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