convert M and MD form instructions to generated asm writer
[oota-llvm.git] / lib / Target / PowerPC / PPCInstrInfo.td
1 //===- PowerPCInstrInfo.td - The PowerPC Instruction Set -----*- 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 // This file describes the subset of the 32-bit PowerPC instruction set, as used
11 // by the PowerPC instruction selector.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 include "PowerPCInstrFormats.td"
16
17 let isTerminator = 1, isReturn = 1 in
18   def BLR : XLForm_2_ext<"blr", 19, 16, 20, 31, 1, 0, 0>;
19
20 def u5imm   : Operand<i8> {
21   let PrintMethod = "printU5ImmOperand";
22 }
23 def u6imm   : Operand<i8> {
24   let PrintMethod = "printU6ImmOperand";
25 }
26 def u16imm  : Operand<i16> {
27   let PrintMethod = "printU16ImmOperand";
28 }
29
30 // Pseudo-instructions:
31 def PHI : Pseudo<"PHI">;
32 def ADJCALLSTACKDOWN : Pseudo<"ADJCALLSTACKDOWN">;
33 def ADJCALLSTACKUP : Pseudo<"ADJCALLSTACKUP">;
34 let Defs = [LR] in
35   def MovePCtoLR : Pseudo<"MovePCtoLR">;
36 def IMPLICIT_DEF : Pseudo<"IMPLICIT_DEF">;
37
38 let isBranch = 1, isTerminator = 1 in {
39   def COND_BRANCH : Pseudo<"COND_BRANCH">;
40   def B : IForm<"b", 18, 0, 0, 0, 0>;
41   // FIXME: 4*CR# needs to be added to the BI field!
42   // This will only work for CR0 as it stands now
43   def BLT : BForm_ext<"blt", 16, 0, 0, 12, 0, 0, 0>;
44   def BLE : BForm_ext<"ble", 16, 0, 0, 4,  1, 0, 0>;
45   def BEQ : BForm_ext<"beq", 16, 0, 0, 12, 2, 0, 0>;
46   def BGE : BForm_ext<"bge", 16, 0, 0, 4,  0, 0, 0>;
47   def BGT : BForm_ext<"bgt", 16, 0, 0, 12, 1, 0, 0>;
48   def BNE : BForm_ext<"bne", 16, 0, 0, 4,  2, 0, 0>;
49 }
50
51 let isBranch = 1, isTerminator = 1, isCall = 1, 
52   // All calls clobber the non-callee saved registers...
53   Defs = [R0,R2,R3,R4,R5,R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12,
54           F0,F1,F2,F3,F4,F5,F6,F7,F8,F9,F10,F11,F12,F13,
55           LR,XER,CTR,
56           CR0,CR1,CR5,CR6,CR7] in {
57   // Convenient aliases for call instructions
58   def CALLpcrel : IForm<"bl", 18, 0, 1, 0, 0>;
59   def CALLindirect : XLForm_2_ext<"bctrl", 19, 528, 20, 31, 1, 0, 0>;
60 }
61
62 def LA : DForm_2<"la", 14, 0, 0>;
63 def LOADHiAddr : DForm_2_r0<"addis", 15, 0, 0>;
64
65 def LBZ : DForm_1<"lbz", 35, 0, 0>;
66 def LHA : DForm_1<"lha", 42, 0, 0>;
67 def LHZ : DForm_1<"lhz", 40, 0, 0>;
68 def LMW : DForm_1<"lmw", 46, 0, 0>;
69 def LWZ : DForm_1<"lwz", 32, 0, 0>;
70 def ADDI : DForm_2<"addi", 14, 0, 0>;
71 def ADDIC : DForm_2<"addic",  12, 0, 0>;
72 def ADDICo : DForm_2<"addic.",  13, 0, 0>;
73 def ADDIS : DForm_2<"addis", 15, 0, 0>;
74 def MULLI : DForm_2<"mulli", 7, 0, 0>;
75 def SUBFIC : DForm_2<"subfic", 8, 0, 0>;
76 def SUBI : DForm_2<"subi", 14, 0, 0>;
77 def LI : DForm_2_r0<"li", 14, 0, 0>;
78 def LIS : DForm_2_r0<"lis", 15, 0, 0>;
