All backends use MC now.
[oota-llvm.git] / include / llvm / Target / Target.td
1 //===- Target.td - Target Independent TableGen interface ---*- tablegen -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file defines the target-independent interfaces which should be
11 // implemented by each target which is using a TableGen based code generator.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 // Include all information about LLVM intrinsics.
16 include "llvm/IR/Intrinsics.td"
17
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19 // Register file description - These classes are used to fill in the target
20 // description classes.
21
22 class RegisterClass; // Forward def
23
24 // SubRegIndex - Use instances of SubRegIndex to identify subregisters.
25 class SubRegIndex<int size, int offset = 0> {
26   string Namespace = "";
27
28   // Size - Size (in bits) of the sub-registers represented by this index.
29   int Size = size;
30
31   // Offset - Offset of the first bit that is part of this sub-register index.
32   // Set it to -1 if the same index is used to represent sub-registers that can
33   // be at different offsets (for example when using an index to access an
34   // element in a register tuple).
35   int Offset = offset;
36
37   // ComposedOf - A list of two SubRegIndex instances, [A, B].
38   // This indicates that this SubRegIndex is the result of composing A and B.
39   // See ComposedSubRegIndex.
40   list<SubRegIndex> ComposedOf = [];
41
42   // CoveringSubRegIndices - A list of two or more sub-register indexes that
43   // cover this sub-register.
44   //
45   // This field should normally be left blank as TableGen can infer it.
46   //
47   // TableGen automatically detects sub-registers that straddle the registers
48   // in the SubRegs field of a Register definition. For example:
49   //
50   //   Q0    = dsub_0 -> D0, dsub_1 -> D1
51   //   Q1    = dsub_0 -> D2, dsub_1 -> D3
52   //   D1_D2 = dsub_0 -> D1, dsub_1 -> D2
53   //   QQ0   = qsub_0 -> Q0, qsub_1 -> Q1
54   //
55   // TableGen will infer that D1_D2 is a sub-register of QQ0. It will be given
56   // the synthetic index dsub_1_dsub_2 unless some SubRegIndex is defined with
57   // CoveringSubRegIndices = [dsub_1, dsub_2].
58   list<SubRegIndex> CoveringSubRegIndices = [];
59 }
60
61 // ComposedSubRegIndex - A sub-register that is the result of composing A and B.
62 // Offset is set to the sum of A and B's Offsets. Size is set to B's Size.
63 class ComposedSubRegIndex<SubRegIndex A, SubRegIndex B>
64   : SubRegIndex<B.Size, !if(!eq(A.Offset, -1), -1,
65                         !if(!eq(B.Offset, -1), -1,
66                             !add(A.Offset, B.Offset)))> {
67   // See SubRegIndex.
68   let ComposedOf = [A, B];
69 }
70
71 // RegAltNameIndex - The alternate name set to use for register operands of
72 // this register class when printing.
73 class RegAltNameIndex {
74   string Namespace = "";
75 }
76 def NoRegAltName : RegAltNameIndex;
77
78 // Register - You should define one instance of this class for each register
79 // in the target machine.  String n will become the "name" of the register.
80 class Register<string n, list<string> altNames = []> {
81   string Namespace = "";
82   string AsmName = n;
83   list<string> AltNames = altNames;
84
85   // Aliases - A list of registers that this register overlaps with.  A read or
86   // modification of this register can potentially read or modify the aliased
87   // registers.
88   list<Register> Aliases = [];
89
90   // SubRegs - A list of registers that are parts of this register. Note these
91   // are "immediate" sub-registers and the registers within the list do not
92   // themselves overlap. e.g. For X86, EAX's SubRegs list contains only [AX],
93   // not [AX, AH, AL].
94   list<Register> SubRegs = [];
95
96   // SubRegIndices - For each register in SubRegs, specify the SubRegIndex used
97   // to address it. Sub-sub-register indices are automatically inherited from
98   // SubRegs.
99   list<SubRegIndex> SubRegIndices = [];
100
101   // RegAltNameIndices - The alternate name indices which are valid for this
102   // register.
103   list<RegAltNameIndex> RegAltNameIndices = [];
104
105   // DwarfNumbers - Numbers used internally by gcc/gdb to identify the register.
106   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
107   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
108   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
109   // -1 indicates that the gcc number is undefined and -2 that register number
110   // is invalid for this mode/flavour.
111   list<int> DwarfNumbers = [];
112
113   // CostPerUse - Additional cost of instructions using this register compared
114   // to other registers in its class. The register allocator will try to
115   // minimize the number of instructions using a register with a CostPerUse.
116   // This is used by the x86-64 and ARM Thumb targets where some registers
117   // require larger instruction encodings.
118   int CostPerUse = 0;
119
120   // CoveredBySubRegs - When this bit is set, the value of this register is
121   // completely determined by the value of its sub-registers.  For example, the
122   // x86 register AX is covered by its sub-registers AL and AH, but EAX is not
123   // covered by its sub-register AX.
124   bit CoveredBySubRegs = 0;
125
126   // HWEncoding - The target specific hardware encoding for this register.
127   bits<16> HWEncoding = 0;
128 }
129
130 // RegisterWithSubRegs - This can be used to define instances of Register which
131 // need to specify sub-registers.
132 // List "subregs" specifies which registers are sub-registers to this one. This
133 // is used to populate the SubRegs and AliasSet fields of TargetRegisterDesc.
134 // This allows the code generator to be careful not to put two values with
135 // overlapping live ranges into registers which alias.
136 class RegisterWithSubRegs<string n, list<Register> subregs> : Register<n> {
137   let SubRegs = subregs;
138 }
139
140 // DAGOperand - An empty base class that unifies RegisterClass's and other forms
141 // of Operand's that are legal as type qualifiers in DAG patterns.  This should
142 // only ever be used for defining multiclasses that are polymorphic over both
143 // RegisterClass's and other Operand's.
144 class DAGOperand { }
145
146 // RegisterClass - Now that all of the registers are defined, and aliases
147 // between registers are defined, specify which registers belong to which
148 // register classes.  This also defines the default allocation order of
149 // registers by register allocators.
