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[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMInstrVFP.td
1 //===- ARMInstrVFP.td - VFP support for ARM -------------------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file describes the ARM VFP instruction set.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 def SDT_FTOI :
15 SDTypeProfile<1, 1, [SDTCisVT<0, f32>, SDTCisFP<1>]>;
16 def SDT_ITOF :
17 SDTypeProfile<1, 1, [SDTCisFP<0>, SDTCisVT<1, f32>]>;
18 def SDT_CMPFP0 :
19 SDTypeProfile<0, 1, [SDTCisFP<0>]>;
20 def SDT_FMDRR :
21 SDTypeProfile<1, 2, [SDTCisVT<0, f64>, SDTCisVT<1, i32>,
22                      SDTCisSameAs<1, 2>]>;
23
24 def arm_ftoui  : SDNode<"ARMISD::FTOUI",  SDT_FTOI>;
25 def arm_ftosi  : SDNode<"ARMISD::FTOSI",  SDT_FTOI>;
26 def arm_sitof  : SDNode<"ARMISD::SITOF",  SDT_ITOF>;
27 def arm_uitof  : SDNode<"ARMISD::UITOF",  SDT_ITOF>;
28 def arm_fmstat : SDNode<"ARMISD::FMSTAT", SDTNone, [SDNPInFlag,SDNPOutFlag]>;
29 def arm_cmpfp  : SDNode<"ARMISD::CMPFP",  SDT_ARMCmp, [SDNPOutFlag]>;
30 def arm_cmpfp0 : SDNode<"ARMISD::CMPFPw0",SDT_CMPFP0, [SDNPOutFlag]>;
31 def arm_fmdrr  : SDNode<"ARMISD::FMDRR",  SDT_FMDRR>;
32
33 //===----------------------------------------------------------------------===//
34 //  Load / store Instructions.
35 //
36
37 let canFoldAsLoad = 1 in {
38 def FLDD  : ADI5<0b1101, 0b01, (outs DPR:$dst), (ins addrmode5:$addr),
39                  IIC_fpLoad64, "fldd", "\t$dst, $addr",
40                  [(set DPR:$dst, (load addrmode5:$addr))]>;
41
42 def FLDS  : ASI5<0b1101, 0b01, (outs SPR:$dst), (ins addrmode5:$addr),
43                  IIC_fpLoad32, "flds", "\t$dst, $addr",
44                  [(set SPR:$dst, (load addrmode5:$addr))]>;
45 } // canFoldAsLoad
46
47 def FSTD  : ADI5<0b1101, 0b00, (outs), (ins DPR:$src, addrmode5:$addr),
48                  IIC_fpStore64, "fstd", "\t$src, $addr",
49                  [(store DPR:$src, addrmode5:$addr)]>;
50
51 def FSTS  : ASI5<0b1101, 0b00, (outs), (ins SPR:$src, addrmode5:$addr),
52                  IIC_fpStore32, "fsts", "\t$src, $addr",
53                  [(store SPR:$src, addrmode5:$addr)]>;
54
55 //===----------------------------------------------------------------------===//
56 //  Load / store multiple Instructions.
