"
1235              << "  - You can only mark a bit as SoftFail if it is fully defined"
1236              << " (1/0 - not '?') in Inst\n";
1237       return;
1238     }
1239   }
1240
1241   bool NeedPositiveMask = PositiveMask.getBoolValue();
1242   bool NeedNegativeMask = NegativeMask.getBoolValue();
1243
1244   if (!NeedPositiveMask && !NeedNegativeMask)
1245     return;
1246
1247   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_SoftFail);
1248
1249   SmallString<16> MaskBytes;
1250   raw_svector_ostream S(MaskBytes);
1251   if (NeedPositiveMask) {
1252     encodeULEB128(PositiveMask.getZExtValue(), S);
1253     S.flush();
1254     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1255       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1256   } else
1257     TableInfo.Table.push_back(0);
1258   if (NeedNegativeMask) {
1259     MaskBytes.clear();
1260     S.resync();
1261     encodeULEB128(NegativeMask.getZExtValue(), S);
1262     S.flush();
1263     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1264       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1265   } else
1266     TableInfo.Table.push_back(0);
1267 }
1268
1269 // Emits table entries to decode the singleton.
1270 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1271                                             unsigned Opc) const {
1272   std::vector<unsigned> StartBits;
1273   std::vector<unsigned> EndBits;
1274   std::vector<uint64_t> FieldVals;
1275   insn_t Insn;
1276   insnWithID(Insn, Opc);
1277
1278   // Look for islands of undecoded bits of the singleton.
1279   getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn);
1280
1281   unsigned Size = StartBits.size();
1282
1283   // Emit the predicate table entry if one is needed.
1284   emitPredicateTableEntry(TableInfo, Opc);
1285
1286   // Check any additional encoding fields needed.
1287   for (unsigned I = Size; I != 0; --I) {
1288     unsigned NumBits = EndBits[I-1] - StartBits[I-1] + 1;
1289     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckField);
1290     TableInfo.Table.push_back(StartBits[I-1]);
1291     TableInfo.Table.push_back(NumBits);
1292     uint8_t Buffer[8], *p;
1293     encodeULEB128(FieldVals[I-1], Buffer);
1294     for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1295       TableInfo.Table.push_back(*p);
1296     TableInfo.Table.push_back(*p);
1297     // Push location for NumToSkip backpatching.
1298     TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1299     // The fixup is always 16-bits, so go ahead and allocate the space
1300     // in the table so all our relative position calculations work OK even
1301     // before we fully resolve the real value here.
1302     TableInfo.Table.push_back(0);
1303     TableInfo.Table.push_back(0);
1304   }
1305
1306   // Check for soft failure of the match.
1307   emitSoftFailTableEntry(TableInfo, Opc);
1308
1309   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Decode);
1310   uint8_t Buffer[8], *p;
1311   encodeULEB128(Opc, Buffer);
1312   for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1313     TableInfo.Table.push_back(*p);
1314   TableInfo.Table.push_back(*p);
1315
1316   unsigned DIdx = getDecoderIndex(TableInfo.Decoders, Opc);
1317   SmallString<16> Bytes;
1318   raw_svector_ostream S(Bytes);
1319   encodeULEB128(DIdx, S);
1320   S.flush();
1321
1322   // Decoder index
1323   for (unsigned i = 0, e = Bytes.size(); i != e; ++i)
1324     TableInfo.Table.push_back(Bytes[i]);
1325 }
1326
1327 // Emits table entries to decode the singleton, and then to decode the rest.
1328 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1329                                             const Filter &Best) const {
1330   unsigned Opc = Best.getSingletonOpc();
1331
1332   // complex singletons need predicate checks from the first singleton
1333   // to refer forward to the variable filterchooser that follows.
1334   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
1335
1336   emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opc);
1337
1338   resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
1339                      TableInfo.Table.size());
1340   TableInfo.FixupStack.pop_back();
1341
1342   Best.getVariableFC().emitTableEntries(TableInfo);
1343 }
1344
1345
1346 // Assign a single filter and run with it.  Top level API client can initialize
1347 // with a single filter to start the filtering process.
1348 void FilterChooser::runSingleFilter(unsigned startBit, unsigned numBit,
1349                                     bool mixed) {
1350   Filters.clear();
1351   Filters.push_back(Filter(*this, startBit, numBit, true));
1352   BestIndex = 0; // Sole Filter instance to choose from.
1353   bestFilter().recurse();
1354 }
1355
1356 // reportRegion is a helper function for filterProcessor to mark a region as
1357 // eligible for use as a filter region.