150 //
151 class RegisterClass<string namespace, list<ValueType> regTypes, int alignment,
152                     dag regList, RegAltNameIndex idx = NoRegAltName>
153   : DAGOperand {
154   string Namespace = namespace;
155
156   // RegType - Specify the list ValueType of the registers in this register
157   // class.  Note that all registers in a register class must have the same
158   // ValueTypes.  This is a list because some targets permit storing different
159   // types in same register, for example vector values with 128-bit total size,
160   // but different count/size of items, like SSE on x86.
161   //
162   list<ValueType> RegTypes = regTypes;
163
164   // Size - Specify the spill size in bits of the registers.  A default value of
165   // zero lets tablgen pick an appropriate size.
166   int Size = 0;
167
168   // Alignment - Specify the alignment required of the registers when they are
169   // stored or loaded to memory.
170   //
171   int Alignment = alignment;
172
173   // CopyCost - This value is used to specify the cost of copying a value
174   // between two registers in this register class. The default value is one
175   // meaning it takes a single instruction to perform the copying. A negative
176   // value means copying is extremely expensive or impossible.
177   int CopyCost = 1;
178
179   // MemberList - Specify which registers are in this class.  If the
180   // allocation_order_* method are not specified, this also defines the order of
181   // allocation used by the register allocator.
182   //
183   dag MemberList = regList;
184
185   // AltNameIndex - The alternate register name to use when printing operands
186   // of this register class. Every register in the register class must have
187   // a valid alternate name for the given index.
188   RegAltNameIndex altNameIndex = idx;
189
190   // isAllocatable - Specify that the register class can be used for virtual
191   // registers and register allocation.  Some register classes are only used to
192   // model instruction operand constraints, and should have isAllocatable = 0.
193   bit isAllocatable = 1;
194
195   // AltOrders - List of alternative allocation orders. The default order is
196   // MemberList itself, and that is good enough for most targets since the
197   // register allocators automatically remove reserved registers and move
198   // callee-saved registers to the end.
199   list<dag> AltOrders = [];
200
201   // AltOrderSelect - The body of a function that selects the allocation order
202   // to use in a given machine function. The code will be inserted in a
203   // function like this:
204   //
205   //   static inline unsigned f(const MachineFunction &MF) { ... }
206   //
207   // The function should return 0 to select the default order defined by
208   // MemberList, 1 to select the first AltOrders entry and so on.
209   code AltOrderSelect = [{}];
210 }
211
212 // The memberList in a RegisterClass is a dag of set operations. TableGen
213 // evaluates these set operations and expand them into register lists. These
214 // are the most common operation, see test/TableGen/SetTheory.td for more
215 // examples of what is possible:
216 //
217 // (add R0, R1, R2) - Set Union. Each argument can be an individual register, a
218 // register class, or a sub-expression. This is also the way to simply list
219 // registers.
220 //
221 // (sub GPR, SP) - Set difference. Subtract the last arguments from the first.
222 //
223 // (and GPR, CSR) - Set intersection. All registers from the first set that are
224 // also in the second set.
225 //
226 // (sequence "R%u", 0, 15) -> [R0, R1, ..., R15]. Generate a sequence of
227 // numbered registers.  Takes an optional 4th operand which is a stride to use
228 // when generating the sequence.
229 //
230 // (shl GPR, 4) - Remove the first N elements.
231 //
232 // (trunc GPR, 4) - Truncate after the first N elements.
233 //
234 // (rotl GPR, 1) - Rotate N places to the left.
235 //
236 // (rotr GPR, 1) - Rotate N places to the right.
237 //
238 // (decimate GPR, 2) - Pick every N'th element, starting with the first.
239 //
240 // (interleave A, B, ...) - Interleave the elements from each argument list.
241 //
242 // All of these operators work on ordered sets, not lists. That means
243 // duplicates are removed from sub-expressions.
244
245 // Set operators. The rest is defined in TargetSelectionDAG.td.
246 def sequence;
247 def decimate;
248 def interleave;
249
250 // RegisterTuples - Automatically generate super-registers by forming tuples of
251 // sub-registers. This is useful for modeling register sequence constraints
252 // with pseudo-registers that are larger than the architectural registers.
253 //
254 // The sub-register lists are zipped together:
255 //
256 //   def EvenOdd : RegisterTuples<[sube, subo], [(add R0, R2), (add R1, R3)]>;
257 //
258 // Generates the same registers as:
259 //
260 //   let SubRegIndices = [sube, subo] in {
261 //     def R0_R1 : RegisterWithSubRegs<"", [R0, R1]>;
262 //     def R2_R3 : RegisterWithSubRegs<"", [R2, R3]>;
263 //   }
264 //
265 // The generated pseudo-registers inherit super-classes and fields from their
266 // first sub-register. Most fields from the Register class are inferred, and
267 // the AsmName and Dwarf numbers are cleared.
268 //
269 // RegisterTuples instances can be used in other set operations to form
270 // register classes and so on. This is the only way of using the generated
271 // registers.
272 class RegisterTuples<list<SubRegIndex> Indices, list<dag> Regs> {
273   // SubRegs - N lists of registers to be zipped up. Super-registers are
274   // synthesized from the first element of each SubRegs list, the second
275   // element and so on.
276   list<dag> SubRegs = Regs;
277
278   // SubRegIndices - N SubRegIndex instances. This provides the names of the
279   // sub-registers in the synthesized super-registers.
280   list<SubRegIndex> SubRegIndices = Indices;
281 }
282
283
284 //===----------------------------------------------------------------------===//
285 // DwarfRegNum - This class provides a mapping of the llvm register enumeration
286 // to the register numbering used by gcc and gdb.  These values are used by a
287 // debug information writer to describe where values may be located during
288 // execution.
289 class DwarfRegNum<list<int> Numbers> {
290   // DwarfNumbers - Numbers used internally by gcc/gdb to identify the register.