57 //
58
59 let mayLoad = 1, hasExtraDefRegAllocReq = 1 in {
60 def FLDMD : AXDI5<(outs), (ins addrmode5:$addr, pred:$p, reglist:$wb,
61                            variable_ops), IIC_fpLoadm,
62                   "fldm${addr:submode}d${p}\t${addr:base}, $wb",
63                   []> {
64   let Inst{20} = 1;
65 }
66
67 def FLDMS : AXSI5<(outs), (ins addrmode5:$addr, pred:$p, reglist:$wb,
68                            variable_ops), IIC_fpLoadm, 
69                   "fldm${addr:submode}s${p}\t${addr:base}, $wb",
70                   []> {
71   let Inst{20} = 1;
72 }
73 } // mayLoad, hasExtraDefRegAllocReq
74
75 let mayStore = 1, hasExtraSrcRegAllocReq = 1 in {
76 def FSTMD : AXDI5<(outs), (ins addrmode5:$addr, pred:$p, reglist:$wb,
77                            variable_ops), IIC_fpStorem,
78                  "fstm${addr:submode}d${p}\t${addr:base}, $wb",
79                  []> {
80   let Inst{20} = 0;
81 }
82
83 def FSTMS : AXSI5<(outs), (ins addrmode5:$addr, pred:$p, reglist:$wb,
84                            variable_ops), IIC_fpStorem,
85                  "fstm${addr:submode}s${p}\t${addr:base}, $wb",
86                  []> {
87   let Inst{20} = 0;
88 }
89 } // mayStore, hasExtraSrcRegAllocReq
90
91 // FLDMX, FSTMX - mixing S/D registers for pre-armv6 cores
92
93 //===----------------------------------------------------------------------===//
94 // FP Binary Operations.
95 //
96
97 def FADDD  : ADbI<0b11100011, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a, DPR:$b),
98                  IIC_fpALU64, "faddd", "\t$dst, $a, $b",
99                  [(set DPR:$dst, (fadd DPR:$a, DPR:$b))]>;
100
101 def FADDS  : ASbIn<0b11100011, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a, SPR:$b),
102                   IIC_fpALU32, "fadds", "\t$dst, $a, $b",
103                   [(set SPR:$dst, (fadd SPR:$a, SPR:$b))]>;
104
105 // These are encoded as unary instructions.
106 let Defs = [FPSCR] in {
107 def FCMPED : ADuI<0b11101011, 0b0100, 0b1100, (outs), (ins DPR:$a, DPR:$b),
108                  IIC_fpCMP64, "fcmped", "\t$a, $b",
109                  [(arm_cmpfp DPR:$a, DPR:$b)]>;
110
111 def FCMPES : ASuI<0b11101011, 0b0100, 0b1100, (outs), (ins SPR:$a, SPR:$b),
112                  IIC_fpCMP32, "fcmpes", "\t$a, $b",
113                  [(arm_cmpfp SPR:$a, SPR:$b)]>;
114 }
115
116 def FDIVD  : ADbI<0b11101000, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a, DPR:$b),
117                  IIC_fpDIV64, "fdivd", "\t$dst, $a, $b",
118                  [(set DPR:$dst, (fdiv DPR:$a, DPR:$b))]>;
119
120 def FDIVS  : ASbI<0b11101000, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a, SPR:$b),
121                  IIC_fpDIV32, "fdivs", "\t$dst, $a, $b",
122                  [(set SPR:$dst, (fdiv SPR:$a, SPR:$b))]>;
123
124 def FMULD  : ADbI<0b11100010, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a, DPR:$b),
125                  IIC_fpMUL64, "fmuld", "\t$dst, $a, $b",
126                  [(set DPR:$dst, (fmul DPR:$a, DPR:$b))]>;
127
128 def FMULS  : ASbIn<0b11100010, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a, SPR:$b),
129                   IIC_fpMUL32, "fmuls", "\t$dst, $a, $b",
130                   [(set SPR:$dst, (fmul SPR:$a, SPR:$b))]>;
131                  
132 def FNMULD  : ADbI<0b11100010, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a, DPR:$b),
133                   IIC_fpMUL64, "fnmuld", "\t$dst, $a, $b",
134                   [(set DPR:$dst, (fneg (fmul DPR:$a, DPR:$b)))]> {
135   let Inst{6} = 1;
136 }
137
138 def FNMULS  : ASbI<0b11100010, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a, SPR:$b),
139                   IIC_fpMUL32, "fnmuls", "\t$dst, $a, $b",
140                   [(set SPR:$dst, (fneg (fmul SPR:$a, SPR:$b)))]> {
141   let Inst{6} = 1;
142 }
143
144 // Match reassociated forms only if not sign dependent rounding.
