Updated MANIFEST
[ocaml-bitstring.git] / pa_bitmatch.ml
index 2c5a6de..1e3225c 100644 (file)
@@ -1,5 +1,21 @@
 (* Bitmatch syntax extension.
- * $Id: pa_bitmatch.ml,v 1.1 2008-03-31 22:52:17 rjones Exp $
+ * Copyright (C) 2008 Red Hat Inc., Richard W.M. Jones
+ *
+ * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+ * License as published by the Free Software Foundation; either
+ * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ *
+ * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * Lesser General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+ * License along with this library; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ *
+ * $Id$
  *)
 
 open Printf
@@ -8,17 +24,63 @@ open Camlp4.PreCast
 open Syntax
 open Ast
 
-type m = Fields of f list              (* field ; field -> ... *)
-       | Bind of string option         (* _ -> ... *)
-and f = {
-  ident : string;                      (* field name *)
+(* If this is true then we emit some debugging code which can
+ * be useful to tell what is happening during matches.  You
+ * also need to do 'Bitmatch.debug := true' in your main program.
+ *
+ * If this is false then no extra debugging code is emitted.
+ *)
+let debug = false
+
+(* Work out if an expression is an integer constant.
+ *
+ * Returns [Some i] if so (where i is the integer value), else [None].
+ *
+ * Fairly simplistic algorithm: we can only detect simple constant
+ * expressions such as [k], [k+c], [k-c] etc.
+ *)
+let rec expr_is_constant = function
+  | <:expr< $int:i$ >> ->              (* Literal integer constant. *)
+    Some (int_of_string i)
+  | <:expr< $a$ + $b$ >> ->            (* Addition of constants. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a+b)
+     | _ -> None)
+  | <:expr< $a$ - $b$ >> ->            (* Subtraction. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a-b)
+     | _ -> None)
+  | <:expr< $a$ * $b$ >> ->            (* Multiplication. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a*b)
+     | _ -> None)
+  | <:expr< $a$ / $b$ >> ->            (* Division. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a/b)
+     | _ -> None)
+  | <:expr< $a$ lsl $b$ >> ->          (* Shift left. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a lsl b)
+     | _ -> None)
+  | <:expr< $a$ lsr $b$ >> ->          (* Shift right. *)
+    (match expr_is_constant a, expr_is_constant b with
+     | Some a, Some b -> Some (a lsr b)
+     | _ -> None)
+  | _ -> None                          (* Anything else is not constant. *)
+
+(* Field.  In bitmatch (patterns) the type is [patt field].  In
+ * BITSTRING (constructor) the type is [expr field].
+ *)
+type 'a field = {
+  field : 'a;                          (* field ('a is either patt or expr) *)
   flen : expr;                         (* length in bits, may be non-const *)
-  endian : endian;                     (* endianness *)
+  endian : Bitmatch.endian;            (* endianness *)
   signed : bool;                       (* true if signed, false if unsigned *)
   t : t;                               (* type *)
+  _loc : Loc.t;                                (* location in source code *)
+  printer : 'a -> string;              (* turn the field into a string *)
 }
-and endian = BigEndian | LittleEndian | NativeEndian
-and t = Int | Bitstring
+and t = Int | String | Bitstring
 
 (* Generate a fresh, unique symbol each time called. *)
 let gensym =
@@ -27,8 +89,8 @@ let gensym =
     incr i; let i = !i in
     sprintf "__pabitmatch_%s_%d" name i
 
-(* Deal with the qualifiers which appear for a field. *)
-let output_field _loc name flen qs =
+(* Deal with the qualifiers which appear for a field of both types. *)
+let parse_field _loc field flen qs printer =
   let endian, signed, t =
     match qs with
     | None -> (None, None, None)
@@ -40,21 +102,21 @@ let output_field _loc name flen qs =
                if endian <> None then
                  Loc.raise _loc (Failure "an endian flag has been set already")
                else (
-                 let endian = Some BigEndian in
+                 let endian = Some Bitmatch.BigEndian in
                  (endian, signed, t)
                )
            | "littleendian" ->
                if endian <> None then
                  Loc.raise _loc (Failure "an endian flag has been set already")
                else (
-                 let endian = Some LittleEndian in
+                 let endian = Some Bitmatch.LittleEndian in
                  (endian, signed, t)
                )
            | "nativeendian" ->
                if endian <> None then
                  Loc.raise _loc (Failure "an endian flag has been set already")
                else (
-                 let endian = Some NativeEndian in
+                 let endian = Some Bitmatch.NativeEndian in
                  (endian, signed, t)
                )
            | "signed" ->
@@ -78,6 +140,13 @@ let output_field _loc name flen qs =
                  let t = Some Int in
                  (endian, signed, t)
                )
+           | "string" ->
+               if t <> None then
+                 Loc.raise _loc (Failure "a type flag has been set already")
+               else (
+                 let t = Some String in
+                 (endian, signed, t)
+               )
            | "bitstring" ->
                if t <> None then
                  Loc.raise _loc (Failure "a type flag has been set already")
@@ -89,27 +158,323 @@ let output_field _loc name flen qs =
                Loc.raise _loc (Failure (s ^ ": unknown qualifier"))
        ) (None, None, None) qs in
 