291   // These values can be determined by locating the <target>.h file in the
292   // directory llvmgcc/gcc/config/<target>/ and looking for REGISTER_NAMES.  The
293   // order of these names correspond to the enumeration used by gcc.  A value of
294   // -1 indicates that the gcc number is undefined and -2 that register number
295   // is invalid for this mode/flavour.
296   list<int> DwarfNumbers = Numbers;
297 }
298
299 // DwarfRegAlias - This class declares that a given register uses the same dwarf
300 // numbers as another one. This is useful for making it clear that the two
301 // registers do have the same number. It also lets us build a mapping
302 // from dwarf register number to llvm register.
303 class DwarfRegAlias<Register reg> {
304       Register DwarfAlias = reg;
305 }
306
307 //===----------------------------------------------------------------------===//
308 // Pull in the common support for scheduling
309 //
310 include "llvm/Target/TargetSchedule.td"
311
312 class Predicate; // Forward def
313
314 //===----------------------------------------------------------------------===//
315 // Instruction set description - These classes correspond to the C++ classes in
316 // the Target/TargetInstrInfo.h file.
317 //
318 class Instruction {
319   string Namespace = "";
320
321   dag OutOperandList;       // An dag containing the MI def operand list.
322   dag InOperandList;        // An dag containing the MI use operand list.
323   string AsmString = "";    // The .s format to print the instruction with.
324
325   // Pattern - Set to the DAG pattern for this instruction, if we know of one,
326   // otherwise, uninitialized.
327   list<dag> Pattern;
328
329   // The follow state will eventually be inferred automatically from the
330   // instruction pattern.
331
332   list<Register> Uses = []; // Default to using no non-operand registers
333   list<Register> Defs = []; // Default to modifying no non-operand registers
334
335   // Predicates - List of predicates which will be turned into isel matching
336   // code.
337   list<Predicate> Predicates = [];
338
339   // Size - Size of encoded instruction, or zero if the size cannot be determined
340   // from the opcode.
341   int Size = 0;
342
343   // DecoderNamespace - The "namespace" in which this instruction exists, on
344   // targets like ARM which multiple ISA namespaces exist.
345   string DecoderNamespace = "";
346
347   // Code size, for instruction selection.
348   // FIXME: What does this actually mean?
349   int CodeSize = 0;
350
351   // Added complexity passed onto matching pattern.
352   int AddedComplexity  = 0;
353
354   // These bits capture information about the high-level semantics of the
355   // instruction.
356   bit isReturn     = 0;     // Is this instruction a return instruction?
357   bit isBranch     = 0;     // Is this instruction a branch instruction?
358   bit isIndirectBranch = 0; // Is this instruction an indirect branch?
359   bit isCompare    = 0;     // Is this instruction a comparison instruction?
360   bit isMoveImm    = 0;     // Is this instruction a move immediate instruction?
361   bit isBitcast    = 0;     // Is this instruction a bitcast instruction?
362   bit isSelect     = 0;     // Is this instruction a select instruction?
363   bit isBarrier    = 0;     // Can control flow fall through this instruction?
364   bit isCall       = 0;     // Is this instruction a call instruction?
365   bit canFoldAsLoad = 0;    // Can this be folded as a simple memory operand?
366   bit mayLoad      = ?;     // Is it possible for this inst to read memory?
367   bit mayStore     = ?;     // Is it possible for this inst to write memory?
368   bit isConvertibleToThreeAddress = 0;  // Can this 2-addr instruction promote?
369   bit isCommutable = 0;     // Is this 3 operand instruction commutable?
370   bit isTerminator = 0;     // Is this part of the terminator for a basic block?
371   bit isReMaterializable = 0; // Is this instruction re-materializable?
372   bit isPredicable = 0;     // Is this instruction predicable?
373   bit hasDelaySlot = 0;     // Does this instruction have an delay slot?
374   bit usesCustomInserter = 0; // Pseudo instr needing special help.
375   bit hasPostISelHook = 0;  // To be *adjusted* after isel by target hook.
376   bit hasCtrlDep   = 0;     // Does this instruction r/w ctrl-flow chains?
377   bit isNotDuplicable = 0;  // Is it unsafe to duplicate this instruction?
378   bit isAsCheapAsAMove = 0; // As cheap (or cheaper) than a move instruction.
379   bit hasExtraSrcRegAllocReq = 0; // Sources have special regalloc requirement?
380   bit hasExtraDefRegAllocReq = 0; // Defs have special regalloc requirement?
381   bit isPseudo     = 0;     // Is this instruction a pseudo-instruction?
382                             // If so, won't have encoding information for
383                             // the [MC]CodeEmitter stuff.
384
385   // Side effect flags - When set, the flags have these meanings:
386   //
387   //  hasSideEffects - The instruction has side effects that are not
388   //    captured by any operands of the instruction or other flags.
389   //
390   //  neverHasSideEffects (deprecated) - Set on an instruction with no pattern
391   //    if it has no side effects. This is now equivalent to setting
392   //    "hasSideEffects = 0".
393   bit hasSideEffects = ?;
394   bit neverHasSideEffects = 0;
395
396   // Is this instruction a "real" instruction (with a distinct machine
397   // encoding), or is it a pseudo instruction used for codegen modeling
398   // purposes.
399   // FIXME: For now this is distinct from isPseudo, above, as code-gen-only
400   // instructions can (and often do) still have encoding information
401   // associated with them. Once we've migrated all of them over to true
402   // pseudo-instructions that are lowered to real instructions prior to
403   // the printer/emitter, we can remove this attribute and just use isPseudo.
404   //
405   // The intended use is:
406   // isPseudo: Does not have encoding information and should be expanded,
407   //   at the latest, during lowering to MCInst.
408   //
409   // isCodeGenOnly: Does have encoding information and can go through to the
410   //   CodeEmitter unchanged, but duplicates a canonical instruction
411   //   definition's encoding and should be ignored when constructing the
412   //   assembler match tables.
