Support for microMIPS FPU instructions 2.
[oota-llvm.git] / lib / Target / Mips / MipsInstrFormats.td
1 //===-- MipsInstrFormats.td - Mips Instruction Formats -----*- tablegen -*-===//
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 //===----------------------------------------------------------------------===//
11 //  Describe MIPS instructions format
12 //
13 //  CPU INSTRUCTION FORMATS
14 //
15 //  opcode  - operation code.
16 //  rs      - src reg.
17 //  rt      - dst reg (on a 2 regs instr) or src reg (on a 3 reg instr).
18 //  rd      - dst reg, only used on 3 regs instr.
19 //  shamt   - only used on shift instructions, contains the shift amount.
20 //  funct   - combined with opcode field give us an operation code.
21 //
22 //===----------------------------------------------------------------------===//
23
24 // Format specifies the encoding used by the instruction.  This is part of the
25 // ad-hoc solution used to emit machine instruction encodings by our machine
26 // code emitter.
27 class Format<bits<4> val> {
28   bits<4> Value = val;
29 }
30
31 def Pseudo    : Format<0>;
32 def FrmR      : Format<1>;
33 def FrmI      : Format<2>;
34 def FrmJ      : Format<3>;
35 def FrmFR     : Format<4>;
36 def FrmFI     : Format<5>;
37 def FrmOther  : Format<6>; // Instruction w/ a custom format
38
39 class MMRel;
40
41 def Std2MicroMips : InstrMapping {
42   let FilterClass = "MMRel";
43   // Instructions with the same BaseOpcode and isNVStore values form a row.
44   let RowFields = ["BaseOpcode"];
45   // Instructions with the same predicate sense form a column.
46   let ColFields = ["Arch"];
47   // The key column is the unpredicated instructions.
48   let KeyCol = ["se"];
49   // Value columns are PredSense=true and PredSense=false
50   let ValueCols = [["se"], ["micromips"]];
51 }
52
53 class StdArch {
54   string Arch = "se";
55 }
56
57 // Generic Mips Format
58 class MipsInst<dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> pattern,
59                InstrItinClass itin, Format f>: Instruction
60 {
61   field bits<32> Inst;
62   Format Form = f;
63
64   let Namespace = "Mips";
65
66   let Size = 4;
67
68   bits<6> Opcode = 0;
69
70   // Top 6 bits are the 'opcode' field
71   let Inst{31-26} = Opcode;
72
73   let OutOperandList = outs;
74   let InOperandList  = ins;
75
76   let AsmString   = asmstr;
77   let Pattern     = pattern;
78   let Itinerary   = itin;
79
80   //
81   // Attributes specific to Mips instructions...
82   //
83   bits<4> FormBits = Form.Value;
84
85   // TSFlags layout should be kept in sync with MipsInstrInfo.h.
86   let TSFlags{3-0}   = FormBits;
87
88   let DecoderNamespace = "Mips";
89
90   field bits<32> SoftFail = 0;
91 }
92
93 // Mips32/64 Instruction Format
94 class InstSE<dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> pattern,
95              InstrItinClass itin, Format f, string opstr = ""> :
96   MipsInst<outs, ins, asmstr, pattern, itin, f> {
97   let Predicates = [HasStdEnc];
98   string BaseOpcode = opstr;
99   string Arch;
100 }
101
102 // Mips Pseudo Instructions Format
103 class MipsPseudo<dag outs, dag ins, list<dag> pattern,
104                  InstrItinClass itin = IIPseudo> :
105   MipsInst<outs, ins, "", pattern, itin, Pseudo> {
106   let isCodeGenOnly = 1;
107   let isPseudo = 1;
108 }
109
110 // Mips32/64 Pseudo Instruction Format
111 class PseudoSE<dag outs, dag ins, list<dag> pattern,
112                InstrItinClass itin = IIPseudo>:
113   MipsPseudo<outs, ins, pattern, itin> {
114   let Predicates = [HasStdEnc];
115 }
116
117 // Pseudo-instructions for alternate assembly syntax (never used by codegen).
