docs/TableGenFundamentals.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
   2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5   <title>TableGen Fundamentals</title>
   6   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
   7 </head>
   8 <body>
   9
  10 <div class="doc_title">TableGen Fundamentals</div>
  11
  12 <div class="doc_text">
  13 <ul>
  14   <li><a href="#introduction">Introduction</a>
  15   <ol>
  16     <li><a href="#concepts">Basic concepts</a></li>
  17     <li><a href="#example">An example record</a></li>
  18     <li><a href="#running">Running TableGen</a></li>
  19   </ol></li>
  20   <li><a href="#syntax">TableGen syntax</a>
  21   <ol>
  22     <li><a href="#primitives">TableGen primitives</a>
  23     <ol>
  24       <li><a href="#comments">TableGen comments</a></li>
  25       <li><a href="#types">The TableGen type system</a></li>
  26       <li><a href="#values">TableGen values and expressions</a></li>
  27     </ol></li>
  28     <li><a href="#classesdefs">Classes and definitions</a>
  29     <ol>
  30       <li><a href="#valuedef">Value definitions</a></li>
  31       <li><a href="#recordlet">'let' expressions</a></li>
  32       <li><a href="#templateargs">Class template arguments</a></li>
  33       <li><a href="#multiclass">Multiclass definitions and instances</a></li>
  34     </ol></li>
  35     <li><a href="#filescope">File scope entities</a>
  36     <ol>
  37       <li><a href="#include">File inclusion</a></li>
  38       <li><a href="#globallet">'let' expressions</a></li>
  39     </ol></li>
  40   </ol></li>
  41   <li><a href="#backends">TableGen backends</a>
  42   <ol>
  43     <li><a href="#">todo</a></li>
  44   </ol></li>
  45 </ul>
  46 </div>
  47
  48 <div class="doc_author">
  49   <p>Written by <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a></p>
  50 </div>
  51
  52 <!-- *********************************************************************** -->
  53 <div class="doc_section"><a name="introduction">Introduction</a></div>
  54 <!-- *********************************************************************** -->
  55
  56 <div class="doc_text">
  57
  58 <p>TableGen's purpose is to help a human develop and maintain records of
  59 domain-specific information.  Because there may be a large number of these
  60 records, it is specifically designed to allow writing flexible descriptions and
  61 for common features of these records to be factored out.  This reduces the
  62 amount of duplication in the description, reduces the chance of error, and
  63 makes it easier to structure domain specific information.</p>
  64
  65 <p>The core part of TableGen <a href="#syntax">parses a file</a>, instantiates
  66 the declarations, and hands the result off to a domain-specific "<a
  67 href="#backends">TableGen backend</a>" for processing.  The current major user
  68 of TableGen is the <a href="CodeGenerator.html">LLVM code generator</a>.</p>
  69
  70 <p>Note that if you work on TableGen much, and use emacs or vim, that you can
  71 find an emacs "TableGen mode" and a vim language file in the
  72 <tt>llvm/utils/emacs</tt> and <tt>llvm/utils/vim</tt> directories of your LLVM
  73 distribution, respectively.</p>
  74
  75 </div>
  76
  77 <!-- ======================================================================= -->
  78 <div class="doc_subsection"><a name="concepts">Basic concepts</a></div>
  79
  80 <div class="doc_text">
  81
  82 <p>TableGen files consist of two key parts: 'classes' and 'definitions', both
  83 of which are considered 'records'.</p>
  84
  85 <p><b>TableGen records</b> have a unique name, a list of values, and a list of
  86 superclasses.  The list of values is the main data that TableGen builds for each
  87 record; it is this that holds the domain specific information for the
  88 application.  The interpretation of this data is left to a specific <a
  89 href="#backends">TableGen backend</a>, but the structure and format rules are
  90 taken care of and are fixed by TableGen.</p>
  91
  92 <p><b>TableGen definitions</b> are the concrete form of 'records'.  These
  93 generally do not have any undefined values, and are marked with the
  94 '<tt>def</tt>' keyword.</p>
  95
  96 <p><b>TableGen classes</b> are abstract records that are used to build and
  97 describe other records.  These 'classes' allow the end-user to build
  98 abstractions for either the domain they are targeting (such as "Register",
  99 "RegisterClass", and "Instruction" in the LLVM code generator) or for the
 100 implementor to help factor out common properties of records (such as "FPInst",
 101 which is used to represent floating point instructions in the X86 backend).
