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[oota-llvm.git] / utils / TableGen / AsmMatcherEmitter.cpp
index aafc09fcd6ebae7df06915a4fbe2ee615097a6b7..3eac9d201b72bd441e45393a55b75108756ac672 100644 (file)
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
-namespace {
 static cl::opt<std::string>
 MatchPrefix("match-prefix", cl::init(""),
             cl::desc("Only match instructions with the given prefix"));
-}
 
 /// FlattenVariants - Flatten an .td file assembly string by selecting the
 /// variant at index \arg N.
@@ -212,17 +210,22 @@ static void TokenizeAsmString(const StringRef &AsmString,
 static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
                                    const CodeGenInstruction &CGI, 
                                    const SmallVectorImpl<StringRef> &Tokens) {
-  // Ignore psuedo ops.
+  // Ignore "codegen only" instructions.
+  if (CGI.TheDef->getValueAsBit("isCodeGenOnly"))
+    return false;
+
+  // Ignore pseudo ops.
   //
-  // FIXME: This is a hack.
+  // FIXME: This is a hack; can we convert these instructions to set the
+  // "codegen only" bit instead?
   if (const RecordVal *Form = CGI.TheDef->getValue("Form"))
     if (Form->getValue()->getAsString() == "Pseudo")
       return false;
-  
-  // Ignore "PHI" node.
+
+  // Ignore "Int_*" and "*_Int" instructions, which are internal aliases.
   //
-  // FIXME: This is also a hack.
-  if (Name == "PHI")
+  // FIXME: This is a total hack.
+  if (StringRef(Name).startswith("Int_") || StringRef(Name).endswith("_Int"))
     return false;
 
   // Ignore instructions with no .s string.
@@ -241,11 +244,8 @@ static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
   //
   // FIXME: Is this true?
   //
-  // Also, we ignore instructions which reference the operand multiple times;
-  // this implies a constraint we would not currently honor. These are
-  // currently always fake instructions for simplifying codegen.
-  //
-  // FIXME: Encode this assumption in the .td, so we can error out here.
+  // Also, check for instructions which reference the operand multiple times;
+  // this implies a constraint we would not honor.
   std::set<std::string> OperandNames;
   for (unsigned i = 1, e = Tokens.size(); i < e; ++i) {
     if (Tokens[i][0] == '$' && 
@@ -254,18 +254,15 @@ static bool IsAssemblerInstruction(const StringRef &Name,
       DEBUG({
           errs() << "warning: '" << Name << "': "
                  << "ignoring instruction; operand with attribute '" 
-                 << Tokens[i] << "'\n";
+                 << Tokens[i] << "'\n";
         });
       return false;
     }
 
     if (Tokens[i][0] == '$' && !OperandNames.insert(Tokens[i]).second) {
-      DEBUG({
-          errs() << "warning: '" << Name << "': "
-                 << "ignoring instruction; tied operand '" 
-                 << Tokens[i] << "'\n";
-        });
-      return false;
+      std::string Err = "'" + Name.str() + "': " +
+        "invalid assembler instruction; tied operand '" + Tokens[i].str() + "'";
+      throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
     }
   }
 
@@ -278,17 +275,30 @@ namespace {
 /// class of operands which can be matched.
 struct ClassInfo {
   enum ClassInfoKind {
-    Invalid = 0, ///< Invalid kind, for use as a sentinel value.
-    Token,       ///< The class for a particular token.
-    Register,    ///< A register class.
-    UserClass0   ///< The (first) user defined class, subsequent user defined
-                 /// classes are UserClass0+1, and so on.
+    /// Invalid kind, for use as a sentinel value.
+    Invalid = 0,
+
+    /// The class for a particular token.
+    Token,
+
+    /// The (first) register class, subsequent register classes are
+    /// RegisterClass0+1, and so on.
+    RegisterClass0,
+
+    /// The (first) user defined class, subsequent user defined classes are
+    /// UserClass0+1, and so on.
+    UserClass0 = 1<<16
   };
 
   /// Kind - The class kind, which is either a predefined kind, or (UserClass0 +
   /// N) for the Nth user defined class.
   unsigned Kind;
 
+  /// SuperClasses - The super classes of this class. Note that for simplicities
+  /// sake user operands only record their immediate super class, while register
+  /// operands include all superclasses.
+  std::vector<ClassInfo*> SuperClasses;
+
   /// Name - The full class name, suitable for use in an enum.
   std::string Name;
 
