loongarch-disasm.h

/*
 * LoongArch64 Disassembler
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 */

#ifndef LOONGARCH_DISASSEMBLER_H
#define LOONGARCH_DISASSEMBLER_H

#include <cstdint>
#include <cstdbool>
#include <cassert>

/* IR2_OPCODE; */
typedef enum {
    /* LISA_INVALID = 128, */
    LISA_INVALID,
    LISA_ILL,
    LISA_LABEL,
    LISA_X86_INST,
    LISA_DUP,
    LISA_MOV64,
    LISA_MOV32_SX,
    LISA_MOV32_ZX,
    LISA_CLR_H32,
    LISA_ADD,
    LISA_SUB,
    LISA_ADDI_ADDRX,
    LISA_LOAD_ADDRX,
    LISA_STORE_ADDRX,
    LISA_GR2SCR,
    LISA_SCR2GR,
    LISA_CLO_W,
    LISA_CLZ_W,
    LISA_CTO_W,
    LISA_CTZ_W,
    LISA_CLO_D,
    LISA_CLZ_D,
    LISA_CTO_D,
    LISA_CTZ_D,
    LISA_REVB_2H,
    LISA_REVB_4H,
    LISA_REVB_2W,
    LISA_REVB_D,
    LISA_REVH_2W,
    LISA_REVH_D,
    LISA_BITREV_4B,
    LISA_BITREV_8B,
    LISA_BITREV_W,
    LISA_BITREV_D,
    LISA_EXT_W_H,
    LISA_EXT_W_B,
    LISA_RDTIMEL_W,
    LISA_RDTIMEH_W,
    LISA_RDTIME_D,
    LISA_CPUCFG,
    LISA_X86MTTOP,
    LISA_X86MFTOP,
    LISA_X86LOOPE,
    LISA_X86LOOPNE,
    LISA_X86INC_B,
    LISA_X86INC_H,
    LISA_X86INC_W,
    LISA_X86INC_D,
    LISA_X86DEC_B,
    LISA_X86DEC_H,
    LISA_X86DEC_W,
    LISA_X86DEC_D,
    LISA_X86SETTM,
    LISA_X86CLRTM,
    LISA_X86INCTOP,
    LISA_X86DECTOP,
    LISA_ASRTLE_D,
    LISA_ASRTGT_D,
    LISA_ALSL_W,
    LISA_ALSL_WU,
    LISA_BYTEPICK_W,
    LISA_BYTEPICK_D,
    LISA_ADD_W,
    LISA_ADD_D,
    LISA_SUB_W,
    LISA_SUB_D,
    LISA_SLT,
    LISA_SLTU,
    LISA_MASKEQZ,
    LISA_MASKNEZ,
    LISA_NOR,
    LISA_AND,
    LISA_OR,
    LISA_XOR,
    LISA_ORN,
    LISA_ANDN,
    LISA_SLL_W,
    LISA_SRL_W,
    LISA_SRA_W,
    LISA_SLL_D,
    LISA_SRL_D,
    LISA_SRA_D,
    LISA_ROTR_B,
    LISA_ROTR_H,
    LISA_ROTR_W,
    LISA_ROTR_D,
    LISA_MUL_W,
    LISA_MULH_W,
    LISA_MULH_WU,
    LISA_MUL_D,
    LISA_MULH_D,
    LISA_MULH_DU,
    LISA_MULW_D_W,
    LISA_MULW_D_WU,
    LISA_DIV_W,
    LISA_MOD_W,
    LISA_DIV_WU,
    LISA_MOD_WU,
    LISA_DIV_D,
    LISA_MOD_D,
    LISA_DIV_DU,
    LISA_MOD_DU,
    LISA_CRC_W_B_W,
    LISA_CRC_W_H_W,
    LISA_CRC_W_W_W,
    LISA_CRC_W_D_W,
    LISA_CRCC_W_B_W,
    LISA_CRCC_W_H_W,
    LISA_CRCC_W_W_W,
    LISA_CRCC_W_D_W,
    LISA_ADDU12I_W,
    LISA_ADDU12I_D,
    LISA_BREAK,
    LISA_DBGCALL,
    LISA_SYSCALL,
    LISA_HYPCALL,
    LISA_ALSL_D,
    LISA_ADC_B,
    LISA_ADC_H,
    LISA_ADC_W,
    LISA_ADC_D,
    LISA_SBC_B,
    LISA_SBC_H,
    LISA_SBC_W,
    LISA_SBC_D,
    LISA_RCR_B,
    LISA_RCR_H,
    LISA_RCR_W,
    LISA_RCR_D,
    LISA_ARMMOVE,
    LISA_SETX86J,
    LISA_SETARMJ,
    LISA_ARMADD_W,
    LISA_ARMSUB_W,
    LISA_ARMADC_W,
    LISA_ARMSBC_W,
    LISA_ARMAND_W,
    LISA_ARMOR_W,
    LISA_ARMXOR_W,
    LISA_ARMSLL_W,
    LISA_ARMSRL_W,
    LISA_ARMSRA_W,
    LISA_ARMROTR_W,
    LISA_ARMSLLI_W,
    LISA_ARMSRLI_W,
    LISA_ARMSRAI_W,
    LISA_ARMROTRI_W,
    LISA_X86MUL_B,
    LISA_X86MUL_H,
    LISA_X86MUL_W,
    LISA_X86MUL_D,
    LISA_X86MUL_BU,
    LISA_X86MUL_HU,
    LISA_X86MUL_WU,
    LISA_X86MUL_DU,