-  (* If type is set to bitstring then endianness and signedness
-   * qualifiers are meaningless and must not be set.
+  (* If type is set to string or bitstring then endianness and
+   * signedness qualifiers are meaningless and must not be set.
    *)
-  if t = Some Bitstring && (endian <> None || signed <> None) then
-    Loc.raise _loc (
-      Failure "bitstring type and endian or signed qualifiers cannot be mixed"
-    );
+  if (t = Some Bitstring || t = Some String)
+    && (endian <> None || signed <> None) then
+      Loc.raise _loc (
+       Failure "string types and endian or signed qualifiers cannot be mixed"
+      );
 
   (* Default endianness, signedness, type. *)
-  let endian = match endian with None -> BigEndian | Some e -> e in
+  let endian = match endian with None -> Bitmatch.BigEndian | Some e -> e in
   let signed = match signed with None -> false | Some s -> s in
   let t = match t with None -> Int | Some t -> t in
 
   {
-    ident = name;
+    field = field;
     flen = flen;
     endian = endian;
     signed = signed;
     t = t;
+    _loc = _loc;
+    printer = printer;
   }
 
+let string_of_t = function
+  | Int -> "int"
+  | String -> "string"
+  | Bitstring -> "bitstring"
+
+let patt_printer = function
+  | <:patt< $lid:id$ >> -> id
+  | _ -> "[pattern]"
+
+let expr_printer = function
+  | <:expr< $lid:id$ >> -> id
+  | _ -> "[expression]"
+
+let string_of_field { field = field; flen = flen;
+                     endian = endian; signed = signed; t = t;
+                     _loc = _loc;
+                     printer = printer} =
+  let flen =
+    match expr_is_constant flen with
+    | Some i -> string_of_int i
+    | None -> "[non-const-len]" in
+  let endian = Bitmatch.string_of_endian endian in
+  let signed = if signed then "signed" else "unsigned" in
+  let t = string_of_t t in
+  let loc_fname = Loc.file_name _loc in
+  let loc_line = Loc.start_line _loc in
+  let loc_char = Loc.start_off _loc - Loc.start_bol _loc in
+
+  sprintf "%s : %s : %s, %s, %s @ (%S, %d, %d)"
+    (printer field) flen t endian signed loc_fname loc_line loc_char
+
+(* Generate the code for a constructor, ie. 'BITSTRING ...'. *)
+let output_constructor _loc fields =
+  let loc_fname = Loc.file_name _loc in
+  let loc_line = string_of_int (Loc.start_line _loc) in
+  let loc_char = string_of_int (Loc.start_off _loc - Loc.start_bol _loc) in
+
+  (* Bitstrings are created like the 'Buffer' module (in fact, using
+   * the Buffer module), by appending snippets to a growing buffer.
+   * This is reasonably efficient and avoids a lot of garbage.
+   *)
+  let buffer = gensym "buffer" in
+
+  (* General exception which is raised inside the constructor functions
+   * when an int expression is out of range at runtime.
+   *)
+  let exn = gensym "exn" in
+  let exn_used = ref false in
+
+  (* Convert each field to a simple bitstring-generating expression. *)
+  let fields = List.map (
+    fun {field=fexpr; flen=flen; endian=endian; signed=signed;
+        t=t; _loc=_loc} ->
+      (* Is flen an integer constant?  If so, what is it?  This
+       * is very simple-minded and only detects simple constants.
+       *)
+      let flen_is_const = expr_is_constant flen in
+
+      let name_of_int_construct_const = function
+         (* XXX As an enhancement we should allow a 64-bit-only
+          * mode which lets us use 'int' up to 63 bits and won't
+          * compile on 32-bit platforms.
+          *)
+         (* XXX The meaning of signed/unsigned breaks down at
+          * 31, 32, 63 and 64 bits.
+          *)
+       | (1, _, _) -> "construct_bit"
+       | ((2|3|4|5|6|7|8), _, false) -> "construct_char_unsigned"
+       | ((2|3|4|5|6|7|8), _, true) -> "construct_char_signed"
+       | (i, Bitmatch.BigEndian, false) when i <= 31 ->
+           "construct_int_be_unsigned"
+       | (i, Bitmatch.BigEndian, true) when i <= 31 ->
+           "construct_int_be_signed"
+       | (i, Bitmatch.LittleEndian, false) when i <= 31 ->
+           "construct_int_le_unsigned"
+       | (i, Bitmatch.LittleEndian, true) when i <= 31 ->
+           "construct_int_le_signed"
+       | (i, Bitmatch.NativeEndian, false) when i <= 31 ->
+           "construct_int_ne_unsigned"
+       | (i, Bitmatch.NativeEndian, true) when i <= 31 ->
+           "construct_int_ne_signed"
+       | (32, Bitmatch.BigEndian, false) -> "construct_int32_be_unsigned"
+       | (32, Bitmatch.BigEndian, true) -> "construct_int32_be_signed"
+       | (32, Bitmatch.LittleEndian, false) -> "construct_int32_le_unsigned"
+       | (32, Bitmatch.LittleEndian, true) -> "construct_int32_le_signed"
+       | (32, Bitmatch.NativeEndian, false) -> "construct_int32_ne_unsigned"