413   bit isCodeGenOnly = 0;
414
415   // Is this instruction a pseudo instruction for use by the assembler parser.
416   bit isAsmParserOnly = 0;
417
418   InstrItinClass Itinerary = NoItinerary;// Execution steps used for scheduling.
419
420   // Scheduling information from TargetSchedule.td.
421   list<SchedReadWrite> SchedRW;
422
423   string Constraints = "";  // OperandConstraint, e.g. $src = $dst.
424
425   /// DisableEncoding - List of operand names (e.g. "$op1,$op2") that should not
426   /// be encoded into the output machineinstr.
427   string DisableEncoding = "";
428
429   string PostEncoderMethod = "";
430   string DecoderMethod = "";
431
432   /// Target-specific flags. This becomes the TSFlags field in TargetInstrDesc.
433   bits<64> TSFlags = 0;
434
435   ///@name Assembler Parser Support
436   ///@{
437
438   string AsmMatchConverter = "";
439
440   /// TwoOperandAliasConstraint - Enable TableGen to auto-generate a
441   /// two-operand matcher inst-alias for a three operand instruction.
442   /// For example, the arm instruction "add r3, r3, r5" can be written
443   /// as "add r3, r5". The constraint is of the same form as a tied-operand
444   /// constraint. For example, "$Rn = $Rd".
445   string TwoOperandAliasConstraint = "";
446
447   ///@}
448
449   /// UseNamedOperandTable - If set, the operand indices of this instruction
450   /// can be queried via the getNamedOperandIdx() function which is generated
451   /// by TableGen.
452   bit UseNamedOperandTable = 0;
453 }
454
455 /// PseudoInstExpansion - Expansion information for a pseudo-instruction.
456 /// Which instruction it expands to and how the operands map from the
457 /// pseudo.
458 class PseudoInstExpansion<dag Result> {
459   dag ResultInst = Result;     // The instruction to generate.
460   bit isPseudo = 1;
461 }
462
463 /// Predicates - These are extra conditionals which are turned into instruction
464 /// selector matching code. Currently each predicate is just a string.
465 class Predicate<string cond> {
466   string CondString = cond;
467
468   /// AssemblerMatcherPredicate - If this feature can be used by the assembler
469   /// matcher, this is true.  Targets should set this by inheriting their
470   /// feature from the AssemblerPredicate class in addition to Predicate.
471   bit AssemblerMatcherPredicate = 0;
472
473   /// AssemblerCondString - Name of the subtarget feature being tested used
474   /// as alternative condition string used for assembler matcher.
475   /// e.g. "ModeThumb" is translated to "(Bits & ModeThumb) != 0".
476   ///      "!ModeThumb" is translated to "(Bits & ModeThumb) == 0".
477   /// It can also list multiple features separated by ",".
478   /// e.g. "ModeThumb,FeatureThumb2" is translated to
479   ///      "(Bits & ModeThumb) != 0 && (Bits & FeatureThumb2) != 0".
480   string AssemblerCondString = "";
481
482   /// PredicateName - User-level name to use for the predicate. Mainly for use
483   /// in diagnostics such as missing feature errors in the asm matcher.
484   string PredicateName = "";
485 }
486
487 /// NoHonorSignDependentRounding - This predicate is true if support for
488 /// sign-dependent-rounding is not enabled.
489 def NoHonorSignDependentRounding
490  : Predicate<"!TM.Options.HonorSignDependentRoundingFPMath()">;
491
492 class Requires<list<Predicate> preds> {
493   list<Predicate> Predicates = preds;
494 }
495
496 /// ops definition - This is just a simple marker used to identify the operand
497 /// list for an instruction. outs and ins are identical both syntactically and
498 /// semanticallyr; they are used to define def operands and use operands to
499 /// improve readibility. This should be used like this:
500 ///     (outs R32:$dst), (ins R32:$src1, R32:$src2) or something similar.
501 def ops;
502 def outs;
503 def ins;
504
505 /// variable_ops definition - Mark this instruction as taking a variable number
506 /// of operands.
507 def variable_ops;
508
509
510 /// PointerLikeRegClass - Values that are designed to have pointer width are
511 /// derived from this.  TableGen treats the register class as having a symbolic
512 /// type that it doesn't know, and resolves the actual regclass to use by using
513 /// the TargetRegisterInfo::getPointerRegClass() hook at codegen time.
514 class PointerLikeRegClass<int Kind> {
515   int RegClassKind = Kind;
516 }
517
518
519 /// ptr_rc definition - Mark this operand as being a pointer value whose
520 /// register class is resolved dynamically via a callback to TargetInstrInfo.
521 /// FIXME: We should probably change this to a class which contain a list of
522 /// flags. But currently we have but one flag.
523 def ptr_rc : PointerLikeRegClass<0>;
524
525 /// unknown definition - Mark this operand as being of unknown type, causing
526 /// it to be resolved by inference in the context it is used.
527 class unknown_class;
528 def unknown : unknown_class;
529
530 /// AsmOperandClass - Representation for the kinds of operands which the target
531 /// specific parser can create and the assembly matcher may need to distinguish.
532 ///
533 /// Operand classes are used to define the order in which instructions are
534 /// matched, to ensure that the instruction which gets matched for any
535 /// particular list of operands is deterministic.
536 ///
537 /// The target specific parser must be able to classify a parsed operand into a
538 /// unique class which does not partially overlap with any other classes. It can
539 /// match a subset of some other class, in which case the super class field
540 /// should be defined.
541 class AsmOperandClass {
542   /// The name to use for this class, which should be usable as an enum value.
543   string Name = ?;
544
545   /// The super classes of this operand.