    LISA_X86ADD_WU,
    LISA_X86ADD_DU,
    LISA_X86SUB_WU,
    LISA_X86SUB_DU,
    LISA_X86ADD_B,
    LISA_X86ADD_H,
    LISA_X86ADD_W,
    LISA_X86ADD_D,
    LISA_X86SUB_B,
    LISA_X86SUB_H,
    LISA_X86SUB_W,
    LISA_X86SUB_D,
    LISA_X86ADC_B,
    LISA_X86ADC_H,
    LISA_X86ADC_W,
    LISA_X86ADC_D,
    LISA_X86SBC_B,
    LISA_X86SBC_H,
    LISA_X86SBC_W,
    LISA_X86SBC_D,
    LISA_X86SLL_B,
    LISA_X86SLL_H,
    LISA_X86SLL_W,
    LISA_X86SLL_D,
    LISA_X86SRL_B,
    LISA_X86SRL_H,
    LISA_X86SRL_W,
    LISA_X86SRL_D,
    LISA_X86SRA_B,
    LISA_X86SRA_H,
    LISA_X86SRA_W,
    LISA_X86SRA_D,
    LISA_X86ROTR_B,
    LISA_X86ROTR_H,
    LISA_X86ROTR_D,
    LISA_X86ROTR_W,
    LISA_X86ROTL_B,
    LISA_X86ROTL_H,
    LISA_X86ROTL_W,
    LISA_X86ROTL_D,
    LISA_X86RCR_B,
    LISA_X86RCR_H,
    LISA_X86RCR_W,
    LISA_X86RCR_D,
    LISA_X86RCL_B,
    LISA_X86RCL_H,
    LISA_X86RCL_W,
    LISA_X86RCL_D,
    LISA_X86AND_B,
    LISA_X86AND_H,
    LISA_X86AND_W,
    LISA_X86AND_D,
    LISA_X86OR_B,
    LISA_X86OR_H,
    LISA_X86OR_W,
    LISA_X86OR_D,
    LISA_X86XOR_B,
    LISA_X86XOR_H,
    LISA_X86XOR_W,
    LISA_X86XOR_D,
    LISA_ARMNOT_W,
    LISA_ARMMOV_W,
    LISA_ARMMOV_D,
    LISA_ARMRRX_W,
    LISA_SLLI_W,
    LISA_SLLI_D,
    LISA_SRLI_W,
    LISA_SRLI_D,
    LISA_SRAI_W,
    LISA_SRAI_D,
    LISA_ROTRI_B,
    LISA_ROTRI_H,
    LISA_ROTRI_W,
    LISA_ROTRI_D,
    LISA_RCRI_B,
    LISA_RCRI_H,
    LISA_RCRI_W,
    LISA_RCRI_D,
    LISA_X86SLLI_B,
    LISA_X86SLLI_H,
    LISA_X86SLLI_W,
    LISA_X86SLLI_D,
    LISA_X86SRLI_B,
    LISA_X86SRLI_H,
    LISA_X86SRLI_W,
    LISA_X86SRLI_D,
    LISA_X86SRAI_B,
    LISA_X86SRAI_H,
    LISA_X86SRAI_W,
    LISA_X86SRAI_D,
    LISA_X86ROTRI_B,
    LISA_X86ROTRI_H,
    LISA_X86ROTRI_W,
    LISA_X86ROTRI_D,
    LISA_X86RCRI_B,
    LISA_X86RCRI_H,
    LISA_X86RCRI_W,
    LISA_X86RCRI_D,
    LISA_X86ROTLI_B,
    LISA_X86ROTLI_H,
    LISA_X86ROTLI_W,
    LISA_X86ROTLI_D,
    LISA_X86RCLI_B,
    LISA_X86RCLI_H,
    LISA_X86RCLI_W,
    LISA_X86RCLI_D,
    LISA_X86SETTAG,
    LISA_X86MFFLAG,
    LISA_X86MTFLAG,
    LISA_ARMMFFLAG,
    LISA_ARMMTFLAG,
    LISA_BSTRINS_W,
    LISA_BSTRPICK_W,
    LISA_BSTRINS_D,
    LISA_BSTRPICK_D,
    LISA_SLTI,
    LISA_SLTUI,
    LISA_ADDI_W,
    LISA_ADDI_D,
    LISA_LU52I_D,
    LISA_ANDI,
    LISA_ORI,
    LISA_XORI,
    LISA_ADDU16I_D,
    LISA_LU12I_W,
    LISA_LU32I_D,
    LISA_PCADDI,
    LISA_PCALAU12I,
    LISA_PCADDU12I,
    LISA_PCADDU18I,
    LISA_LL_W,
    LISA_SC_W,
    LISA_LL_D,
    LISA_SC_D,
    LISA_LDPTR_W,
    LISA_STPTR_W,
    LISA_LDPTR_D,
    LISA_STPTR_D,
    LISA_LD_B,
    LISA_LD_H,
    LISA_LD_W,
    LISA_LD_D,
    LISA_ST_B,
    LISA_ST_H,
    LISA_ST_W,
    LISA_ST_D,
    LISA_LD_BU,
    LISA_LD_HU,
    LISA_LD_WU,
    LISA_PRELD,
    LISA_FLD_S,
    LISA_FST_S,
    LISA_FLD_D,
    LISA_FST_D,
    LISA_VLD,
    LISA_VST,
    LISA_XVLD,
    LISA_XVST,
    LISA_LDL_W,
    LISA_LDR_W,
    LISA_LDL_D,
    LISA_LDR_D,
    LISA_STL_W,
    LISA_STR_W,
    LISA_STL_D,
    LISA_STR_D,
