* config/xtensa-relax.c (widen_spec_list): Use new "WIDE.<opcode>"
[external/binutils.git] / gas / config / xtensa-relax.c
1 /* Table of relaxations for Xtensa assembly.
2    Copyright 2003, 2004, 2005 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This file is part of GAS, the GNU Assembler.
5
6    GAS is free software; you can redistribute it and/or modify
7    it under the terms of the GNU General Public License as published by
8    the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
9    any later version.
10
11    GAS is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14    GNU General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU General Public License
17    along with GAS; see the file COPYING.  If not, write to
18    the Free Software Foundation, 51 Franklin Street - Fifth Floor, Boston,
19    MA 02110-1301, USA.  */
20
21 /* This file contains the code for generating runtime data structures
22    for relaxation pattern matching from statically specified strings.
23    Each action contains an instruction pattern to match and
24    preconditions for the match as well as an expansion if the pattern
25    matches.  The preconditions can specify that two operands are the
26    same or an operand is a specific constant or register.  The expansion
27    uses the bound variables from the pattern to specify that specific
28    operands from the pattern should be used in the result.
29
30    The code determines whether the condition applies to a constant or
31    a register depending on the type of the operand.  You may get
32    unexpected results if you don't match the rule against the operand
33    type correctly.
34
35    The patterns match a language like:
36
37    INSN_PATTERN ::= INSN_TEMPL ( '|' PRECOND )* ( '?' OPTIONPRED )*
38    INSN_TEMPL   ::= OPCODE ' ' [ OPERAND (',' OPERAND)* ]
39    OPCODE       ::=  id
40    OPERAND      ::= CONSTANT | VARIABLE | SPECIALFN '(' VARIABLE ')'
41    SPECIALFN    ::= 'HI24S' | 'F32MINUS' | 'LOW8'
42                     | 'HI16' | 'LOW16'
43    VARIABLE     ::= '%' id
44    PRECOND      ::= OPERAND CMPOP OPERAND
45    CMPOP        ::= '==' | '!='
46    OPTIONPRED   ::= OPTIONNAME ('+' OPTIONNAME)
47    OPTIONNAME   ::= '"' id '"'
48
49    The replacement language
50    INSN_REPL      ::= INSN_LABEL_LIT ( ';' INSN_LABEL_LIT )*
51    INSN_LABEL_LIT ::= INSN_TEMPL
52                       | 'LABEL' num
53                       | 'LITERAL' num ' ' VARIABLE
54
55    The operands in a PRECOND must be constants or variables bound by
56    the INSN_PATTERN.
57
58    The configuration options define a predicate on the availability of
59    options which must be TRUE for this rule to be valid.  Examples are
60    requiring "density" for replacements with density instructions,
61    requiring "const16" for replacements that require const16
62    instructions, etc.  The names are interpreted by the assembler to a
63    truth value for a particular frag.
64
65    The operands in the INSN_REPL must be constants, variables bound in
66    the associated INSN_PATTERN, special variables that are bound in
67    the INSN_REPL by LABEL or LITERAL definitions, or special value
68    manipulation functions.
69
70    A simple example of a replacement pattern:
71    {"movi.n %as,%imm", "movi %as,%imm"} would convert the narrow
72    movi.n instruction to the wide movi instruction.
73
74    A more complex example of a branch around:
75    {"beqz %as,%label", "bnez %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"}
76    would convert a branch to a negated branch to the following instruction
77    with a jump to the original label.
78
79    An Xtensa-specific example that generates a literal:
80    {"movi %at,%imm", "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0"}
81    will convert a movi instruction to an l32r of a literal
82    literal defined in the literal pool.
83
84    Even more complex is a conversion of a load with immediate offset
85    to a load of a freshly generated literal, an explicit add and
86    a load with 0 offset.  This transformation is only valid, though
87    when the first and second operands are not the same as specified
88    by the "| %at!=%as" precondition clause.
89    {"l32i %at,%as,%imm | %at!=%as",
90    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0; add %at,%at,%as; l32i %at,%at,0"}
91
92    There is special case for loop instructions here, but because we do
93    not currently have the ability to represent the difference of two
94    symbols, the conversion requires special code in the assembler to
95    write the operands of the addi/addmi pair representing the
96    difference of the old and new loop end label.  */
97
98 #include "as.h"
99 #include "xtensa-isa.h"
100 #include "xtensa-relax.h"
101 #include <stddef.h>
102 #include "xtensa-config.h"
103
104 #ifndef XCHAL_HAVE_WIDE_BRANCHES
105 #define XCHAL_HAVE_WIDE_BRANCHES 0
106 #endif
107
108 /* Imported from bfd.  */
109 extern xtensa_isa xtensa_default_isa;
110
111 /* The opname_list is a small list of names that we use for opcode and
112    operand variable names to simplify ownership of these commonly used
113    strings.  Strings entered in the table can be compared by pointer
114    equality.  */
115
116 typedef struct opname_list_struct opname_list;
117 typedef opname_list opname_e;
118
119 struct opname_list_struct
120 {
121   char *opname;
122   opname_list *next;
123 };
124
125 static opname_list *local_opnames = NULL;
126
127
128 /* The "opname_map" and its element structure "opname_map_e" are used
129    for binding an operand number to a name or a constant.  */
130
131 typedef struct opname_map_e_struct opname_map_e;
132 typedef struct opname_map_struct opname_map;
133
134 struct opname_map_e_struct
135 {
136   const char *operand_name;     /* If null, then use constant_value.  */
137   int operand_num;
138   unsigned constant_value;
139   opname_map_e *next;
140 };
141
142 struct opname_map_struct
143 {
144   opname_map_e *head;
145   opname_map_e **tail;
146 };
147
148 /* The "precond_list" and its element structure "precond_e" represents
149    explicit preconditions comparing operand variables and constants.
150    In the "precond_e" structure, a variable is identified by the name
151    in the "opname" field.   If that field is NULL, then the operand
152    is the constant in field "opval".  */
153
154 typedef struct precond_e_struct precond_e;
155 typedef struct precond_list_struct precond_list;
156
157 struct precond_e_struct
158 {
159   const char *opname1;
160   unsigned opval1;
161   CmpOp cmpop;
162   const char *opname2;
163   unsigned opval2;
164   precond_e *next;
165 };
166
167 struct precond_list_struct
168 {
169   precond_e *head;
170   precond_e **tail;
171 };
172
173
174 /* The insn_templ represents the INSN_TEMPL instruction template.  It
175    is an opcode name with a list of operands.  These are used for
176    instruction patterns and replacement patterns.  */
177
178 typedef struct insn_templ_struct insn_templ;
179 struct insn_templ_struct
180 {
181   const char *opcode_name;
182   opname_map operand_map;
183 };
184
185
186 /* The insn_pattern represents an INSN_PATTERN instruction pattern.
187    It is an instruction template with preconditions that specify when
188    it actually matches a given instruction.  */
189
190 typedef struct insn_pattern_struct insn_pattern;
191 struct insn_pattern_struct
192 {
193   insn_templ t;
194   precond_list preconds;
195   ReqOptionList *options;
196 };
197
198
199 /* The "insn_repl" and associated element structure "insn_repl_e"
200    instruction replacement list is a list of
201    instructions/LITERALS/LABELS with constant operands or operands
202    with names bound to the operand names in the associated pattern.  */
203
204 typedef struct insn_repl_e_struct insn_repl_e;
205 struct insn_repl_e_struct
206 {
207   insn_templ t;
208   insn_repl_e *next;
209 };
210
211 typedef struct insn_repl_struct insn_repl;
212 struct insn_repl_struct
213 {
214   insn_repl_e *head;
215   insn_repl_e **tail;
216 };
217
218
219 /* The split_rec is a vector of allocated char * pointers.  */
220
221 typedef struct split_rec_struct split_rec;
222 struct split_rec_struct
223 {
224   char **vec;
225   int count;
226 };
227
228 /* The "string_pattern_pair" is a set of pairs containing instruction
229    patterns and replacement strings.  */
230
231 typedef struct string_pattern_pair_struct string_pattern_pair;
232 struct string_pattern_pair_struct
233 {
234   const char *pattern;
235   const char *replacement;
236 };
237
238 \f
239 /* The widen_spec_list is a list of valid substitutions that generate
240    wider representations.  These are generally used to specify
241    replacements for instructions whose immediates do not fit their
242    encodings.  A valid transition may require multiple steps of
243    one-to-one instruction replacements with a final multiple
244    instruction replacement.  As an example, here are the transitions
245    required to replace an 'addi.n' with an 'addi', 'addmi'.
