Revert "Use unique_ptr to manager FilterChooser ownership."
[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, 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       Parent(nullptr), BestIndex(-1), BitWidth(BW), Emitter(E) {
347     for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i)
348       FilterBitValues.push_back(BIT_UNFILTERED);
349
350     doFilter();
351   }
352
353   FilterChooser(const std::vector<const CodeGenInstruction*> &Insts,
354                 const std::vector<unsigned> &IDs,
355                 const std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Ops,
356                 const std::vector<bit_value_t> &ParentFilterBitValues,
357                 const FilterChooser &parent)
358     : AllInstructions(Insts), Opcodes(IDs), Operands(Ops),
359       Filters(), FilterBitValues(ParentFilterBitValues),
360       Parent(&parent), BestIndex(-1), BitWidth(parent.BitWidth),
361       Emitter(parent.Emitter) {
362     doFilter();
363   }
364
365   unsigned getBitWidth() const { return BitWidth; }
366
367 protected:
368   // Populates the insn given the uid.
369   void insnWithID(insn_t &Insn, unsigned Opcode) const {
370     BitsInit &Bits = getBitsField(*AllInstructions[Opcode]->TheDef, "Inst");
371
372     // We may have a SoftFail bitmask, which specifies a mask where an encoding
373     // may differ from the value in "Inst" and yet still be valid, but the
374     // disassembler should return SoftFail instead of Success.
375     //
376     // This is used for marking UNPREDICTABLE instructions in the ARM world.
377     BitsInit *SFBits =
378       AllInstructions[Opcode]->TheDef->getValueAsBitsInit("SoftFail");
379
380     for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
381       if (SFBits && bitFromBits(*SFBits, i) == BIT_TRUE)
382         Insn.push_back(BIT_UNSET);
383       else
384         Insn.push_back(bitFromBits(Bits, i));
385     }
386   }
387
388   // Returns the record name.
389   const std::string &nameWithID(unsigned Opcode) const {
390     return AllInstructions[Opcode]->TheDef->getName();
391   }
392
393   // Populates the field of the insn given the start position and the number of
394   // consecutive bits to scan for.
395   //
396   // Returns false if there exists any uninitialized bit value in the range.
397   // Returns true, otherwise.
398   bool fieldFromInsn(uint64_t &Field, insn_t &Insn, unsigned StartBit,
399                      unsigned NumBits) const;
400
401   /// dumpFilterArray - dumpFilterArray prints out debugging info for the given
402   /// filter array as a series of chars.
403   void dumpFilterArray(raw_ostream &o,
404                        const std::vector<bit_value_t> & filter) const;
405
406   /// dumpStack - dumpStack traverses the filter chooser chain and calls
407   /// dumpFilterArray on each filter chooser up to the top level one.
408   void dumpStack(raw_ostream &o, const char *prefix) const;
409
410   Filter &bestFilter() {
411     assert(BestIndex != -1 && "BestIndex not set");
412     return Filters[BestIndex];
413   }
414
415   // Called from Filter::recurse() when singleton exists.  For debug purpose.
416   void SingletonExists(unsigned Opc) const;
417
418   bool PositionFiltered(unsigned i) const {
419     return ValueSet(FilterBitValues[i]);
420   }
421
422   // Calculates the island(s) needed to decode the instruction.
423   // This returns a lit of undecoded bits of an instructions, for example,
424   // Inst{20} = 1 && Inst{3-0} == 0b1111 represents two islands of yet-to-be
425   // decoded bits in order to verify that the instruction matches the Opcode.
426   unsigned getIslands(std::vector<unsigned> &StartBits,
427                       std::vector<unsigned> &EndBits,
428                       std::vector<uint64_t> &FieldVals,
429                       const insn_t &Insn) const;
430
431   // Emits code to check the Predicates member of an instruction are true.
432   // Returns true if predicate matches were emitted, false otherwise.
433   bool emitPredicateMatch(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
434                           unsigned Opc) const;
435
436   bool doesOpcodeNeedPredicate(unsigned Opc) const;
437   unsigned getPredicateIndex(DecoderTableInfo &TableInfo, StringRef P) const;
438   void emitPredicateTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
439                                unsigned Opc) const;
440
441   void emitSoftFailTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
442                               unsigned Opc) const;
443
444   // Emits table entries to decode the singleton.
445   void emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
446                                unsigned Opc) const;
447
448   // Emits code to decode the singleton, and then to decode the rest.
449   void emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
450                                const Filter &Best) const;
451
452   void emitBinaryParser(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
453                         const OperandInfo &OpInfo) const;
454
455   void emitDecoder(raw_ostream &OS, unsigned Indentation, unsigned Opc) const;
456   unsigned getDecoderIndex(DecoderSet &Decoders, unsigned Opc) const;
457
458   // Assign a single filter and run with it.
459   void runSingleFilter(unsigned startBit, unsigned numBit, bool mixed);
460
461   // reportRegion is a helper function for filterProcessor to mark a region as
462   // eligible for use as a filter region.
463   void reportRegion(bitAttr_t RA, unsigned StartBit, unsigned BitIndex,
464                     bool AllowMixed);
465
466   // FilterProcessor scans the well-known encoding bits of the instructions and
467   // builds up a list of candidate filters.  It chooses the best filter and
468   // recursively descends down the decoding tree.
469   bool filterProcessor(bool AllowMixed, bool Greedy = true);
470
471   // Decides on the best configuration of filter(s) to use in order to decode
472   // the instructions.  A conflict of instructions may occur, in which case we
473   // dump the conflict set to the standard error.
474   void doFilter();
475
476 public:
477   // emitTableEntries - Emit state machine entries to decode our share of
478   // instructions.
479   void emitTableEntries(DecoderTableInfo &TableInfo) const;
480 };
481 } // End anonymous namespace
482
483 ///////////////////////////
484 //                       //
485 // Filter Implementation //
486 //                       //
487 ///////////////////////////
488
489 Filter::Filter(Filter &&f)
490   : Owner(f.Owner), StartBit(f.StartBit), NumBits(f.NumBits), Mixed(f.Mixed),
491     FilteredInstructions(std::move(f.FilteredInstructions)),
492     VariableInstructions(std::move(f.VariableInstructions)),
493     FilterChooserMap(std::move(f.FilterChooserMap)), NumFiltered(f.NumFiltered),
494     LastOpcFiltered(f.LastOpcFiltered) {
495 }
496
497 Filter::Filter(FilterChooser &owner, unsigned startBit, unsigned numBits,
498                bool mixed)
499   : Owner(&owner), StartBit(startBit), NumBits(numBits), Mixed(mixed) {
500   assert(StartBit + NumBits - 1 < Owner->BitWidth);
501
502   NumFiltered = 0;
503   LastOpcFiltered = 0;
504
505   for (unsigned i = 0, e = Owner->Opcodes.size(); i != e; ++i) {
506     insn_t Insn;
507
508     // Populates the insn given the uid.
509     Owner->insnWithID(Insn, Owner->Opcodes[i]);
510
511     uint64_t Field;
512     // Scans the segment for possibly well-specified encoding bits.
513     bool ok = Owner->fieldFromInsn(Field, Insn, StartBit, NumBits);
514
515     if (ok) {
516       // The encoding bits are well-known.  Lets add the uid of the
517       // instruction into the bucket keyed off the constant field value.
518       LastOpcFiltered = Owner->Opcodes[i];
519       FilteredInstructions[Field].push_back(LastOpcFiltered);
520       ++NumFiltered;
521     } else {
522       // Some of the encoding bit(s) are unspecified.  This contributes to
523       // one additional member of "Variable" instructions.
524       VariableInstructions.push_back(Owner->Opcodes[i]);
525     }
526   }
527
528   assert((FilteredInstructions.size() + VariableInstructions.size() > 0)
529          && "Filter returns no instruction categories");
530 }
531
532 Filter::~Filter() {
533   std::map<unsigned, const FilterChooser*>::iterator filterIterator;
534   for (filterIterator = FilterChooserMap.begin();
535        filterIterator != FilterChooserMap.end();
536        filterIterator++) {
537     delete filterIterator->second;
538   }
539 }
540
541 // Divides the decoding task into sub tasks and delegates them to the
542 // inferior FilterChooser's.
543 //
544 // A special case arises when there's only one entry in the filtered
545 // instructions.  In order to unambiguously decode the singleton, we need to
546 // match the remaining undecoded encoding bits against the singleton.
547 void Filter::recurse() {
548   std::map<uint64_t, std::vector<unsigned> >::const_iterator mapIterator;
549
550   // Starts by inheriting our parent filter chooser's filter bit values.
551   std::vector<bit_value_t> BitValueArray(Owner->FilterBitValues);
552
553   if (VariableInstructions.size()) {
554     // Conservatively marks each segment position as BIT_UNSET.
555     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex)
556       BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_UNSET;
557
558     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
559     // group of instructions whose segment values are variable.
560     FilterChooserMap.insert(std::pair<unsigned, const FilterChooser*>(
561                               (unsigned)-1,
562                               new FilterChooser(Owner->AllInstructions,
563                                                 VariableInstructions,
564                                                 Owner->Operands,
565                                                 BitValueArray,
566                                                 *Owner)
567                               ));
568   }
569
570   // No need to recurse for a singleton filtered instruction.
571   // See also Filter::emit*().
572   if (getNumFiltered() == 1) {
573     //Owner->SingletonExists(LastOpcFiltered);
574     assert(FilterChooserMap.size() == 1);
575     return;
576   }
577
578   // Otherwise, create sub choosers.