1358 void FilterChooser::reportRegion(bitAttr_t RA, unsigned StartBit,
1359                                  unsigned BitIndex, bool AllowMixed) {
1360   if (RA == ATTR_MIXED && AllowMixed)
1361     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, true));
1362   else if (RA == ATTR_ALL_SET && !AllowMixed)
1363     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, false));
1364 }
1365
1366 // FilterProcessor scans the well-known encoding bits of the instructions and
1367 // builds up a list of candidate filters.  It chooses the best filter and
1368 // recursively descends down the decoding tree.
1369 bool FilterChooser::filterProcessor(bool AllowMixed, bool Greedy) {
1370   Filters.clear();
1371   BestIndex = -1;
1372   unsigned numInstructions = Opcodes.size();
1373
1374   assert(numInstructions && "Filter created with no instructions");
1375
1376   // No further filtering is necessary.
1377   if (numInstructions == 1)
1378     return true;
1379
1380   // Heuristics.  See also doFilter()'s "Heuristics" comment when num of
1381   // instructions is 3.
1382   if (AllowMixed && !Greedy) {
1383     assert(numInstructions == 3);
1384
1385     for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1386       std::vector<unsigned> StartBits;
1387       std::vector<unsigned> EndBits;
1388       std::vector<uint64_t> FieldVals;
1389       insn_t Insn;
1390
1391       insnWithID(Insn, Opcodes[i]);
1392
1393       // Look for islands of undecoded bits of any instruction.
1394       if (getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn) > 0) {
1395         // Found an instruction with island(s).  Now just assign a filter.
1396         runSingleFilter(StartBits[0], EndBits[0] - StartBits[0] + 1, true);
1397         return true;
1398       }
1399     }
1400   }
1401
1402   unsigned BitIndex;
1403
1404   // We maintain BIT_WIDTH copies of the bitAttrs automaton.
1405   // The automaton consumes the corresponding bit from each
1406   // instruction.
1407   //
1408   //   Input symbols: 0, 1, and _ (unset).
1409   //   States:        NONE, FILTERED, ALL_SET, ALL_UNSET, and MIXED.
1410   //   Initial state: NONE.
1411   //
1412   // (NONE) ------- [01] -> (ALL_SET)
1413   // (NONE) ------- _ ----> (ALL_UNSET)
1414   // (ALL_SET) ---- [01] -> (ALL_SET)
1415   // (ALL_SET) ---- _ ----> (MIXED)
1416   // (ALL_UNSET) -- [01] -> (MIXED)
1417   // (ALL_UNSET) -- _ ----> (ALL_UNSET)
1418   // (MIXED) ------ . ----> (MIXED)
1419   // (FILTERED)---- . ----> (FILTERED)
1420
1421   std::vector<bitAttr_t> bitAttrs;
1422
1423   // FILTERED bit positions provide no entropy and are not worthy of pursuing.
1424   // Filter::recurse() set either BIT_TRUE or BIT_FALSE for each position.
1425   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex)
1426     if (FilterBitValues[BitIndex] == BIT_TRUE ||
1427         FilterBitValues[BitIndex] == BIT_FALSE)
1428       bitAttrs.push_back(ATTR_FILTERED);
1429     else
1430       bitAttrs.push_back(ATTR_NONE);
1431
1432   for (unsigned InsnIndex = 0; InsnIndex < numInstructions; ++InsnIndex) {
1433     insn_t insn;
1434
1435     insnWithID(insn, Opcodes[InsnIndex]);
1436
1437     for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1438       switch (bitAttrs[BitIndex]) {
1439       case ATTR_NONE:
1440         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1441           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_UNSET;
1442         else
1443           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_SET;
1444         break;
1445       case ATTR_ALL_SET:
1446         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1447           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1448         break;
1449       case ATTR_ALL_UNSET:
1450         if (insn[BitIndex] != BIT_UNSET)
1451           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1452         break;
1453       case ATTR_MIXED:
1454       case ATTR_FILTERED:
1455         break;
1456       }
1457     }
1458   }
1459
1460   // The regionAttr automaton consumes the bitAttrs automatons' state,
1461   // lowest-to-highest.