118 // These are aliases that require C++ handling to convert to the target
119 // instruction, while InstAliases can be handled directly by tblgen.
120 class MipsAsmPseudoInst<dag outs, dag ins, string asmstr>:
121   MipsInst<outs, ins, asmstr, [], IIPseudo, Pseudo> {
122   let isPseudo = 1;
123   let Pattern = [];
124 }
125 //===----------------------------------------------------------------------===//
126 // Format R instruction class in Mips : <|opcode|rs|rt|rd|shamt|funct|>
127 //===----------------------------------------------------------------------===//
128
129 class FR<bits<6> op, bits<6> _funct, dag outs, dag ins, string asmstr,
130          list<dag> pattern, InstrItinClass itin>:
131   InstSE<outs, ins, asmstr, pattern, itin, FrmR>
132 {
133   bits<5>  rd;
134   bits<5>  rs;
135   bits<5>  rt;
136   bits<5>  shamt;
137   bits<6>  funct;
138
139   let Opcode = op;
140   let funct  = _funct;
141
142   let Inst{25-21} = rs;
143   let Inst{20-16} = rt;
144   let Inst{15-11} = rd;
145   let Inst{10-6}  = shamt;
146   let Inst{5-0}   = funct;
147 }
148
149 //===----------------------------------------------------------------------===//
150 // Format I instruction class in Mips : <|opcode|rs|rt|immediate|>
151 //===----------------------------------------------------------------------===//
152
153 class FI<bits<6> op, dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> pattern,
154          InstrItinClass itin>: InstSE<outs, ins, asmstr, pattern, itin, FrmI>
155 {
156   bits<5>  rt;
157   bits<5>  rs;
158   bits<16> imm16;
159
160   let Opcode = op;
161
162   let Inst{25-21} = rs;
163   let Inst{20-16} = rt;
164   let Inst{15-0}  = imm16;
165 }
166
167 class BranchBase<bits<6> op, dag outs, dag ins, string asmstr,
168                   list<dag> pattern, InstrItinClass itin>:
169   InstSE<outs, ins, asmstr, pattern, itin, FrmI>
170 {
171   bits<5>  rs;
172   bits<5>  rt;
173   bits<16> imm16;
174
175   let Opcode = op;
176
177   let Inst{25-21} = rs;
178   let Inst{20-16} = rt;
179   let Inst{15-0}  = imm16;
180 }
181
182 //===----------------------------------------------------------------------===//
183 // Format J instruction class in Mips : <|opcode|address|>
184 //===----------------------------------------------------------------------===//
185
186 class FJ<bits<6> op> : StdArch
187 {
188   bits<26> target;
189
190   bits<32> Inst;
191
192   let Inst{31-26} = op;
193   let Inst{25-0}  = target;
194 }
195
196 //===----------------------------------------------------------------------===//
197 // MFC instruction class in Mips : <|op|mf|rt|rd|0000000|sel|>
198 //===----------------------------------------------------------------------===//
199 class MFC3OP_FM<bits<6> op, bits<5> mfmt>
200 {
201   bits<5> rt;
202   bits<5> rd;
203   bits<3> sel;
204
205   bits<32> Inst;
206
207   let Inst{31-26} = op;
208   let Inst{25-21} = mfmt;
209   let Inst{20-16} = rt;
210   let Inst{15-11} = rd;
211   let Inst{10-3}  = 0;
212   let Inst{2-0}   = sel;
213 }
214
215 class ADD_FM<bits<6> op, bits<6> funct> : StdArch {
216   bits<5> rd;
217   bits<5> rs;