579   for (mapIterator = FilteredInstructions.begin();
580        mapIterator != FilteredInstructions.end();
581        mapIterator++) {
582
583     // Marks all the segment positions with either BIT_TRUE or BIT_FALSE.
584     for (unsigned bitIndex = 0; bitIndex < NumBits; ++bitIndex) {
585       if (mapIterator->first & (1ULL << bitIndex))
586         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_TRUE;
587       else
588         BitValueArray[StartBit + bitIndex] = BIT_FALSE;
589     }
590
591     // Delegates to an inferior filter chooser for further processing on this
592     // category of instructions.
593     FilterChooserMap.insert(std::pair<unsigned, const FilterChooser*>(
594                               mapIterator->first,
595                               new FilterChooser(Owner->AllInstructions,
596                                                 mapIterator->second,
597                                                 Owner->Operands,
598                                                 BitValueArray,
599                                                 *Owner)
600                               ));
601   }
602 }
603
604 static void resolveTableFixups(DecoderTable &Table, const FixupList &Fixups,
605                                uint32_t DestIdx) {
606   // Any NumToSkip fixups in the current scope can resolve to the
607   // current location.
608   for (FixupList::const_reverse_iterator I = Fixups.rbegin(),
609                                          E = Fixups.rend();
610        I != E; ++I) {
611     // Calculate the distance from the byte following the fixup entry byte
612     // to the destination. The Target is calculated from after the 16-bit
613     // NumToSkip entry itself, so subtract two  from the displacement here
614     // to account for that.
615     uint32_t FixupIdx = *I;
616     uint32_t Delta = DestIdx - FixupIdx - 2;
617     // Our NumToSkip entries are 16-bits. Make sure our table isn't too
618     // big.
619     assert(Delta < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
620     Table[FixupIdx] = (uint8_t)Delta;
621     Table[FixupIdx + 1] = (uint8_t)(Delta >> 8);
622   }
623 }
624
625 // Emit table entries to decode instructions given a segment or segments
626 // of bits.
627 void Filter::emitTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
628   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_ExtractField);
629   TableInfo.Table.push_back(StartBit);
630   TableInfo.Table.push_back(NumBits);
631
632   // A new filter entry begins a new scope for fixup resolution.
633   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
634
635   std::map<unsigned, const FilterChooser*>::const_iterator filterIterator;
636
637   DecoderTable &Table = TableInfo.Table;
638
639   size_t PrevFilter = 0;
640   bool HasFallthrough = false;
641   for (filterIterator = FilterChooserMap.begin();
642        filterIterator != FilterChooserMap.end();
643        filterIterator++) {
644     // Field value -1 implies a non-empty set of variable instructions.
645     // See also recurse().
646     if (filterIterator->first == (unsigned)-1) {
647       HasFallthrough = true;
648
649       // Each scope should always have at least one filter value to check
650       // for.
651       assert(PrevFilter != 0 && "empty filter set!");
652       FixupList &CurScope = TableInfo.FixupStack.back();
653       // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
654       resolveTableFixups(Table, CurScope, Table.size());
655       CurScope.clear();
656       PrevFilter = 0;  // Don't re-process the filter's fallthrough.
657     } else {
658       Table.push_back(MCD::OPC_FilterValue);
659       // Encode and emit the value to filter against.
660       uint8_t Buffer[8];
661       unsigned Len = encodeULEB128(filterIterator->first, Buffer);
662       Table.insert(Table.end(), Buffer, Buffer + Len);
663       // Reserve space for the NumToSkip entry. We'll backpatch the value
664       // later.
665       PrevFilter = Table.size();
666       Table.push_back(0);
667       Table.push_back(0);
668     }
669
670     // We arrive at a category of instructions with the same segment value.
671     // Now delegate to the sub filter chooser for further decodings.
672     // The case may fallthrough, which happens if the remaining well-known
673     // encoding bits do not match exactly.
674     filterIterator->second->emitTableEntries(TableInfo);
675
676     // Now that we've emitted the body of the handler, update the NumToSkip
677     // of the filter itself to be able to skip forward when false. Subtract
678     // two as to account for the width of the NumToSkip field itself.
679     if (PrevFilter) {
680       uint32_t NumToSkip = Table.size() - PrevFilter - 2;
681       assert(NumToSkip < 65536U && "disassembler decoding table too large!");
682       Table[PrevFilter] = (uint8_t)NumToSkip;
683       Table[PrevFilter + 1] = (uint8_t)(NumToSkip >> 8);
684     }
685   }
686
687   // Any remaining unresolved fixups bubble up to the parent fixup scope.
688   assert(TableInfo.FixupStack.size() > 1 && "fixup stack underflow!");
689   FixupScopeList::iterator Source = TableInfo.FixupStack.end() - 1;
690   FixupScopeList::iterator Dest = Source - 1;
691   Dest->insert(Dest->end(), Source->begin(), Source->end());
692   TableInfo.FixupStack.pop_back();
693
694   // If there is no fallthrough, then the final filter should get fixed
695   // up according to the enclosing scope rather than the current position.
696   if (!HasFallthrough)
697     TableInfo.FixupStack.back().push_back(PrevFilter);
698 }
699
700 // Returns the number of fanout produced by the filter.  More fanout implies
701 // the filter distinguishes more categories of instructions.
702 unsigned Filter::usefulness() const {
703   if (VariableInstructions.size())
704     return FilteredInstructions.size();
705   else
706     return FilteredInstructions.size() + 1;
707 }
708
709 //////////////////////////////////
710 //                              //
711 // Filterchooser Implementation //
712 //                              //
713 //////////////////////////////////
714
715 // Emit the decoder state machine table.
716 void FixedLenDecoderEmitter::emitTable(formatted_raw_ostream &OS,
717                                        DecoderTable &Table,
718                                        unsigned Indentation,
719                                        unsigned BitWidth,
720                                        StringRef Namespace) const {
721   OS.indent(Indentation) << "static const uint8_t DecoderTable" << Namespace
722     << BitWidth << "[] = {\n";
723
724   Indentation += 2;
725
726   // FIXME: We may be able to use the NumToSkip values to recover
727   // appropriate indentation levels.
728   DecoderTable::const_iterator I = Table.begin();
729   DecoderTable::const_iterator E = Table.end();
730   while (I != E) {
731     assert (I < E && "incomplete decode table entry!");
732
733     uint64_t Pos = I - Table.begin();
734     OS << "/* " << Pos << " */";
735     OS.PadToColumn(12);
736
737     switch (*I) {
738     default:
739       PrintFatalError("invalid decode table opcode");
740     case MCD::OPC_ExtractField: {
741       ++I;
742       unsigned Start = *I++;
743       unsigned Len = *I++;
744       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_ExtractField, " << Start << ", "
745         << Len << ",  // Inst{";
746       if (Len > 1)
747         OS << (Start + Len - 1) << "-";
748       OS << Start << "} ...\n";
749       break;
750     }
751     case MCD::OPC_FilterValue: {
752       ++I;
753       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_FilterValue, ";
754       // The filter value is ULEB128 encoded.
755       while (*I >= 128)
756         OS << utostr(*I++) << ", ";
757       OS << utostr(*I++) << ", ";
758
759       // 16-bit numtoskip value.
760       uint8_t Byte = *I++;
761       uint32_t NumToSkip = Byte;
762       OS << utostr(Byte) << ", ";
763       Byte = *I++;
764       OS << utostr(Byte) << ", ";
765       NumToSkip |= Byte << 8;
766       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
767       break;
768     }
769     case MCD::OPC_CheckField: {
770       ++I;
771       unsigned Start = *I++;
772       unsigned Len = *I++;
773       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckField, " << Start << ", "
774         << Len << ", ";// << Val << ", " << NumToSkip << ",\n";
775       // ULEB128 encoded field value.
776       for (; *I >= 128; ++I)
777         OS << utostr(*I) << ", ";
778       OS << utostr(*I++) << ", ";
779       // 16-bit numtoskip value.
780       uint8_t Byte = *I++;
781       uint32_t NumToSkip = Byte;
782       OS << utostr(Byte) << ", ";
783       Byte = *I++;
784       OS << utostr(Byte) << ", ";
785       NumToSkip |= Byte << 8;
786       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
787       break;
788     }
789     case MCD::OPC_CheckPredicate: {
790       ++I;
791       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_CheckPredicate, ";
792       for (; *I >= 128; ++I)
793         OS << utostr(*I) << ", ";
794       OS << utostr(*I++) << ", ";
795
796       // 16-bit numtoskip value.
797       uint8_t Byte = *I++;
798       uint32_t NumToSkip = Byte;
799       OS << utostr(Byte) << ", ";
800       Byte = *I++;
801       OS << utostr(Byte) << ", ";
802       NumToSkip |= Byte << 8;
803       OS << "// Skip to: " << ((I - Table.begin()) + NumToSkip) << "\n";
804       break;
805     }
806     case MCD::OPC_Decode: {
807       ++I;
808       // Extract the ULEB128 encoded Opcode to a buffer.
809       uint8_t Buffer[8], *p = Buffer;
810       while ((*p++ = *I++) >= 128)
811         assert((p - Buffer) <= (ptrdiff_t)sizeof(Buffer)
812                && "ULEB128 value too large!");
813       // Decode the Opcode value.
814       unsigned Opc = decodeULEB128(Buffer);
815       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Decode, ";
816       for (p = Buffer; *p >= 128; ++p)
817         OS << utostr(*p) << ", ";
818       OS << utostr(*p) << ", ";
819
820       // Decoder index.