546   list<AsmOperandClass> SuperClasses = [];
547
548   /// The name of the method on the target specific operand to call to test
549   /// whether the operand is an instance of this class. If not set, this will
550   /// default to "isFoo", where Foo is the AsmOperandClass name. The method
551   /// signature should be:
552   ///   bool isFoo() const;
553   string PredicateMethod = ?;
554
555   /// The name of the method on the target specific operand to call to add the
556   /// target specific operand to an MCInst. If not set, this will default to
557   /// "addFooOperands", where Foo is the AsmOperandClass name. The method
558   /// signature should be:
559   ///   void addFooOperands(MCInst &Inst, unsigned N) const;
560   string RenderMethod = ?;
561
562   /// The name of the method on the target specific operand to call to custom
563   /// handle the operand parsing. This is useful when the operands do not relate
564   /// to immediates or registers and are very instruction specific (as flags to
565   /// set in a processor register, coprocessor number, ...).
566   string ParserMethod = ?;
567
568   // The diagnostic type to present when referencing this operand in a
569   // match failure error message. By default, use a generic "invalid operand"
570   // diagnostic. The target AsmParser maps these codes to text.
571   string DiagnosticType = "";
572 }
573
574 def ImmAsmOperand : AsmOperandClass {
575   let Name = "Imm";
576 }
577
578 /// Operand Types - These provide the built-in operand types that may be used
579 /// by a target.  Targets can optionally provide their own operand types as
580 /// needed, though this should not be needed for RISC targets.
581 class Operand<ValueType ty> : DAGOperand {
582   ValueType Type = ty;
583   string PrintMethod = "printOperand";
584   string EncoderMethod = "";
585   string DecoderMethod = "";
586   string AsmOperandLowerMethod = ?;
587   string OperandType = "OPERAND_UNKNOWN";
588   dag MIOperandInfo = (ops);
589
590   // ParserMatchClass - The "match class" that operands of this type fit
591   // in. Match classes are used to define the order in which instructions are
592   // match, to ensure that which instructions gets matched is deterministic.
593   //
594   // The target specific parser must be able to classify an parsed operand into
595   // a unique class, which does not partially overlap with any other classes. It
596   // can match a subset of some other class, in which case the AsmOperandClass
597   // should declare the other operand as one of its super classes.
598   AsmOperandClass ParserMatchClass = ImmAsmOperand;
599 }
600
601 class RegisterOperand<RegisterClass regclass, string pm = "printOperand">
602   : DAGOperand {
603   // RegClass - The register class of the operand.
604   RegisterClass RegClass = regclass;
605   // PrintMethod - The target method to call to print register operands of
606   // this type. The method normally will just use an alt-name index to look
607   // up the name to print. Default to the generic printOperand().
608   string PrintMethod = pm;
609   // ParserMatchClass - The "match class" that operands of this type fit
610   // in. Match classes are used to define the order in which instructions are
611   // match, to ensure that which instructions gets matched is deterministic.
612   //
613   // The target specific parser must be able to classify an parsed operand into
614   // a unique class, which does not partially overlap with any other classes. It
615   // can match a subset of some other class, in which case the AsmOperandClass
616   // should declare the other operand as one of its super classes.
617   AsmOperandClass ParserMatchClass;
618 }
619
620 let OperandType = "OPERAND_IMMEDIATE" in {
621 def i1imm  : Operand<i1>;
622 def i8imm  : Operand<i8>;
623 def i16imm : Operand<i16>;
624 def i32imm : Operand<i32>;
625 def i64imm : Operand<i64>;
626
627 def f32imm : Operand<f32>;
628 def f64imm : Operand<f64>;
629 }
630
631 /// zero_reg definition - Special node to stand for the zero register.
632 ///
633 def zero_reg;
634
635 /// All operands which the MC layer classifies as predicates should inherit from
636 /// this class in some manner. This is already handled for the most commonly
637 /// used PredicateOperand, but may be useful in other circumstances.
638 class PredicateOp;
639
640 /// OperandWithDefaultOps - This Operand class can be used as the parent class
641 /// for an Operand that needs to be initialized with a default value if
642 /// no value is supplied in a pattern.  This class can be used to simplify the
643 /// pattern definitions for instructions that have target specific flags
644 /// encoded as immediate operands.
645 class OperandWithDefaultOps<ValueType ty, dag defaultops>
646   : Operand<ty> {
647   dag DefaultOps = defaultops;
648 }
649
650 /// PredicateOperand - This can be used to define a predicate operand for an
651 /// instruction.  OpTypes specifies the MIOperandInfo for the operand, and
652 /// AlwaysVal specifies the value of this predicate when set to "always
653 /// execute".
654 class PredicateOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag AlwaysVal>
655   : OperandWithDefaultOps<ty, AlwaysVal>, PredicateOp {
656   let MIOperandInfo = OpTypes;
657 }
658
659 /// OptionalDefOperand - This is used to define a optional definition operand
660 /// for an instruction. DefaultOps is the register the operand represents if
661 /// none is supplied, e.g. zero_reg.
662 class OptionalDefOperand<ValueType ty, dag OpTypes, dag defaultops>
663   : OperandWithDefaultOps<ty, defaultops> {
664   let MIOperandInfo = OpTypes;
665 }
666
667
668 // InstrInfo - This class should only be instantiated once to provide parameters
669 // which are global to the target machine.
670 //
671 class InstrInfo {
672   // Target can specify its instructions in either big or little-endian formats.
673   // For instance, while both Sparc and PowerPC are big-endian platforms, the
674   // Sparc manual specifies its instructions in the format [31..0] (big), while
675   // PowerPC specifies them using the format [0..31] (little).
676   bit isLittleEndianEncoding = 0;
677
678   // The instruction properties mayLoad, mayStore, and hasSideEffects are unset
679   // by default, and TableGen will infer their value from the instruction
680   // pattern when possible.
681   //
682   // Normally, TableGen will issue an error it it can't infer the value of a
683   // property that hasn't been set explicitly. When guessInstructionProperties
684   // is set, it will guess a safe value instead.
685   //
686   // This option is a temporary migration help. It will go away.
687   bit guessInstructionProperties = 1;
688
689   // TableGen's instruction encoder generator has support for matching operands
690   // to bit-field variables both by name and by position. While matching by
691   // name is preferred, this is currently not possible for complex operands,
692   // and some targets still reply on the positional encoding rules. When
693   // generating a decoder for such targets, the positional encoding rules must
694   // be used by the decoder generator as well.