 102 TableGen keeps track of all of the classes that are used to build up a
 103 definition, so the backend can find all definitions of a particular class, such
 104 as "Instruction".</p>
 105
 106 <p><b>TableGen multiclasses</b> are groups of abstract records that are
 107 instantiated all at once.  Each instantiation can result in multiple
 108 TableGen definitions.  If a multiclass inherits from another multiclass,
 109 the definitions in the sub-multiclass become part of the current
 110 multiclass, as if they were declared in the current multiclass.</p>
 111
 112 </div>
 113
 114 <!-- ======================================================================= -->
 115 <div class="doc_subsection"><a name="example">An example record</a></div>
 116
 117 <div class="doc_text">
 118
 119 <p>With no other arguments, TableGen parses the specified file and prints out
 120 all of the classes, then all of the definitions.  This is a good way to see what
 121 the various definitions expand to fully.  Running this on the <tt>X86.td</tt>
 122 file prints this (at the time of this writing):</p>
 123
 124 <div class="doc_code">
 125 <pre>
 126 ...
 127 <b>def</b> ADD32rr {   <i>// Instruction X86Inst I</i>
 128   <b>string</b> Namespace = "X86";
 129   <b>dag</b> OutOperandList = (outs GR32:$dst);
 130   <b>dag</b> InOperandList = (ins GR32:$src1, GR32:$src2);
 131   <b>string</b> AsmString = "add{l}\t{$src2, $dst|$dst, $src2}";
 132   <b>list</b>&lt;dag&gt; Pattern = [(set GR32:$dst, (add GR32:$src1, GR32:$src2))];
 133   <b>list</b>&lt;Register&gt; Uses = [];
 134   <b>list</b>&lt;Register&gt; Defs = [EFLAGS];
 135   <b>list</b>&lt;Predicate&gt; Predicates = [];
 136   <b>int</b> CodeSize = 3;
 137   <b>int</b> AddedComplexity = 0;
 138   <b>bit</b> isReturn = 0;
 139   <b>bit</b> isBranch = 0;
 140   <b>bit</b> isIndirectBranch = 0;
 141   <b>bit</b> isBarrier = 0;
 142   <b>bit</b> isCall = 0;
 143   <b>bit</b> canFoldAsLoad = 0;
 144   <b>bit</b> mayLoad = 0;
 145   <b>bit</b> mayStore = 0;
 146   <b>bit</b> isImplicitDef = 0;
 147   <b>bit</b> isTwoAddress = 1;
 148   <b>bit</b> isConvertibleToThreeAddress = 1;
 149   <b>bit</b> isCommutable = 1;
 150   <b>bit</b> isTerminator = 0;
 151   <b>bit</b> isReMaterializable = 0;
 152   <b>bit</b> isPredicable = 0;
 153   <b>bit</b> hasDelaySlot = 0;
 154   <b>bit</b> usesCustomInserter = 0;
 155   <b>bit</b> hasCtrlDep = 0;
 156   <b>bit</b> isNotDuplicable = 0;
 157   <b>bit</b> hasSideEffects = 0;
 158   <b>bit</b> neverHasSideEffects = 0;
 159   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;
 160   <b>string</b> Constraints = "";
 161   <b>string</b> DisableEncoding = "";
 162   <b>bits</b>&lt;8&gt; Opcode = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1 };
 163   Format Form = MRMDestReg;
 164   <b>bits</b>&lt;6&gt; FormBits = { 0, 0, 0, 0, 1, 1 };
 165   ImmType ImmT = NoImm;
 166   <b>bits</b>&lt;3&gt; ImmTypeBits = { 0, 0, 0 };
 167   <b>bit</b> hasOpSizePrefix = 0;
 168   <b>bit</b> hasAdSizePrefix = 0;
 169   <b>bits</b>&lt;4&gt; Prefix = { 0, 0, 0, 0 };
 170   <b>bit</b> hasREX_WPrefix = 0;
 171   FPFormat FPForm = ?;
 172   <b>bits</b>&lt;3&gt; FPFormBits = { 0, 0, 0 };
 173 }
 174 ...
