[SystemZ] Be more careful about inverting CC masks
[oota-llvm.git] / lib / Target / SystemZ / SystemZInstrInfo.td
1 //===-- SystemZInstrInfo.td - General SystemZ instructions ----*- tblgen-*-===//
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 // Stack allocation
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 def ADJCALLSTACKDOWN : Pseudo<(outs), (ins i64imm:$amt),
15                               [(callseq_start timm:$amt)]>;
16 def ADJCALLSTACKUP   : Pseudo<(outs), (ins i64imm:$amt1, i64imm:$amt2),
17                               [(callseq_end timm:$amt1, timm:$amt2)]>;
18
19 let neverHasSideEffects = 1 in {
20   // Takes as input the value of the stack pointer after a dynamic allocation
21   // has been made.  Sets the output to the address of the dynamically-
22   // allocated area itself, skipping the outgoing arguments.
23   //
24   // This expands to an LA or LAY instruction.  We restrict the offset
25   // to the range of LA and keep the LAY range in reserve for when
26   // the size of the outgoing arguments is added.
27   def ADJDYNALLOC : Pseudo<(outs GR64:$dst), (ins dynalloc12only:$src),
28                            [(set GR64:$dst, dynalloc12only:$src)]>;
29 }
30
31 //===----------------------------------------------------------------------===//
32 // Control flow instructions
33 //===----------------------------------------------------------------------===//
34
35 // A return instruction.  R1 is the condition-code mask (all 1s)
36 // and R2 is the target address, which is always stored in %r14.
37 let isReturn = 1, isTerminator = 1, isBarrier = 1, hasCtrlDep = 1,
38     R1 = 15, R2 = 14, isCodeGenOnly = 1 in {
39   def RET : InstRR<0x07, (outs), (ins), "br\t%r14", [(z_retflag)]>;
40 }
41
42 // Unconditional branches.  R1 is the condition-code mask (all 1s).
43 let isBranch = 1, isTerminator = 1, isBarrier = 1, R1 = 15 in {
44   let isIndirectBranch = 1 in
45     def BR : InstRR<0x07, (outs), (ins ADDR64:$R2),
46                     "br\t$R2", [(brind ADDR64:$R2)]>;
47
48   // An assembler extended mnemonic for BRC.
49   def J : InstRI<0xA74, (outs), (ins brtarget16:$I2), "j\t$I2",
50                  [(br bb:$I2)]>;
51
52   // An assembler extended mnemonic for BRCL.  (The extension is "G"
53   // rather than "L" because "JL" is "Jump if Less".)
54   def JG : InstRIL<0xC04, (outs), (ins brtarget32:$I2), "jg\t$I2", []>;
55 }
56
57 // Conditional branches.  It's easier for LLVM to handle these branches
58 // in their raw BRC/BRCL form, with the 4-bit condition-code mask being
59 // the first operand.  It seems friendlier to use mnemonic forms like
60 // JE and JLH when writing out the assembly though.
61 let isBranch = 1, isTerminator = 1, Uses = [CC] in {
62   let isCodeGenOnly = 1 in {
63     def BRC : InstRI<0xA74, (outs), (ins cond4:$valid, cond4:$R1,
64                                          brtarget16:$I2), "j$R1\t$I2",
65                      [(z_br_ccmask cond4:$valid, cond4:$R1, bb:$I2)]>;
66     def BRCL : InstRIL<0xC04, (outs), (ins cond4:$valid, cond4:$R1,
67                                            brtarget32:$I2), "jg$R1\t$I2", []>;
68   }
69   def AsmBRC : InstRI<0xA74, (outs), (ins uimm8zx4:$R1, brtarget16:$I2),
70                       "brc\t$R1, $I2", []>;
71   def AsmBRCL : InstRIL<0xC04, (outs), (ins uimm8zx4:$R1, brtarget32:$I2),
72                         "brcl\t$R1, $I2", []>;
73 }
74
75 // Fused compare-and-branch instructions.  As for normal branches,
76 // we handle these instructions internally in their raw CRJ-like form,
77 // but use assembly macros like CRJE when writing them out.
78 //
79 // These instructions do not use or clobber the condition codes.
80 // We nevertheless pretend that they clobber CC, so that we can lower
81 // them to separate comparisons and BRCLs if the branch ends up being
82 // out of range.
83 multiclass CompareBranches<Operand ccmask, string pos1, string pos2> {
84   let isBranch = 1, isTerminator = 1, Defs = [CC] in {
85     def RJ  : InstRIEb<0xEC76, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2, ccmask:$M3,
86                                             brtarget16:$RI4),
87                        "crj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
88     def GRJ : InstRIEb<0xEC64, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2, ccmask:$M3,
89                                             brtarget16:$RI4),
90                        "cgrj"##pos1##"\t$R1, $R2, "##pos2##"$RI4", []>;
91     def IJ  : InstRIEc<0xEC7E, (outs), (ins GR32:$R1, imm32sx8:$I2, ccmask:$M3,
92                                             brtarget16:$RI4),
93                        "cij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
94     def GIJ : InstRIEc<0xEC7C, (outs), (ins GR64:$R1, imm64sx8:$I2, ccmask:$M3,
95                                             brtarget16:$RI4),
96                        "cgij"##pos1##"\t$R1, $I2, "##pos2##"$RI4", []>;
97   }
98 }
99 let isCodeGenOnly = 1 in
100   defm C : CompareBranches<cond4, "$M3", "">;
101 defm AsmC : CompareBranches<uimm8zx4, "", "$M3, ">;
102
103 // Define AsmParser mnemonics for each general condition-code mask
104 // (integer or floating-point)
105 multiclass CondExtendedMnemonic<bits<4> ccmask, string name> {
106   let R1 = ccmask in {
107     def J : InstRI<0xA74, (outs), (ins brtarget16:$I2),
108                    "j"##name##"\t$I2", []>;
109     def JG : InstRIL<0xC04, (outs), (ins brtarget32:$I2),
110                      "jg"##name##"\t$I2", []>;
111   }
112   def LOCR  : FixedCondUnaryRRF<"locr"##name,  0xB9F2, GR32, GR32, ccmask>;
113   def LOCGR : FixedCondUnaryRRF<"locgr"##name, 0xB9E2, GR64, GR64, ccmask>;
114   def LOC   : FixedCondUnaryRSY<"loc"##name,   0xEBF2, GR32, ccmask, 4>;
115   def LOCG  : FixedCondUnaryRSY<"locg"##name,  0xEBE2, GR64, ccmask, 8>;
116   def STOC  : FixedCondStoreRSY<"stoc"##name,  0xEBF3, GR32, ccmask, 4>;
117   def STOCG : FixedCondStoreRSY<"stocg"##name, 0xEBE3, GR64, ccmask, 8>;
118 }
119 defm AsmO   : CondExtendedMnemonic<1,  "o">;
120 defm AsmH   : CondExtendedMnemonic<2,  "h">;
121 defm AsmNLE : CondExtendedMnemonic<3,  "nle">;
122 defm AsmL   : CondExtendedMnemonic<4,  "l">;
123 defm AsmNHE : CondExtendedMnemonic<5,  "nhe">;
124 defm AsmLH  : CondExtendedMnemonic<6,  "lh">;
125 defm AsmNE  : CondExtendedMnemonic<7,  "ne">;
126 defm AsmE   : CondExtendedMnemonic<8,  "e">;
127 defm AsmNLH : CondExtendedMnemonic<9,  "nlh">;
128 defm AsmHE  : CondExtendedMnemonic<10, "he">;
129 defm AsmNL  : CondExtendedMnemonic<11, "nl">;
130 defm AsmLE  : CondExtendedMnemonic<12, "le">;
131 defm AsmNH  : CondExtendedMnemonic<13, "nh">;
132 defm AsmNO  : CondExtendedMnemonic<14, "no">;
133
134 // Define AsmParser mnemonics for each integer condition-code mask.
135 // This is like the list above, except that condition 3 is not possible
136 // and that the low bit of the mask is therefore always 0.  This means
137 // that each condition has two names.  Conditions "o" and "no" are not used.
138 //
139 // We don't make one of the two names an alias of the other because
140 // we need the custom parsing routines to select the correct register class.
