misc: string.join has been removed in python3
[gem5.git] / src / arch / isa_parser.py
index 3061ea0a4949f7113aa2fe4c58e1f344be58ebe6..49b3b072985c00262f6dab5ff2ed5ddd0db9fff8 100755 (executable)
@@ -1,4 +1,17 @@
+# Copyright (c) 2014, 2016, 2018-2019 ARM Limited
+# All rights reserved
+#
+# The license below extends only to copyright in the software and shall
+# not be construed as granting a license to any other intellectual
+# property including but not limited to intellectual property relating
+# to a hardware implementation of the functionality of the software
+# licensed hereunder.  You may use the software subject to the license
+# terms below provided that you ensure that this notice is replicated
+# unmodified and in its entirety in all distributions of the software,
+# modified or unmodified, in source code or in binary form.
+#
 # Copyright (c) 2003-2005 The Regents of The University of Michigan
+# Copyright (c) 2013,2015 Advanced Micro Devices, Inc.
 # All rights reserved.
 #
 # Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 # THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
 # (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
 # OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
-#
-# Authors: Steve Reinhardt
 
+from __future__ import with_statement, print_function
 import os
 import sys
 import re
-import string
 import inspect, traceback
 # get type names
 from types import *
@@ -74,42 +85,17 @@ def fixPythonIndentation(s):
     return s
 
 class ISAParserError(Exception):
-    """Error handler for parser errors"""
+    """Exception class for parser errors"""
     def __init__(self, first, second=None):
         if second is None:
             self.lineno = 0
             self.string = first
         else:
-            if hasattr(first, 'lexer'):
-                first = first.lexer.lineno
             self.lineno = first
             self.string = second
 
-    def display(self, filename_stack, print_traceback=debug):
-        # Output formatted to work under Emacs compile-mode.  Optional
-        # 'print_traceback' arg, if set to True, prints a Python stack
-        # backtrace too (can be handy when trying to debug the parser
-        # itself).
-
-        spaces = ""
-        for (filename, line) in filename_stack[:-1]:
-            print "%sIn file included from %s:" % (spaces, filename)
-            spaces += "  "
-
-        # Print a Python stack backtrace if requested.
-        if print_traceback or not self.lineno:
-            traceback.print_exc()
-
-        line_str = "%s:" % (filename_stack[-1][0], )
-        if self.lineno:
-            line_str += "%d:" % (self.lineno, )
-
-        return "%s%s %s" % (spaces, line_str, self.string)
-
-    def exit(self, filename_stack, print_traceback=debug):
-        # Just call exit.
-
-        sys.exit(self.display(filename_stack, print_traceback))
+    def __str__(self):
+        return self.string
 
 def error(*args):
     raise ISAParserError(*args)
@@ -123,7 +109,8 @@ def error(*args):
 labelRE = re.compile(r'(?<!%)%\(([^\)]+)\)[sd]')
 
 class Template(object):
-    def __init__(self, t):
+    def __init__(self, parser, t):
+        self.parser = parser
         self.template = t
 
     def subst(self, d):
@@ -131,14 +118,12 @@ class Template(object):
 
         # Protect non-Python-dict substitutions (e.g. if there's a printf
         # in the templated C++ code)
-        template = protect_non_subst_percents(self.template)
-        # CPU-model-specific substitutions are handled later (in GenCode).
-        template = protect_cpu_symbols(template)
+        template = self.parser.protectNonSubstPercents(self.template)
 
         # Build a dict ('myDict') to use for the template substitution.
         # Start with the template namespace.  Make a copy since we're
         # going to modify it.
-        myDict = parser.templateMap.copy()
+        myDict = self.parser.templateMap.copy()
 
         if isinstance(d, InstObjParams):
             # If we're dealing with an InstObjParams object, we need
@@ -154,9 +139,9 @@ class Template(object):
             del myDict['snippets']
 
             snippetLabels = [l for l in labelRE.findall(template)
-                             if d.snippets.has_key(l)]
+                             if l in d.snippets]
 
-            snippets = dict([(s, mungeSnippet(d.snippets[s]))
+            snippets = dict([(s, self.parser.mungeSnippet(d.snippets[s]))
                              for s in snippetLabels])
 
             myDict.update(snippets)
@@ -167,9 +152,21 @@ class Template(object):
             # operands explicitly (like Mem)
             compositeCode += ' ' + template
 
-            operands = SubOperandList(compositeCode, d.operands)
+            operands = SubOperandList(self.parser, compositeCode, d.operands)
 
             myDict['op_decl'] = operands.concatAttrStrings('op_decl')
+            if operands.readPC or operands.setPC:
+                myDict['op_decl'] += 'TheISA::PCState __parserAutoPCState;\n'
+
+            # In case there are predicated register reads and write, declare
+            # the variables for register indicies. It is being assumed that
+            # all the operands in the OperandList are also in the
+            # SubOperandList and in the same order. Otherwise, it is
+            # expected that predication would not be used for the operands.
+            if operands.predRead:
+                myDict['op_decl'] += 'uint8_t _sourceIndex = 0;\n'
+            if operands.predWrite:
+                myDict['op_decl'] += 'uint8_t M5_VAR_USED _destIndex = 0;\n'
 
             is_src = lambda op: op.is_src
             is_dest = lambda op: op.is_dest
@@ -178,13 +175,33 @@ class Template(object):
                       operands.concatSomeAttrStrings(is_src, 'op_src_decl')
             myDict['op_dest_decl'] = \
                       operands.concatSomeAttrStrings(is_dest, 'op_dest_decl')
+            if operands.readPC:
+                myDict['op_src_decl'] += \
+                    'TheISA::PCState __parserAutoPCState;\n'
+            if operands.setPC:
+                myDict['op_dest_decl'] += \
+                    'TheISA::PCState __parserAutoPCState;\n'
 
             myDict['op_rd'] = operands.concatAttrStrings('op_rd')
-            myDict['op_wb'] = operands.concatAttrStrings('op_wb')
-
-            if d.operands.memOperand:
-                myDict['mem_acc_size'] = d.operands.memOperand.mem_acc_size
-                myDict['mem_acc_type'] = d.operands.memOperand.mem_acc_type
+            if operands.readPC:
+                myDict['op_rd'] = '__parserAutoPCState = xc->pcState();\n' + \
+                                  myDict['op_rd']
+
+            # Compose the op_wb string. If we're going to write back the
+            # PC state because we changed some of its elements, we'll need to
+            # do that as early as possible. That allows later uncoordinated
+            # modifications to the PC to layer appropriately.
+            reordered = list(operands.items)
+            reordered.reverse()
+            op_wb_str = ''
+            pcWbStr = 'xc->pcState(__parserAutoPCState);\n'
+            for op_desc in reordered:
+                if op_desc.isPCPart() and op_desc.is_dest:
+                    op_wb_str = op_desc.op_wb + pcWbStr + op_wb_str
+                    pcWbStr = ''
+                else:
+                    op_wb_str = op_desc.op_wb + op_wb_str
+            myDict['op_wb'] = op_wb_str
 
         elif isinstance(d, dict):
             # if the argument is a dictionary, we just use it.
@@ -196,11 +213,9 @@ class Template(object):
             raise TypeError, "Template.subst() arg must be or have dictionary"
         return template % myDict
 
-    # Convert to string.  This handles the case when a template with a
-    # CPU-specific term gets interpolated into another template or into
-    # an output block.
+    # Convert to string.
     def __str__(self):
-        return expand_cpu_symbols_to_string(self.template)
+        return self.template
 
 ################
 # Format object.
@@ -209,26 +224,13 @@ class Template(object):
 # a defineInst() method that generates the code for an instruction
 # definition.
 
-exportContextSymbols = ('InstObjParams', 'makeList', 're', 'string')
-
-exportContext = {}
-
-def updateExportContext():
-    exportContext.update(exportDict(*exportContextSymbols))
-    exportContext.update(parser.templateMap)
-
-def exportDict(*symNames):
-    return dict([(s, eval(s)) for s in symNames])
-
-
 class Format(object):
     def __init__(self, id, params, code):
-        # constructor: just save away arguments
         self.id = id
         self.params = params
         label = 'def format ' + id
         self.user_code = compile(fixPythonIndentation(code), label, 'exec')
-        param_list = string.join(params, ", ")
+        param_list = ", ".join(params)
         f = '''def defInst(_code, _context, %s):
                 my_locals = vars().copy()
                 exec _code in _context, my_locals
@@ -237,15 +239,14 @@ class Format(object):
         exec c
         self.func = defInst
 
-    def defineInst(self, name, args, lineno):
-        context = {}
-        updateExportContext()
-        context.update(exportContext)
+    def defineInst(self, parser, name, args, lineno):
+        parser.updateExportContext()
+        context = parser.exportContext.copy()
         if len(name):
             Name = name[0].upper()
             if len(name) > 1:
                 Name += name[1:]
-        context.update({ 'name': name, 'Name': Name })
+        context.update({ 'name' : name, 'Name' : Name })
         try:
             vars = self.func(self.user_code, context, *args[0], **args[1])
         except Exception, exc:
@@ -256,7 +257,7 @@ class Format(object):
             if k not in ('header_output', 'decoder_output',
                          'exec_output', 'decode_block'):
                 del vars[k]
-        return GenCode(**vars)
+        return GenCode(parser, **vars)
 
 # Special null format to catch an implicit-format instruction
 # definition outside of any format block.
@@ -264,61 +265,10 @@ class NoFormat(object):
     def __init__(self):
         self.defaultInst = ''
 
-    def defineInst(self, name, args, lineno):
+    def defineInst(self, parser, name, args, lineno):
         error(lineno,
               'instruction definition "%s" with no active format!' % name)
 
-# This dictionary maps format name strings to Format objects.
-formatMap = {}
-
-# Define a new format
-def defFormat(id, params, code, lineno):
-    # make sure we haven't already defined this one
-    if formatMap.get(id, None) != None:
-        error(lineno, 'format %s redefined.' % id)
-    # create new object and store in global map
-    formatMap[id] = Format(id, params, code)
-
-#####################################################################
-#
-#                           Support Classes
-#
-#####################################################################
-
-# Expand template with CPU-specific references into a dictionary with
-# an entry for each CPU model name.  The entry key is the model name
-# and the corresponding value is the template with the CPU-specific
-# refs substituted for that model.
-def expand_cpu_symbols_to_dict(template):
-    # Protect '%'s that don't go with CPU-specific terms
-    t = re.sub(r'%(?!\(CPU_)', '%%', template)
-    result = {}
-    for cpu in cpu_models:
-        result[cpu.name] = t % cpu.strings
-    return result
-
-# *If* the template has CPU-specific references, return a single
-# string containing a copy of the template for each CPU model with the
-# corresponding values substituted in.  If the template has no
-# CPU-specific references, it is returned unmodified.
-def expand_cpu_symbols_to_string(template):
-    if template.find('%(CPU_') != -1:
-        return reduce(lambda x,y: x+y,
-                      expand_cpu_symbols_to_dict(template).values())
-    else:
-        return template
-
-# Protect CPU-specific references by doubling the corresponding '%'s
-# (in preparation for substituting a different set of references into
-# the template).
-def protect_cpu_symbols(template):
-    return re.sub(r'%(?=\(CPU_)', '%%', template)
-
-# Protect any non-dict-substitution '%'s in a format string
-# (i.e. those not followed by '(')
-def protect_non_subst_percents(s):
-    return re.sub(r'%(?!\()', '%%', s)
-
 ###############
 # GenCode class
 #
@@ -327,42 +277,41 @@ def protect_non_subst_percents(s):
 # strings containing code destined for decoder.hh and decoder.cc
 # respectively.  The decode_block attribute contains code to be
 # incorporated in the decode function itself (that will also end up in
-# decoder.cc).  The exec_output attribute is a dictionary with a key
-# for each CPU model name; the value associated with a particular key
-# is the string of code for that CPU model's exec.cc file.  The
-# has_decode_default attribute is used in the decode block to allow
-# explicit default clauses to override default default clauses.
+# decoder.cc).  The exec_output attribute  is the string of code for the
+# exec.cc file.  The has_decode_default attribute is used in the decode block
+# to allow explicit default clauses to override default default clauses.
 
 class GenCode(object):
-    # Constructor.  At this point we substitute out all CPU-specific
-    # symbols.  For the exec output, these go into the per-model
-    # dictionary.  For all other output types they get collapsed into
-    # a single string.
-    def __init__(self,
+    # Constructor.
+    def __init__(self, parser,
                  header_output = '', decoder_output = '', exec_output = '',
                  decode_block = '', has_decode_default = False):
-        self.header_output = expand_cpu_symbols_to_string(header_output)
-        self.decoder_output = expand_cpu_symbols_to_string(decoder_output)
-        if isinstance(exec_output, dict):
-            self.exec_output = exec_output
-        elif isinstance(exec_output, str):
-            # If the exec_output arg is a single string, we replicate
-            # it for each of the CPU models, substituting and
-            # %(CPU_foo)s params appropriately.
-            self.exec_output = expand_cpu_symbols_to_dict(exec_output)
-        self.decode_block = expand_cpu_symbols_to_string(decode_block)
+        self.parser = parser
+        self.header_output = header_output
+        self.decoder_output = decoder_output
+        self.exec_output = exec_output
+        self.decode_block = decode_block
         self.has_decode_default = has_decode_default
 