@@ -301,35 +311,99 @@ struct ClassInfo {
   std::string ValueName;
 
   /// PredicateMethod - The name of the operand method to test whether the
-  /// operand matches this class; this is not valid for Token kinds.
+  /// operand matches this class; this is not valid for Token or register kinds.
   std::string PredicateMethod;
 
   /// RenderMethod - The name of the operand method to add this operand to an
-  /// MCInst; this is not valid for Token kinds.
+  /// MCInst; this is not valid for Token or register kinds.
   std::string RenderMethod;
 
+  /// For register classes, the records for all the registers in this class.
+  std::set<Record*> Registers;
+
+public:
+  /// isRegisterClass() - Check if this is a register class.
+  bool isRegisterClass() const {
+    return Kind >= RegisterClass0 && Kind < UserClass0;
+  }
+
+  /// isUserClass() - Check if this is a user defined class.
+  bool isUserClass() const {
+    return Kind >= UserClass0;
+  }
+
+  /// isRelatedTo - Check whether this class is "related" to \arg RHS. Classes
+  /// are related if they are in the same class hierarchy.
+  bool isRelatedTo(const ClassInfo &RHS) const {
+    // Tokens are only related to tokens.
+    if (Kind == Token || RHS.Kind == Token)
+      return Kind == Token && RHS.Kind == Token;
+
+    // Registers classes are only related to registers classes, and only if
+    // their intersection is non-empty.
+    if (isRegisterClass() || RHS.isRegisterClass()) {
+      if (!isRegisterClass() || !RHS.isRegisterClass())
+        return false;
+
+      std::set<Record*> Tmp;
+      std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(Tmp, Tmp.begin());
+      std::set_intersection(Registers.begin(), Registers.end(), 
+                            RHS.Registers.begin(), RHS.Registers.end(),
+                            II);
+
+      return !Tmp.empty();
+    }
+
+    // Otherwise we have two users operands; they are related if they are in the
+    // same class hierarchy.
+    //
+    // FIXME: This is an oversimplification, they should only be related if they
+    // intersect, however we don't have that information.
+    assert(isUserClass() && RHS.isUserClass() && "Unexpected class!");
+    const ClassInfo *Root = this;
+    while (!Root->SuperClasses.empty())
+      Root = Root->SuperClasses.front();
+
+    const ClassInfo *RHSRoot = &RHS;
+    while (!RHSRoot->SuperClasses.empty())
+      RHSRoot = RHSRoot->SuperClasses.front();
+    
+    return Root == RHSRoot;
+  }
+
+  /// isSubsetOf - Test whether this class is a subset of \arg RHS; 
+  bool isSubsetOf(const ClassInfo &RHS) const {
+    // This is a subset of RHS if it is the same class...
+    if (this == &RHS)
+      return true;
+
+    // ... or if any of its super classes are a subset of RHS.
+    for (std::vector<ClassInfo*>::const_iterator it = SuperClasses.begin(),
+           ie = SuperClasses.end(); it != ie; ++it)
+      if ((*it)->isSubsetOf(RHS))
+        return true;
+
+    return false;
+  }
+
   /// operator< - Compare two classes.
   bool operator<(const ClassInfo &RHS) const {
-    // Incompatible kinds are comparable.
-    if (Kind != RHS.Kind)
+    // Unrelated classes can be ordered by kind.
+    if (!isRelatedTo(RHS))
       return Kind < RHS.Kind;
 
     switch (Kind) {
     case Invalid:
       assert(0 && "Invalid kind!");
     case Token:
-      // Tokens are always comparable.
+      // Tokens are comparable by value.
       //
       // FIXME: Compare by enum value.
       return ValueName < RHS.ValueName;
 
-    case Register:
-      // FIXME: Compare by subset relation.
-      return false;
-
     default:
-      // FIXME: Allow user defined relation.
-      return false;
+      // This class preceeds the RHS if it is a proper subset of the RHS.
+      return this != &RHS && isSubsetOf(RHS);
     }
   }
 };
@@ -371,10 +445,15 @@ struct InstructionInfo {
     if (Operands.size() != RHS.Operands.size())
       return Operands.size() < RHS.Operands.size();
 