+       | (32, Bitmatch.NativeEndian, true) -> "construct_int32_ne_signed"
+       | (_, Bitmatch.BigEndian, false) -> "construct_int64_be_unsigned"
+       | (_, Bitmatch.BigEndian, true) -> "construct_int64_be_signed"
+       | (_, Bitmatch.LittleEndian, false) -> "construct_int64_le_unsigned"
+       | (_, Bitmatch.LittleEndian, true) -> "construct_int64_le_signed"
+       | (_, Bitmatch.NativeEndian, false) -> "construct_int64_ne_unsigned"
+       | (_, Bitmatch.NativeEndian, true) -> "construct_int64_ne_signed"
+      in
+      let name_of_int_construct = function
+         (* XXX As an enhancement we should allow users to
+          * specify that a field length can fit into a char/int/int32
+          * (of course, this would have to be checked at runtime).
+          *)
+       | (Bitmatch.BigEndian, false) -> "construct_int64_be_unsigned"
+       | (Bitmatch.BigEndian, true) -> "construct_int64_be_signed"
+       | (Bitmatch.LittleEndian, false) -> "construct_int64_le_unsigned"
+       | (Bitmatch.LittleEndian, true) -> "construct_int64_le_signed"
+       | (Bitmatch.NativeEndian, false) -> "construct_int64_ne_unsigned"
+       | (Bitmatch.NativeEndian, true) -> "construct_int64_ne_signed"
+      in
+
+      let expr =
+       match t, flen_is_const with
+       (* Common case: int field, constant flen.
+        *
+        * Range checks are done inside the construction function
+        * because that's a lot simpler w.r.t. types.  It might
+        * be better to move them here. XXX
+        *)
+       | Int, Some i when i > 0 && i <= 64 ->
+           let construct_func =
+             name_of_int_construct_const (i,endian,signed) in
+           exn_used := true;
+
+           <:expr<
+             Bitmatch.$lid:construct_func$ $lid:buffer$ $fexpr$ $flen$
+               $lid:exn$
+           >>
+
+       | Int, Some _ ->
+           Loc.raise _loc (Failure "length of int field must be [1..64]")
+
+       (* Int field, non-constant length.  We need to perform a runtime
+        * test to ensure the length is [1..64].
+        *
+        * Range checks are done inside the construction function
+        * because that's a lot simpler w.r.t. types.  It might
+        * be better to move them here. XXX
+        *)
+       | Int, None ->
+           let construct_func = name_of_int_construct (endian,signed) in
+           exn_used := true;
+
+           <:expr<
+             if $flen$ >= 1 && $flen$ <= 64 then
+               Bitmatch.$lid:construct_func$ $lid:buffer$ $fexpr$ $flen$
+                 $lid:exn$
+             else
+               raise (Bitmatch.Construct_failure
+                        ("length of int field must be [1..64]",
+                         $str:loc_fname$,
+                         $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+           >>
+
+        (* String, constant length > 0, must be a multiple of 8. *)
+       | String, Some i when i > 0 && i land 7 = 0 ->
+           let bs = gensym "bs" in
+           <:expr<
+             let $lid:bs$ = $fexpr$ in
+             if String.length $lid:bs$ = ($flen$ lsr 3) then
+               Bitmatch.construct_string $lid:buffer$ $lid:bs$
+             else
+               raise (Bitmatch.Construct_failure
+                        ("length of string does not match declaration",
+                         $str:loc_fname$,
+                         $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+           >>
+
+       (* String, constant length -1, means variable length string
+        * with no checks.
+        *)
+       | String, Some (-1) ->
+           <:expr< Bitmatch.construct_string $lid:buffer$ $fexpr$ >>
+
+       (* String, constant length = 0 is probably an error, and so is
+        * any other value.
+        *)
+       | String, Some _ ->
+           Loc.raise _loc (Failure "length of string must be > 0 and a multiple of 8, or the special value -1")
+
+       (* String, non-constant length.
+        * We check at runtime that the length is > 0, a multiple of 8,
+        * and matches the declared length.
+        *)
+       | String, None ->
+           let bslen = gensym "bslen" in
+           let bs = gensym "bs" in
+           <:expr<
+             let $lid:bslen$ = $flen$ in
+             if $lid:bslen$ > 0 then (
+               if $lid:bslen$ land 7 = 0 then (
+                 let $lid:bs$ = $fexpr$ in
+                 if String.length $lid:bs$ = ($lid:bslen$ lsr 3) then
+                   Bitmatch.construct_string $lid:buffer$ $lid:bs$
+                 else
+                   raise (Bitmatch.Construct_failure
+                            ("length of string does not match declaration",
+                             $str:loc_fname$,
