lib/Target/PowerPC/PPCInstrFormats.td

   1 //===- PowerPCInstrFormats.td - PowerPC Instruction Formats --*- tablegen -*-=//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 //
  11 //===----------------------------------------------------------------------===//
  12
  13 class Format<bits<5> val> {
  14         bits<5> Value = val;
  15 }
  16
  17 def Pseudo: Format<0>;
  18 def Gpr : Format<1>;
  19 def Gpr0 : Format<2>;
  20 def Simm16 : Format<3>;
  21 def Zimm16 : Format<4>;
  22 def PCRelimm24 : Format<5>;
  23 def Imm24 : Format<6>;
  24 def Imm5 : Format<7>;
  25 def PCRelimm14 : Format<8>;
  26 def Imm14 : Format<9>;
  27 def Imm2 : Format<10>;
  28 def Crf : Format<11>;
  29 def Imm3 : Format<12>;
  30 def Imm1 : Format<13>;
  31 def Fpr : Format<14>;
  32 def Imm4 : Format<15>;
  33 def Imm8 : Format<16>;
  34 def Disimm16 : Format<17>;
  35 def Disimm14 : Format<18>;
  36 def Spr : Format<19>;
  37 def Sgr : Format<20>;
  38 def Imm15 : Format<21>;
  39 def Vpr : Format<22>;
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 //
  43 // PowerPC instruction formats
  44
  45 class I<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx> : Instruction {
  46   field bits<32> Inst;
  47
  48   bits<3> ArgCount;
  49   bits<5> Arg0Type;
  50   bits<5> Arg1Type;
  51   bits<5> Arg2Type;
  52   bits<5> Arg3Type;
  53   bits<5> Arg4Type;
  54   bit PPC64 = ppc64;
  55   bit VMX = vmx;
  56
  57   let Name = name;
  58   let Namespace = "PPC";
  59   let Inst{0-5} = opcode;
  60 }
  61
  62 // 1.7.1 I-Form
  63 class IForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  64   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  65   field bits<24> LI;
  66
  67   let ArgCount = 1;
  68   let Arg0Type = Imm24.Value;
  69   let Arg1Type = 0;
  70   let Arg2Type = 0;
  71   let Arg3Type = 0;
  72   let Arg4Type = 0;
  73
  74   let Inst{6-29}  = LI;
  75   let Inst{30}    = aa;
  76   let Inst{31}    = lk;
  77 }
  78
  79 // 1.7.2 B-Form
  80 class BForm<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
  81   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
  82   field bits<5>  BO;
  83   field bits<5>  BI;
  84   field bits<14> BD;
  85
  86   let ArgCount = 3;
  87   let Arg0Type = Imm5.Value;
  88   let Arg1Type = Imm5.Value;
  89   let Arg2Type = PCRelimm14.Value;
  90   let Arg3Type = 0;
  91   let Arg4Type = 0;
  92
  93   let Inst{6-10}  = BO;
  94   let Inst{11-15} = BI;
  95   let Inst{16-29} = BD;
  96   let Inst{30}    = aa;
  97   let Inst{31}    = lk;
  98 }
  99
 100 class BForm_ext<string name, bits<6> opcode, bit aa, bit lk, bits<5> bo,
 101                 bits<5> bi, bit ppc64, bit vmx>
 102   : BForm<name, opcode, aa, lk, ppc64, vmx> {
 103   let ArgCount = 2;
 104   let Arg2Type = Imm5.Value;
 105   let Arg1Type = PCRelimm14.Value;
 106   let Arg2Type = 0;
 107   let BO = bo;
 108   let BI = bi;
 109 }
 110
 111 // 1.7.4 D-Form
 112 class DForm_base<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 113   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 114   field bits<5>  A;
 115   field bits<5>  B;
 116   field bits<16> C;
 117
 118   let ArgCount = 3;
 119   let Arg0Type = Gpr.Value;
 120   let Arg1Type = Gpr.Value;
 121   let Arg2Type = Simm16.Value;
 122   let Arg3Type = 0;
 123   let Arg4Type = 0;
 124
 125   let Inst{6-10}  = A;
 126   let Inst{11-15} = B;
 127   let Inst{16-31} = C;
 128 }
 129
 130 class DForm_1<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 131   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 132   let Arg1Type = Disimm16.Value;