-    for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i)
+    // Compare lexicographically by operand. The matcher validates that other
+    // orderings wouldn't be ambiguous using \see CouldMatchAmiguouslyWith().
+    for (unsigned i = 0, e = Operands.size(); i != e; ++i) {
       if (*Operands[i].Class < *RHS.Operands[i].Class)
         return true;
-    
+      if (*RHS.Operands[i].Class < *Operands[i].Class)
+        return false;
+    }
+
     return false;
   }
 
@@ -415,36 +494,54 @@ public:
 
 class AsmMatcherInfo {
 public:
+  /// The tablegen AsmParser record.
+  Record *AsmParser;
+
+  /// The AsmParser "CommentDelimiter" value.
+  std::string CommentDelimiter;
+
+  /// The AsmParser "RegisterPrefix" value.
+  std::string RegisterPrefix;
+
   /// The classes which are needed for matching.
   std::vector<ClassInfo*> Classes;
   
   /// The information on the instruction to match.
   std::vector<InstructionInfo*> Instructions;
 
+  /// Map of Register records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClasses;
+
 private:
   /// Map of token to class information which has already been constructed.
   std::map<std::string, ClassInfo*> TokenClasses;
 
-  /// Map of operand name to class information which has already been
-  /// constructed.
-  std::map<std::string, ClassInfo*> OperandClasses;
+  /// Map of RegisterClass records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> RegisterClassClasses;
 
-  /// Map of user class names to kind value.
-  std::map<std::string, unsigned> UserClasses;
+  /// Map of AsmOperandClass records to their class information.
+  std::map<Record*, ClassInfo*> AsmOperandClasses;
 
 private:
   /// getTokenClass - Lookup or create the class for the given token.
   ClassInfo *getTokenClass(const StringRef &Token);
 
-  /// getUserClassKind - Lookup or create the kind value for the given class
-  /// name.
-  unsigned getUserClassKind(const StringRef &Name);
-
   /// getOperandClass - Lookup or create the class for the given operand.
   ClassInfo *getOperandClass(const StringRef &Token,
                              const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI);
 
+  /// BuildRegisterClasses - Build the ClassInfo* instances for register
+  /// classes.
+  void BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target, 
+                            std::set<std::string> &SingletonRegisterNames);
+
+  /// BuildOperandClasses - Build the ClassInfo* instances for user defined
+  /// operand classes.
+  void BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target);
+
 public:
+  AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser);
+
   /// BuildInfo - Construct the various tables used during matching.
   void BuildInfo(CodeGenTarget &Target);
 };
@@ -469,6 +566,11 @@ void InstructionInfo::dump() {
       continue;
     }
 
+    if (!Op.OperandInfo) {
+      errs() << "(singleton register)\n";
+      continue;
+    }
+
     const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = *Op.OperandInfo;
     errs() << OI.Name << " " << OI.Rec->getName()
            << " (" << OI.MIOperandNo << ", " << OI.MINumOperands << ")\n";
@@ -496,6 +598,17 @@ static std::string getEnumNameForToken(const StringRef &Str) {
   return Res;
 }
 
+/// getRegisterRecord - Get the register record for \arg name, or 0.
+static Record *getRegisterRecord(CodeGenTarget &Target, const StringRef &Name) {
+  for (unsigned i = 0, e = Target.getRegisters().size(); i != e; ++i) {
+    const CodeGenRegister &Reg = Target.getRegisters()[i];
+    if (Name == Reg.TheDef->getValueAsString("AsmName"))
+      return Reg.TheDef;
+  }
+
+  return 0;
+}
+
 ClassInfo *AsmMatcherInfo::getTokenClass(const StringRef &Token) {
   ClassInfo *&Entry = TokenClasses[Token];
   
@@ -513,53 +626,214 @@ ClassInfo *AsmMatcherInfo::getTokenClass(const StringRef &Token) {
   return Entry;
 }
 