+                             $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+               ) else
+                 raise (Bitmatch.Construct_failure
+                          ("length of string must be a multiple of 8",
+                           $str:loc_fname$,
+                           $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+             ) else
+               raise (Bitmatch.Construct_failure
+                        ("length of string must be > 0",
+                         $str:loc_fname$,
+                         $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+           >>
+
+        (* Bitstring, constant length > 0. *)
+       | Bitstring, Some i when i > 0 ->
+           let bs = gensym "bs" in
+           <:expr<
+             let $lid:bs$ = $fexpr$ in
+             if Bitmatch.bitstring_length $lid:bs$ = $flen$ then
+               Bitmatch.construct_bitstring $lid:buffer$ $lid:bs$
+             else
+               raise (Bitmatch.Construct_failure
+                        ("length of bitstring does not match declaration",
+                         $str:loc_fname$,
+                         $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+           >>
+
+       (* Bitstring, constant length -1, means variable length bitstring
+        * with no checks.
+        *)
+       | Bitstring, Some (-1) ->
+           <:expr< Bitmatch.construct_bitstring $lid:buffer$ $fexpr$ >>
+
+       (* Bitstring, constant length = 0 is probably an error, and so is
+        * any other value.
+        *)
+       | Bitstring, Some _ ->
+           Loc.raise _loc
+             (Failure
+                "length of bitstring must be > 0 or the special value -1")
+
+       (* Bitstring, non-constant length.
+        * We check at runtime that the length is > 0 and matches
+        * the declared length.
+        *)
+       | Bitstring, None ->
+           let bslen = gensym "bslen" in
+           let bs = gensym "bs" in
+           <:expr<
+             let $lid:bslen$ = $flen$ in
+             if $lid:bslen$ > 0 then (
+               let $lid:bs$ = $fexpr$ in
+               if Bitmatch.bitstring_length $lid:bs$ = $lid:bslen$ then
+                 Bitmatch.construct_bitstring $lid:buffer$ $lid:bs$
+               else
+                 raise (Bitmatch.Construct_failure
+                          ("length of bitstring does not match declaration",
+                           $str:loc_fname$,
+                           $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+             ) else
+               raise (Bitmatch.Construct_failure
+                        ("length of bitstring must be > 0",
+                         $str:loc_fname$,
+                         $int:loc_line$, $int:loc_char$))
+           >> in
+      expr
+  ) fields in
+
+  (* Create the final bitstring.  Start by creating an empty buffer
+   * and then evaluate each expression above in turn which will
+   * append some more to the bitstring buffer.  Finally extract
+   * the bitstring.
+   *
+   * XXX We almost have enough information to be able to guess
+   * a good initial size for the buffer.
+   *)
+  let fields =
+    match fields with
+    | [] -> <:expr< [] >>
+    | h::t -> List.fold_left (fun h t -> <:expr< $h$; $t$ >>) h t in
+
+  let expr =
+    <:expr<
+      let $lid:buffer$ = Bitmatch.Buffer.create () in
+      $fields$;
+      Bitmatch.Buffer.contents $lid:buffer$
+    >> in
+
+  if !exn_used then
+    <:expr<
+      let $lid:exn$ =
+       Bitmatch.Construct_failure ("value out of range",
+                                   $str:loc_fname$,
+                                   $int:loc_line$, $int:loc_char$) in
+       $expr$
+    >>
+  else
+    expr
+
 (* Generate the code for a bitmatch statement.  '_loc' is the
  * location, 'bs' is the bitstring parameter, 'cases' are
  * the list of cases to test against.
@@ -130,49 +495,63 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
    *)
   let rec output_field_extraction inner = function
     | [] -> inner
-    | {ident=ident; flen=flen; endian=endian; signed=signed; t=t} :: fields ->
-       (* If length an integer constant?  If so, what is it?  This
+    | field :: fields ->
+       let {field=fpatt; flen=flen; endian=endian; signed=signed;
+            t=t; _loc=_loc}
+           = field in
+
+       (* Is flen an integer constant?  If so, what is it?  This
         * is very simple-minded and only detects simple constants.
         *)
-       let flen_is_const =
-         match flen with
-         | <:expr< $int:i$ >> -> Some (int_of_string i)
-         | _ -> None in
+       let flen_is_const = expr_is_constant flen in
 