1462   //
1463   //   Input symbols: F(iltered), (all_)S(et), (all_)U(nset), M(ixed)
1464   //   States:        NONE, ALL_SET, MIXED
1465   //   Initial state: NONE
1466   //
1467   // (NONE) ----- F --> (NONE)
1468   // (NONE) ----- S --> (ALL_SET)     ; and set region start
1469   // (NONE) ----- U --> (NONE)
1470   // (NONE) ----- M --> (MIXED)       ; and set region start
1471   // (ALL_SET) -- F --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1472   // (ALL_SET) -- S --> (ALL_SET)
1473   // (ALL_SET) -- U --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1474   // (ALL_SET) -- M --> (MIXED)       ; and report an ALL_SET region
1475   // (MIXED) ---- F --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1476   // (MIXED) ---- S --> (ALL_SET)     ; and report a MIXED region
1477   // (MIXED) ---- U --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1478   // (MIXED) ---- M --> (MIXED)
1479
1480   bitAttr_t RA = ATTR_NONE;
1481   unsigned StartBit = 0;
1482
1483   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1484     bitAttr_t bitAttr = bitAttrs[BitIndex];
1485
1486     assert(bitAttr != ATTR_NONE && "Bit without attributes");
1487
1488     switch (RA) {
1489     case ATTR_NONE:
1490       switch (bitAttr) {
1491       case ATTR_FILTERED:
1492         break;
1493       case ATTR_ALL_SET:
1494         StartBit = BitIndex;
1495         RA = ATTR_ALL_SET;
1496         break;
1497       case ATTR_ALL_UNSET:
1498         break;
1499       case ATTR_MIXED:
1500         StartBit = BitIndex;
1501         RA = ATTR_MIXED;
1502         break;
1503       default:
1504         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1505       }
1506       break;
1507     case ATTR_ALL_SET:
1508       switch (bitAttr) {
1509       case ATTR_FILTERED:
1510         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1511         RA = ATTR_NONE;
1512         break;
1513       case ATTR_ALL_SET:
1514         break;
1515       case ATTR_ALL_UNSET:
1516         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1517         RA = ATTR_NONE;
1518         break;
1519       case ATTR_MIXED:
1520         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1521         StartBit = BitIndex;
1522         RA = ATTR_MIXED;
1523         break;
1524       default:
1525         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1526       }
1527       break;
1528     case ATTR_MIXED:
1529       switch (bitAttr) {
1530       case ATTR_FILTERED:
1531         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1532         StartBit = BitIndex;
1533         RA = ATTR_NONE;
1534         break;
1535       case ATTR_ALL_SET:
1536         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1537         StartBit = BitIndex;
1538         RA = ATTR_ALL_SET;
1539         break;
1540       case ATTR_ALL_UNSET:
1541         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1542         RA = ATTR_NONE;
1543         break;
1544       case ATTR_MIXED:
1545         break;
1546       default:
1547         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1548       }
1549       break;
1550     case ATTR_ALL_UNSET:
1551       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_UNSET state");
1552     case ATTR_FILTERED:
1553       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_FILTERED state");
1554     }
1555   }
1556
1557   // At the end, if we're still in ALL_SET or MIXED states, report a region
1558   switch (RA) {
1559   case ATTR_NONE:
1560     break;
1561   case ATTR_FILTERED:
1562     break;
1563   case ATTR_ALL_SET:
1564     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1565     break;
1566   case ATTR_ALL_UNSET:
1567     break;
1568   case ATTR_MIXED:
1569     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1570     break;
1571   }
1572
1573   // We have finished with the filter processings.  Now it's time to choose
1574   // the best performing filter.
1575   BestIndex = 0;
1576   bool AllUseless = true;
1577   unsigned BestScore = 0;
1578
1579   for (unsigned i = 0, e = Filters.size(); i != e; ++i) {
1580     unsigned Usefulness = Filters[i].usefulness();
1581
1582     if (Usefulness)
1583       AllUseless = false;
1584
1585     if (Usefulness > BestScore) {
1586       BestIndex = i;
1587       BestScore = Usefulness;
1588     }
1589   }
1590
1591   if (!AllUseless)
1592     bestFilter().recurse();
1593
1594   return !AllUseless;
1595 } // end of FilterChooser::filterProcessor(bool)
1596
1597 // Decides on the best configuration of filter(s) to use in order to decode
1598 // the instructions.  A conflict of instructions may occur, in which case we
1599 // dump the conflict set to the standard error.
1600 void FilterChooser::doFilter() {
1601   unsigned Num = Opcodes.size();
1602   assert(Num && "FilterChooser created with no instructions");
1603
1604   // Try regions of consecutive known bit values first.
1605   if (filterProcessor(false))
1606     return;
1607
1608   // Then regions of mixed bits (both known and unitialized bit values allowed).
1609   if (filterProcessor(true))
1610     return;
1611
1612   // Heuristics to cope with conflict set {t2CMPrs, t2SUBSrr, t2SUBSrs} where
1613   // no single instruction for the maximum ATTR_MIXED region Inst{14-4} has a
1614   // well-known encoding pattern.  In such case, we backtrack and scan for the
1615   // the very first consecutive ATTR_ALL_SET region and assign a filter to it.
1616   if (Num == 3 && filterProcessor(true, false))
1617     return;
1618
1619   // If we come to here, the instruction decoding has failed.