-unsigned AsmMatcherInfo::getUserClassKind(const StringRef &Name) {
-  unsigned &Entry = UserClasses[Name];
-  
-  if (!Entry)
-    Entry = ClassInfo::UserClass0 + UserClasses.size() - 1;
-
-  return Entry;
-}
-
 ClassInfo *
 AsmMatcherInfo::getOperandClass(const StringRef &Token,
                                 const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI) {
-  std::string ClassName;
   if (OI.Rec->isSubClassOf("RegisterClass")) {
-    ClassName = "Reg";
-  } else {
-    try {
-      ClassName = OI.Rec->getValueAsString("ParserMatchClass");
-      assert(ClassName != "Reg" && "'Reg' class name is reserved!");
-    } catch(...) {
-      PrintError(OI.Rec->getLoc(), "operand has no match class!");
-      ClassName = "Invalid";
+    ClassInfo *CI = RegisterClassClasses[OI.Rec];
+
+    if (!CI) {
+      PrintError(OI.Rec->getLoc(), "register class has no class info!");
+      throw std::string("ERROR: Missing register class!");
     }
+
+    return CI;
   }
 
-  ClassInfo *&Entry = OperandClasses[ClassName];
-  
-  if (!Entry) {
-    Entry = new ClassInfo();
-    // FIXME: Hack.
-    if (ClassName == "Reg") {
-      Entry->Kind = ClassInfo::Register;
+  assert(OI.Rec->isSubClassOf("Operand") && "Unexpected operand!");
+  Record *MatchClass = OI.Rec->getValueAsDef("ParserMatchClass");
+  ClassInfo *CI = AsmOperandClasses[MatchClass];
+
+  if (!CI) {
+    PrintError(OI.Rec->getLoc(), "operand has no match class!");
+    throw std::string("ERROR: Missing match class!");
+  }
+
+  return CI;
+}
+
+void AsmMatcherInfo::BuildRegisterClasses(CodeGenTarget &Target,
+                                          std::set<std::string>
+                                            &SingletonRegisterNames) {
+  std::vector<CodeGenRegisterClass> RegisterClasses;
+  std::vector<CodeGenRegister> Registers;
+
+  RegisterClasses = Target.getRegisterClasses();
+  Registers = Target.getRegisters();
+
+  // The register sets used for matching.
+  std::set< std::set<Record*> > RegisterSets;
+
+  // Gather the defined sets.  
+  for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
+         ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it)
+    RegisterSets.insert(std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
+                                          it->Elements.end()));
+
+  // Add any required singleton sets.
+  for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
+         ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it)
+    if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it))
+      RegisterSets.insert(std::set<Record*>(&Rec, &Rec + 1));
+         
+  // Introduce derived sets where necessary (when a register does not determine
+  // a unique register set class), and build the mapping of registers to the set
+  // they should classify to.
+  std::map<Record*, std::set<Record*> > RegisterMap;
+  for (std::vector<CodeGenRegister>::iterator it = Registers.begin(),
+         ie = Registers.end(); it != ie; ++it) {
+    CodeGenRegister &CGR = *it;
+    // Compute the intersection of all sets containing this register.
+    std::set<Record*> ContainingSet;
+    
+    for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+           ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
+      if (!it->count(CGR.TheDef))
+        continue;
+
+      if (ContainingSet.empty()) {
+        ContainingSet = *it;
+      } else {
+        std::set<Record*> Tmp;
+        std::swap(Tmp, ContainingSet);
+        std::insert_iterator< std::set<Record*> > II(ContainingSet,
+                                                     ContainingSet.begin());
+        std::set_intersection(Tmp.begin(), Tmp.end(), it->begin(), it->end(),
+                              II);
+      }
+    }
+
+    if (!ContainingSet.empty()) {
+      RegisterSets.insert(ContainingSet);
+      RegisterMap.insert(std::make_pair(CGR.TheDef, ContainingSet));
+    }
+  }
+
+  // Construct the register classes.
+  std::map<std::set<Record*>, ClassInfo*> RegisterSetClasses;
+  unsigned Index = 0;
+  for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+         ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
+    ClassInfo *CI = new ClassInfo();
+    CI->Kind = ClassInfo::RegisterClass0 + Index;
+    CI->ClassName = "Reg" + utostr(Index);
+    CI->Name = "MCK_Reg" + utostr(Index);
+    CI->ValueName = "";
+    CI->PredicateMethod = ""; // unused
+    CI->RenderMethod = "addRegOperands";
+    CI->Registers = *it;
+    Classes.push_back(CI);
+    RegisterSetClasses.insert(std::make_pair(*it, CI));
+  }
+
