Now that we have int/fp lattice values, implement the SDTCisOpSmallerThanOp
[oota-llvm.git] / utils / TableGen / DAGISelEmitter.cpp
index e915ee57935d0e8af62d46c8be7dd717582ad741..707894238f17349a3368bdf44a69d9e05ddb1700 100644 (file)
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Helpers for working with extended types.
+
+/// FilterVTs - Filter a list of VT's according to a predicate.
+///
+template<typename T>
+static std::vector<MVT::ValueType> 
+FilterVTs(const std::vector<MVT::ValueType> &InVTs, T Filter) {
+  std::vector<MVT::ValueType> Result;
+  for (unsigned i = 0, e = InVTs.size(); i != e; ++i)
+    if (Filter(InVTs[i]))
+      Result.push_back(InVTs[i]);
+  return Result;
+}
+
+/// isExtIntegerVT - Return true if the specified extended value type is
+/// integer, or isInt.
+static bool isExtIntegerVT(unsigned char VT) {
+  return VT == MVT::isInt ||
+        (VT < MVT::LAST_VALUETYPE && MVT::isInteger((MVT::ValueType)VT));
+}
+
+/// isExtFloatingPointVT - Return true if the specified extended value type is
+/// floating point, or isFP.
+static bool isExtFloatingPointVT(unsigned char VT) {
+  return VT == MVT::isFP ||
+        (VT < MVT::LAST_VALUETYPE && MVT::isFloatingPoint((MVT::ValueType)VT));
+}
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // SDTypeConstraint implementation
 //
@@ -40,6 +69,10 @@ SDTypeConstraint::SDTypeConstraint(Record *R) {
     ConstraintType = SDTCisVTSmallerThanOp;
     x.SDTCisVTSmallerThanOp_Info.OtherOperandNum = 
       R->getValueAsInt("OtherOperandNum");
+  } else if (R->isSubClassOf("SDTCisOpSmallerThanOp")) {
+    ConstraintType = SDTCisOpSmallerThanOp;
+    x.SDTCisOpSmallerThanOp_Info.BigOperandNum = 
+      R->getValueAsInt("BigOperandNum");
   } else {
     std::cerr << "Unrecognized SDTypeConstraint '" << R->getName() << "'!\n";
     exit(1);
@@ -75,6 +108,8 @@ bool SDTypeConstraint::ApplyTypeConstraint(TreePatternNode *N,
       TP.error(N->getOperator()->getName() + " node requires exactly " +
                itostr(NodeInfo.getNumOperands()) + " operands!");
   }
+
+  const CodeGenTarget &CGT = TP.getDAGISelEmitter().getTargetInfo();
   
   TreePatternNode *NodeToApply = getOperandNum(OperandNo, N, NumResults);
   
@@ -83,23 +118,31 @@ bool SDTypeConstraint::ApplyTypeConstraint(TreePatternNode *N,
   case SDTCisVT:
     // Operand must be a particular type.
     return NodeToApply->UpdateNodeType(x.SDTCisVT_Info.VT, TP);
-  case SDTCisInt:
-    if (NodeToApply->hasTypeSet() && !MVT::isInteger(NodeToApply->getType()))
-      NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::i1, TP);  // throw an error.
-
-    // FIXME: can tell from the target if there is only one Int type supported.
-    return false;
-  case SDTCisFP:
-    if (NodeToApply->hasTypeSet() &&
-        !MVT::isFloatingPoint(NodeToApply->getType()))
-      NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::f32, TP);  // throw an error.
-    // FIXME: can tell from the target if there is only one FP type supported.
-    return false;
+  case SDTCisInt: {
+    // If there is only one integer type supported, this must be it.
+    std::vector<MVT::ValueType> IntVTs =
+      FilterVTs(CGT.getLegalValueTypes(), MVT::isInteger);
+
+    // If we found exactly one supported integer type, apply it.
+    if (IntVTs.size() == 1)
+      return NodeToApply->UpdateNodeType(IntVTs[0], TP);
+    return NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::isInt, TP);
+  }
+  case SDTCisFP: {
+    // If there is only one FP type supported, this must be it.
+    std::vector<MVT::ValueType> FPVTs =
+      FilterVTs(CGT.getLegalValueTypes(), MVT::isFloatingPoint);
+        
+    // If we found exactly one supported FP type, apply it.
+    if (FPVTs.size() == 1)
+      return NodeToApply->UpdateNodeType(FPVTs[0], TP);
+    return NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::isFP, TP);
+  }
   case SDTCisSameAs: {
     TreePatternNode *OtherNode =
       getOperandNum(x.SDTCisSameAs_Info.OtherOperandNum, N, NumResults);
-    return NodeToApply->UpdateNodeType(OtherNode->getType(), TP) |
-           OtherNode->UpdateNodeType(NodeToApply->getType(), TP);
+    return NodeToApply->UpdateNodeType(OtherNode->getExtType(), TP) |
+           OtherNode->UpdateNodeType(NodeToApply->getExtType(), TP);
   }
   case SDTCisVTSmallerThanOp: {
     // The NodeToApply must be a leaf node that is a VT.  OtherOperandNum must
@@ -116,12 +159,58 @@ bool SDTypeConstraint::ApplyTypeConstraint(TreePatternNode *N,
     