 175 </pre>
 176 </div>
 177
 178 <p>This definition corresponds to a 32-bit register-register add instruction in
 179 the X86.  The string after the '<tt>def</tt>' string indicates the name of the
 180 record&mdash;"<tt>ADD32rr</tt>" in this case&mdash;and the comment at the end of
 181 the line indicates the superclasses of the definition.  The body of the record
 182 contains all of the data that TableGen assembled for the record, indicating that
 183 the instruction is part of the "X86" namespace, the pattern indicating how the
 184 the instruction should be emitted into the assembly file, that it is a
 185 two-address instruction, has a particular encoding, etc.  The contents and
 186 semantics of the information in the record is specific to the needs of the X86
 187 backend, and is only shown as an example.</p>
 188
 189 <p>As you can see, a lot of information is needed for every instruction
 190 supported by the code generator, and specifying it all manually would be
 191 unmaintainable, prone to bugs, and tiring to do in the first place.  Because we
 192 are using TableGen, all of the information was derived from the following
 193 definition:</p>
 194
 195 <div class="doc_code">
 196 <pre>
 197 let Defs = [EFLAGS],
 198     isCommutable = 1,                  <i>// X = ADD Y,Z --&gt; X = ADD Z,Y</i>
 199     isConvertibleToThreeAddress = 1 <b>in</b> <i>// Can transform into LEA.</i>
 200 def ADD32rr  : I&lt;0x01, MRMDestReg, (outs GR32:$dst),
 201                                    (ins GR32:$src1, GR32:$src2),
 202                  "add{l}\t{$src2, $dst|$dst, $src2}",
 203                  [(set GR32:$dst, (add GR32:$src1, GR32:$src2))]&gt;;
 204 </pre>
 205 </div>
 206
 207 <p>This definition makes use of the custom class <tt>I</tt> (extended from the
 208 custom class <tt>X86Inst</tt>), which is defined in the X86-specific TableGen
 209 file, to factor out the common features that instructions of its class share.  A
 210 key feature of TableGen is that it allows the end-user to define the
 211 abstractions they prefer to use when describing their information.</p>
 212
 213 </div>
 214
 215 <!-- ======================================================================= -->
 216 <div class="doc_subsection"><a name="running">Running TableGen</a></div>
 217
 218 <div class="doc_text">
 219
 220 <p>TableGen runs just like any other LLVM tool.  The first (optional) argument
 221 specifies the file to read.  If a filename is not specified, <tt>tblgen</tt>
 222 reads from standard input.</p>
 223
 224 <p>To be useful, one of the <a href="#backends">TableGen backends</a> must be
 225 used.  These backends are selectable on the command line (type '<tt>tblgen
 226 -help</tt>' for a list).  For example, to get a list of all of the definitions
 227 that subclass a particular type (which can be useful for building up an enum
 228 list of these records), use the <tt>-print-enums</tt> option:</p>
 229
 230 <div class="doc_code">
 231 <pre>
 232 $ tblgen X86.td -print-enums -class=Register
 233 AH, AL, AX, BH, BL, BP, BPL, BX, CH, CL, CX, DH, DI, DIL, DL, DX, EAX, EBP, EBX,
 234 ECX, EDI, EDX, EFLAGS, EIP, ESI, ESP, FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6, IP,
 235 MM0, MM1, MM2, MM3, MM4, MM5, MM6, MM7, R10, R10B, R10D, R10W, R11, R11B, R11D,
 236 R11W, R12, R12B, R12D, R12W, R13, R13B, R13D, R13W, R14, R14B, R14D, R14W, R15,
 237 R15B, R15D, R15W, R8, R8B, R8D, R8W, R9, R9B, R9D, R9W, RAX, RBP, RBX, RCX, RDI,
 238 RDX, RIP, RSI, RSP, SI, SIL, SP, SPL, ST0, ST1, ST2, ST3, ST4, ST5, ST6, ST7,
 239 XMM0, XMM1, XMM10, XMM11, XMM12, XMM13, XMM14, XMM15, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5,
 240 XMM6, XMM7, XMM8, XMM9,
 241
 242 $ tblgen X86.td -print-enums -class=Instruction
 243 ABS_F, ABS_Fp32, ABS_Fp64, ABS_Fp80, ADC32mi, ADC32mi8, ADC32mr, ADC32ri,
 244 ADC32ri8, ADC32rm, ADC32rr, ADC64mi32, ADC64mi8, ADC64mr, ADC64ri32, ADC64ri8,
 245 ADC64rm, ADC64rr, ADD16mi, ADD16mi8, ADD16mr, ADD16ri, ADD16ri8, ADD16rm,
 246 ADD16rr, ADD32mi, ADD32mi8, ADD32mr, ADD32ri, ADD32ri8, ADD32rm, ADD32rr,
 247 ADD64mi32, ADD64mi8, ADD64mr, ADD64ri32, ...
 248 </pre>
 249 </div>
 250
 251 <p>The default backend prints out all of the records, as described <a
 252 href="#example">above</a>.</p>
 253
 254 <p>If you plan to use TableGen, you will most likely have to <a
 255 href="#backends">write a backend</a> that extracts the information specific to
 256 what you need and formats it in the appropriate way.</p>
 257
 258 </div>
 259
 260
 261 <!-- *********************************************************************** -->
 262 <div class="doc_section"><a name="syntax">TableGen syntax</a></div>
 263 <!-- *********************************************************************** -->
 264
 265 <div class="doc_text">
 266
 267 <p>TableGen doesn't care about the meaning of data (that is up to the backend to
 268 define), but it does care about syntax, and it enforces a simple type system.
 269 This section describes the syntax and the constructs allowed in a TableGen file.
 270 </p>
 271
 272 </div>
 273
 274 <!-- ======================================================================= -->
 275 <div class="doc_subsection"><a name="primitives">TableGen primitives</a></div>
 276
 277 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 278 <div class="doc_subsubsection"><a name="comments">TableGen comments</a></div>
 279
 280 <div class="doc_text">
 281
 282 <p>TableGen supports BCPL style "<tt>//</tt>" comments, which run to the end of
 283 the line, and it also supports <b>nestable</b> "<tt>/* */</tt>" comments.</p>
 284
 285 </div>
 286
 287 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 288 <div class="doc_subsubsection">
 289   <a name="types">The TableGen type system</a>
 290 </div>
 291
 292 <div class="doc_text">
 293
 294 <p>TableGen files are strongly typed, in a simple (but complete) type-system.