141 multiclass IntCondExtendedMnemonicA<bits<4> ccmask, string name> {
142   let M3 = ccmask in {
143     def CR  : InstRIEb<0xEC76, (outs), (ins GR32:$R1, GR32:$R2,
144                                             brtarget16:$RI4),
145                        "crj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
146     def CGR : InstRIEb<0xEC64, (outs), (ins GR64:$R1, GR64:$R2,
147                                             brtarget16:$RI4),
148                        "cgrj"##name##"\t$R1, $R2, $RI4", []>;
149     def CI  : InstRIEc<0xEC7E, (outs), (ins GR32:$R1, imm32sx8:$I2,
150                                             brtarget16:$RI4),
151                        "cij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
152     def CGI : InstRIEc<0xEC7C, (outs), (ins GR64:$R1, imm64sx8:$I2,
153                                             brtarget16:$RI4),
154                        "cgij"##name##"\t$R1, $I2, $RI4", []>;
155   }
156 }
157 multiclass IntCondExtendedMnemonic<bits<4> ccmask, string name1, string name2>
158   : IntCondExtendedMnemonicA<ccmask, name1> {
159   let isAsmParserOnly = 1 in
160     defm Alt : IntCondExtendedMnemonicA<ccmask, name2>;
161 }
162 defm AsmJH   : IntCondExtendedMnemonic<2,  "h",  "nle">;
163 defm AsmJL   : IntCondExtendedMnemonic<4,  "l",  "nhe">;
164 defm AsmJLH  : IntCondExtendedMnemonic<6,  "lh", "ne">;
165 defm AsmJE   : IntCondExtendedMnemonic<8,  "e",  "nlh">;
166 defm AsmJHE  : IntCondExtendedMnemonic<10, "he", "nl">;
167 defm AsmJLE  : IntCondExtendedMnemonic<12, "le", "nh">;
168
169 //===----------------------------------------------------------------------===//
170 // Select instructions
171 //===----------------------------------------------------------------------===//
172
173 def Select32 : SelectWrapper<GR32>;
174 def Select64 : SelectWrapper<GR64>;
175
176 defm CondStore8_32  : CondStores<GR32, nonvolatile_truncstorei8,
177                                  nonvolatile_anyextloadi8, bdxaddr20only>;
178 defm CondStore16_32 : CondStores<GR32, nonvolatile_truncstorei16,
179                                  nonvolatile_anyextloadi16, bdxaddr20only>;
180 defm CondStore32_32 : CondStores<GR32, nonvolatile_store,
181                                  nonvolatile_load, bdxaddr20only>;
182
183 defm CondStore8  : CondStores<GR64, nonvolatile_truncstorei8,
184                               nonvolatile_anyextloadi8, bdxaddr20only>;
185 defm CondStore16 : CondStores<GR64, nonvolatile_truncstorei16,
186                               nonvolatile_anyextloadi16, bdxaddr20only>;
187 defm CondStore32 : CondStores<GR64, nonvolatile_truncstorei32,
188                               nonvolatile_anyextloadi32, bdxaddr20only>;
189 defm CondStore64 : CondStores<GR64, nonvolatile_store,
190                               nonvolatile_load, bdxaddr20only>;
191
192 //===----------------------------------------------------------------------===//
193 // Call instructions
194 //===----------------------------------------------------------------------===//
195
196 // The definitions here are for the call-clobbered registers.
197 let isCall = 1, Defs = [R0D, R1D, R2D, R3D, R4D, R5D, R14D,
198                         F0D, F1D, F2D, F3D, F4D, F5D, F6D, F7D],
199     R1 = 14, isCodeGenOnly = 1 in {
200   def BRAS  : InstRI<0xA75, (outs), (ins pcrel16call:$I2, variable_ops),
201                      "bras\t%r14, $I2", []>;
202   def BRASL : InstRIL<0xC05, (outs), (ins pcrel32call:$I2, variable_ops),
203                       "brasl\t%r14, $I2", [(z_call pcrel32call:$I2)]>;
204   def BASR  : InstRR<0x0D, (outs), (ins ADDR64:$R2, variable_ops),
205                      "basr\t%r14, $R2", [(z_call ADDR64:$R2)]>;
206 }
207
208 // Define the general form of the call instructions for the asm parser.
209 // These instructions don't hard-code %r14 as the return address register.
210 def AsmBRAS  : InstRI<0xA75, (outs), (ins GR64:$R1, brtarget16:$I2),
211                       "bras\t$R1, $I2", []>;
212 def AsmBRASL : InstRIL<0xC05, (outs), (ins GR64:$R1, brtarget32:$I2),
213                        "brasl\t$R1, $I2", []>;
214 def AsmBASR  : InstRR<0x0D, (outs), (ins GR64:$R1, ADDR64:$R2),
215                       "basr\t$R1, $R2", []>;
216
217 //===----------------------------------------------------------------------===//
218 // Move instructions
219 //===----------------------------------------------------------------------===//
220
221 // Register moves.
222 let neverHasSideEffects = 1 in {
223   def LR  : UnaryRR <"l",  0x18,   null_frag, GR32, GR32>;
224   def LGR : UnaryRRE<"lg", 0xB904, null_frag, GR64, GR64>;
225 }
226
227 // Move on condition.
228 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
229   def LOCR  : CondUnaryRRF<"loc",  0xB9F2, GR32, GR32>;
230   def LOCGR : CondUnaryRRF<"locg", 0xB9E2, GR64, GR64>;
231 }
232 let Uses = [CC] in {
233   def AsmLOCR  : AsmCondUnaryRRF<"loc",  0xB9F2, GR32, GR32>;
234   def AsmLOCGR : AsmCondUnaryRRF<"locg", 0xB9E2, GR64, GR64>;
235 }
236
237 // Immediate moves.
238 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1,
239     isReMaterializable = 1 in {
240   // 16-bit sign-extended immediates.
241   def LHI  : UnaryRI<"lhi",  0xA78, bitconvert, GR32, imm32sx16>;
242   def LGHI : UnaryRI<"lghi", 0xA79, bitconvert, GR64, imm64sx16>;
243
244   // Other 16-bit immediates.
245   def LLILL : UnaryRI<"llill", 0xA5F, bitconvert, GR64, imm64ll16>;
246   def LLILH : UnaryRI<"llilh", 0xA5E, bitconvert, GR64, imm64lh16>;
247   def LLIHL : UnaryRI<"llihl", 0xA5D, bitconvert, GR64, imm64hl16>;
248   def LLIHH : UnaryRI<"llihh", 0xA5C, bitconvert, GR64, imm64hh16>;
249
250   // 32-bit immediates.
251   def LGFI  : UnaryRIL<"lgfi",  0xC01, bitconvert, GR64, imm64sx32>;
252   def LLILF : UnaryRIL<"llilf", 0xC0F, bitconvert, GR64, imm64lf32>;
253   def LLIHF : UnaryRIL<"llihf", 0xC0E, bitconvert, GR64, imm64hf32>;
254 }
255
256 // Register loads.
257 let canFoldAsLoad = 1, SimpleBDXLoad = 1 in {
258   defm L : UnaryRXPair<"l", 0x58, 0xE358, load, GR32, 4>;
259   def LG : UnaryRXY<"lg", 0xE304, load, GR64, 8>;
260
261   // These instructions are split after register allocation, so we don't
262   // want a custom inserter.
263   let Has20BitOffset = 1, HasIndex = 1, Is128Bit = 1 in {
264     def L128 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins bdxaddr20only128:$src),
265                       [(set GR128:$dst, (load bdxaddr20only128:$src))]>;
266   }
267 }
268 let canFoldAsLoad = 1 in {
269   def LRL  : UnaryRILPC<"lrl",  0xC4D, aligned_load, GR32>;
270   def LGRL : UnaryRILPC<"lgrl", 0xC48, aligned_load, GR64>;
271 }
272
273 // Load on condition.
274 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
275   def LOC  : CondUnaryRSY<"loc",  0xEBF2, GR32, 4>;
276   def LOCG : CondUnaryRSY<"locg", 0xEBE2, GR64, 8>;
277 }
278 let Uses = [CC] in {
279   def AsmLOC  : AsmCondUnaryRSY<"loc",  0xEBF2, GR32, 4>;
280   def AsmLOCG : AsmCondUnaryRSY<"locg", 0xEBE2, GR64, 8>;
281 }
282 defm : CondLoad<LOC,  GR32, nonvolatile_load>;
283 defm : CondLoad<LOCG, GR64, nonvolatile_load>;
284
285 // Register stores.
286 let SimpleBDXStore = 1 in {
287   let isCodeGenOnly = 1 in
288     defm ST32 : StoreRXPair<"st", 0x50, 0xE350, store, GR32, 4>;
289   def STG : StoreRXY<"stg", 0xE324, store, GR64, 8>;
290
291   // These instructions are split after register allocation, so we don't
292   // want a custom inserter.