+  // Find the superclasses; we could compute only the subgroup lattice edges,
+  // but there isn't really a point.
+  for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it = RegisterSets.begin(),
+         ie = RegisterSets.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[*it];
+    for (std::set< std::set<Record*> >::iterator it2 = RegisterSets.begin(),
+           ie2 = RegisterSets.end(); it2 != ie2; ++it2)
+      if (*it != *it2 && 
+          std::includes(it2->begin(), it2->end(), it->begin(), it->end()))
+        CI->SuperClasses.push_back(RegisterSetClasses[*it2]);
+  }
+
+  // Name the register classes which correspond to a user defined RegisterClass.
+  for (std::vector<CodeGenRegisterClass>::iterator it = RegisterClasses.begin(),
+         ie = RegisterClasses.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo *CI = RegisterSetClasses[std::set<Record*>(it->Elements.begin(),
+                                                         it->Elements.end())];
+    if (CI->ValueName.empty()) {
+      CI->ClassName = it->getName();
+      CI->Name = "MCK_" + it->getName();
+      CI->ValueName = it->getName();
+    } else
+      CI->ValueName = CI->ValueName + "," + it->getName();
+
+    RegisterClassClasses.insert(std::make_pair(it->TheDef, CI));
+  }
+
+  // Populate the map for individual registers.
+  for (std::map<Record*, std::set<Record*> >::iterator it = RegisterMap.begin(),
+         ie = RegisterMap.end(); it != ie; ++it)
+    this->RegisterClasses[it->first] = RegisterSetClasses[it->second];
+
+  // Name the register classes which correspond to singleton registers.
+  for (std::set<std::string>::iterator it = SingletonRegisterNames.begin(),
+         ie = SingletonRegisterNames.end(); it != ie; ++it) {
+    if (Record *Rec = getRegisterRecord(Target, *it)) {
+      ClassInfo *CI = this->RegisterClasses[Rec];
+      assert(CI && "Missing singleton register class info!");
+
+      if (CI->ValueName.empty()) {
+        CI->ClassName = Rec->getName();
+        CI->Name = "MCK_" + Rec->getName();
+        CI->ValueName = Rec->getName();
+      } else
+        CI->ValueName = CI->ValueName + "," + Rec->getName();
+    }
+  }
+}
+
+void AsmMatcherInfo::BuildOperandClasses(CodeGenTarget &Target) {
+  std::vector<Record*> AsmOperands;
+  AsmOperands = Records.getAllDerivedDefinitions("AsmOperandClass");
+  unsigned Index = 0;
+  for (std::vector<Record*>::iterator it = AsmOperands.begin(), 
+         ie = AsmOperands.end(); it != ie; ++it, ++Index) {
+    ClassInfo *CI = new ClassInfo();
+    CI->Kind = ClassInfo::UserClass0 + Index;
+
+    Init *Super = (*it)->getValueInit("SuperClass");
+    if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(Super)) {
+      ClassInfo *SC = AsmOperandClasses[DI->getDef()];
+      if (!SC)
+        PrintError((*it)->getLoc(), "Invalid super class reference!");
+      else
+        CI->SuperClasses.push_back(SC);
     } else {
-      Entry->Kind = getUserClassKind(ClassName);
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(Super) && "Unexpected SuperClass field!");
     }
-    Entry->ClassName = ClassName;
-    Entry->Name = "MCK_" + ClassName;
-    Entry->ValueName = OI.Rec->getName();
-    Entry->PredicateMethod = "is" + ClassName;
-    Entry->RenderMethod = "add" + ClassName + "Operands";
-    Classes.push_back(Entry);
+    CI->ClassName = (*it)->getValueAsString("Name");
+    CI->Name = "MCK_" + CI->ClassName;
+    CI->ValueName = (*it)->getName();
+
+    // Get or construct the predicate method name.
+    Init *PMName = (*it)->getValueInit("PredicateMethod");
+    if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(PMName)) {
+      CI->PredicateMethod = SI->getValue();
+    } else {
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(PMName) && 
+             "Unexpected PredicateMethod field!");
+      CI->PredicateMethod = "is" + CI->ClassName;
+    }
+
+    // Get or construct the render method name.
+    Init *RMName = (*it)->getValueInit("RenderMethod");
+    if (StringInit *SI = dynamic_cast<StringInit*>(RMName)) {
+      CI->RenderMethod = SI->getValue();
+    } else {
+      assert(dynamic_cast<UnsetInit*>(RMName) &&
+             "Unexpected RenderMethod field!");
+      CI->RenderMethod = "add" + CI->ClassName + "Operands";
+    }
+
+    AsmOperandClasses[*it] = CI;
+    Classes.push_back(CI);
   }
-  
-  return Entry;
+}
+
+AsmMatcherInfo::AsmMatcherInfo(Record *_AsmParser) 
+  : AsmParser(_AsmParser),
+    CommentDelimiter(AsmParser->getValueAsString("CommentDelimiter")),
+    RegisterPrefix(AsmParser->getValueAsString("RegisterPrefix"))
+{
 }
 