821       for (; *I >= 128; ++I)
822         OS << utostr(*I) << ", ";
823       OS << utostr(*I++) << ", ";
824
825       OS << "// Opcode: "
826          << NumberedInstructions->at(Opc)->TheDef->getName() << "\n";
827       break;
828     }
829     case MCD::OPC_SoftFail: {
830       ++I;
831       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_SoftFail";
832       // Positive mask
833       uint64_t Value = 0;
834       unsigned Shift = 0;
835       do {
836         OS << ", " << utostr(*I);
837         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
838         Shift += 7;
839       } while (*I++ >= 128);
840       if (Value > 127)
841         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
842       // Negative mask
843       Value = 0;
844       Shift = 0;
845       do {
846         OS << ", " << utostr(*I);
847         Value += (*I & 0x7f) << Shift;
848         Shift += 7;
849       } while (*I++ >= 128);
850       if (Value > 127)
851         OS << " /* 0x" << utohexstr(Value) << " */";
852       OS << ",\n";
853       break;
854     }
855     case MCD::OPC_Fail: {
856       ++I;
857       OS.indent(Indentation) << "MCD::OPC_Fail,\n";
858       break;
859     }
860     }
861   }
862   OS.indent(Indentation) << "0\n";
863
864   Indentation -= 2;
865
866   OS.indent(Indentation) << "};\n\n";
867 }
868
869 void FixedLenDecoderEmitter::
870 emitPredicateFunction(formatted_raw_ostream &OS, PredicateSet &Predicates,
871                       unsigned Indentation) const {
872   // The predicate function is just a big switch statement based on the
873   // input predicate index.
874   OS.indent(Indentation) << "static bool checkDecoderPredicate(unsigned Idx, "
875     << "uint64_t Bits) {\n";
876   Indentation += 2;
877   if (!Predicates.empty()) {
878     OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
879     OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
880     unsigned Index = 0;
881     for (PredicateSet::const_iterator I = Predicates.begin(), E = Predicates.end();
882          I != E; ++I, ++Index) {
883       OS.indent(Indentation) << "case " << Index << ":\n";
884       OS.indent(Indentation+2) << "return (" << *I << ");\n";
885     }
886     OS.indent(Indentation) << "}\n";
887   } else {
888     // No case statement to emit
889     OS.indent(Indentation) << "llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
890   }
891   Indentation -= 2;
892   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
893 }
894
895 void FixedLenDecoderEmitter::
896 emitDecoderFunction(formatted_raw_ostream &OS, DecoderSet &Decoders,
897                     unsigned Indentation) const {
898   // The decoder function is just a big switch statement based on the
899   // input decoder index.
900   OS.indent(Indentation) << "template<typename InsnType>\n";
901   OS.indent(Indentation) << "static DecodeStatus decodeToMCInst(DecodeStatus S,"
902     << " unsigned Idx, InsnType insn, MCInst &MI,\n";
903   OS.indent(Indentation) << "                                   uint64_t "
904     << "Address, const void *Decoder) {\n";
905   Indentation += 2;
906   OS.indent(Indentation) << "InsnType tmp;\n";
907   OS.indent(Indentation) << "switch (Idx) {\n";
908   OS.indent(Indentation) << "default: llvm_unreachable(\"Invalid index!\");\n";
909   unsigned Index = 0;
910   for (DecoderSet::const_iterator I = Decoders.begin(), E = Decoders.end();
911        I != E; ++I, ++Index) {
912     OS.indent(Indentation) << "case " << Index << ":\n";
913     OS << *I;
914     OS.indent(Indentation+2) << "return S;\n";
915   }
916   OS.indent(Indentation) << "}\n";
917   Indentation -= 2;
918   OS.indent(Indentation) << "}\n\n";
919 }
920
921 // Populates the field of the insn given the start position and the number of
922 // consecutive bits to scan for.
923 //
924 // Returns false if and on the first uninitialized bit value encountered.
925 // Returns true, otherwise.
926 bool FilterChooser::fieldFromInsn(uint64_t &Field, insn_t &Insn,
927                                   unsigned StartBit, unsigned NumBits) const {
928   Field = 0;
929
930   for (unsigned i = 0; i < NumBits; ++i) {
931     if (Insn[StartBit + i] == BIT_UNSET)
932       return false;
933
934     if (Insn[StartBit + i] == BIT_TRUE)
935       Field = Field | (1ULL << i);
936   }
937
938   return true;
939 }
940
941 /// dumpFilterArray - dumpFilterArray prints out debugging info for the given
942 /// filter array as a series of chars.
943 void FilterChooser::dumpFilterArray(raw_ostream &o,
944                                  const std::vector<bit_value_t> &filter) const {
945   for (unsigned bitIndex = BitWidth; bitIndex > 0; bitIndex--) {
946     switch (filter[bitIndex - 1]) {
947     case BIT_UNFILTERED:
948       o << ".";
949       break;
950     case BIT_UNSET:
951       o << "_";
952       break;
953     case BIT_TRUE:
954       o << "1";
955       break;
956     case BIT_FALSE:
957       o << "0";
958       break;
959     }
960   }
961 }
962
963 /// dumpStack - dumpStack traverses the filter chooser chain and calls
964 /// dumpFilterArray on each filter chooser up to the top level one.
965 void FilterChooser::dumpStack(raw_ostream &o, const char *prefix) const {
966   const FilterChooser *current = this;
967
968   while (current) {
969     o << prefix;
970     dumpFilterArray(o, current->FilterBitValues);
971     o << '\n';
972     current = current->Parent;
973   }
974 }
975
976 // Called from Filter::recurse() when singleton exists.  For debug purpose.
977 void FilterChooser::SingletonExists(unsigned Opc) const {
978   insn_t Insn0;
979   insnWithID(Insn0, Opc);
980
981   errs() << "Singleton exists: " << nameWithID(Opc)
982          << " with its decoding dominating ";
983   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
984     if (Opcodes[i] == Opc) continue;
985     errs() << nameWithID(Opcodes[i]) << ' ';
986   }
987   errs() << '\n';
988
989   dumpStack(errs(), "\t\t");
990   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
991     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
992
993     errs() << '\t' << Name << " ";
994     dumpBits(errs(),
995              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
996     errs() << '\n';
997   }
998 }
999
1000 // Calculates the island(s) needed to decode the instruction.
1001 // This returns a list of undecoded bits of an instructions, for example,
1002 // Inst{20} = 1 && Inst{3-0} == 0b1111 represents two islands of yet-to-be
1003 // decoded bits in order to verify that the instruction matches the Opcode.
1004 unsigned FilterChooser::getIslands(std::vector<unsigned> &StartBits,
1005                                    std::vector<unsigned> &EndBits,
1006                                    std::vector<uint64_t> &FieldVals,
1007                                    const insn_t &Insn) const {
1008   unsigned Num, BitNo;
1009   Num = BitNo = 0;
1010
1011   uint64_t FieldVal = 0;
1012
1013   // 0: Init
1014   // 1: Water (the bit value does not affect decoding)
1015   // 2: Island (well-known bit value needed for decoding)
1016   int State = 0;
1017   int Val = -1;
1018
1019   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
1020     Val = Value(Insn[i]);
1021     bool Filtered = PositionFiltered(i);
1022     switch (State) {
1023     default: llvm_unreachable("Unreachable code!");
1024     case 0:
1025     case 1:
1026       if (Filtered || Val == -1)
1027         State = 1; // Still in Water
1028       else {
1029         State = 2; // Into the Island
1030         BitNo = 0;
1031         StartBits.push_back(i);
1032         FieldVal = Val;
1033       }
1034       break;
1035     case 2:
1036       if (Filtered || Val == -1) {
1037         State = 1; // Into the Water
1038         EndBits.push_back(i - 1);
1039         FieldVals.push_back(FieldVal);
1040         ++Num;
1041       } else {
1042         State = 2; // Still in Island
1043         ++BitNo;
1044         FieldVal = FieldVal | Val << BitNo;
1045       }
1046       break;
1047     }
1048   }
1049   // If we are still in Island after the loop, do some housekeeping.
1050   if (State == 2) {
1051     EndBits.push_back(BitWidth - 1);
1052     FieldVals.push_back(FieldVal);
1053     ++Num;
1054   }
1055
1056   assert(StartBits.size() == Num && EndBits.size() == Num &&
1057          FieldVals.size() == Num);
1058   return Num;
1059 }
1060
1061 void FilterChooser::emitBinaryParser(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1062                                      const OperandInfo &OpInfo) const {
1063   const std::string &Decoder = OpInfo.Decoder;
1064
1065   if (OpInfo.numFields() == 1) {
1066     OperandInfo::const_iterator OI = OpInfo.begin();
1067     o.indent(Indentation) << "tmp = fieldFromInstruction"
1068                           << "(insn, " << OI->Base << ", " << OI->Width
1069                           << ");\n";
1070   } else {
1071     o.indent(Indentation) << "tmp = 0;\n";
1072     for (OperandInfo::const_iterator OI = OpInfo.begin(), OE = OpInfo.end();
1073          OI != OE; ++OI) {
1074       o.indent(Indentation) << "tmp |= (fieldFromInstruction"
1075                             << "(insn, " << OI->Base << ", " << OI->Width
1076                             << ") << " << OI->Offset << ");\n";
1077     }
1078   }
1079
1080   if (Decoder != "")
1081     o.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << Decoder
1082                           << "(MI, tmp, Address, Decoder)"
1083                           << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1084   else
1085     o.indent(Indentation) << "MI.addOperand(MCOperand::CreateImm(tmp));\n";
1086
1087 }
1088
1089 void FilterChooser::emitDecoder(raw_ostream &OS, unsigned Indentation,
1090                                 unsigned Opc) const {
1091   std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> >::const_iterator OpIter =
1092     Operands.find(Opc);
1093   const std::vector<OperandInfo>& InsnOperands = OpIter->second;
1094   for (std::vector<OperandInfo>::const_iterator
1095        I = InsnOperands.begin(), E = InsnOperands.end(); I != E; ++I) {
1096     // If a custom instruction decoder was specified, use that.