246
247      addi.n a4, 0x1010
248      => addi a4, 0x1010
249      => addmi a4, 0x1010
250      => addmi a4, 0x1000, addi a4, 0x10.  */
251
252 static string_pattern_pair widen_spec_list[] =
253 {
254   {"add.n %ar,%as,%at ? IsaUseDensityInstruction", "add %ar,%as,%at"},
255   {"addi.n %ar,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "addi %ar,%as,%imm"},
256   {"beqz.n %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "beqz %as,%label"},
257   {"bnez.n %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "bnez %as,%label"},
258   {"l32i.n %at,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "l32i %at,%as,%imm"},
259   {"mov.n %at,%as ? IsaUseDensityInstruction", "or %at,%as,%as"},
260   {"movi.n %as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "movi %as,%imm"},
261   {"nop.n ? IsaUseDensityInstruction ? realnop", "nop"},
262   {"nop.n ? IsaUseDensityInstruction ? no-realnop", "or 1,1,1"},
263   {"ret.n %as ? IsaUseDensityInstruction", "ret %as"},
264   {"retw.n %as ? IsaUseDensityInstruction", "retw %as"},
265   {"s32i.n %at,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "s32i %at,%as,%imm"},
266   {"srli %at,%as,%imm", "extui %at,%as,%imm,F32MINUS(%imm)"},
267   {"slli %ar,%as,0", "or %ar,%as,%as"},
268
269   /* Widening with literals or const16.  */
270   {"movi %at,%imm ? IsaUseL32R ",
271    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0"},
272   {"movi %at,%imm ? IsaUseConst16",
273    "const16 %at,HI16U(%imm); const16 %at,LOW16U(%imm)"},
274
275   {"addi %ar,%as,%imm", "addmi %ar,%as,%imm"},
276   /* LOW8 is the low 8 bits of the Immed
277      MID8S is the middle 8 bits of the Immed */
278   {"addmi %ar,%as,%imm", "addmi %ar,%as,HI24S(%imm); addi %ar,%ar,LOW8(%imm)"},
279
280   /* In the end convert to either an l32r or const16.  */
281   {"addmi %ar,%as,%imm | %ar!=%as ? IsaUseL32R",
282    "LITERAL0 %imm; l32r %ar,%LITERAL0; add %ar,%as,%ar"},
283   {"addmi %ar,%as,%imm | %ar!=%as ? IsaUseConst16",
284    "const16 %ar,HI16U(%imm); const16 %ar,LOW16U(%imm); add %ar,%as,%ar"},
285
286   /* Widening the load instructions with too-large immediates */
287   {"l8ui %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseL32R",
288    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0; add %at,%at,%as; l8ui %at,%at,0"},
289   {"l16si %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseL32R",
290    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0; add %at,%at,%as; l16si %at,%at,0"},
291   {"l16ui %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseL32R",
292    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0; add %at,%at,%as; l16ui %at,%at,0"},
293   {"l32i %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseL32R",
294    "LITERAL0 %imm; l32r %at,%LITERAL0; add %at,%at,%as; l32i %at,%at,0"},
295
296   /* Widening load instructions with const16s.  */
297   {"l8ui %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseConst16",
298    "const16 %at,HI16U(%imm); const16 %at,LOW16U(%imm); add %at,%at,%as; l8ui %at,%at,0"},
299   {"l16si %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseConst16",
300    "const16 %at,HI16U(%imm); const16 %at,LOW16U(%imm); add %at,%at,%as; l16si %at,%at,0"},
301   {"l16ui %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseConst16",
302    "const16 %at,HI16U(%imm); const16 %at,LOW16U(%imm); add %at,%at,%as; l16ui %at,%at,0"},
303   {"l32i %at,%as,%imm | %at!=%as ? IsaUseConst16",
304    "const16 %at,HI16U(%imm); const16 %at,LOW16U(%imm); add %at,%at,%as; l32i %at,%at,0"},
305
306   /* This is only PART of the loop instruction.  In addition,
307      hardcoded into its use is a modification of the final operand in
308      the instruction in bytes 9 and 12.  */
309   {"loop %as,%label | %as!=1 ? IsaUseLoops",
310    "loop %as,%LABEL0;"
311    "rsr.lend    %as;"           /* LEND */
312    "wsr.lbeg    %as;"           /* LBEG */
313    "addi    %as, %as, 0;"       /* lo8(%label-%LABEL1) */
314    "addmi   %as, %as, 0;"       /* mid8(%label-%LABEL1) */
315    "wsr.lend    %as;"
316    "isync;"
317    "rsr.lcount    %as;"         /* LCOUNT */
318    "addi    %as, %as, 1;"       /* density -> addi.n %as, %as, 1 */
319    "LABEL0"},
320   {"loopgtz %as,%label | %as!=1 ? IsaUseLoops",
321    "beqz    %as,%label;"
322    "bltz    %as,%label;"
323    "loopgtz %as,%LABEL0;"
324    "rsr.lend    %as;"           /* LEND */
325    "wsr.lbeg    %as;"           /* LBEG */
326    "addi    %as, %as, 0;"       /* lo8(%label-%LABEL1) */
327    "addmi   %as, %as, 0;"       /* mid8(%label-%LABEL1) */
328    "wsr.lend    %as;"
329    "isync;"
330    "rsr.lcount    %as;"         /* LCOUNT */
331    "addi    %as, %as, 1;"       /* density -> addi.n %as, %as, 1 */
332    "LABEL0"},
333   {"loopnez %as,%label | %as!=1 ? IsaUseLoops",
334    "beqz     %as,%label;"
335    "loopnez %as,%LABEL0;"
336    "rsr.lend    %as;"           /* LEND */
337    "wsr.lbeg    %as;"           /* LBEG */
338    "addi    %as, %as, 0;"       /* lo8(%label-%LABEL1) */
339    "addmi   %as, %as, 0;"       /* mid8(%label-%LABEL1) */
340    "wsr.lend    %as;"
341    "isync;"
342    "rsr.lcount    %as;"         /* LCOUNT */
343    "addi    %as, %as, 1;"       /* density -> addi.n %as, %as, 1 */
344    "LABEL0"},
345
346   /* Relaxing to wide branches.  Order is important here.  With wide
347      branches, there is more than one correct relaxation for an
348      out-of-range branch.  Put the wide branch relaxations first in the
349      table since they are more efficient than the branch-around
350      relaxations.  */
351   
352   {"beqz %as,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.beqz %as,%label"},
353   {"bnez %as,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bnez %as,%label"},
354   {"bgez %as,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bgez %as,%label"},
355   {"bltz %as,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bltz %as,%label"},
356   {"beqi %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.beqi %as,%imm,%label"},
357   {"bnei %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bnei %as,%imm,%label"},
358   {"bgei %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bgei %as,%imm,%label"},
359   {"blti %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.blti %as,%imm,%label"},
360   {"bgeui %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bgeui %as,%imm,%label"},
361   {"bltui %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bltui %as,%imm,%label"},
362   {"bbci %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bbci %as,%imm,%label"},
363   {"bbsi %as,%imm,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bbsi %as,%imm,%label"},
364   {"beq %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.beq %as,%at,%label"},
365   {"bne %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bne %as,%at,%label"},
366   {"bge %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bge %as,%at,%label"},
367   {"blt %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.blt %as,%at,%label"},
368   {"bgeu %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bgeu %as,%at,%label"},
369   {"bltu %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bltu %as,%at,%label"},
370   {"bany %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bany %as,%at,%label"},
371   {"bnone %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bnone %as,%at,%label"},
372   {"ball %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.ball %as,%at,%label"},
373   {"bnall %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bnall %as,%at,%label"},
374   {"bbc %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bbc %as,%at,%label"},
375   {"bbs %as,%at,%label ? IsaUseWideBranches", "WIDE.bbs %as,%at,%label"},
376   
377   /* Widening branch comparisons eq/ne to zero.  Prefer relaxing to narrow
378      branches if the density option is available.  */
379   {"beqz %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "bnez.n %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
380   {"bnez %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "beqz.n %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
381   {"beqz %as,%label", "bnez %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
382   {"bnez %as,%label", "beqz %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
383
384   /* Widening expect-taken branches.  */
385   {"beqzt %as,%label ? IsaUsePredictedBranches", "bnez %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