218   bits<5> rt;
219
220   bits<32> Inst;
221
222   let Inst{31-26} = op;
223   let Inst{25-21} = rs;
224   let Inst{20-16} = rt;
225   let Inst{15-11} = rd;
226   let Inst{10-6}  = 0;
227   let Inst{5-0}   = funct;
228 }
229
230 class ADDI_FM<bits<6> op> : StdArch {
231   bits<5>  rs;
232   bits<5>  rt;
233   bits<16> imm16;
234
235   bits<32> Inst;
236
237   let Inst{31-26} = op;
238   let Inst{25-21} = rs;
239   let Inst{20-16} = rt;
240   let Inst{15-0}  = imm16;
241 }
242
243 class SRA_FM<bits<6> funct, bit rotate> : StdArch {
244   bits<5> rd;
245   bits<5> rt;
246   bits<5> shamt;
247
248   bits<32> Inst;
249
250   let Inst{31-26} = 0;
251   let Inst{25-22} = 0;
252   let Inst{21}    = rotate;
253   let Inst{20-16} = rt;
254   let Inst{15-11} = rd;
255   let Inst{10-6}  = shamt;
256   let Inst{5-0}   = funct;
257 }
258
259 class SRLV_FM<bits<6> funct, bit rotate> : StdArch {
260   bits<5> rd;
261   bits<5> rt;
262   bits<5> rs;
263
264   bits<32> Inst;
265
266   let Inst{31-26} = 0;
267   let Inst{25-21} = rs;
268   let Inst{20-16} = rt;
269   let Inst{15-11} = rd;
270   let Inst{10-7}  = 0;
271   let Inst{6}     = rotate;
272   let Inst{5-0}   = funct;
273 }
274
275 class BEQ_FM<bits<6> op> : StdArch {
276   bits<5>  rs;
277   bits<5>  rt;
278   bits<16> offset;
279
280   bits<32> Inst;
281
282   let Inst{31-26} = op;
283   let Inst{25-21} = rs;
284   let Inst{20-16} = rt;
285   let Inst{15-0}  = offset;
286 }
287
288 class BGEZ_FM<bits<6> op, bits<5> funct> : StdArch {
289   bits<5>  rs;
290   bits<16> offset;
291
292   bits<32> Inst;
293
294   let Inst{31-26} = op;
295   let Inst{25-21} = rs;
296   let Inst{20-16} = funct;
297   let Inst{15-0}  = offset;
298 }
299
300 class SLTI_FM<bits<6> op> : StdArch {
301   bits<5> rt;
302   bits<5> rs;
303   bits<16> imm16;
304
305   bits<32> Inst;
306
307   let Inst{31-26} = op;
308   let Inst{25-21} = rs;
309   let Inst{20-16} = rt;
310   let Inst{15-0}  = imm16;
311 }
312
313 class MFLO_FM<bits<6> funct> : StdArch {
314   bits<5> rd;
315
316   bits<32> Inst;
317
318   let Inst{31-26} = 0;
319   let Inst{25-16} = 0;
320   let Inst{15-11} = rd;
321   let Inst{10-6}  = 0;
322   let Inst{5-0}   = funct;
323 }
324
325 class MTLO_FM<bits<6> funct> : StdArch {
326   bits<5> rs;
327
328   bits<32> Inst;
329
330   let Inst{31-26} = 0;
331   let Inst{25-21} = rs;
332   let Inst{20-6}  = 0;
333   let Inst{5-0}   = funct;
334 }
335
336 class SEB_FM<bits<5> funct, bits<6> funct2> : StdArch {
337   bits<5> rd;
338   bits<5> rt;
339
340   bits<32> Inst;
341
342   let Inst{31-26} = 0x1f;
343   let Inst{25-21} = 0;
344   let Inst{20-16} = rt;
345   let Inst{15-11} = rd;
346   let Inst{10-6}  = funct;
347   let Inst{5-0}   = funct2;
348 }
349
350 class CLO_FM<bits<6> funct> : StdArch {
351   bits<5> rd;
352   bits<5> rs;
353   bits<5> rt;
354
355   bits<32> Inst;
356
357   let Inst{31-26} = 0x1c;
358   let Inst{25-21} = rs;
359   let Inst{20-16} = rt;
360   let Inst{15-11} = rd;
361   let Inst{10-6}  = 0;
362   let Inst{5-0}   = funct;
363   let rt = rd;
364 }
365
366 class LUI_FM : StdArch {
367   bits<5> rt;
368   bits<16> imm16;