79 def STMW : DForm_3<"stmw", 47, 0, 0>;
80 def STB : DForm_3<"stb", 38, 0, 0>;
81 def STBU : DForm_3<"stbu", 39, 0, 0>;
82 def STH : DForm_3<"sth", 44, 0, 0>;
83 def STHU : DForm_3<"sthu", 45, 0, 0>;
84 def STW : DForm_3<"stw", 36, 0, 0>;
85 def STWU : DForm_3<"stwu", 37, 0, 0>;
86 def CMPI : DForm_5<"cmpi", 11, 0, 0>;
87 def CMPWI : DForm_5_ext<"cmpwi", 11, 0, 0>;
88 def CMPDI : DForm_5_ext<"cmpdi", 11, 1, 0>;
89 def LFS : DForm_8<"lfs", 48, 0, 0>;
90 def LFD : DForm_8<"lfd", 50, 0, 0>;
91 def STFS : DForm_9<"stfs", 52, 0, 0>;
92 def STFD : DForm_9<"stfd", 54, 0, 0>;
93
94 def LWA : DSForm_1<"lwa", 58, 2, 1, 0>;
95 def LD : DSForm_2<"ld", 58, 0, 1, 0>;
96 def STD : DSForm_2<"std", 62, 0, 1, 0>;
97 def STDU : DSForm_2<"stdu", 62, 1, 1, 0>;
98
99 def CMP : XForm_16<"cmp", 31, 0, 0, 0>;
100 def CMPL : XForm_16<"cmpl", 31, 32, 0, 0>;
101 def CMPW : XForm_16_ext<"cmpw", 31, 0, 0, 0>;
102 def CMPD : XForm_16_ext<"cmpd", 31, 0, 1, 0>;
103 def CMPLW : XForm_16_ext<"cmplw", 31, 32, 0, 0>;
104 def CMPLD : XForm_16_ext<"cmpld", 31, 32, 1, 0>;
105
106 // D-Form instructions.  Most instructions that perform an operation on a
107 // register and an immediate are of this type.
108 //
109 def ANDIo : DForm_4<28, 0, 0,
110                     (ops GPRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
111                     "andi. $dst, $src1, $src2">;
112 def ORI   : DForm_4<24, 0, 0,
113                     (ops GPRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
114                     "ori $dst, $src1, $src2">;
115 def ORIS  : DForm_4<25, 0, 0,
116                     (ops GPRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
117                     "oris $dst, $src1, $src2">;
118 def XORI  : DForm_4<26, 0, 0,
119                     (ops GPRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
120                     "xori $dst, $src1, $src2">;
121 def XORIS : DForm_4<27, 0, 0,
122                     (ops GPRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
123                     "xoris $dst, $src1, $src2">;
124 def NOP   : DForm_4_zero<"nop", 24, 0, 0, (ops), "nop">;
125 def CMPLI  : DForm_6<10, 0, 0,
126                     (ops CRRC:$dst, i1imm:$size, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
127                          "cmpli $dst, $size, $src1, $src2">;
128 def CMPLWI : DForm_6_ext<10, 0, 0,
129                          (ops CRRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
130                          "cmplwi $dst, $src1, $src2">;
131 def CMPLDI : DForm_6_ext<10, 1, 0,
132                          (ops CRRC:$dst, GPRC:$src1, u16imm:$src2),
133                          "cmpldi $dst, $src1, $src2">;
134
135 // X-Form instructions.  Most instructions that perform an operation on a
136 // register and another register are of this type.