     TreePatternNode *OtherNode =
       getOperandNum(x.SDTCisVTSmallerThanOp_Info.OtherOperandNum, N,NumResults);
-    if (OtherNode->hasTypeSet() &&
-        (!MVT::isInteger(OtherNode->getType()) ||
-         OtherNode->getType() <= VT))
+    
+    // It must be integer.
+    bool MadeChange = false;
+    MadeChange |= OtherNode->UpdateNodeType(MVT::isInt, TP);
+    
+    if (OtherNode->hasTypeSet() && OtherNode->getType() <= VT)
       OtherNode->UpdateNodeType(MVT::Other, TP);  // Throw an error.
     return false;
   }
+  case SDTCisOpSmallerThanOp: {
+    TreePatternNode *BigOperand =
+      getOperandNum(x.SDTCisOpSmallerThanOp_Info.BigOperandNum, N, NumResults);
+
+    // Both operands must be integer or FP, but we don't care which.
+    bool MadeChange = false;
+    
+    if (isExtIntegerVT(NodeToApply->getExtType()))
+      MadeChange |= BigOperand->UpdateNodeType(MVT::isInt, TP);
+    else if (isExtFloatingPointVT(NodeToApply->getExtType()))
+      MadeChange |= BigOperand->UpdateNodeType(MVT::isFP, TP);
+    if (isExtIntegerVT(BigOperand->getExtType()))
+      MadeChange |= NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::isInt, TP);
+    else if (isExtFloatingPointVT(BigOperand->getExtType()))
+      MadeChange |= NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::isFP, TP);
+
+    std::vector<MVT::ValueType> VTs = CGT.getLegalValueTypes();
+    
+    if (isExtIntegerVT(NodeToApply->getExtType())) {
+      VTs = FilterVTs(VTs, MVT::isInteger);
+    } else if (isExtFloatingPointVT(NodeToApply->getExtType())) {
+      VTs = FilterVTs(VTs, MVT::isFloatingPoint);
+    } else {
+      VTs.clear();
+    }
+
+    switch (VTs.size()) {
+    default:         // Too many VT's to pick from.
+    case 0: break;   // No info yet.
+    case 1: 
+      // Only one VT of this flavor.  Cannot ever satisify the constraints.
+      return NodeToApply->UpdateNodeType(MVT::Other, TP);  // throw
+    case 2:
+      // If we have exactly two possible types, the little operand must be the
+      // small one, the big operand should be the big one.  Common with 
+      // float/double for example.
+      assert(VTs[0] < VTs[1] && "Should be sorted!");
+      MadeChange |= NodeToApply->UpdateNodeType(VTs[0], TP);
+      MadeChange |= BigOperand->UpdateNodeType(VTs[1], TP);
+      break;
+    }    
+    return MadeChange;
+  }
   }  
   return false;
 }
@@ -137,6 +226,24 @@ SDNodeInfo::SDNodeInfo(Record *R) : Def(R) {
   NumResults = TypeProfile->getValueAsInt("NumResults");
   NumOperands = TypeProfile->getValueAsInt("NumOperands");
   
+  // Parse the properties.
+  Properties = 0;
+  ListInit *LI = R->getValueAsListInit("Properties");
+  for (unsigned i = 0, e = LI->getSize(); i != e; ++i) {
+    DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(LI->getElement(i));
+    assert(DI && "Properties list must be list of defs!");
+    if (DI->getDef()->getName() == "SDNPCommutative") {
+      Properties |= 1 << SDNPCommutative;
+    } else if (DI->getDef()->getName() == "SDNPAssociative") {
+      Properties |= 1 << SDNPAssociative;
+    } else {
+      std::cerr << "Unknown SD Node property '" << DI->getDef()->getName()
+                << "' on node '" << R->getName() << "'!\n";
+      exit(1);
+    }
+  }
+  
+  
   // Parse the type constraints.
   ListInit *Constraints = TypeProfile->getValueAsListInit("Constraints");
   for (unsigned i = 0, e = Constraints->getSize(); i != e; ++i) {
@@ -163,13 +270,27 @@ TreePatternNode::~TreePatternNode() {
 /// information.  If N already contains a conflicting type, then throw an
 /// exception.  This returns true if any information was updated.
 ///
-bool TreePatternNode::UpdateNodeType(MVT::ValueType VT, TreePattern &TP) {
-  if (VT == MVT::LAST_VALUETYPE || getType() == VT) return false;
-  if (getType() == MVT::LAST_VALUETYPE) {
+bool TreePatternNode::UpdateNodeType(unsigned char VT, TreePattern &TP) {
+  if (VT == MVT::isUnknown || getExtType() == VT) return false;
+  if (getExtType() == MVT::isUnknown) {
     setType(VT);
     return true;
   }
   
+  // If we are told this is to be an int or FP type, and it already is, ignore
+  // the advice.
+  if ((VT == MVT::isInt && isExtIntegerVT(getExtType())) ||
+      (VT == MVT::isFP  && isExtFloatingPointVT(getExtType())))
+    return false;
+      
+  // If we know this is an int or fp type, and we are told it is a specific one,
+  // take the advice.
+  if ((getExtType() == MVT::isInt && isExtIntegerVT(VT)) ||
+      (getExtType() == MVT::isFP  && isExtFloatingPointVT(VT))) {
+    setType(VT);
+    return true;
+  }      
+
   TP.error("Type inference contradiction found in node " + 
            getOperator()->getName() + "!");
   return true; // unreachable
@@ -183,12 +304,13 @@ void TreePatternNode::print(std::ostream &OS) const {
     OS << "(" << getOperator()->getName();
   }
   
-  if (getType() == MVT::Other)
-    OS << ":Other";
-  else if (getType() == MVT::LAST_VALUETYPE)
-    ;//OS << ":?";
-  else
-    OS << ":" << getType();
+  switch (getExtType()) {
+  case MVT::Other: OS << ":Other"; break;
+  case MVT::isInt: OS << ":isInt"; break;
+  case MVT::isFP : OS << ":isFP"; break;
+  case MVT::isUnknown: ; /*OS << ":?";*/ break;
+  default:  OS << ":" << getType(); break;
+  }
 
   if (!isLeaf()) {
     if (getNumChildren() != 0) {
@@ -214,6 +336,32 @@ void TreePatternNode::dump() const {
   print(std::cerr);
 }
 