 295 These types are used to perform automatic conversions, check for errors, and to
 296 help interface designers constrain the input that they allow.  Every <a
 297 href="#valuedef">value definition</a> is required to have an associated type.
 298 </p>
 299
 300 <p>TableGen supports a mixture of very low-level types (such as <tt>bit</tt>)
 301 and very high-level types (such as <tt>dag</tt>).  This flexibility is what
 302 allows it to describe a wide range of information conveniently and compactly.
 303 The TableGen types are:</p>
 304
 305 <dl>
 306 <dt><tt><b>bit</b></tt></dt>
 307   <dd>A 'bit' is a boolean value that can hold either 0 or 1.</dd>
 308
 309 <dt><tt><b>int</b></tt></dt>
 310   <dd>The 'int' type represents a simple 32-bit integer value, such as 5.</dd>
 311
 312 <dt><tt><b>string</b></tt></dt>
 313   <dd>The 'string' type represents an ordered sequence of characters of
 314   arbitrary length.</dd>
 315
 316 <dt><tt><b>bits</b>&lt;n&gt;</tt></dt>
 317   <dd>A 'bits' type is an arbitrary, but fixed, size integer that is broken up
 318   into individual bits.  This type is useful because it can handle some bits
 319   being defined while others are undefined.</dd>
 320
 321 <dt><tt><b>list</b>&lt;ty&gt;</tt></dt>
 322   <dd>This type represents a list whose elements are some other type.  The
 323   contained type is arbitrary: it can even be another list type.</dd>
 324
 325 <dt>Class type</dt>
 326   <dd>Specifying a class name in a type context means that the defined value
 327   must be a subclass of the specified class.  This is useful in conjunction with
 328   the <b><tt>list</tt></b> type, for example, to constrain the elements of the
 329   list to a common base class (e.g., a <tt><b>list</b>&lt;Register&gt;</tt> can
 330   only contain definitions derived from the "<tt>Register</tt>" class).</dd>
 331
 332 <dt><tt><b>dag</b></tt></dt>
 333   <dd>This type represents a nestable directed graph of elements.</dd>
 334
 335 <dt><tt><b>code</b></tt></dt>
 336   <dd>This represents a big hunk of text. NOTE: I don't remember why this is
 337   distinct from string!</dd>
 338 </dl>
 339
 340 <p>To date, these types have been sufficient for describing things that
 341 TableGen has been used for, but it is straight-forward to extend this list if
 342 needed.</p>
 343
 344 </div>
 345
 346 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 347 <div class="doc_subsubsection">
 348   <a name="values">TableGen values and expressions</a>
 349 </div>
 350
 351 <div class="doc_text">
 352
 353 <p>TableGen allows for a pretty reasonable number of different expression forms
 354 when building up values.  These forms allow the TableGen file to be written in a
 355 natural syntax and flavor for the application.  The current expression forms
 356 supported include:</p>
 357
 358 <dl>
 359 <dt><tt>?</tt></dt>
 360   <dd>uninitialized field</dd>
 361 <dt><tt>0b1001011</tt></dt>
 362   <dd>binary integer value</dd>
 363 <dt><tt>07654321</tt></dt>
 364   <dd>octal integer value (indicated by a leading 0)</dd>
 365 <dt><tt>7</tt></dt>
 366   <dd>decimal integer value</dd>
 367 <dt><tt>0x7F</tt></dt>
 368   <dd>hexadecimal integer value</dd>
 369 <dt><tt>"foo"</tt></dt>
 370   <dd>string value</dd>
 371 <dt><tt>[{ ... }]</tt></dt>
 372   <dd>code fragment</dd>
 373 <dt><tt>[ X, Y, Z ]&lt;type&gt;</tt></dt>
 374   <dd>list value.  &lt;type&gt; is the type of the list
 375 element and is usually optional.  In rare cases,
 376 TableGen is unable to deduce the element type in
 377 which case the user must specify it explicitly.</dd>
 378 <dt><tt>{ a, b, c }</tt></dt>
 379   <dd>initializer for a "bits&lt;3&gt;" value</dd>
 380 <dt><tt>value</tt></dt>
 381   <dd>value reference</dd>
 382 <dt><tt>value{17}</tt></dt>
 383   <dd>access to one bit of a value</dd>
 384 <dt><tt>value{15-17}</tt></dt>
 385   <dd>access to multiple bits of a value</dd>
 386 <dt><tt>DEF</tt></dt>
 387   <dd>reference to a record definition</dd>
 388 <dt><tt>CLASS&lt;val list&gt;</tt></dt>
 389   <dd>reference to a new anonymous definition of CLASS with the specified
 390       template arguments.</dd>
 391 <dt><tt>X.Y</tt></dt>
 392   <dd>reference to the subfield of a value</dd>
 393 <dt><tt>list[4-7,17,2-3]</tt></dt>
 394   <dd>A slice of the 'list' list, including elements 4,5,6,7,17,2, and 3 from
 395   it.  Elements may be included multiple times.</dd>
 396 <dt><tt>(DEF a, b)</tt></dt>
 397   <dd>a dag value.  The first element is required to be a record definition, the