386   {"bnezt %as,%label ? IsaUsePredictedBranches", "beqz %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
387   {"beqt %as,%at,%label ? IsaUsePredictedBranches", "bne %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
388   {"bnet %as,%at,%label ? IsaUsePredictedBranches", "beq %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
389
390   /* Widening branches from the Xtensa boolean option.  */
391   {"bt %bs,%label ? IsaUseBooleans", "bf %bs,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
392   {"bf %bs,%label ? IsaUseBooleans", "bt %bs,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
393
394   /* Other branch-around-jump widenings.  */
395   {"bgez %as,%label", "bltz %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
396   {"bltz %as,%label", "bgez %as,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
397   {"beqi %as,%imm,%label", "bnei %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
398   {"bnei %as,%imm,%label", "beqi %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
399   {"bgei %as,%imm,%label", "blti %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
400   {"blti %as,%imm,%label", "bgei %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
401   {"bgeui %as,%imm,%label", "bltui %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
402   {"bltui %as,%imm,%label", "bgeui %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
403   {"bbci %as,%imm,%label", "bbsi %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
404   {"bbsi %as,%imm,%label", "bbci %as,%imm,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
405   {"beq %as,%at,%label", "bne %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
406   {"bne %as,%at,%label", "beq %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
407   {"bge %as,%at,%label", "blt %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
408   {"blt %as,%at,%label", "bge %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
409   {"bgeu %as,%at,%label", "bltu %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
410   {"bltu %as,%at,%label", "bgeu %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
411   {"bany %as,%at,%label", "bnone %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
412   {"bnone %as,%at,%label", "bany %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
413   {"ball %as,%at,%label", "bnall %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
414   {"bnall %as,%at,%label", "ball %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
415   {"bbc %as,%at,%label", "bbs %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
416   {"bbs %as,%at,%label", "bbc %as,%at,%LABEL0;j %label;LABEL0"},
417
418   /* Expanding calls with literals.  */
419   {"call0 %label,%ar0 ? IsaUseL32R",
420    "LITERAL0 %label; l32r a0,%LITERAL0; callx0 a0,%ar0"},
421   {"call4 %label,%ar4 ? IsaUseL32R",
422    "LITERAL0 %label; l32r a4,%LITERAL0; callx4 a4,%ar4"},
423   {"call8 %label,%ar8 ? IsaUseL32R",
424    "LITERAL0 %label; l32r a8,%LITERAL0; callx8 a8,%ar8"},
425   {"call12 %label,%ar12 ? IsaUseL32R",
426    "LITERAL0 %label; l32r a12,%LITERAL0; callx12 a12,%ar12"},
427
428   /* Expanding calls with const16.  */
429   {"call0 %label,%ar0 ? IsaUseConst16",
430    "const16 a0,HI16U(%label); const16 a0,LOW16U(%label); callx0 a0,%ar0"},
431   {"call4 %label,%ar4 ? IsaUseConst16",
432    "const16 a4,HI16U(%label); const16 a4,LOW16U(%label); callx4 a4,%ar4"},
433   {"call8 %label,%ar8 ? IsaUseConst16",
434    "const16 a8,HI16U(%label); const16 a8,LOW16U(%label); callx8 a8,%ar8"},
435   {"call12 %label,%ar12 ? IsaUseConst16",
436    "const16 a12,HI16U(%label); const16 a12,LOW16U(%label); callx12 a12,%ar12"}
437 };
438
439 #define WIDEN_COUNT (sizeof (widen_spec_list) / sizeof (string_pattern_pair))
440
441
442 /* The simplify_spec_list specifies simplifying transformations that
443    will reduce the instruction width or otherwise simplify an
444    instruction.  These are usually applied before relaxation in the
445    assembler.  It is always legal to simplify.  Even for "addi as, 0",
446    the "addi.n as, 0" will eventually be widened back to an "addi 0"
447    after the widening table is applied.  Note: The usage of this table
448    has changed somewhat so that it is entirely specific to "narrowing"
449    instructions to use the density option.  This table is not used at
450    all when the density option is not available.  */
451
452 string_pattern_pair simplify_spec_list[] =
453 {
454   {"add %ar,%as,%at ? IsaUseDensityInstruction", "add.n %ar,%as,%at"},
455   {"addi.n %ar,%as,0 ? IsaUseDensityInstruction", "mov.n %ar,%as"},
456   {"addi %ar,%as,0 ? IsaUseDensityInstruction", "mov.n %ar,%as"},
457   {"addi %ar,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "addi.n %ar,%as,%imm"},
458   {"addmi %ar,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "addi.n %ar,%as,%imm"},
459   {"beqz %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "beqz.n %as,%label"},
460   {"bnez %as,%label ? IsaUseDensityInstruction", "bnez.n %as,%label"},
461   {"l32i %at,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "l32i.n %at,%as,%imm"},
462   {"movi %as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "movi.n %as,%imm"},
463   {"nop ? realnop ? IsaUseDensityInstruction", "nop.n"},
464   {"or %ar,%as,%at | %ar==%as | %as==%at ? IsaUseDensityInstruction", "nop.n"},
465   {"or %ar,%as,%at | %ar!=%as | %as==%at ? IsaUseDensityInstruction", "mov.n %ar,%as"},
466   {"ret %as ? IsaUseDensityInstruction", "ret.n %as"},
467   {"retw %as ? IsaUseDensityInstruction", "retw.n %as"},
468   {"s32i %at,%as,%imm ? IsaUseDensityInstruction", "s32i.n %at,%as,%imm"},
469   {"slli %ar,%as,0 ? IsaUseDensityInstruction", "mov.n %ar,%as"}
470 };
471
472 #define SIMPLIFY_COUNT \
473   (sizeof (simplify_spec_list) / sizeof (string_pattern_pair))
474
475 \f
476 /* Externally visible functions.  */
477
478 extern bfd_boolean xg_has_userdef_op_fn (OpType);
479 extern long xg_apply_userdef_op_fn (OpType, long);
480
481
482 static void
483 append_transition (TransitionTable *tt,
484                    xtensa_opcode opcode,
485                    TransitionRule *t,
486                    transition_cmp_fn cmp)
487 {
488   TransitionList *tl = (TransitionList *) xmalloc (sizeof (TransitionList));
489   TransitionList *prev;
490   TransitionList **t_p;
491   assert (tt != NULL);
492   assert (opcode < tt->num_opcodes);
493
494   prev = tt->table[opcode];
495   tl->rule = t;
496   tl->next = NULL;
497   if (prev == NULL)
498     {
499       tt->table[opcode] = tl;
500       return;
501     }
502
503   for (t_p = &tt->table[opcode]; (*t_p) != NULL; t_p = &(*t_p)->next)
504     {
505       if (cmp && cmp (t, (*t_p)->rule) < 0)
506         {
507           /* Insert it here.  */
508           tl->next = *t_p;
509           *t_p = tl;
510           return;
511         }
512     }
513   (*t_p) = tl;
514 }
515
516
517 static void
518 append_condition (TransitionRule *tr, Precondition *cond)
519 {
520   PreconditionList *pl =
521     (PreconditionList *) xmalloc (sizeof (PreconditionList));
522   PreconditionList *prev = tr->conditions;
523   PreconditionList *nxt;
524
525   pl->precond = cond;
526   pl->next = NULL;
527   if (prev == NULL)
528     {
529       tr->conditions = pl;
530       return;
531     }
532   nxt = prev->next;
533   while (nxt != NULL)
534     {
535       prev = nxt;
536       nxt = nxt->next;
537     }
538   prev->next = pl;
539 }
540
541
542 static void
543 append_value_condition (TransitionRule *tr,
544                         CmpOp cmp,
545                         unsigned op1,
546                         unsigned op2)
547 {
548   Precondition *cond = (Precondition *) xmalloc (sizeof (Precondition));
549
550   cond->cmp = cmp;
551   cond->op_num = op1;
552   cond->typ = OP_OPERAND;
553   cond->op_data = op2;
554   append_condition (tr, cond);
555 }
556
557
558 static void
559 append_constant_value_condition (TransitionRule *tr,
560                                  CmpOp cmp,
561                                  unsigned op1,
562                                  unsigned cnst)
563 {
564   Precondition *cond = (Precondition *) xmalloc (sizeof (Precondition));
565
566   cond->cmp = cmp;
567   cond->op_num = op1;
568   cond->typ = OP_CONSTANT;
569   cond->op_data = cnst;
570   append_condition (tr, cond);
571 }
572
573
574 static void