137 //
138 def LBZX : XForm_1<31,  87, 0, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
139                    "lbzx $dst, $base, $index">;
140 def LHAX : XForm_1<31, 343, 0, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
141                    "lhax $dst, $base, $index">;
142 def LHZX : XForm_1<31, 279, 0, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
143                    "lhzx $dst, $base, $index">;
144 def LWAX : XForm_1<31, 341, 1, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
145                    "lwax $dst, $base, $index">;
146 def LWZX : XForm_1<31,  23, 0, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
147                    "lwzx $dst, $base, $index">;
148 def LDX  : XForm_1<31,  21, 1, 0, (ops GPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
149                    "ldx $dst, $base, $index">;
150 def MFCR : XForm_5<31,  19, 0, 0, (ops GPRC:$dst), "mfcr $dst">;
151 def AND  : XForm_6<31,  28, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
152                    "and $rA, $rS, $rB">;
153 def ANDC : XForm_6<31,  60, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
154                    "andc $rA, $rS, $rB">;
155 def EQV  : XForm_6<31, 284, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
156                    "eqv $rA, $rS, $rB">;
157 def NAND : XForm_6<31, 476, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
158                    "nand $rA, $rS, $rB">;
159 def NOR  : XForm_6<31, 124, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
160                    "nor $rA, $rS, $rB">;
161 def OR   : XForm_6<31, 444, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
162                    "or $rA, $rS, $rB">;
163 def ORo  : XForm_6<31, 444, 1, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
164                    "or. $rA, $rS, $rB">;
165 def ORC  : XForm_6<31, 412, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
166                    "orc $rA, $rS, $rB">;
167 def SLD  : XForm_6<31,  27, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
168                    "sld $rA, $rS, $rB">;
169 def SLW  : XForm_6<31,  24, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
170                    "slw $rA, $rS, $rB">;
171 def SRD  : XForm_6<31, 539, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
172                    "srd $rA, $rS, $rB">;
173 def SRW  : XForm_6<31, 536, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
174                    "srw $rA, $rS, $rB">;
175 def SRAD : XForm_6<31, 794, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
176                    "srad $rA, $rS, $rB">;
177 def SRAW : XForm_6<31, 792, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
178                    "sraw $rA, $rS, $rB">;
179 def XOR  : XForm_6<31, 316, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, GPRC:$rB),
180                    "xor $rA, $rS, $rB">;
181 def STBX  : XForm_8<31, 215, 0, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
182                    "stbx $rS, $rA, $rB">;
183 def STHX  : XForm_8<31, 407, 0, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
184                    "sthx $rS, $rA, $rB">;
185 def STWX  : XForm_8<31, 151, 0, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
186                    "stwx $rS, $rA, $rB">;
187 def STWUX : XForm_8<31, 183, 0, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
188                    "stwux $rS, $rA, $rB">;
189 def STDX  : XForm_8<31, 149, 1, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
190                    "stdx $rS, $rA, $rB">;
191 def STDUX : XForm_8<31, 181, 1, 0, (ops GPRC:$rS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
192                    "stdux $rS, $rA, $rB">;
193 def SRAWI : XForm_10<31, 824, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u5imm:$SH), 
194                      "srawi $rA, $rS, $SH">;
195 def CNTLZW : XForm_11<31,  26, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS),
196                       "cntlzw $rA, $rS">;
197 def EXTSB  : XForm_11<31, 954, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS),
198                       "extsb $rA, $rS">;
199 def EXTSH  : XForm_11<31, 922, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS),
200                       "extsh $rA, $rS">;
201 def EXTSW  : XForm_11<31, 986, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS),
202                       "extsw $rA, $rS">;
203 def FCMPU  : XForm_17<63, 0, 0, 0, (ops CRRC:$crD, FPRC:$fA, FPRC:$fB),
204                       "fcmpu $crD, $fA, $fB">;
205 def LFSX   : XForm_25<31, 535, 0, 0, (ops FPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
206                       "lfsx $dst, $base, $index">;
207 def LFDX   : XForm_25<31, 599, 0, 0, (ops FPRC:$dst, GPRC:$base, GPRC:$index),