293   let Has20BitOffset = 1, HasIndex = 1, Is128Bit = 1 in {
294     def ST128 : Pseudo<(outs), (ins GR128:$src, bdxaddr20only128:$dst),
295                        [(store GR128:$src, bdxaddr20only128:$dst)]>;
296   }
297 }
298 let isCodeGenOnly = 1 in
299   def STRL32 : StoreRILPC<"strl", 0xC4F, aligned_store, GR32>;
300 def STGRL : StoreRILPC<"stgrl", 0xC4B, aligned_store, GR64>;
301
302 // Store on condition.
303 let isCodeGenOnly = 1, Uses = [CC] in {
304   def STOC32 : CondStoreRSY<"stoc",  0xEBF3, GR32, 4>;
305   def STOC   : CondStoreRSY<"stoc",  0xEBF3, GR64, 4>;
306   def STOCG  : CondStoreRSY<"stocg", 0xEBE3, GR64, 8>;
307 }
308 let Uses = [CC] in {
309   def AsmSTOC  : AsmCondStoreRSY<"stoc",  0xEBF3, GR32, 4>;
310   def AsmSTOCG : AsmCondStoreRSY<"stocg", 0xEBE3, GR64, 8>;
311 }
312
313 // 8-bit immediate stores to 8-bit fields.
314 defm MVI : StoreSIPair<"mvi", 0x92, 0xEB52, truncstorei8, imm32zx8trunc>;
315
316 // 16-bit immediate stores to 16-, 32- or 64-bit fields.
317 def MVHHI : StoreSIL<"mvhhi", 0xE544, truncstorei16, imm32sx16trunc>;
318 def MVHI  : StoreSIL<"mvhi",  0xE54C, store,         imm32sx16>;
319 def MVGHI : StoreSIL<"mvghi", 0xE548, store,         imm64sx16>;
320
321 // Memory-to-memory moves.
322 let mayLoad = 1, mayStore = 1 in
323   def MVC : InstSS<0xD2, (outs), (ins bdladdr12onlylen8:$BDL1,
324                                       bdaddr12only:$BD2),
325                    "mvc\t$BDL1, $BD2", []>;
326
327 let mayLoad = 1, mayStore = 1, usesCustomInserter = 1 in
328   def MVCWrapper : Pseudo<(outs), (ins bdaddr12only:$dest, bdaddr12only:$src,
329                                        imm32len8:$length),
330                           [(z_mvc bdaddr12only:$dest, bdaddr12only:$src,
331                                   imm32len8:$length)]>;
332
333 defm LoadStore8_32  : MVCLoadStore<anyextloadi8, truncstorei8, i32,
334                                    MVCWrapper, 1>;
335 defm LoadStore16_32 : MVCLoadStore<anyextloadi16, truncstorei16, i32,
336                                    MVCWrapper, 2>;
337 defm LoadStore32_32 : MVCLoadStore<load, store, i32, MVCWrapper, 4>;
338
339 defm LoadStore8  : MVCLoadStore<anyextloadi8, truncstorei8, i64,
340                                 MVCWrapper, 1>;
341 defm LoadStore16 : MVCLoadStore<anyextloadi16, truncstorei16, i64,
342                                 MVCWrapper, 2>;
343 defm LoadStore32 : MVCLoadStore<anyextloadi32, truncstorei32, i64,
344                                 MVCWrapper, 4>;
345 defm LoadStore64 : MVCLoadStore<load, store, i64, MVCWrapper, 8>;
346
347 //===----------------------------------------------------------------------===//
348 // Sign extensions
349 //===----------------------------------------------------------------------===//
350
351 // 32-bit extensions from registers.
352 let neverHasSideEffects = 1 in {
353   def LBR : UnaryRRE<"lb", 0xB926, sext8,  GR32, GR32>;
354   def LHR : UnaryRRE<"lh", 0xB927, sext16, GR32, GR32>;
355 }
356
357 // 64-bit extensions from registers.
358 let neverHasSideEffects = 1 in {
359   def LGBR : UnaryRRE<"lgb", 0xB906, sext8,  GR64, GR64>;
360   def LGHR : UnaryRRE<"lgh", 0xB907, sext16, GR64, GR64>;
361   def LGFR : UnaryRRE<"lgf", 0xB914, sext32, GR64, GR32>;
362 }
363
364 // Match 32-to-64-bit sign extensions in which the source is already
365 // in a 64-bit register.
366 def : Pat<(sext_inreg GR64:$src, i32),
367           (LGFR (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_32bit))>;
368
369 // 32-bit extensions from memory.
370 def  LB   : UnaryRXY<"lb", 0xE376, sextloadi8, GR32, 1>;
371 defm LH   : UnaryRXPair<"lh", 0x48, 0xE378, sextloadi16, GR32, 2>;
372 def  LHRL : UnaryRILPC<"lhrl", 0xC45, aligned_sextloadi16, GR32>;
373
374 // 64-bit extensions from memory.
375 def LGB   : UnaryRXY<"lgb", 0xE377, sextloadi8,  GR64, 1>;
376 def LGH   : UnaryRXY<"lgh", 0xE315, sextloadi16, GR64, 2>;
377 def LGF   : UnaryRXY<"lgf", 0xE314, sextloadi32, GR64, 4>;
378 def LGHRL : UnaryRILPC<"lghrl", 0xC44, aligned_sextloadi16, GR64>;
379 def LGFRL : UnaryRILPC<"lgfrl", 0xC4C, aligned_sextloadi32, GR64>;
380
381 // If the sign of a load-extend operation doesn't matter, use the signed ones.
382 // There's not really much to choose between the sign and zero extensions,
383 // but LH is more compact than LLH for small offsets.
384 def : Pat<(i32 (extloadi8  bdxaddr20only:$src)), (LB  bdxaddr20only:$src)>;
385 def : Pat<(i32 (extloadi16 bdxaddr12pair:$src)), (LH  bdxaddr12pair:$src)>;
386 def : Pat<(i32 (extloadi16 bdxaddr20pair:$src)), (LHY bdxaddr20pair:$src)>;
387
388 def : Pat<(i64 (extloadi8  bdxaddr20only:$src)), (LGB bdxaddr20only:$src)>;
389 def : Pat<(i64 (extloadi16 bdxaddr20only:$src)), (LGH bdxaddr20only:$src)>;
390 def : Pat<(i64 (extloadi32 bdxaddr20only:$src)), (LGF bdxaddr20only:$src)>;
391
392 // We want PC-relative addresses to be tried ahead of BD and BDX addresses.
393 // However, BDXs have two extra operands and are therefore 6 units more
394 // complex.
395 let AddedComplexity = 7 in {
396   def : Pat<(i32 (extloadi16 pcrel32:$src)), (LHRL  pcrel32:$src)>;
397   def : Pat<(i64 (extloadi16 pcrel32:$src)), (LGHRL pcrel32:$src)>;
398 }
399
400 //===----------------------------------------------------------------------===//
401 // Zero extensions
402 //===----------------------------------------------------------------------===//
403
404 // 32-bit extensions from registers.
405 let neverHasSideEffects = 1 in {
406   def LLCR : UnaryRRE<"llc", 0xB994, zext8,  GR32, GR32>;
407   def LLHR : UnaryRRE<"llh", 0xB995, zext16, GR32, GR32>;
408 }
409
410 // 64-bit extensions from registers.
411 let neverHasSideEffects = 1 in {
412   def LLGCR : UnaryRRE<"llgc", 0xB984, zext8,  GR64, GR64>;
413   def LLGHR : UnaryRRE<"llgh", 0xB985, zext16, GR64, GR64>;
414   def LLGFR : UnaryRRE<"llgf", 0xB916, zext32, GR64, GR32>;
415 }
416
417 // Match 32-to-64-bit zero extensions in which the source is already
418 // in a 64-bit register.
419 def : Pat<(and GR64:$src, 0xffffffff),
420           (LLGFR (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_32bit))>;
421
422 // 32-bit extensions from memory.
423 def LLC   : UnaryRXY<"llc", 0xE394, zextloadi8,  GR32, 1>;
424 def LLH   : UnaryRXY<"llh", 0xE395, zextloadi16, GR32, 2>;
425 def LLHRL : UnaryRILPC<"llhrl", 0xC42, aligned_zextloadi16, GR32>;
426
427 // 64-bit extensions from memory.
428 def LLGC   : UnaryRXY<"llgc", 0xE390, zextloadi8,  GR64, 1>;
429 def LLGH   : UnaryRXY<"llgh", 0xE391, zextloadi16, GR64, 2>;
430 def LLGF   : UnaryRXY<"llgf", 0xE316, zextloadi32, GR64, 4>;
431 def LLGHRL : UnaryRILPC<"llghrl", 0xC46, aligned_zextloadi16, GR64>;
432 def LLGFRL : UnaryRILPC<"llgfrl", 0xC4E, aligned_zextloadi32, GR64>;
433
434 //===----------------------------------------------------------------------===//
435 // Truncations
436 //===----------------------------------------------------------------------===//
437
438 // Truncations of 64-bit registers to 32-bit registers.