    LISA_VLDREPL_D,
    LISA_VLDREPL_W,
    LISA_VLDREPL_H,
    LISA_VLDREPL_B,
    LISA_VSTELM_D,
    LISA_VSTELM_W,
    LISA_VSTELM_H,
    LISA_VSTELM_B,
    LISA_XVLDREPL_D,
    LISA_XVLDREPL_W,
    LISA_XVLDREPL_H,
    LISA_XVLDREPL_B,
    LISA_XVSTELM_D,
    LISA_XVSTELM_W,
    LISA_XVSTELM_H,
    LISA_XVSTELM_B,
    LISA_LDX_B,
    LISA_LDX_H,
    LISA_LDX_W,
    LISA_LDX_D,
    LISA_STX_B,
    LISA_STX_H,
    LISA_STX_W,
    LISA_STX_D,
    LISA_LDX_BU,
    LISA_LDX_HU,
    LISA_LDX_WU,
    LISA_PRELDX,
    LISA_FLDX_S,
    LISA_FLDX_D,
    LISA_FSTX_S,
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    LISA_VLDX,
    LISA_VSTX,
    LISA_XVLDX,
    LISA_XVSTX,
    LISA_AMSWAP_W,
    LISA_AMSWAP_D,
    LISA_AMADD_W,
    LISA_AMADD_D,
    LISA_AMAND_W,
    LISA_AMAND_D,
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    LISA_AMOR_D,
    LISA_AMXOR_W,
    LISA_AMXOR_D,
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    LISA_AMMIN_D,
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    LISA_AMMAX_DU,
    LISA_AMMIN_WU,
    LISA_AMMIN_DU,
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    LISA_AMSWAP_DB_D,
    LISA_AMADD_DB_W,
    LISA_AMADD_DB_D,
    LISA_AMAND_DB_W,
    LISA_AMAND_DB_D,
    LISA_AMOR_DB_W,
    LISA_AMOR_DB_D,
    LISA_AMXOR_DB_W,
    LISA_AMXOR_DB_D,
    LISA_AMMAX_DB_W,
    LISA_AMMAX_DB_D,
    LISA_AMMIN_DB_W,
    LISA_AMMIN_DB_D,
    LISA_AMMAX_DB_WU,
    LISA_AMMAX_DB_DU,
    LISA_AMMIN_DB_WU,
    LISA_AMMIN_DB_DU,
    LISA_DBAR,
    LISA_IBAR,
    LISA_FLDGT_S,
    LISA_FLDGT_D,
    LISA_FLDLE_S,
    LISA_FLDLE_D,
    LISA_FSTGT_S,
    LISA_FSTGT_D,
    LISA_FSTLE_S,
    LISA_FSTLE_D,
    LISA_LDGT_B,
    LISA_LDGT_H,
    LISA_LDGT_W,
    LISA_LDGT_D,
    LISA_LDLE_B,
    LISA_LDLE_H,
    LISA_LDLE_W,
    LISA_LDLE_D,
    LISA_STGT_B,
    LISA_STGT_H,
    LISA_STGT_W,
    LISA_STGT_D,
    LISA_STLE_B,
    LISA_STLE_H,
    LISA_STLE_W,
    LISA_STLE_D,
    LISA_BEQZ,
    LISA_BNEZ,
    LISA_BCEQZ,
    LISA_BCNEZ,
    LISA_JISCR0,
    LISA_JISCR1,
    LISA_JIRL,
    LISA_B,
    LISA_BL,
    LISA_BEQ,
    LISA_BNE,
    LISA_BLT,
    LISA_BGE,
    LISA_BLTU,
    LISA_BGEU,
    LISA_FADD_S,
    LISA_FADD_D,
    LISA_FSUB_S,
    LISA_FSUB_D,
    LISA_FMUL_S,
    LISA_FMUL_D,
    LISA_FDIV_S,
    LISA_FDIV_D,
    LISA_FMAX_S,
    LISA_FMAX_D,
    LISA_FMIN_S,
    LISA_FMIN_D,
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    LISA_FMAXA_D,
    LISA_FMINA_S,
    LISA_FMINA_D,
    LISA_FSCALEB_S,
    LISA_FSCALEB_D,
    LISA_FCOPYSIGN_S,
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    LISA_FABS_S,
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    LISA_FNEG_D,
    LISA_FLOGB_S,
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    LISA_FCLASS_S,
    LISA_FCLASS_D,
    LISA_FSQRT_S,
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    LISA_FRECIP_S,
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    LISA_FRSQRT_S,
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    LISA_FMOV_S,
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    LISA_MOVGR2FR_W,