+    # Write these code chunks out to the filesystem.  They will be properly
+    # interwoven by the write_top_level_files().
+    def emit(self):
+        if self.header_output:
+            self.parser.get_file('header').write(self.header_output)
+        if self.decoder_output:
+            self.parser.get_file('decoder').write(self.decoder_output)
+        if self.exec_output:
+            self.parser.get_file('exec').write(self.exec_output)
+        if self.decode_block:
+            self.parser.get_file('decode_block').write(self.decode_block)
+
     # Override '+' operator: generate a new GenCode object that
     # concatenates all the individual strings in the operands.
     def __add__(self, other):
-        exec_output = {}
-        for cpu in cpu_models:
-            n = cpu.name
-            exec_output[n] = self.exec_output[n] + other.exec_output[n]
-        return GenCode(self.header_output + other.header_output,
+        return GenCode(self.parser,
+                       self.header_output + other.header_output,
                        self.decoder_output + other.decoder_output,
-                       exec_output,
+                       self.exec_output + other.exec_output,
                        self.decode_block + other.decode_block,
                        self.has_decode_default or other.has_decode_default)
 
@@ -371,8 +320,7 @@ class GenCode(object):
         self.header_output = pre + self.header_output
         self.decoder_output  = pre + self.decoder_output
         self.decode_block = pre + self.decode_block
-        for cpu in cpu_models:
-            self.exec_output[cpu.name] = pre + self.exec_output[cpu.name]
+        self.exec_output  = pre + self.exec_output
 
     # Wrap the decode block in a pair of strings (e.g., 'case foo:'
     # and 'break;').  Used to build the big nested switch statement.
@@ -442,34 +390,6 @@ def makeList(arg):
     else:
         return [ arg ]
 
-# Generate operandTypeMap from the user's 'def operand_types'
-# statement.
-def buildOperandTypeMap(user_dict, lineno):
-    global operandTypeMap
-    operandTypeMap = {}
-    for (ext, (desc, size)) in user_dict.iteritems():
-        if desc == 'signed int':
-            ctype = 'int%d_t' % size
-            is_signed = 1
-        elif desc == 'unsigned int':
-            ctype = 'uint%d_t' % size
-            is_signed = 0
-        elif desc == 'float':
-            is_signed = 1       # shouldn't really matter
-            if size == 32:
-                ctype = 'float'
-            elif size == 64:
-                ctype = 'double'
-        elif desc == 'twin64 int':
-            is_signed = 0
-            ctype = 'Twin64_t'
-        elif desc == 'twin32 int':
-            is_signed = 0
-            ctype = 'Twin32_t'
-        if ctype == '':
-            error(lineno, 'Unrecognized type description "%s" in user_dict')
-        operandTypeMap[ext] = (size, ctype, is_signed)
-
 class Operand(object):
     '''Base class for operand descriptors.  An instance of this class
     (or actually a class derived from this one) represents a specific
@@ -478,39 +398,32 @@ class Operand(object):
     type (e.g., "32-bit integer register").'''
 
     def buildReadCode(self, func = None):
-        code = self.read_code % {"name": self.base_name,
-                                 "func": func,
-                                 "op_idx": self.src_reg_idx,
-                                 "reg_idx": self.reg_spec,
-                                 "size": self.size,
-                                 "ctype": self.ctype}
-        if self.size != self.dflt_size:
-            return '%s = bits(%s, %d, 0);\n' % \
-                   (self.base_name, code, self.size-1)
-        else:
-            return '%s = %s;\n' % \
-                   (self.base_name, code)
+        subst_dict = {"name": self.base_name,
+                      "func": func,
+                      "reg_idx": self.reg_spec,
+                      "ctype": self.ctype}
+        if hasattr(self, 'src_reg_idx'):
+            subst_dict['op_idx'] = self.src_reg_idx
+        code = self.read_code % subst_dict
+        return '%s = %s;\n' % (self.base_name, code)
 
     def buildWriteCode(self, func = None):
-        if (self.size != self.dflt_size and self.is_signed):
-            final_val = 'sext<%d>(%s)' % (self.size, self.base_name)
-        else:
-            final_val = self.base_name
-        code = self.write_code % {"name": self.base_name,
-                                  "func": func,
-                                  "op_idx": self.dest_reg_idx,
-                                  "reg_idx": self.reg_spec,
-                                  "size": self.size,
-                                  "ctype": self.ctype,
-                                  "final_val": final_val}
+        subst_dict = {"name": self.base_name,
+                      "func": func,
+                      "reg_idx": self.reg_spec,
+                      "ctype": self.ctype,
+                      "final_val": self.base_name}
+        if hasattr(self, 'dest_reg_idx'):
+            subst_dict['op_idx'] = self.dest_reg_idx
+        code = self.write_code % subst_dict
         return '''
         {
             %s final_val = %s;
             %s;
             if (traceData) { traceData->setData(final_val); }
-        }''' % (self.dflt_ctype, final_val, code)
+        }''' % (self.dflt_ctype, self.base_name, code)
 
-    def __init__(self, full_name, ext, is_src, is_dest):
+    def __init__(self, parser, full_name, ext, is_src, is_dest):
         self.full_name = full_name
         self.ext = ext
         self.is_src = is_src
@@ -519,38 +432,32 @@ class Operand(object):
         # extension, if one was explicitly provided, or the default.
         if ext:
             self.eff_ext = ext
-        else:
+        elif hasattr(self, 'dflt_ext'):
             self.eff_ext = self.dflt_ext
 
-        (self.size, self.ctype, self.is_signed) = operandTypeMap[self.eff_ext]
-
-        # note that mem_acc_size is undefined for non-mem operands...
-        # template must be careful not to use it if it doesn't apply.
-        if self.isMem():
-            self.mem_acc_size = self.makeAccSize()
-            if self.ctype in ['Twin32_t', 'Twin64_t']:
-                self.mem_acc_type = 'Twin'
-            else:
-                self.mem_acc_type = 'uint'
+        if hasattr(self, 'eff_ext'):
+            self.ctype = parser.operandTypeMap[self.eff_ext]
 
     # Finalize additional fields (primarily code fields).  This step
     # is done separately since some of these fields may depend on the
     # register index enumeration that hasn't been performed yet at the
-    # time of __init__().
-    def finalize(self):
+    # time of __init__(). The register index enumeration is affected
+    # by predicated register reads/writes. Hence, we forward the flags
+    # that indicate whether or not predication is in use.
+    def finalize(self, predRead, predWrite):
         self.flags = self.getFlags()
-        self.constructor = self.makeConstructor()
+        self.constructor = self.makeConstructor(predRead, predWrite)
         self.op_decl = self.makeDecl()
 
         if self.is_src:
-            self.op_rd = self.makeRead()
+            self.op_rd = self.makeRead(predRead)
             self.op_src_decl = self.makeDecl()
         else:
             self.op_rd = ''
             self.op_src_decl = ''
 
         if self.is_dest:
-            self.op_wb = self.makeWrite()
+            self.op_wb = self.makeWrite(predWrite)
             self.op_dest_decl = self.makeDecl()
         else:
             self.op_wb = ''
@@ -568,9 +475,33 @@ class Operand(object):
     def isIntReg(self):
         return 0
 
+    def isCCReg(self):
+        return 0
+
     def isControlReg(self):
         return 0
 
+    def isVecReg(self):
+        return 0
+
+    def isVecElem(self):
+        return 0
+
+    def isVecPredReg(self):
+        return 0
+
+    def isPCState(self):
+        return 0
+
+    def isPCPart(self):
+        return self.isPCState() and self.reg_spec
+
+    def hasReadPred(self):
+        return self.read_predicate != None
+
+    def hasWritePred(self):
+        return self.write_predicate != None
+
     def getFlags(self):
         # note the empty slice '[:]' gives us a copy of self.flags[0]
         # instead of a reference to it
@@ -586,374 +517,672 @@ class Operand(object):
         # to avoid 'uninitialized variable' errors from the compiler.
         return self.ctype + ' ' + self.base_name + ' = 0;\n';
 
+
+src_reg_constructor = '\n\t_srcRegIdx[_numSrcRegs++] = RegId(%s, %s);'
+dst_reg_constructor = '\n\t_destRegIdx[_numDestRegs++] = RegId(%s, %s);'
+
+
 class IntRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'IntRegClass'
+
     def isReg(self):
         return 1
 
     def isIntReg(self):
         return 1
 
-    def makeConstructor(self):
-        c = ''
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
         if self.is_src:
-            c += '\n\t_srcRegIdx[%d] = %s;' % \
-                 (self.src_reg_idx, self.reg_spec)
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            if self.hasReadPred():
+                c_src = '\n\tif (%s) {%s\n\t}' % \
+                        (self.read_predicate, c_src)
+
         if self.is_dest:
-            c += '\n\t_destRegIdx[%d] = %s;' % \
-                 (self.dest_reg_idx, self.reg_spec)
-        return c
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            c_dest += '\n\t_numIntDestRegs++;'
+            if self.hasWritePred():
+                c_dest = '\n\tif (%s) {%s\n\t}' % \
+                         (self.write_predicate, c_dest)
 
-    def makeRead(self):
+        return c_src + c_dest
+
+    def makeRead(self, predRead):
         if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
             error('Attempt to read integer register as FP')
         if self.read_code != None:
             return self.buildReadCode('readIntRegOperand')
-        if (self.size == self.dflt_size):
-            return '%s = xc->readIntRegOperand(this, %d);\n' % \
-                   (self.base_name, self.src_reg_idx)
-        elif (self.size > self.dflt_size):
-            int_reg_val = 'xc->readIntRegOperand(this, %d)' % \
-                          (self.src_reg_idx)
-            if (self.is_signed):
-                int_reg_val = 'sext<%d>(%s)' % (self.dflt_size, int_reg_val)
-            return '%s = %s;\n' % (self.base_name, int_reg_val)
+
+        int_reg_val = ''
+        if predRead:
+            int_reg_val = 'xc->readIntRegOperand(this, _sourceIndex++)'
+            if self.hasReadPred():
+                int_reg_val = '(%s) ? %s : 0' % \
+                              (self.read_predicate, int_reg_val)
         else:
-            return '%s = bits(xc->readIntRegOperand(this, %d), %d, 0);\n' % \
-                   (self.base_name, self.src_reg_idx, self.size-1)
+            int_reg_val = 'xc->readIntRegOperand(this, %d)' % self.src_reg_idx
+
+        return '%s = %s;\n' % (self.base_name, int_reg_val)
 
-    def makeWrite(self):
+    def makeWrite(self, predWrite):
         if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
             error('Attempt to write integer register as FP')
         if self.write_code != None:
             return self.buildWriteCode('setIntRegOperand')
-        if (self.size != self.dflt_size and self.is_signed):
-            final_val = 'sext<%d>(%s)' % (self.size, self.base_name)
+
+        if predWrite:
+            wp = 'true'
+            if self.hasWritePred():
+                wp = self.write_predicate
+
+            wcond = 'if (%s)' % (wp)
+            windex = '_destIndex++'
         else:
-            final_val = self.base_name
+            wcond = ''
+            windex = '%d' % self.dest_reg_idx
+
         wb = '''
+        %s
         {
             %s final_val = %s;
-            xc->setIntRegOperand(this, %d, final_val);\n
+            xc->setIntRegOperand(this, %s, final_val);\n
             if (traceData) { traceData->setData(final_val); }
-        }''' % (self.dflt_ctype, final_val, self.dest_reg_idx)
+        }''' % (wcond, self.ctype, self.base_name, windex)
+
         return wb
 
 class FloatRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'FloatRegClass'
+
     def isReg(self):
         return 1
 
     def isFloatReg(self):
         return 1
 
-    def makeConstructor(self):
-        c = ''
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
         if self.is_src:
-            c += '\n\t_srcRegIdx[%d] = %s + FP_Base_DepTag;' % \
-                 (self.src_reg_idx, self.reg_spec)
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+
         if self.is_dest:
-            c += '\n\t_destRegIdx[%d] = %s + FP_Base_DepTag;' % \
-                 (self.dest_reg_idx, self.reg_spec)
-        return c
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            c_dest += '\n\t_numFPDestRegs++;'
 