+/// isIsomorphicTo - Return true if this node is recursively isomorphic to
+/// the specified node.  For this comparison, all of the state of the node
+/// is considered, except for the assigned name.  Nodes with differing names
+/// that are otherwise identical are considered isomorphic.
+bool TreePatternNode::isIsomorphicTo(const TreePatternNode *N) const {
+  if (N == this) return true;
+  if (N->isLeaf() != isLeaf() || getExtType() != N->getExtType() ||
+      getPredicateFn() != N->getPredicateFn() ||
+      getTransformFn() != N->getTransformFn())
+    return false;
+
+  if (isLeaf()) {
+    if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(getLeafValue()))
+      if (DefInit *NDI = dynamic_cast<DefInit*>(N->getLeafValue()))
+        return DI->getDef() == NDI->getDef();
+    return getLeafValue() == N->getLeafValue();
+  }
+  
+  if (N->getOperator() != getOperator() ||
+      N->getNumChildren() != getNumChildren()) return false;
+  for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i)
+    if (!getChild(i)->isIsomorphicTo(N->getChild(i)))
+      return false;
+  return true;
+}
+
 /// clone - Make a copy of this tree and all of its children.
 ///
 TreePatternNode *TreePatternNode::clone() const {
@@ -228,7 +376,7 @@ TreePatternNode *TreePatternNode::clone() const {
     New = new TreePatternNode(getOperator(), CChildren);
   }
   New->setName(getName());
-  New->setType(getType());
+  New->setType(getExtType());
   New->setPredicateFn(getPredicateFn());
   New->setTransformFn(getTransformFn());
   return New;
@@ -300,22 +448,56 @@ TreePatternNode *TreePatternNode::InlinePatternFragments(TreePattern &TP) {
   return FragTree;
 }
 
+/// getIntrinsicType - Check to see if the specified record has an intrinsic
+/// type which should be applied to it.  This infer the type of register
+/// references from the register file information, for example.
+///
+static unsigned char getIntrinsicType(Record *R, bool NotRegisters,
+                                      TreePattern &TP) {
+  // Check to see if this is a register or a register class...
+  if (R->isSubClassOf("RegisterClass")) {
+    if (NotRegisters) return MVT::isUnknown;
+    return getValueType(R->getValueAsDef("RegType"));
+  } else if (R->isSubClassOf("PatFrag")) {
+    // Pattern fragment types will be resolved when they are inlined.
+    return MVT::isUnknown;
+  } else if (R->isSubClassOf("Register")) {
+    assert(0 && "Explicit registers not handled here yet!\n");
+    return MVT::isUnknown;
+  } else if (R->isSubClassOf("ValueType")) {
+    // Using a VTSDNode.
+    return MVT::Other;
+  } else if (R->getName() == "node") {
+    // Placeholder.
+    return MVT::isUnknown;
+  }
+  
+  TP.error("Unknown node flavor used in pattern: " + R->getName());
+  return MVT::Other;
+}
+
 /// ApplyTypeConstraints - Apply all of the type constraints relevent to
 /// this node and its children in the tree.  This returns true if it makes a
 /// change, false otherwise.  If a type contradiction is found, throw an
 /// exception.
-bool TreePatternNode::ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP) {
-  if (isLeaf()) return false;
+bool TreePatternNode::ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP, bool NotRegisters) {
+  if (isLeaf()) {
+    if (DefInit *DI = dynamic_cast<DefInit*>(getLeafValue()))
+      // If it's a regclass or something else known, include the type.
+      return UpdateNodeType(getIntrinsicType(DI->getDef(), NotRegisters, TP),
+                            TP);
+    return false;
+  }
   
   // special handling for set, which isn't really an SDNode.
   if (getOperator()->getName() == "set") {
     assert (getNumChildren() == 2 && "Only handle 2 operand set's for now!");
-    bool MadeChange = getChild(0)->ApplyTypeConstraints(TP);
-    MadeChange |= getChild(1)->ApplyTypeConstraints(TP);
+    bool MadeChange = getChild(0)->ApplyTypeConstraints(TP, NotRegisters);
+    MadeChange |= getChild(1)->ApplyTypeConstraints(TP, NotRegisters);
     
     // Types of operands must match.
-    MadeChange |= getChild(0)->UpdateNodeType(getChild(1)->getType(), TP);
-    MadeChange |= getChild(1)->UpdateNodeType(getChild(0)->getType(), TP);
+    MadeChange |= getChild(0)->UpdateNodeType(getChild(1)->getExtType(), TP);
+    MadeChange |= getChild(1)->UpdateNodeType(getChild(0)->getExtType(), TP);
     MadeChange |= UpdateNodeType(MVT::isVoid, TP);
     return MadeChange;
   } else if (getOperator()->isSubClassOf("SDNode")) {
@@ -323,7 +505,7 @@ bool TreePatternNode::ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP) {
     