1620   // Set the BestIndex to -1 to indicate so.
1621   BestIndex = -1;
1622 }
1623
1624 // emitTableEntries - Emit state machine entries to decode our share of
1625 // instructions.
1626 void FilterChooser::emitTableEntries(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
1627   if (Opcodes.size() == 1) {
1628     // There is only one instruction in the set, which is great!
1629     // Call emitSingletonDecoder() to see whether there are any remaining
1630     // encodings bits.
1631     emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opcodes[0]);
1632     return;
1633   }
1634
1635   // Choose the best filter to do the decodings!
1636   if (BestIndex != -1) {
1637     const Filter &Best = Filters[BestIndex];
1638     if (Best.getNumFiltered() == 1)
1639       emitSingletonTableEntry(TableInfo, Best);
1640     else
1641       Best.emitTableEntry(TableInfo);
1642     return;
1643   }
1644
1645   // We don't know how to decode these instructions!  Dump the
1646   // conflict set and bail.
1647
1648   // Print out useful conflict information for postmortem analysis.
1649   errs() << "Decoding Conflict:\n";
1650
1651   dumpStack(errs(), "\t\t");
1652
1653   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1654     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
1655
1656     errs() << '\t' << Name << " ";
1657     dumpBits(errs(),
1658              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
1659     errs() << '\n';
1660   }
1661 }
1662
1663 static bool populateInstruction(CodeGenTarget &Target,
1664                        const CodeGenInstruction &CGI, unsigned Opc,
1665                        std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Operands){
1666   const Record &Def = *CGI.TheDef;
1667   // If all the bit positions are not specified; do not decode this instruction.
1668   // We are bound to fail!  For proper disassembly, the well-known encoding bits
1669   // of the instruction must be fully specified.
1670
1671   BitsInit &Bits = getBitsField(Def, "Inst");
1672   if (Bits.allInComplete()) return false;
1673
1674   std::vector<OperandInfo> InsnOperands;
1675
1676   // If the instruction has specified a custom decoding hook, use that instead
1677   // of trying to auto-generate the decoder.
1678   std::string InstDecoder = Def.getValueAsString("DecoderMethod");
1679   if (InstDecoder != "") {
1680     InsnOperands.push_back(OperandInfo(InstDecoder));
1681     Operands[Opc] = InsnOperands;
1682     return true;
1683   }
1684
1685   // Generate a description of the operand of the instruction that we know
1686   // how to decode automatically.
1687   // FIXME: We'll need to have a way to manually override this as needed.
1688
1689   // Gather the outputs/inputs of the instruction, so we can find their
1690   // positions in the encoding.  This assumes for now that they appear in the
1691   // MCInst in the order that they're listed.
1692   std::vector<std::pair<Init*, std::string> > InOutOperands;
1693   DagInit *Out  = Def.getValueAsDag("OutOperandList");
1694   DagInit *In  = Def.getValueAsDag("InOperandList");
1695   for (unsigned i = 0; i < Out->getNumArgs(); ++i)
1696     InOutOperands.push_back(std::make_pair(Out->getArg(i), Out->getArgName(i)));
1697   for (unsigned i = 0; i < In->getNumArgs(); ++i)
1698     InOutOperands.push_back(std::make_pair(In->getArg(i), In->getArgName(i)));
1699
1700   // Search for tied operands, so that we can correctly instantiate
1701   // operands that are not explicitly represented in the encoding.
1702   std::map<std::string, std::string> TiedNames;
1703   for (unsigned i = 0; i < CGI.Operands.size(); ++i) {
1704     int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1705     if (tiedTo != -1) {
1706       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1707         CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1708       TiedNames[InOutOperands[i].second] = InOutOperands[SO.first].second;
1709       TiedNames[InOutOperands[SO.first].second] = InOutOperands[i].second;
1710     }
1711   }
1712
1713   std::map<std::string, std::vector<OperandInfo> > NumberedInsnOperands;
1714   std::set<std::string> NumberedInsnOperandsNoTie;
1715   if (Target.getInstructionSet()->
1716         getValueAsBit("decodePositionallyEncodedOperands")) {
1717     const std::vector<RecordVal> &Vals = Def.getValues();
1718     unsigned NumberedOp = 0;
1719
1720     std::set<unsigned> NamedOpIndices;
1721     if (Target.getInstructionSet()->
1722          getValueAsBit("noNamedPositionallyEncodedOperands"))
1723       // Collect the set of operand indices that might correspond to named
1724       // operand, and skip these when assigning operands based on position.