-    def makeRead(self):
-        bit_select = 0
-        if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
-            func = 'readFloatRegOperand'
+        return c_src + c_dest
+
+    def makeRead(self, predRead):
+        if self.read_code != None:
+            return self.buildReadCode('readFloatRegOperandBits')
+
+        if predRead:
+            rindex = '_sourceIndex++'
         else:
-            func = 'readFloatRegOperandBits'
-            if (self.size != self.dflt_size):
-                bit_select = 1
-        base = 'xc->%s(this, %d)' % (func, self.src_reg_idx)
+            rindex = '%d' % self.src_reg_idx
+
+        code = 'xc->readFloatRegOperandBits(this, %s)' % rindex
+        if self.ctype == 'float':
+            code = 'bitsToFloat32(%s)' % code
+        elif self.ctype == 'double':
+            code = 'bitsToFloat64(%s)' % code
+        return '%s = %s;\n' % (self.base_name, code)
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        if self.write_code != None:
+            return self.buildWriteCode('setFloatRegOperandBits')
+
+        if predWrite:
+            wp = '_destIndex++'
+        else:
+            wp = '%d' % self.dest_reg_idx
+
+        val = 'final_val'
+        if self.ctype == 'float':
+            val = 'floatToBits32(%s)' % val
+        elif self.ctype == 'double':
+            val = 'floatToBits64(%s)' % val
+
+        wp = 'xc->setFloatRegOperandBits(this, %s, %s);' % (wp, val)
+
+        wb = '''
+        {
+            %s final_val = %s;
+            %s\n
+            if (traceData) { traceData->setData(final_val); }
+        }''' % (self.ctype, self.base_name, wp)
+        return wb
+
+class VecRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'VecRegClass'
+
+    def __init__(self, parser, full_name, ext, is_src, is_dest):
+        Operand.__init__(self, parser, full_name, ext, is_src, is_dest)
+        self.elemExt = None
+        self.parser = parser
+
+    def isReg(self):
+        return 1
+
+    def isVecReg(self):
+        return 1
+
+    def makeDeclElem(self, elem_op):
+        (elem_name, elem_ext) = elem_op
+        (elem_spec, dflt_elem_ext, zeroing) = self.elems[elem_name]
+        if elem_ext:
+            ext = elem_ext
+        else:
+            ext = dflt_elem_ext
+        ctype = self.parser.operandTypeMap[ext]
+        return '\n\t%s %s = 0;' % (ctype, elem_name)
+
+    def makeDecl(self):
+        if not self.is_dest and self.is_src:
+            c_decl = '\t/* Vars for %s*/' % (self.base_name)
+            if hasattr(self, 'active_elems'):
+                if self.active_elems:
+                    for elem in self.active_elems:
+                        c_decl += self.makeDeclElem(elem)
+            return c_decl + '\t/* End vars for %s */\n' % (self.base_name)
+        else:
+            return ''
+
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
+        numAccessNeeded = 1
+
+        if self.is_src:
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+
+        if self.is_dest:
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            c_dest += '\n\t_numVecDestRegs++;'
+
+        return c_src + c_dest
+
+    # Read destination register to write
+    def makeReadWElem(self, elem_op):
+        (elem_name, elem_ext) = elem_op
+        (elem_spec, dflt_elem_ext, zeroing) = self.elems[elem_name]
+        if elem_ext:
+            ext = elem_ext
+        else:
+            ext = dflt_elem_ext
+        ctype = self.parser.operandTypeMap[ext]
+        c_read = '\t\t%s& %s = %s[%s];\n' % \
+                  (ctype, elem_name, self.base_name, elem_spec)
+        return c_read
+
+    def makeReadW(self, predWrite):
+        func = 'getWritableVecRegOperand'
         if self.read_code != None:
             return self.buildReadCode(func)
-        if bit_select:
-            return '%s = bits(%s, %d, 0);\n' % \
-                   (self.base_name, base, self.size-1)
+
+        if predWrite:
+            rindex = '_destIndex++'
         else:
-            return '%s = %s;\n' % (self.base_name, base)
+            rindex = '%d' % self.dest_reg_idx
+
+        c_readw = '\t\t%s& tmp_d%s = xc->%s(this, %s);\n'\
+                % ('TheISA::VecRegContainer', rindex, func, rindex)
+        if self.elemExt:
+            c_readw += '\t\tauto %s = tmp_d%s.as<%s>();\n' % (self.base_name,
+                        rindex, self.parser.operandTypeMap[self.elemExt])
+        if self.ext:
+            c_readw += '\t\tauto %s = tmp_d%s.as<%s>();\n' % (self.base_name,
+                        rindex, self.parser.operandTypeMap[self.ext])
+        if hasattr(self, 'active_elems'):
+            if self.active_elems:
+                for elem in self.active_elems:
+                    c_readw += self.makeReadWElem(elem)
+        return c_readw
+
+    # Normal source operand read
+    def makeReadElem(self, elem_op, name):
+        (elem_name, elem_ext) = elem_op
+        (elem_spec, dflt_elem_ext, zeroing) = self.elems[elem_name]
+
+        if elem_ext:
+            ext = elem_ext
+        else:
+            ext = dflt_elem_ext
+        ctype = self.parser.operandTypeMap[ext]
+        c_read = '\t\t%s = %s[%s];\n' % \
+                  (elem_name, name, elem_spec)
+        return c_read
+
+    def makeRead(self, predRead):
+        func = 'readVecRegOperand'
+        if self.read_code != None:
+            return self.buildReadCode(func)
 
-    def makeWrite(self):
-        final_val = self.base_name
-        final_ctype = self.ctype
-        if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
-            func = 'setFloatRegOperand'
-        elif (self.ctype == 'uint32_t' or self.ctype == 'uint64_t'):
-            func = 'setFloatRegOperandBits'
+        if predRead:
+            rindex = '_sourceIndex++'
         else:
-            func = 'setFloatRegOperandBits'
-            final_ctype = 'uint%d_t' % self.dflt_size
-            if (self.size != self.dflt_size and self.is_signed):
-                final_val = 'sext<%d>(%s)' % (self.size, self.base_name)
+            rindex = '%d' % self.src_reg_idx
+
+        name = self.base_name
+        if self.is_dest and self.is_src:
+            name += '_merger'
+
+        c_read =  '\t\t%s& tmp_s%s = xc->%s(this, %s);\n' \
+                % ('const TheISA::VecRegContainer', rindex, func, rindex)
+        # If the parser has detected that elements are being access, create
+        # the appropriate view
+        if self.elemExt:
+            c_read += '\t\tauto %s = tmp_s%s.as<%s>();\n' % \
+                 (name, rindex, self.parser.operandTypeMap[self.elemExt])
+        if self.ext:
+            c_read += '\t\tauto %s = tmp_s%s.as<%s>();\n' % \
+                 (name, rindex, self.parser.operandTypeMap[self.ext])
+        if hasattr(self, 'active_elems'):
+            if self.active_elems:
+                for elem in self.active_elems:
+                    c_read += self.makeReadElem(elem, name)
+        return c_read
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        func = 'setVecRegOperand'
         if self.write_code != None:
             return self.buildWriteCode(func)
+
         wb = '''
+        if (traceData) {
+            traceData->setData(tmp_d%d);
+        }
+        ''' % self.dest_reg_idx
+        return wb
+
+    def finalize(self, predRead, predWrite):
+        super(VecRegOperand, self).finalize(predRead, predWrite)
+        if self.is_dest:
+            self.op_rd = self.makeReadW(predWrite) + self.op_rd
+
+class VecElemOperand(Operand):
+    reg_class = 'VecElemClass'
+
+    def isReg(self):
+        return 1
+
+    def isVecElem(self):
+        return 1
+
+    def makeDecl(self):
+        if self.is_dest and not self.is_src:
+            return '\n\t%s %s;' % (self.ctype, self.base_name)
+        else:
+            return ''
+
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
+        numAccessNeeded = 1
+
+        if self.is_src:
+            c_src = ('\n\t_srcRegIdx[_numSrcRegs++] = RegId(%s, %s, %s);' %
+                    (self.reg_class, self.reg_spec, self.elem_spec))
+
+        if self.is_dest:
+            c_dest = ('\n\t_destRegIdx[_numDestRegs++] = RegId(%s, %s, %s);' %
+                    (self.reg_class, self.reg_spec, self.elem_spec))
+            c_dest += '\n\t_numVecElemDestRegs++;'
+        return c_src + c_dest
+
+    def makeRead(self, predRead):
+        c_read = 'xc->readVecElemOperand(this, %d)' % self.src_reg_idx
+
+        if self.ctype == 'float':
+            c_read = 'bitsToFloat32(%s)' % c_read
+        elif self.ctype == 'double':
+            c_read = 'bitsToFloat64(%s)' % c_read
+
+        return '\n\t%s %s = %s;\n' % (self.ctype, self.base_name, c_read)
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        if self.ctype == 'float':
+            c_write = 'floatToBits32(%s)' % self.base_name
+        elif self.ctype == 'double':
+            c_write = 'floatToBits64(%s)' % self.base_name
+        else:
+            c_write = self.base_name
+
+        c_write = ('\n\txc->setVecElemOperand(this, %d, %s);' %
+                  (self.dest_reg_idx, c_write))
+
+        return c_write
+
+class VecPredRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'VecPredRegClass'
+
+    def __init__(self, parser, full_name, ext, is_src, is_dest):
+        Operand.__init__(self, parser, full_name, ext, is_src, is_dest)
+        self.parser = parser
+
+    def isReg(self):
+        return 1
+
+    def isVecPredReg(self):
+        return 1
+
+    def makeDecl(self):
+        return ''
+
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
+        if self.is_src:
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+
+        if self.is_dest:
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            c_dest += '\n\t_numVecPredDestRegs++;'
+
+        return c_src + c_dest
+
+    def makeRead(self, predRead):
+        func = 'readVecPredRegOperand'
+        if self.read_code != None:
+            return self.buildReadCode(func)
+
+        if predRead:
+            rindex = '_sourceIndex++'
+        else:
+            rindex = '%d' % self.src_reg_idx
+
+        c_read =  '\t\t%s& tmp_s%s = xc->%s(this, %s);\n' % (
+                'const TheISA::VecPredRegContainer', rindex, func, rindex)
+        if self.ext:
+            c_read += '\t\tauto %s = tmp_s%s.as<%s>();\n' % (
+                    self.base_name, rindex,
+                    self.parser.operandTypeMap[self.ext])
+        return c_read
+
+    def makeReadW(self, predWrite):
+        func = 'getWritableVecPredRegOperand'
+        if self.read_code != None:
+            return self.buildReadCode(func)
+
+        if predWrite:
+            rindex = '_destIndex++'
+        else:
+            rindex = '%d' % self.dest_reg_idx
+
+        c_readw = '\t\t%s& tmp_d%s = xc->%s(this, %s);\n' % (
+                'TheISA::VecPredRegContainer', rindex, func, rindex)
+        if self.ext:
+            c_readw += '\t\tauto %s = tmp_d%s.as<%s>();\n' % (
+                    self.base_name, rindex,
+                    self.parser.operandTypeMap[self.ext])
+        return c_readw
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        func = 'setVecPredRegOperand'
+        if self.write_code != None:
+            return self.buildWriteCode(func)
+
+        wb = '''
+        if (traceData) {
+            traceData->setData(tmp_d%d);
+        }
+        ''' % self.dest_reg_idx
+        return wb
+
+    def finalize(self, predRead, predWrite):
+        super(VecPredRegOperand, self).finalize(predRead, predWrite)
+        if self.is_dest:
+            self.op_rd = self.makeReadW(predWrite) + self.op_rd
+
+class CCRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'CCRegClass'
+
+    def isReg(self):
+        return 1
+
+    def isCCReg(self):
+        return 1
+
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
+        if self.is_src:
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            if self.hasReadPred():
+                c_src = '\n\tif (%s) {%s\n\t}' % \
+                        (self.read_predicate, c_src)
+
+        if self.is_dest:
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+            c_dest += '\n\t_numCCDestRegs++;'
+            if self.hasWritePred():
+                c_dest = '\n\tif (%s) {%s\n\t}' % \
+                         (self.write_predicate, c_dest)
+
+        return c_src + c_dest
+
+    def makeRead(self, predRead):
+        if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
+            error('Attempt to read condition-code register as FP')
+        if self.read_code != None:
+            return self.buildReadCode('readCCRegOperand')
+
+        int_reg_val = ''
+        if predRead:
+            int_reg_val = 'xc->readCCRegOperand(this, _sourceIndex++)'
+            if self.hasReadPred():
+                int_reg_val = '(%s) ? %s : 0' % \
+                              (self.read_predicate, int_reg_val)
+        else:
+            int_reg_val = 'xc->readCCRegOperand(this, %d)' % self.src_reg_idx
+
+        return '%s = %s;\n' % (self.base_name, int_reg_val)
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
+            error('Attempt to write condition-code register as FP')
+        if self.write_code != None:
+            return self.buildWriteCode('setCCRegOperand')
+
+        if predWrite:
+            wp = 'true'
+            if self.hasWritePred():
+                wp = self.write_predicate
+
+            wcond = 'if (%s)' % (wp)
+            windex = '_destIndex++'
+        else:
+            wcond = ''
+            windex = '%d' % self.dest_reg_idx
+
+        wb = '''
+        %s
         {
             %s final_val = %s;
-            xc->%s(this, %d, final_val);\n
+            xc->setCCRegOperand(this, %s, final_val);\n
             if (traceData) { traceData->setData(final_val); }
-        }''' % (final_ctype, final_val, func, self.dest_reg_idx)
+        }''' % (wcond, self.ctype, self.base_name, windex)
+
         return wb
 
 class ControlRegOperand(Operand):
+    reg_class = 'MiscRegClass'
+
     def isReg(self):
         return 1
 
     def isControlReg(self):
         return 1
 
-    def makeConstructor(self):
-        c = ''
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
+        c_src = ''
+        c_dest = ''
+
         if self.is_src:
-            c += '\n\t_srcRegIdx[%d] = %s + Ctrl_Base_DepTag;' % \
-                 (self.src_reg_idx, self.reg_spec)
+            c_src = src_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+
         if self.is_dest:
-            c += '\n\t_destRegIdx[%d] = %s + Ctrl_Base_DepTag;' % \
-                 (self.dest_reg_idx, self.reg_spec)
-        return c
+            c_dest = dst_reg_constructor % (self.reg_class, self.reg_spec)
+
+        return c_src + c_dest
 