575 append_build_insn (TransitionRule *tr, BuildInstr *bi)
576 {
577   BuildInstr *prev = tr->to_instr;
578   BuildInstr *nxt;
579
580   bi->next = NULL;
581   if (prev == NULL)
582     {
583       tr->to_instr = bi;
584       return;
585     }
586   nxt = prev->next;
587   while (nxt != 0)
588     {
589       prev = nxt;
590       nxt = prev->next;
591     }
592   prev->next = bi;
593 }
594
595
596 static void
597 append_op (BuildInstr *bi, BuildOp *b_op)
598 {
599   BuildOp *prev = bi->ops;
600   BuildOp *nxt;
601
602   if (prev == NULL)
603     {
604       bi->ops = b_op;
605       return;
606     }
607   nxt = prev->next;
608   while (nxt != NULL)
609     {
610       prev = nxt;
611       nxt = nxt->next;
612     }
613   prev->next = b_op;
614 }
615
616
617 static void
618 append_literal_op (BuildInstr *bi, unsigned op1, unsigned litnum)
619 {
620   BuildOp *b_op = (BuildOp *) xmalloc (sizeof (BuildOp));
621
622   b_op->op_num = op1;
623   b_op->typ = OP_LITERAL;
624   b_op->op_data = litnum;
625   b_op->next = NULL;
626   append_op (bi, b_op);
627 }
628
629
630 static void
631 append_label_op (BuildInstr *bi, unsigned op1, unsigned labnum)
632 {
633   BuildOp *b_op = (BuildOp *) xmalloc (sizeof (BuildOp));
634
635   b_op->op_num = op1;
636   b_op->typ = OP_LABEL;
637   b_op->op_data = labnum;
638   b_op->next = NULL;
639   append_op (bi, b_op);
640 }
641
642
643 static void
644 append_constant_op (BuildInstr *bi, unsigned op1, unsigned cnst)
645 {
646   BuildOp *b_op = (BuildOp *) xmalloc (sizeof (BuildOp));
647
648   b_op->op_num = op1;
649   b_op->typ = OP_CONSTANT;
650   b_op->op_data = cnst;
651   b_op->next = NULL;
652   append_op (bi, b_op);
653 }
654
655
656 static void
657 append_field_op (BuildInstr *bi, unsigned op1, unsigned src_op)
658 {
659   BuildOp *b_op = (BuildOp *) xmalloc (sizeof (BuildOp));
660
661   b_op->op_num = op1;
662   b_op->typ = OP_OPERAND;
663   b_op->op_data = src_op;
664   b_op->next = NULL;
665   append_op (bi, b_op);
666 }
667
668
669 /* These could be generated but are not currently.  */
670
671 static void
672 append_user_fn_field_op (BuildInstr *bi,
673                          unsigned op1,
674                          OpType typ,
675                          unsigned src_op)
676 {
677   BuildOp *b_op = (BuildOp *) xmalloc (sizeof (BuildOp));
678
679   b_op->op_num = op1;
680   b_op->typ = typ;
681   b_op->op_data = src_op;
682   b_op->next = NULL;
683   append_op (bi, b_op);
684 }
685
686
687 /* These operand functions are the semantics of user-defined
688    operand functions.  */
689
690 static long
691 operand_function_HI24S (long a)
692 {
693   if (a & 0x80)
694     return (a & (~0xff)) + 0x100;
695   else
696     return (a & (~0xff));
697 }
698
699
700 static long
701 operand_function_F32MINUS (long a)
702 {
703   return (32 - a);
704 }
705
706
707 static long
708 operand_function_LOW8 (long a)
709 {
710   if (a & 0x80)
711     return (a & 0xff) | ~0xff;
712   else
713     return (a & 0xff);
714 }
715
716
717 static long
718 operand_function_LOW16U (long a)
719 {
720   return (a & 0xffff);
721 }
722
723
724 static long
725 operand_function_HI16U (long a)
726 {
727   unsigned long b = a & 0xffff0000;
728   return (long) (b >> 16);
729 }
730
731
732 bfd_boolean
733 xg_has_userdef_op_fn (OpType op)
734 {
735   switch (op)
736     {
737     case OP_OPERAND_F32MINUS:
738     case OP_OPERAND_LOW8:
739     case OP_OPERAND_HI24S:
740     case OP_OPERAND_LOW16U:
741     case OP_OPERAND_HI16U:
742       return TRUE;
743     default:
744       break;
745     }
746   return FALSE;
747 }
748
749
750 long
751 xg_apply_userdef_op_fn (OpType op, long a)
752 {
753   switch (op)
754     {
755     case OP_OPERAND_F32MINUS:
756       return operand_function_F32MINUS (a);
757     case OP_OPERAND_LOW8:
758       return operand_function_LOW8 (a);
759     case OP_OPERAND_HI24S:
760       return operand_function_HI24S (a);
761     case OP_OPERAND_LOW16U:
762       return operand_function_LOW16U (a);
763     case OP_OPERAND_HI16U:
764       return operand_function_HI16U (a);
765     default:
766       break;
767     }
768   return FALSE;
769 }
770
771
772 /* Generate a transition table.  */
773
774 static const char *
775 enter_opname_n (const char *name, int len)
776 {
777   opname_e *op;
778
779   for (op = local_opnames; op != NULL; op = op->next)
780     {
781       if (strlen (op->opname) == (unsigned) len
782           && strncmp (op->opname, name, len) == 0)
783         return op->opname;
784     }
785   op = (opname_e *) xmalloc (sizeof (opname_e));
786   op->opname = (char *) xmalloc (len + 1);
787   strncpy (op->opname, name, len);
788   op->opname[len] = '\0';
789   return op->opname;
790 }
791
792
793 static const char *
794 enter_opname (const char *name)
795 {
796   opname_e *op;
797
798   for (op = local_opnames; op != NULL; op = op->next)
799     {
800       if (strcmp (op->opname, name) == 0)
801         return op->opname;
802     }
803   op = (opname_e *) xmalloc (sizeof (opname_e));
804   op->opname = xstrdup (name);
805   return op->opname;
806 }
807
808
809 static void
810 init_opname_map (opname_map *m)
811 {
812   m->head = NULL;
813   m->tail = &m->head;
814 }
815
816
817 static void
818 clear_opname_map (opname_map *m)
819 {
820   opname_map_e *e;
821
822   while (m->head != NULL)
823     {
824       e = m->head;
825       m->head = e->next;
826       free (e);
827     }
828   m->tail = &m->head;
829 }
830
831
832 static bfd_boolean
833 same_operand_name (const opname_map_e *m1, const opname_map_e *m2)
834 {
835   if (m1->operand_name == NULL || m1->operand_name == NULL)
836     return FALSE;
837   return (m1->operand_name == m2->operand_name);
838 }
839
840
841 static opname_map_e *
842 get_opmatch (opname_map *map, const char *operand_name)
843 {
844   opname_map_e *m;
845
846   for (m = map->head; m != NULL; m = m->next)
847     {
848       if (strcmp (m->operand_name, operand_name) == 0)
849         return m;
850     }
851   return NULL;
852 }
853
854
855 static bfd_boolean
856 op_is_constant (const opname_map_e *m1)
857 {
858   return (m1->operand_name == NULL);
859 }
860
861
862 static unsigned
863 op_get_constant (const opname_map_e *m1)
864 {
865   assert (m1->operand_name == NULL);
866   return m1->constant_value;
867 }
868
869
870 static void
871 init_precond_list (precond_list *l)
872 {
873   l->head = NULL;
874   l->tail = &l->head;
875 }
876
877
878 static void
879 clear_precond_list (precond_list *l)
880 {
881   precond_e *e;
882
883   while (l->head != NULL)
884     {
885       e = l->head;
886       l->head = e->next;
887       free (e);
888     }
889   l->tail = &l->head;
890 }
891
892
893 static void
894 init_insn_templ (insn_templ *t)
895 {
896   t->opcode_name = NULL;
897   init_opname_map (&t->operand_map);
898 }
899
900
901 static void
902 clear_insn_templ (insn_templ *t)
903 {
904   clear_opname_map (&t->operand_map);
905 }
906
907
908 static void
909 init_insn_pattern (insn_pattern *p)
910 {
911   init_insn_templ (&p->t);
912   init_precond_list (&p->preconds);
913   p->options = NULL;
914 }
915
916
917 static void
918 clear_insn_pattern (insn_pattern *p)
919 {
920   clear_insn_templ (&p->t);
921   clear_precond_list (&p->preconds);
922 }
923
924
925 static void
926 init_insn_repl (insn_repl *r)
927 {
928   r->head = NULL;
929   r->tail = &r->head;
930 }
931
932
933 static void
934 clear_insn_repl (insn_repl *r)
935 {
936   insn_repl_e *e;
937
938   while (r->head != NULL)
939     {
940       e = r->head;
941       r->head = e->next;
942       clear_insn_templ (&e->t);
943     }
944   r->tail = &r->head;
945 }
946
947
948 static int
949 insn_templ_operand_count (const insn_templ *t)
950 {
951   int i = 0;
952   const opname_map_e *op;
953
954   for (op = t->operand_map.head; op != NULL; op = op->next, i++)
955     ;
956   return i;
957 }
958
959
960 /* Convert a string to a number.  E.G.: parse_constant("10", &num) */
961
962 static bfd_boolean
963 parse_constant (const char *in, unsigned *val_p)
964 {
965   unsigned val = 0;
966   const char *p;
967
968   if (in == NULL)
969     return FALSE;
970   p = in;
971
972   while (*p != '\0')
973     {
974       if (*p >= '0' && *p <= '9')
975         val = val * 10 + (*p - '0');
976       else
977         return FALSE;
978       ++p;
979     }
980   *val_p = val;
981   return TRUE;
982 }
983
984
985 /* Match a pattern like "foo1" with
986    parse_id_constant("foo1", "foo", &num).