369
370   bits<32> Inst;
371
372   let Inst{31-26} = 0xf;
373   let Inst{25-21} = 0;
374   let Inst{20-16} = rt;
375   let Inst{15-0}  = imm16;
376 }
377
378 class JALR_FM : StdArch {
379   bits<5> rd;
380   bits<5> rs;
381
382   bits<32> Inst;
383
384   let Inst{31-26} = 0;
385   let Inst{25-21} = rs;
386   let Inst{20-16} = 0;
387   let Inst{15-11} = rd;
388   let Inst{10-6}  = 0;
389   let Inst{5-0}   = 9;
390 }
391
392 class BGEZAL_FM<bits<5> funct> : StdArch {
393   bits<5>  rs;
394   bits<16> offset;
395
396   bits<32> Inst;
397
398   let Inst{31-26} = 1;
399   let Inst{25-21} = rs;
400   let Inst{20-16} = funct;
401   let Inst{15-0}  = offset;
402 }
403
404 class SYNC_FM : StdArch {
405   bits<5> stype;
406
407   bits<32> Inst;
408
409   let Inst{31-26} = 0;
410   let Inst{10-6}  = stype;
411   let Inst{5-0}   = 0xf;
412 }
413
414 class MULT_FM<bits<6> op, bits<6> funct> : StdArch {
415   bits<5>  rs;
416   bits<5>  rt;
417
418   bits<32> Inst;
419
420   let Inst{31-26} = op;
421   let Inst{25-21} = rs;
422   let Inst{20-16} = rt;
423   let Inst{15-6}  = 0;
424   let Inst{5-0}   = funct;
425 }
426
427 class EXT_FM<bits<6> funct> : StdArch {
428   bits<5> rt;
429   bits<5> rs;
430   bits<5> pos;
431   bits<5> size;
432
433   bits<32> Inst;
434
435   let Inst{31-26} = 0x1f;
436   let Inst{25-21} = rs;
437   let Inst{20-16} = rt;
438   let Inst{15-11} = size;
439   let Inst{10-6}  = pos;
440   let Inst{5-0}   = funct;
441 }
442
443 class RDHWR_FM {
444   bits<5> rt;
445   bits<5> rd;
446
447   bits<32> Inst;
448
449   let Inst{31-26} = 0x1f;
450   let Inst{25-21} = 0;
451   let Inst{20-16} = rt;
452   let Inst{15-11} = rd;
453   let Inst{10-6}  = 0;
454   let Inst{5-0}   = 0x3b;
455 }
456
457 class TEQ_FM<bits<6> funct> : StdArch {
458   bits<5> rs;
459   bits<5> rt;
460   bits<10> code_;
461
462   bits<32> Inst;
463
464   let Inst{31-26} = 0;
465   let Inst{25-21} = rs;
466   let Inst{20-16} = rt;
467   let Inst{15-6}  = code_;
468   let Inst{5-0}   = funct;
469 }
470
471 class TEQI_FM<bits<5> funct> : StdArch {
472   bits<5> rs;
473   bits<16> imm16;
474
475   bits<32> Inst;
476
477   let Inst{31-26} = 1;
478   let Inst{25-21} = rs;
479   let Inst{20-16}   = funct;
480   let Inst{15-0}  = imm16;
481 }
482
483 class WAIT_FM : StdArch {
484   bits<32> Inst;
485
486   let Inst{31-26} = 0x10;
487   let Inst{25}    = 1;
488   let Inst{24-6}  = 0;
489   let Inst{5-0}   = 0x20;
490 }
491
492 //===----------------------------------------------------------------------===//
493 //  System calls format <op|code_|funct>
494 //===----------------------------------------------------------------------===//
495
496 class SYS_FM<bits<6> funct> : StdArch
497 {
498   bits<20> code_;
499   bits<32> Inst;
500   let Inst{31-26} = 0x0;
501   let Inst{25-6} = code_;
502   let Inst{5-0}  = funct;
503 }
504
505 //===----------------------------------------------------------------------===//
506 //  Break instruction format <op|code_1|funct>
507 //===----------------------------------------------------------------------===//
508
509 class BRK_FM<bits<6> funct> : StdArch