145 def : Pat<(fmul (fneg DPR:$a), DPR:$b),
146           (FNMULD DPR:$a, DPR:$b)>, Requires<[NoHonorSignDependentRounding]>;
147 def : Pat<(fmul (fneg SPR:$a), SPR:$b),
148           (FNMULS SPR:$a, SPR:$b)>, Requires<[NoHonorSignDependentRounding]>;
149
150
151 def FSUBD  : ADbI<0b11100011, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a, DPR:$b),
152                  IIC_fpALU64, "fsubd", "\t$dst, $a, $b",
153                  [(set DPR:$dst, (fsub DPR:$a, DPR:$b))]> {
154   let Inst{6} = 1;
155 }
156
157 def FSUBS  : ASbIn<0b11100011, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a, SPR:$b),
158                   IIC_fpALU32, "fsubs", "\t$dst, $a, $b",
159                   [(set SPR:$dst, (fsub SPR:$a, SPR:$b))]> {
160   let Inst{6} = 1;
161 }
162
163 //===----------------------------------------------------------------------===//
164 // FP Unary Operations.
165 //
166
167 def FABSD  : ADuI<0b11101011, 0b0000, 0b1100, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a),
168                  IIC_fpUNA64, "fabsd", "\t$dst, $a",
169                  [(set DPR:$dst, (fabs DPR:$a))]>;
170
171 def FABSS  : ASuIn<0b11101011, 0b0000, 0b1100, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
172                   IIC_fpUNA32, "fabss", "\t$dst, $a",
173                   [(set SPR:$dst, (fabs SPR:$a))]>;
174
175 let Defs = [FPSCR] in {
176 def FCMPEZD : ADuI<0b11101011, 0b0101, 0b1100, (outs), (ins DPR:$a),
177                   IIC_fpCMP64, "fcmpezd", "\t$a",
178                   [(arm_cmpfp0 DPR:$a)]>;
179
180 def FCMPEZS : ASuI<0b11101011, 0b0101, 0b1100, (outs), (ins SPR:$a),
181                   IIC_fpCMP32, "fcmpezs", "\t$a",
182                   [(arm_cmpfp0 SPR:$a)]>;
183 }
184
185 def FCVTDS : ASuI<0b11101011, 0b0111, 0b1100, (outs DPR:$dst), (ins SPR:$a),
186                  IIC_fpCVTDS, "fcvtds", "\t$dst, $a",
187                  [(set DPR:$dst, (fextend SPR:$a))]>;
188
189 // Special case encoding: bits 11-8 is 0b1011.
190 def FCVTSD : VFPAI<(outs SPR:$dst), (ins DPR:$a), VFPUnaryFrm,
191                    IIC_fpCVTSD, "fcvtsd", "\t$dst, $a",
192                    [(set SPR:$dst, (fround DPR:$a))]> {
193   let Inst{27-23} = 0b11101;
194   let Inst{21-16} = 0b110111;
195   let Inst{11-8}  = 0b1011;
196   let Inst{7-4}   = 0b1100;
197 }
198
199 let neverHasSideEffects = 1 in {
200 def FCPYD  : ADuI<0b11101011, 0b0000, 0b0100, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a),
201                  IIC_fpUNA64, "fcpyd", "\t$dst, $a", []>;
202
203 def FCPYS  : ASuI<0b11101011, 0b0000, 0b0100, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
204                  IIC_fpUNA32, "fcpys", "\t$dst, $a", []>;
205 } // neverHasSideEffects
206
207 def FNEGD  : ADuI<0b11101011, 0b0001, 0b0100, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a),
208                  IIC_fpUNA64, "fnegd", "\t$dst, $a",
209                  [(set DPR:$dst, (fneg DPR:$a))]>;
210
211 def FNEGS  : ASuIn<0b11101011, 0b0001, 0b0100, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
212                   IIC_fpUNA32, "fnegs", "\t$dst, $a",
213                   [(set SPR:$dst, (fneg SPR:$a))]>;
214
215 def FSQRTD  : ADuI<0b11101011, 0b0001, 0b1100, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$a),
216                  IIC_fpSQRT64, "fsqrtd", "\t$dst, $a",
217                  [(set DPR:$dst, (fsqrt DPR:$a))]>;
218
219 def FSQRTS  : ASuI<0b11101011, 0b0001, 0b1100, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
220                  IIC_fpSQRT32, "fsqrts", "\t$dst, $a",
221                  [(set SPR:$dst, (fsqrt SPR:$a))]>;
222
223 //===----------------------------------------------------------------------===//
224 // FP <-> GPR Copies.  Int <-> FP Conversions.