 133   let Arg2Type = Gpr0.Value;
 134 }
 135
 136 class DForm_2<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 137   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx>;
 138
 139 class DForm_2_r0<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 140   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 141   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 142 }
 143
 144 // Currently we make the use/def reg distinction in ISel, not tablegen
 145 class DForm_3<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 146   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx>;
 147
 148 class DForm_4<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 149   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 150   let Arg2Type = Zimm16.Value;
 151 }
 152
 153 class DForm_4_zero<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 154   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 155   let ArgCount = 0;
 156   let Arg0Type = 0;
 157   let Arg1Type = 0;
 158   let Arg2Type = 0;
 159   let A = 0;
 160   let B = 0;
 161   let C = 0;
 162 }
 163
 164 class DForm_5<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 165   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 166   field bits<3>  BF;
 167   field bits<1>  L;
 168   field bits<5>  RA;
 169   field bits<16> I;
 170
 171   let ArgCount = 4;
 172   let Arg0Type = Imm3.Value;
 173   let Arg1Type = Imm1.Value;
 174   let Arg2Type = Gpr.Value;
 175   let Arg3Type = Simm16.Value;
 176   let Arg4Type = 0;
 177
 178   let Inst{6-8}   = BF;
 179   let Inst{9}     = 0;
 180   let Inst{10}    = L;
 181   let Inst{11-15} = RA;
 182   let Inst{16-31} = I;
 183 }
 184
 185 class DForm_5_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 186   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 187   let L = 0;
 188   let ArgCount = 3;
 189   let Arg0Type = Imm3.Value;
 190   let Arg1Type = Gpr.Value;
 191   let Arg2Type = Simm16.Value;
 192   let Arg3Type = 0;
 193 }
 194
 195 class DForm_6<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 196   : DForm_5<name, opcode, ppc64, vmx> {
 197   let Arg3Type = Zimm16.Value;
 198 }
 199
 200 class DForm_6_ext<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 201   : DForm_6<name, opcode, ppc64, vmx> {
 202   let L = 0;
 203   let ArgCount = 3;
 204   let Arg0Type = Imm3.Value;
 205   let Arg1Type = Gpr.Value;
 206   let Arg2Type = Simm16.Value;
 207   let Arg3Type = 0;
 208 }
 209
 210 class DForm_7<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 211   : DForm_base<name, opcode, ppc64, vmx> {
 212   let Arg1Type = Imm5.Value;
 213 }
 214
 215 class DForm_8<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 216   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 217   let Arg0Type = Fpr.Value;
 218 }
 219
 220 class DForm_9<string name, bits<6> opcode, bit ppc64, bit vmx>
 221   : DForm_1<name, opcode, ppc64, vmx> {
 222   let Arg0Type = Fpr.Value;
 223 }
 224
 225 // 1.7.5 DS-Form
 226 class DSForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<2> xo, bit ppc64, bit vmx>
 227   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 228   field bits<5>  RST;
 229   field bits<14> DS;
 230   field bits<5>  RA;
 231
 232   let ArgCount = 3;
 233   let Arg0Type = Gpr.Value;
 234   let Arg1Type = Disimm14.Value;
 235   let Arg2Type = Gpr.Value;
 236   let Arg3Type = 0;
 237   let Arg4Type = 0;
 238
 239   let Inst{6-10}  = RST;
 240   let Inst{11-15} = RA;
 241   let Inst{16-29} = DS;
 242   let Inst{30-31} = xo;
 243 }
 244
 245 class DSForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<2> xo, bit ppc64, bit vmx>