208                       "lfdx $dst, $base, $index">;
209 def FCFID  : XForm_26<63, 846, 0, 1, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
210                       "fcfid $frD, $frB">;
211 def FCTIDZ : XForm_26<63, 815, 0, 1, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
212                       "fctidz $frD, $frB">;
213 def FCTIWZ : XForm_26<63, 15, 0, 0, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
214                       "fctiwz $frD, $frB">;
215 def FMR    : XForm_26<63, 72, 0, 0, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
216                       "fmr $frD, $frB">;
217 def FNEG   : XForm_26<63, 80, 0, 0, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
218                       "fneg $frD, $frB">;
219 def FRSP   : XForm_26<63, 12, 0, 0, 0, (ops FPRC:$frD, FPRC:$frB),
220                       "frsp $frD, $frB">;
221 def STFSX : XForm_28<31, 663, 0, 0, (ops FPRC:$frS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
222                      "stfsx $frS, $rA, $rB">;
223 def STFDX : XForm_28<31, 727, 0, 0, (ops FPRC:$frS, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
224                      "stfdx $frS, $rA, $rB">;
225
226 // XL-Form instructions.  condition register logical ops.
227 //
228 def CRAND  : XLForm_1<19, 257, 0, 0, (ops u5imm:$D, u5imm:$A, u5imm:$B),
229                       "crand $D, $A, $B">;
230 def CRANDC : XLForm_1<19, 129, 0, 0, (ops u5imm:$D, u5imm:$A, u5imm:$B),
231                       "crandc $D, $A, $B">;
232 def CRNOR  : XLForm_1<19,  33, 0, 0, (ops u5imm:$D, u5imm:$A, u5imm:$B),
233                       "crnor $D, $A, $B">;
234 def CROR   : XLForm_1<19, 449, 0, 0, (ops u5imm:$D, u5imm:$A, u5imm:$B),
235                       "cror $D, $A, $B">;
236
237 // XFX-Form instructions.  Instructions that deal with SPRs
238 //
239 def MFCTR : XFXForm_1_ext<31, 399, 9, 0, 0, (ops GPRC:$rT), "mfctr $rT">;
240 def MFLR  : XFXForm_1_ext<31, 399, 8, 0, 0, (ops GPRC:$rT), "mflr $rT">;
241 def MTCTR : XFXForm_7_ext<31, 467, 9, 0, 0, (ops GPRC:$rS), "mtctr $rS">;
242 def MTLR  : XFXForm_7_ext<31, 467, 8, 0, 0, (ops GPRC:$rS), "mtlr $rS">;
243
244
245 // XS-Form instructions.  Just 'sradi'
246 //
247 def SRADI  : XSForm_1<31, 413, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u6imm:$SH),
248                       "sradi $rA, $rS, $SH">;
249
250 // XO-Form instructions.  Arithmetic instructions that can set overflow bit
251 //
252 def ADD   : XOForm_1<31, 266, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
253                      "add $rT, $rA, $rB">;
254 def ADDC  : XOForm_1<31, 10, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
255                      "addc $rT, $rA, $rB">;
256 def ADDE  : XOForm_1<31, 138, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
257                      "adde $rT, $rA, $rB">;
258 def DIVW  : XOForm_1<31, 491, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
259                      "divw $rT, $rA, $rB">;
260 def DIVWU : XOForm_1<31, 459, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
261                      "divwu $rT, $rA, $rB">;
262 def MULHWU : XOForm_1<31, 11, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
263                      "mulhwu $rT, $rA, $rB">;
264 def MULLD : XOForm_1<31, 233, 0, 0, 1, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
265                      "mulld $rT, $rA, $rB">;
266 def MULLW : XOForm_1<31, 235, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
267                      "mullw $rT, $rA, $rB">;
268 def SUBF  : XOForm_1<31, 40, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
269                      "subf $rT, $rA, $rB">;
270 def SUBFC : XOForm_1<31, 8, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
271                      "subfc $rT, $rA, $rB">;
272 def SUBFE : XOForm_1<31, 136, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
273                      "subfe $rT, $rA, $rB">;
274 def SUB  : XOForm_1r<31, 40, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
275                      "sub $rT, $rA, $rB">;
276 def SUBC : XOForm_1r<31, 8, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA, GPRC:$rB),
277                      "subc $rT, $rA, $rB">;
278 def ADDZE  : XOForm_3<31, 202, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA),
279                       "addze $rT, $rA">;
280 def NEG    : XOForm_3<31, 104, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA),
281                       "neg $rT, $rA">;
282 def SUBFZE : XOForm_3<31, 200, 0, 0, 0, 0, (ops GPRC:$rT, GPRC:$rA),
283                       "subfze $rT, $rA">;
284
285 // A-Form instructions.  Most of the instructions executed in the FPU are of
286 // this type.