     bool MadeChange = NI.ApplyTypeConstraints(this, TP);
     for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i)
-      MadeChange |= getChild(i)->ApplyTypeConstraints(TP);
+      MadeChange |= getChild(i)->ApplyTypeConstraints(TP, NotRegisters);
     return MadeChange;  
   } else if (getOperator()->isSubClassOf("Instruction")) {
     const DAGInstruction &Inst =
@@ -339,7 +521,7 @@ bool TreePatternNode::ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP) {
                utostr(getNumChildren()) + " operands!");
     for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i) {
       MadeChange |= getChild(i)->UpdateNodeType(Inst.getOperandType(i), TP);
-      MadeChange |= getChild(i)->ApplyTypeConstraints(TP);
+      MadeChange |= getChild(i)->ApplyTypeConstraints(TP, NotRegisters);
     }
     return MadeChange;
   } else {
@@ -350,12 +532,40 @@ bool TreePatternNode::ApplyTypeConstraints(TreePattern &TP) {
     if (getNumChildren() != 1)
       TP.error("Node transform '" + getOperator()->getName() +
                "' requires one operand!");
-    bool MadeChange = UpdateNodeType(getChild(0)->getType(), TP);
-    MadeChange |= getChild(0)->UpdateNodeType(getType(), TP);
+    bool MadeChange = UpdateNodeType(getChild(0)->getExtType(), TP);
+    MadeChange |= getChild(0)->UpdateNodeType(getExtType(), TP);
     return MadeChange;
   }
 }
 
+/// canPatternMatch - If it is impossible for this pattern to match on this
+/// target, fill in Reason and return false.  Otherwise, return true.  This is
+/// used as a santity check for .td files (to prevent people from writing stuff
+/// that can never possibly work), and to prevent the pattern permuter from
+/// generating stuff that is useless.
+bool TreePatternNode::canPatternMatch(std::string &Reason, DAGISelEmitter &ISE){
+  if (isLeaf()) return true;
+
+  for (unsigned i = 0, e = getNumChildren(); i != e; ++i)
+    if (!getChild(i)->canPatternMatch(Reason, ISE))
+      return false;
+  
+  // If this node is a commutative operator, check that the LHS isn't an
+  // immediate.
+  const SDNodeInfo &NodeInfo = ISE.getSDNodeInfo(getOperator());
+  if (NodeInfo.hasProperty(SDNodeInfo::SDNPCommutative)) {
+    // Scan all of the operands of the node and make sure that only the last one
+    // is a constant node.
+    for (unsigned i = 0, e = getNumChildren()-1; i != e; ++i)
+      if (!getChild(i)->isLeaf() && 
+          getChild(i)->getOperator()->getName() == "imm") {
+        Reason = "Immediate value must be on the RHS of commutative operators!";
+        return false;
+      }
+  }
+  
+  return true;
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // TreePattern implementation
@@ -384,32 +594,6 @@ void TreePattern::error(const std::string &Msg) const {
   throw "In " + TheRecord->getName() + ": " + Msg;
 }
 
-/// getIntrinsicType - Check to see if the specified record has an intrinsic
-/// type which should be applied to it.  This infer the type of register
-/// references from the register file information, for example.
-///
-MVT::ValueType TreePattern::getIntrinsicType(Record *R) const {
-  // Check to see if this is a register or a register class...
-  if (R->isSubClassOf("RegisterClass"))
-    return getValueType(R->getValueAsDef("RegType"));
-  else if (R->isSubClassOf("PatFrag")) {
-    // Pattern fragment types will be resolved when they are inlined.
-    return MVT::LAST_VALUETYPE;
-  } else if (R->isSubClassOf("Register")) {
-    assert(0 && "Explicit registers not handled here yet!\n");
-    return MVT::LAST_VALUETYPE;
-  } else if (R->isSubClassOf("ValueType")) {
-    // Using a VTSDNode.
-    return MVT::Other;
-  } else if (R->getName() == "node") {
-    // Placeholder.
-    return MVT::LAST_VALUETYPE;
-  }
-  
-  error("Unknown node flavor used in pattern: " + R->getName());
-  return MVT::Other;
-}
-
 TreePatternNode *TreePattern::ParseTreePattern(DagInit *Dag) {
   Record *Operator = Dag->getNodeType();
   
@@ -417,7 +601,7 @@ TreePatternNode *TreePattern::ParseTreePattern(DagInit *Dag) {
     // If the operator is a ValueType, then this must be "type cast" of a leaf
     // node.
     if (Dag->getNumArgs() != 1)
-      error("Type cast only valid for a leaf node!");
+      error("Type cast only takes one operand!");
     
     Init *Arg = Dag->getArg(0);
     TreePatternNode *New;
@@ -432,8 +616,6 @@ TreePatternNode *TreePattern::ParseTreePattern(DagInit *Dag) {
       }   
       
       New = new TreePatternNode(DI);
-      // If it's a regclass or something else known, set the type.
-      New->setType(getIntrinsicType(DI->getDef()));
     } else if (DagInit *DI = dynamic_cast<DagInit*>(Arg)) {
       New = ParseTreePattern(DI);
     } else {
@@ -474,9 +656,6 @@ TreePatternNode *TreePattern::ParseTreePattern(DagInit *Dag) {
         Node->setName(Dag->getArgName(i));
         Children.push_back(Node);
         
-        // If it's a regclass or something else known, set the type.
-        Node->setType(getIntrinsicType(R));
-        
         // Input argument?
         if (R->getName() == "node") {
           if (Dag->getArgName(i).empty())
@@ -501,7 +680,7 @@ bool TreePattern::InferAllTypes() {
   while (MadeChange) {
     MadeChange = false;
     for (unsigned i = 0, e = Trees.size(); i != e; ++i)
-      MadeChange |= Trees[i]->ApplyTypeConstraints(*this);
+      MadeChange |= Trees[i]->ApplyTypeConstraints(*this, false);
   }
   