        let name_of_int_extract_const = function
+           (* XXX As an enhancement we should allow a 64-bit-only
+            * mode which lets us use 'int' up to 63 bits and won't
+            * compile on 32-bit platforms.
+            *)
+           (* XXX The meaning of signed/unsigned breaks down at
+            * 31, 32, 63 and 64 bits.
+            *)
          | (1, _, _) -> "extract_bit"
-         | ((2|3|4|5|6|7), _, false) -> "extract_char_unsigned"
-         | ((2|3|4|5|6|7), _, true) -> "extract_char_signed"
-         | (i, BigEndian, false) when i <= 31 -> "extract_int_be_unsigned"
-         | (i, BigEndian, true) when i <= 31 -> "extract_int_be_signed"
-         | (i, LittleEndian, false) when i <= 31 -> "extract_int_le_unsigned"
-         | (i, LittleEndian, true) when i <= 31 -> "extract_int_le_signed"
-         | (i, NativeEndian, false) when i <= 31 -> "extract_int_ne_unsigned"
-         | (i, NativeEndian, true) when i <= 31 -> "extract_int_ne_signed"
-         | (32, BigEndian, false) -> "extract_int32_be_unsigned"
-         | (32, BigEndian, true) -> "extract_int32_be_signed"
-         | (32, LittleEndian, false) -> "extract_int32_le_unsigned"
-         | (32, LittleEndian, true) -> "extract_int32_le_signed"
-         | (32, NativeEndian, false) -> "extract_int32_ne_unsigned"
-         | (32, NativeEndian, true) -> "extract_int32_ne_signed"
-         | (_, BigEndian, false) -> "extract_int64_be_unsigned"
-         | (_, BigEndian, true) -> "extract_int64_be_signed"
-         | (_, LittleEndian, false) -> "extract_int64_le_unsigned"
-         | (_, LittleEndian, true) -> "extract_int64_le_signed"
-         | (_, NativeEndian, false) -> "extract_int64_ne_unsigned"
-         | (_, NativeEndian, true) -> "extract_int64_ne_signed"
+         | ((2|3|4|5|6|7|8), _, false) -> "extract_char_unsigned"
+         | ((2|3|4|5|6|7|8), _, true) -> "extract_char_signed"
+         | (i, Bitmatch.BigEndian, false) when i <= 31 ->
+             "extract_int_be_unsigned"
+         | (i, Bitmatch.BigEndian, true) when i <= 31 ->
+             "extract_int_be_signed"
+         | (i, Bitmatch.LittleEndian, false) when i <= 31 ->
+             "extract_int_le_unsigned"
+         | (i, Bitmatch.LittleEndian, true) when i <= 31 ->
+             "extract_int_le_signed"
+         | (i, Bitmatch.NativeEndian, false) when i <= 31 ->
+             "extract_int_ne_unsigned"
+         | (i, Bitmatch.NativeEndian, true) when i <= 31 ->
+             "extract_int_ne_signed"
+         | (32, Bitmatch.BigEndian, false) -> "extract_int32_be_unsigned"
+         | (32, Bitmatch.BigEndian, true) -> "extract_int32_be_signed"
+         | (32, Bitmatch.LittleEndian, false) -> "extract_int32_le_unsigned"
+         | (32, Bitmatch.LittleEndian, true) -> "extract_int32_le_signed"
+         | (32, Bitmatch.NativeEndian, false) -> "extract_int32_ne_unsigned"
+         | (32, Bitmatch.NativeEndian, true) -> "extract_int32_ne_signed"
+         | (_, Bitmatch.BigEndian, false) -> "extract_int64_be_unsigned"
+         | (_, Bitmatch.BigEndian, true) -> "extract_int64_be_signed"
+         | (_, Bitmatch.LittleEndian, false) -> "extract_int64_le_unsigned"
+         | (_, Bitmatch.LittleEndian, true) -> "extract_int64_le_signed"
+         | (_, Bitmatch.NativeEndian, false) -> "extract_int64_ne_unsigned"
+         | (_, Bitmatch.NativeEndian, true) -> "extract_int64_ne_signed"
        in
        let name_of_int_extract = function
            (* XXX As an enhancement we should allow users to
             * specify that a field length can fit into a char/int/int32
             * (of course, this would have to be checked at runtime).
             *)
-         | (BigEndian, false) -> "extract_int64_be_unsigned"
-         | (BigEndian, true) -> "extract_int64_be_signed"
-         | (LittleEndian, false) -> "extract_int64_le_unsigned"
-         | (LittleEndian, true) -> "extract_int64_le_signed"
-         | (NativeEndian, false) -> "extract_int64_ne_unsigned"
-         | (NativeEndian, true) -> "extract_int64_ne_signed"
+         | (Bitmatch.BigEndian, false) -> "extract_int64_be_unsigned"
+         | (Bitmatch.BigEndian, true) -> "extract_int64_be_signed"
+         | (Bitmatch.LittleEndian, false) -> "extract_int64_le_unsigned"
+         | (Bitmatch.LittleEndian, true) -> "extract_int64_le_signed"
+         | (Bitmatch.NativeEndian, false) -> "extract_int64_ne_unsigned"
+         | (Bitmatch.NativeEndian, true) -> "extract_int64_ne_signed"
        in
 