1097     if (I->numFields() == 0 && I->Decoder.size()) {
1098       OS.indent(Indentation) << Emitter->GuardPrefix << I->Decoder
1099         << "(MI, insn, Address, Decoder)"
1100         << Emitter->GuardPostfix << "\n";
1101       break;
1102     }
1103
1104     emitBinaryParser(OS, Indentation, *I);
1105   }
1106 }
1107
1108 unsigned FilterChooser::getDecoderIndex(DecoderSet &Decoders,
1109                                         unsigned Opc) const {
1110   // Build up the predicate string.
1111   SmallString<256> Decoder;
1112   // FIXME: emitDecoder() function can take a buffer directly rather than
1113   // a stream.
1114   raw_svector_ostream S(Decoder);
1115   unsigned I = 4;
1116   emitDecoder(S, I, Opc);
1117   S.flush();
1118
1119   // Using the full decoder string as the key value here is a bit
1120   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1121   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1122   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1123   // overkill for now, though.
1124
1125   // Make sure the predicate is in the table.
1126   Decoders.insert(Decoder.str());
1127   // Now figure out the index for when we write out the table.
1128   DecoderSet::const_iterator P = std::find(Decoders.begin(),
1129                                            Decoders.end(),
1130                                            Decoder.str());
1131   return (unsigned)(P - Decoders.begin());
1132 }
1133
1134 static void emitSinglePredicateMatch(raw_ostream &o, StringRef str,
1135                                      const std::string &PredicateNamespace) {
1136   if (str[0] == '!')
1137     o << "!(Bits & " << PredicateNamespace << "::"
1138       << str.slice(1,str.size()) << ")";
1139   else
1140     o << "(Bits & " << PredicateNamespace << "::" << str << ")";
1141 }
1142
1143 bool FilterChooser::emitPredicateMatch(raw_ostream &o, unsigned &Indentation,
1144                                        unsigned Opc) const {
1145   ListInit *Predicates =
1146     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1147   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1148     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1149     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1150       continue;
1151
1152     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1153
1154     if (!P.length())
1155       continue;
1156
1157     if (i != 0)
1158       o << " && ";
1159
1160     StringRef SR(P);
1161     std::pair<StringRef, StringRef> pairs = SR.split(',');
1162     while (pairs.second.size()) {
1163       emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1164       o << " && ";
1165       pairs = pairs.second.split(',');
1166     }
1167     emitSinglePredicateMatch(o, pairs.first, Emitter->PredicateNamespace);
1168   }
1169   return Predicates->getSize() > 0;
1170 }
1171
1172 bool FilterChooser::doesOpcodeNeedPredicate(unsigned Opc) const {
1173   ListInit *Predicates =
1174     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsListInit("Predicates");
1175   for (unsigned i = 0; i < Predicates->getSize(); ++i) {
1176     Record *Pred = Predicates->getElementAsRecord(i);
1177     if (!Pred->getValue("AssemblerMatcherPredicate"))
1178       continue;
1179
1180     std::string P = Pred->getValueAsString("AssemblerCondString");
1181
1182     if (!P.length())
1183       continue;
1184
1185     return true;
1186   }
1187   return false;
1188 }
1189
1190 unsigned FilterChooser::getPredicateIndex(DecoderTableInfo &TableInfo,
1191                                           StringRef Predicate) const {
1192   // Using the full predicate string as the key value here is a bit
1193   // heavyweight, but is effective. If the string comparisons become a
1194   // performance concern, we can implement a mangling of the predicate
1195   // data easilly enough with a map back to the actual string. That's
1196   // overkill for now, though.
1197
1198   // Make sure the predicate is in the table.
1199   TableInfo.Predicates.insert(Predicate.str());
1200   // Now figure out the index for when we write out the table.
1201   PredicateSet::const_iterator P = std::find(TableInfo.Predicates.begin(),
1202                                              TableInfo.Predicates.end(),
1203                                              Predicate.str());
1204   return (unsigned)(P - TableInfo.Predicates.begin());
1205 }
1206
1207 void FilterChooser::emitPredicateTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1208                                             unsigned Opc) const {
1209   if (!doesOpcodeNeedPredicate(Opc))
1210     return;
1211
1212   // Build up the predicate string.
1213   SmallString<256> Predicate;
1214   // FIXME: emitPredicateMatch() functions can take a buffer directly rather
1215   // than a stream.
1216   raw_svector_ostream PS(Predicate);
1217   unsigned I = 0;
1218   emitPredicateMatch(PS, I, Opc);
1219
1220   // Figure out the index into the predicate table for the predicate just
1221   // computed.
1222   unsigned PIdx = getPredicateIndex(TableInfo, PS.str());
1223   SmallString<16> PBytes;
1224   raw_svector_ostream S(PBytes);
1225   encodeULEB128(PIdx, S);
1226   S.flush();
1227
1228   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckPredicate);
1229   // Predicate index
1230   for (unsigned i = 0, e = PBytes.size(); i != e; ++i)
1231     TableInfo.Table.push_back(PBytes[i]);
1232   // Push location for NumToSkip backpatching.
1233   TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1234   TableInfo.Table.push_back(0);
1235   TableInfo.Table.push_back(0);
1236 }
1237
1238 void FilterChooser::emitSoftFailTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1239                                            unsigned Opc) const {
1240   BitsInit *SFBits =
1241     AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("SoftFail");
1242   if (!SFBits) return;
1243   BitsInit *InstBits = AllInstructions[Opc]->TheDef->getValueAsBitsInit("Inst");
1244
1245   APInt PositiveMask(BitWidth, 0ULL);
1246   APInt NegativeMask(BitWidth, 0ULL);
1247   for (unsigned i = 0; i < BitWidth; ++i) {
1248     bit_value_t B = bitFromBits(*SFBits, i);
1249     bit_value_t IB = bitFromBits(*InstBits, i);
1250
1251     if (B != BIT_TRUE) continue;
1252
1253     switch (IB) {
1254     case BIT_FALSE:
1255       // The bit is meant to be false, so emit a check to see if it is true.
1256       PositiveMask.setBit(i);
1257       break;
1258     case BIT_TRUE:
1259       // The bit is meant to be true, so emit a check to see if it is false.
1260       NegativeMask.setBit(i);
1261       break;
1262     default:
1263       // The bit is not set; this must be an error!
1264       StringRef Name = AllInstructions[Opc]->TheDef->getName();
1265       errs() << "SoftFail Conflict: bit SoftFail{" << i << "} in " << Name
1266              << " is set but Inst{" << i << "} is unset!\n"
1267              << "  - You can only mark a bit as SoftFail if it is fully defined"
1268              << " (1/0 - not '?') in Inst\n";
1269       return;
1270     }
1271   }
1272
1273   bool NeedPositiveMask = PositiveMask.getBoolValue();
1274   bool NeedNegativeMask = NegativeMask.getBoolValue();
1275
1276   if (!NeedPositiveMask && !NeedNegativeMask)
1277     return;
1278
1279   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_SoftFail);
1280
1281   SmallString<16> MaskBytes;
1282   raw_svector_ostream S(MaskBytes);
1283   if (NeedPositiveMask) {
1284     encodeULEB128(PositiveMask.getZExtValue(), S);
1285     S.flush();
1286     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1287       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1288   } else
1289     TableInfo.Table.push_back(0);
1290   if (NeedNegativeMask) {
1291     MaskBytes.clear();
1292     S.resync();
1293     encodeULEB128(NegativeMask.getZExtValue(), S);
1294     S.flush();
1295     for (unsigned i = 0, e = MaskBytes.size(); i != e; ++i)
1296       TableInfo.Table.push_back(MaskBytes[i]);
1297   } else
1298     TableInfo.Table.push_back(0);
1299 }
1300
1301 // Emits table entries to decode the singleton.
1302 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1303                                             unsigned Opc) const {
1304   std::vector<unsigned> StartBits;
1305   std::vector<unsigned> EndBits;
1306   std::vector<uint64_t> FieldVals;
1307   insn_t Insn;
1308   insnWithID(Insn, Opc);
1309
1310   // Look for islands of undecoded bits of the singleton.
1311   getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn);
1312
1313   unsigned Size = StartBits.size();
1314
1315   // Emit the predicate table entry if one is needed.
1316   emitPredicateTableEntry(TableInfo, Opc);
1317
1318   // Check any additional encoding fields needed.
1319   for (unsigned I = Size; I != 0; --I) {
1320     unsigned NumBits = EndBits[I-1] - StartBits[I-1] + 1;
1321     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_CheckField);
1322     TableInfo.Table.push_back(StartBits[I-1]);
1323     TableInfo.Table.push_back(NumBits);
1324     uint8_t Buffer[8], *p;
1325     encodeULEB128(FieldVals[I-1], Buffer);
1326     for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1327       TableInfo.Table.push_back(*p);
1328     TableInfo.Table.push_back(*p);
1329     // Push location for NumToSkip backpatching.