   bool HasUnresolvedTypes = false;
@@ -716,7 +895,7 @@ static bool HandleUse(TreePattern *I, TreePatternNode *Pat,
     // Ensure that the inputs agree if we've already seen this input.
     if (Rec != SlotRec)
       I->error("All $" + Pat->getName() + " inputs must agree with each other");
-    if (Slot->getType() != Pat->getType())
+    if (Slot->getExtType() != Pat->getExtType())
       I->error("All $" + Pat->getName() + " inputs must agree with each other");
   }
   return true;
@@ -738,7 +917,7 @@ FindPatternInputsAndOutputs(TreePattern *I, TreePatternNode *Pat,
     // If this is not a set, verify that the children nodes are not void typed,
     // and recurse.
     for (unsigned i = 0, e = Pat->getNumChildren(); i != e; ++i) {
-      if (Pat->getChild(i)->getType() == MVT::isVoid)
+      if (Pat->getChild(i)->getExtType() == MVT::isVoid)
         I->error("Cannot have void nodes inside of patterns!");
       FindPatternInputsAndOutputs(I, Pat->getChild(i), InstInputs, InstResults);
     }
@@ -824,7 +1003,7 @@ void DAGISelEmitter::ParseInstructions() {
     // fill in the InstResults map.
     for (unsigned j = 0, e = I->getNumTrees(); j != e; ++j) {
       TreePatternNode *Pat = I->getTree(j);
-      if (Pat->getType() != MVT::isVoid) {
+      if (Pat->getExtType() != MVT::isVoid) {
         I->dump();
         I->error("Top-level forms in instruction pattern should have"
                  " void types");
@@ -884,7 +1063,7 @@ void DAGISelEmitter::ParseInstructions() {
                  " does not appear in the instruction pattern");
       TreePatternNode *InVal = InstInputsCheck[OpName];
       InstInputsCheck.erase(OpName);   // It occurred, remove from map.
-      if (CGI.OperandList[i].Ty != InVal->getType())
+      if (CGI.OperandList[i].Ty != InVal->getExtType())
         I->error("Operand $" + OpName +
                  "'s type disagrees between the operand and pattern");
       OperandTypes.push_back(InVal->getType());
@@ -946,6 +1125,11 @@ void DAGISelEmitter::ParseInstructions() {
       continue;  // Not a set of a single value (not handled so far)
     
     TreePatternNode *SrcPattern = Pattern->getChild(1)->clone();
+    
+    std::string Reason;
+    if (!SrcPattern->canPatternMatch(Reason, *this))
+      I->error("Instruction can never match: " + Reason);
+    
     TreePatternNode *DstPattern = II->second.getResultPattern();
     PatternsToMatch.push_back(std::make_pair(SrcPattern, DstPattern));
   }
@@ -983,18 +1167,309 @@ void DAGISelEmitter::ParsePatterns() {
     if (Result->getNumTrees() != 1)
       Result->error("Cannot handle instructions producing instructions "
                     "with temporaries yet!");
+
+    std::string Reason;
+    if (!Pattern->getOnlyTree()->canPatternMatch(Reason, *this))
+      Pattern->error("Pattern can never match: " + Reason);
+    
     PatternsToMatch.push_back(std::make_pair(Pattern->getOnlyTree(),
                                              Result->getOnlyTree()));
   }
+}
 
-  DEBUG(std::cerr << "\n\nPARSED PATTERNS TO MATCH:\n\n";
-        for (unsigned i = 0, e = PatternsToMatch.size(); i != e; ++i) {
-          std::cerr << "PATTERN: ";  PatternsToMatch[i].first->dump();
-          std::cerr << "\nRESULT:  ";PatternsToMatch[i].second->dump();
-          std::cerr << "\n";
-        });
+/// CombineChildVariants - Given a bunch of permutations of each child of the
+/// 'operator' node, put them together in all possible ways.
+static void CombineChildVariants(TreePatternNode *Orig, 
+               const std::vector<std::vector<TreePatternNode*> > &ChildVariants,
+                                 std::vector<TreePatternNode*> &OutVariants,
+                                 DAGISelEmitter &ISE) {
+  // Make sure that each operand has at least one variant to choose from.
+  for (unsigned i = 0, e = ChildVariants.size(); i != e; ++i)
+    if (ChildVariants[i].empty())
+      return;
+        
+  // The end result is an all-pairs construction of the resultant pattern.
+  std::vector<unsigned> Idxs;
+  Idxs.resize(ChildVariants.size());
+  bool NotDone = true;
+  while (NotDone) {
+    // Create the variant and add it to the output list.
+    std::vector<TreePatternNode*> NewChildren;
+    for (unsigned i = 0, e = ChildVariants.size(); i != e; ++i)
+      NewChildren.push_back(ChildVariants[i][Idxs[i]]);
+    TreePatternNode *R = new TreePatternNode(Orig->getOperator(), NewChildren);
+    
+    // Copy over properties.
+    R->setName(Orig->getName());
+    R->setPredicateFn(Orig->getPredicateFn());
+    R->setTransformFn(Orig->getTransformFn());
+    R->setType(Orig->getExtType());
+    
+    // If this pattern cannot every match, do not include it as a variant.
+    std::string ErrString;
+    if (!R->canPatternMatch(ErrString, ISE)) {
+      delete R;
+    } else {
+      bool AlreadyExists = false;
+      
+      // Scan to see if this pattern has already been emitted.  We can get
+      // duplication due to things like commuting:
+      //   (and GPRC:$a, GPRC:$b) -> (and GPRC:$b, GPRC:$a)
+      // which are the same pattern.  Ignore the dups.
+      for (unsigned i = 0, e = OutVariants.size(); i != e; ++i)
+        if (R->isIsomorphicTo(OutVariants[i])) {
+          AlreadyExists = true;
+          break;
+        }
+      
+      if (AlreadyExists)
+        delete R;
+      else
+        OutVariants.push_back(R);
+    }
+    
+    // Increment indices to the next permutation.
+    NotDone = false;
+    // Look for something we can increment without causing a wrap-around.
+    for (unsigned IdxsIdx = 0; IdxsIdx != Idxs.size(); ++IdxsIdx) {
+      if (++Idxs[IdxsIdx] < ChildVariants[IdxsIdx].size()) {
+        NotDone = true;   // Found something to increment.
+        break;
+      }
+      Idxs[IdxsIdx] = 0;
+    }
+  }
 }
 