439 def : Pat<(i32 (trunc GR64:$src)),
440           (EXTRACT_SUBREG GR64:$src, subreg_32bit)>;
441
442 // Truncations of 32-bit registers to memory.
443 let isCodeGenOnly = 1 in {
444   defm STC32   : StoreRXPair<"stc", 0x42, 0xE372, truncstorei8,  GR32, 1>;
445   defm STH32   : StoreRXPair<"sth", 0x40, 0xE370, truncstorei16, GR32, 2>;
446   def  STHRL32 : StoreRILPC<"sthrl", 0xC47, aligned_truncstorei16, GR32>;
447 }
448
449 // Truncations of 64-bit registers to memory.
450 defm STC   : StoreRXPair<"stc", 0x42, 0xE372, truncstorei8,  GR64, 1>;
451 defm STH   : StoreRXPair<"sth", 0x40, 0xE370, truncstorei16, GR64, 2>;
452 def  STHRL : StoreRILPC<"sthrl", 0xC47, aligned_truncstorei16, GR64>;
453 defm ST    : StoreRXPair<"st", 0x50, 0xE350, truncstorei32, GR64, 4>;
454 def  STRL  : StoreRILPC<"strl", 0xC4F, aligned_truncstorei32, GR64>;
455
456 //===----------------------------------------------------------------------===//
457 // Multi-register moves
458 //===----------------------------------------------------------------------===//
459
460 // Multi-register loads.
461 def LMG : LoadMultipleRSY<"lmg", 0xEB04, GR64>;
462
463 // Multi-register stores.
464 def STMG : StoreMultipleRSY<"stmg", 0xEB24, GR64>;
465
466 //===----------------------------------------------------------------------===//
467 // Byte swaps
468 //===----------------------------------------------------------------------===//
469
470 // Byte-swapping register moves.
471 let neverHasSideEffects = 1 in {
472   def LRVR  : UnaryRRE<"lrv",  0xB91F, bswap, GR32, GR32>;
473   def LRVGR : UnaryRRE<"lrvg", 0xB90F, bswap, GR64, GR64>;
474 }
475
476 // Byte-swapping loads.  Unlike normal loads, these instructions are
477 // allowed to access storage more than once.
478 def LRV  : UnaryRXY<"lrv",  0xE31E, loadu<bswap, nonvolatile_load>, GR32, 4>;
479 def LRVG : UnaryRXY<"lrvg", 0xE30F, loadu<bswap, nonvolatile_load>, GR64, 8>;
480
481 // Likewise byte-swapping stores.
482 def STRV  : StoreRXY<"strv", 0xE33E, storeu<bswap, nonvolatile_store>, GR32, 4>;
483 def STRVG : StoreRXY<"strvg", 0xE32F, storeu<bswap, nonvolatile_store>,
484                      GR64, 8>;
485
486 //===----------------------------------------------------------------------===//
487 // Load address instructions
488 //===----------------------------------------------------------------------===//
489
490 // Load BDX-style addresses.
491 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isReMaterializable = 1,
492     DispKey = "la" in {
493   let DispSize = "12" in
494     def LA : InstRX<0x41, (outs GR64:$R1), (ins laaddr12pair:$XBD2),
495                     "la\t$R1, $XBD2",
496                     [(set GR64:$R1, laaddr12pair:$XBD2)]>;
497   let DispSize = "20" in
498     def LAY : InstRXY<0xE371, (outs GR64:$R1), (ins laaddr20pair:$XBD2),
499                       "lay\t$R1, $XBD2",
500                       [(set GR64:$R1, laaddr20pair:$XBD2)]>;
501 }
502
503 // Load a PC-relative address.  There's no version of this instruction
504 // with a 16-bit offset, so there's no relaxation.
505 let neverHasSideEffects = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1,
506     isReMaterializable = 1 in {
507   def LARL : InstRIL<0xC00, (outs GR64:$R1), (ins pcrel32:$I2),
508                      "larl\t$R1, $I2",
509                      [(set GR64:$R1, pcrel32:$I2)]>;
510 }
511
512 //===----------------------------------------------------------------------===//
513 // Negation
514 //===----------------------------------------------------------------------===//
515
516 let Defs = [CC] in {
517   def LCR   : UnaryRR <"lc",   0x13,   ineg,      GR32, GR32>;
518   def LCGR  : UnaryRRE<"lcg",  0xB903, ineg,      GR64, GR64>;
519   def LCGFR : UnaryRRE<"lcgf", 0xB913, null_frag, GR64, GR32>;
520 }
521 defm : SXU<ineg, LCGFR>;
522
523 //===----------------------------------------------------------------------===//
524 // Insertion
525 //===----------------------------------------------------------------------===//
526
527 let isCodeGenOnly = 1 in
528   defm IC32 : BinaryRXPair<"ic", 0x43, 0xE373, inserti8, GR32, zextloadi8, 1>;
529 defm IC : BinaryRXPair<"ic", 0x43, 0xE373, inserti8, GR64, zextloadi8, 1>;
530
531 defm : InsertMem<"inserti8", IC32,  GR32, zextloadi8, bdxaddr12pair>;
532 defm : InsertMem<"inserti8", IC32Y, GR32, zextloadi8, bdxaddr20pair>;
533
534 defm : InsertMem<"inserti8", IC,  GR64, zextloadi8, bdxaddr12pair>;
535 defm : InsertMem<"inserti8", ICY, GR64, zextloadi8, bdxaddr20pair>;
536
537 // Insertions of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
538 // We don't have or_as_insert equivalents of these operations because
539 // OI is available instead.
540 let isCodeGenOnly = 1 in {
541   def IILL32 : BinaryRI<"iill", 0xA53, insertll, GR32, imm32ll16>;
542   def IILH32 : BinaryRI<"iilh", 0xA52, insertlh, GR32, imm32lh16>;
543 }
544 def IILL : BinaryRI<"iill", 0xA53, insertll, GR64, imm64ll16>;
545 def IILH : BinaryRI<"iilh", 0xA52, insertlh, GR64, imm64lh16>;
546 def IIHL : BinaryRI<"iihl", 0xA51, inserthl, GR64, imm64hl16>;
547 def IIHH : BinaryRI<"iihh", 0xA50, inserthh, GR64, imm64hh16>;
548
549 // ...likewise for 32-bit immediates.  For GR32s this is a general
550 // full-width move.  (We use IILF rather than something like LLILF
551 // for 32-bit moves because IILF leaves the upper 32 bits of the
552 // GR64 unchanged.)
553 let isCodeGenOnly = 1, isAsCheapAsAMove = 1, isMoveImm = 1,
554     isReMaterializable = 1 in {
555   def IILF32 : UnaryRIL<"iilf", 0xC09, bitconvert, GR32, uimm32>;
556 }
557 def IILF : BinaryRIL<"iilf", 0xC09, insertlf, GR64, imm64lf32>;
558 def IIHF : BinaryRIL<"iihf", 0xC08, inserthf, GR64, imm64hf32>;
559
560 // An alternative model of inserthf, with the first operand being
561 // a zero-extended value.
562 def : Pat<(or (zext32 GR32:$src), imm64hf32:$imm),
563           (IIHF (INSERT_SUBREG (i64 (IMPLICIT_DEF)), GR32:$src, subreg_32bit),
564                 imm64hf32:$imm)>;
565
566 //===----------------------------------------------------------------------===//
567 // Addition
568 //===----------------------------------------------------------------------===//
569
570 // Plain addition.
571 let Defs = [CC] in {
572   // Addition of a register.
573   let isCommutable = 1 in {
574     defm AR : BinaryRRAndK<"a", 0x1A, 0xB9F8, add, GR32, GR32>;
575     defm AGR : BinaryRREAndK<"ag", 0xB908, 0xB9E8, add, GR64, GR64>;
576   }
577   def AGFR : BinaryRRE<"agf", 0xB918, null_frag, GR64, GR32>;
578
579   // Addition of signed 16-bit immediates.
580   defm AHI  : BinaryRIAndK<"ahi",  0xA7A, 0xECD8, add, GR32, imm32sx16>;
581   defm AGHI : BinaryRIAndK<"aghi", 0xA7B, 0xECD9, add, GR64, imm64sx16>;
582
583   // Addition of signed 32-bit immediates.