 398   remaining elements in the list may be arbitrary other values, including nested
 399   `<tt>dag</tt>' values.</dd>
 400 <dt><tt>!strconcat(a, b)</tt></dt>
 401   <dd>A string value that is the result of concatenating the 'a' and 'b'
 402   strings.</dd>
 403 <dt><tt>!cast&lt;type&gt;(a)</tt></dt>
 404   <dd>A symbol of type <em>type</em> obtained by looking up the string 'a' in
 405 the symbol table.  If the type of 'a' does not match <em>type</em>, TableGen
 406 aborts with an error. !cast&lt;string&gt; is a special case in that the argument must
 407 be an object defined by a 'def' construct.</dd>
 408 <dt><tt>!nameconcat&lt;type&gt;(a, b)</tt></dt>
 409   <dd>Shorthand for !cast&lt;type&gt;(!strconcat(a, b))</dd>
 410 <dt><tt>!subst(a, b, c)</tt></dt>
 411   <dd>If 'a' and 'b' are of string type or are symbol references, substitute
 412 'b' for 'a' in 'c.'  This operation is analogous to $(subst) in GNU make.</dd>
 413 <dt><tt>!foreach(a, b, c)</tt></dt>
 414   <dd>For each member 'b' of dag or list 'a' apply operator 'c.'  'b' is a
 415 dummy variable that should be declared as a member variable of an instantiated
 416 class.  This operation is analogous to $(foreach) in GNU make.</dd>
 417 <dt><tt>!car(a)</tt></dt>
 418   <dd>The first element of list 'a.'</dd>
 419 <dt><tt>!cdr(a)</tt></dt>
 420   <dd>The 2nd-N elements of list 'a.'</dd>
 421 <dt><tt>!null(a)</tt></dt>
 422   <dd>An integer {0,1} indicating whether list 'a' is empty.</dd>
 423 <dt><tt>!if(a,b,c)</tt></dt>
 424   <dd>'b' if the result of integer operator 'a' is nonzero, 'c' otherwise.</dd>
 425 <dt><tt>!eq(a,b)</tt></dt>
 426   <dd>Integer one if string a is equal to string b, zero otherwise.  This
 427       only operates on string objects.  Use !cast<string> to compare other
 428       types of objects.</dd>
 429 </dl>
 430
 431 <p>Note that all of the values have rules specifying how they convert to values
 432 for different types.  These rules allow you to assign a value like "<tt>7</tt>"
 433 to a "<tt>bits&lt;4&gt;</tt>" value, for example.</p>
 434
 435 </div>
 436
 437 <!-- ======================================================================= -->
 438 <div class="doc_subsection">
 439   <a name="classesdefs">Classes and definitions</a>
 440 </div>
 441
 442 <div class="doc_text">
 443
 444 <p>As mentioned in the <a href="#concepts">intro</a>, classes and definitions
 445 (collectively known as 'records') in TableGen are the main high-level unit of
 446 information that TableGen collects.  Records are defined with a <tt>def</tt> or
 447 <tt>class</tt> keyword, the record name, and an optional list of "<a
 448 href="#templateargs">template arguments</a>".  If the record has superclasses,
 449 they are specified as a comma separated list that starts with a colon character
 450 ("<tt>:</tt>").  If <a href="#valuedef">value definitions</a> or <a
 451 href="#recordlet">let expressions</a> are needed for the class, they are
 452 enclosed in curly braces ("<tt>{}</tt>"); otherwise, the record ends with a
 453 semicolon.</p>
 454
 455 <p>Here is a simple TableGen file:</p>
 456
 457 <div class="doc_code">
 458 <pre>
 459 <b>class</b> C { <b>bit</b> V = 1; }
 460 <b>def</b> X : C;
 461 <b>def</b> Y : C {
 462   <b>string</b> Greeting = "hello";
 463 }
 464 </pre>
 465 </div>
 466
 467 <p>This example defines two definitions, <tt>X</tt> and <tt>Y</tt>, both of
 468 which derive from the <tt>C</tt> class.  Because of this, they both get the
 469 <tt>V</tt> bit value.  The <tt>Y</tt> definition also gets the Greeting member
 470 as well.</p>
 471
 472 <p>In general, classes are useful for collecting together the commonality
 473 between a group of records and isolating it in a single place.  Also, classes
 474 permit the specification of default values for their subclasses, allowing the
 475 subclasses to override them as they wish.</p>
 476
 477 </div>
 478
 479 <!---------------------------------------------------------------------------->
 480 <div class="doc_subsubsection">
 481   <a name="valuedef">Value definitions</a>
 482 </div>
 483
 484 <div class="doc_text">
 485
 486 <p>Value definitions define named entries in records.  A value must be defined
 487 before it can be referred to as the operand for another value definition or
 488 before the value is reset with a <a href="#recordlet">let expression</a>.  A
 489 value is defined by specifying a <a href="#types">TableGen type</a> and a name.