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    LISA_MOVFRH2GR_S,
    LISA_MOVGR2FCSR,
    LISA_MOVFCSR2GR,
    LISA_MOVFR2CF,
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    LISA_MOVGR2CF,
    LISA_MOVCF2GR,
    LISA_FCVT_LD_D,
    LISA_FCVT_UD_D,
    LISA_FCVT_D_LD,
    LISA_FCVT_S_D,
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    LISA_FTINTRM_W_S,
    LISA_FTINTRM_W_D,
    LISA_FTINTRM_L_S,
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    LISA_FTINTRP_W_S,
    LISA_FTINTRP_W_D,
    LISA_FTINTRP_L_S,
    LISA_FTINTRP_L_D,
    LISA_FTINTRZ_W_S,
    LISA_FTINTRZ_W_D,
    LISA_FTINTRZ_L_S,
    LISA_FTINTRZ_L_D,
    LISA_FTINTRNE_W_S,
    LISA_FTINTRNE_W_D,
    LISA_FTINTRNE_L_S,
    LISA_FTINTRNE_L_D,
    LISA_FTINT_W_S,
    LISA_FTINT_W_D,
    LISA_FTINT_L_S,
    LISA_FTINT_L_D,
    LISA_FFINT_S_W,
    LISA_FFINT_S_L,
    LISA_FFINT_D_W,
    LISA_FFINT_D_L,
    LISA_FRINT_S,
    LISA_FRINT_D,
    LISA_FMADD_S,
    LISA_FMADD_D,
    LISA_FMSUB_S,
    LISA_FMSUB_D,
    LISA_FNMADD_S,
    LISA_FNMADD_D,
    LISA_FNMSUB_S,
    LISA_FNMSUB_D,
    LISA_VFMADD_S,
    LISA_VFMADD_D,
    LISA_VFMSUB_S,
    LISA_VFMSUB_D,
    LISA_VFNMADD_S,
    LISA_VFNMADD_D,
    LISA_VFNMSUB_S,
    LISA_VFNMSUB_D,
    LISA_XVFMADD_S,
    LISA_XVFMADD_D,
    LISA_XVFMSUB_S,
    LISA_XVFMSUB_D,
    LISA_XVFNMADD_S,
    LISA_XVFNMADD_D,
    LISA_XVFNMSUB_S,
    LISA_XVFNMSUB_D,
    LISA_FCMP_COND_S,
    LISA_FCMP_COND_D,
    LISA_VFCMP_COND_S,
    LISA_VFCMP_COND_D,
    LISA_XVFCMP_COND_S,
    LISA_XVFCMP_COND_D,
    LISA_FSEL,
    LISA_VBITSEL_V,
    LISA_XVBITSEL_V,
    LISA_VSHUF_B,
    LISA_XVSHUF_B,
    LISA_VEXTR_V,
    LISA_XVEXTR_V,
    LISA_VFMADDSUB_S,
    LISA_VFMADDSUB_D,
    LISA_VFMSUBADD_S,
    LISA_VFMSUBADD_D,
    LISA_XVFMADDSUB_S,
    LISA_XVFMADDSUB_D,
    LISA_XVFMSUBADD_S,
    LISA_XVFMSUBADD_D,
    LISA_VSEQ_B,
    LISA_VSEQ_H,
    LISA_VSEQ_W,
    LISA_VSEQ_D,
    LISA_VSLE_B,
    LISA_VSLE_H,
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    LISA_XVSSRLRNENI_W_D,
    LISA_XVSSRLRNENI_D_Q,
    LISA_XVSSRLRNENI_BU_H,
    LISA_XVSSRLRNENI_HU_W,
    LISA_XVSSRLRNENI_WU_D,
    LISA_XVSSRLRNENI_DU_Q,
    LISA_XVSSRARNENI_B_H,
    LISA_XVSSRARNENI_H_W,
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    LISA_XVSSRARNENI_D_Q,
    LISA_XVSSRARNENI_BU_H,
    LISA_XVSSRARNENI_HU_W,
    LISA_XVSSRARNENI_WU_D,
    LISA_XVSSRARNENI_DU_Q,
    LISA_XVEXTRINS_D,
    LISA_XVEXTRINS_W,
    LISA_XVEXTRINS_H,
    LISA_XVEXTRINS_B,
    LISA_XVSHUF4I_B,
    LISA_XVSHUF4I_H,
    LISA_XVSHUF4I_W,
    LISA_XVSHUF4I_D,
    LISA_XVSHUFI1_B,
    LISA_XVSHUFI2_B,
    LISA_XVSHUFI3_B,
    LISA_XVSHUFI4_B,
    LISA_XVSHUFI1_H,
    LISA_XVSHUFI2_H,
    LISA_XVSELI_H,
    LISA_XVSELI_W,
    LISA_XVSELI_D,
    LISA_XVBITSELI_B,
    LISA_XVBITMVZI_B,
    LISA_XVBITMVNZI_B,
    LISA_XVANDI_B,
    LISA_XVORI_B,
    LISA_XVXORI_B,
    LISA_XVNORI_B,
    LISA_XVLDI,
    LISA_XVPERMI_W,
    LISA_XVPERMI_D,
    LISA_XVPERMI_Q,
    LISA_ENDING,
} IR2_OPCODE;