+/// CombineChildVariants - A helper function for binary operators.
+///
+static void CombineChildVariants(TreePatternNode *Orig, 
+                                 const std::vector<TreePatternNode*> &LHS,
+                                 const std::vector<TreePatternNode*> &RHS,
+                                 std::vector<TreePatternNode*> &OutVariants,
+                                 DAGISelEmitter &ISE) {
+  std::vector<std::vector<TreePatternNode*> > ChildVariants;
+  ChildVariants.push_back(LHS);
+  ChildVariants.push_back(RHS);
+  CombineChildVariants(Orig, ChildVariants, OutVariants, ISE);
+}  
+
+
+static void GatherChildrenOfAssociativeOpcode(TreePatternNode *N,
+                                     std::vector<TreePatternNode *> &Children) {
+  assert(N->getNumChildren()==2 &&"Associative but doesn't have 2 children!");
+  Record *Operator = N->getOperator();
+  
+  // Only permit raw nodes.
+  if (!N->getName().empty() || !N->getPredicateFn().empty() ||
+      N->getTransformFn()) {
+    Children.push_back(N);
+    return;
+  }
+
+  if (N->getChild(0)->isLeaf() || N->getChild(0)->getOperator() != Operator)
+    Children.push_back(N->getChild(0));
+  else
+    GatherChildrenOfAssociativeOpcode(N->getChild(0), Children);
+
+  if (N->getChild(1)->isLeaf() || N->getChild(1)->getOperator() != Operator)
+    Children.push_back(N->getChild(1));
+  else
+    GatherChildrenOfAssociativeOpcode(N->getChild(1), Children);
+}
+
+/// GenerateVariantsOf - Given a pattern N, generate all permutations we can of
+/// the (potentially recursive) pattern by using algebraic laws.
+///
+static void GenerateVariantsOf(TreePatternNode *N,
+                               std::vector<TreePatternNode*> &OutVariants,
+                               DAGISelEmitter &ISE) {
+  // We cannot permute leaves.
+  if (N->isLeaf()) {
+    OutVariants.push_back(N);
+    return;
+  }
+
+  // Look up interesting info about the node.
+  const SDNodeInfo &NodeInfo = ISE.getSDNodeInfo(N->getOperator());
+
+  // If this node is associative, reassociate.
+  if (NodeInfo.hasProperty(SDNodeInfo::SDNPAssociative)) {
+    // Reassociate by pulling together all of the linked operators 
+    std::vector<TreePatternNode*> MaximalChildren;
+    GatherChildrenOfAssociativeOpcode(N, MaximalChildren);
+
+    // Only handle child sizes of 3.  Otherwise we'll end up trying too many
+    // permutations.
+    if (MaximalChildren.size() == 3) {
+      // Find the variants of all of our maximal children.
+      std::vector<TreePatternNode*> AVariants, BVariants, CVariants;
+      GenerateVariantsOf(MaximalChildren[0], AVariants, ISE);
+      GenerateVariantsOf(MaximalChildren[1], BVariants, ISE);
+      GenerateVariantsOf(MaximalChildren[2], CVariants, ISE);
+      
+      // There are only two ways we can permute the tree:
+      //   (A op B) op C    and    A op (B op C)
+      // Within these forms, we can also permute A/B/C.
+      
+      // Generate legal pair permutations of A/B/C.
+      std::vector<TreePatternNode*> ABVariants;
+      std::vector<TreePatternNode*> BAVariants;
+      std::vector<TreePatternNode*> ACVariants;
+      std::vector<TreePatternNode*> CAVariants;
+      std::vector<TreePatternNode*> BCVariants;
+      std::vector<TreePatternNode*> CBVariants;
+      CombineChildVariants(N, AVariants, BVariants, ABVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BVariants, AVariants, BAVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, AVariants, CVariants, ACVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, CVariants, AVariants, CAVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BVariants, CVariants, BCVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, CVariants, BVariants, CBVariants, ISE);
+
+      // Combine those into the result: (x op x) op x
+      CombineChildVariants(N, ABVariants, CVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BAVariants, CVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, ACVariants, BVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, CAVariants, BVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BCVariants, AVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, CBVariants, AVariants, OutVariants, ISE);
+
+      // Combine those into the result: x op (x op x)
+      CombineChildVariants(N, CVariants, ABVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, CVariants, BAVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BVariants, ACVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, BVariants, CAVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, AVariants, BCVariants, OutVariants, ISE);
+      CombineChildVariants(N, AVariants, CBVariants, OutVariants, ISE);
+      return;
+    }
+  }
+  
+  // Compute permutations of all children.
+  std::vector<std::vector<TreePatternNode*> > ChildVariants;
+  ChildVariants.resize(N->getNumChildren());
+  for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i)
+    GenerateVariantsOf(N->getChild(i), ChildVariants[i], ISE);
+
+  // Build all permutations based on how the children were formed.