 490 If an initial value is available, it may be specified after the type with an
 491 equal sign.  Value definitions require terminating semicolons.</p>
 492
 493 </div>
 494
 495 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 496 <div class="doc_subsubsection">
 497   <a name="recordlet">'let' expressions</a>
 498 </div>
 499
 500 <div class="doc_text">
 501
 502 <p>A record-level let expression is used to change the value of a value
 503 definition in a record.  This is primarily useful when a superclass defines a
 504 value that a derived class or definition wants to override.  Let expressions
 505 consist of the '<tt>let</tt>' keyword followed by a value name, an equal sign
 506 ("<tt>=</tt>"), and a new value.  For example, a new class could be added to the
 507 example above, redefining the <tt>V</tt> field for all of its subclasses:</p>
 508
 509 <div class="doc_code">
 510 <pre>
 511 <b>class</b> D : C { let V = 0; }
 512 <b>def</b> Z : D;
 513 </pre>
 514 </div>
 515
 516 <p>In this case, the <tt>Z</tt> definition will have a zero value for its "V"
 517 value, despite the fact that it derives (indirectly) from the <tt>C</tt> class,
 518 because the <tt>D</tt> class overrode its value.</p>
 519
 520 </div>
 521
 522 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 523 <div class="doc_subsubsection">
 524   <a name="templateargs">Class template arguments</a>
 525 </div>
 526
 527 <div class="doc_text">
 528
 529 <p>TableGen permits the definition of parameterized classes as well as normal
 530 concrete classes.  Parameterized TableGen classes specify a list of variable
 531 bindings (which may optionally have defaults) that are bound when used.  Here is
 532 a simple example:</p>
 533
 534 <div class="doc_code">
 535 <pre>
 536 <b>class</b> FPFormat&lt;<b>bits</b>&lt;3&gt; val&gt; {
 537   <b>bits</b>&lt;3&gt; Value = val;
 538 }
 539 <b>def</b> NotFP      : FPFormat&lt;0&gt;;
 540 <b>def</b> ZeroArgFP  : FPFormat&lt;1&gt;;
 541 <b>def</b> OneArgFP   : FPFormat&lt;2&gt;;
 542 <b>def</b> OneArgFPRW : FPFormat&lt;3&gt;;
 543 <b>def</b> TwoArgFP   : FPFormat&lt;4&gt;;
 544 <b>def</b> CompareFP  : FPFormat&lt;5&gt;;
 545 <b>def</b> CondMovFP  : FPFormat&lt;6&gt;;
 546 <b>def</b> SpecialFP  : FPFormat&lt;7&gt;;
 547 </pre>
 548 </div>
 549
 550 <p>In this case, template arguments are used as a space efficient way to specify
 551 a list of "enumeration values", each with a "<tt>Value</tt>" field set to the
 552 specified integer.</p>
 553
 554 <p>The more esoteric forms of <a href="#values">TableGen expressions</a> are
 555 useful in conjunction with template arguments.  As an example:</p>
 556
 557 <div class="doc_code">
 558 <pre>
 559 <b>class</b> ModRefVal&lt;<b>bits</b>&lt;2&gt; val&gt; {
 560   <b>bits</b>&lt;2&gt; Value = val;
 561 }
 562
 563 <b>def</b> None   : ModRefVal&lt;0&gt;;
 564 <b>def</b> Mod    : ModRefVal&lt;1&gt;;
 565 <b>def</b> Ref    : ModRefVal&lt;2&gt;;
 566 <b>def</b> ModRef : ModRefVal&lt;3&gt;;
 567
 568 <b>class</b> Value&lt;ModRefVal MR&gt; {
 569   <i>// Decode some information into a more convenient format, while providing
 570   // a nice interface to the user of the "Value" class.</i>
 571   <b>bit</b> isMod = MR.Value{0};
 572   <b>bit</b> isRef = MR.Value{1};
 573
 574   <i>// other stuff...</i>
 575 }
 576
 577 <i>// Example uses</i>
 578 <b>def</b> bork : Value&lt;Mod&gt;;
 579 <b>def</b> zork : Value&lt;Ref&gt;;
 580 <b>def</b> hork : Value&lt;ModRef&gt;;
 581 </pre>
 582 </div>
 583
 584 <p>This is obviously a contrived example, but it shows how template arguments
 585 can be used to decouple the interface provided to the user of the class from the
 586 actual internal data representation expected by the class.  In this case,
 587 running <tt>tblgen</tt> on the example prints the following definitions:</p>
 588
 589 <div class="doc_code">
 590 <pre>
 591 <b>def</b> bork {      <i>// Value</i>
 592   <b>bit</b> isMod = 1;
 593   <b>bit</b> isRef = 0;
 594 }
 595 <b>def</b> hork {      <i>// Value</i>
 596   <b>bit</b> isMod = 1;
 597   <b>bit</b> isRef = 1;
 598 }
 599 <b>def</b> zork {      <i>// Value</i>
 600   <b>bit</b> isMod = 0;
 601   <b>bit</b> isRef = 1;
 602 }
 603 </pre>
 604 </div>
 605
 606 <p> This shows that TableGen was able to dig into the argument and extract a
 607 piece of information that was requested by the designer of the "Value" class.