1725       for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1726         unsigned OpIdx;
1727         if (!CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1728           continue;
1729
1730         NamedOpIndices.insert(OpIdx);
1731       }
1732
1733     for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1734       // Ignore fixed fields in the record, we're looking for values like:
1735       //    bits<5> RST = { ?, ?, ?, ?, ? };
1736       if (Vals[i].getPrefix() || Vals[i].getValue()->isComplete())
1737         continue;
1738
1739       // Determine if Vals[i] actually contributes to the Inst encoding.
1740       unsigned bi = 0;
1741       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1742         VarInit *Var = nullptr;
1743         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1744         if (BI)
1745           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1746         else
1747           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1748
1749         if (Var && Var->getName() == Vals[i].getName())
1750           break;
1751       }
1752
1753       if (bi == Bits.getNumBits())
1754         continue;
1755
1756       // Skip variables that correspond to explicitly-named operands.
1757       unsigned OpIdx;
1758       if (CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1759         continue;
1760
1761       // Get the bit range for this operand:
1762       unsigned bitStart = bi++, bitWidth = 1;
1763       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1764         VarInit *Var = nullptr;
1765         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1766         if (BI)
1767           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1768         else
1769           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1770
1771         if (!Var)
1772           break;
1773
1774         if (Var->getName() != Vals[i].getName())
1775           break;
1776
1777         ++bitWidth;
1778       }
1779
1780       unsigned NumberOps = CGI.Operands.size();
1781       while (NumberedOp < NumberOps &&
1782              (CGI.Operands.isFlatOperandNotEmitted(NumberedOp) ||
1783               (!NamedOpIndices.empty() && NamedOpIndices.count(
1784                 CGI.Operands.getSubOperandNumber(NumberedOp).first))))
1785         ++NumberedOp;
1786
1787       OpIdx = NumberedOp++;
1788
1789       // OpIdx now holds the ordered operand number of Vals[i].
1790       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1791         CGI.Operands.getSubOperandNumber(OpIdx);
1792       const std::string &Name = CGI.Operands[SO.first].Name;
1793
1794       DEBUG(dbgs() << "Numbered operand mapping for " << Def.getName() << ": " <<
1795                       Name << "(" << SO.first << ", " << SO.second << ") => " <<
1796                       Vals[i].getName() << "\n");
1797
1798       std::string Decoder = "";
1799       Record *TypeRecord = CGI.Operands[SO.first].Rec;
1800
1801       RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1802       StringInit *String = DecoderString ?
1803         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1804       if (String && String->getValue() != "")
1805         Decoder = String->getValue();
1806
1807       if (Decoder == "" &&
1808           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1809           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs()) {
1810         Init *Arg = CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->
1811                       getArg(SO.second);
1812         if (TypedInit *TI = cast<TypedInit>(Arg)) {
1813           RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1814           TypeRecord = Type->getRecord();
1815         }
1816       }
1817
1818       bool isReg = false;
1819       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1820         TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1821       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1822         Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1823         isReg = true;
1824       } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1825         Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1826                   utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1827         isReg = true;
1828       }
1829
1830       DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1831       String = DecoderString ?
1832         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1833       if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1834         Decoder = String->getValue();
1835
1836       OperandInfo OpInfo(Decoder);
1837       OpInfo.addField(bitStart, bitWidth, 0);
1838
1839       NumberedInsnOperands[Name].push_back(OpInfo);
1840
1841       // FIXME: For complex operands with custom decoders we can't handle tied
1842       // sub-operands automatically. Skip those here and assume that this is
1843       // fixed up elsewhere.
1844       if (CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1845           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs() > 1 &&
1846           String && String->getValue() != "")
1847         NumberedInsnOperandsNoTie.insert(Name);
1848     }
1849   }
1850
1851   // For each operand, see if we can figure out where it is encoded.
1852   for (const auto &Op : InOutOperands) {
1853     if (!NumberedInsnOperands[Op.second].empty()) {
1854       InsnOperands.insert(InsnOperands.end(),
1855                           NumberedInsnOperands[Op.second].begin(),
1856                           NumberedInsnOperands[Op.second].end());
1857       continue;
1858     }
1859     if (!NumberedInsnOperands[TiedNames[Op.second]].empty()) {
1860       if (!NumberedInsnOperandsNoTie.count(TiedNames[Op.second])) {
1861         // Figure out to which (sub)operand we're tied.
1862         unsigned i = CGI.Operands.getOperandNamed(TiedNames[Op.second]);
1863         int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1864         if (tiedTo == -1) {
1865           i = CGI.Operands.getOperandNamed(Op.second);
1866           tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1867         }
1868
1869         if (tiedTo != -1) {
1870           std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1871             CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1872
1873           InsnOperands.push_back(NumberedInsnOperands[TiedNames[Op.second]]
1874                                    [SO.second]);
1875         }
1876       }
1877       continue;
1878     }
1879
1880     std::string Decoder = "";
1881
1882     // At this point, we can locate the field, but we need to know how to
1883     // interpret it.  As a first step, require the target to provide callbacks
1884     // for decoding register classes.