/* IR2_OPND_TYPE */
typedef enum {
    IR2_OPND_NONE = 80,
    IR2_OPND_GPR,
    IR2_OPND_SCR,
    IR2_OPND_FPR,
    IR2_OPND_FCSR,      /* immediate used in cfc1/ctc1 */
    IR2_OPND_CC,        /* condition code, FCC field in FCSR */
    IR2_OPND_IMM,       /* immediate */
    IR2_OPND_LABEL,
    IR2_OPND_MEM,       /* middle type. not used as backend */
} IR2_OPND_TYPE;

/* Operand Bit Field Type */
typedef enum {
    OPD_INVALID = 0,
    FCC_CA,
    FCC_CD,
    FCC_CJ,
    IMM_CODE,
    IMM_CONDF,
    IMM_CONDH,
    IMM_CONDL,
    OPD_CSR,
    FPR_FA,
    OPD_FCSRH,
    OPD_FCSRL,
    FPR_FD,
    FPR_FJ,
    FPR_FK,
    IMM_HINTL,
    IMM_HINTS,
    IMM_I13,
    IMM_IDXS,
    IMM_IDXM,
    IMM_IDXL,
    IMM_IDXLL,
    IMM_LEVEL,
    IMM_LSBD,
    IMM_LSBW,
    IMM_MODE,
    IMM_MSBD,
    IMM_MSBW,
    IMM_OFFS,
    IMM_OFFL,
    IMM_OFFLL,
    OPD_OPCACHE,
    IMM_OPX86,
    IMM_PTR,
    GPR_RD,
    GPR_RJ,
    GPR_RK,
    IMM_SA2,
    IMM_SA3,
    SCR_SD,
    IMM_SEQ,
    IMM_SI10,
    IMM_SI11,
    IMM_SI12,
    IMM_SI14,
    IMM_SI16,
    IMM_SI20,
    IMM_SI5,
    IMM_SI8,
    IMM_SI9,
    SCR_SJ,
    IMM_UI1,
    IMM_UI12,
    IMM_UI2,
    IMM_UI3,
    IMM_UI4,
    IMM_UI5H,
    IMM_UI5L,
    IMM_UI6,
    IMM_UI7,
    IMM_UI8,
    FPR_VA,
    FPR_VD,
    FPR_VJ,
    FPR_VK,
    FPR_XA,
    FPR_XD,
    FPR_XJ,
    FPR_XK,
} GM_OPERAND_TYPE;