 void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
+  // Parse the instructions; we need to do this first so that we can gather the
+  // singleton register classes.
+  std::set<std::string> SingletonRegisterNames;
   for (std::map<std::string, CodeGenInstruction>::const_iterator 
          it = Target.getInstructions().begin(), 
          ie = Target.getInstructions().end(); 
@@ -575,15 +849,66 @@ void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
     II->Instr = &it->second;
     II->AsmString = FlattenVariants(CGI.AsmString, 0);
 
+    // Remove comments from the asm string.
+    if (!CommentDelimiter.empty()) {
+      size_t Idx = StringRef(II->AsmString).find(CommentDelimiter);
+      if (Idx != StringRef::npos)
+        II->AsmString = II->AsmString.substr(0, Idx);
+    }
+
     TokenizeAsmString(II->AsmString, II->Tokens);
 
     // Ignore instructions which shouldn't be matched.
     if (!IsAssemblerInstruction(it->first, CGI, II->Tokens))
       continue;
 
+    // Collect singleton registers, if used.
+    if (!RegisterPrefix.empty()) {
+      for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
+        if (II->Tokens[i].startswith(RegisterPrefix)) {
+          StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
+          Record *Rec = getRegisterRecord(Target, RegName);
+          
+          if (!Rec) {
+            std::string Err = "unable to find register for '" + RegName.str() + 
+              "' (which matches register prefix)";
+            throw TGError(CGI.TheDef->getLoc(), Err);
+          }
+
+          SingletonRegisterNames.insert(RegName);
+        }
+      }
+    }
+    
+    Instructions.push_back(II.take());
+  }
+
+  // Build info for the register classes.
+  BuildRegisterClasses(Target, SingletonRegisterNames);
+
+  // Build info for the user defined assembly operand classes.
+  BuildOperandClasses(Target);
+
+  // Build the instruction information.
+  for (std::vector<InstructionInfo*>::iterator it = Instructions.begin(),
+         ie = Instructions.end(); it != ie; ++it) {
+    InstructionInfo *II = *it;
+
     for (unsigned i = 0, e = II->Tokens.size(); i != e; ++i) {
       StringRef Token = II->Tokens[i];
 
+      // Check for singleton registers.
+      if (!RegisterPrefix.empty() && Token.startswith(RegisterPrefix)) {
+        StringRef RegName = II->Tokens[i].substr(RegisterPrefix.size());
+        InstructionInfo::Operand Op;
+        Op.Class = RegisterClasses[getRegisterRecord(Target, RegName)];
+        Op.OperandInfo = 0;
+        assert(Op.Class && Op.Class->Registers.size() == 1 &&
+               "Unexpected class for singleton register");
+        II->Operands.push_back(Op);
+        continue;
+      }
+
       // Check for simple tokens.
       if (Token[0] != '$') {
         InstructionInfo::Operand Op;
@@ -603,25 +928,22 @@ void AsmMatcherInfo::BuildInfo(CodeGenTarget &Target) {
       // Map this token to an operand. FIXME: Move elsewhere.
       unsigned Idx;
       try {
-        Idx = CGI.getOperandNamed(OperandName);
+        Idx = II->Instr->getOperandNamed(OperandName);
       } catch(...) {
-        errs() << "error: unable to find operand: '" << OperandName << "'!\n";
-        break;
+        throw std::string("error: unable to find operand: '" + 
+                          OperandName.str() + "'");
       }
 