584   def AFI  : BinaryRIL<"afi",  0xC29, add, GR32, simm32>;
585   def AGFI : BinaryRIL<"agfi", 0xC28, add, GR64, imm64sx32>;
586
587   // Addition of memory.
588   defm AH  : BinaryRXPair<"ah", 0x4A, 0xE37A, add, GR32, sextloadi16, 2>;
589   defm A   : BinaryRXPair<"a",  0x5A, 0xE35A, add, GR32, load, 4>;
590   def  AGF : BinaryRXY<"agf", 0xE318, add, GR64, sextloadi32, 4>;
591   def  AG  : BinaryRXY<"ag",  0xE308, add, GR64, load, 8>;
592
593   // Addition to memory.
594   def ASI  : BinarySIY<"asi",  0xEB6A, add, imm32sx8>;
595   def AGSI : BinarySIY<"agsi", 0xEB7A, add, imm64sx8>;
596 }
597 defm : SXB<add, GR64, AGFR>;
598
599 // Addition producing a carry.
600 let Defs = [CC] in {
601   // Addition of a register.
602   let isCommutable = 1 in {
603     defm ALR : BinaryRRAndK<"al", 0x1E, 0xB9FA, addc, GR32, GR32>;
604     defm ALGR : BinaryRREAndK<"alg", 0xB90A, 0xB9EA, addc, GR64, GR64>;
605   }
606   def ALGFR : BinaryRRE<"algf", 0xB91A, null_frag, GR64, GR32>;
607
608   // Addition of signed 16-bit immediates.
609   def ALHSIK  : BinaryRIE<"alhsik",  0xECDA, addc, GR32, imm32sx16>,
610                 Requires<[FeatureDistinctOps]>;
611   def ALGHSIK : BinaryRIE<"alghsik", 0xECDB, addc, GR64, imm64sx16>,
612                 Requires<[FeatureDistinctOps]>;
613
614   // Addition of unsigned 32-bit immediates.
615   def ALFI  : BinaryRIL<"alfi",  0xC2B, addc, GR32, uimm32>;
616   def ALGFI : BinaryRIL<"algfi", 0xC2A, addc, GR64, imm64zx32>;
617
618   // Addition of memory.
619   defm AL   : BinaryRXPair<"al", 0x5E, 0xE35E, addc, GR32, load, 4>;
620   def  ALGF : BinaryRXY<"algf", 0xE31A, addc, GR64, zextloadi32, 4>;
621   def  ALG  : BinaryRXY<"alg",  0xE30A, addc, GR64, load, 8>;
622 }
623 defm : ZXB<addc, GR64, ALGFR>;
624
625 // Addition producing and using a carry.
626 let Defs = [CC], Uses = [CC] in {
627   // Addition of a register.
628   def ALCR  : BinaryRRE<"alc",  0xB998, adde, GR32, GR32>;
629   def ALCGR : BinaryRRE<"alcg", 0xB988, adde, GR64, GR64>;
630
631   // Addition of memory.
632   def ALC  : BinaryRXY<"alc",  0xE398, adde, GR32, load, 4>;
633   def ALCG : BinaryRXY<"alcg", 0xE388, adde, GR64, load, 8>;
634 }
635
636 //===----------------------------------------------------------------------===//
637 // Subtraction
638 //===----------------------------------------------------------------------===//
639
640 // Plain substraction.  Although immediate forms exist, we use the
641 // add-immediate instruction instead.
642 let Defs = [CC] in {
643   // Subtraction of a register.
644   defm SR : BinaryRRAndK<"s", 0x1B, 0xB9F9, sub, GR32, GR32>;
645   def SGFR : BinaryRRE<"sgf", 0xB919, null_frag, GR64, GR32>;
646   defm SGR : BinaryRREAndK<"sg", 0xB909, 0xB9E9, sub, GR64, GR64>;
647
648   // Subtraction of memory.
649   defm SH  : BinaryRXPair<"sh", 0x4B, 0xE37B, sub, GR32, sextloadi16, 2>;
650   defm S   : BinaryRXPair<"s", 0x5B, 0xE35B, sub, GR32, load, 4>;
651   def  SGF : BinaryRXY<"sgf", 0xE319, sub, GR64, sextloadi32, 4>;
652   def  SG  : BinaryRXY<"sg",  0xE309, sub, GR64, load, 8>;
653 }
654 defm : SXB<sub, GR64, SGFR>;
655
656 // Subtraction producing a carry.
657 let Defs = [CC] in {
658   // Subtraction of a register.
659   defm SLR : BinaryRRAndK<"sl", 0x1F, 0xB9FB, subc, GR32, GR32>;
660   def SLGFR : BinaryRRE<"slgf", 0xB91B, null_frag, GR64, GR32>;
661   defm SLGR : BinaryRREAndK<"slg", 0xB90B, 0xB9EB, subc, GR64, GR64>;
662
663   // Subtraction of unsigned 32-bit immediates.  These don't match
664   // subc because we prefer addc for constants.
665   def SLFI  : BinaryRIL<"slfi",  0xC25, null_frag, GR32, uimm32>;
666   def SLGFI : BinaryRIL<"slgfi", 0xC24, null_frag, GR64, imm64zx32>;
667
668   // Subtraction of memory.
669   defm SL   : BinaryRXPair<"sl", 0x5F, 0xE35F, subc, GR32, load, 4>;
670   def  SLGF : BinaryRXY<"slgf", 0xE31B, subc, GR64, zextloadi32, 4>;
671   def  SLG  : BinaryRXY<"slg",  0xE30B, subc, GR64, load, 8>;
672 }
673 defm : ZXB<subc, GR64, SLGFR>;
674
675 // Subtraction producing and using a carry.
676 let Defs = [CC], Uses = [CC] in {
677   // Subtraction of a register.
678   def SLBR  : BinaryRRE<"slb",  0xB999, sube, GR32, GR32>;
679   def SLGBR : BinaryRRE<"slbg", 0xB989, sube, GR64, GR64>;
680
681   // Subtraction of memory.
682   def SLB  : BinaryRXY<"slb",  0xE399, sube, GR32, load, 4>;
683   def SLBG : BinaryRXY<"slbg", 0xE389, sube, GR64, load, 8>;
684 }
685
686 //===----------------------------------------------------------------------===//
687 // AND
688 //===----------------------------------------------------------------------===//
689
690 let Defs = [CC] in {
691   // ANDs of a register.
692   let isCommutable = 1 in {
693     defm NR : BinaryRRAndK<"n", 0x14, 0xB9F4, and, GR32, GR32>;
694     defm NGR : BinaryRREAndK<"ng", 0xB980, 0xB9E4, and, GR64, GR64>;
695   }
696
697   let isConvertibleToThreeAddress = 1 in {
698     // ANDs of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
699     let isCodeGenOnly = 1 in {
700       def NILL32 : BinaryRI<"nill", 0xA57, and, GR32, imm32ll16c>;
701       def NILH32 : BinaryRI<"nilh", 0xA56, and, GR32, imm32lh16c>;
702     }
703     def NILL : BinaryRI<"nill", 0xA57, and, GR64, imm64ll16c>;
704     def NILH : BinaryRI<"nilh", 0xA56, and, GR64, imm64lh16c>;
705     def NIHL : BinaryRI<"nihl", 0xA55, and, GR64, imm64hl16c>;
706     def NIHH : BinaryRI<"nihh", 0xA54, and, GR64, imm64hh16c>;
707
708     // ANDs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
709     let isCodeGenOnly = 1 in
710       def NILF32 : BinaryRIL<"nilf", 0xC0B, and, GR32, uimm32>;
711     def NILF : BinaryRIL<"nilf", 0xC0B, and, GR64, imm64lf32c>;
712     def NIHF : BinaryRIL<"nihf", 0xC0A, and, GR64, imm64hf32c>;
713   }
714
715   // ANDs of memory.
716   defm N  : BinaryRXPair<"n", 0x54, 0xE354, and, GR32, load, 4>;
717   def  NG : BinaryRXY<"ng", 0xE380, and, GR64, load, 8>;
718
719   // AND to memory
720   defm NI : BinarySIPair<"ni", 0x94, 0xEB54, null_frag, uimm8>;
721 }
722 defm : RMWIByte<and, bdaddr12pair, NI>;
723 defm : RMWIByte<and, bdaddr20pair, NIY>;
724
725 //===----------------------------------------------------------------------===//
726 // OR
727 //===----------------------------------------------------------------------===//
728
729 let Defs = [CC] in {
730   // ORs of a register.