695   //
696   // This option is temporary; it will go away once the TableGen decoder
697   // generator has better support for complex operands and targets have
698   // migrated away from using positionally encoded operands.
699   bit decodePositionallyEncodedOperands = 0;
700 }
701
702 // Standard Pseudo Instructions.
703 // This list must match TargetOpcodes.h and CodeGenTarget.cpp.
704 // Only these instructions are allowed in the TargetOpcode namespace.
705 let isCodeGenOnly = 1, isPseudo = 1, Namespace = "TargetOpcode" in {
706 def PHI : Instruction {
707   let OutOperandList = (outs);
708   let InOperandList = (ins variable_ops);
709   let AsmString = "PHINODE";
710 }
711 def INLINEASM : Instruction {
712   let OutOperandList = (outs);
713   let InOperandList = (ins variable_ops);
714   let AsmString = "";
715   let neverHasSideEffects = 1;  // Note side effect is encoded in an operand.
716 }
717 def PROLOG_LABEL : Instruction {
718   let OutOperandList = (outs);
719   let InOperandList = (ins i32imm:$id);
720   let AsmString = "";
721   let hasCtrlDep = 1;
722   let isNotDuplicable = 1;
723 }
724 def EH_LABEL : Instruction {
725   let OutOperandList = (outs);
726   let InOperandList = (ins i32imm:$id);
727   let AsmString = "";
728   let hasCtrlDep = 1;
729   let isNotDuplicable = 1;
730 }
731 def GC_LABEL : Instruction {
732   let OutOperandList = (outs);
733   let InOperandList = (ins i32imm:$id);
734   let AsmString = "";
735   let hasCtrlDep = 1;
736   let isNotDuplicable = 1;
737 }
738 def KILL : Instruction {
739   let OutOperandList = (outs);
740   let InOperandList = (ins variable_ops);
741   let AsmString = "";
742   let neverHasSideEffects = 1;
743 }
744 def EXTRACT_SUBREG : Instruction {
745   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
746   let InOperandList = (ins unknown:$supersrc, i32imm:$subidx);
747   let AsmString = "";
748   let neverHasSideEffects = 1;
749 }
750 def INSERT_SUBREG : Instruction {
751   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
752   let InOperandList = (ins unknown:$supersrc, unknown:$subsrc, i32imm:$subidx);
753   let AsmString = "";
754   let neverHasSideEffects = 1;
755   let Constraints = "$supersrc = $dst";
756 }
757 def IMPLICIT_DEF : Instruction {
758   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
759   let InOperandList = (ins);
760   let AsmString = "";
761   let neverHasSideEffects = 1;
762   let isReMaterializable = 1;
763   let isAsCheapAsAMove = 1;
764 }
765 def SUBREG_TO_REG : Instruction {
766   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
767   let InOperandList = (ins unknown:$implsrc, unknown:$subsrc, i32imm:$subidx);
768   let AsmString = "";
769   let neverHasSideEffects = 1;
770 }
771 def COPY_TO_REGCLASS : Instruction {
772   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
773   let InOperandList = (ins unknown:$src, i32imm:$regclass);
774   let AsmString = "";
775   let neverHasSideEffects = 1;
776   let isAsCheapAsAMove = 1;
777 }
778 def DBG_VALUE : Instruction {
779   let OutOperandList = (outs);
780   let InOperandList = (ins variable_ops);
781   let AsmString = "DBG_VALUE";
782   let neverHasSideEffects = 1;
783 }
784 def REG_SEQUENCE : Instruction {
785   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
786   let InOperandList = (ins variable_ops);
787   let AsmString = "";
788   let neverHasSideEffects = 1;
789   let isAsCheapAsAMove = 1;
790 }
791 def COPY : Instruction {
792   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
793   let InOperandList = (ins unknown:$src);
794   let AsmString = "";
795   let neverHasSideEffects = 1;
796   let isAsCheapAsAMove = 1;
797 }
798 def BUNDLE : Instruction {
799   let OutOperandList = (outs);
800   let InOperandList = (ins variable_ops);
801   let AsmString = "BUNDLE";
802 }
803 def LIFETIME_START : Instruction {
804   let OutOperandList = (outs);
805   let InOperandList = (ins i32imm:$id);
806   let AsmString = "LIFETIME_START";
807   let neverHasSideEffects = 1;
808 }
809 def LIFETIME_END : Instruction {
810   let OutOperandList = (outs);
811   let InOperandList = (ins i32imm:$id);
812   let AsmString = "LIFETIME_END";
813   let neverHasSideEffects = 1;
814 }
815 def STACKMAP : Instruction {
816   let OutOperandList = (outs);
817   let InOperandList = (ins i32imm:$id, i32imm:$nbytes, variable_ops);
818   let isCall = 1;
819   let mayLoad = 1;
820   let usesCustomInserter = 1;
821 }
822 def PATCHPOINT : Instruction {
823   let OutOperandList = (outs unknown:$dst);
824   let InOperandList = (ins i32imm:$id, i32imm:$nbytes, unknown:$callee,
825                        i32imm:$nargs, i32imm:$cc, variable_ops);
826   let isCall = 1;
827   let mayLoad = 1;
828   let usesCustomInserter = 1;
829 }
830 }
831
832 //===----------------------------------------------------------------------===//
833 // AsmParser - This class can be implemented by targets that wish to implement
834 // .s file parsing.
835 //
836 // Subtargets can have multiple different assembly parsers (e.g. AT&T vs Intel
837 // syntax on X86 for example).
838 //
839 class AsmParser {
840   // AsmParserClassName - This specifies the suffix to use for the asmparser
841   // class.  Generated AsmParser classes are always prefixed with the target
842   // name.
843   string AsmParserClassName  = "AsmParser";
844
845   // AsmParserInstCleanup - If non-empty, this is the name of a custom member
846   // function of the AsmParser class to call on every matched instruction.
847   // This can be used to perform target specific instruction post-processing.