-      const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = CGI.OperandList[Idx];      
+      const CodeGenInstruction::OperandInfo &OI = II->Instr->OperandList[Idx];
       InstructionInfo::Operand Op;
       Op.Class = getOperandClass(Token, OI);
       Op.OperandInfo = &OI;
       II->Operands.push_back(Op);
     }
-
-    // If we broke out, ignore the instruction.
-    if (II->Operands.size() != II->Tokens.size())
-      continue;
-
-    Instructions.push_back(II.take());
   }
+
+  // Reorder classes so that classes preceed super classes.
+  std::sort(Classes.begin(), Classes.end(), less_ptr<ClassInfo>());
 }
 
 static void EmitConvertToMCInst(CodeGenTarget &Target,
@@ -688,7 +1010,15 @@ static void EmitConvertToMCInst(CodeGenTarget &Target,
       for (; CurIndex != Op.OperandInfo->MIOperandNo; ++CurIndex)
         Signature += "Imp";
 
-      Signature += Op.Class->ClassName;
+      // Registers are always converted the same, don't duplicate the conversion
+      // function based on them.
+      //
+      // FIXME: We could generalize this based on the render method, if it
+      // mattered.
+      if (Op.Class->isRegisterClass())
+        Signature += "Reg";
+      else
+        Signature += Op.Class->ClassName;
       Signature += utostr(Op.OperandInfo->MINumOperands);
       Signature += "_" + utostr(MIOperandList[i].second);
 
@@ -762,7 +1092,7 @@ static void EmitMatchClassEnumeration(CodeGenTarget &Target,
     OS << "  " << CI.Name << ", // ";
     if (CI.Kind == ClassInfo::Token) {
       OS << "'" << CI.ValueName << "'\n";
-    } else if (CI.Kind == ClassInfo::Register) {
+    } else if (CI.isRegisterClass()) {
       if (!CI.ValueName.empty())
         OS << "register class '" << CI.ValueName << "'\n";
       else
@@ -779,25 +1109,111 @@ static void EmitMatchClassEnumeration(CodeGenTarget &Target,
 
 /// EmitClassifyOperand - Emit the function to classify an operand.
 static void EmitClassifyOperand(CodeGenTarget &Target,
-                                std::vector<ClassInfo*> &Infos,
+                                AsmMatcherInfo &Info,
                                 raw_ostream &OS) {
   OS << "static MatchClassKind ClassifyOperand("
      << Target.getName() << "Operand &Operand) {\n";
+
+  // Classify tokens.
   OS << "  if (Operand.isToken())\n";
   OS << "    return MatchTokenString(Operand.getToken());\n\n";
-  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
-         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+
+  // Classify registers.
+  //
+  // FIXME: Don't hardcode isReg, getReg.
+  OS << "  if (Operand.isReg()) {\n";
+  OS << "    switch (Operand.getReg()) {\n";
+  OS << "    default: return InvalidMatchClass;\n";
+  for (std::map<Record*, ClassInfo*>::iterator 
+         it = Info.RegisterClasses.begin(), ie = Info.RegisterClasses.end();
+       it != ie; ++it)
+    OS << "    case " << Target.getName() << "::" 
+       << it->first->getName() << ": return " << it->second->Name << ";\n";
+  OS << "    }\n";
+  OS << "  }\n\n";
+
+  // Classify user defined operands.
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Info.Classes.begin(), 
+         ie = Info.Classes.end(); it != ie; ++it) {
     ClassInfo &CI = **it;
 
-    if (CI.Kind != ClassInfo::Token) {
-      OS << "  if (Operand." << CI.PredicateMethod << "())\n";
-      OS << "    return " << CI.Name << ";\n\n";
+    if (!CI.isUserClass())
+      continue;
+
+    OS << "  // '" << CI.ClassName << "' class";
+    if (!CI.SuperClasses.empty()) {
+      OS << ", subclass of ";
+      for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i) {
+        if (i) OS << ", ";
+        OS << "'" << CI.SuperClasses[i]->ClassName << "'";
+        assert(CI < *CI.SuperClasses[i] && "Invalid class relation!");
+      }
+    }
+    OS << "\n";
+
+    OS << "  if (Operand." << CI.PredicateMethod << "()) {\n";
+      
+    // Validate subclass relationships.
+    if (!CI.SuperClasses.empty()) {
+      for (unsigned i = 0, e = CI.SuperClasses.size(); i != e; ++i)
+        OS << "    assert(Operand." << CI.SuperClasses[i]->PredicateMethod
+           << "() && \"Invalid class relationship!\");\n";
     }
+
+    OS << "    return " << CI.Name << ";\n";
+    OS << "  }\n\n";
   }
   OS << "  return InvalidMatchClass;\n";
   OS << "}\n\n";
 }
 