 608 For more realistic examples, please see existing users of TableGen, such as the
 609 X86 backend.</p>
 610
 611 </div>
 612
 613 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 614 <div class="doc_subsubsection">
 615   <a name="multiclass">Multiclass definitions and instances</a>
 616 </div>
 617
 618 <div class="doc_text">
 619
 620 <p>
 621 While classes with template arguments are a good way to factor commonality
 622 between two instances of a definition, multiclasses allow a convenient notation
 623 for defining multiple definitions at once (instances of implicitly constructed
 624 classes).  For example, consider an 3-address instruction set whose instructions
 625 come in two forms: "<tt>reg = reg op reg</tt>" and "<tt>reg = reg op imm</tt>"
 626 (e.g. SPARC). In this case, you'd like to specify in one place that this
 627 commonality exists, then in a separate place indicate what all the ops are.
 628 </p>
 629
 630 <p>
 631 Here is an example TableGen fragment that shows this idea:
 632 </p>
 633
 634 <div class="doc_code">
 635 <pre>
 636 <b>def</b> ops;
 637 <b>def</b> GPR;
 638 <b>def</b> Imm;
 639 <b>class</b> inst&lt;<b>int</b> opc, <b>string</b> asmstr, <b>dag</b> operandlist&gt;;
 640
 641 <b>multiclass</b> ri_inst&lt;<b>int</b> opc, <b>string</b> asmstr&gt; {
 642   def _rr : inst&lt;opc, !strconcat(asmstr, " $dst, $src1, $src2"),
 643                  (ops GPR:$dst, GPR:$src1, GPR:$src2)&gt;;
 644   def _ri : inst&lt;opc, !strconcat(asmstr, " $dst, $src1, $src2"),
 645                  (ops GPR:$dst, GPR:$src1, Imm:$src2)&gt;;
 646 }
 647
 648 <i>// Instantiations of the ri_inst multiclass.</i>
 649 <b>defm</b> ADD : ri_inst&lt;0b111, "add"&gt;;
 650 <b>defm</b> SUB : ri_inst&lt;0b101, "sub"&gt;;
 651 <b>defm</b> MUL : ri_inst&lt;0b100, "mul"&gt;;
 652 ...
 653 </pre>
 654 </div>
 655
 656 <p>The name of the resultant definitions has the multidef fragment names
 657    appended to them, so this defines <tt>ADD_rr</tt>, <tt>ADD_ri</tt>,
 658    <tt>SUB_rr</tt>, etc.  A defm may inherit from multiple multiclasses,
 659    instantiating definitions from each multiclass.  Using a multiclass
 660    this way is exactly equivalent to instantiating the classes multiple
 661    times yourself, e.g. by writing:</p>
 662
 663 <div class="doc_code">
 664 <pre>
 665 <b>def</b> ops;
 666 <b>def</b> GPR;
 667 <b>def</b> Imm;
 668 <b>class</b> inst&lt;<b>int</b> opc, <b>string</b> asmstr, <b>dag</b> operandlist&gt;;
 669
 670 <b>class</b> rrinst&lt;<b>int</b> opc, <b>string</b> asmstr&gt;
 671   : inst&lt;opc, !strconcat(asmstr, " $dst, $src1, $src2"),
 672          (ops GPR:$dst, GPR:$src1, GPR:$src2)&gt;;
 673
 674 <b>class</b> riinst&lt;<b>int</b> opc, <b>string</b> asmstr&gt;
 675   : inst&lt;opc, !strconcat(asmstr, " $dst, $src1, $src2"),
 676          (ops GPR:$dst, GPR:$src1, Imm:$src2)&gt;;
 677
 678 <i>// Instantiations of the ri_inst multiclass.</i>
 679 <b>def</b> ADD_rr : rrinst&lt;0b111, "add"&gt;;
 680 <b>def</b> ADD_ri : riinst&lt;0b111, "add"&gt;;
 681 <b>def</b> SUB_rr : rrinst&lt;0b101, "sub"&gt;;
 682 <b>def</b> SUB_ri : riinst&lt;0b101, "sub"&gt;;
 683 <b>def</b> MUL_rr : rrinst&lt;0b100, "mul"&gt;;
 684 <b>def</b> MUL_ri : riinst&lt;0b100, "mul"&gt;;
 685 ...