225 //
226
227 def FMRS   : AVConv2I<0b11100001, 0b1010, (outs GPR:$dst), (ins SPR:$src),
228                  IIC_VMOVSI, "fmrs", "\t$dst, $src",
229                  [(set GPR:$dst, (bitconvert SPR:$src))]>;
230
231 def FMSR   : AVConv4I<0b11100000, 0b1010, (outs SPR:$dst), (ins GPR:$src),
232                  IIC_VMOVIS, "fmsr", "\t$dst, $src",
233                  [(set SPR:$dst, (bitconvert GPR:$src))]>;
234
235 def FMRRD  : AVConv3I<0b11000101, 0b1011,
236                       (outs GPR:$wb, GPR:$dst2), (ins DPR:$src),
237                  IIC_VMOVDI, "fmrrd", "\t$wb, $dst2, $src",
238                  [/* FIXME: Can't write pattern for multiple result instr*/]>;
239
240 // FMDHR: GPR -> SPR
241 // FMDLR: GPR -> SPR
242
243 def FMDRR : AVConv5I<0b11000100, 0b1011,
244                      (outs DPR:$dst), (ins GPR:$src1, GPR:$src2),
245                 IIC_VMOVID, "fmdrr", "\t$dst, $src1, $src2",
246                 [(set DPR:$dst, (arm_fmdrr GPR:$src1, GPR:$src2))]>;
247
248 // FMRDH: SPR -> GPR
249 // FMRDL: SPR -> GPR
250 // FMRRS: SPR -> GPR
251 // FMRX : SPR system reg -> GPR
252
253 // FMSRR: GPR -> SPR
254
255 // FMXR: GPR -> VFP Sstem reg
256
257
258 // Int to FP:
259
260 def FSITOD : AVConv1I<0b11101011, 0b1000, 0b1011, (outs DPR:$dst), (ins SPR:$a),
261                  IIC_fpCVTID, "fsitod", "\t$dst, $a",
262                  [(set DPR:$dst, (arm_sitof SPR:$a))]> {
263   let Inst{7} = 1;
264 }
265
266 def FSITOS : AVConv1In<0b11101011, 0b1000, 0b1010, (outs SPR:$dst),(ins SPR:$a),
267                  IIC_fpCVTIS, "fsitos", "\t$dst, $a",
268                  [(set SPR:$dst, (arm_sitof SPR:$a))]> {
269   let Inst{7} = 1;
270 }
271
272 def FUITOD : AVConv1I<0b11101011, 0b1000, 0b1011, (outs DPR:$dst), (ins SPR:$a),
273                  IIC_fpCVTID, "fuitod", "\t$dst, $a",
274                  [(set DPR:$dst, (arm_uitof SPR:$a))]>;
275
276 def FUITOS : AVConv1In<0b11101011, 0b1000, 0b1010, (outs SPR:$dst),(ins SPR:$a),
277                  IIC_fpCVTIS, "fuitos", "\t$dst, $a",
278                  [(set SPR:$dst, (arm_uitof SPR:$a))]>;
279
280 // FP to Int:
281 // Always set Z bit in the instruction, i.e. "round towards zero" variants.