987    This may also be used to just match a number.  */
988
989 static bfd_boolean
990 parse_id_constant (const char *in, const char *name, unsigned *val_p)
991 {
992   unsigned namelen = 0;
993   const char *p;
994
995   if (in == NULL)
996     return FALSE;
997
998   if (name != NULL)
999     namelen = strlen (name);
1000
1001   if (name != NULL && strncmp (in, name, namelen) != 0)
1002     return FALSE;
1003
1004   p = &in[namelen];
1005   return parse_constant (p, val_p);
1006 }
1007
1008
1009 static bfd_boolean
1010 parse_special_fn (const char *name,
1011                   const char **fn_name_p,
1012                   const char **arg_name_p)
1013 {
1014   char *p_start;
1015   const char *p_end;
1016
1017   p_start = strchr (name, '(');
1018   if (p_start == NULL)
1019     return FALSE;
1020
1021   p_end = strchr (p_start, ')');
1022
1023   if (p_end == NULL)
1024     return FALSE;
1025
1026   if (p_end[1] != '\0')
1027     return FALSE;
1028
1029   *fn_name_p = enter_opname_n (name, p_start - name);
1030   *arg_name_p = enter_opname_n (p_start + 1, p_end - p_start - 1);
1031   return TRUE;
1032 }
1033
1034
1035 static const char *
1036 skip_white (const char *p)
1037 {
1038   if (p == NULL)
1039     return p;
1040   while (*p == ' ')
1041     ++p;
1042   return p;
1043 }
1044
1045
1046 static void
1047 trim_whitespace (char *in)
1048 {
1049   char *last_white = NULL;
1050   char *p = in;
1051
1052   while (p && *p != '\0')
1053     {
1054       while (*p == ' ')
1055         {
1056           if (last_white == NULL)
1057             last_white = p;
1058           p++;
1059         }
1060       if (*p != '\0')
1061         {
1062           last_white = NULL;
1063           p++;
1064         }
1065     }
1066   if (last_white)
1067     *last_white = '\0';
1068 }
1069
1070
1071 /* Split a string into component strings where "c" is the
1072    delimiter.  Place the result in the split_rec.  */
1073
1074 static void
1075 split_string (split_rec *rec,
1076               const char *in,
1077               char c,
1078               bfd_boolean elide_whitespace)
1079 {
1080   int cnt = 0;
1081   int i;
1082   const char *p = in;
1083
1084   while (p != NULL && *p != '\0')
1085     {
1086       cnt++;
1087       p = strchr (p, c);
1088       if (p)
1089         p++;
1090     }
1091   rec->count = cnt;
1092   rec->vec = NULL;
1093
1094   if (rec->count == 0)
1095     return;
1096
1097   rec->vec = (char **) xmalloc (sizeof (char *) * cnt);
1098   for (i = 0; i < cnt; i++)
1099     rec->vec[i] = 0;
1100
1101   p = in;
1102   for (i = 0; i < cnt; i++)
1103     {
1104       const char *q;
1105       int len;
1106
1107       q = p;
1108       if (elide_whitespace)
1109         q = skip_white (q);
1110
1111       p = strchr (q, c);
1112       if (p == NULL)
1113         rec->vec[i] = xstrdup (q);
1114       else
1115         {
1116           len = p - q;
1117           rec->vec[i] = (char *) xmalloc (sizeof (char) * (len + 1));
1118           strncpy (rec->vec[i], q, len);
1119           rec->vec[i][len] = '\0';
1120           p++;
1121         }
1122
1123       if (elide_whitespace)
1124         trim_whitespace (rec->vec[i]);
1125     }
1126 }
1127
1128
1129 static void
1130 clear_split_rec (split_rec *rec)
1131 {
1132   int i;
1133
1134   for (i = 0; i < rec->count; i++)
1135     free (rec->vec[i]);
1136
1137   if (rec->count > 0)
1138     free (rec->vec);
1139 }
1140
1141
1142 /* Initialize a split record.  The split record must be initialized
1143    before split_string is called.  */
1144
1145 static void
1146 init_split_rec (split_rec *rec)
1147 {
1148   rec->vec = NULL;
1149   rec->count = 0;
1150 }
1151
1152
1153 /* Parse an instruction template like "insn op1, op2, op3".  */
1154
1155 static bfd_boolean
1156 parse_insn_templ (const char *s, insn_templ *t)
1157 {
1158   const char *p = s;
1159   int insn_name_len;
1160   split_rec oprec;
1161   int i;
1162
1163   /* First find the first whitespace.  */
1164
1165   init_split_rec (&oprec);
1166
1167   p = skip_white (p);
1168   insn_name_len = strcspn (s, " ");
1169   if (insn_name_len == 0)
1170     return FALSE;
1171
1172   init_insn_templ (t);
1173   t->opcode_name = enter_opname_n (p, insn_name_len);
1174
1175   p = p + insn_name_len;
1176
1177   /* Split by ',' and skip beginning and trailing whitespace.  */
1178   split_string (&oprec, p, ',', TRUE);
1179
1180   for (i = 0; i < oprec.count; i++)
1181     {
1182       const char *opname = oprec.vec[i];
1183       opname_map_e *e = (opname_map_e *) xmalloc (sizeof (opname_map_e));
1184       e->next = NULL;
1185       e->operand_name = NULL;
1186       e->constant_value = 0;
1187       e->operand_num = i;
1188
1189       /* If it begins with a number, assume that it is a number.  */
1190       if (opname && opname[0] >= '0' && opname[0] <= '9')
1191         {
1192           unsigned val;
1193
1194           if (parse_constant (opname, &val))
1195             e->constant_value = val;
1196           else
1197             {
1198               free (e);
1199               clear_split_rec (&oprec);
1200               clear_insn_templ (t);
1201               return FALSE;
1202             }
1203         }
1204       else
1205         e->operand_name = enter_opname (oprec.vec[i]);
1206
1207       *t->operand_map.tail = e;
1208       t->operand_map.tail = &e->next;
1209     }
1210   clear_split_rec (&oprec);
1211   return TRUE;
1212 }
1213
1214
1215 static bfd_boolean
1216 parse_precond (const char *s, precond_e *precond)
1217 {
1218   /* All preconditions are currently of the form:
1219      a == b or a != b or a == k (where k is a constant).