        let expr =
@@ -180,12 +559,13 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
          (* Common case: int field, constant flen *)
          | Int, Some i when i > 0 && i <= 64 ->
              let extract_func = name_of_int_extract_const (i,endian,signed) in
+             let v = gensym "val" in
              <:expr<
                if $lid:len$ >= $flen$ then (
-                 let $lid:ident$, $lid:off$, $lid:len$ =
+                 let $lid:v$, $lid:off$, $lid:len$ =
                    Bitmatch.$lid:extract_func$ $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$
                      $flen$ in
-                 $inner$
+                 match $lid:v$ with $fpatt$ when true -> $inner$ | _ -> ()
                )
              >>
 
@@ -198,17 +578,75 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
           *)
          | Int, None ->
              let extract_func = name_of_int_extract (endian,signed) in
+             let v = gensym "val" in
              <:expr<
-               if $flen$ >= 1 && $flen$ <= 64 && $flen$ >= $lid:len$ then (
-                 let $lid:ident$, $lid:off$, $lid:len$ =
+               if $flen$ >= 1 && $flen$ <= 64 && $flen$ <= $lid:len$ then (
+                 let $lid:v$, $lid:off$, $lid:len$ =
                    Bitmatch.$lid:extract_func$ $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$
                      $flen$ in
-                 $inner$
+                 match $lid:v$ with $fpatt$ when true -> $inner$ | _ -> ()
                )
              >>
 