731   let isCommutable = 1 in {
732     defm OR : BinaryRRAndK<"o", 0x16, 0xB9F6, or, GR32, GR32>;
733     defm OGR : BinaryRREAndK<"og", 0xB981, 0xB9E6, or, GR64, GR64>;
734   }
735
736   // ORs of a 16-bit immediate, leaving other bits unaffected.
737   let isCodeGenOnly = 1 in {
738     def OILL32 : BinaryRI<"oill", 0xA5B, or, GR32, imm32ll16>;
739     def OILH32 : BinaryRI<"oilh", 0xA5A, or, GR32, imm32lh16>;
740   }
741   def OILL : BinaryRI<"oill", 0xA5B, or, GR64, imm64ll16>;
742   def OILH : BinaryRI<"oilh", 0xA5A, or, GR64, imm64lh16>;
743   def OIHL : BinaryRI<"oihl", 0xA59, or, GR64, imm64hl16>;
744   def OIHH : BinaryRI<"oihh", 0xA58, or, GR64, imm64hh16>;
745
746   // ORs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
747   let isCodeGenOnly = 1 in
748     def OILF32 : BinaryRIL<"oilf", 0xC0D, or, GR32, uimm32>;
749   def OILF : BinaryRIL<"oilf", 0xC0D, or, GR64, imm64lf32>;
750   def OIHF : BinaryRIL<"oihf", 0xC0C, or, GR64, imm64hf32>;
751
752   // ORs of memory.
753   defm O  : BinaryRXPair<"o", 0x56, 0xE356, or, GR32, load, 4>;
754   def  OG : BinaryRXY<"og", 0xE381, or, GR64, load, 8>;
755
756   // OR to memory
757   defm OI : BinarySIPair<"oi", 0x96, 0xEB56, null_frag, uimm8>;
758 }
759 defm : RMWIByte<or, bdaddr12pair, OI>;
760 defm : RMWIByte<or, bdaddr20pair, OIY>;
761
762 //===----------------------------------------------------------------------===//
763 // XOR
764 //===----------------------------------------------------------------------===//
765
766 let Defs = [CC] in {
767   // XORs of a register.
768   let isCommutable = 1 in {
769     defm XR : BinaryRRAndK<"x", 0x17, 0xB9F7, xor, GR32, GR32>;
770     defm XGR : BinaryRREAndK<"xg", 0xB982, 0xB9E7, xor, GR64, GR64>;
771   }
772
773   // XORs of a 32-bit immediate, leaving other bits unaffected.
774   let isCodeGenOnly = 1 in
775     def XILF32 : BinaryRIL<"xilf", 0xC07, xor, GR32, uimm32>;
776   def XILF : BinaryRIL<"xilf", 0xC07, xor, GR64, imm64lf32>;
777   def XIHF : BinaryRIL<"xihf", 0xC06, xor, GR64, imm64hf32>;
778
779   // XORs of memory.
780   defm X  : BinaryRXPair<"x",0x57, 0xE357, xor, GR32, load, 4>;
781   def  XG : BinaryRXY<"xg", 0xE382, xor, GR64, load, 8>;
782
783   // XOR to memory
784   defm XI : BinarySIPair<"xi", 0x97, 0xEB57, null_frag, uimm8>;
785 }
786 defm : RMWIByte<xor, bdaddr12pair, XI>;
787 defm : RMWIByte<xor, bdaddr20pair, XIY>;
788
789 //===----------------------------------------------------------------------===//
790 // Multiplication
791 //===----------------------------------------------------------------------===//
792
793 // Multiplication of a register.
794 let isCommutable = 1 in {
795   def MSR  : BinaryRRE<"ms",  0xB252, mul, GR32, GR32>;
796   def MSGR : BinaryRRE<"msg", 0xB90C, mul, GR64, GR64>;
797 }
798 def MSGFR : BinaryRRE<"msgf", 0xB91C, null_frag, GR64, GR32>;
799 defm : SXB<mul, GR64, MSGFR>;
800
801 // Multiplication of a signed 16-bit immediate.
802 def MHI  : BinaryRI<"mhi",  0xA7C, mul, GR32, imm32sx16>;
803 def MGHI : BinaryRI<"mghi", 0xA7D, mul, GR64, imm64sx16>;
804
805 // Multiplication of a signed 32-bit immediate.
806 def MSFI  : BinaryRIL<"msfi",  0xC21, mul, GR32, simm32>;
807 def MSGFI : BinaryRIL<"msgfi", 0xC20, mul, GR64, imm64sx32>;
808
809 // Multiplication of memory.
810 defm MH   : BinaryRXPair<"mh", 0x4C, 0xE37C, mul, GR32, sextloadi16, 2>;
811 defm MS   : BinaryRXPair<"ms", 0x71, 0xE351, mul, GR32, load, 4>;
812 def  MSGF : BinaryRXY<"msgf", 0xE31C, mul, GR64, sextloadi32, 4>;
813 def  MSG  : BinaryRXY<"msg",  0xE30C, mul, GR64, load, 8>;
814
815 // Multiplication of a register, producing two results.
816 def MLGR : BinaryRRE<"mlg", 0xB986, z_umul_lohi64, GR128, GR64>;
817
818 // Multiplication of memory, producing two results.
819 def MLG : BinaryRXY<"mlg", 0xE386, z_umul_lohi64, GR128, load, 8>;
820
821 //===----------------------------------------------------------------------===//
822 // Division and remainder
823 //===----------------------------------------------------------------------===//
824
825 // Division and remainder, from registers.
826 def DSGFR : BinaryRRE<"dsgf", 0xB91D, z_sdivrem32, GR128, GR32>;
827 def DSGR  : BinaryRRE<"dsg",  0xB90D, z_sdivrem64, GR128, GR64>;
828 def DLR   : BinaryRRE<"dl",   0xB997, z_udivrem32, GR128, GR32>;
829 def DLGR  : BinaryRRE<"dlg",  0xB987, z_udivrem64, GR128, GR64>;
830
831 // Division and remainder, from memory.
832 def DSGF : BinaryRXY<"dsgf", 0xE31D, z_sdivrem32, GR128, load, 4>;
833 def DSG  : BinaryRXY<"dsg",  0xE30D, z_sdivrem64, GR128, load, 8>;
834 def DL   : BinaryRXY<"dl",   0xE397, z_udivrem32, GR128, load, 4>;
835 def DLG  : BinaryRXY<"dlg",  0xE387, z_udivrem64, GR128, load, 8>;
836
837 //===----------------------------------------------------------------------===//
838 // Shifts
839 //===----------------------------------------------------------------------===//
840
841 // Shift left.
842 let neverHasSideEffects = 1 in {
843   defm SLL : ShiftRSAndK<"sll", 0x89, 0xEBDF, shl, GR32>;
844   def SLLG : ShiftRSY<"sllg", 0xEB0D, shl, GR64>;
845 }
846
847 // Logical shift right.
848 let neverHasSideEffects = 1 in {
849   defm SRL : ShiftRSAndK<"srl", 0x88, 0xEBDE, srl, GR32>;
850   def SRLG : ShiftRSY<"srlg", 0xEB0C, srl, GR64>;
851 }
852
853 // Arithmetic shift right.
854 let Defs = [CC] in {
855   defm SRA : ShiftRSAndK<"sra", 0x8A, 0xEBDC, sra, GR32>;
856   def SRAG : ShiftRSY<"srag", 0xEB0A, sra, GR64>;
857 }
858
859 // Rotate left.
860 let neverHasSideEffects = 1 in {
861   def RLL  : ShiftRSY<"rll",  0xEB1D, rotl, GR32>;
862   def RLLG : ShiftRSY<"rllg", 0xEB1C, rotl, GR64>;
863 }
864
865 // Rotate second operand left and inserted selected bits into first operand.
866 // These can act like 32-bit operands provided that the constant start and
867 // end bits (operands 2 and 3) are in the range [32, 64)
868 let Defs = [CC] in {
869   let isCodeGenOnly = 1 in
870     def RISBG32 : RotateSelectRIEf<"risbg",  0xEC55, GR32, GR32>;
871   def RISBG : RotateSelectRIEf<"risbg",  0xEC55, GR64, GR64>;
872 }
873
874 // Forms of RISBG that only affect one word of the destination register.
875 // They do not set CC.
876 let isCodeGenOnly = 1 in
877   def RISBLG32 : RotateSelectRIEf<"risblg", 0xEC51, GR32, GR32>,
878                  Requires<[FeatureHighWord]>;
879 def RISBHG : RotateSelectRIEf<"risbhg", 0xEC5D, GR64, GR64>,
880              Requires<[FeatureHighWord]>;
881 def RISBLG : RotateSelectRIEf<"risblg", 0xEC51, GR64, GR64>,
882              Requires<[FeatureHighWord]>;
883
884 // Rotate second operand left and perform a logical operation with selected
885 // bits of the first operand.