510 {
511   bits<10> code_1;
512   bits<10> code_2;
513   bits<32> Inst;
514   let Inst{31-26} = 0x0;
515   let Inst{25-16} = code_1;
516   let Inst{15-6}  = code_2;
517   let Inst{5-0}   = funct;
518 }
519
520 //===----------------------------------------------------------------------===//
521 //  Exception return format <Cop0|1|0|funct>
522 //===----------------------------------------------------------------------===//
523
524 class ER_FM<bits<6> funct> : StdArch
525 {
526   bits<32> Inst;
527   let Inst{31-26} = 0x10;
528   let Inst{25}    = 1;
529   let Inst{24-6}  = 0;
530   let Inst{5-0}   = funct;
531 }
532
533
534 //===----------------------------------------------------------------------===//
535 //  Enable/disable interrupt instruction format <Cop0|MFMC0|rt|12|0|sc|0|0>
536 //===----------------------------------------------------------------------===//
537
538 class EI_FM<bits<1> sc> : StdArch
539 {
540   bits<32> Inst;
541   bits<5> rt;
542   let Inst{31-26} = 0x10;
543   let Inst{25-21} = 0xb;
544   let Inst{20-16} = rt;
545   let Inst{15-11} = 0xc;
546   let Inst{10-6}  = 0;
547   let Inst{5}     = sc;
548   let Inst{4-0}   = 0;
549 }
550
551 //===----------------------------------------------------------------------===//
552 //
553 //  FLOATING POINT INSTRUCTION FORMATS
554 //
555 //  opcode  - operation code.
556 //  fs      - src reg.
557 //  ft      - dst reg (on a 2 regs instr) or src reg (on a 3 reg instr).
558 //  fd      - dst reg, only used on 3 regs instr.
559 //  fmt     - double or single precision.
560 //  funct   - combined with opcode field give us an operation code.
561 //
562 //===----------------------------------------------------------------------===//
563
564 //===----------------------------------------------------------------------===//
565 // Format FI instruction class in Mips : <|opcode|base|ft|immediate|>
566 //===----------------------------------------------------------------------===//
567
568 class FFI<bits<6> op, dag outs, dag ins, string asmstr, list<dag> pattern>:
569   InstSE<outs, ins, asmstr, pattern, NoItinerary, FrmFI>
570 {
571   bits<5>  ft;
572   bits<5>  base;
573   bits<16> imm16;
574
575   let Opcode = op;
576
577   let Inst{25-21} = base;
578   let Inst{20-16} = ft;
579   let Inst{15-0}  = imm16;
580 }
581
582 class ADDS_FM<bits<6> funct, bits<5> fmt> : StdArch {
583   bits<5> fd;
584   bits<5> fs;
585   bits<5> ft;
586
587   bits<32> Inst;
588
589   let Inst{31-26} = 0x11;
590   let Inst{25-21} = fmt;
591   let Inst{20-16} = ft;
592   let Inst{15-11} = fs;
593   let Inst{10-6}  = fd;
594   let Inst{5-0}   = funct;
595 }
596
597 class ABSS_FM<bits<6> funct, bits<5> fmt> : StdArch {
598   bits<5> fd;
599   bits<5> fs;
600
601   bits<32> Inst;
602
603   let Inst{31-26} = 0x11;
604   let Inst{25-21} = fmt;
605   let Inst{20-16} = 0;
606   let Inst{15-11} = fs;
607   let Inst{10-6}  = fd;
608   let Inst{5-0}   = funct;
609 }
610
611 class MFC1_FM<bits<5> funct> : StdArch {
612   bits<5> rt;
613   bits<5> fs;
614
615   bits<32> Inst;
616
617   let Inst{31-26} = 0x11;
618   let Inst{25-21} = funct;