1220      Later we may use some special functions like DENSITY == 1
1221      to identify when density is available.  */
1222
1223   const char *p = s;
1224   int len;
1225   precond->opname1 = NULL;
1226   precond->opval1 = 0;
1227   precond->cmpop = OP_EQUAL;
1228   precond->opname2 = NULL;
1229   precond->opval2 = 0;
1230   precond->next = NULL;
1231
1232   p = skip_white (p);
1233
1234   len = strcspn (p, " !=");
1235
1236   if (len == 0)
1237     return FALSE;
1238
1239   precond->opname1 = enter_opname_n (p, len);
1240   p = p + len;
1241   p = skip_white (p);
1242
1243   /* Check for "==" and "!=".  */
1244   if (strncmp (p, "==", 2) == 0)
1245     precond->cmpop = OP_EQUAL;
1246   else if (strncmp (p, "!=", 2) == 0)
1247     precond->cmpop = OP_NOTEQUAL;
1248   else
1249     return FALSE;
1250
1251   p = p + 2;
1252   p = skip_white (p);
1253
1254   /* No trailing whitespace from earlier parsing.  */
1255   if (p[0] >= '0' && p[0] <= '9')
1256     {
1257       unsigned val;
1258       if (parse_constant (p, &val))
1259         precond->opval2 = val;
1260       else
1261         return FALSE;
1262     }
1263   else
1264     precond->opname2 = enter_opname (p);
1265   return TRUE;
1266 }
1267
1268
1269 static void
1270 clear_req_or_option_list (ReqOrOption **r_p)
1271 {
1272   if (*r_p == NULL)
1273     return;
1274
1275   free ((*r_p)->option_name);
1276   clear_req_or_option_list (&(*r_p)->next);
1277   *r_p = NULL;
1278 }
1279
1280
1281 static void
1282 clear_req_option_list (ReqOption **r_p)
1283 {
1284   if (*r_p == NULL)
1285     return;
1286
1287   clear_req_or_option_list (&(*r_p)->or_option_terms);
1288   clear_req_option_list (&(*r_p)->next);
1289   *r_p = NULL;
1290 }
1291
1292
1293 static ReqOrOption *
1294 clone_req_or_option_list (ReqOrOption *req_or_option)
1295 {
1296   ReqOrOption *new_req_or_option;
1297
1298   if (req_or_option == NULL)
1299     return NULL;
1300
1301   new_req_or_option = (ReqOrOption *) xmalloc (sizeof (ReqOrOption));
1302   new_req_or_option->option_name = xstrdup (req_or_option->option_name);
1303   new_req_or_option->is_true = req_or_option->is_true;
1304   new_req_or_option->next = NULL;
1305   new_req_or_option->next = clone_req_or_option_list (req_or_option->next);
1306   return new_req_or_option;
1307 }
1308
1309
1310 static ReqOption *
1311 clone_req_option_list (ReqOption *req_option)
1312 {
1313   ReqOption *new_req_option;
1314
1315   if (req_option == NULL)
1316     return NULL;
1317
1318   new_req_option = (ReqOption *) xmalloc (sizeof (ReqOption));
1319   new_req_option->or_option_terms = NULL;
1320   new_req_option->next = NULL;
1321   new_req_option->or_option_terms =
1322     clone_req_or_option_list (req_option->or_option_terms);
1323   new_req_option->next = clone_req_option_list (req_option->next);
1324   return new_req_option;
1325 }
1326
1327
1328 static bfd_boolean
1329 parse_option_cond (const char *s, ReqOption *option)
1330 {
1331   int i;
1332   split_rec option_term_rec;
1333
1334   /* All option or conditions are of the form:
1335      optionA + no-optionB + ...
1336      "Ands" are divided by "?".  */
1337
1338   init_split_rec (&option_term_rec);
1339   split_string (&option_term_rec, s, '+', TRUE);
1340
1341   if (option_term_rec.count == 0)
1342     {
1343       clear_split_rec (&option_term_rec);
1344       return FALSE;
1345     }
1346
1347   for (i = 0; i < option_term_rec.count; i++)
1348     {
1349       char *option_name = option_term_rec.vec[i];
1350       bfd_boolean is_true = TRUE;
1351       ReqOrOption *req;
1352       ReqOrOption **r_p;
1353
1354       if (strncmp (option_name, "no-", 3) == 0)
1355         {
1356           option_name = xstrdup (&option_name[3]);
1357           is_true = FALSE;
1358         }
1359       else
1360         option_name = xstrdup (option_name);
1361
1362       req = (ReqOrOption *) xmalloc (sizeof (ReqOrOption));
1363       req->option_name = option_name;
1364       req->is_true = is_true;
1365       req->next = NULL;
1366
1367       /* Append to list.  */
1368       for (r_p = &option->or_option_terms; (*r_p) != NULL;
1369            r_p = &(*r_p)->next)
1370         ;
1371       (*r_p) = req;
1372     }
1373   return TRUE;
1374 }
1375
1376
1377 /* Parse a string like:
1378    "insn op1, op2, op3, op4 | op1 != op2 | op2 == op3 | op4 == 1".
1379    I.E., instruction "insn" with 4 operands where operand 1 and 2 are not
1380    the same and operand 2 and 3 are the same and operand 4 is 1.
1381
1382    or:
1383
1384    "insn op1 | op1 == 1 / density + boolean / no-useroption".
1385    i.e. instruction "insn" with 1 operands where operand 1 is 1
1386    when "density" or "boolean" options are available and
1387    "useroption" is not available.
1388
1389    Because the current implementation of this parsing scheme uses
1390    split_string, it requires that '|' and '?' are only used as
1391    delimiters for predicates and required options.  */
1392
1393 static bfd_boolean
1394 parse_insn_pattern (const char *in, insn_pattern *insn)
1395 {
1396   split_rec rec;
1397   split_rec optionrec;
1398   int i;
1399
1400   init_insn_pattern (insn);
1401
1402   init_split_rec (&optionrec);
1403   split_string (&optionrec, in, '?', TRUE);
1404   if (optionrec.count == 0)
1405     {
1406       clear_split_rec (&optionrec);
1407       return FALSE;
1408     }
1409
1410   init_split_rec (&rec);
1411
1412   split_string (&rec, optionrec.vec[0], '|', TRUE);
1413
1414   if (rec.count == 0)
1415     {
1416       clear_split_rec (&rec);
1417       clear_split_rec (&optionrec);
1418       return FALSE;
1419     }
1420
1421   if (!parse_insn_templ (rec.vec[0], &insn->t))
1422     {
1423       clear_split_rec (&rec);
1424       clear_split_rec (&optionrec);
1425       return FALSE;
1426     }
1427
1428   for (i = 1; i < rec.count; i++)
1429     {
1430       precond_e *cond = (precond_e *) xmalloc (sizeof (precond_e));
1431
1432       if (!parse_precond (rec.vec[i], cond))
1433         {
1434           clear_split_rec (&rec);
1435           clear_split_rec (&optionrec);
1436           clear_insn_pattern (insn);
1437           return FALSE;
1438         }
1439
1440       /* Append the condition.  */
1441       *insn->preconds.tail = cond;
1442       insn->preconds.tail = &cond->next;
1443     }
1444
1445   for (i = 1; i < optionrec.count; i++)
1446     {
1447       /* Handle the option conditions.  */
1448       ReqOption **r_p;
1449       ReqOption *req_option = (ReqOption *) xmalloc (sizeof (ReqOption));
1450       req_option->or_option_terms = NULL;
1451       req_option->next = NULL;
1452
1453       if (!parse_option_cond (optionrec.vec[i], req_option))
1454         {
1455           clear_split_rec (&rec);
1456           clear_split_rec (&optionrec);
1457           clear_insn_pattern (insn);
1458           clear_req_option_list (&req_option);
1459           return FALSE;
1460         }
1461
1462       /* Append the condition.  */
1463       for (r_p = &insn->options; (*r_p) != NULL; r_p = &(*r_p)->next)
1464         ;
1465
1466       (*r_p) = req_option;
1467     }
1468
1469   clear_split_rec (&rec);
1470   clear_split_rec (&optionrec);
1471   return TRUE;
1472 }
1473
1474
1475 static bfd_boolean
1476 parse_insn_repl (const char *in, insn_repl *r_p)
1477 {
1478   /* This is a list of instruction templates separated by ';'.  */
1479   split_rec rec;
1480   int i;
1481
1482   split_string (&rec, in, ';', TRUE);
1483
1484   for (i = 0; i < rec.count; i++)
1485     {
1486       insn_repl_e *e = (insn_repl_e *) xmalloc (sizeof (insn_repl_e));
1487
1488       e->next = NULL;
1489
1490       if (!parse_insn_templ (rec.vec[i], &e->t))
1491         {
1492           free (e);
1493           clear_insn_repl (r_p);
1494           return FALSE;
1495         }
1496       *r_p->tail = e;
1497       r_p->tail = &e->next;
1498     }
1499   return TRUE;
1500 }
1501
1502
1503 static bfd_boolean
1504 transition_applies (insn_pattern *initial_insn,
1505                     const char *from_string ATTRIBUTE_UNUSED,
1506                     const char *to_string ATTRIBUTE_UNUSED)
1507 {
1508   ReqOption *req_option;
1509
1510   for (req_option = initial_insn->options;
1511        req_option != NULL;
1512        req_option = req_option->next)
1513     {
1514       ReqOrOption *req_or_option = req_option->or_option_terms;
1515
1516       if (req_or_option == NULL
1517           || req_or_option->next != NULL)
1518         continue;
1519