886 let Defs = [CC] in {
887   def RNSBG : RotateSelectRIEf<"rnsbg", 0xEC54, GR64, GR64>;
888   def ROSBG : RotateSelectRIEf<"rosbg", 0xEC56, GR64, GR64>;
889   def RXSBG : RotateSelectRIEf<"rxsbg", 0xEC57, GR64, GR64>;
890 }
891
892 //===----------------------------------------------------------------------===//
893 // Comparison
894 //===----------------------------------------------------------------------===//
895
896 // Signed comparisons.
897 let Defs = [CC] in {
898   // Comparison with a register.
899   def CR   : CompareRR <"c",   0x19,   z_cmp,     GR32, GR32>;
900   def CGFR : CompareRRE<"cgf", 0xB930, null_frag, GR64, GR32>;
901   def CGR  : CompareRRE<"cg",  0xB920, z_cmp,     GR64, GR64>;
902
903   // Comparison with a signed 16-bit immediate.
904   def CHI  : CompareRI<"chi",  0xA7E, z_cmp, GR32, imm32sx16>;
905   def CGHI : CompareRI<"cghi", 0xA7F, z_cmp, GR64, imm64sx16>;
906
907   // Comparison with a signed 32-bit immediate.
908   def CFI  : CompareRIL<"cfi",  0xC2D, z_cmp, GR32, simm32>;
909   def CGFI : CompareRIL<"cgfi", 0xC2C, z_cmp, GR64, imm64sx32>;
910
911   // Comparison with memory.
912   defm CH    : CompareRXPair<"ch", 0x49, 0xE379, z_cmp, GR32, sextloadi16, 2>;
913   defm C     : CompareRXPair<"c",  0x59, 0xE359, z_cmp, GR32, load, 4>;
914   def  CGH   : CompareRXY<"cgh", 0xE334, z_cmp, GR64, sextloadi16, 2>;
915   def  CGF   : CompareRXY<"cgf", 0xE330, z_cmp, GR64, sextloadi32, 4>;
916   def  CG    : CompareRXY<"cg",  0xE320, z_cmp, GR64, load, 8>;
917   def  CHRL  : CompareRILPC<"chrl",  0xC65, z_cmp, GR32, aligned_sextloadi16>;
918   def  CRL   : CompareRILPC<"crl",   0xC6D, z_cmp, GR32, aligned_load>;
919   def  CGHRL : CompareRILPC<"cghrl", 0xC64, z_cmp, GR64, aligned_sextloadi16>;
920   def  CGFRL : CompareRILPC<"cgfrl", 0xC6C, z_cmp, GR64, aligned_sextloadi32>;
921   def  CGRL  : CompareRILPC<"cgrl",  0xC68, z_cmp, GR64, aligned_load>;
922
923   // Comparison between memory and a signed 16-bit immediate.
924   def CHHSI : CompareSIL<"chhsi", 0xE554, z_cmp, sextloadi16, imm32sx16>;
925   def CHSI  : CompareSIL<"chsi",  0xE55C, z_cmp, load,        imm32sx16>;
926   def CGHSI : CompareSIL<"cghsi", 0xE558, z_cmp, load,        imm64sx16>;
927 }
928 defm : SXB<z_cmp, GR64, CGFR>;
929
930 // Unsigned comparisons.
931 let Defs = [CC] in {
932   // Comparison with a register.
933   def CLR   : CompareRR <"cl",   0x15,   z_ucmp,    GR32, GR32>;
934   def CLGFR : CompareRRE<"clgf", 0xB931, null_frag, GR64, GR32>;
935   def CLGR  : CompareRRE<"clg",  0xB921, z_ucmp,    GR64, GR64>;
936
937   // Comparison with a signed 32-bit immediate.
938   def CLFI  : CompareRIL<"clfi",  0xC2F, z_ucmp, GR32, uimm32>;
939   def CLGFI : CompareRIL<"clgfi", 0xC2E, z_ucmp, GR64, imm64zx32>;
940
941   // Comparison with memory.
942   defm CL     : CompareRXPair<"cl", 0x55, 0xE355, z_ucmp, GR32, load, 4>;
943   def  CLGF   : CompareRXY<"clgf", 0xE331, z_ucmp, GR64, zextloadi32, 4>;
944   def  CLG    : CompareRXY<"clg",  0xE321, z_ucmp, GR64, load, 8>;
945   def  CLHRL  : CompareRILPC<"clhrl",  0xC67, z_ucmp, GR32,
946                              aligned_zextloadi16>;
947   def  CLRL   : CompareRILPC<"clrl",   0xC6F, z_ucmp, GR32,
948                              aligned_load>;
949   def  CLGHRL : CompareRILPC<"clghrl", 0xC66, z_ucmp, GR64,
950                              aligned_zextloadi16>;
951   def  CLGFRL : CompareRILPC<"clgfrl", 0xC6E, z_ucmp, GR64,
952                              aligned_zextloadi32>;
953   def  CLGRL  : CompareRILPC<"clgrl",  0xC6A, z_ucmp, GR64,
954                              aligned_load>;
955
956   // Comparison between memory and an unsigned 8-bit immediate.
957   defm CLI : CompareSIPair<"cli", 0x95, 0xEB55, z_ucmp, zextloadi8, imm32zx8>;
958
959   // Comparison between memory and an unsigned 16-bit immediate.
960   def CLHHSI : CompareSIL<"clhhsi", 0xE555, z_ucmp, zextloadi16, imm32zx16>;
961   def CLFHSI : CompareSIL<"clfhsi", 0xE55D, z_ucmp, load,        imm32zx16>;
962   def CLGHSI : CompareSIL<"clghsi", 0xE559, z_ucmp, load,        imm64zx16>;
963 }
964 defm : ZXB<z_ucmp, GR64, CLGFR>;
965
966 //===----------------------------------------------------------------------===//
967 // Atomic operations
968 //===----------------------------------------------------------------------===//
969
970 def ATOMIC_SWAPW        : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_swapw>;
971 def ATOMIC_SWAP_32      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_swap_32>;
972 def ATOMIC_SWAP_64      : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_swap_64>;
973
974 def ATOMIC_LOADW_AR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_add>;
975 def ATOMIC_LOADW_AFI    : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_add, simm32>;
976 def ATOMIC_LOAD_AR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_add_32>;
977 def ATOMIC_LOAD_AHI     : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_add_32, imm32sx16>;
978 def ATOMIC_LOAD_AFI     : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_add_32, simm32>;
979 def ATOMIC_LOAD_AGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_add_64>;
980 def ATOMIC_LOAD_AGHI    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_add_64, imm64sx16>;
981 def ATOMIC_LOAD_AGFI    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_add_64, imm64sx32>;
982
983 def ATOMIC_LOADW_SR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_sub>;
984 def ATOMIC_LOAD_SR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_sub_32>;
985 def ATOMIC_LOAD_SGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_sub_64>;
986
987 def ATOMIC_LOADW_NR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_and>;
988 def ATOMIC_LOADW_NILH   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_and, imm32lh16c>;
989 def ATOMIC_LOAD_NR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_and_32>;
990 def ATOMIC_LOAD_NILL32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, imm32ll16c>;
991 def ATOMIC_LOAD_NILH32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, imm32lh16c>;
992 def ATOMIC_LOAD_NILF32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_and_32, uimm32>;
993 def ATOMIC_LOAD_NGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_and_64>;
994 def ATOMIC_LOAD_NILL    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64ll16c>;
995 def ATOMIC_LOAD_NILH    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64lh16c>;
996 def ATOMIC_LOAD_NIHL    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hl16c>;
997 def ATOMIC_LOAD_NIHH    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hh16c>;
998 def ATOMIC_LOAD_NILF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64lf32c>;
999 def ATOMIC_LOAD_NIHF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_and_64, imm64hf32c>;
1000
1001 def ATOMIC_LOADW_OR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_or>;
1002 def ATOMIC_LOADW_OILH   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_or, imm32lh16>;
1003 def ATOMIC_LOAD_OR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_or_32>;
1004 def ATOMIC_LOAD_OILL32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, imm32ll16>;
1005 def ATOMIC_LOAD_OILH32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, imm32lh16>;
1006 def ATOMIC_LOAD_OILF32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_or_32, uimm32>;
1007 def ATOMIC_LOAD_OGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_or_64>;
1008 def ATOMIC_LOAD_OILL    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64ll16>;
1009 def ATOMIC_LOAD_OILH    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64lh16>;
1010 def ATOMIC_LOAD_OIHL    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hl16>;
1011 def ATOMIC_LOAD_OIHH    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hh16>;
1012 def ATOMIC_LOAD_OILF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64lf32>;
1013 def ATOMIC_LOAD_OIHF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_or_64, imm64hf32>;