848   string AsmParserInstCleanup  = "";
849
850   // ShouldEmitMatchRegisterName - Set to false if the target needs a hand
851   // written register name matcher
852   bit ShouldEmitMatchRegisterName = 1;
853
854   /// Does the instruction mnemonic allow '.'
855   bit MnemonicContainsDot = 0;
856 }
857 def DefaultAsmParser : AsmParser;
858
859 //===----------------------------------------------------------------------===//
860 // AsmParserVariant - Subtargets can have multiple different assembly parsers
861 // (e.g. AT&T vs Intel syntax on X86 for example). This class can be
862 // implemented by targets to describe such variants.
863 //
864 class AsmParserVariant {
865   // Variant - AsmParsers can be of multiple different variants.  Variants are
866   // used to support targets that need to parser multiple formats for the
867   // assembly language.
868   int Variant = 0;
869
870   // Name - The AsmParser variant name (e.g., AT&T vs Intel).
871   string Name = "";
872
873   // CommentDelimiter - If given, the delimiter string used to recognize
874   // comments which are hard coded in the .td assembler strings for individual
875   // instructions.
876   string CommentDelimiter = "";
877
878   // RegisterPrefix - If given, the token prefix which indicates a register
879   // token. This is used by the matcher to automatically recognize hard coded
880   // register tokens as constrained registers, instead of tokens, for the
881   // purposes of matching.
882   string RegisterPrefix = "";
883 }
884 def DefaultAsmParserVariant : AsmParserVariant;
885
886 /// AssemblerPredicate - This is a Predicate that can be used when the assembler
887 /// matches instructions and aliases.
888 class AssemblerPredicate<string cond, string name = ""> {
889   bit AssemblerMatcherPredicate = 1;
890   string AssemblerCondString = cond;
891   string PredicateName = name;
892 }
893
894 /// TokenAlias - This class allows targets to define assembler token
895 /// operand aliases. That is, a token literal operand which is equivalent
896 /// to another, canonical, token literal. For example, ARM allows:
897 ///   vmov.u32 s4, #0  -> vmov.i32, #0
898 /// 'u32' is a more specific designator for the 32-bit integer type specifier
899 /// and is legal for any instruction which accepts 'i32' as a datatype suffix.
900 ///   def : TokenAlias<".u32", ".i32">;
901 ///
902 /// This works by marking the match class of 'From' as a subclass of the
903 /// match class of 'To'.
904 class TokenAlias<string From, string To> {
905   string FromToken = From;
906   string ToToken = To;
907 }
908
909 /// MnemonicAlias - This class allows targets to define assembler mnemonic
910 /// aliases.  This should be used when all forms of one mnemonic are accepted
911 /// with a different mnemonic.  For example, X86 allows:
912 ///   sal %al, 1    -> shl %al, 1
913 ///   sal %ax, %cl  -> shl %ax, %cl
914 ///   sal %eax, %cl -> shl %eax, %cl
915 /// etc.  Though "sal" is accepted with many forms, all of them are directly
916 /// translated to a shl, so it can be handled with (in the case of X86, it
917 /// actually has one for each suffix as well):
918 ///   def : MnemonicAlias<"sal", "shl">;
919 ///
920 /// Mnemonic aliases are mapped before any other translation in the match phase,
921 /// and do allow Requires predicates, e.g.:
922 ///
923 ///  def : MnemonicAlias<"pushf", "pushfq">, Requires<[In64BitMode]>;
924 ///  def : MnemonicAlias<"pushf", "pushfl">, Requires<[In32BitMode]>;
925 ///
926 /// Mnemonic aliases can also be constrained to specific variants, e.g.:
927 ///
928 ///  def : MnemonicAlias<"pushf", "pushfq", "att">, Requires<[In64BitMode]>;
929 ///
930 /// If no variant (e.g., "att" or "intel") is specified then the alias is
931 /// applied unconditionally.
932 class MnemonicAlias<string From, string To, string VariantName = ""> {
933   string FromMnemonic = From;
934   string ToMnemonic = To;
935   string AsmVariantName = VariantName;
936
937   // Predicates - Predicates that must be true for this remapping to happen.
938   list<Predicate> Predicates = [];
939 }
940
941 /// InstAlias - This defines an alternate assembly syntax that is allowed to
942 /// match an instruction that has a different (more canonical) assembly
943 /// representation.
944 class InstAlias<string Asm, dag Result, bit Emit = 0b1> {
945   string AsmString = Asm;      // The .s format to match the instruction with.
946   dag ResultInst = Result;     // The MCInst to generate.
947   bit EmitAlias = Emit;        // Emit the alias instead of what's aliased.
948
949   // Predicates - Predicates that must be true for this to match.
950   list<Predicate> Predicates = [];
951 }
952
953 //===----------------------------------------------------------------------===//
954 // AsmWriter - This class can be implemented by targets that need to customize
955 // the format of the .s file writer.
956 //
957 // Subtargets can have multiple different asmwriters (e.g. AT&T vs Intel syntax
958 // on X86 for example).
959 //
960 class AsmWriter {
961   // AsmWriterClassName - This specifies the suffix to use for the asmwriter
962   // class.  Generated AsmWriter classes are always prefixed with the target
963   // name.
964   string AsmWriterClassName  = "InstPrinter";
965
966   // Variant - AsmWriters can be of multiple different variants.  Variants are
967   // used to support targets that need to emit assembly code in ways that are
968   // mostly the same for different targets, but have minor differences in
969   // syntax.  If the asmstring contains {|} characters in them, this integer
970   // will specify which alternative to use.  For example "{x|y|z}" with Variant
971   // == 1, will expand to "y".
972   int Variant = 0;
973
974   // OperandSpacing - Space between operand columns.
975   int OperandSpacing = -1;
976 }
977 def DefaultAsmWriter : AsmWriter;
978
979
980 //===----------------------------------------------------------------------===//
981 // Target - This class contains the "global" target information
982 //
983 class Target {
984   // InstructionSet - Instruction set description for this target.