1520       if (strncmp (req_or_option->option_name, "IsaUse", 6) == 0)
1521         {
1522           bfd_boolean option_available = FALSE;
1523           char *option_name = req_or_option->option_name + 6;
1524           if (!strcmp (option_name, "DensityInstruction"))
1525             option_available = (XCHAL_HAVE_DENSITY == 1);
1526           else if (!strcmp (option_name, "L32R"))
1527             option_available = (XCHAL_HAVE_L32R == 1);
1528           else if (!strcmp (option_name, "Const16"))
1529             option_available = (XCHAL_HAVE_CONST16 == 1);
1530           else if (!strcmp (option_name, "Loops"))
1531             option_available = (XCHAL_HAVE_LOOPS == 1);
1532           else if (!strcmp (option_name, "WideBranches"))
1533             option_available = (XCHAL_HAVE_WIDE_BRANCHES == 1);
1534           else if (!strcmp (option_name, "PredictedBranches"))
1535             option_available = (XCHAL_HAVE_PREDICTED_BRANCHES == 1);
1536           else if (!strcmp (option_name, "Booleans"))
1537             option_available = (XCHAL_HAVE_BOOLEANS == 1);
1538           else
1539             as_warn (_("invalid configuration option '%s' in transition rule '%s'"),
1540                      req_or_option->option_name, from_string);
1541           if ((option_available ^ req_or_option->is_true) != 0)
1542             return FALSE;
1543         }
1544       else if (strcmp (req_or_option->option_name, "realnop") == 0)
1545         {
1546           bfd_boolean nop_available =
1547             (xtensa_opcode_lookup (xtensa_default_isa, "nop")
1548              != XTENSA_UNDEFINED);
1549           if ((nop_available ^ req_or_option->is_true) != 0)
1550             return FALSE;
1551         }
1552     }
1553   return TRUE;
1554 }
1555
1556
1557 static bfd_boolean
1558 wide_branch_opcode (const char *opcode_name,
1559                     char *suffix,
1560                     xtensa_opcode *popcode)
1561 {
1562   xtensa_isa isa = xtensa_default_isa;
1563   xtensa_opcode opcode;
1564   static char wbr_name_buf[20];
1565
1566   if (strncmp (opcode_name, "WIDE.", 5) != 0)
1567     return FALSE;
1568
1569   strcpy (wbr_name_buf, opcode_name + 5);
1570   strcat (wbr_name_buf, suffix);
1571   opcode = xtensa_opcode_lookup (isa, wbr_name_buf);
1572   if (opcode != XTENSA_UNDEFINED)
1573     {
1574       *popcode = opcode;
1575       return TRUE;
1576     }
1577
1578   return FALSE;
1579 }
1580
1581
1582 static TransitionRule *
1583 build_transition (insn_pattern *initial_insn,
1584                   insn_repl *replace_insns,
1585                   const char *from_string,
1586                   const char *to_string)
1587 {
1588   TransitionRule *tr = NULL;
1589   xtensa_opcode opcode;
1590   xtensa_isa isa = xtensa_default_isa;
1591
1592   opname_map_e *op1;
1593   opname_map_e *op2;
1594
1595   precond_e *precond;
1596   insn_repl_e *r;
1597   unsigned label_count = 0;
1598   unsigned max_label_count = 0;
1599   bfd_boolean has_label = FALSE;
1600   unsigned literal_count = 0;
1601
1602   opcode = xtensa_opcode_lookup (isa, initial_insn->t.opcode_name);
1603   if (opcode == XTENSA_UNDEFINED)
1604     {
1605       /* It is OK to not be able to translate some of these opcodes.  */
1606       return NULL;
1607     }
1608
1609
1610   if (xtensa_opcode_num_operands (isa, opcode)
1611       != insn_templ_operand_count (&initial_insn->t))
1612     {
1613       /* This is also OK because there are opcodes that
1614          have different numbers of operands on different
1615          architecture variations.  */
1616       return NULL;
1617     }
1618
1619   tr = (TransitionRule *) xmalloc (sizeof (TransitionRule));
1620   tr->opcode = opcode;
1621   tr->conditions = NULL;
1622   tr->to_instr = NULL;
1623
1624   /* Build the conditions. First, equivalent operand condition....  */
1625   for (op1 = initial_insn->t.operand_map.head; op1 != NULL; op1 = op1->next)
1626     {
1627       for (op2 = op1->next; op2 != NULL; op2 = op2->next)
1628         {
1629           if (same_operand_name (op1, op2))
1630             {
1631               append_value_condition (tr, OP_EQUAL,
1632                                       op1->operand_num, op2->operand_num);
1633             }
1634         }
1635     }
1636
1637   /* Now the condition that an operand value must be a constant....  */
1638   for (op1 = initial_insn->t.operand_map.head; op1 != NULL; op1 = op1->next)
1639     {
1640       if (op_is_constant (op1))
1641         {
1642           append_constant_value_condition (tr,
1643                                            OP_EQUAL,
1644                                            op1->operand_num,
1645                                            op_get_constant (op1));
1646         }
1647     }
1648
1649
1650   /* Now add the explicit preconditions listed after the "|" in the spec.
1651      These are currently very limited, so we do a special case
1652      parse for them.  We expect spaces, opname != opname.  */
1653   for (precond = initial_insn->preconds.head;
1654        precond != NULL;
1655        precond = precond->next)
1656     {
1657       op1 = NULL;
1658       op2 = NULL;
1659
1660       if (precond->opname1)
1661         {
1662           op1 = get_opmatch (&initial_insn->t.operand_map, precond->opname1);
1663           if (op1 == NULL)
1664             {
1665               as_fatal (_("opcode '%s': no bound opname '%s' "
1666                           "for precondition in '%s'"),
1667                         xtensa_opcode_name (isa, opcode),
1668                         precond->opname1, from_string);
1669               return NULL;
1670             }
1671         }
1672
1673       if (precond->opname2)
1674         {
1675           op2 = get_opmatch (&initial_insn->t.operand_map, precond->opname2);
1676           if (op2 == NULL)
1677             {
1678               as_fatal (_("opcode '%s': no bound opname '%s' "
1679                           "for precondition in %s"),
1680                        xtensa_opcode_name (isa, opcode),
1681                        precond->opname2, from_string);
1682               return NULL;
1683             }
1684         }
1685
1686       if (op1 == NULL && op2 == NULL)
1687         {
1688           as_fatal (_("opcode '%s': precondition only contains "
1689                       "constants in '%s'"),
1690                     xtensa_opcode_name (isa, opcode), from_string);
1691           return NULL;
1692         }
1693       else if (op1 != NULL && op2 != NULL)
1694         append_value_condition (tr, precond->cmpop,
1695                                 op1->operand_num, op2->operand_num);
1696       else if (op2 == NULL)
1697         append_constant_value_condition (tr, precond->cmpop,
1698                                          op1->operand_num, precond->opval2);
1699       else
1700         append_constant_value_condition (tr, precond->cmpop,
1701                                          op2->operand_num, precond->opval1);
1702     }
1703
1704   tr->options = clone_req_option_list (initial_insn->options);
1705
1706   /* Generate the replacement instructions.  Some of these
1707      "instructions" are actually labels and literals.  The literals
1708      must be defined in order 0..n and a literal must be defined
1709      (e.g., "LITERAL0 %imm") before use (e.g., "%LITERAL0").  The
1710      labels must be defined in order, but they can be used before they
1711      are defined.  Also there are a number of special operands (e.g.,
1712      HI24S).  */
1713
1714   for (r = replace_insns->head; r != NULL; r = r->next)
1715     {
1716       BuildInstr *bi;
1717       const char *opcode_name;
1718       int operand_count;
1719       opname_map_e *op;
1720       unsigned idnum = 0;
1721       const char *fn_name;
1722       const char *operand_arg_name;
1723
1724       bi = (BuildInstr *) xmalloc (sizeof (BuildInstr));
1725       append_build_insn (tr, bi);
1726
1727       bi->id = 0;
1728       bi->opcode = XTENSA_UNDEFINED;
1729       bi->ops = NULL;
1730       bi->next = NULL;
1731
1732       opcode_name = r->t.opcode_name;
1733       operand_count = insn_templ_operand_count (&r->t);
1734
1735       if (parse_id_constant (opcode_name, "LITERAL", &idnum))
1736         {
1737           bi->typ = INSTR_LITERAL_DEF;
1738           bi->id = idnum;
1739           if (idnum != literal_count)
1740             as_fatal (_("generated literals must be numbered consecutively"));
1741           ++literal_count;