1330     TableInfo.FixupStack.back().push_back(TableInfo.Table.size());
1331     // The fixup is always 16-bits, so go ahead and allocate the space
1332     // in the table so all our relative position calculations work OK even
1333     // before we fully resolve the real value here.
1334     TableInfo.Table.push_back(0);
1335     TableInfo.Table.push_back(0);
1336   }
1337
1338   // Check for soft failure of the match.
1339   emitSoftFailTableEntry(TableInfo, Opc);
1340
1341   TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Decode);
1342   uint8_t Buffer[8], *p;
1343   encodeULEB128(Opc, Buffer);
1344   for (p = Buffer; *p >= 128 ; ++p)
1345     TableInfo.Table.push_back(*p);
1346   TableInfo.Table.push_back(*p);
1347
1348   unsigned DIdx = getDecoderIndex(TableInfo.Decoders, Opc);
1349   SmallString<16> Bytes;
1350   raw_svector_ostream S(Bytes);
1351   encodeULEB128(DIdx, S);
1352   S.flush();
1353
1354   // Decoder index
1355   for (unsigned i = 0, e = Bytes.size(); i != e; ++i)
1356     TableInfo.Table.push_back(Bytes[i]);
1357 }
1358
1359 // Emits table entries to decode the singleton, and then to decode the rest.
1360 void FilterChooser::emitSingletonTableEntry(DecoderTableInfo &TableInfo,
1361                                             const Filter &Best) const {
1362   unsigned Opc = Best.getSingletonOpc();
1363
1364   // complex singletons need predicate checks from the first singleton
1365   // to refer forward to the variable filterchooser that follows.
1366   TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
1367
1368   emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opc);
1369
1370   resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
1371                      TableInfo.Table.size());
1372   TableInfo.FixupStack.pop_back();
1373
1374   Best.getVariableFC().emitTableEntries(TableInfo);
1375 }
1376
1377
1378 // Assign a single filter and run with it.  Top level API client can initialize
1379 // with a single filter to start the filtering process.
1380 void FilterChooser::runSingleFilter(unsigned startBit, unsigned numBit,
1381                                     bool mixed) {
1382   Filters.clear();
1383   Filters.push_back(Filter(*this, startBit, numBit, true));
1384   BestIndex = 0; // Sole Filter instance to choose from.
1385   bestFilter().recurse();
1386 }
1387
1388 // reportRegion is a helper function for filterProcessor to mark a region as
1389 // eligible for use as a filter region.
1390 void FilterChooser::reportRegion(bitAttr_t RA, unsigned StartBit,
1391                                  unsigned BitIndex, bool AllowMixed) {
1392   if (RA == ATTR_MIXED && AllowMixed)
1393     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, true));
1394   else if (RA == ATTR_ALL_SET && !AllowMixed)
1395     Filters.push_back(Filter(*this, StartBit, BitIndex - StartBit, false));
1396 }
1397
1398 // FilterProcessor scans the well-known encoding bits of the instructions and
1399 // builds up a list of candidate filters.  It chooses the best filter and
1400 // recursively descends down the decoding tree.
1401 bool FilterChooser::filterProcessor(bool AllowMixed, bool Greedy) {
1402   Filters.clear();
1403   BestIndex = -1;
1404   unsigned numInstructions = Opcodes.size();
1405
1406   assert(numInstructions && "Filter created with no instructions");
1407
1408   // No further filtering is necessary.
1409   if (numInstructions == 1)
1410     return true;
1411
1412   // Heuristics.  See also doFilter()'s "Heuristics" comment when num of
1413   // instructions is 3.
1414   if (AllowMixed && !Greedy) {
1415     assert(numInstructions == 3);
1416
1417     for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1418       std::vector<unsigned> StartBits;
1419       std::vector<unsigned> EndBits;
1420       std::vector<uint64_t> FieldVals;
1421       insn_t Insn;
1422
1423       insnWithID(Insn, Opcodes[i]);
1424
1425       // Look for islands of undecoded bits of any instruction.
1426       if (getIslands(StartBits, EndBits, FieldVals, Insn) > 0) {
1427         // Found an instruction with island(s).  Now just assign a filter.
1428         runSingleFilter(StartBits[0], EndBits[0] - StartBits[0] + 1, true);
1429         return true;
1430       }
1431     }
1432   }
1433
1434   unsigned BitIndex;
1435
1436   // We maintain BIT_WIDTH copies of the bitAttrs automaton.
1437   // The automaton consumes the corresponding bit from each
1438   // instruction.
1439   //
1440   //   Input symbols: 0, 1, and _ (unset).
1441   //   States:        NONE, FILTERED, ALL_SET, ALL_UNSET, and MIXED.
1442   //   Initial state: NONE.
1443   //
1444   // (NONE) ------- [01] -> (ALL_SET)
1445   // (NONE) ------- _ ----> (ALL_UNSET)
1446   // (ALL_SET) ---- [01] -> (ALL_SET)
1447   // (ALL_SET) ---- _ ----> (MIXED)
1448   // (ALL_UNSET) -- [01] -> (MIXED)
1449   // (ALL_UNSET) -- _ ----> (ALL_UNSET)
1450   // (MIXED) ------ . ----> (MIXED)
1451   // (FILTERED)---- . ----> (FILTERED)
1452
1453   std::vector<bitAttr_t> bitAttrs;
1454
1455   // FILTERED bit positions provide no entropy and are not worthy of pursuing.
1456   // Filter::recurse() set either BIT_TRUE or BIT_FALSE for each position.
1457   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex)
1458     if (FilterBitValues[BitIndex] == BIT_TRUE ||
1459         FilterBitValues[BitIndex] == BIT_FALSE)
1460       bitAttrs.push_back(ATTR_FILTERED);
1461     else
1462       bitAttrs.push_back(ATTR_NONE);
1463
1464   for (unsigned InsnIndex = 0; InsnIndex < numInstructions; ++InsnIndex) {
1465     insn_t insn;
1466
1467     insnWithID(insn, Opcodes[InsnIndex]);
1468
1469     for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1470       switch (bitAttrs[BitIndex]) {
1471       case ATTR_NONE:
1472         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1473           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_UNSET;
1474         else
1475           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_ALL_SET;
1476         break;
1477       case ATTR_ALL_SET:
1478         if (insn[BitIndex] == BIT_UNSET)
1479           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1480         break;
1481       case ATTR_ALL_UNSET:
1482         if (insn[BitIndex] != BIT_UNSET)
1483           bitAttrs[BitIndex] = ATTR_MIXED;
1484         break;
1485       case ATTR_MIXED:
1486       case ATTR_FILTERED:
1487         break;
1488       }
1489     }
1490   }
1491
1492   // The regionAttr automaton consumes the bitAttrs automatons' state,
1493   // lowest-to-highest.
1494   //
1495   //   Input symbols: F(iltered), (all_)S(et), (all_)U(nset), M(ixed)
1496   //   States:        NONE, ALL_SET, MIXED
1497   //   Initial state: NONE
1498   //
1499   // (NONE) ----- F --> (NONE)
1500   // (NONE) ----- S --> (ALL_SET)     ; and set region start
1501   // (NONE) ----- U --> (NONE)
1502   // (NONE) ----- M --> (MIXED)       ; and set region start
1503   // (ALL_SET) -- F --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1504   // (ALL_SET) -- S --> (ALL_SET)
1505   // (ALL_SET) -- U --> (NONE)        ; and report an ALL_SET region
1506   // (ALL_SET) -- M --> (MIXED)       ; and report an ALL_SET region
1507   // (MIXED) ---- F --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1508   // (MIXED) ---- S --> (ALL_SET)     ; and report a MIXED region
1509   // (MIXED) ---- U --> (NONE)        ; and report a MIXED region
1510   // (MIXED) ---- M --> (MIXED)
1511
1512   bitAttr_t RA = ATTR_NONE;
1513   unsigned StartBit = 0;
1514
1515   for (BitIndex = 0; BitIndex < BitWidth; ++BitIndex) {
1516     bitAttr_t bitAttr = bitAttrs[BitIndex];
1517
1518     assert(bitAttr != ATTR_NONE && "Bit without attributes");
1519
1520     switch (RA) {
1521     case ATTR_NONE:
1522       switch (bitAttr) {
1523       case ATTR_FILTERED:
1524         break;
1525       case ATTR_ALL_SET:
1526         StartBit = BitIndex;
1527         RA = ATTR_ALL_SET;
1528         break;
1529       case ATTR_ALL_UNSET:
1530         break;
1531       case ATTR_MIXED:
1532         StartBit = BitIndex;
1533         RA = ATTR_MIXED;
1534         break;
1535       default:
1536         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1537       }
1538       break;
1539     case ATTR_ALL_SET:
1540       switch (bitAttr) {
1541       case ATTR_FILTERED:
1542         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1543         RA = ATTR_NONE;
1544         break;
1545       case ATTR_ALL_SET:
1546         break;
1547       case ATTR_ALL_UNSET:
1548         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1549         RA = ATTR_NONE;
1550         break;
1551       case ATTR_MIXED:
1552         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1553         StartBit = BitIndex;
1554         RA = ATTR_MIXED;
1555         break;
1556       default:
1557         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1558       }
1559       break;
1560     case ATTR_MIXED:
1561       switch (bitAttr) {
1562       case ATTR_FILTERED:
1563         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1564         StartBit = BitIndex;
1565         RA = ATTR_NONE;
1566         break;
1567       case ATTR_ALL_SET:
1568         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1569         StartBit = BitIndex;
1570         RA = ATTR_ALL_SET;
1571         break;
1572       case ATTR_ALL_UNSET:
1573         reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1574         RA = ATTR_NONE;
1575         break;
1576       case ATTR_MIXED:
1577         break;
1578       default:
1579         llvm_unreachable("Unexpected bitAttr!");
1580       }
1581       break;
1582     case ATTR_ALL_UNSET:
1583       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_UNSET state");
1584     case ATTR_FILTERED:
1585       llvm_unreachable("regionAttr state machine has no ATTR_FILTERED state");
1586     }
1587   }
1588
1589   // At the end, if we're still in ALL_SET or MIXED states, report a region
1590   switch (RA) {
1591   case ATTR_NONE:
1592     break;
1593   case ATTR_FILTERED:
1594     break;
1595   case ATTR_ALL_SET:
1596     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1597     break;
1598   case ATTR_ALL_UNSET:
1599     break;
1600   case ATTR_MIXED:
1601     reportRegion(RA, StartBit, BitIndex, AllowMixed);
1602     break;
1603   }
1604
1605   // We have finished with the filter processings.  Now it's time to choose
1606   // the best performing filter.