985   InstrInfo InstructionSet;
986
987   // AssemblyParsers - The AsmParser instances available for this target.
988   list<AsmParser> AssemblyParsers = [DefaultAsmParser];
989
990   /// AssemblyParserVariants - The AsmParserVariant instances available for
991   /// this target.
992   list<AsmParserVariant> AssemblyParserVariants = [DefaultAsmParserVariant];
993
994   // AssemblyWriters - The AsmWriter instances available for this target.
995   list<AsmWriter> AssemblyWriters = [DefaultAsmWriter];
996 }
997
998 //===----------------------------------------------------------------------===//
999 // SubtargetFeature - A characteristic of the chip set.
1000 //
1001 class SubtargetFeature<string n, string a,  string v, string d,
1002                        list<SubtargetFeature> i = []> {
1003   // Name - Feature name.  Used by command line (-mattr=) to determine the
1004   // appropriate target chip.
1005   //
1006   string Name = n;
1007
1008   // Attribute - Attribute to be set by feature.
1009   //
1010   string Attribute = a;
1011
1012   // Value - Value the attribute to be set to by feature.
1013   //
1014   string Value = v;
1015
1016   // Desc - Feature description.  Used by command line (-mattr=) to display help
1017   // information.
1018   //
1019   string Desc = d;
1020
1021   // Implies - Features that this feature implies are present. If one of those
1022   // features isn't set, then this one shouldn't be set either.
1023   //
1024   list<SubtargetFeature> Implies = i;
1025 }
1026
1027 /// Specifies a Subtarget feature that this instruction is deprecated on.
1028 class Deprecated<SubtargetFeature dep> {
1029   SubtargetFeature DeprecatedFeatureMask = dep;
1030 }
1031
1032 /// A custom predicate used to determine if an instruction is
1033 /// deprecated or not.
1034 class ComplexDeprecationPredicate<string dep> {
1035   string ComplexDeprecationPredicate = dep;
1036 }
1037
1038 //===----------------------------------------------------------------------===//
1039 // Processor chip sets - These values represent each of the chip sets supported
1040 // by the scheduler.  Each Processor definition requires corresponding
1041 // instruction itineraries.
1042 //
1043 class Processor<string n, ProcessorItineraries pi, list<SubtargetFeature> f> {
1044   // Name - Chip set name.  Used by command line (-mcpu=) to determine the
1045   // appropriate target chip.
1046   //
1047   string Name = n;
1048
1049   // SchedModel - The machine model for scheduling and instruction cost.
1050   //
1051   SchedMachineModel SchedModel = NoSchedModel;
1052
1053   // ProcItin - The scheduling information for the target processor.
1054   //
1055   ProcessorItineraries ProcItin = pi;
1056
1057   // Features - list of
1058   list<SubtargetFeature> Features = f;
1059 }
1060
1061 // ProcessorModel allows subtargets to specify the more general
1062 // SchedMachineModel instead if a ProcessorItinerary. Subtargets will
1063 // gradually move to this newer form.
1064 //
1065 // Although this class always passes NoItineraries to the Processor
1066 // class, the SchedMachineModel may still define valid Itineraries.
1067 class ProcessorModel<string n, SchedMachineModel m, list<SubtargetFeature> f>
1068   : Processor<n, NoItineraries, f> {
1069   let SchedModel = m;
1070 }
1071
1072 //===----------------------------------------------------------------------===//
1073 // InstrMapping - This class is used to create mapping tables to relate
1074 // instructions with each other based on the values specified in RowFields,
1075 // ColFields, KeyCol and ValueCols.
1076 //
1077 class InstrMapping {
1078   // FilterClass - Used to limit search space only to the instructions that
1079   // define the relationship modeled by this InstrMapping record.
1080   string FilterClass;
1081
1082   // RowFields - List of fields/attributes that should be same for all the
1083   // instructions in a row of the relation table. Think of this as a set of
1084   // properties shared by all the instructions related by this relationship
1085   // model and is used to categorize instructions into subgroups. For instance,
1086   // if we want to define a relation that maps 'Add' instruction to its
1087   // predicated forms, we can define RowFields like this:
1088   //
1089   // let RowFields = BaseOp
1090   // All add instruction predicated/non-predicated will have to set their BaseOp
1091   // to the same value.
1092   //
1093   // def Add: { let BaseOp = 'ADD'; let predSense = 'nopred' }
1094   // def Add_predtrue: { let BaseOp = 'ADD'; let predSense = 'true' }
1095   // def Add_predfalse: { let BaseOp = 'ADD'; let predSense = 'false'  }
1096   list<string> RowFields = [];
1097
1098   // List of fields/attributes that are same for all the instructions
1099   // in a column of the relation table.
1100   // Ex: let ColFields = 'predSense' -- It means that the columns are arranged
1101   // based on the 'predSense' values. All the instruction in a specific
1102   // column have the same value and it is fixed for the column according
1103   // to the values set in 'ValueCols'.
1104   list<string> ColFields = [];
1105
1106   // Values for the fields/attributes listed in 'ColFields'.
1107   // Ex: let KeyCol = 'nopred' -- It means that the key instruction (instruction
1108   // that models this relation) should be non-predicated.
1109   // In the example above, 'Add' is the key instruction.
1110   list<string> KeyCol = [];
1111
1112   // List of values for the fields/attributes listed in 'ColFields', one for
1113   // each column in the relation table.
1114   //
1115   // Ex: let ValueCols = [['true'],['false']] -- It adds two columns in the
1116   // table. First column requires all the instructions to have predSense
1117   // set to 'true' and second column requires it to be 'false'.
1118   list<list<string> > ValueCols = [];
1119 }
1120
1121 //===----------------------------------------------------------------------===//
1122 // Pull in the common support for calling conventions.
1123 //
1124 include "llvm/Target/TargetCallingConv.td"
1125
1126 //===----------------------------------------------------------------------===//
1127 // Pull in the common support for DAG isel generation.
1128 //
1129 include "llvm/Target/TargetSelectionDAG.td"