-          (* Bitstring, constant flen >= 0. *)
+          (* String, constant flen > 0. *)
+         | String, Some i when i > 0 && i land 7 = 0 ->
+             let bs = gensym "bs" in
+             <:expr<
+               if $lid:len$ >= $flen$ then (
+                 let $lid:bs$, $lid:off$, $lid:len$ =
+                   Bitmatch.extract_bitstring $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$
+                     $flen$ in
+                 match Bitmatch.string_of_bitstring $lid:bs$ with
+                 | $fpatt$ when true -> $inner$
+                 | _ -> ()
+               )
+             >>
+
+          (* String, constant flen = -1, means consume all the
+          * rest of the input.
+          *)
+         | String, Some i when i = -1 ->
+             let bs = gensym "bs" in
+             <:expr<
+               let $lid:bs$, $lid:off$, $lid:len$ =
+                 Bitmatch.extract_remainder $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$ in
+               match Bitmatch.string_of_bitstring $lid:bs$ with
+               | $fpatt$ when true -> $inner$
+               | _ -> ()
+             >>
+
+         | String, Some _ ->
+             Loc.raise _loc (Failure "length of string must be > 0 and a multiple of 8, or the special value -1")
+
+         (* String field, non-const flen.  We check the flen is > 0
+          * and a multiple of 8 (-1 is not allowed here), at runtime.
+          *)
+         | String, None ->
+             let bs = gensym "bs" in
+             <:expr<
+               if $flen$ >= 0 && $flen$ <= $lid:len$
+                 && $flen$ land 7 = 0 then (
+                   let $lid:bs$, $lid:off$, $lid:len$ =
+                     Bitmatch.extract_bitstring
+                       $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$ $flen$ in
+                   match Bitmatch.string_of_bitstring $lid:bs$ with
+                   | $fpatt$ when true -> $inner$
+                   | _ -> ()
+                 )
+             >>
+
+          (* Bitstring, constant flen >= 0.
+          * At the moment all we can do is assign the bitstring to an
+          * identifier.
+          *)
          | Bitstring, Some i when i >= 0 ->
+             let ident =
+               match fpatt with
+               | <:patt< $lid:ident$ >> -> ident
+               | <:patt< _ >> -> "_"
+               | _ ->
+                   Loc.raise _loc
+                     (Failure "cannot compare a bitstring to a constant") in
              <:expr<
                if $lid:len$ >= $flen$ then (
                  let $lid:ident$, $lid:off$, $lid:len$ =
@@ -222,6 +660,13 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
           * rest of the input.
           *)
          | Bitstring, Some i when i = -1 ->
+             let ident =
+               match fpatt with
+               | <:patt< $lid:ident$ >> -> ident
+               | <:patt< _ >> -> "_"
+               | _ ->
+                   Loc.raise _loc
+                     (Failure "cannot compare a bitstring to a constant") in
              <:expr<
                let $lid:ident$, $lid:off$, $lid:len$ =
                  Bitmatch.extract_remainder $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$ in
@@ -235,8 +680,15 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
           * (-1 is not allowed here) at runtime.
           *)
          | Bitstring, None ->
+             let ident =
+               match fpatt with
+               | <:patt< $lid:ident$ >> -> ident
+               | <:patt< _ >> -> "_"
+               | _ ->
+                   Loc.raise _loc
+                     (Failure "cannot compare a bitstring to a constant") in
              <:expr<
-               if $flen$ >= 0 && $lid:len$ >= $flen$ then (
+               if $flen$ >= 0 && $flen$ <= $lid:len$ then (
                  let $lid:ident$, $lid:off$, $lid:len$ =
                    Bitmatch.extract_bitstring $lid:data$ $lid:off$ $lid:len$
                      $flen$ in
@@ -245,71 +697,58 @@ let output_bitmatch _loc bs cases =
              >>
        in
 
+       (* Emit extra debugging code. *)
+       let expr =
+         if not debug then expr else (
+           let field = string_of_field field in
+
+           <:expr<
+             if !Bitmatch.debug then (
+               Printf.eprintf "PA_BITMATCH: TEST:\n";
+               Printf.eprintf "  %s\n" $str:field$;
+               Printf.eprintf "  off %d len %d\n%!" $lid:off$ $lid:len$;
+               (*Bitmatch.hexdump_bitstring stderr
+                 ($lid:data$,$lid:off$,$lid:len$);*)
+             );
+             $expr$
+           >>
+         ) in
+
        output_field_extraction expr fields
   in
 