+  CombineChildVariants(N, ChildVariants, OutVariants, ISE);
+
+  // If this node is commutative, consider the commuted order.
+  if (NodeInfo.hasProperty(SDNodeInfo::SDNPCommutative)) {
+    assert(N->getNumChildren()==2 &&"Commutative but doesn't have 2 children!");
+    // Consider the commuted order.
+    CombineChildVariants(N, ChildVariants[1], ChildVariants[0],
+                         OutVariants, ISE);
+  }
+}
+
+
+// GenerateVariants - Generate variants.  For example, commutative patterns can
+// match multiple ways.  Add them to PatternsToMatch as well.
+void DAGISelEmitter::GenerateVariants() {
+  
+  DEBUG(std::cerr << "Generating instruction variants.\n");
+  
+  // Loop over all of the patterns we've collected, checking to see if we can
+  // generate variants of the instruction, through the exploitation of
+  // identities.  This permits the target to provide agressive matching without
+  // the .td file having to contain tons of variants of instructions.
+  //
+  // Note that this loop adds new patterns to the PatternsToMatch list, but we
+  // intentionally do not reconsider these.  Any variants of added patterns have
+  // already been added.
+  //
+  for (unsigned i = 0, e = PatternsToMatch.size(); i != e; ++i) {
+    std::vector<TreePatternNode*> Variants;
+    GenerateVariantsOf(PatternsToMatch[i].first, Variants, *this);
+
+    assert(!Variants.empty() && "Must create at least original variant!");
+    Variants.erase(Variants.begin());  // Remove the original pattern.
+
+    if (Variants.empty())  // No variants for this pattern.
+      continue;
+
+    DEBUG(std::cerr << "FOUND VARIANTS OF: ";
+          PatternsToMatch[i].first->dump();
+          std::cerr << "\n");
+
+    for (unsigned v = 0, e = Variants.size(); v != e; ++v) {
+      TreePatternNode *Variant = Variants[v];
+
+      DEBUG(std::cerr << "  VAR#" << v <<  ": ";
+            Variant->dump();
+            std::cerr << "\n");
+      
+      // Scan to see if an instruction or explicit pattern already matches this.
+      bool AlreadyExists = false;
+      for (unsigned p = 0, e = PatternsToMatch.size(); p != e; ++p) {
+        // Check to see if this variant already exists.
+        if (Variant->isIsomorphicTo(PatternsToMatch[p].first)) {
+          DEBUG(std::cerr << "  *** ALREADY EXISTS, ignoring variant.\n");
+          AlreadyExists = true;
+          break;
+        }
+      }
+      // If we already have it, ignore the variant.
+      if (AlreadyExists) continue;
+
+      // Otherwise, add it to the list of patterns we have.
+      PatternsToMatch.push_back(std::make_pair(Variant, 
+                                               PatternsToMatch[i].second));
+    }
+
+    DEBUG(std::cerr << "\n");
+  }
+}
+
+
+/// getPatternSize - Return the 'size' of this pattern.  We want to match large
+/// patterns before small ones.  This is used to determine the size of a
+/// pattern.
+static unsigned getPatternSize(TreePatternNode *P) {
+  assert(isExtIntegerVT(P->getExtType()) || 
+         isExtFloatingPointVT(P->getExtType()) &&
+         "Not a valid pattern node to size!");
+  unsigned Size = 1;  // The node itself.
+  
+  // Count children in the count if they are also nodes.
+  for (unsigned i = 0, e = P->getNumChildren(); i != e; ++i) {
+    TreePatternNode *Child = P->getChild(i);
+    if (!Child->isLeaf() && Child->getExtType() != MVT::Other)
+      Size += getPatternSize(Child);
+  }
+  
+  return Size;
+}
+
+/// getResultPatternCost - Compute the number of instructions for this pattern.
+/// This is a temporary hack.  We should really include the instruction
+/// latencies in this calculation.
+static unsigned getResultPatternCost(TreePatternNode *P) {
+  if (P->isLeaf()) return 0;
+  
+  unsigned Cost = P->getOperator()->isSubClassOf("Instruction");
+  for (unsigned i = 0, e = P->getNumChildren(); i != e; ++i)
+    Cost += getResultPatternCost(P->getChild(i));
+  return Cost;
+}
+
+// PatternSortingPredicate - return true if we prefer to match LHS before RHS.
+// In particular, we want to match maximal patterns first and lowest cost within
+// a particular complexity first.
+struct PatternSortingPredicate {
+  bool operator()(DAGISelEmitter::PatternToMatch *LHS,
+                  DAGISelEmitter::PatternToMatch *RHS) {
+    unsigned LHSSize = getPatternSize(LHS->first);
+    unsigned RHSSize = getPatternSize(RHS->first);
+    if (LHSSize > RHSSize) return true;   // LHS -> bigger -> less cost
+    if (LHSSize < RHSSize) return false;
+    
+    // If the patterns have equal complexity, compare generated instruction cost
+    return getResultPatternCost(LHS->second) <getResultPatternCost(RHS->second);
+  }
+};
+
 /// EmitMatchForPattern - Emit a matcher for N, going to the label for PatternNo
 /// if the match fails.  At this point, we already know that the opcode for N
 /// matches, and the SDNode for the result has the RootName specified name.
@@ -1150,6 +1625,14 @@ CodeGenPatternResult(TreePatternNode *N, unsigned &Ctr,
   }
 }
 