 246   : DSForm_1<name, opcode, xo, ppc64, vmx>;
 247
 248 // 1.7.6 X-Form
 249 class XForm_base_r3xo<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc,
 250                       bit ppc64, bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 251   field bits<5> RST;
 252   field bits<5> A;
 253   field bits<5> B;
 254
 255   let ArgCount = 3;
 256   let Arg0Type = Gpr.Value;
 257   let Arg1Type = Gpr.Value;
 258   let Arg2Type = Gpr.Value;
 259   let Arg3Type = 0;
 260   let Arg4Type = 0;
 261
 262   let Inst{6-10}  = RST;
 263   let Inst{11-15} = A;
 264   let Inst{16-20} = B;
 265   let Inst{21-30} = xo;
 266   let Inst{31}    = rc;
 267 }
 268
 269 class XForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 270               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 271
 272 class XForm_5<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 273               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 274   let ArgCount = 1;
 275   let Arg1Type = 0;
 276   let Arg2Type = 0;
 277   let A = 0;
 278   let B = 0;
 279 }
 280
 281 class XForm_6<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 282               bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx>;
 283
 284 class XForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 285   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 1, ppc64, vmx>;
 286
 287 class XForm_8<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 288   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx>;
 289
 290 class XForm_10<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 291                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 292   let Arg2Type = Imm5.Value;
 293 }
 294
 295 class XForm_11<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 296                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 297   let ArgCount = 2;
 298   let Arg2Type = 0;
 299   let B = 0;
 300 }
 301
 302 class XForm_16<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 303   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 304   field bits<3>  BF;
 305   field bits<1>  L;
 306   field bits<5>  RA;
 307   field bits<5>  RB;
 308
 309   let ArgCount = 4;
 310   let Arg0Type = Imm3.Value;
 311   let Arg1Type = Imm1.Value;
 312   let Arg2Type = Gpr.Value;
 313   let Arg3Type = Gpr.Value;
 314   let Arg4Type = 0;
 315
 316   let Inst{6-8}   = BF;
 317   let Inst{9}     = 0;
 318   let Inst{10}    = L;
 319   let Inst{11-15} = RA;
 320   let Inst{16-20} = RB;
 321   let Inst{21-30} = xo;
 322   let Inst{31}    = 0;
 323 }
 324
 325 class XForm_16_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 326   : XForm_16<name, opcode, xo, ppc64, vmx> {
 327   let L = 0;
 328 }
 329
 330 class XForm_17<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 331   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 332   field bits<3> BF;
 333   field bits<5> FRA;
 334   field bits<5> FRB;
 335
 336   let ArgCount = 3;
 337   let Arg0Type = Imm3.Value;
 338   let Arg1Type = Fpr.Value;
 339   let Arg2Type = Fpr.Value;
 340   let Arg3Type = 0;
 341   let Arg4Type = 0;
 342
 343   let Inst{6-8}   = BF;
 344   let Inst{9-10}  = 0;
 345   let Inst{11-15} = FRA;
 346   let Inst{16-20} = FRB;
 347   let Inst{21-30} = xo;
 348   let Inst{31}    = 0;
 349 }
 350
 351 class XForm_25<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 352                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 353   let Arg0Type = Fpr.Value;
 354   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 355 }
 356