-    def makeRead(self):
+    def makeRead(self, predRead):
         bit_select = 0
         if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
             error('Attempt to read control register as FP')
         if self.read_code != None:
             return self.buildReadCode('readMiscRegOperand')
-        base = 'xc->readMiscRegOperand(this, %s)' % self.src_reg_idx
-        if self.size == self.dflt_size:
-            return '%s = %s;\n' % (self.base_name, base)
+
+        if predRead:
+            rindex = '_sourceIndex++'
         else:
-            return '%s = bits(%s, %d, 0);\n' % \
-                   (self.base_name, base, self.size-1)
+            rindex = '%d' % self.src_reg_idx
+
+        return '%s = xc->readMiscRegOperand(this, %s);\n' % \
+            (self.base_name, rindex)
 
-    def makeWrite(self):
+    def makeWrite(self, predWrite):
         if (self.ctype == 'float' or self.ctype == 'double'):
             error('Attempt to write control register as FP')
         if self.write_code != None:
             return self.buildWriteCode('setMiscRegOperand')
+
+        if predWrite:
+            windex = '_destIndex++'
+        else:
+            windex = '%d' % self.dest_reg_idx
+
         wb = 'xc->setMiscRegOperand(this, %s, %s);\n' % \
-             (self.dest_reg_idx, self.base_name)
+             (windex, self.base_name)
         wb += 'if (traceData) { traceData->setData(%s); }' % \
               self.base_name
+
         return wb
 
 class MemOperand(Operand):
     def isMem(self):
         return 1
 
-    def makeConstructor(self):
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
         return ''
 
     def makeDecl(self):
-        # Note that initializations in the declarations are solely
-        # to avoid 'uninitialized variable' errors from the compiler.
         # Declare memory data variable.
-        if self.ctype in ['Twin32_t','Twin64_t']:
-            return "%s %s; %s.a = 0; %s.b = 0;\n" % \
-                   (self.ctype, self.base_name, self.base_name, self.base_name)
-        return '%s %s = 0;\n' % (self.ctype, self.base_name)
+        return '%s %s;\n' % (self.ctype, self.base_name)
 
-    def makeRead(self):
+    def makeRead(self, predRead):
         if self.read_code != None:
             return self.buildReadCode()
         return ''
 
-    def makeWrite(self):
+    def makeWrite(self, predWrite):
         if self.write_code != None:
             return self.buildWriteCode()
         return ''
 
-    # Return the memory access size *in bits*, suitable for
-    # forming a type via "uint%d_t".  Divide by 8 if you want bytes.
-    def makeAccSize(self):
-        return self.size
-
-class PCOperand(Operand):
-    def makeConstructor(self):
-        return ''
-
-    def makeRead(self):
-        return '%s = xc->readPC();\n' % self.base_name
-
-    def makeWrite(self):
-        return 'xc->setPC(%s);\n' % self.base_name
-
-class UPCOperand(Operand):
-    def makeConstructor(self):
+class PCStateOperand(Operand):
+    def makeConstructor(self, predRead, predWrite):
         return ''
 
-    def makeRead(self):
-        if self.read_code != None:
-            return self.buildReadCode('readMicroPC')
-        return '%s = xc->readMicroPC();\n' % self.base_name
-
-    def makeWrite(self):
-        if self.write_code != None:
-            return self.buildWriteCode('setMicroPC')
-        return 'xc->setMicroPC(%s);\n' % self.base_name
-
-class NUPCOperand(Operand):
-    def makeConstructor(self):
-        return ''
-
-    def makeRead(self):
-        if self.read_code != None:
-            return self.buildReadCode('readNextMicroPC')
-        return '%s = xc->readNextMicroPC();\n' % self.base_name
-
-    def makeWrite(self):
-        if self.write_code != None:
-            return self.buildWriteCode('setNextMicroPC')
-        return 'xc->setNextMicroPC(%s);\n' % self.base_name
-
-class NPCOperand(Operand):
-    def makeConstructor(self):
-        return ''
-
-    def makeRead(self):
-        if self.read_code != None:
-            return self.buildReadCode('readNextPC')
-        return '%s = xc->readNextPC();\n' % self.base_name
-
-    def makeWrite(self):
-        if self.write_code != None:
-            return self.buildWriteCode('setNextPC')
-        return 'xc->setNextPC(%s);\n' % self.base_name
-
-class NNPCOperand(Operand):
-    def makeConstructor(self):
-        return ''
-
-    def makeRead(self):
-        if self.read_code != None:
-            return self.buildReadCode('readNextNPC')
-        return '%s = xc->readNextNPC();\n' % self.base_name
-
-    def makeWrite(self):
-        if self.write_code != None:
-            return self.buildWriteCode('setNextNPC')
-        return 'xc->setNextNPC(%s);\n' % self.base_name
-
-def buildOperandNameMap(user_dict, lineno):
-    global operandNameMap
-    operandNameMap = {}
-    for (op_name, val) in user_dict.iteritems():
-        (base_cls_name, dflt_ext, reg_spec, flags, sort_pri) = val[:5]
-        if len(val) > 5:
-            read_code = val[5]
+    def makeRead(self, predRead):
+        if self.reg_spec:
+            # A component of the PC state.
+            return '%s = __parserAutoPCState.%s();\n' % \
+                (self.base_name, self.reg_spec)
         else:
-            read_code = None
-        if len(val) > 6:
-            write_code = val[6]
+            # The whole PC state itself.
+            return '%s = xc->pcState();\n' % self.base_name
+
+    def makeWrite(self, predWrite):
+        if self.reg_spec:
+            # A component of the PC state.
+            return '__parserAutoPCState.%s(%s);\n' % \
+                (self.reg_spec, self.base_name)
         else:
-            write_code = None
-        if len(val) > 7:
-            error(lineno,
-                  'error: too many attributes for operand "%s"' %
-                  base_cls_name)
-            
-        (dflt_size, dflt_ctype, dflt_is_signed) = operandTypeMap[dflt_ext]
-        # Canonical flag structure is a triple of lists, where each list
-        # indicates the set of flags implied by this operand always, when
-        # used as a source, and when used as a dest, respectively.
-        # For simplicity this can be initialized using a variety of fairly
-        # obvious shortcuts; we convert these to canonical form here.
-        if not flags:
-            # no flags specified (e.g., 'None')
-            flags = ( [], [], [] )
-        elif isinstance(flags, str):
-            # a single flag: assumed to be unconditional
-            flags = ( [ flags ], [], [] )
-        elif isinstance(flags, list):
-            # a list of flags: also assumed to be unconditional
-            flags = ( flags, [], [] )
-        elif isinstance(flags, tuple):
-            # it's a tuple: it should be a triple,
-            # but each item could be a single string or a list
-            (uncond_flags, src_flags, dest_flags) = flags
-            flags = (makeList(uncond_flags),
-                     makeList(src_flags), makeList(dest_flags))
-        # Accumulate attributes of new operand class in tmp_dict
-        tmp_dict = {}
-        for attr in ('dflt_ext', 'reg_spec', 'flags', 'sort_pri',
-                     'dflt_size', 'dflt_ctype', 'dflt_is_signed',
-                     'read_code', 'write_code'):
-            tmp_dict[attr] = eval(attr)
-        tmp_dict['base_name'] = op_name
-        # New class name will be e.g. "IntReg_Ra"
-        cls_name = base_cls_name + '_' + op_name
-        # Evaluate string arg to get class object.  Note that the
-        # actual base class for "IntReg" is "IntRegOperand", i.e. we
-        # have to append "Operand".
-        try:
-            base_cls = eval(base_cls_name + 'Operand')
-        except NameError:
-            if debug:
-                raise
-            error(lineno,
-                  'error: unknown operand base class "%s"' % base_cls_name)
-        # The following statement creates a new class called
-        # <cls_name> as a subclass of <base_cls> with the attributes
-        # in tmp_dict, just as if we evaluated a class declaration.
-        operandNameMap[op_name] = type(cls_name, (base_cls,), tmp_dict)
-
-    # Define operand variables.
-    operands = user_dict.keys()
-
-    operandsREString = (r'''
-    (?<![\w\.])      # neg. lookbehind assertion: prevent partial matches
-    ((%s)(?:\.(\w+))?)   # match: operand with optional '.' then suffix
-    (?![\w\.])       # neg. lookahead assertion: prevent partial matches
-    '''
-                        % string.join(operands, '|'))
-
-    global operandsRE
-    operandsRE = re.compile(operandsREString, re.MULTILINE|re.VERBOSE)
-
-    # Same as operandsREString, but extension is mandatory, and only two
-    # groups are returned (base and ext, not full name as above).
-    # Used for subtituting '_' for '.' to make C++ identifiers.
-    operandsWithExtREString = (r'(?<![\w\.])(%s)\.(\w+)(?![\w\.])'
-                               % string.join(operands, '|'))
-
-    global operandsWithExtRE
-    operandsWithExtRE = re.compile(operandsWithExtREString, re.MULTILINE)
-
-maxInstSrcRegs = 0
-maxInstDestRegs = 0
+            # The whole PC state itself.
+            return 'xc->pcState(%s);\n' % self.base_name
+
+    def makeDecl(self):
+        ctype = 'TheISA::PCState'
+        if self.isPCPart():
+            ctype = self.ctype
+        # Note that initializations in the declarations are solely
+        # to avoid 'uninitialized variable' errors from the compiler.
+        return '%s %s = 0;\n' % (ctype, self.base_name)
+
+    def isPCState(self):
+        return 1
 
 class OperandList(object):
     '''Find all the operands in the given code block.  Returns an operand
     descriptor list (instance of class OperandList).'''
-    def __init__(self, code):
+    def __init__(self, parser, code):
         self.items = []
         self.bases = {}
-        # delete comments so we don't match on reg specifiers inside
-        code = commentRE.sub('', code)
+        # delete strings and comments so we don't match on operands inside
+        for regEx in (stringRE, commentRE):
+            code = regEx.sub('', code)
         # search for operands
         next_pos = 0
         while 1:
-            match = operandsRE.search(code, next_pos)
+            match = parser.operandsRE.search(code, next_pos)
             if not match:
                 # no more matches: we're done
                 break
             op = match.groups()
             # regexp groups are operand full name, base, and extension
             (op_full, op_base, op_ext) = op
+            # If is a elem operand, define or update the corresponding
+            # vector operand
+            isElem = False
+            if op_base in parser.elemToVector:
+                isElem = True
+                elem_op = (op_base, op_ext)
+                op_base = parser.elemToVector[op_base]
+                op_ext = '' # use the default one
             # if the token following the operand is an assignment, this is
             # a destination (LHS), else it's a source (RHS)
             is_dest = (assignRE.match(code, match.end()) != None)
             is_src = not is_dest
+
             # see if we've already seen this one
             op_desc = self.find_base(op_base)
             if op_desc:
-                if op_desc.ext != op_ext:
-                    error('Inconsistent extensions for operand %s' % \
-                          op_base)
+                if op_ext and op_ext != '' and op_desc.ext != op_ext:
+                    error ('Inconsistent extensions for operand %s: %s - %s' \
+                            % (op_base, op_desc.ext, op_ext))
                 op_desc.is_src = op_desc.is_src or is_src
                 op_desc.is_dest = op_desc.is_dest or is_dest
+                if isElem:
+                    (elem_base, elem_ext) = elem_op
+                    found = False
+                    for ae in op_desc.active_elems:
+                        (ae_base, ae_ext) = ae
+                        if ae_base == elem_base:
+                            if ae_ext != elem_ext:
+                                error('Inconsistent extensions for elem'
+                                      ' operand %s' % elem_base)
+                            else:
+                                found = True
+                    if not found:
+                        op_desc.active_elems.append(elem_op)
             else:
                 # new operand: create new descriptor
-                op_desc = operandNameMap[op_base](op_full, op_ext,
-                                                  is_src, is_dest)
+                op_desc = parser.operandNameMap[op_base](parser,
+                    op_full, op_ext, is_src, is_dest)
+                # if operand is a vector elem, add the corresponding vector
+                # operand if not already done
+                if isElem:
+                    op_desc.elemExt = elem_op[1]
+                    op_desc.active_elems = [elem_op]
                 self.append(op_desc)
             # start next search after end of current match
             next_pos = match.end()
@@ -964,7 +1193,17 @@ class OperandList(object):
         self.numDestRegs = 0
         self.numFPDestRegs = 0
         self.numIntDestRegs = 0
+        self.numVecDestRegs = 0
+        self.numVecPredDestRegs = 0
+        self.numCCDestRegs = 0
+        self.numMiscDestRegs = 0
         self.memOperand = None
+
+        # Flags to keep track if one or more operands are to be read/written
+        # conditionally.
+        self.predRead = False
+        self.predWrite = False
+
         for op_desc in self.items:
             if op_desc.isReg():
                 if op_desc.is_src:
@@ -977,20 +1216,35 @@ class OperandList(object):
                         self.numFPDestRegs += 1
                     elif op_desc.isIntReg():
                         self.numIntDestRegs += 1
+                    elif op_desc.isVecReg():
+                        self.numVecDestRegs += 1
+                    elif op_desc.isVecPredReg():
+                        self.numVecPredDestRegs += 1
+                    elif op_desc.isCCReg():
+                        self.numCCDestRegs += 1
+                    elif op_desc.isControlReg():
+                        self.numMiscDestRegs += 1
             elif op_desc.isMem():
                 if self.memOperand:
                     error("Code block has more than one memory operand.")
                 self.memOperand = op_desc
-        global maxInstSrcRegs
-        global maxInstDestRegs
-        if maxInstSrcRegs < self.numSrcRegs:
-            maxInstSrcRegs = self.numSrcRegs
-        if maxInstDestRegs < self.numDestRegs:
-            maxInstDestRegs = self.numDestRegs
+
+            # Check if this operand has read/write predication. If true, then
+            # the microop will dynamically index source/dest registers.
+            self.predRead = self.predRead or op_desc.hasReadPred()
+            self.predWrite = self.predWrite or op_desc.hasWritePred()
+
+        if parser.maxInstSrcRegs < self.numSrcRegs:
+            parser.maxInstSrcRegs = self.numSrcRegs
+        if parser.maxInstDestRegs < self.numDestRegs:
+            parser.maxInstDestRegs = self.numDestRegs
+        if parser.maxMiscDestRegs < self.numMiscDestRegs:
+            parser.maxMiscDestRegs = self.numMiscDestRegs
+
         # now make a final pass to finalize op_desc fields that may depend
         # on the register enumeration
         for op_desc in self.items:
-            op_desc.finalize()
+            op_desc.finalize(self.predRead, self.predWrite)
 