1742           if (operand_count != 1)
1743             as_fatal (_("expected one operand for generated literal"));
1744
1745         }
1746       else if (parse_id_constant (opcode_name, "LABEL", &idnum))
1747         {
1748           bi->typ = INSTR_LABEL_DEF;
1749           bi->id = idnum;
1750           if (idnum != label_count)
1751             as_fatal (_("generated labels must be numbered consecutively"));
1752           ++label_count;
1753           if (operand_count != 0)
1754             as_fatal (_("expected 0 operands for generated label"));
1755         }
1756       else
1757         {
1758           bi->typ = INSTR_INSTR;
1759           if (wide_branch_opcode (opcode_name, ".w18", &bi->opcode)
1760               || wide_branch_opcode (opcode_name, ".w15", &bi->opcode))
1761             opcode_name = xtensa_opcode_name (isa, bi->opcode);
1762           else
1763             bi->opcode = xtensa_opcode_lookup (isa, opcode_name);
1764
1765           if (bi->opcode == XTENSA_UNDEFINED)
1766             {
1767               as_warn (_("invalid opcode '%s' in transition rule '%s'"),
1768                        opcode_name, to_string);
1769               return NULL;
1770             }
1771
1772           /* Check for the right number of ops.  */
1773           if (xtensa_opcode_num_operands (isa, bi->opcode)
1774               != (int) operand_count)
1775             as_fatal (_("opcode '%s': replacement does not have %d ops"),
1776                       opcode_name,
1777                       xtensa_opcode_num_operands (isa, bi->opcode));
1778         }
1779
1780       for (op = r->t.operand_map.head; op != NULL; op = op->next)
1781         {
1782           unsigned idnum;
1783
1784           if (op_is_constant (op))
1785             append_constant_op (bi, op->operand_num, op_get_constant (op));
1786           else if (parse_id_constant (op->operand_name, "%LITERAL", &idnum))
1787             {
1788               if (idnum >= literal_count)
1789                 as_fatal (_("opcode %s: replacement "
1790                             "literal %d >= literal_count(%d)"),
1791                           opcode_name, idnum, literal_count);
1792               append_literal_op (bi, op->operand_num, idnum);
1793             }
1794           else if (parse_id_constant (op->operand_name, "%LABEL", &idnum))
1795             {
1796               has_label = TRUE;
1797               if (idnum > max_label_count)
1798                 max_label_count = idnum;
1799               append_label_op (bi, op->operand_num, idnum);
1800             }
1801           else if (parse_id_constant (op->operand_name, "a", &idnum))
1802             append_constant_op (bi, op->operand_num, idnum);
1803           else if (op->operand_name[0] == '%')
1804             {
1805               opname_map_e *orig_op;
1806               orig_op = get_opmatch (&initial_insn->t.operand_map,
1807                                      op->operand_name);
1808               if (orig_op == NULL)
1809                 {
1810                   as_fatal (_("opcode %s: unidentified operand '%s' in '%s'"),
1811                             opcode_name, op->operand_name, to_string);
1812
1813                   append_constant_op (bi, op->operand_num, 0);
1814                 }
1815               else
1816                 append_field_op (bi, op->operand_num, orig_op->operand_num);
1817             }
1818           else if (parse_special_fn (op->operand_name,
1819                                      &fn_name, &operand_arg_name))
1820             {
1821               opname_map_e *orig_op;
1822               OpType typ = OP_CONSTANT;
1823
1824               if (strcmp (fn_name, "LOW8") == 0)
1825                 typ = OP_OPERAND_LOW8;
1826               else if (strcmp (fn_name, "HI24S") == 0)
1827                 typ = OP_OPERAND_HI24S;
1828               else if (strcmp (fn_name, "F32MINUS") == 0)
1829                 typ = OP_OPERAND_F32MINUS;
1830               else if (strcmp (fn_name, "LOW16U") == 0)
1831                 typ = OP_OPERAND_LOW16U;
1832               else if (strcmp (fn_name, "HI16U") == 0)
1833                 typ = OP_OPERAND_HI16U;
1834               else
1835                 as_fatal (_("unknown user-defined function %s"), fn_name);
1836
1837               orig_op = get_opmatch (&initial_insn->t.operand_map,
1838                                      operand_arg_name);
1839               if (orig_op == NULL)
1840                 {
1841                   as_fatal (_("opcode %s: unidentified operand '%s' in '%s'"),
1842                             opcode_name, op->operand_name, to_string);
1843                   append_constant_op (bi, op->operand_num, 0);
1844                 }
1845               else
1846                 append_user_fn_field_op (bi, op->operand_num,
1847                                          typ, orig_op->operand_num);
1848             }
1849           else
1850             {
1851               as_fatal (_("opcode %s: could not parse operand '%s' in '%s'"),
1852                         opcode_name, op->operand_name, to_string);
1853               append_constant_op (bi, op->operand_num, 0);
1854             }
1855         }
1856     }
1857   if (has_label && max_label_count >= label_count)
1858     {
1859       as_fatal (_("opcode %s: replacement label %d >= label_count(%d)"),
1860                 xtensa_opcode_name (isa, opcode),
1861                 max_label_count, label_count);
1862       return NULL;
1863     }
1864
1865   return tr;
1866 }
1867
1868
1869 static TransitionTable *
1870 build_transition_table (const string_pattern_pair *transitions,
1871                         int transition_count,
1872                         transition_cmp_fn cmp)
1873 {
1874   TransitionTable *table = NULL;
1875   int num_opcodes = xtensa_isa_num_opcodes (xtensa_default_isa);
1876   int i, tnum;
1877
1878   if (table != NULL)
1879     return table;
1880
1881   /* Otherwise, build it now.  */
1882   table = (TransitionTable *) xmalloc (sizeof (TransitionTable));
1883   table->num_opcodes = num_opcodes;
1884   table->table =
1885     (TransitionList **) xmalloc (sizeof (TransitionTable *) * num_opcodes);
1886
1887   for (i = 0; i < num_opcodes; i++)
1888     table->table[i] = NULL;
1889
1890   for (tnum = 0; tnum < transition_count; tnum++)
1891     {
1892       const char *from_string = transitions[tnum].pattern;
1893       const char *to_string = transitions[tnum].replacement;
1894
1895       insn_pattern initial_insn;
1896       insn_repl replace_insns;
1897       TransitionRule *tr;
1898
1899       init_insn_pattern (&initial_insn);
1900       if (!parse_insn_pattern (from_string, &initial_insn))
1901         {
1902           as_fatal (_("could not parse INSN_PATTERN '%s'"), from_string);
1903           clear_insn_pattern (&initial_insn);
1904           continue;
1905         }
1906
1907       init_insn_repl (&replace_insns);
1908       if (!parse_insn_repl (to_string, &replace_insns))
1909         {
1910           as_fatal (_("could not parse INSN_REPL '%s'"), to_string);
1911           clear_insn_pattern (&initial_insn);
1912           clear_insn_repl (&replace_insns);
1913           continue;
1914         }
1915
1916       if (transition_applies (&initial_insn, from_string, to_string))
1917         {
1918           tr = build_transition (&initial_insn, &replace_insns,
1919                                  from_string, to_string);
1920           if (tr)
1921             append_transition (table, tr->opcode, tr, cmp);
1922           else
1923             {
1924 #if TENSILICA_DEBUG
1925               as_warn (_("could not build transition for %s => %s"),
1926                        from_string, to_string);
1927 #endif
1928             }
1929         }
1930
1931       clear_insn_repl (&replace_insns);
1932       clear_insn_pattern (&initial_insn);
1933     }
1934   return table;
1935 }
1936
1937 \f
1938 extern TransitionTable *
1939 xg_build_widen_table (transition_cmp_fn cmp)
1940 {
1941   static TransitionTable *table = NULL;
1942   if (table == NULL)
1943     table = build_transition_table (widen_spec_list, WIDEN_COUNT, cmp);
1944   return table;
1945 }
1946
1947
1948 extern TransitionTable *
1949 xg_build_simplify_table (transition_cmp_fn cmp)
1950 {
1951   static TransitionTable *table = NULL;
1952   if (table == NULL)
1953     table = build_transition_table (simplify_spec_list, SIMPLIFY_COUNT, cmp);
1954   return table;
1955 }