282
283 def FTOSIZD : AVConv1I<0b11101011, 0b1101, 0b1011,
284                        (outs SPR:$dst), (ins DPR:$a),
285                  IIC_fpCVTDI, "ftosizd", "\t$dst, $a",
286                  [(set SPR:$dst, (arm_ftosi DPR:$a))]> {
287   let Inst{7} = 1; // Z bit
288 }
289
290 def FTOSIZS : AVConv1In<0b11101011, 0b1101, 0b1010,
291                         (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
292                  IIC_fpCVTSI, "ftosizs", "\t$dst, $a",
293                  [(set SPR:$dst, (arm_ftosi SPR:$a))]> {
294   let Inst{7} = 1; // Z bit
295 }
296
297 def FTOUIZD : AVConv1I<0b11101011, 0b1100, 0b1011,
298                        (outs SPR:$dst), (ins DPR:$a),
299                  IIC_fpCVTDI, "ftouizd", "\t$dst, $a",
300                  [(set SPR:$dst, (arm_ftoui DPR:$a))]> {
301   let Inst{7} = 1; // Z bit
302 }
303
304 def FTOUIZS : AVConv1In<0b11101011, 0b1100, 0b1010,
305                         (outs SPR:$dst), (ins SPR:$a),
306                  IIC_fpCVTSI, "ftouizs", "\t$dst, $a",
307                  [(set SPR:$dst, (arm_ftoui SPR:$a))]> {
308   let Inst{7} = 1; // Z bit
309 }
310
311 //===----------------------------------------------------------------------===//
312 // FP FMA Operations.
313 //
314
315 def FMACD : ADbI<0b11100000, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$dstin, DPR:$a, DPR:$b),
316                 IIC_fpMAC64, "fmacd", "\t$dst, $a, $b",
317                 [(set DPR:$dst, (fadd (fmul DPR:$a, DPR:$b), DPR:$dstin))]>,
318                 RegConstraint<"$dstin = $dst">;
319
320 def FMACS : ASbIn<0b11100000, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$dstin, SPR:$a, SPR:$b),
321                  IIC_fpMAC32, "fmacs", "\t$dst, $a, $b",
322                  [(set SPR:$dst, (fadd (fmul SPR:$a, SPR:$b), SPR:$dstin))]>,
323                  RegConstraint<"$dstin = $dst">;
324
325 def FMSCD : ADbI<0b11100001, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$dstin, DPR:$a, DPR:$b),
326                 IIC_fpMAC64, "fmscd", "\t$dst, $a, $b",
327                 [(set DPR:$dst, (fsub (fmul DPR:$a, DPR:$b), DPR:$dstin))]>,
328                 RegConstraint<"$dstin = $dst">;
329
330 def FMSCS : ASbI<0b11100001, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$dstin, SPR:$a, SPR:$b),
331                 IIC_fpMAC32, "fmscs", "\t$dst, $a, $b",
332                 [(set SPR:$dst, (fsub (fmul SPR:$a, SPR:$b), SPR:$dstin))]>,
333                 RegConstraint<"$dstin = $dst">;
334
335 def FNMACD : ADbI<0b11100000, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$dstin, DPR:$a, DPR:$b),
336                  IIC_fpMAC64, "fnmacd", "\t$dst, $a, $b",
337              [(set DPR:$dst, (fadd (fneg (fmul DPR:$a, DPR:$b)), DPR:$dstin))]>,
338                 RegConstraint<"$dstin = $dst"> {
339   let Inst{6} = 1;
340 }
341
342 def FNMACS : ASbIn<0b11100000, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$dstin, SPR:$a, SPR:$b),
343                   IIC_fpMAC32, "fnmacs", "\t$dst, $a, $b",