     def __len__(self):
         return len(self.items)
@@ -1040,26 +1294,32 @@ class OperandList(object):
 class SubOperandList(OperandList):
     '''Find all the operands in the given code block.  Returns an operand
     descriptor list (instance of class OperandList).'''
-    def __init__(self, code, master_list):
+    def __init__(self, parser, code, master_list):
         self.items = []
         self.bases = {}
-        # delete comments so we don't match on reg specifiers inside
-        code = commentRE.sub('', code)
+        # delete strings and comments so we don't match on operands inside
+        for regEx in (stringRE, commentRE):
+            code = regEx.sub('', code)
         # search for operands
         next_pos = 0
         while 1:
-            match = operandsRE.search(code, next_pos)
+            match = parser.operandsRE.search(code, next_pos)
             if not match:
                 # no more matches: we're done
                 break
             op = match.groups()
             # regexp groups are operand full name, base, and extension
             (op_full, op_base, op_ext) = op
+            # If is a elem operand, define or update the corresponding
+            # vector operand
+            if op_base in parser.elemToVector:
+                elem_op = op_base
+                op_base = parser.elemToVector[elem_op]
             # find this op in the master list
             op_desc = master_list.find_base(op_base)
             if not op_desc:
-                error('Found operand %s which is not in the master list!' \
-                      ' This is an internal error' % op_base)
+                error('Found operand %s which is not in the master list!'
+                      % op_base)
             else:
                 # See if we've already found this operand
                 op_desc = self.find_base(op_base)
@@ -1071,32 +1331,59 @@ class SubOperandList(OperandList):
             next_pos = match.end()
         self.sort()
         self.memOperand = None
+        # Whether the whole PC needs to be read so parts of it can be accessed
+        self.readPC = False
+        # Whether the whole PC needs to be written after parts of it were
+        # changed
+        self.setPC = False
+        # Whether this instruction manipulates the whole PC or parts of it.
+        # Mixing the two is a bad idea and flagged as an error.
+        self.pcPart = None
+
+        # Flags to keep track if one or more operands are to be read/written
+        # conditionally.
+        self.predRead = False
+        self.predWrite = False
+
         for op_desc in self.items:
+            if op_desc.isPCPart():
+                self.readPC = True
+                if op_desc.is_dest:
+                    self.setPC = True
+
+            if op_desc.isPCState():
+                if self.pcPart is not None:
+                    if self.pcPart and not op_desc.isPCPart() or \
+                            not self.pcPart and op_desc.isPCPart():
+                        error("Mixed whole and partial PC state operands.")
+                self.pcPart = op_desc.isPCPart()
+
             if op_desc.isMem():
                 if self.memOperand:
                     error("Code block has more than one memory operand.")
                 self.memOperand = op_desc
 
-# Regular expression object to match C++ comments
-# (used in findOperands())
-commentRE = re.compile(r'//.*\n')
+            # Check if this operand has read/write predication. If true, then
+            # the microop will dynamically index source/dest registers.
+            self.predRead = self.predRead or op_desc.hasReadPred()
+            self.predWrite = self.predWrite or op_desc.hasWritePred()
+
+# Regular expression object to match C++ strings
+stringRE = re.compile(r'"([^"\\]|\\.)*"')
 
-# Regular expression object to match assignment statements
+# Regular expression object to match C++ comments
 # (used in findOperands())
-assignRE = re.compile(r'\s*=(?!=)', re.MULTILINE)
-
-# Munge operand names in code string to make legal C++ variable names.
-# This means getting rid of the type extension if any.
-# (Will match base_name attribute of Operand object.)
-def substMungedOpNames(code):
-    return operandsWithExtRE.sub(r'\1', code)
-
-# Fix up code snippets for final substitution in templates.
-def mungeSnippet(s):
-    if isinstance(s, str):
-        return substMungedOpNames(substBitOps(s))
-    else:
-        return s
+commentRE = re.compile(r'(^)?[^\S\n]*/(?:\*(.*?)\*/[^\S\n]*|/[^\n]*)($)?',
+        re.DOTALL | re.MULTILINE)
+
+# Regular expression object to match assignment statements (used in
+# findOperands()).  If the code immediately following the first
+# appearance of the operand matches this regex, then the operand
+# appears to be on the LHS of an assignment, and is thus a
+# destination.  basically we're looking for an '=' that's not '=='.
+# The heinous tangle before that handles the case where the operand
+# has an array subscript.
+assignRE = re.compile(r'(\[[^\]]+\])?\s*=(?!=)', re.MULTILINE)
 
 def makeFlagConstructor(flag_list):
     if len(flag_list) == 0:
@@ -1111,7 +1398,7 @@ def makeFlagConstructor(flag_list):
             i += 1
     pre = '\n\tflags['
     post = '] = true;'
-    code = pre + string.join(flag_list, post + pre) + post
+    code = pre + (post + pre).join(flag_list) + post
     return code
 
 # Assume all instruction flags are of the form 'IsFoo'
@@ -1121,7 +1408,7 @@ instFlagRE = re.compile(r'Is.*')
 opClassRE = re.compile(r'.*Op|No_OpClass')
 
 class InstObjParams(object):
-    def __init__(self, mnem, class_name, base_class = '',
+    def __init__(self, parser, mnem, class_name, base_class = '',
                  snippets = {}, opt_args = []):
         self.mnemonic = mnem
         self.class_name = class_name
@@ -1131,29 +1418,26 @@ class InstObjParams(object):
         compositeCode = ' '.join(map(str, snippets.values()))
         self.snippets = snippets
 
-        self.operands = OperandList(compositeCode)
-        self.constructor = self.operands.concatAttrStrings('constructor')
-        self.constructor += \
-                 '\n\t_numSrcRegs = %d;' % self.operands.numSrcRegs
-        self.constructor += \
-                 '\n\t_numDestRegs = %d;' % self.operands.numDestRegs
-        self.constructor += \
-                 '\n\t_numFPDestRegs = %d;' % self.operands.numFPDestRegs
-        self.constructor += \
-                 '\n\t_numIntDestRegs = %d;' % self.operands.numIntDestRegs
+        self.operands = OperandList(parser, compositeCode)
+
+        # The header of the constructor declares the variables to be used
+        # in the body of the constructor.
+        header = ''
+        header += '\n\t_numSrcRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numFPDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numVecDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numVecElemDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numVecPredDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numIntDestRegs = 0;'
+        header += '\n\t_numCCDestRegs = 0;'
+
+        self.constructor = header + \
+                           self.operands.concatAttrStrings('constructor')
+
         self.flags = self.operands.concatAttrLists('flags')
 
-        # Make a basic guess on the operand class (function unit type).
-        # These are good enough for most cases, and can be overridden
-        # later otherwise.
-        if 'IsStore' in self.flags:
-            self.op_class = 'MemWriteOp'
-        elif 'IsLoad' in self.flags or 'IsPrefetch' in self.flags:
-            self.op_class = 'MemReadOp'
-        elif 'IsFloating' in self.flags:
-            self.op_class = 'FloatAddOp'
-        else:
-            self.op_class = 'IntAluOp'
+        self.op_class = None
 
         # Optional arguments are assumed to be either StaticInst flags
         # or an OpClass value.  To avoid having to import a complete
@@ -1168,14 +1452,44 @@ class InstObjParams(object):
                 error('InstObjParams: optional arg "%s" not recognized '
                       'as StaticInst::Flag or OpClass.' % oa)
 
+        # Make a basic guess on the operand class if not set.
+        # These are good enough for most cases.
+        if not self.op_class:
+            if 'IsStore' in self.flags:
+                # The order matters here: 'IsFloating' and 'IsInteger' are
+                # usually set in FP instructions because of the base
+                # register
+                if 'IsFloating' in self.flags:
+                    self.op_class = 'FloatMemWriteOp'
+                else:
+                    self.op_class = 'MemWriteOp'
+            elif 'IsLoad' in self.flags or 'IsPrefetch' in self.flags:
+                # The order matters here: 'IsFloating' and 'IsInteger' are
+                # usually set in FP instructions because of the base
+                # register
+                if 'IsFloating' in self.flags:
+                    self.op_class = 'FloatMemReadOp'
+                else:
+                    self.op_class = 'MemReadOp'
+            elif 'IsFloating' in self.flags:
+                self.op_class = 'FloatAddOp'
+            elif 'IsVector' in self.flags:
+                self.op_class = 'SimdAddOp'
+            else:
+                self.op_class = 'IntAluOp'
+
         # add flag initialization to contructor here to include
         # any flags added via opt_args
         self.constructor += makeFlagConstructor(self.flags)
 
         # if 'IsFloating' is set, add call to the FP enable check
         # function (which should be provided by isa_desc via a declare)
+        # if 'IsVector' is set, add call to the Vector enable check
+        # function (which should be provided by isa_desc via a declare)
         if 'IsFloating' in self.flags:
             self.fp_enable_check = 'fault = checkFpEnableFault(xc);'
+        elif 'IsVector' in self.flags:
+            self.fp_enable_check = 'fault = checkVecEnableFault(xc);'
         else:
             self.fp_enable_check = ''
 
@@ -1195,67 +1509,237 @@ class Stack(list):
     def top(self):
         return self[-1]
 
-# Global stack that tracks current file and line number.
-# Each element is a tuple (filename, lineno) that records the
-# *current* filename and the line number in the *previous* file where
-# it was included.
-fileNameStack = Stack()
+# Format a file include stack backtrace as a string
+def backtrace(filename_stack):
+    fmt = "In file included from %s:"
+    return "\n".join([fmt % f for f in filename_stack])
 
 
 #######################
 #
-# Output file template
+# LineTracker: track filenames along with line numbers in PLY lineno fields
+#     PLY explicitly doesn't do anything with 'lineno' except propagate
+#     it.  This class lets us tie filenames with the line numbers with a
+#     minimum of disruption to existing increment code.
 #
 
-file_template = '''
-/*
- * DO NOT EDIT THIS FILE!!!
- *
- * It was automatically generated from the ISA description in %(filename)s
- */
+class LineTracker(object):
+    def __init__(self, filename, lineno=1):
+        self.filename = filename
+        self.lineno = lineno
 
-%(includes)s
+    # Overload '+=' for increments.  We need to create a new object on
+    # each update else every token ends up referencing the same
+    # constantly incrementing instance.
+    def __iadd__(self, incr):
+        return LineTracker(self.filename, self.lineno + incr)
 
-%(global_output)s
-
-namespace %(namespace)s {
-
-%(namespace_output)s
-
-} // namespace %(namespace)s
-
-%(decode_function)s
-'''
-
-max_inst_regs_template = '''
-/*
- * DO NOT EDIT THIS FILE!!!
- *
- * It was automatically generated from the ISA description in %(filename)s
- */
-
-namespace %(namespace)s {
+    def __str__(self):
+        return "%s:%d" % (self.filename, self.lineno)
 
-    const int MaxInstSrcRegs = %(MaxInstSrcRegs)d;
-    const int MaxInstDestRegs = %(MaxInstDestRegs)d;
+    # In case there are places where someone really expects a number
+    def __int__(self):
+        return self.lineno
 
-} // namespace %(namespace)s
 
-'''
+#######################
+#
+# ISA Parser
+#   parses ISA DSL and emits C++ headers and source
+#
 
 class ISAParser(Grammar):
     def __init__(self, output_dir):
         super(ISAParser, self).__init__()
         self.output_dir = output_dir
 
+        self.filename = None # for output file watermarking/scaremongering
+
+        # variable to hold templates
         self.templateMap = {}
 