   (* Convert each case in the match. *)
   let cases = List.map (
-    function
-    (* field : len ; field : len when .. -> ..*)
-    | (Fields fields, Some whenclause, code) ->
-       let inner =
-         <:expr<
-           if $whenclause$ then (
-             $lid:result$ := Some ($code$);
-             raise Exit
-            )
-         >> in
-       output_field_extraction inner (List.rev fields)
-
-    (* field : len ; field : len -> ... *)
-    | (Fields fields, None, code) ->
-       let inner =
-         <:expr<
-           $lid:result$ := Some ($code$);
-           raise Exit
-         >> in
-       output_field_extraction inner (List.rev fields)
-
-    (* _ as name when ... -> ... *)
-    | (Bind (Some name), Some whenclause, code) ->
-       <:expr<
-         let $lid:name$ = ($lid:data$, $lid:off$, $lid:len$) in
-         if $whenclause$ then (
-           $lid:result$ := Some ($code$);
-           raise Exit
-         )
-       >>
-
-    (* _ as name -> ... *)
-    | (Bind (Some name), None, code) ->
-       <:expr<
-         let $lid:name$ = ($lid:data$, $lid:off$, $lid:len$) in
-         $lid:result$ := Some ($code$);
-         raise Exit
-       >>
-
-    (* _ when ... -> ... *)
-    | (Bind None, Some whenclause, code) ->
-       <:expr<
-         if $whenclause$ then (
-           $lid:result$ := Some ($code$);
-           raise Exit
-         )
-       >>
-
-    (* _ -> ... *)
-    | (Bind None, None, code) ->
-       <:expr<
-         $lid:result$ := Some ($code$);
-         raise Exit
-       >>
-
+    fun (fields, bind, whenclause, code) ->
+      let inner = <:expr< $lid:result$ := Some ($code$); raise Exit >> in
+      let inner =
+       match whenclause with
+       | Some whenclause ->
+           <:expr< if $whenclause$ then $inner$ >>
+       | None -> inner in
+      let inner =
+       match bind with
+       | Some name ->
+           <:expr<
+             let $lid:name$ = ($lid:data$, $lid:off$, $lid:len$) in
+             $inner$
+             >>
+       | None -> inner in
+      output_field_extraction inner (List.rev fields)
   ) cases in
 
+  (* Join them into a single expression.
+   *
+   * Don't do it with a normal fold_right because that leaves
+   * 'raise Exit; ()' at the end which causes a compiler warning.
+   * Hence a bit of complexity here.
+   *
+   * Note that the number of cases is always >= 1 so List.hd is safe.
+   *)
+  let cases = List.rev cases in
   let cases =
-    List.fold_right (fun case base -> <:expr< $case$ ; $base$ >>)
-      cases <:expr< () >> in
+    List.fold_left (fun base case -> <:expr< $case$ ; $base$ >>)
+      (List.hd cases) (List.tl cases) in
 
   (* The final code just wraps the list of cases in a
    * try/with construct so that each case is tried in
@@ -342,32 +781,48 @@ EXTEND Gram
     [ LIST0 [ q = LIDENT -> q ] SEP "," ]
   ];
 
-  field: [
-    [ name = LIDENT; ":"; len = expr LEVEL "top";
+  (* Field used in the bitmatch operator (a pattern). *)
+  patt_field: [
+    [ fpatt = patt; ":"; len = expr LEVEL "top";
       qs = OPT [ ":"; qs = qualifiers -> qs ] ->
-       output_field _loc name len qs
+       parse_field _loc fpatt len qs patt_printer
     ]
   ];
 
+  (* Case inside bitmatch operator. *)
   match_case: [
-    [ fields = LIST0 field SEP ";";
-      w = OPT [ "when"; e = expr -> e ]; "->";
-      code = expr ->
-       (Fields fields, w, code)
-    ]
-  | [ "_";
+    [ "{";
+      fields = LIST0 patt_field SEP ";";
+      "}";
       bind = OPT [ "as"; name = LIDENT -> name ];
-      w = OPT [ "when"; e = expr -> e ]; "->";
+      whenclause = OPT [ "when"; e = expr -> e ]; "->";
       code = expr ->
-       (Bind bind, w, code)
+       (fields, bind, whenclause, code)
     ]
   ];
 
+  (* Field used in the BITSTRING constructor (an expression). *)
+  constr_field: [
+    [ fexpr = expr LEVEL "top"; ":"; len = expr LEVEL "top";
+      qs = OPT [ ":"; qs = qualifiers -> qs ] ->
+       parse_field _loc fexpr len qs expr_printer
+    ]
+  ];
+
+  (* 'bitmatch' expressions. *)
   expr: LEVEL ";" [
-    [ "bitmatch"; bs = expr; "with"; OPT "|";
+    [ "bitmatch";
+      bs = expr; "with"; OPT "|";
       cases = LIST1 match_case SEP "|" ->
        output_bitmatch _loc bs cases
     ]
+
+  (* Constructor. *)
+  | [ "BITSTRING"; "{";
+      fields = LIST0 constr_field SEP ";";
+      "}" ->
+       output_constructor _loc fields
+    ]
   ];
 
 END