1014
1015 def ATOMIC_LOADW_XR     : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_xor>;
1016 def ATOMIC_LOADW_XILF   : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_xor, uimm32>;
1017 def ATOMIC_LOAD_XR      : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_xor_32>;
1018 def ATOMIC_LOAD_XILF32  : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_xor_32, uimm32>;
1019 def ATOMIC_LOAD_XGR     : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_xor_64>;
1020 def ATOMIC_LOAD_XILF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_xor_64, imm64lf32>;
1021 def ATOMIC_LOAD_XIHF    : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_xor_64, imm64hf32>;
1022
1023 def ATOMIC_LOADW_NRi    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_nand>;
1024 def ATOMIC_LOADW_NILHi  : AtomicLoadWBinaryImm<z_atomic_loadw_nand,
1025                                                imm32lh16c>;
1026 def ATOMIC_LOAD_NRi     : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_nand_32>;
1027 def ATOMIC_LOAD_NILL32i : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32,
1028                                                 imm32ll16c>;
1029 def ATOMIC_LOAD_NILH32i : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32,
1030                                                 imm32lh16c>;
1031 def ATOMIC_LOAD_NILF32i : AtomicLoadBinaryImm32<atomic_load_nand_32, uimm32>;
1032 def ATOMIC_LOAD_NGRi    : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_nand_64>;
1033 def ATOMIC_LOAD_NILLi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1034                                                 imm64ll16c>;
1035 def ATOMIC_LOAD_NILHi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1036                                                 imm64lh16c>;
1037 def ATOMIC_LOAD_NIHLi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1038                                                 imm64hl16c>;
1039 def ATOMIC_LOAD_NIHHi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1040                                                 imm64hh16c>;
1041 def ATOMIC_LOAD_NILFi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1042                                                 imm64lf32c>;
1043 def ATOMIC_LOAD_NIHFi   : AtomicLoadBinaryImm64<atomic_load_nand_64,
1044                                                 imm64hf32c>;
1045
1046 def ATOMIC_LOADW_MIN    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_min>;
1047 def ATOMIC_LOAD_MIN_32  : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_min_32>;
1048 def ATOMIC_LOAD_MIN_64  : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_min_64>;
1049
1050 def ATOMIC_LOADW_MAX    : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_max>;
1051 def ATOMIC_LOAD_MAX_32  : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_max_32>;
1052 def ATOMIC_LOAD_MAX_64  : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_max_64>;
1053
1054 def ATOMIC_LOADW_UMIN   : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_umin>;
1055 def ATOMIC_LOAD_UMIN_32 : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_umin_32>;
1056 def ATOMIC_LOAD_UMIN_64 : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_umin_64>;
1057
1058 def ATOMIC_LOADW_UMAX   : AtomicLoadWBinaryReg<z_atomic_loadw_umax>;
1059 def ATOMIC_LOAD_UMAX_32 : AtomicLoadBinaryReg32<atomic_load_umax_32>;
1060 def ATOMIC_LOAD_UMAX_64 : AtomicLoadBinaryReg64<atomic_load_umax_64>;
1061
1062 def ATOMIC_CMP_SWAPW
1063   : Pseudo<(outs GR32:$dst), (ins bdaddr20only:$addr, GR32:$cmp, GR32:$swap,
1064                                   ADDR32:$bitshift, ADDR32:$negbitshift,
1065                                   uimm32:$bitsize),
1066            [(set GR32:$dst,
1067                  (z_atomic_cmp_swapw bdaddr20only:$addr, GR32:$cmp, GR32:$swap,
1068                                      ADDR32:$bitshift, ADDR32:$negbitshift,
1069                                      uimm32:$bitsize))]> {
1070   let Defs = [CC];
1071   let mayLoad = 1;
1072   let mayStore = 1;
1073   let usesCustomInserter = 1;
1074 }
1075
1076 let Defs = [CC] in {
1077   defm CS  : CmpSwapRSPair<"cs", 0xBA, 0xEB14, atomic_cmp_swap_32, GR32>;
1078   def  CSG : CmpSwapRSY<"csg", 0xEB30, atomic_cmp_swap_64, GR64>;
1079 }
1080
1081 //===----------------------------------------------------------------------===//
1082 // Miscellaneous Instructions.
1083 //===----------------------------------------------------------------------===//
1084
1085 // Read a 32-bit access register into a GR32.  As with all GR32 operations,
1086 // the upper 32 bits of the enclosing GR64 remain unchanged, which is useful
1087 // when a 64-bit address is stored in a pair of access registers.
1088 def EAR : InstRRE<0xB24F, (outs GR32:$R1), (ins access_reg:$R2),
1089                   "ear\t$R1, $R2",
1090                   [(set GR32:$R1, (z_extract_access access_reg:$R2))]>;
1091
1092 // Find leftmost one, AKA count leading zeros.  The instruction actually
1093 // returns a pair of GR64s, the first giving the number of leading zeros
1094 // and the second giving a copy of the source with the leftmost one bit
1095 // cleared.  We only use the first result here.
1096 let Defs = [CC] in {
1097   def FLOGR : UnaryRRE<"flog", 0xB983, null_frag, GR128, GR64>;
1098 }
1099 def : Pat<(ctlz GR64:$src),
1100           (EXTRACT_SUBREG (FLOGR GR64:$src), subreg_high)>;
1101
1102 // Use subregs to populate the "don't care" bits in a 32-bit to 64-bit anyext.
1103 def : Pat<(i64 (anyext GR32:$src)),
1104           (INSERT_SUBREG (i64 (IMPLICIT_DEF)), GR32:$src, subreg_32bit)>;
1105
1106 // There are no 32-bit equivalents of LLILL and LLILH, so use a full
1107 // 64-bit move followed by a subreg.  This preserves the invariant that
1108 // all GR32 operations only modify the low 32 bits.
1109 def : Pat<(i32 imm32ll16:$src),
1110           (EXTRACT_SUBREG (LLILL (LL16 imm:$src)), subreg_32bit)>;
1111 def : Pat<(i32 imm32lh16:$src),
1112           (EXTRACT_SUBREG (LLILH (LH16 imm:$src)), subreg_32bit)>;
1113
1114 // Extend GR32s and GR64s to GR128s.
1115 let usesCustomInserter = 1 in {
1116   def AEXT128_64 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR64:$src), []>;
1117   def ZEXT128_32 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR32:$src), []>;
1118   def ZEXT128_64 : Pseudo<(outs GR128:$dst), (ins GR64:$src), []>;
1119 }
1120
1121 //===----------------------------------------------------------------------===//
1122 // Peepholes.
1123 //===----------------------------------------------------------------------===//
1124
1125 // Use AL* for GR64 additions of unsigned 32-bit values.
1126 defm : ZXB<add, GR64, ALGFR>;
1127 def  : Pat<(add GR64:$src1, imm64zx32:$src2),
1128            (ALGFI GR64:$src1, imm64zx32:$src2)>;
1129 def  : Pat<(add GR64:$src1, (zextloadi32 bdxaddr20only:$addr)),
1130            (ALGF GR64:$src1, bdxaddr20only:$addr)>;
1131
1132 // Use SL* for GR64 subtractions of unsigned 32-bit values.
1133 defm : ZXB<sub, GR64, SLGFR>;
1134 def  : Pat<(add GR64:$src1, imm64zx32n:$src2),
1135            (SLGFI GR64:$src1, imm64zx32n:$src2)>;
1136 def  : Pat<(sub GR64:$src1, (zextloadi32 bdxaddr20only:$addr)),
1137            (SLGF GR64:$src1, bdxaddr20only:$addr)>;
1138
1139 // Optimize sign-extended 1/0 selects to -1/0 selects.  This is important
1140 // for vector legalization.
1141 def : Pat<(sra (shl (i32 (z_select_ccmask 1, 0, uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)),
1142                          (i32 31)),
1143                     (i32 31)),
1144           (Select32 (LHI -1), (LHI 0), uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)>;
1145 def : Pat<(sra (shl (i64 (anyext (i32 (z_select_ccmask 1, 0, uimm8zx4:$valid,
1146                                                        uimm8zx4:$cc)))),
1147                     (i32 63)),
1148                (i32 63)),
1149           (Select64 (LGHI -1), (LGHI 0), uimm8zx4:$valid, uimm8zx4:$cc)>;