+        # This dictionary maps format name strings to Format objects.
+        self.formatMap = {}
+
+        # Track open files and, if applicable, how many chunks it has been
+        # split into so far.
+        self.files = {}
+        self.splits = {}
+
+        # isa_name / namespace identifier from namespace declaration.
+        # before the namespace declaration, None.
+        self.isa_name = None
+        self.namespace = None
+
         # The format stack.
         self.formatStack = Stack(NoFormat())
 
         # The default case stack.
         self.defaultStack = Stack(None)
 
+        # Stack that tracks current file and line number.  Each
+        # element is a tuple (filename, lineno) that records the
+        # *current* filename and the line number in the *previous*
+        # file where it was included.
+        self.fileNameStack = Stack()
+
+        symbols = ('makeList', 're')
+        self.exportContext = dict([(s, eval(s)) for s in symbols])
+
+        self.maxInstSrcRegs = 0
+        self.maxInstDestRegs = 0
+        self.maxMiscDestRegs = 0
+
+    def __getitem__(self, i):    # Allow object (self) to be
+        return getattr(self, i)  # passed to %-substitutions
+
+    # Change the file suffix of a base filename:
+    #   (e.g.) decoder.cc -> decoder-g.cc.inc for 'global' outputs
+    def suffixize(self, s, sec):
+        extn = re.compile('(\.[^\.]+)$') # isolate extension
+        if self.namespace:
+            return extn.sub(r'-ns\1.inc', s) # insert some text on either side
+        else:
+            return extn.sub(r'-g\1.inc', s)
+
+    # Get the file object for emitting code into the specified section
+    # (header, decoder, exec, decode_block).
+    def get_file(self, section):
+        if section == 'decode_block':
+            filename = 'decode-method.cc.inc'
+        else:
+            if section == 'header':
+                file = 'decoder.hh'
+            else:
+                file = '%s.cc' % section
+            filename = self.suffixize(file, section)
+        try:
+            return self.files[filename]
+        except KeyError: pass
+
+        f = self.open(filename)
+        self.files[filename] = f
+
+        # The splittable files are the ones with many independent
+        # per-instruction functions - the decoder's instruction constructors
+        # and the instruction execution (execute()) methods. These both have
+        # the suffix -ns.cc.inc, meaning they are within the namespace part
+        # of the ISA, contain object-emitting C++ source, and are included
+        # into other top-level files. These are the files that need special
+        # #define's to allow parts of them to be compiled separately. Rather
+        # than splitting the emissions into separate files, the monolithic
+        # output of the ISA parser is maintained, but the value (or lack
+        # thereof) of the __SPLIT definition during C preprocessing will
+        # select the different chunks. If no 'split' directives are used,
+        # the cpp emissions have no effect.
+        if re.search('-ns.cc.inc$', filename):
+            print('#if !defined(__SPLIT) || (__SPLIT == 1)', file=f)
+            self.splits[f] = 1
+        # ensure requisite #include's
+        elif filename == 'decoder-g.hh.inc':
+            print('#include "base/bitfield.hh"', file=f)
+
+        return f
+
+    # Weave together the parts of the different output sections by
+    # #include'ing them into some very short top-level .cc/.hh files.
+    # These small files make it much clearer how this tool works, since
+    # you directly see the chunks emitted as files that are #include'd.
+    def write_top_level_files(self):
+        # decoder header - everything depends on this
+        file = 'decoder.hh'
+        with self.open(file) as f:
+            f.write('#ifndef __ARCH_%(isa)s_GENERATED_DECODER_HH__\n'
+                    '#define __ARCH_%(isa)s_GENERATED_DECODER_HH__\n\n' %
+                    {'isa': self.isa_name.upper()})
+            fn = 'decoder-g.hh.inc'
+            assert(fn in self.files)
+            f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+            fn = 'decoder-ns.hh.inc'
+            assert(fn in self.files)
+            f.write('namespace %s {\n#include "%s"\n}\n'
+                    % (self.namespace, fn))
+            f.write('\n#endif  // __ARCH_%s_GENERATED_DECODER_HH__\n' %
+                    self.isa_name.upper())
+
+        # decoder method - cannot be split
+        file = 'decoder.cc'
+        with self.open(file) as f:
+            fn = 'base/compiler.hh'
+            f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+            fn = 'decoder-g.cc.inc'
+            assert(fn in self.files)
+            f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+            fn = 'decoder.hh'
+            f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+            fn = 'decode-method.cc.inc'
+            # is guaranteed to have been written for parse to complete
+            f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+        extn = re.compile('(\.[^\.]+)$')
+
+        # instruction constructors
+        splits = self.splits[self.get_file('decoder')]
+        file_ = 'inst-constrs.cc'
+        for i in range(1, splits+1):
+            if splits > 1:
+                file = extn.sub(r'-%d\1' % i, file_)
+            else:
+                file = file_
+            with self.open(file) as f:
+                fn = 'decoder-g.cc.inc'
+                assert(fn in self.files)
+                f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+                fn = 'decoder.hh'
+                f.write('#include "%s"\n' % fn)
+
+                fn = 'decoder-ns.cc.inc'
+                assert(fn in self.files)
+                print('namespace %s {' % self.namespace, file=f)
+                if splits > 1:
+                    print('#define __SPLIT %u' % i, file=f)
+                print('#include "%s"' % fn, file=f)
+                print('}', file=f)
+
+        # instruction execution
+        splits = self.splits[self.get_file('exec')]
+        for i in range(1, splits+1):
+            file = 'generic_cpu_exec.cc'
+            if splits > 1:
+                file = extn.sub(r'_%d\1' % i, file)
+            with self.open(file) as f:
+                fn = 'exec-g.cc.inc'
+                assert(fn in self.files)
+                f.write('#include "%s"\n' % fn)
+                f.write('#include "cpu/exec_context.hh"\n')
+                f.write('#include "decoder.hh"\n')
+
+                fn = 'exec-ns.cc.inc'
+                assert(fn in self.files)
+                print('namespace %s {' % self.namespace, file=f)
+                if splits > 1:
+                    print('#define __SPLIT %u' % i, file=f)
+                print('#include "%s"' % fn, file=f)
+                print('}', file=f)
+
+        # max_inst_regs.hh
+        self.update('max_inst_regs.hh',
+                    '''namespace %(namespace)s {
+    const int MaxInstSrcRegs = %(maxInstSrcRegs)d;
+    const int MaxInstDestRegs = %(maxInstDestRegs)d;
+    const int MaxMiscDestRegs = %(maxMiscDestRegs)d;\n}\n''' % self)
+
+    scaremonger_template ='''// DO NOT EDIT
+// This file was automatically generated from an ISA description:
+//   %(filename)s
+
+''';
+
     #####################################################################
     #
     #                                Lexer
@@ -1277,7 +1761,7 @@ class ISAParser(Grammar):
     reserved = (
         'BITFIELD', 'DECODE', 'DECODER', 'DEFAULT', 'DEF', 'EXEC', 'FORMAT',
         'HEADER', 'LET', 'NAMESPACE', 'OPERAND_TYPES', 'OPERANDS',
-        'OUTPUT', 'SIGNED', 'TEMPLATE'
+        'OUTPUT', 'SIGNED', 'SPLIT', 'TEMPLATE'
         )
 
     # List of tokens.  The lex module requires this.
@@ -1347,7 +1831,7 @@ class ISAParser(Grammar):
         try:
             t.value = int(t.value,0)
         except ValueError:
-            error(t, 'Integer value "%s" too large' % t.value)
+            error(t.lexer.lineno, 'Integer value "%s" too large' % t.value)
             t.value = 0
         return t
 
@@ -1376,13 +1860,13 @@ class ISAParser(Grammar):
         return t
 
     def t_NEWFILE(self, t):
-        r'^\#\#newfile\s+"[\w/.-]*"'
-        fileNameStack.push((t.value[11:-1], t.lexer.lineno))
-        t.lexer.lineno = 0
+        r'^\#\#newfile\s+"[^"]*"\n'
+        self.fileNameStack.push(t.lexer.lineno)
+        t.lexer.lineno = LineTracker(t.value[11:-2])
 
     def t_ENDFILE(self, t):
-        r'^\#\#endfile'
-        (old_filename, t.lexer.lineno) = fileNameStack.pop()
+        r'^\#\#endfile\n'
+        t.lexer.lineno = self.fileNameStack.pop()
 
     #
     # The functions t_NEWLINE, t_ignore, and t_error are
@@ -1403,7 +1887,7 @@ class ISAParser(Grammar):
 
     # Error handler
     def t_error(self, t):
-        error(t, "illegal character '%s'" % t.value[0])
+        error(t.lexer.lineno, "illegal character '%s'" % t.value[0])
         t.skip(1)
 
     #####################################################################
@@ -1430,85 +1914,97 @@ class ISAParser(Grammar):
     # after will be inside.  The decoder function is always inside the
     # namespace.
     def p_specification(self, t):
-        'specification : opt_defs_and_outputs name_decl opt_defs_and_outputs decode_block'
-        global_code = t[1]
-        isa_name = t[2]
-        namespace = isa_name + "Inst"
-        # wrap the decode block as a function definition
-        t[4].wrap_decode_block('''
-StaticInstPtr
-%(isa_name)s::decodeInst(%(isa_name)s::ExtMachInst machInst)
-{
-    using namespace %(namespace)s;
-''' % vars(), '}')
-        # both the latter output blocks and the decode block are in
-        # the namespace
-        namespace_code = t[3] + t[4]
-        # pass it all back to the caller of yacc.parse()
-        t[0] = (isa_name, namespace, global_code, namespace_code)
+        'specification : opt_defs_and_outputs top_level_decode_block'
 
-    # ISA name declaration looks like "namespace <foo>;"
-    def p_name_decl(self, t):
-        'name_decl : NAMESPACE ID SEMI'
-        t[0] = t[2]
+        for f in self.splits.iterkeys():
+            f.write('\n#endif\n')
+
+        for f in self.files.itervalues(): # close ALL the files;
+            f.close() # not doing so can cause compilation to fail
 
-    # 'opt_defs_and_outputs' is a possibly empty sequence of
-    # def and/or output statements.
+        self.write_top_level_files()
+
+        t[0] = True
+
+    # 'opt_defs_and_outputs' is a possibly empty sequence of def and/or
+    # output statements. Its productions do the hard work of eventually
+    # instantiating a GenCode, which are generally emitted (written to disk)
+    # as soon as possible, except for the decode_block, which has to be
+    # accumulated into one large function of nested switch/case blocks.
     def p_opt_defs_and_outputs_0(self, t):
         'opt_defs_and_outputs : empty'
-        t[0] = GenCode()
 
     def p_opt_defs_and_outputs_1(self, t):
         'opt_defs_and_outputs : defs_and_outputs'
-        t[0] = t[1]
 
     def p_defs_and_outputs_0(self, t):
         'defs_and_outputs : def_or_output'
-        t[0] = t[1]
 
     def p_defs_and_outputs_1(self, t):
         'defs_and_outputs : defs_and_outputs def_or_output'
-        t[0] = t[1] + t[2]
 
     # The list of possible definition/output statements.
+    # They are all processed as they are seen.
     def p_def_or_output(self, t):
-        '''def_or_output : def_format
+        '''def_or_output : name_decl
+                         | def_format
                          | def_bitfield
                          | def_bitfield_struct
                          | def_template
                          | def_operand_types
                          | def_operands
-                         | output_header
-                         | output_decoder
-                         | output_exec
-                         | global_let'''
+                         | output
+                         | global_let
+                         | split'''
+
+    # Utility function used by both invocations of splitting - explicit
+    # 'split' keyword and split() function inside "let {{ }};" blocks.
+    def split(self, sec, write=False):
+        assert(sec != 'header' and "header cannot be split")
+
+        f = self.get_file(sec)
+        self.splits[f] += 1
+        s = '\n#endif\n#if __SPLIT == %u\n' % self.splits[f]
+        if write:
+            f.write(s)
+        else:
+            return s
+
+    # split output file to reduce compilation time
+    def p_split(self, t):
+        'split : SPLIT output_type SEMI'
+        assert(self.isa_name and "'split' not allowed before namespace decl")
+
+        self.split(t[2], True)
+
+    def p_output_type(self, t):
+        '''output_type : DECODER
+                       | HEADER
+                       | EXEC'''
         t[0] = t[1]
 
+    # ISA name declaration looks like "namespace <foo>;"
+    def p_name_decl(self, t):
+        'name_decl : NAMESPACE ID SEMI'
+        assert(self.isa_name == None and "Only 1 namespace decl permitted")
+        self.isa_name = t[2]
+        self.namespace = t[2] + 'Inst'
+
     # Output blocks 'output <foo> {{...}}' (C++ code blocks) are copied
     # directly to the appropriate output section.
 