 686 </pre>
 687 </div>
 688
 689 </div>
 690
 691 <!-- ======================================================================= -->
 692 <div class="doc_subsection">
 693   <a name="filescope">File scope entities</a>
 694 </div>
 695
 696 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 697 <div class="doc_subsubsection">
 698   <a name="include">File inclusion</a>
 699 </div>
 700
 701 <div class="doc_text">
 702 <p>TableGen supports the '<tt>include</tt>' token, which textually substitutes
 703 the specified file in place of the include directive.  The filename should be
 704 specified as a double quoted string immediately after the '<tt>include</tt>'
 705 keyword.  Example:</p>
 706
 707 <div class="doc_code">
 708 <pre>
 709 <b>include</b> "foo.td"
 710 </pre>
 711 </div>
 712
 713 </div>
 714
 715 <!-- -------------------------------------------------------------------------->
 716 <div class="doc_subsubsection">
 717   <a name="globallet">'let' expressions</a>
 718 </div>
 719
 720 <div class="doc_text">
 721
 722 <p>"Let" expressions at file scope are similar to <a href="#recordlet">"let"
 723 expressions within a record</a>, except they can specify a value binding for
 724 multiple records at a time, and may be useful in certain other cases.
 725 File-scope let expressions are really just another way that TableGen allows the
 726 end-user to factor out commonality from the records.</p>
 727
 728 <p>File-scope "let" expressions take a comma-separated list of bindings to
 729 apply, and one or more records to bind the values in.  Here are some
 730 examples:</p>
 731
 732 <div class="doc_code">
 733 <pre>
 734 <b>let</b> isTerminator = 1, isReturn = 1, isBarrier = 1, hasCtrlDep = 1 <b>in</b>
 735   <b>def</b> RET : I&lt;0xC3, RawFrm, (outs), (ins), "ret", [(X86retflag 0)]&gt;;
 736
 737 <b>let</b> isCall = 1 <b>in</b>
 738   <i>// All calls clobber the non-callee saved registers...</i>
 739   <b>let</b> Defs = [EAX, ECX, EDX, FP0, FP1, FP2, FP3, FP4, FP5, FP6, ST0,
 740               MM0, MM1, MM2, MM3, MM4, MM5, MM6, MM7,
 741               XMM0, XMM1, XMM2, XMM3, XMM4, XMM5, XMM6, XMM7, EFLAGS] <b>in</b> {
 742     <b>def</b> CALLpcrel32 : Ii32&lt;0xE8, RawFrm, (outs), (ins i32imm:$dst,variable_ops),
 743                            "call\t${dst:call}", []&gt;;
 744     <b>def</b> CALL32r     : I&lt;0xFF, MRM2r, (outs), (ins GR32:$dst, variable_ops),
 745                         "call\t{*}$dst", [(X86call GR32:$dst)]&gt;;
 746     <b>def</b> CALL32m     : I&lt;0xFF, MRM2m, (outs), (ins i32mem:$dst, variable_ops),
 747                         "call\t{*}$dst", []&gt;;
 748   }
 749 </pre>
 750 </div>
 751
 752 <p>File-scope "let" expressions are often useful when a couple of definitions
 753 need to be added to several records, and the records do not otherwise need to be
 754 opened, as in the case with the <tt>CALL*</tt> instructions above.</p>
 755
 756 </div>
 757
 758 <!-- *********************************************************************** -->
 759 <div class="doc_section"><a name="codegen">Code Generator backend info</a></div>
 760 <!-- *********************************************************************** -->
 761
 762 <p>Expressions used by code generator to describe instructions and isel
 763 patterns:</p>
 764
 765 <div class="doc_text">
 766
 767 <dt><tt>(implicit a)</tt></dt>
 768   <dd>an implicitly defined physical register.  This tells the dag instruction
 769   selection emitter the input pattern's extra definitions matches implicit
 770   physical register definitions.</dd>
 771
 772 </div>
 773
 774 <!-- *********************************************************************** -->
 775 <div class="doc_section"><a name="backends">TableGen backends</a></div>
 776 <!-- *********************************************************************** -->
 777
 778 <div class="doc_text">
 779
 780 <p>TODO: How they work, how to write one.  This section should not contain
 781 details about any particular backend, except maybe -print-enums as an example.
 782 This should highlight the APIs in <tt>TableGen/Record.h</tt>.</p>
 783
 784 </div>
 785
 786 <!-- *********************************************************************** -->
 787
 788 <hr>
 789 <address>
 790   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
 791   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
 792   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
 793   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401-blue" alt="Valid HTML 4.01"></a>
 794
 795   <a href="mailto:sabre@nondot.org">Chris Lattner</a><br>
 796   <a href="http://llvm.org">LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
 797   Last modified: $Date$
 798 </address>
 799
 800 </body>
 801 </html>