1885     // FIXME: This need to be extended to handle instructions with custom
1886     // decoder methods, and operands with (simple) MIOperandInfo's.
1887     TypedInit *TI = cast<TypedInit>(Op.first);
1888     RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1889     Record *TypeRecord = Type->getRecord();
1890     bool isReg = false;
1891     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1892       TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1893     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1894       Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1895       isReg = true;
1896     } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1897       Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1898                 utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1899       isReg = true;
1900     }
1901
1902     RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1903     StringInit *String = DecoderString ?
1904       dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1905     if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1906       Decoder = String->getValue();
1907
1908     OperandInfo OpInfo(Decoder);
1909     unsigned Base = ~0U;
1910     unsigned Width = 0;
1911     unsigned Offset = 0;
1912
1913     for (unsigned bi = 0; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1914       VarInit *Var = nullptr;
1915       VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1916       if (BI)
1917         Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1918       else
1919         Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1920
1921       if (!Var) {
1922         if (Base != ~0U) {
1923           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1924           Base = ~0U;
1925           Width = 0;
1926           Offset = 0;
1927         }
1928         continue;
1929       }
1930
1931       if (Var->getName() != Op.second &&
1932           Var->getName() != TiedNames[Op.second]) {
1933         if (Base != ~0U) {
1934           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1935           Base = ~0U;
1936           Width = 0;
1937           Offset = 0;
1938         }
1939         continue;
1940       }
1941
1942       if (Base == ~0U) {
1943         Base = bi;
1944         Width = 1;
1945         Offset = BI ? BI->getBitNum() : 0;
1946       } else if (BI && BI->getBitNum() != Offset + Width) {
1947         OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1948         Base = bi;
1949         Width = 1;
1950         Offset = BI->getBitNum();
1951       } else {
1952         ++Width;
1953       }
1954     }
1955
1956     if (Base != ~0U)
1957       OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1958
1959     if (OpInfo.numFields() > 0)
1960       InsnOperands.push_back(OpInfo);
1961   }
1962
1963   Operands[Opc] = InsnOperands;
1964
1965
1966 #if 0
1967   DEBUG({
1968       // Dumps the instruction encoding bits.
1969       dumpBits(errs(), Bits);
1970
1971       errs() << '\n';
1972
1973       // Dumps the list of operand info.
1974       for (unsigned i = 0, e = CGI.Operands.size(); i != e; ++i) {
1975         const CGIOperandList::OperandInfo &Info = CGI.Operands[i];
1976         const std::string &OperandName = Info.Name;
1977         const Record &OperandDef = *Info.Rec;
1978
1979         errs() << "\t" << OperandName << " (" << OperandDef.getName() << ")\n";
1980       }
1981     });
1982 #endif
1983
1984   return true;
1985 }
1986
1987 // emitFieldFromInstruction - Emit the templated helper function
1988 // fieldFromInstruction().
1989 static void emitFieldFromInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
1990   OS << "// Helper function for extracting fields from encoded instructions.\n"
1991      << "template<typename InsnType>\n"
1992    << "static InsnType fieldFromInstruction(InsnType insn, unsigned startBit,\n"
1993      << "                                     unsigned numBits) {\n"
1994      << "    assert(startBit + numBits <= (sizeof(InsnType)*8) &&\n"
1995      << "           \"Instruction field out of bounds!\");\n"
1996      << "    InsnType fieldMask;\n"
1997      << "    if (numBits == sizeof(InsnType)*8)\n"
1998      << "      fieldMask = (InsnType)(-1LL);\n"
1999      << "    else\n"
2000      << "      fieldMask = (((InsnType)1 << numBits) - 1) << startBit;\n"
2001      << "    return (insn & fieldMask) >> startBit;\n"
2002      << "}\n\n";
2003 }
2004
2005 // emitDecodeInstruction - Emit the templated helper function
2006 // decodeInstruction().