     # Massage output block by substituting in template definitions and
     # bit operators.  We handle '%'s embedded in the string that don't
-    # indicate template substitutions (or CPU-specific symbols, which
-    # get handled in GenCode) by doubling them first so that the
+    # indicate template substitutions by doubling them first so that the
     # format operation will reduce them back to single '%'s.
     def process_output(self, s):
-        s = protect_non_subst_percents(s)
-        # protects cpu-specific symbols too
-        s = protect_cpu_symbols(s)
+        s = self.protectNonSubstPercents(s)
         return substBitOps(s % self.templateMap)
 
-    def p_output_header(self, t):
-        'output_header : OUTPUT HEADER CODELIT SEMI'
-        t[0] = GenCode(header_output = self.process_output(t[3]))
-
-    def p_output_decoder(self, t):
-        'output_decoder : OUTPUT DECODER CODELIT SEMI'
-        t[0] = GenCode(decoder_output = self.process_output(t[3]))
-
-    def p_output_exec(self, t):
-        'output_exec : OUTPUT EXEC CODELIT SEMI'
-        t[0] = GenCode(exec_output = self.process_output(t[3]))
+    def p_output(self, t):
+        'output : OUTPUT output_type CODELIT SEMI'
+        kwargs = { t[2]+'_output' : self.process_output(t[3]) }
+        GenCode(self, **kwargs).emit()
 
     # global let blocks 'let {{...}}' (Python code blocks) are
     # executed directly when seen.  Note that these execute in a
@@ -1516,50 +2012,68 @@ StaticInstPtr
     # from polluting this script's namespace.
     def p_global_let(self, t):
         'global_let : LET CODELIT SEMI'
-        updateExportContext()
-        exportContext["header_output"] = ''
-        exportContext["decoder_output"] = ''
-        exportContext["exec_output"] = ''
-        exportContext["decode_block"] = ''
+        def _split(sec):
+            return self.split(sec)
+        self.updateExportContext()
+        self.exportContext["header_output"] = ''
+        self.exportContext["decoder_output"] = ''
+        self.exportContext["exec_output"] = ''
+        self.exportContext["decode_block"] = ''
+        self.exportContext["split"] = _split
+        split_setup = '''
+def wrap(func):
+    def split(sec):
+        globals()[sec + '_output'] += func(sec)
+    return split
+split = wrap(split)
+del wrap
+'''
+        # This tricky setup (immediately above) allows us to just write
+        # (e.g.) "split('exec')" in the Python code and the split #ifdef's
+        # will automatically be added to the exec_output variable. The inner
+        # Python execution environment doesn't know about the split points,
+        # so we carefully inject and wrap a closure that can retrieve the
+        # next split's #define from the parser and add it to the current
+        # emission-in-progress.
         try:
-            exec fixPythonIndentation(t[2]) in exportContext
+            exec split_setup+fixPythonIndentation(t[2]) in self.exportContext
         except Exception, exc:
+            traceback.print_exc(file=sys.stdout)
             if debug:
                 raise
-            error(t, 'error: %s in global let block "%s".' % (exc, t[2]))
-        t[0] = GenCode(header_output = exportContext["header_output"],
-                       decoder_output = exportContext["decoder_output"],
-                       exec_output = exportContext["exec_output"],
-                       decode_block = exportContext["decode_block"])
+            error(t.lineno(1), 'In global let block: %s' % exc)
+        GenCode(self,
+                header_output=self.exportContext["header_output"],
+                decoder_output=self.exportContext["decoder_output"],
+                exec_output=self.exportContext["exec_output"],
+                decode_block=self.exportContext["decode_block"]).emit()
 
     # Define the mapping from operand type extensions to C++ types and
     # bit widths (stored in operandTypeMap).
     def p_def_operand_types(self, t):
         'def_operand_types : DEF OPERAND_TYPES CODELIT SEMI'
         try:
-            user_dict = eval('{' + t[3] + '}')
+            self.operandTypeMap = eval('{' + t[3] + '}')
         except Exception, exc:
             if debug:
                 raise
-            error(t,
-                  'error: %s in def operand_types block "%s".' % (exc, t[3]))
-        buildOperandTypeMap(user_dict, t.lexer.lineno)
-        t[0] = GenCode() # contributes nothing to the output C++ file
+            error(t.lineno(1),
+                  'In def operand_types: %s' % exc)
 
     # Define the mapping from operand names to operand classes and
     # other traits.  Stored in operandNameMap.
     def p_def_operands(self, t):
         'def_operands : DEF OPERANDS CODELIT SEMI'
-        if not globals().has_key('operandTypeMap'):
-            error(t, 'error: operand types must be defined before operands')
+        if not hasattr(self, 'operandTypeMap'):
+            error(t.lineno(1),
+                  'error: operand types must be defined before operands')
         try:
-            user_dict = eval('{' + t[3] + '}', exportContext)
+            user_dict = eval('{' + t[3] + '}', self.exportContext)
         except Exception, exc:
             if debug:
                 raise
-            error(t, 'error: %s in def operands block "%s".' % (exc, t[3]))
-        buildOperandNameMap(user_dict, t.lexer.lineno)
-        t[0] = GenCode() # contributes nothing to the output C++ file
+            error(t.lineno(1), 'In def operands: %s' % exc)
+        self.buildOperandNameMap(user_dict, t.lexer.lineno)
 
     # A bitfield definition looks like:
     # 'def [signed] bitfield <ID> [<first>:<last>]'
@@ -1570,7 +2084,7 @@ StaticInstPtr
         if (t[2] == 'signed'):
             expr = 'sext<%d>(%s)' % (t[6] - t[8] + 1, expr)
         hash_define = '#undef %s\n#define %s\t%s\n' % (t[4], t[4], expr)
-        t[0] = GenCode(header_output = hash_define)
+        GenCode(self, header_output=hash_define).emit()
 
     # alternate form for single bit: 'def [signed] bitfield <ID> [<bit>]'
     def p_def_bitfield_1(self, t):
@@ -1579,16 +2093,17 @@ StaticInstPtr
         if (t[2] == 'signed'):
             expr = 'sext<%d>(%s)' % (1, expr)
         hash_define = '#undef %s\n#define %s\t%s\n' % (t[4], t[4], expr)
-        t[0] = GenCode(header_output = hash_define)
+        GenCode(self, header_output=hash_define).emit()
 
     # alternate form for structure member: 'def bitfield <ID> <ID>'
     def p_def_bitfield_struct(self, t):
         'def_bitfield_struct : DEF opt_signed BITFIELD ID id_with_dot SEMI'
         if (t[2] != ''):
-            error(t, 'error: structure bitfields are always unsigned.')
+            error(t.lineno(1),
+                  'error: structure bitfields are always unsigned.')
         expr = 'machInst.%s' % t[5]
         hash_define = '#undef %s\n#define %s\t%s\n' % (t[4], t[4], expr)
-        t[0] = GenCode(header_output = hash_define)
+        GenCode(self, header_output=hash_define).emit()
 
     def p_id_with_dot_0(self, t):
         'id_with_dot : ID'
@@ -1608,16 +2123,16 @@ StaticInstPtr
 
     def p_def_template(self, t):
         'def_template : DEF TEMPLATE ID CODELIT SEMI'
-        self.templateMap[t[3]] = Template(t[4])
-        t[0] = GenCode()
+        if t[3] in self.templateMap:
+            print("warning: template %s already defined" % t[3])
+        self.templateMap[t[3]] = Template(self, t[4])
 
     # An instruction format definition looks like
     # "def format <fmt>(<params>) {{...}};"
     def p_def_format(self, t):
         'def_format : DEF FORMAT ID LPAREN param_list RPAREN CODELIT SEMI'
         (id, params, code) = (t[3], t[5], t[7])
-        defFormat(id, params, code, t.lexer.lineno)
-        t[0] = GenCode()
+        self.defFormat(id, params, code, t.lexer.lineno)
 
     # The formal parameter list for an instruction format is a
     # possibly empty list of comma-separated parameters.  Positional
@@ -1688,6 +2203,18 @@ StaticInstPtr
     # A decode block looks like:
     #       decode <field1> [, <field2>]* [default <inst>] { ... }
     #
+    def p_top_level_decode_block(self, t):
+        'top_level_decode_block : decode_block'
+        codeObj = t[1]
+        codeObj.wrap_decode_block('''
+StaticInstPtr
+%(isa_name)s::Decoder::decodeInst(%(isa_name)s::ExtMachInst machInst)
+{
+    using namespace %(namespace)s;
+''' % self, '}')
+
+        codeObj.emit()
+
     def p_decode_block(self, t):
         'decode_block : DECODE ID opt_default LBRACE decode_stmt_list RBRACE'
         default_defaults = self.defaultStack.pop()
@@ -1727,7 +2254,7 @@ StaticInstPtr
     def p_decode_stmt_list_1(self, t):
         'decode_stmt_list : decode_stmt decode_stmt_list'
         if (t[1].has_decode_default and t[2].has_decode_default):
-            error(t, 'Two default cases in decode block')
+            error(t.lineno(1), 'Two default cases in decode block')
         t[0] = t[1] + t[2]
 
     #
@@ -1749,7 +2276,7 @@ StaticInstPtr
     # the code generated by the other statements.
     def p_decode_stmt_cpp(self, t):
         'decode_stmt : CPPDIRECTIVE'
-        t[0] = GenCode(t[1], t[1], t[1], t[1])
+        t[0] = GenCode(self, t[1], t[1], t[1], t[1])
 
     # A format block 'format <foo> { ... }' sets the default
     # instruction format used to handle instruction definitions inside
@@ -1771,59 +2298,67 @@ StaticInstPtr
     def p_push_format_id(self, t):
         'push_format_id : ID'
         try:
-            self.formatStack.push(formatMap[t[1]])
+            self.formatStack.push(self.formatMap[t[1]])
             t[0] = ('', '// format %s' % t[1])
         except KeyError:
-            error(t, 'instruction format "%s" not defined.' % t[1])
+            error(t.lineno(1), 'instruction format "%s" not defined.' % t[1])
 
     # Nested decode block: if the value of the current field matches
-    # the specified constant, do a nested decode on some other field.
+    # the specified constant(s), do a nested decode on some other field.
     def p_decode_stmt_decode(self, t):
-        'decode_stmt : case_label COLON decode_block'
-        label = t[1]
+        'decode_stmt : case_list COLON decode_block'
+        case_list = t[1]
         codeObj = t[3]
         # just wrap the decoding code from the block as a case in the
         # outer switch statement.
-        codeObj.wrap_decode_block('\n%s:\n' % label)
-        codeObj.has_decode_default = (label == 'default')
+        codeObj.wrap_decode_block('\n%s\n' % ''.join(case_list),
+                                  'M5_UNREACHABLE;\n')
+        codeObj.has_decode_default = (case_list == ['default:'])
         t[0] = codeObj
 
     # Instruction definition (finally!).
     def p_decode_stmt_inst(self, t):
-        'decode_stmt : case_label COLON inst SEMI'
-        label = t[1]
+        'decode_stmt : case_list COLON inst SEMI'
+        case_list = t[1]
         codeObj = t[3]
-        codeObj.wrap_decode_block('\n%s:' % label, 'break;\n')
-        codeObj.has_decode_default = (label == 'default')
+        codeObj.wrap_decode_block('\n%s' % ''.join(case_list), 'break;\n')
+        codeObj.has_decode_default = (case_list == ['default:'])
         t[0] = codeObj
 
-    # The case label is either a list of one or more constants or
-    # 'default'
-    def p_case_label_0(self, t):
-        'case_label : intlit_list'
-        def make_case(intlit):
-            if intlit >= 2**32:
-                return 'case ULL(%#x)' % intlit
-            else:
-                return 'case %#x' % intlit
-        t[0] = ': '.join(map(make_case, t[1]))
+    # The constant list for a decode case label must be non-empty, and must
+    # either be the keyword 'default', or made up of one or more
+    # comma-separated integer literals or strings which evaluate to
+    # constants when compiled as C++.
+    def p_case_list_0(self, t):
+        'case_list : DEFAULT'
+        t[0] = ['default:']
+
+    def prep_int_lit_case_label(self, lit):
+        if lit >= 2**32:
+            return 'case ULL(%#x): ' % lit
+        else:
+            return 'case %#x: ' % lit
 
-    def p_case_label_1(self, t):
-        'case_label : DEFAULT'
-        t[0] = 'default'
+    def prep_str_lit_case_label(self, lit):
+        return 'case %s: ' % lit
 
-    #
-    # The constant list for a decode case label must be non-empty, but
-    # may have one or more comma-separated integer literals in it.
-    #
-    def p_intlit_list_0(self, t):
-        'intlit_list : INTLIT'
-        t[0] = [t[1]]
+    def p_case_list_1(self, t):
+        'case_list : INTLIT'
+        t[0] = [self.prep_int_lit_case_label(t[1])]
+
+    def p_case_list_2(self, t):
+        'case_list : STRLIT'
+        t[0] = [self.prep_str_lit_case_label(t[1])]
+
+    def p_case_list_3(self, t):
+        'case_list : case_list COMMA INTLIT'
+        t[0] = t[1]
+        t[0].append(self.prep_int_lit_case_label(t[3]))
 
-    def p_intlit_list_1(self, t):
-        'intlit_list : intlit_list COMMA INTLIT'
+    def p_case_list_4(self, t):
+        'case_list : case_list COMMA STRLIT'
         t[0] = t[1]
-        t[0].append(t[3])
+        t[0].append(self.prep_str_lit_case_label(t[3]))
 