344              [(set SPR:$dst, (fadd (fneg (fmul SPR:$a, SPR:$b)), SPR:$dstin))]>,
345                 RegConstraint<"$dstin = $dst"> {
346   let Inst{6} = 1;
347 }
348
349 def : Pat<(fsub DPR:$dstin, (fmul DPR:$a, DPR:$b)),
350           (FNMACD DPR:$dstin, DPR:$a, DPR:$b)>, Requires<[DontUseNEONForFP]>;
351 def : Pat<(fsub SPR:$dstin, (fmul SPR:$a, SPR:$b)),
352           (FNMACS SPR:$dstin, SPR:$a, SPR:$b)>, Requires<[DontUseNEONForFP]>;
353
354 def FNMSCD : ADbI<0b11100001, (outs DPR:$dst), (ins DPR:$dstin, DPR:$a, DPR:$b),
355                  IIC_fpMAC64, "fnmscd", "\t$dst, $a, $b",
356              [(set DPR:$dst, (fsub (fneg (fmul DPR:$a, DPR:$b)), DPR:$dstin))]>,
357                 RegConstraint<"$dstin = $dst"> {
358   let Inst{6} = 1;
359 }
360
361 def FNMSCS : ASbI<0b11100001, (outs SPR:$dst), (ins SPR:$dstin, SPR:$a, SPR:$b),
362                 IIC_fpMAC32, "fnmscs", "\t$dst, $a, $b",
363              [(set SPR:$dst, (fsub (fneg (fmul SPR:$a, SPR:$b)), SPR:$dstin))]>,
364                 RegConstraint<"$dstin = $dst"> {
365   let Inst{6} = 1;
366 }
367
368 //===----------------------------------------------------------------------===//
369 // FP Conditional moves.
370 //
371
372 def FCPYDcc  : ADuI<0b11101011, 0b0000, 0b0100,
373                     (outs DPR:$dst), (ins DPR:$false, DPR:$true),
374                     IIC_fpUNA64, "fcpyd", "\t$dst, $true",
375                 [/*(set DPR:$dst, (ARMcmov DPR:$false, DPR:$true, imm:$cc))*/]>,
376                     RegConstraint<"$false = $dst">;
377
378 def FCPYScc  : ASuI<0b11101011, 0b0000, 0b0100,
379                     (outs SPR:$dst), (ins SPR:$false, SPR:$true),
380                     IIC_fpUNA32, "fcpys", "\t$dst, $true",
381                 [/*(set SPR:$dst, (ARMcmov SPR:$false, SPR:$true, imm:$cc))*/]>,
382                     RegConstraint<"$false = $dst">;
383
384 def FNEGDcc  : ADuI<0b11101011, 0b0001, 0b0100,
385                     (outs DPR:$dst), (ins DPR:$false, DPR:$true),
386                     IIC_fpUNA64, "fnegd", "\t$dst, $true",
387                 [/*(set DPR:$dst, (ARMcneg DPR:$false, DPR:$true, imm:$cc))*/]>,
388                     RegConstraint<"$false = $dst">;
389
390 def FNEGScc  : ASuI<0b11101011, 0b0001, 0b0100,
391                     (outs SPR:$dst), (ins SPR:$false, SPR:$true),
392                     IIC_fpUNA32, "fnegs", "\t$dst, $true",
393                 [/*(set SPR:$dst, (ARMcneg SPR:$false, SPR:$true, imm:$cc))*/]>,
394                     RegConstraint<"$false = $dst">;
395
396
397 //===----------------------------------------------------------------------===//
398 // Misc.
399 //
400
401 let Defs = [CPSR], Uses = [FPSCR] in
402 def FMSTAT : VFPAI<(outs), (ins), VFPMiscFrm, IIC_fpSTAT, "fmstat", "",
403              [(arm_fmstat)]> {
404   let Inst{27-20} = 0b11101111;
405   let Inst{19-16} = 0b0001;
406   let Inst{15-12} = 0b1111;
407   let Inst{11-8}  = 0b1010;
408   let Inst{7}     = 0;
409   let Inst{4}     = 1;
410 }