2007 static void emitDecodeInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
2008   OS << "template<typename InsnType>\n"
2009      << "static DecodeStatus decodeInstruction(const uint8_t DecodeTable[], MCInst &MI,\n"
2010      << "                                      InsnType insn, uint64_t Address,\n"
2011      << "                                      const void *DisAsm,\n"
2012      << "                                      const MCSubtargetInfo &STI) {\n"
2013      << "  uint64_t Bits = STI.getFeatureBits();\n"
2014      << "\n"
2015      << "  const uint8_t *Ptr = DecodeTable;\n"
2016      << "  uint32_t CurFieldValue = 0;\n"
2017      << "  DecodeStatus S = MCDisassembler::Success;\n"
2018      << "  for (;;) {\n"
2019      << "    ptrdiff_t Loc = Ptr - DecodeTable;\n"
2020      << "    switch (*Ptr) {\n"
2021      << "    default:\n"
2022      << "      errs() << Loc << \": Unexpected decode table opcode!\\n\";\n"
2023      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2024      << "    case MCD::OPC_ExtractField: {\n"
2025      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2026      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2027      << "      ++Ptr;\n"
2028      << "      CurFieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2029      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_ExtractField(\" << Start << \", \"\n"
2030      << "                   << Len << \"): \" << CurFieldValue << \"\\n\");\n"
2031      << "      break;\n"
2032      << "    }\n"
2033      << "    case MCD::OPC_FilterValue: {\n"
2034      << "      // Decode the field value.\n"
2035      << "      unsigned Len;\n"
2036      << "      InsnType Val = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2037      << "      Ptr += Len;\n"
2038      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2039      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2040      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2041      << "\n"
2042      << "      // Perform the filter operation.\n"
2043      << "      if (Val != CurFieldValue)\n"
2044      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2045      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_FilterValue(\" << Val << \", \" << NumToSkip\n"
2046      << "                   << \"): \" << ((Val != CurFieldValue) ? \"FAIL:\" : \"PASS:\")\n"
2047      << "                   << \" continuing at \" << (Ptr - DecodeTable) << \"\\n\");\n"
2048      << "\n"
2049      << "      break;\n"
2050      << "    }\n"
2051      << "    case MCD::OPC_CheckField: {\n"
2052      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2053      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2054      << "      InsnType FieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2055      << "      // Decode the field value.\n"
2056      << "      uint32_t ExpectedValue = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2057      << "      Ptr += Len;\n"
2058      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2059      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2060      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2061      << "\n"
2062      << "      // If the actual and expected values don't match, skip.\n"
2063      << "      if (ExpectedValue != FieldValue)\n"
2064      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2065      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckField(\" << Start << \", \"\n"
2066      << "                   << Len << \", \" << ExpectedValue << \", \" << NumToSkip\n"
2067      << "                   << \"): FieldValue = \" << FieldValue << \", ExpectedValue = \"\n"
2068      << "                   << ExpectedValue << \": \"\n"
2069      << "                   << ((ExpectedValue == FieldValue) ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2070      << "      break;\n"
2071      << "    }\n"
2072      << "    case MCD::OPC_CheckPredicate: {\n"
2073      << "      unsigned Len;\n"
2074      << "      // Decode the Predicate Index value.\n"
2075      << "      unsigned PIdx = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2076      << "      Ptr += Len;\n"
2077      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2078      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2079      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2080      << "      // Check the predicate.\n"
2081      << "      bool Pred;\n"
2082      << "      if (!(Pred = checkDecoderPredicate(PIdx, Bits)))\n"
2083      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2084      << "      (void)Pred;\n"
2085      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckPredicate(\" << PIdx << \"): \"\n"
2086      << "            << (Pred ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2087      << "\n"
2088      << "      break;\n"
2089      << "    }\n"
2090      << "    case MCD::OPC_Decode: {\n"
2091      << "      unsigned Len;\n"
2092      << "      // Decode the Opcode value.\n"
2093      << "      unsigned Opc = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2094      << "      Ptr += Len;\n"
2095      << "      unsigned DecodeIdx = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2096      << "      Ptr += Len;\n"
2097      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Decode: opcode \" << Opc\n"
2098      << "                   << \", using decoder \" << DecodeIdx << \"\\n\" );\n"
2099      << "      DEBUG(dbgs() << \"----- DECODE SUCCESSFUL -----\\n\");\n"
2100      << "\n"
2101      << "      MI.setOpcode(Opc);\n"
2102      << "      return decodeToMCInst(S, DecodeIdx, insn, MI, Address, DisAsm);\n"
2103      << "    }\n"
2104      << "    case MCD::OPC_SoftFail: {\n"
2105      << "      // Decode the mask values.\n"
2106      << "      unsigned Len;\n"
2107      << "      InsnType PositiveMask = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2108      << "      Ptr += Len;\n"
2109      << "      InsnType NegativeMask = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2110      << "      Ptr += Len;\n"
2111      << "      bool Fail = (insn & PositiveMask) || (~insn & NegativeMask);\n"
2112      << "      if (Fail)\n"
2113      << "        S = MCDisassembler::SoftFail;\n"
2114      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_SoftFail: \" << (Fail ? \"FAIL\\n\":\"PASS\\n\"));\n"
2115      << "      break;\n"
2116      << "    }\n"
2117      << "    case MCD::OPC_Fail: {\n"
2118      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Fail\\n\");\n"
2119      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2120      << "    }\n"
2121      << "    }\n"
2122      << "  }\n"
2123      << "  llvm_unreachable(\"bogosity detected in disassembler state machine!\");\n"
2124      << "}\n\n";
2125 }
2126
2127 // Emits disassembler code for instruction decoding.