+/// RemoveAllTypes - A quick recursive walk over a pattern which removes all
+/// type information from it.
+static void RemoveAllTypes(TreePatternNode *N) {
+  N->setType(MVT::isUnknown);
+  if (!N->isLeaf())
+    for (unsigned i = 0, e = N->getNumChildren(); i != e; ++i)
+      RemoveAllTypes(N->getChild(i));
+}
 
 /// EmitCodeForPattern - Given a pattern to match, emit code to the specified
 /// stream to match the pattern, and generate the code for the match if it
@@ -1160,60 +1643,57 @@ void DAGISelEmitter::EmitCodeForPattern(PatternToMatch &Pattern,
   unsigned PatternNo = PatternCount++;
   OS << "    { // Pattern #" << PatternNo << ": ";
   Pattern.first->print(OS);
+  OS << "\n      // Emits: ";
+  Pattern.second->print(OS);
   OS << "\n";
+  OS << "      // Pattern complexity = " << getPatternSize(Pattern.first)
+     << "  cost = " << getResultPatternCost(Pattern.second) << "\n";
 
   // Emit the matcher, capturing named arguments in VariableMap.
   std::map<std::string,std::string> VariableMap;
   EmitMatchForPattern(Pattern.first, "N", VariableMap, PatternNo, OS);
   
-  OS << "      // Emit: ";
-  Pattern.second->print(OS);
-  OS << "\n";
-  
-  unsigned TmpNo = 0;
-  unsigned Res = CodeGenPatternResult(Pattern.second, TmpNo, VariableMap, OS);
+  // TP - Get *SOME* tree pattern, we don't care which.
+  TreePattern &TP = *PatternFragments.begin()->second;
   
-  // Add the result to the map if it has multiple uses.
-  OS << "      if (!N.Val->hasOneUse()) CodeGenMap[N] = Tmp" << Res << ";\n";
-  OS << "      return Tmp" << Res << ";\n";
-  OS << "    }\n  P" << PatternNo << "Fail:\n";
-}
+  // At this point, we know that we structurally match the pattern, but the
+  // types of the nodes may not match.  Figure out the fewest number of type 
+  // comparisons we need to emit.  For example, if there is only one integer
+  // type supported by a target, there should be no type comparisons at all for
+  // integer patterns!
+  //
+  // To figure out the fewest number of type checks needed, clone the pattern,
+  // remove the types, then perform type inference on the pattern as a whole.
+  // If there are unresolved types, emit an explicit check for those types,
+  // apply the type to the tree, then rerun type inference.  Iterate until all
+  // types are resolved.
+  //
+  TreePatternNode *Pat = Pattern.first->clone();
+  RemoveAllTypes(Pat);
+  bool MadeChange = true;
+  try {
+    while (MadeChange)
+      MadeChange = Pat->ApplyTypeConstraints(TP,true/*Ignore reg constraints*/);
+  } catch (...) {
+    assert(0 && "Error: could not find consistent types for something we"
+           " already decided was ok!");
+    abort();
+  }
 
-/// getPatternSize - Return the 'size' of this pattern.  We want to match large
-/// patterns before small ones.  This is used to determine the size of a
-/// pattern.
-static unsigned getPatternSize(TreePatternNode *P) {
-  assert(MVT::isInteger(P->getType()) || MVT::isFloatingPoint(P->getType()) &&
-         "Not a valid pattern node to size!");
-  unsigned Size = 1;  // The node itself.
+  if (!Pat->ContainsUnresolvedType()) {
+    unsigned TmpNo = 0;
+    unsigned Res = CodeGenPatternResult(Pattern.second, TmpNo, VariableMap, OS);
   
-  // Count children in the count if they are also nodes.
-  for (unsigned i = 0, e = P->getNumChildren(); i != e; ++i) {
-    TreePatternNode *Child = P->getChild(i);
-    if (!Child->isLeaf() && Child->getType() != MVT::Other)
-      Size += getPatternSize(Child);
+    // Add the result to the map if it has multiple uses.
+    OS << "      if (!N.Val->hasOneUse()) CodeGenMap[N] = Tmp" << Res << ";\n";
+    OS << "      return Tmp" << Res << ";\n";
   }
   
-  return Size;
+  delete Pat;
+  
+  OS << "    }\n  P" << PatternNo << "Fail:\n";
 }
 
-// PatternSortingPredicate - return true if we prefer to match LHS before RHS.
-// In particular, we want to match maximal patterns first and lowest cost within
-// a particular complexity first.
-struct PatternSortingPredicate {
-  bool operator()(DAGISelEmitter::PatternToMatch *LHS,
-                  DAGISelEmitter::PatternToMatch *RHS) {
-    unsigned LHSSize = getPatternSize(LHS->first);
-    unsigned RHSSize = getPatternSize(RHS->first);
-    if (LHSSize > RHSSize) return true;   // LHS -> bigger -> less cost
-    if (LHSSize < RHSSize) return false;
-    
-    // If they are equal, compare cost.
-    // FIXME: Compute cost!
-    return false;
-  }
-};
-
 
 namespace {
   /// CompareByRecordName - An ordering predicate that implements less-than by
@@ -1304,13 +1784,21 @@ void DAGISelEmitter::run(std::ostream &OS) {
   ParseInstructions();
   ParsePatterns();
   
-  // FIXME: Generate variants.  For example, commutative patterns can match
+  // Generate variants.  For example, commutative patterns can match
   // multiple ways.  Add them to PatternsToMatch as well.
+  GenerateVariants();
 
+  
+  DEBUG(std::cerr << "\n\nALL PATTERNS TO MATCH:\n\n";
+        for (unsigned i = 0, e = PatternsToMatch.size(); i != e; ++i) {
+          std::cerr << "PATTERN: ";  PatternsToMatch[i].first->dump();
+          std::cerr << "\nRESULT:  ";PatternsToMatch[i].second->dump();
+          std::cerr << "\n";
+        });
+  
   // At this point, we have full information about the 'Patterns' we need to
   // parse, both implicitly from instructions as well as from explicit pattern
-  // definitions.
-  
+  // definitions.  Emit the resultant instruction selector.
   EmitInstructionSelector(OS);  
   
   for (std::map<Record*, TreePattern*>::iterator I = PatternFragments.begin(),