extern const IR2_OPND_TYPE ir2_opnd_type_table[];

/* Opcode Format */
typedef struct pair {
    int start;
    int end;
} pair;

typedef struct {
    GM_OPERAND_TYPE type;
    pair bit_range_0;
    pair bit_range_1; /* some branch offset is splited into 2 parts */
} GM_OPERAND_PLACE_RELATION;

typedef struct {
    IR2_OPCODE op;
    uint32_t opcode;
    GM_OPERAND_TYPE opnd[4];
} GM_LA_OPCODE_FORMAT;

extern const GM_OPERAND_PLACE_RELATION bit_field_table[];

extern const GM_LA_OPCODE_FORMAT lisa_format_table[];

typedef IR2_OPCODE LA_OPCODE;
typedef IR2_OPND_TYPE LA_OPND_TYPE;

typedef struct {
    int val;
} LA_OPND;

typedef struct Ins {
    LA_OPCODE op;
    LA_OPND opnd[4];
    int opnd_count;

    /* linked list */
    struct Ins *prev;
    struct Ins *next;
} Ins;

uint32_t la_assemble(Ins *ins);

void la_disasm(uint32_t opcode, Ins *ins);
LA_OPCODE get_ins_op(uint32_t insn);
int extract_opnd_val(uint32_t insn, GM_OPERAND_TYPE type);

LA_OPND_TYPE get_opnd_type(Ins *ins, int i);

const char *ins_name(Ins *ins);
const char *gpr_name(uint32_t gpr);

void sprint_op(LA_OPCODE op, char *msg);
void sprint_ins(Ins *ins, char *msg);
void sprint_disasm(uint32_t opcode, char *msg);

void print_op(LA_OPCODE op);
void print_ins(Ins *ins);
void print_disasm(uint32_t opcode);

#endif