1607   BestIndex = 0;
1608   bool AllUseless = true;
1609   unsigned BestScore = 0;
1610
1611   for (unsigned i = 0, e = Filters.size(); i != e; ++i) {
1612     unsigned Usefulness = Filters[i].usefulness();
1613
1614     if (Usefulness)
1615       AllUseless = false;
1616
1617     if (Usefulness > BestScore) {
1618       BestIndex = i;
1619       BestScore = Usefulness;
1620     }
1621   }
1622
1623   if (!AllUseless)
1624     bestFilter().recurse();
1625
1626   return !AllUseless;
1627 } // end of FilterChooser::filterProcessor(bool)
1628
1629 // Decides on the best configuration of filter(s) to use in order to decode
1630 // the instructions.  A conflict of instructions may occur, in which case we
1631 // dump the conflict set to the standard error.
1632 void FilterChooser::doFilter() {
1633   unsigned Num = Opcodes.size();
1634   assert(Num && "FilterChooser created with no instructions");
1635
1636   // Try regions of consecutive known bit values first.
1637   if (filterProcessor(false))
1638     return;
1639
1640   // Then regions of mixed bits (both known and unitialized bit values allowed).
1641   if (filterProcessor(true))
1642     return;
1643
1644   // Heuristics to cope with conflict set {t2CMPrs, t2SUBSrr, t2SUBSrs} where
1645   // no single instruction for the maximum ATTR_MIXED region Inst{14-4} has a
1646   // well-known encoding pattern.  In such case, we backtrack and scan for the
1647   // the very first consecutive ATTR_ALL_SET region and assign a filter to it.
1648   if (Num == 3 && filterProcessor(true, false))
1649     return;
1650
1651   // If we come to here, the instruction decoding has failed.
1652   // Set the BestIndex to -1 to indicate so.
1653   BestIndex = -1;
1654 }
1655
1656 // emitTableEntries - Emit state machine entries to decode our share of
1657 // instructions.
1658 void FilterChooser::emitTableEntries(DecoderTableInfo &TableInfo) const {
1659   if (Opcodes.size() == 1) {
1660     // There is only one instruction in the set, which is great!
1661     // Call emitSingletonDecoder() to see whether there are any remaining
1662     // encodings bits.
1663     emitSingletonTableEntry(TableInfo, Opcodes[0]);
1664     return;
1665   }
1666
1667   // Choose the best filter to do the decodings!
1668   if (BestIndex != -1) {
1669     const Filter &Best = Filters[BestIndex];
1670     if (Best.getNumFiltered() == 1)
1671       emitSingletonTableEntry(TableInfo, Best);
1672     else
1673       Best.emitTableEntry(TableInfo);
1674     return;
1675   }
1676
1677   // We don't know how to decode these instructions!  Dump the
1678   // conflict set and bail.
1679
1680   // Print out useful conflict information for postmortem analysis.
1681   errs() << "Decoding Conflict:\n";
1682
1683   dumpStack(errs(), "\t\t");
1684
1685   for (unsigned i = 0; i < Opcodes.size(); ++i) {
1686     const std::string &Name = nameWithID(Opcodes[i]);
1687
1688     errs() << '\t' << Name << " ";
1689     dumpBits(errs(),
1690              getBitsField(*AllInstructions[Opcodes[i]]->TheDef, "Inst"));
1691     errs() << '\n';
1692   }
1693 }
1694
1695 static bool populateInstruction(CodeGenTarget &Target,
1696                        const CodeGenInstruction &CGI, unsigned Opc,
1697                        std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > &Operands){
1698   const Record &Def = *CGI.TheDef;
1699   // If all the bit positions are not specified; do not decode this instruction.
1700   // We are bound to fail!  For proper disassembly, the well-known encoding bits
1701   // of the instruction must be fully specified.
1702
1703   BitsInit &Bits = getBitsField(Def, "Inst");
1704   if (Bits.allInComplete()) return false;
1705
1706   std::vector<OperandInfo> InsnOperands;
1707
1708   // If the instruction has specified a custom decoding hook, use that instead
1709   // of trying to auto-generate the decoder.
1710   std::string InstDecoder = Def.getValueAsString("DecoderMethod");
1711   if (InstDecoder != "") {
1712     InsnOperands.push_back(OperandInfo(InstDecoder));
1713     Operands[Opc] = InsnOperands;
1714     return true;
1715   }
1716
1717   // Generate a description of the operand of the instruction that we know
1718   // how to decode automatically.
1719   // FIXME: We'll need to have a way to manually override this as needed.
1720
1721   // Gather the outputs/inputs of the instruction, so we can find their
1722   // positions in the encoding.  This assumes for now that they appear in the
1723   // MCInst in the order that they're listed.
1724   std::vector<std::pair<Init*, std::string> > InOutOperands;
1725   DagInit *Out  = Def.getValueAsDag("OutOperandList");
1726   DagInit *In  = Def.getValueAsDag("InOperandList");
1727   for (unsigned i = 0; i < Out->getNumArgs(); ++i)
1728     InOutOperands.push_back(std::make_pair(Out->getArg(i), Out->getArgName(i)));
1729   for (unsigned i = 0; i < In->getNumArgs(); ++i)
1730     InOutOperands.push_back(std::make_pair(In->getArg(i), In->getArgName(i)));
1731
1732   // Search for tied operands, so that we can correctly instantiate
1733   // operands that are not explicitly represented in the encoding.
1734   std::map<std::string, std::string> TiedNames;
1735   for (unsigned i = 0; i < CGI.Operands.size(); ++i) {
1736     int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1737     if (tiedTo != -1) {
1738       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1739         CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1740       TiedNames[InOutOperands[i].second] = InOutOperands[SO.first].second;
1741       TiedNames[InOutOperands[SO.first].second] = InOutOperands[i].second;
1742     }
1743   }
1744
1745   std::map<std::string, std::vector<OperandInfo> > NumberedInsnOperands;
1746   std::set<std::string> NumberedInsnOperandsNoTie;
1747   if (Target.getInstructionSet()->
1748         getValueAsBit("decodePositionallyEncodedOperands")) {
1749     const std::vector<RecordVal> &Vals = Def.getValues();
1750     unsigned NumberedOp = 0;
1751
1752     std::set<unsigned> NamedOpIndices;
1753     if (Target.getInstructionSet()->
1754          getValueAsBit("noNamedPositionallyEncodedOperands"))
1755       // Collect the set of operand indices that might correspond to named
1756       // operand, and skip these when assigning operands based on position.
1757       for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1758         unsigned OpIdx;
1759         if (!CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1760           continue;
1761
1762         NamedOpIndices.insert(OpIdx);
1763       }
1764
1765     for (unsigned i = 0, e = Vals.size(); i != e; ++i) {
1766       // Ignore fixed fields in the record, we're looking for values like:
1767       //    bits<5> RST = { ?, ?, ?, ?, ? };
1768       if (Vals[i].getPrefix() || Vals[i].getValue()->isComplete())
1769         continue;
1770
1771       // Determine if Vals[i] actually contributes to the Inst encoding.
1772       unsigned bi = 0;
1773       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1774         VarInit *Var = nullptr;
1775         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1776         if (BI)
1777           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1778         else
1779           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1780
1781         if (Var && Var->getName() == Vals[i].getName())
1782           break;
1783       }
1784
1785       if (bi == Bits.getNumBits())
1786         continue;
1787
1788       // Skip variables that correspond to explicitly-named operands.
1789       unsigned OpIdx;
1790       if (CGI.Operands.hasOperandNamed(Vals[i].getName(), OpIdx))
1791         continue;
1792
1793       // Get the bit range for this operand:
1794       unsigned bitStart = bi++, bitWidth = 1;
1795       for (; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1796         VarInit *Var = nullptr;
1797         VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1798         if (BI)
1799           Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1800         else
1801           Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1802
1803         if (!Var)
1804           break;
1805
1806         if (Var->getName() != Vals[i].getName())
1807           break;
1808
1809         ++bitWidth;
1810       }
1811
1812       unsigned NumberOps = CGI.Operands.size();
1813       while (NumberedOp < NumberOps &&
1814              (CGI.Operands.isFlatOperandNotEmitted(NumberedOp) ||
1815               (NamedOpIndices.size() && NamedOpIndices.count(
1816                 CGI.Operands.getSubOperandNumber(NumberedOp).first))))
1817         ++NumberedOp;
1818
1819       OpIdx = NumberedOp++;
1820
1821       // OpIdx now holds the ordered operand number of Vals[i].