+/// EmitIsSubclass - Emit the subclass predicate function.
+static void EmitIsSubclass(CodeGenTarget &Target,
+                           std::vector<ClassInfo*> &Infos,
+                           raw_ostream &OS) {
+  OS << "/// IsSubclass - Compute whether \\arg A is a subclass of \\arg B.\n";
+  OS << "static bool IsSubclass(MatchClassKind A, MatchClassKind B) {\n";
+  OS << "  if (A == B)\n";
+  OS << "    return true;\n\n";
+
+  OS << "  switch (A) {\n";
+  OS << "  default:\n";
+  OS << "    return false;\n";
+  for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+         ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+    ClassInfo &A = **it;
+
+    if (A.Kind != ClassInfo::Token) {
+      std::vector<StringRef> SuperClasses;
+      for (std::vector<ClassInfo*>::iterator it = Infos.begin(), 
+             ie = Infos.end(); it != ie; ++it) {
+        ClassInfo &B = **it;
+
+        if (&A != &B && A.isSubsetOf(B))
+          SuperClasses.push_back(B.Name);
+      }
+
+      if (SuperClasses.empty())
+        continue;
+
+      OS << "\n  case " << A.Name << ":\n";
+
+      if (SuperClasses.size() == 1) {
+        OS << "    return B == " << SuperClasses.back() << ";\n";
+        continue;
+      }
+
+      OS << "    switch (B) {\n";
+      OS << "    default: return false;\n";
+      for (unsigned i = 0, e = SuperClasses.size(); i != e; ++i)
+        OS << "    case " << SuperClasses[i] << ": return true;\n";
+      OS << "    }\n";
+    }
+  }
+  OS << "  }\n";
+  OS << "}\n\n";
+}
+
 typedef std::pair<std::string, std::string> StringPair;
 
 /// FindFirstNonCommonLetter - Find the first character in the keys of the
@@ -980,13 +1396,8 @@ void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   Record *AsmParser = Target.getAsmParser();
   std::string ClassName = AsmParser->getValueAsString("AsmParserClassName");
 
-  EmitSourceFileHeader("Assembly Matcher Source Fragment", OS);
-
-  // Emit the function to match a register name to number.
-  EmitMatchRegisterName(Target, AsmParser, OS);
-
   // Compute the information on the instructions to match.
-  AsmMatcherInfo Info;
+  AsmMatcherInfo Info(AsmParser);
   Info.BuildInfo(Target);
 
   // Sort the instruction table using the partial order on classes.
@@ -1025,6 +1436,13 @@ void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
                << " ambiguous instructions!\n";
       });
 
+  // Write the output.
+
+  EmitSourceFileHeader("Assembly Matcher Source Fragment", OS);
+
+  // Emit the function to match a register name to number.
+  EmitMatchRegisterName(Target, AsmParser, OS);
+
   // Generate the unified function to convert operands into an MCInst.
   EmitConvertToMCInst(Target, Info.Instructions, OS);
 
@@ -1035,7 +1453,10 @@ void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
   EmitMatchTokenString(Target, Info.Classes, OS);
 
   // Emit the routine to classify an operand.
-  EmitClassifyOperand(Target, Info.Classes, OS);
+  EmitClassifyOperand(Target, Info, OS);
+
+  // Emit the subclass predicate routine.
+  EmitIsSubclass(Target, Info.Classes, OS);
 
   // Finally, build the match function.
 
@@ -1110,7 +1531,8 @@ void AsmMatcherEmitter::run(raw_ostream &OS) {
      << "*ie = MatchTable + " << Info.Instructions.size()
      << "; it != ie; ++it) {\n";
   for (unsigned i = 0; i != MaxNumOperands; ++i) {
-    OS << "    if (Classes[" << i << "] != it->Classes[" << i << "])\n";
+    OS << "    if (!IsSubclass(Classes[" 
+       << i << "], it->Classes[" << i << "]))\n";
     OS << "      continue;\n";
   }
   OS << "\n";