 357 class XForm_26<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit rc, bit ppc64,
 358                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 359   let ArgCount = 2;
 360   let Arg0Type = Fpr.Value;
 361   let Arg1Type = Fpr.Value;
 362   let Arg2Type = 0;
 363   let A = 0;
 364 }
 365
 366 class XForm_28<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64,
 367                bit vmx> : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 368   let Arg0Type = Fpr.Value;
 369   let Arg1Type = Gpr0.Value;
 370 }
 371
 372 // 1.7.7 XL-Form
 373 class XLForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 374   : XForm_base_r3xo<name, opcode, xo, 0, ppc64, vmx> {
 375   let Arg0Type = Imm5.Value;
 376   let Arg1Type = Imm5.Value;
 377   let Arg2Type = Imm5.Value;
 378 }
 379
 380 class XLForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit lk, bit ppc64,
 381                bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 382   field bits<5>  BO;
 383   field bits<5>  BI;
 384   field bits<2>  BH;
 385
 386   let ArgCount = 3;
 387   let Arg0Type = Imm5.Value;
 388   let Arg1Type = Imm5.Value;
 389   let Arg2Type = Imm2.Value;
 390   let Arg3Type = 0;
 391   let Arg4Type = 0;
 392
 393   let Inst{6-10}  = BO;
 394   let Inst{11-15} = BI;
 395   let Inst{16-18} = 0;
 396   let Inst{19-20} = BH;
 397   let Inst{21-30} = xo;
 398   let Inst{31}    = lk;
 399 }
 400
 401 class XLForm_2_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<5> bo,
 402                    bits<5> bi, bit lk, bit ppc64, bit vmx>
 403   : XLForm_2<name, opcode, xo, lk, ppc64, vmx> {
 404   let ArgCount = 0;
 405   let Arg0Type = 0;
 406   let Arg1Type = 0;
 407   let Arg2Type = 0;
 408   let BO = bo;
 409   let BI = bi;
 410   let BH = 0;
 411 }
 412
 413 // 1.7.8 XFX-Form
 414 class XFXForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 415   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 416   field bits<5>  ST;
 417   field bits<10> SPR;
 418
 419   let ArgCount = 2;
 420   let Arg0Type = Imm5.Value;
 421   let Arg1Type = Gpr.Value;
 422   let Arg2Type = 0;
 423   let Arg3Type = 0;
 424   let Arg4Type = 0;
 425
 426   let Inst{6-10}  = ST;
 427   let Inst{11-20} = SPR;
 428   let Inst{21-30} = xo;
 429   let Inst{31}    = 0;
 430 }
 431
 432 class XFXForm_1_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 433                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_1<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 434   let ArgCount = 1;
 435   let Arg0Type = Gpr.Value;
 436   let Arg1Type = 0;
 437   let SPR = spr;
 438 }
 439
 440 class XFXForm_7<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bit ppc64, bit vmx>
 441   : XFXForm_1<name, opcode, xo, ppc64, vmx>;
 442
 443 class XFXForm_7_ext<string name, bits<6> opcode, bits<10> xo, bits<10> spr,
 444                     bit ppc64, bit vmx> : XFXForm_7<name,opcode,xo,ppc64,vmx> {
 445   let ArgCount = 1;
 446   let Arg0Type = Gpr.Value;
 447   let Arg1Type = 0;
 448   let SPR = spr;
 449 }
 450
 451 // 1.7.11 XO-Form
 452 class XOForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 453                bit ppc64, bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 454   field bits<5>  RT;
 455   field bits<5>  RA;
 456   field bits<5>  RB;
 457
 458   let ArgCount = 3;
 459   let Arg0Type = Gpr.Value;
 460   let Arg1Type = Gpr.Value;
 461   let Arg2Type = Gpr.Value;
 462   let Arg3Type = 0;
 463   let Arg4Type = 0;
 464
 465   let Inst{6-10}  = RT;
 466   let Inst{11-15} = RA;
 467   let Inst{16-20} = RB;