1822       std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1823         CGI.Operands.getSubOperandNumber(OpIdx);
1824       const std::string &Name = CGI.Operands[SO.first].Name;
1825
1826       DEBUG(dbgs() << "Numbered operand mapping for " << Def.getName() << ": " <<
1827                       Name << "(" << SO.first << ", " << SO.second << ") => " <<
1828                       Vals[i].getName() << "\n");
1829
1830       std::string Decoder = "";
1831       Record *TypeRecord = CGI.Operands[SO.first].Rec;
1832
1833       RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1834       StringInit *String = DecoderString ?
1835         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1836       if (String && String->getValue() != "")
1837         Decoder = String->getValue();
1838
1839       if (Decoder == "" &&
1840           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1841           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs()) {
1842         Init *Arg = CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->
1843                       getArg(SO.second);
1844         if (TypedInit *TI = cast<TypedInit>(Arg)) {
1845           RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1846           TypeRecord = Type->getRecord();
1847         }
1848       }
1849
1850       bool isReg = false;
1851       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1852         TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1853       if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1854         Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1855         isReg = true;
1856       } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1857         Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1858                   utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1859         isReg = true;
1860       }
1861
1862       DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1863       String = DecoderString ?
1864         dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1865       if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1866         Decoder = String->getValue();
1867
1868       OperandInfo OpInfo(Decoder);
1869       OpInfo.addField(bitStart, bitWidth, 0);
1870
1871       NumberedInsnOperands[Name].push_back(OpInfo);
1872
1873       // FIXME: For complex operands with custom decoders we can't handle tied
1874       // sub-operands automatically. Skip those here and assume that this is
1875       // fixed up elsewhere.
1876       if (CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo &&
1877           CGI.Operands[SO.first].MIOperandInfo->getNumArgs() > 1 &&
1878           String && String->getValue() != "")
1879         NumberedInsnOperandsNoTie.insert(Name);
1880     }
1881   }
1882
1883   // For each operand, see if we can figure out where it is encoded.
1884   for (std::vector<std::pair<Init*, std::string> >::const_iterator
1885        NI = InOutOperands.begin(), NE = InOutOperands.end(); NI != NE; ++NI) {
1886     if (!NumberedInsnOperands[NI->second].empty()) {
1887       InsnOperands.insert(InsnOperands.end(),
1888                           NumberedInsnOperands[NI->second].begin(),
1889                           NumberedInsnOperands[NI->second].end());
1890       continue;
1891     } else if (!NumberedInsnOperands[TiedNames[NI->second]].empty()) {
1892       if (!NumberedInsnOperandsNoTie.count(TiedNames[NI->second])) {
1893         // Figure out to which (sub)operand we're tied.
1894         unsigned i = CGI.Operands.getOperandNamed(TiedNames[NI->second]);
1895         int tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1896         if (tiedTo == -1) {
1897           i = CGI.Operands.getOperandNamed(NI->second);
1898           tiedTo = CGI.Operands[i].getTiedRegister();
1899         }
1900
1901         if (tiedTo != -1) {
1902           std::pair<unsigned, unsigned> SO =
1903             CGI.Operands.getSubOperandNumber(tiedTo);
1904
1905           InsnOperands.push_back(NumberedInsnOperands[TiedNames[NI->second]]
1906                                    [SO.second]);
1907         }
1908       }
1909       continue;
1910     }
1911
1912     std::string Decoder = "";
1913
1914     // At this point, we can locate the field, but we need to know how to
1915     // interpret it.  As a first step, require the target to provide callbacks
1916     // for decoding register classes.
1917     // FIXME: This need to be extended to handle instructions with custom
1918     // decoder methods, and operands with (simple) MIOperandInfo's.
1919     TypedInit *TI = cast<TypedInit>(NI->first);
1920     RecordRecTy *Type = cast<RecordRecTy>(TI->getType());
1921     Record *TypeRecord = Type->getRecord();
1922     bool isReg = false;
1923     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterOperand"))
1924       TypeRecord = TypeRecord->getValueAsDef("RegClass");
1925     if (TypeRecord->isSubClassOf("RegisterClass")) {
1926       Decoder = "Decode" + TypeRecord->getName() + "RegisterClass";
1927       isReg = true;
1928     } else if (TypeRecord->isSubClassOf("PointerLikeRegClass")) {
1929       Decoder = "DecodePointerLikeRegClass" +
1930                 utostr(TypeRecord->getValueAsInt("RegClassKind"));
1931       isReg = true;
1932     }
1933
1934     RecordVal *DecoderString = TypeRecord->getValue("DecoderMethod");
1935     StringInit *String = DecoderString ?
1936       dyn_cast<StringInit>(DecoderString->getValue()) : nullptr;
1937     if (!isReg && String && String->getValue() != "")
1938       Decoder = String->getValue();
1939
1940     OperandInfo OpInfo(Decoder);
1941     unsigned Base = ~0U;
1942     unsigned Width = 0;
1943     unsigned Offset = 0;
1944
1945     for (unsigned bi = 0; bi < Bits.getNumBits(); ++bi) {
1946       VarInit *Var = nullptr;
1947       VarBitInit *BI = dyn_cast<VarBitInit>(Bits.getBit(bi));
1948       if (BI)
1949         Var = dyn_cast<VarInit>(BI->getBitVar());
1950       else
1951         Var = dyn_cast<VarInit>(Bits.getBit(bi));
1952
1953       if (!Var) {
1954         if (Base != ~0U) {
1955           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1956           Base = ~0U;
1957           Width = 0;
1958           Offset = 0;
1959         }
1960         continue;
1961       }
1962
1963       if (Var->getName() != NI->second &&
1964           Var->getName() != TiedNames[NI->second]) {
1965         if (Base != ~0U) {
1966           OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1967           Base = ~0U;
1968           Width = 0;
1969           Offset = 0;
1970         }
1971         continue;
1972       }
1973
1974       if (Base == ~0U) {
1975         Base = bi;
1976         Width = 1;
1977         Offset = BI ? BI->getBitNum() : 0;
1978       } else if (BI && BI->getBitNum() != Offset + Width) {
1979         OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1980         Base = bi;
1981         Width = 1;
1982         Offset = BI->getBitNum();
1983       } else {
1984         ++Width;
1985       }
1986     }
1987
1988     if (Base != ~0U)
1989       OpInfo.addField(Base, Width, Offset);
1990
1991     if (OpInfo.numFields() > 0)
1992       InsnOperands.push_back(OpInfo);
1993   }
1994
1995   Operands[Opc] = InsnOperands;
1996
1997
1998 #if 0
1999   DEBUG({
2000       // Dumps the instruction encoding bits.
2001       dumpBits(errs(), Bits);
2002
2003       errs() << '\n';
2004
2005       // Dumps the list of operand info.
2006       for (unsigned i = 0, e = CGI.Operands.size(); i != e; ++i) {
2007         const CGIOperandList::OperandInfo &Info = CGI.Operands[i];
2008         const std::string &OperandName = Info.Name;
2009         const Record &OperandDef = *Info.Rec;
2010
2011         errs() << "\t" << OperandName << " (" << OperandDef.getName() << ")\n";
2012       }
2013     });
2014 #endif
2015
2016   return true;
2017 }
2018
2019 // emitFieldFromInstruction - Emit the templated helper function
2020 // fieldFromInstruction().
2021 static void emitFieldFromInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
2022   OS << "// Helper function for extracting fields from encoded instructions.\n"
2023      << "template<typename InsnType>\n"
2024    << "static InsnType fieldFromInstruction(InsnType insn, unsigned startBit,\n"
2025      << "                                     unsigned numBits) {\n"
2026      << "    assert(startBit + numBits <= (sizeof(InsnType)*8) &&\n"
2027      << "           \"Instruction field out of bounds!\");\n"
2028      << "    InsnType fieldMask;\n"
2029      << "    if (numBits == sizeof(InsnType)*8)\n"
2030      << "      fieldMask = (InsnType)(-1LL);\n"
2031      << "    else\n"
2032      << "      fieldMask = (((InsnType)1 << numBits) - 1) << startBit;\n"
2033      << "    return (insn & fieldMask) >> startBit;\n"
2034      << "}\n\n";
2035 }
2036
2037 // emitDecodeInstruction - Emit the templated helper function
2038 // decodeInstruction().