619   let Inst{20-16} = rt;
620   let Inst{15-11} = fs;
621   let Inst{10-0}  = 0;
622 }
623
624 class LW_FM<bits<6> op> : StdArch {
625   bits<5> rt;
626   bits<21> addr;
627
628   bits<32> Inst;
629
630   let Inst{31-26} = op;
631   let Inst{25-21} = addr{20-16};
632   let Inst{20-16} = rt;
633   let Inst{15-0}  = addr{15-0};
634 }
635
636 class MADDS_FM<bits<3> funct, bits<3> fmt> : StdArch {
637   bits<5> fd;
638   bits<5> fr;
639   bits<5> fs;
640   bits<5> ft;
641
642   bits<32> Inst;
643
644   let Inst{31-26} = 0x13;
645   let Inst{25-21} = fr;
646   let Inst{20-16} = ft;
647   let Inst{15-11} = fs;
648   let Inst{10-6}  = fd;
649   let Inst{5-3}   = funct;
650   let Inst{2-0}   = fmt;
651 }
652
653 class LWXC1_FM<bits<6> funct> : StdArch {
654   bits<5> fd;
655   bits<5> base;
656   bits<5> index;
657
658   bits<32> Inst;
659
660   let Inst{31-26} = 0x13;
661   let Inst{25-21} = base;
662   let Inst{20-16} = index;
663   let Inst{15-11} = 0;
664   let Inst{10-6}  = fd;
665   let Inst{5-0}   = funct;
666 }
667
668 class SWXC1_FM<bits<6> funct> : StdArch {
669   bits<5> fs;
670   bits<5> base;
671   bits<5> index;
672
673   bits<32> Inst;
674
675   let Inst{31-26} = 0x13;
676   let Inst{25-21} = base;
677   let Inst{20-16} = index;
678   let Inst{15-11} = fs;
679   let Inst{10-6}  = 0;
680   let Inst{5-0}   = funct;
681 }
682
683 class BC1F_FM<bit nd, bit tf> : StdArch {
684   bits<3>  fcc;
685   bits<16> offset;
686
687   bits<32> Inst;
688
689   let Inst{31-26} = 0x11;
690   let Inst{25-21} = 0x8;
691   let Inst{20-18} = fcc;
692   let Inst{17} = nd;
693   let Inst{16} = tf;
694   let Inst{15-0} = offset;
695 }
696
697 class CEQS_FM<bits<5> fmt> : StdArch {
698   bits<5> fs;
699   bits<5> ft;
700   bits<4> cond;
701
702   bits<32> Inst;
703
704   let Inst{31-26} = 0x11;
705   let Inst{25-21} = fmt;
706   let Inst{20-16} = ft;
707   let Inst{15-11} = fs;
708   let Inst{10-8} = 0; // cc
709   let Inst{7-4} = 0x3;
710   let Inst{3-0} = cond;
711 }
712
713 class C_COND_FM<bits<5> fmt, bits<4> c> : CEQS_FM<fmt> {
714   let cond = c;
715 }
716
717 class CMov_I_F_FM<bits<6> funct, bits<5> fmt> : StdArch {
718   bits<5> fd;
719   bits<5> fs;
720   bits<5> rt;
721
722   bits<32> Inst;
723
724   let Inst{31-26} = 0x11;
725   let Inst{25-21} = fmt;
726   let Inst{20-16} = rt;
727   let Inst{15-11} = fs;
728   let Inst{10-6} = fd;
729   let Inst{5-0} = funct;
730 }
731
732 class CMov_F_I_FM<bit tf> : StdArch {
733   bits<5> rd;
734   bits<5> rs;
735   bits<3> fcc;
736
737   bits<32> Inst;
738
739   let Inst{31-26} = 0;
740   let Inst{25-21} = rs;
741   let Inst{20-18} = fcc;
742   let Inst{17} = 0;
743   let Inst{16} = tf;
744   let Inst{15-11} = rd;
745   let Inst{10-6} = 0;
746   let Inst{5-0} = 1;
747 }
748
749 class CMov_F_F_FM<bits<5> fmt, bit tf> : StdArch {
750   bits<5> fd;
751   bits<5> fs;
752   bits<3> fcc;
753
754   bits<32> Inst;
755
756   let Inst{31-26} = 0x11;
757   let Inst{25-21} = fmt;
758   let Inst{20-18} = fcc;
759   let Inst{17} = 0;
760   let Inst{16} = tf;
761   let Inst{15-11} = fs;
762   let Inst{10-6} = fd;
763   let Inst{5-0} = 0x11;
764 }