     # Define an instruction using the current instruction format
     # (specified by an enclosing format block).
@@ -1832,7 +2367,7 @@ StaticInstPtr
         'inst : ID LPAREN arg_list RPAREN'
         # Pass the ID and arg list to the current format class to deal with.
         currentFormat = self.formatStack.top()
-        codeObj = currentFormat.defineInst(t[1], t[3], t.lexer.lineno)
+        codeObj = currentFormat.defineInst(self, t[1], t[3], t.lexer.lineno)
         args = ','.join(map(str, t[3]))
         args = re.sub('(?m)^', '//', args)
         args = re.sub('^//', '', args)
@@ -1845,10 +2380,11 @@ StaticInstPtr
     def p_inst_1(self, t):
         'inst : ID DBLCOLON ID LPAREN arg_list RPAREN'
         try:
-            format = formatMap[t[1]]
+            format = self.formatMap[t[1]]
         except KeyError:
-            error(t, 'instruction format "%s" not defined.' % t[1])
-        codeObj = format.defineInst(t[3], t[5], t.lexer.lineno)
+            error(t.lineno(1), 'instruction format "%s" not defined.' % t[1])
+
+        codeObj = format.defineInst(self, t[3], t[5], t.lexer.lineno)
         comment = '\n// %s::%s(%s)\n' % (t[1], t[3], t[5])
         codeObj.prepend_all(comment)
         t[0] = codeObj
@@ -1939,39 +2475,171 @@ StaticInstPtr
     # t.value)
     def p_error(self, t):
         if t:
-            error(t, "syntax error at '%s'" % t.value)
+            error(t.lexer.lineno, "syntax error at '%s'" % t.value)
         else:
             error("unknown syntax error")
 
     # END OF GRAMMAR RULES
 
-    def update_if_needed(self, file, contents):
-        '''Update the output file only if the new contents are
-        different from the current contents.  Minimizes the files that
-        need to be rebuilt after minor changes.'''
-
-        file = os.path.join(self.output_dir, file)
-        update = False
-        if os.access(file, os.R_OK):
-            f = open(file, 'r')
-            old_contents = f.read()
-            f.close()
-            if contents != old_contents:
-                print 'Updating', file
-                os.remove(file) # in case it's write-protected
-                update = True
-            else:
-                print 'File', file, 'is unchanged'
+    def updateExportContext(self):
+
+        # create a continuation that allows us to grab the current parser
+        def wrapInstObjParams(*args):
+            return InstObjParams(self, *args)
+        self.exportContext['InstObjParams'] = wrapInstObjParams
+        self.exportContext.update(self.templateMap)
+
+    def defFormat(self, id, params, code, lineno):
+        '''Define a new format'''
+
+        # make sure we haven't already defined this one
+        if id in self.formatMap:
+            error(lineno, 'format %s redefined.' % id)
+
+        # create new object and store in global map
+        self.formatMap[id] = Format(id, params, code)
+
+    def protectNonSubstPercents(self, s):
+        '''Protect any non-dict-substitution '%'s in a format string
+        (i.e. those not followed by '(')'''
+
+        return re.sub(r'%(?!\()', '%%', s)
+
+    def buildOperandNameMap(self, user_dict, lineno):
+        operand_name = {}
+        for op_name, val in user_dict.iteritems():
+
+            # Check if extra attributes have been specified.
+            if len(val) > 9:
+                error(lineno, 'error: too many attributes for operand "%s"' %
+                      base_cls_name)
+
+            # Pad val with None in case optional args are missing
+            val += (None, None, None, None)
+            base_cls_name, dflt_ext, reg_spec, flags, sort_pri, \
+            read_code, write_code, read_predicate, write_predicate = val[:9]
+
+            # Canonical flag structure is a triple of lists, where each list
+            # indicates the set of flags implied by this operand always, when
+            # used as a source, and when used as a dest, respectively.
+            # For simplicity this can be initialized using a variety of fairly
+            # obvious shortcuts; we convert these to canonical form here.
+            if not flags:
+                # no flags specified (e.g., 'None')
+                flags = ( [], [], [] )
+            elif isinstance(flags, str):
+                # a single flag: assumed to be unconditional
+                flags = ( [ flags ], [], [] )
+            elif isinstance(flags, list):
+                # a list of flags: also assumed to be unconditional
+                flags = ( flags, [], [] )
+            elif isinstance(flags, tuple):
+                # it's a tuple: it should be a triple,
+                # but each item could be a single string or a list
+                (uncond_flags, src_flags, dest_flags) = flags
+                flags = (makeList(uncond_flags),
+                         makeList(src_flags), makeList(dest_flags))
+
+            # Accumulate attributes of new operand class in tmp_dict
+            tmp_dict = {}
+            attrList = ['reg_spec', 'flags', 'sort_pri',
+                        'read_code', 'write_code',
+                        'read_predicate', 'write_predicate']
+            if dflt_ext:
+                dflt_ctype = self.operandTypeMap[dflt_ext]
+                attrList.extend(['dflt_ctype', 'dflt_ext'])
+            # reg_spec is either just a string or a dictionary
+            # (for elems of vector)
+            if isinstance(reg_spec, tuple):
+                (reg_spec, elem_spec) = reg_spec
+                if isinstance(elem_spec, str):
+                    attrList.append('elem_spec')
+                else:
+                    assert(isinstance(elem_spec, dict))
+                    elems = elem_spec
+                    attrList.append('elems')
+            for attr in attrList:
+                tmp_dict[attr] = eval(attr)
+            tmp_dict['base_name'] = op_name
+
+            # New class name will be e.g. "IntReg_Ra"
+            cls_name = base_cls_name + '_' + op_name
+            # Evaluate string arg to get class object.  Note that the
+            # actual base class for "IntReg" is "IntRegOperand", i.e. we
+            # have to append "Operand".
+            try:
+                base_cls = eval(base_cls_name + 'Operand')
+            except NameError:
+                error(lineno,
+                      'error: unknown operand base class "%s"' % base_cls_name)
+            # The following statement creates a new class called
+            # <cls_name> as a subclass of <base_cls> with the attributes
+            # in tmp_dict, just as if we evaluated a class declaration.
+            operand_name[op_name] = type(cls_name, (base_cls,), tmp_dict)
+
+        self.operandNameMap = operand_name
+
+        # Define operand variables.
+        operands = user_dict.keys()
+        # Add the elems defined in the vector operands and
+        # build a map elem -> vector (used in OperandList)
+        elem_to_vec = {}
+        for op in user_dict.keys():
+            if hasattr(self.operandNameMap[op], 'elems'):
+                for elem in self.operandNameMap[op].elems.keys():
+                    operands.append(elem)
+                    elem_to_vec[elem] = op
+        self.elemToVector = elem_to_vec
+        extensions = self.operandTypeMap.keys()
+
+        operandsREString = r'''
+        (?<!\w)      # neg. lookbehind assertion: prevent partial matches
+        ((%s)(?:_(%s))?)   # match: operand with optional '_' then suffix
+        (?!\w)       # neg. lookahead assertion: prevent partial matches
+        ''' % ('|'.join(operands), '|'.join(extensions))
+
+        self.operandsRE = re.compile(operandsREString, re.MULTILINE|re.VERBOSE)
+
+        # Same as operandsREString, but extension is mandatory, and only two
+        # groups are returned (base and ext, not full name as above).
+        # Used for subtituting '_' for '.' to make C++ identifiers.
+        operandsWithExtREString = r'(?<!\w)(%s)_(%s)(?!\w)' \
+            % ('|'.join(operands), '|'.join(extensions))
+
+        self.operandsWithExtRE = \
+            re.compile(operandsWithExtREString, re.MULTILINE)
+
+    def substMungedOpNames(self, code):
+        '''Munge operand names in code string to make legal C++
+        variable names.  This means getting rid of the type extension
+        if any.  Will match base_name attribute of Operand object.)'''
+        return self.operandsWithExtRE.sub(r'\1', code)
+
+    def mungeSnippet(self, s):
+        '''Fix up code snippets for final substitution in templates.'''
+        if isinstance(s, str):
+            return self.substMungedOpNames(substBitOps(s))
         else:
-            print 'Generating', file
-            update = True
-        if update:
-            f = open(file, 'w')
-            f.write(contents)
-            f.close()
+            return s
+
+    def open(self, name, bare=False):
+        '''Open the output file for writing and include scary warning.'''
+        filename = os.path.join(self.output_dir, name)
+        f = open(filename, 'w')
+        if f:
+            if not bare:
+                f.write(ISAParser.scaremonger_template % self)
+        return f
+
+    def update(self, file, contents):
+        '''Update the output file only.  Scons should handle the case when
+        the new contents are unchanged using its built-in hash feature.'''
+        f = self.open(file)
+        f.write(contents)
+        f.close()
 
     # This regular expression matches '##include' directives
-    includeRE = re.compile(r'^\s*##include\s+"(?P<filename>[\w/.-]*)".*$',
+    includeRE = re.compile(r'^\s*##include\s+"(?P<filename>[^"]*)".*$',
                            re.MULTILINE)
 
     def replace_include(self, matchobj, dirname):
@@ -1996,83 +2664,58 @@ StaticInstPtr
         except IOError:
             error('Error including file "%s"' % filename)
 
-        fileNameStack.push((filename, 0))
+        self.fileNameStack.push(LineTracker(filename))
 
         # Find any includes and include them
         def replace(matchobj):
             return self.replace_include(matchobj, current_dir)
         contents = self.includeRE.sub(replace, contents)
 
-        fileNameStack.pop()
+        self.fileNameStack.pop()
         return contents
 
+    AlreadyGenerated = {}
+
     def _parse_isa_desc(self, isa_desc_file):
         '''Read in and parse the ISA description.'''
 
+        # The build system can end up running the ISA parser twice: once to
+        # finalize the build dependencies, and then to actually generate
+        # the files it expects (in src/arch/$ARCH/generated). This code
+        # doesn't do anything different either time, however; the SCons
+        # invocations just expect different things. Since this code runs
+        # within SCons, we can just remember that we've already run and
+        # not perform a completely unnecessary run, since the ISA parser's
+        # effect is idempotent.
+        if isa_desc_file in ISAParser.AlreadyGenerated:
+            return
+
+        # grab the last three path components of isa_desc_file
+        self.filename = '/'.join(isa_desc_file.split('/')[-3:])
+
         # Read file and (recursively) all included files into a string.
         # PLY requires that the input be in a single string so we have to
         # do this up front.
         isa_desc = self.read_and_flatten(isa_desc_file)
 
-        # Initialize filename stack with outer file.
-        fileNameStack.push((isa_desc_file, 0))
-
-        # Parse it.
-        (isa_name, namespace, global_code, namespace_code) = \
-                   self.parse(isa_desc)
-
-        # grab the last three path components of isa_desc_file to put in
-        # the output
-        filename = '/'.join(isa_desc_file.split('/')[-3:])
-
-        # generate decoder.hh
-        includes = '#include "base/bitfield.hh" // for bitfield support'
-        global_output = global_code.header_output
-        namespace_output = namespace_code.header_output
-        decode_function = ''
-        self.update_if_needed('decoder.hh', file_template % vars())
-
-        # generate decoder.cc
-        includes = '#include "decoder.hh"'
-        global_output = global_code.decoder_output
-        namespace_output = namespace_code.decoder_output
-        # namespace_output += namespace_code.decode_block
-        decode_function = namespace_code.decode_block
-        self.update_if_needed('decoder.cc', file_template % vars())
-
-        # generate per-cpu exec files
-        for cpu in cpu_models:
-            includes = '#include "decoder.hh"\n'
-            includes += cpu.includes
-            global_output = global_code.exec_output[cpu.name]
-            namespace_output = namespace_code.exec_output[cpu.name]
-            decode_function = ''
-            self.update_if_needed(cpu.filename, file_template % vars())
-
-        # The variable names here are hacky, but this will creat local
-        # variables which will be referenced in vars() which have the
-        # value of the globals.
-        global maxInstSrcRegs
-        MaxInstSrcRegs = maxInstSrcRegs
-        global maxInstDestRegs
-        MaxInstDestRegs = maxInstDestRegs
-        # max_inst_regs.hh
-        self.update_if_needed('max_inst_regs.hh',
-                              max_inst_regs_template % vars())
+        # Initialize lineno tracker
+        self.lex.lineno = LineTracker(isa_desc_file)
+
+        # Parse.
+        self.parse_string(isa_desc)
+
+        ISAParser.AlreadyGenerated[isa_desc_file] = None
 
     def parse_isa_desc(self, *args, **kwargs):
         try:
             self._parse_isa_desc(*args, **kwargs)
         except ISAParserError, e:
-            e.exit(fileNameStack)
-
-# global list of CpuModel objects (see cpu_models.py)
-cpu_models = []
+            print(backtrace(self.fileNameStack))
+            print("At %s:" % e.lineno)
+            print(e)
+            sys.exit(1)
 
 # Called as script: get args from command line.
-# Args are: <path to cpu_models.py> <isa desc file> <output dir> <cpu models>
+# Args are: <isa desc file> <output dir>
 if __name__ == '__main__':
-    execfile(sys.argv[1])  # read in CpuModel definitions
-    cpu_models = [CpuModel.dict[cpu] for cpu in sys.argv[4:]]
-    parser = ISAParser(sys.argv[3])
-    parser.parse_isa_desc(sys.argv[2])
+    ISAParser(sys.argv[2]).parse_isa_desc(sys.argv[1])