2039 static void emitDecodeInstruction(formatted_raw_ostream &OS) {
2040   OS << "template<typename InsnType>\n"
2041      << "static DecodeStatus decodeInstruction(const uint8_t DecodeTable[], MCInst &MI,\n"
2042      << "                                      InsnType insn, uint64_t Address,\n"
2043      << "                                      const void *DisAsm,\n"
2044      << "                                      const MCSubtargetInfo &STI) {\n"
2045      << "  uint64_t Bits = STI.getFeatureBits();\n"
2046      << "\n"
2047      << "  const uint8_t *Ptr = DecodeTable;\n"
2048      << "  uint32_t CurFieldValue = 0;\n"
2049      << "  DecodeStatus S = MCDisassembler::Success;\n"
2050      << "  for (;;) {\n"
2051      << "    ptrdiff_t Loc = Ptr - DecodeTable;\n"
2052      << "    switch (*Ptr) {\n"
2053      << "    default:\n"
2054      << "      errs() << Loc << \": Unexpected decode table opcode!\\n\";\n"
2055      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2056      << "    case MCD::OPC_ExtractField: {\n"
2057      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2058      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2059      << "      ++Ptr;\n"
2060      << "      CurFieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2061      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_ExtractField(\" << Start << \", \"\n"
2062      << "                   << Len << \"): \" << CurFieldValue << \"\\n\");\n"
2063      << "      break;\n"
2064      << "    }\n"
2065      << "    case MCD::OPC_FilterValue: {\n"
2066      << "      // Decode the field value.\n"
2067      << "      unsigned Len;\n"
2068      << "      InsnType Val = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2069      << "      Ptr += Len;\n"
2070      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2071      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2072      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2073      << "\n"
2074      << "      // Perform the filter operation.\n"
2075      << "      if (Val != CurFieldValue)\n"
2076      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2077      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_FilterValue(\" << Val << \", \" << NumToSkip\n"
2078      << "                   << \"): \" << ((Val != CurFieldValue) ? \"FAIL:\" : \"PASS:\")\n"
2079      << "                   << \" continuing at \" << (Ptr - DecodeTable) << \"\\n\");\n"
2080      << "\n"
2081      << "      break;\n"
2082      << "    }\n"
2083      << "    case MCD::OPC_CheckField: {\n"
2084      << "      unsigned Start = *++Ptr;\n"
2085      << "      unsigned Len = *++Ptr;\n"
2086      << "      InsnType FieldValue = fieldFromInstruction(insn, Start, Len);\n"
2087      << "      // Decode the field value.\n"
2088      << "      uint32_t ExpectedValue = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2089      << "      Ptr += Len;\n"
2090      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2091      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2092      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2093      << "\n"
2094      << "      // If the actual and expected values don't match, skip.\n"
2095      << "      if (ExpectedValue != FieldValue)\n"
2096      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2097      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckField(\" << Start << \", \"\n"
2098      << "                   << Len << \", \" << ExpectedValue << \", \" << NumToSkip\n"
2099      << "                   << \"): FieldValue = \" << FieldValue << \", ExpectedValue = \"\n"
2100      << "                   << ExpectedValue << \": \"\n"
2101      << "                   << ((ExpectedValue == FieldValue) ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2102      << "      break;\n"
2103      << "    }\n"
2104      << "    case MCD::OPC_CheckPredicate: {\n"
2105      << "      unsigned Len;\n"
2106      << "      // Decode the Predicate Index value.\n"
2107      << "      unsigned PIdx = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2108      << "      Ptr += Len;\n"
2109      << "      // NumToSkip is a plain 16-bit integer.\n"
2110      << "      unsigned NumToSkip = *Ptr++;\n"
2111      << "      NumToSkip |= (*Ptr++) << 8;\n"
2112      << "      // Check the predicate.\n"
2113      << "      bool Pred;\n"
2114      << "      if (!(Pred = checkDecoderPredicate(PIdx, Bits)))\n"
2115      << "        Ptr += NumToSkip;\n"
2116      << "      (void)Pred;\n"
2117      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_CheckPredicate(\" << PIdx << \"): \"\n"
2118      << "            << (Pred ? \"PASS\\n\" : \"FAIL\\n\"));\n"
2119      << "\n"
2120      << "      break;\n"
2121      << "    }\n"
2122      << "    case MCD::OPC_Decode: {\n"
2123      << "      unsigned Len;\n"
2124      << "      // Decode the Opcode value.\n"
2125      << "      unsigned Opc = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2126      << "      Ptr += Len;\n"
2127      << "      unsigned DecodeIdx = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2128      << "      Ptr += Len;\n"
2129      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Decode: opcode \" << Opc\n"
2130      << "                   << \", using decoder \" << DecodeIdx << \"\\n\" );\n"
2131      << "      DEBUG(dbgs() << \"----- DECODE SUCCESSFUL -----\\n\");\n"
2132      << "\n"
2133      << "      MI.setOpcode(Opc);\n"
2134      << "      return decodeToMCInst(S, DecodeIdx, insn, MI, Address, DisAsm);\n"
2135      << "    }\n"
2136      << "    case MCD::OPC_SoftFail: {\n"
2137      << "      // Decode the mask values.\n"
2138      << "      unsigned Len;\n"
2139      << "      InsnType PositiveMask = decodeULEB128(++Ptr, &Len);\n"
2140      << "      Ptr += Len;\n"
2141      << "      InsnType NegativeMask = decodeULEB128(Ptr, &Len);\n"
2142      << "      Ptr += Len;\n"
2143      << "      bool Fail = (insn & PositiveMask) || (~insn & NegativeMask);\n"
2144      << "      if (Fail)\n"
2145      << "        S = MCDisassembler::SoftFail;\n"
2146      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_SoftFail: \" << (Fail ? \"FAIL\\n\":\"PASS\\n\"));\n"
2147      << "      break;\n"
2148      << "    }\n"
2149      << "    case MCD::OPC_Fail: {\n"
2150      << "      DEBUG(dbgs() << Loc << \": OPC_Fail\\n\");\n"
2151      << "      return MCDisassembler::Fail;\n"
2152      << "    }\n"
2153      << "    }\n"
2154      << "  }\n"
2155      << "  llvm_unreachable(\"bogosity detected in disassembler state machine!\");\n"
2156      << "}\n\n";
2157 }
2158
2159 // Emits disassembler code for instruction decoding.
2160 void FixedLenDecoderEmitter::run(raw_ostream &o) {
2161   formatted_raw_ostream OS(o);
2162   OS << "#include \"llvm/MC/MCInst.h\"\n";
2163   OS << "#include \"llvm/Support/Debug.h\"\n";
2164   OS << "#include \"llvm/Support/DataTypes.h\"\n";
2165   OS << "#include \"llvm/Support/LEB128.h\"\n";
2166   OS << "#include \"llvm/Support/raw_ostream.h\"\n";
2167   OS << "#include <assert.h>\n";
2168   OS << '\n';
2169   OS << "namespace llvm {\n\n";
2170
2171   emitFieldFromInstruction(OS);
2172
2173   Target.reverseBitsForLittleEndianEncoding();
2174
2175   // Parameterize the decoders based on namespace and instruction width.
2176   NumberedInstructions = &Target.getInstructionsByEnumValue();
2177   std::map<std::pair<std::string, unsigned>,
2178            std::vector<unsigned> > OpcMap;
2179   std::map<unsigned, std::vector<OperandInfo> > Operands;
2180
2181   for (unsigned i = 0; i < NumberedInstructions->size(); ++i) {
2182     const CodeGenInstruction *Inst = NumberedInstructions->at(i);
2183     const Record *Def = Inst->TheDef;
2184     unsigned Size = Def->getValueAsInt("Size");
2185     if (Def->getValueAsString("Namespace") == "TargetOpcode" ||
2186         Def->getValueAsBit("isPseudo") ||
2187         Def->getValueAsBit("isAsmParserOnly") ||
2188         Def->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
2189       continue;
2190
2191     std::string DecoderNamespace = Def->getValueAsString("DecoderNamespace");
2192
2193     if (Size) {
2194       if (populateInstruction(Target, *Inst, i, Operands)) {
2195         OpcMap[std::make_pair(DecoderNamespace, Size)].push_back(i);
2196       }
2197     }
2198   }
2199
2200   DecoderTableInfo TableInfo;
2201   for (std::map<std::pair<std::string, unsigned>,
2202                 std::vector<unsigned> >::const_iterator
2203        I = OpcMap.begin(), E = OpcMap.end(); I != E; ++I) {
2204     // Emit the decoder for this namespace+width combination.
2205     FilterChooser FC(*NumberedInstructions, I->second, Operands,
2206                      8*I->first.second, this);
2207
2208     // The decode table is cleared for each top level decoder function. The
2209     // predicates and decoders themselves, however, are shared across all
2210     // decoders to give more opportunities for uniqueing.
2211     TableInfo.Table.clear();
2212     TableInfo.FixupStack.clear();
2213     TableInfo.Table.reserve(16384);
2214     TableInfo.FixupStack.push_back(FixupList());
2215     FC.emitTableEntries(TableInfo);
2216     // Any NumToSkip fixups in the top level scope can resolve to the
2217     // OPC_Fail at the end of the table.
2218     assert(TableInfo.FixupStack.size() == 1 && "fixup stack phasing error!");
2219     // Resolve any NumToSkip fixups in the current scope.
2220     resolveTableFixups(TableInfo.Table, TableInfo.FixupStack.back(),
2221                        TableInfo.Table.size());
2222     TableInfo.FixupStack.clear();
2223
2224     TableInfo.Table.push_back(MCD::OPC_Fail);
2225
2226     // Print the table to the output stream.
2227     emitTable(OS, TableInfo.Table, 0, FC.getBitWidth(), I->first.first);
2228     OS.flush();
2229   }
2230
2231   // Emit the predicate function.
2232   emitPredicateFunction(OS, TableInfo.Predicates, 0);
2233
2234   // Emit the decoder function.
2235   emitDecoderFunction(OS, TableInfo.Decoders, 0);
2236
2237   // Emit the main entry point for the decoder, decodeInstruction().
2238   emitDecodeInstruction(OS);
2239
2240   OS << "\n} // End llvm namespace\n";
2241 }
2242
2243 namespace llvm {
2244
2245 void EmitFixedLenDecoder(RecordKeeper &RK, raw_ostream &OS,
2246                          std::string PredicateNamespace,
2247                          std::string GPrefix,
2248                          std::string GPostfix,
2249                          std::string ROK,
2250                          std::string RFail,
2251                          std::string L) {
2252   FixedLenDecoderEmitter(RK, PredicateNamespace, GPrefix, GPostfix,
2253                          ROK, RFail, L).run(OS);
2254 }
2255
2256 } // End llvm namespace