2128 void FixedLenDecoderEmitter::run(raw_ostream &o) {
2129   formatted_raw_ostream OS(o);
2130   OS << "#include \"llvm/MC/MCInst.h\"\n";
2131   OS << "#include \"llvm/Support/Debug.h\"\n";
2132   OS << "#include \"llvm/Support/DataTypes.h\"\n";
2133   OS << "#include \"llvm/Support/LEB128.h\"\n";
2134   OS << "#include \"llvm/Support/raw_ostream.h\"\n";
2135   OS << "#include <assert.h>\n";
2136   OS << '\n';
2137   OS << "namespace llvm {\n\n";
2138
2139   emitFieldFromInstruction(OS);
2140
2141   Target.reverseBitsForLittleEndianEncoding();
2142
2143   // Parameterize the decoders based on namespace and instruction width.
2144   NumberedInstructions = &Target.getInstructionsByEnumValue();
2145   std::map<std::pair<std::string, unsigned>,
2146            std::vector<unsigned> > OpcMap;
2147   std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > Operands;
2148
2149   for (unsigned i = 0; i < NumberedInstructions->size(); ++i) {
2150     const CodeGenInstruction *Inst = NumberedInstructions->at(i);
2151     const Record *Def = Inst->TheDef;
2152     unsigned Size = Def->getValueAsInt("Size");
2153     if (Def->getValueAsString("Namespace") == "TargetOpcode" ||
2154         Def->getValueAsBit("isPseudo") ||
2155         Def->getValueAsBit("isAsmParserOnly") ||
2156         Def->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
2157       continue;
2158
2159     std::string DecoderNamespace = Def->getValueAsString("DecoderNamespace");
2160
2161     if (Size) {
2162       if (populateInstruction(Target, *Inst, i, Operands)) {
2163         OpcMap[std::make_pair(DecoderNamespace, Size)].push_back(i);
2164       }
2165     }
2166   }
2167
2168   DecoderTableInfo TableInfo;
2169   for (const auto &Opc : OpcMap) {
2170     // Emit the decoder for this namespace+width combination.
2171     FilterChooser FC(*NumberedInstructions, Opc.second, Operands,
2172                      8*Opc.first.second, this);
2173
2174     // The decode table is cleared for each top level decoder function. The
2175     // predicates and decoders themselves, however, are shared across all
2176     // decoders to give more opportunities for uniqueing.
2177     TableInfo.Table.clear();
2178     TableInfo.FixupStack.clear();
2179     TableInfo.Table.reserve(16384);
2180     TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
2181     FC.emitTableEntries(TableInfo);
2182     // Any NumToSkip fixups in the top level scope can resolve to the
2183     // OPC_Fail at the end of the table.
2184     assert(TableInfo.FixupStack.size() == 1 && "fixup stack phasing error!");
2185     // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
2186     resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
2187                        TableInfo.Table.size());
2188     TableInfo.FixupStack.clear();
2189
2190     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Fail);
2191
2192     // Print the table to the output stream.
2193     emitTable(OS, TableInfo.Table, 0, FC.getBitWidth(), Opc.first.first);
2194     OS.flush();
2195   }
2196
2197   // Emit the predicate function.
2198   emitPredicateFunction(OS, TableInfo.Predicates, 0);
2199
2200   // Emit the decoder function.
2201   emitDecoderFunction(OS, TableInfo.Decoders, 0);
2202
2203   // Emit the main entry point for the decoder, decodeInstruction().
2204   emitDecodeInstruction(OS);
2205
2206   OS << "\n} // End llvm namespace\n";
2207 }
2208
2209 namespace llvm {
2210
2211 void EmitFixedLenDecoder(RecordKeeper &RK, raw_ostream &OS,
2212                          std::string PredicateNamespace,
2213                          std::string GPrefix,
2214                          std::string GPostfix,
2215                          std::string ROK,
2216                          std::string RFail,
2217                          std::string L) {
2218   FixedLenDecoderEmitter(RK, PredicateNamespace, GPrefix, GPostfix,
2219                          ROK, RFail, L).run(OS);
2220 }
2221
2222 } // End llvm namespace