287 //
288 def FMADD : AForm_1<63, 29, 0, 0, 0,
289                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRC, FPRC:$FRB),
290                     "fmadd $FRT, $FRA, $FRC, $FRB">;
291 def FSEL  : AForm_1<63, 23, 0, 0, 0,
292                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRC, FPRC:$FRB),
293                     "fsel $FRT, $FRA, $FRC, $FRB">;
294 def FADD  : AForm_2<63, 21, 0, 0, 0,
295                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
296                     "fadd $FRT, $FRA, $FRB">;
297 def FADDS : AForm_2<59, 21, 0, 0, 0,
298                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
299                     "fadds $FRT, $FRA, $FRB">;
300 def FDIV  : AForm_2<63, 18, 0, 0, 0,
301                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
302                     "fdiv $FRT, $FRA, $FRB">;
303 def FDIVS : AForm_2<59, 18, 0, 0, 0,
304                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
305                     "fdivs $FRT, $FRA, $FRB">;
306 def FMUL  : AForm_3<63, 25, 0, 0, 0,
307                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
308                     "fmul $FRT, $FRA, $FRB">;
309 def FMULS : AForm_3<59, 25, 0, 0, 0,
310                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
311                     "fmuls $FRT, $FRA, $FRB">;
312 def FSUB  : AForm_2<63, 20, 0, 0, 0,
313                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
314                     "fsub $FRT, $FRA, $FRB">;
315 def FSUBS : AForm_2<59, 20, 0, 0, 0,
316                     (ops FPRC:$FRT, FPRC:$FRA, FPRC:$FRB),
317                     "fsubs $FRT, $FRA, $FRB">;
318
319 // M-Form instructions.  rotate and mask instructions.
320 //
321 def RLWIMI : MForm_2<20, 0, 0, 0,
322                      (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u5imm:$SH, u5imm:$MB, u5imm:$ME),
323                      "rlwimi $rA, $rS, $SH, $MB, $ME">;
324 def RLWINM : MForm_2<21, 0, 0, 0,
325                      (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u5imm:$SH, u5imm:$MB, u5imm:$ME),
326                      "rlwinm $rA, $rS, $SH, $MB, $ME">;
327
328
329 // MD-Form instructions.  64 bit rotate instructions.
330 //
331 def RLDICL : MDForm_1<30, 0, 0, 1, 0, 
332                       (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u6imm:$SH, u6imm:$MB),
333                       "rldicl $rA, $rS, $SH, $MB">;
334 def RLDICR : MDForm_1<30, 1, 0, 1, 0, 
335                       (ops GPRC:$rA, GPRC:$rS, u6imm:$SH, u6imm:$ME),
336                       "rldicr $rA, $rS, $SH, $ME">;
337
338