 468   let Inst{21}    = oe;
 469   let Inst{22-30} = xo;
 470   let Inst{31}    = rc;
 471 }
 472
 473 // This is a reversal of the two operands, used notably by extended ops SUB*:
 474 // sub  x, y, z == subf  x, z, y
 475 // subc x, y, z == subfc x, z, y
 476 class XOForm_1_rev<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 477                    bit ppc64, bit vmx>
 478   : XOForm_1<name, opcode, xo, oe, rc, ppc64, vmx> {
 479   let Inst{11-15} = RB;
 480   let Inst{16-20} = RA;
 481 }
 482
 483 class XOForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit rc, bit ppc64,
 484                bit vmx> : XOForm_1<name, opcode, xo, 0, rc, ppc64, vmx>;
 485
 486 class XOForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<9> xo, bit oe, bit rc,
 487                bit ppc64, bit vmx> : XOForm_1<name,opcode,xo,oe,rc,ppc64,vmx> {
 488   let RB = 0;
 489 }
 490
 491 // 1.7.12 A-Form
 492 class AForm_1<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 493               bit vmx> : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 494   let ArgCount = 4;
 495   field bits<5>  FRT;
 496   field bits<5>  FRA;
 497   field bits<5>  FRB;
 498   field bits<5>  FRC;
 499
 500   let Arg0Type = Fpr.Value;
 501   let Arg1Type = Fpr.Value;
 502   let Arg2Type = Fpr.Value;
 503   let Arg3Type = Fpr.Value;
 504   let Arg4Type = 0;
 505
 506   let Inst{6-10}  = FRT;
 507   let Inst{11-15} = FRA;
 508   let Inst{16-20} = FRB;
 509   let Inst{21-25} = FRC;
 510   let Inst{26-30} = xo;
 511   let Inst{31}    = rc;
 512 }
 513
 514 class AForm_2<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 515               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 516   let ArgCount = 3;
 517   let Arg3Type = 0;
 518   let FRC = 0;
 519 }
 520
 521 class AForm_3<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 522               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 523   let ArgCount = 3;
 524   let Arg3Type = 0;
 525   let FRB = 0;
 526 }
 527
 528 class AForm_4<string name, bits<6> opcode, bits<5> xo, bit rc, bit ppc64,
 529               bit vmx> : AForm_1<name, opcode, xo, rc, ppc64, vmx> {
 530   let ArgCount = 2;
 531   let Arg2Type = 0;
 532   let Arg3Type = 0;
 533   let FRA = 0;
 534   let FRC = 0;
 535 }
 536
 537 // 1.7.13 M-Form
 538 class MForm_1<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 539   : I<name, opcode, ppc64, vmx> {
 540   let ArgCount = 5;
 541   field bits<5>  RS;
 542   field bits<5>  RA;
 543   field bits<5>  RB;
 544   field bits<5>  MB;
 545   field bits<5>  ME;
 546
 547   let Arg0Type = Gpr.Value;
 548   let Arg1Type = Gpr.Value;
 549   let Arg2Type = Gpr.Value;
 550   let Arg3Type = Imm5.Value;
 551   let Arg4Type = Imm5.Value;
 552
 553   let Inst{6-10}  = RS;
 554   let Inst{11-15} = RA;
 555   let Inst{16-20} = RB;
 556   let Inst{21-25} = MB;
 557   let Inst{26-30} = ME;
 558   let Inst{31}    = rc;
 559 }
 560
 561 class MForm_2<string name, bits<6> opcode, bit rc, bit ppc64, bit vmx>
 562   : MForm_1<name, opcode, rc, ppc64, vmx> {
 563   let Arg2Type = Imm5.Value;
 564 }
 565
 566 //===----------------------------------------------------------------------===//
 567
 568 class Pseudo<string name> : I<name, 0, 0, 0> {
 569         let Name = name;
 570         let ArgCount = 0;
 571         let PPC64 = 0;
 572         let VMX = 0;
 573
 574         let Arg0Type = Pseudo.Value;
 575         let Arg1Type = Pseudo.Value;
 576         let Arg2Type = Pseudo.Value;
 577         let Arg3Type = Pseudo.Value;
 578         let Arg4Type = 0;
 579
 580         let Inst{31-0} = 0;
 581 }